JP3247283B2 - Charging device and image forming device - Google Patents
Charging device and image forming deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧を印加した帯
電部材を像担持体の被帯電面に当接させてこれを帯電す
る接触帯電装置および画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact charging device and an image forming apparatus for charging a charging member to which a voltage is applied by bringing the charging member into contact with a charged surface of an image carrier.
【0002】[0002]
1.画像形成装置 画像形成装置としては、従来から原稿を複写するいわゆ
る複写機がよく知られているが、近年、コンピュータ、
ワードプロセッサ等の出力手段に使用するプリンタの需
要の伸びが著しい。このようなプリンタは従来のオフィ
スユースのみならず、パーソナルユースが多いため、低
コスト化、メンテナンスフリー化といった一層の経済
性、利便性が要求される。1. Image Forming Apparatus As an image forming apparatus, a so-called copying machine for copying an original has been well known.
The demand for printers used for output means such as word processors has been growing remarkably. Since such a printer is used not only for conventional office use but also for personal use, further economics and convenience such as low cost and maintenance free are required.
【0003】さらに、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利を活用した紙消費量低滅による省資源化、
消費電力の低減による省エネルギ化、オゾン量低減によ
る作業環境改善等が、経済性、利便性と同様の重要度で
求められている。[0003] Further, from the viewpoint of ecology, two-sided copying, resource saving by reducing paper consumption utilizing recycled paper,
Energy saving by reducing power consumption and improvement of working environment by reducing ozone amount are required with the same importance as economy and convenience.
【0004】従来の帯電方式の主流であったコロナ帯電
器は、50〜100μm程度の金属ワイヤに5〜10k
V程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離し対向物(被帯
電体)に電荷を付与する。その過程において、ワイヤ自
身も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、コロナ放電にともない、不要なオゾンが発
生する。A corona charger, which has been the mainstream of the conventional charging system, has a metal wire of about 50 to 100 μm and has a diameter of 5 to 10 k.
A high voltage of about V is applied to ionize the atmosphere to apply a charge to the opposing object (charged object). In the process, the wire itself also absorbs dirt, so that periodic cleaning and replacement are required. Unnecessary ozone is generated with the corona discharge.
【0005】省エネルギに関しては、感光体ヒータの問
題もある。近年、画像形成装置に使用される電子写真感
光体は、耐刷枚数の増大を図るため表面硬度が高くなっ
ており、繰り返しの使用に伴って、帯電器が発生するオ
ゾンから派生されるコロナ生成物の影響により、感光体
表面が湿度に敏感となり水分を吸着しやすくなる。この
水分が感光体表面の電荷の横流れの原因となって、いわ
ゆる画像流れといった画像品質低下を引き起こす。Regarding energy saving, there is also a problem of a photoconductor heater. In recent years, electrophotographic photoreceptors used in image forming apparatuses have increased surface hardness in order to increase the number of printing presses, and corona generation derived from ozone generated by a charger with repeated use. Due to the influence of the object, the surface of the photoconductor becomes sensitive to humidity, so that moisture is easily absorbed. This moisture causes a lateral flow of charges on the surface of the photoreceptor, causing image quality degradation such as so-called image flow.
【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
タによる加熱や、特公平2−23856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トナーによって
形成したブラシにより感光体表面を摺察しコロナ生成物
を取り除く方法、特開昭61−100780に記載され
ているような弾性ローラによる感光体表面の摺察でコロ
ナ生成物を取り除く方法等が用いられてきた。In order to prevent such image deletion, heating by a heater as described in Japanese Utility Model Publication No. 1-32055 or a magnet roller as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-38565 is used. A method of removing the corona product by rubbing the surface of the photoreceptor with a brush formed of a magnetic toner, a method of removing the corona product by rubbing the surface of the photoreceptor by an elastic roller as described in JP-A-61-100780, etc. Has been used.
【0007】感光体表面を摺察する方法は、極めて硬度
の高いアモルファスシリコン感光体で使用されるが、装
置の小型化や低コスト化が困難な一因となる。また、ヒ
ータによる常時加熱は前述のように消費電力量の増大を
招く。ヒータの容量は通常15〜80W程度と必ずしも
大電力量といった印象を得ないが、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の5〜1
5%にも達する。[0007] The method of tracing the surface of the photoreceptor is used for an amorphous silicon photoreceptor having extremely high hardness, but it is difficult to reduce the size and cost of the apparatus. Further, the constant heating by the heater causes an increase in power consumption as described above. The capacity of the heater is usually about 15 to 80 W, which does not always give the impression of a large amount of electric power. However, in most cases, the heater is always energized even at night, and the amount of electric power consumed per day is the entire image forming apparatus. 5-1 of power consumption
Up to 5%.
【0008】また、本発明に類似する形態での外部ヒー
タ加熱方式、すなわち、特開昭59−111179号公
報や特開昭62−278577号公報においても、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。Further, in an external heater heating system in a form similar to the present invention, that is, in JP-A-59-111179 and JP-A-62-278577, the image density is not affected by the temperature fluctuation of the photosensitive member. There is no disclosure of an improvement in the stability factor.
【0009】また、画像流れの要因となる前述のオゾン
は、除去することが好ましく、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帯電時の発生オゾン量を大
幅に低減する方式が求められている。The above-mentioned ozone, which causes image deletion, is preferably removed. Conventionally, the ozone has been decomposed and made harmless by an ozone removal filter and discharged. Especially in the case of personal use, the amount of emitted ozone must be reduced as much as possible. As described above, a method for greatly reducing the amount of ozone generated at the time of charging is demanded also from the economical point of view.
【0010】こうした状況から、発生オゾン量が皆無あ
るいは極めて微量な新たな帯電装置、画像形成装置が求
められている。 2.帯電装置 前述の問題点を解決すべく、各種帯電装置が提案されて
いる。Under these circumstances, a new charging device and an image forming device that generate no or very little ozone are required. 2. Charging Device Various charging devices have been proposed to solve the above-mentioned problems.
【0011】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定の電位に帯電
するもので、帯電装置として広く利用されているコロナ
帯電装置に比べ、第1に、被帯電面に所定の電位を得る
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ないまたは極めて
微量であるため、オゾン除去フィルタの必要性がなくな
り、したがって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およびオゾン生成物が被帯電面
である像担持体表面、例えば感光体表面に付着し、付着
したコロナ生成物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って低抵抗化することに基づ
く画像流れを防止することができるので、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
のため夜間通電等の電力消費の大幅な低減が図れるこ
と、等の長所を有している。A contact charging device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-208878 is to charge a charged surface to a predetermined potential by bringing a charging member to which a voltage is applied into contact with a charged member. First, the applied voltage required to obtain a predetermined potential on the surface to be charged can be reduced compared to a corona charging device widely used as a charging device. Since there is no or very small amount of ozone generated in the apparatus, the necessity of an ozone removal filter is eliminated, thus simplifying the configuration of the exhaust system of the apparatus, being maintenance-free, and thirdly, in the charging process. The generated ozone and ozone products adhere to the surface of the image carrier, for example, the surface of the photoreceptor, which is the surface to be charged, and the surface of the photoreceptor becomes sensitive to humidity under the influence of the adhered corona product to absorb moisture. It can prevent image deletion due to low resistance and eliminate the necessity of dehumidification by a heater that is performed all day, and can greatly reduce power consumption such as energization at night. , Etc.
【0012】上述のような長所を有する接触帯電装置
は、例えば、電子写真方式の画像形成装置(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、電子写真感光体、誘電体等の像担持体、その他
の被帯電体を帯電処理する手段として、コロナ放電装置
に代わるものとして注目され、実用化されている。従
来、接触帯電装置としては、ブレードやシート状の固定
式の帯電部材を被帯電体に当接させ、これにバイアスを
印加して帯電を行うものが周知である。Contact charging devices having the above-mentioned advantages include, for example, electrophotographic image forming apparatuses (copiers, laser beam printers), electrostatic recording type image forming apparatuses, electrophotographic photosensitive members, and dielectric materials. As means for charging an image carrier such as the above and other charged objects, attention has been paid to an alternative to the corona discharge device, and it has been put to practical use. 2. Description of the Related Art Conventionally, as a contact charging device, a device in which a fixed charging member in the form of a blade or a sheet is brought into contact with a member to be charged and a bias is applied thereto to perform charging is known.
【0013】図8にその一実施の形態を示す。801は
ドラム状の感光体(以下適宜「感光ドラム」という)で
あり、同図中、時計回り(矢印A方向)に所定の周速度
(プロセススピード)にて回転駆動されるドラム型の電
子写真感光体である。802は接触帯電部材であり、電
極802−1、及びその帯電面に形成した抵抗層802
−2とを備えている。電極802−1は、通常アルミニ
ウム、アルミニウム合金、真鍮、銅、鉄、ステンレス等
の金属や、樹脂、セラミック等の絶縁材料に導電処理、
すなわち、金属をコーティングしたり、導電性塗料を塗
布したりしたものを用いる。抵抗層802−2は、ポリ
プロピレン、ポリエチレン等の樹脂や、シリコンゴム、
ウレタンゴム等のエラストマーに、酸化チタン、炭素
粉、金属粉等の導電性フィラーを分散したものが一般的
に用いられる。抵抗層802−2の抵抗値は、HIOK
I社(メーカ)製のMΩテスターで0.25〜1kVの
印加電圧における測定にて、1×103 〜1×1012Ω
・cmの抵抗値を有する。803は帯電部材802に対す
る電圧印加電源であり、この電源803により帯電開始
電圧の2倍以上のピーク間電圧Vppを有する振動電圧V
acと直流電圧Vdcとを重畳したt重畳電圧(Vac+
Vdc)が帯電部材802の電極802−2に印加され、
回転駆動されている感光ドラム801の外周面が均一に
帯電される。FIG. 8 shows an embodiment thereof. Reference numeral 801 denotes a drum-shaped photoconductor (hereinafter, appropriately referred to as a “photosensitive drum”), which is a drum-type electrophotograph that is rotated clockwise (in the direction of arrow A) at a predetermined peripheral speed (process speed). It is a photoconductor. Reference numeral 802 denotes a contact charging member, which includes an electrode 802-1 and a resistance layer 802 formed on the charging surface thereof.
-2. The electrode 802-1 is usually made of a metal such as aluminum, aluminum alloy, brass, copper, iron, stainless steel, or an insulating material such as resin, ceramic, etc.
That is, a material coated with a metal or a conductive paint is used. The resistance layer 802-2 is formed of a resin such as polypropylene or polyethylene, silicon rubber,
A material in which conductive fillers such as titanium oxide, carbon powder, and metal powder are dispersed in an elastomer such as urethane rubber is generally used. The resistance value of the resistance layer 802-2 is HIOK
1 × 10 3 to 1 × 10 12 Ω by measuring with an applied voltage of 0.25 to 1 kV using an MΩ tester manufactured by Company I (manufacturer).
・ It has a resistance value of cm. 803 is a voltage source for the charging member 802, the oscillating voltage V having twice or more the peak voltage V pp of the charge starting voltage by the power supply 803
ac and dc voltage V dc and superimposed t superimposed voltage (V ac +
V dc ) is applied to the electrode 802-2 of the charging member 802,
The outer peripheral surface of the rotating photosensitive drum 801 is uniformly charged.
【0014】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。Further, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 801 by scanning with the laser beam printer light 805 whose intensity is modulated according to the image signal.
【0015】この潜像は、現像剤が塗布された現像スリ
ーブ806によってトナーが付着され、トナー像として
顕画像化(現像)された後、転写材807上に転写ロー
ラ808を介して転写される。転写残トナーは、クリー
ニングブレード809によって感光ドラム上から除去さ
れる。一方、表面にトナー像が転写された転写材807
は、定着装置(不図示)によってトナー像が定着された
後、最終的なコピーとして画像形成装置本体外部に排出
される。The latent image is transferred to a transfer material 807 via a transfer roller 808 after toner is adhered by a developing sleeve 806 coated with a developer and visualized (developed) as a toner image. . The transfer residual toner is removed from the photosensitive drum by the cleaning blade 809. On the other hand, a transfer material 807 having a toner image transferred on the surface thereof
After the toner image is fixed by a fixing device (not shown), the toner image is discharged outside the image forming apparatus main body as a final copy.
【0016】しかしながら上述の方式では、感光ドラム
801と接触帯電部材802の直接接触、摩擦影響が大
きいため、長期の使用により接触帯電部材802がどう
しても摩耗し、定期的な交換が必要となる。近年、画像
形成装置の像担持体として広く用いられ始めたアモルフ
ァスシリコン感光体は半永久的な寿命を有しており、接
触帯電部材802の交換は装置のメンテナンスフリー化
の障害となる問題であり、改善が強く求められていた。However, in the above-described method, the direct contact between the photosensitive drum 801 and the contact charging member 802 and the influence of friction are large. Therefore, the contact charging member 802 is inevitably worn due to long-term use, and requires periodic replacement. In recent years, amorphous silicon photoconductors that have begun to be widely used as image carriers in image forming apparatuses have a semi-permanent life, and replacement of the contact charging member 802 is a problem that hinders maintenance-free operation of the apparatus. Improvement was strongly sought.
【0017】その解決策として、接触帯電部材のさまざ
まな改善といった進み方の中で、特開昭59−1335
69号公報等のように、磁性体と磁性粉体(あるいは粒
子)からなる磁気ブラシ状の接触帯電部材を像担持体に
接触させこれに電荷を付与する機構の新方式が提案され
ている。As a solution to this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. S59-1335 discloses a method of improving the contact charging member.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 69-6969, a new method of a mechanism in which a magnetic brush-shaped contact charging member made of a magnetic material and a magnetic powder (or particles) is brought into contact with an image carrier to apply a charge thereto has been proposed.
【0018】図9(a)、(b)にその一実施の形態を
示す。なお、図9(a)は感光ドラム901および帯電
部材902の軸に直角な方向の縦断面図を示し、図9
(b)は帯電部材902の正面図を示す。901は像担
持体としての感光ドラムであり、矢印A方向に所定の周
速度(プロセススピード)にて回転駆動されるドラム型
の電子写真感光体である。902は帯電部材であり、多
極磁性体902−2およびその帯電面に磁性粉体により
形成した磁気ブラシ層902−1とを備えている。FIGS. 9A and 9B show an embodiment thereof. FIG. 9A is a longitudinal sectional view of the photosensitive drum 901 and the charging member 902 in a direction perpendicular to the axis.
(B) shows a front view of the charging member 902. Reference numeral 901 denotes a photosensitive drum as an image carrier, which is a drum-type electrophotographic photosensitive member that is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of arrow A. A charging member 902 includes a multipolar magnetic body 902-2 and a magnetic brush layer 902-1 formed of magnetic powder on a charged surface thereof.
【0019】多極磁性体902−2は、通常、フェライ
ト磁石、ゴムマグネット等の磁性材料を用い、円筒状
の、いわゆるマグネットローラに形成される。The multipolar magnetic body 902-2 is usually formed of a magnetic material such as a ferrite magnet or a rubber magnet, and is formed in a cylindrical, so-called magnet roller.
【0020】磁気ブラシ層902−1は、磁性酸化鉄
(フェライト)粉、マグネタイト粉、周知の磁性トナー
材等が一般的に用いられる。The magnetic brush layer 902-1 is generally made of magnetic iron oxide (ferrite) powder, magnetite powder, a well-known magnetic toner material, or the like.
【0021】この帯電部材902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
表面層の耐圧特性等に応じて適宜選択されることが望ま
しい。It is desirable that the resistance value of the charging member 902 be appropriately selected according to the environment in which the charging member 902 is used, high charging efficiency, the withstand voltage characteristics of the surface layer of the photosensitive drum 901 and the like.
【0022】感光ドラム901と多極磁性体902−2
の最近接間隙は、磁気ブラシ層902−1の接触幅(以
下「ニップ幅」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
〜2000μmの範囲が好ましく、より好ましくは10
0〜1000μmである。Photosensitive drum 901 and multipolar magnetic body 902-2
Is required to be stably set to a certain distance in order to stably control the contact width (hereinafter referred to as “nip width”) of the magnetic brush layer 902-1. This distance is 50
To 2000 μm, more preferably 10 μm.
0 to 1000 μm.
【0023】903は帯電部材902に対する電圧印加
電源であり、この電源903により直流電圧Vdcが帯電
部材902の多極磁性体902−2、磁気ブラシ層90
2−1に印加されて、回転駆動されている感光ドラム9
01の外周面が均一に帯電される。Reference numeral 903 denotes a power supply for applying a voltage to the charging member 902, and the DC voltage Vdc is supplied from the power supply 903 to the multipolar magnetic body 902-2 and the magnetic brush layer 90 of the charging member 902.
The photosensitive drum 9 which is applied to 2-1 and is rotationally driven
01 is uniformly charged.
【0024】さらに、画像形成元となる原稿からの反射
光905が感光ドラム901上に照射され静電潜像が形
成される。この潜像は、現像剤が塗布された現像スリー
ブ906によってトナー像として顕画像化された後、転
写材807上に転写ローラ908を介して転写される、
転写残トナーは、クリーニングブレード909によって
感光ドラム901上から除去される。一方、表面にトナ
ー像が転写された転写材907は、不図示の定着装置に
よってトナー像が定着された後、画像形成本体外部に排
出される。Further, reflected light 905 from a document as an image forming source is irradiated on a photosensitive drum 901 to form an electrostatic latent image. This latent image is visualized as a toner image by a developing sleeve 906 coated with a developer, and then transferred onto a transfer material 807 via a transfer roller 908.
The transfer residual toner is removed from the photosensitive drum 901 by the cleaning blade 909. On the other hand, the transfer material 907 having the toner image transferred to the surface is discharged outside the image forming main body after the toner image is fixed by a fixing device (not shown).
【0025】このような方式により、像担持体(感光ド
ラム)901と接触帯電部材902との接触性、摩擦性
特性が向上し、耐久劣化に対して機械的摩耗等の格段の
向上を図ることができる。 3.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に搭
載されている。According to such a method, the contact and friction characteristics between the image bearing member (photosensitive drum) 901 and the contact charging member 902 are improved, and the durability and the mechanical wear are greatly improved. Can be. 3. Photoconductor [Organic Photoconductor (OPC)] In recent years, various organic photoconductive materials have been developed as photoconductive materials for electrophotographic photoconductors.
In particular, a function-separated type photoconductor in which a charge generation layer and a charge transport layer are laminated has already been put to practical use and mounted on a copying machine or a laser beam printer.
【0026】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一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
け等の電子写真物性面の耐久性および摺察による感光体
表面の摩耗や引っ掻き傷等の機械的耐久性に大別され、
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。However, one of the major disadvantages of these photosensitive members is that their durability is generally low. The durability is roughly classified into the durability of electrophotographic properties such as sensitivity, residual potential, charging ability and image blur, and the mechanical durability such as abrasion and scratching of the photoreceptor surface by sliding.
Each of these factors is a major factor in determining the life of the photoconductor.
【0027】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等の活性物質により、感光体表面層に含有される
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。Among them, the durability of the electrophotographic physical properties, particularly the image blur, is related to the ozone generated from the corona charger,
It is known that the cause is that the charge transport material contained in the photoconductor surface layer is deteriorated by an active material such as NOx.
【0028】また機械的耐久性に関しては、感光層に対
して紙、ブレードまたはローラ等のクリーニング部材、
トナー等が物理的に接触して摺察することが原因である
ことが知られている。As for the mechanical durability, a cleaning member such as paper, a blade or a roller,
It is known that the cause is that the toner or the like physically contacts and slides.
【0029】電子写真物性面の耐久性を向上させるため
に、オゾン、NOx等の活性物質により劣化されにくい
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、
機械的耐久性を上げるためには、紙やクリーニング部材
による摺察に耐えるために、表面の潤滑性を高め、摩擦
力を低減すること、トナーのフィルミング融着等を防止
するために表面の離形性をよくすることなどが重要であ
り、フッ素系樹脂粉体、フッ化黒鉛、ポリオレフィン系
樹脂粉体等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今度は、
オゾン、NOx等の活性物質により生成された吸湿性物
質が除去されずに感光体表面に堆積し、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し、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
真において、感光体における感光層を形成する光導電材
料としては、高感度で、SN比[光電流(Ip )/暗電
流(Id )]が高く、照射する電磁波のスペクトル特性
に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体
に対して無害であること、等の特性が要求される。特
に、事務機としてオフィスで使用される画像形成装置内
に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、上述
の使用時における無公害性は重要な点である。In order to improve the durability of the electrophotographic physical properties, it is important to use a charge transporting substance which is hardly deteriorated by an active substance such as ozone or NOx, and it is important to select a charge transporting substance having a high oxidation potential. Are known. Also,
In order to increase mechanical durability, the surface must be lubricated to reduce rubbing with paper and cleaning members, to reduce frictional force, and to prevent toner film fusing. It is important to improve the releasability, and it is known that a lubricant such as a fluororesin powder, fluorinated graphite, or a polyolefin resin powder is blended in the surface layer. However, when the wear is significantly reduced,
The problem that hygroscopic substances generated by active substances such as ozone and NOx accumulate on the photoreceptor surface without being removed, resulting in a decrease in surface resistance and lateral movement of surface charges, resulting in so-called image deletion. was there. [Amorphous silicon-based photoreceptor (a-Si)] In electrophotography, a photoconductive material for forming a photosensitive layer in the photoreceptor has high sensitivity and an SN ratio [photocurrent ( Ip ) / dark current ( Id )]. ] Has a high absorption spectrum that matches the spectral characteristics of the radiated electromagnetic wave, has a fast light response, has a desired dark resistance value, and is harmless to the human body during use. Required. In particular, in the case of a photoconductor for an image forming apparatus incorporated in an image forming apparatus used in an office as an office machine, the above-described non-pollution during use is an important point.
【0030】このような点に優れた性質を示す光導電材
料に水素化アモルファスシリコン(以下「a−Si:
H」という)があり、例えば、特公昭60−35059
号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記載さ
れている。Hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-Si:
H "), for example, Japanese Patent Publication No. 60-35059.
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-176, there is described an application as a photoreceptor for an image forming apparatus.
【0031】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
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CV
D法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を形成
する。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガス
を直流または高周波あるいはマイクロ法グロー放電によ
って分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法
が好適なものとして実用化されている。In such a photosensitive member for an image forming apparatus, generally, a conductive support is heated to 50 to 400 ° C., and a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, CVD method, photo CVD method, plasma CV
A photoconductive layer made of a-Si is formed by a film forming method such as the D method. Among them, a plasma CVD method, that is, a method in which a raw material gas is decomposed by direct current, high frequency, or micro-method glow discharge to form an a-Si deposited film on a support has been put into practical use as a suitable method.
【0032】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。こ
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。JP-A-54-83746 discloses an image forming apparatus comprising a conductive support and an a-Si (hereinafter referred to as "a-Si: X") photoconductive layer containing a halogen atom as a constituent element. A photoconductor for an apparatus has been proposed. In this publication, a-Si contains 1 to 40 halogen atoms.
It is stated that by containing at%, heat resistance is high, and good electrical and optical characteristics can be obtained as a photoconductive layer of a photoconductor for an image forming apparatus.
【0033】また、特開昭57−11556号公報に、
a−Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部
材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学
的、光導電的特性および耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子および炭素原子を含む非光導電性の
アモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術
が記載されている。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62−1
68161号公報には、表面層として、シリコン原子と
炭素原子と41〜70原子%の水素原子を構成要素とし
て含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-11556 discloses
a photoconductive member having a photoconductive layer composed of an a-Si deposited film, such as dark resistance value, photosensitivity, photoresponsiveness, and electrical, optical, photoconductive properties and use environment properties such as moisture resistance; Furthermore, in order to improve the stability over time, a surface barrier composed of a non-photoconductive amorphous material containing silicon atoms and carbon atoms is provided on a photoconductive layer composed of an amorphous material composed mainly of silicon atoms. Techniques for providing layers are described. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-67951 describes a technique for a photoconductor in which a light-transmitting insulating overcoat layer containing amorphous silicon, carbon, oxygen and fluorine is laminated. 1
Japanese Patent No. 68161 describes a technique in which an amorphous material containing silicon atoms, carbon atoms, and 41 to 70 atomic% of hydrogen atoms as constituent elements is used as a surface layer.
【0034】さらに、特開昭51−158650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
光体を得られることが記載されている。Furthermore, in JP-A-51-158650, hydrogen containing 10 to 40 atomic%, 0.2 absorption coefficient ratio of the absorption peak of 2100 cm -1 and 2000 cm -1 in the infrared absorption spectrum It is described that a photosensitive member for an image forming apparatus having high sensitivity and high resistance can be obtained by using a-Si: H of 1.7 for the photoconductive layer.
【0035】一方、特開昭60−95551号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を30〜40℃に維持して帯
電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行う
ことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗
の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術
が開示されている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-95551 discloses that in order to improve the image quality of an amorphous silicon photoconductor, the temperature near the surface of the photoconductor is maintained at 30 to 40.degree. By performing such an image forming process, there is disclosed a technique for preventing a reduction in surface resistance due to the adsorption of moisture on the surface of a photoreceptor and an image deletion caused thereby.
【0036】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。 4.環境対策ヒータ 前述の感光体の高湿画像流れを防止、除去するために、
感光体内面に熱源を設けることが周知であり、最も一般
的なのは、面状または棒状の電熱ヒータを円筒状感光体
内面に配設しているものである。These techniques have improved the electrical, optical, photoconductive and operating environment characteristics of the photoreceptor for an image forming apparatus, and accordingly the image quality. 4. Environmentally friendly heater To prevent and remove the high humidity image flow of the photoconductor,
It is well known to provide a heat source on the inner surface of the photoreceptor, and most commonly, a planar or rod-shaped electric heater is disposed on the inner surface of the photoreceptor.
【0037】[0037]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な電圧印加式の磁性粒子をブラシとして用いた帯電装置
を感光体の帯電手段として利用した場合の問題点とし
て、以下の点が挙げられる。Problems to be solved when a charging device using magnetic particles of the voltage application type as a brush as described above is used as a charging means for a photoreceptor are as follows.
【0038】特に感光体の回転速度が速く、また帯電電
位と非帯電部との電位差が大きい場合に、帯電部材の耐
久性が悪いことが挙げられる。図9(a)の磁気ブラシ
層902−1を構成する磁性粉体等のキャリヤ(以下
「帯電キャリヤ」という)が帯電工程等、感光体の回転
中に感光体表面へ移動して帯電効率が低下し、このため
画像上において感光体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感光体を用いた
画像形成装置においては、帯電器のキャリヤの減少によ
り画質が低下し、これを回復するためにメテンナンス
か、または帯電部材の交換が必要となる。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
を阻害する問題である。In particular, when the rotation speed of the photosensitive member is high and the potential difference between the charged potential and the non-charged portion is large, the durability of the charging member is poor. The carrier of the magnetic powder or the like (hereinafter referred to as “charge carrier”) constituting the magnetic brush layer 902-1 in FIG. 9A moves to the surface of the photoconductor during rotation of the photoconductor in a charging process or the like, and the charging efficiency is reduced. Therefore, a density difference is observed on the image in the rotation direction of the photoconductor. In particular, in an image forming apparatus using a photoreceptor having a very long life, such as an amorphous silicon photoreceptor, which is used at a high speed, the image quality is degraded due to the decrease in the number of carriers in the charger, and it is necessary to recover the image by using a maintenance method. Alternatively, the charging member needs to be replaced. This is a problem that increases service costs and hinders maintenance-free operation.
【0039】さらに、耐久時の縦スジ(以下「まだらス
ジ」という)がある。まだらスジの発生メカニズムとし
ては以下のようなことが考えられる。Further, there is a vertical streak (hereinafter referred to as "mottle streak") at the time of durability. The following can be considered as a mottled streak generation mechanism.
【0040】磁性体と帯電キャリヤとの磁気的吸引力に
対し、感光体の回転による摩擦等の機械的な力、磁気ブ
ラシ層と感光体表面の非帯電部との電位差により生じる
電界による電気的吸引力等により帯電キャリヤが感光体
に移動し、そのいくらかは現像器のスリーブ(現像スリ
ーブ)に磁気的に吸引される。そして、耐刷枚数が増加
するに従い、現像スリーブに吸引される帯電キャリヤが
増加して、現像剤が感光体表面に現像される際の妨げと
なり、その結果、まだらスジが発生する。このまだらス
ジの発生が問題となる。In response to the magnetic attraction between the magnetic material and the charged carrier, there is a mechanical force such as friction due to the rotation of the photoreceptor, and the electric force due to the electric field generated by the potential difference between the magnetic brush layer and the non-charged portion of the photoreceptor surface. The charged carrier moves to the photoreceptor due to a suction force or the like, and some of the charged carrier is magnetically attracted to a sleeve (developing sleeve) of the developing device. Then, as the number of printings increases, the number of charge carriers attracted to the developing sleeve increases, which hinders the developer from being developed on the photoreceptor surface, and as a result, mottle lines occur. The occurrence of this mottled streak is a problem.
【0041】特開昭59−133569号公報では、感
光体の回転方向で帯電器の下流側にブレードを設けて上
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、装置の小型化、低コスト化が阻害され、あるいは上
述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。JP-A-59-133569 discloses a mechanism in which a blade is provided downstream of a charger in the direction of rotation of a photoreceptor to re-capture the above-mentioned charged carrier. However, there is a problem that cost reduction is hindered or maintenance-free is hindered as described above.
【0042】そこで、本発明は、上述の問題を解決する
ようにした接触帯電装置および画像形成装置を提供する
ことを目的とするものである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a contact charging device and an image forming apparatus which solve the above-mentioned problems.
【0043】[0043]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明
は、円筒状の帯電部材を被帯電体の被帯電面に接触させ
るとともに、前記帯電部材に電圧を印加することで前記
被帯電面を帯電させる帯電装置において、前記帯電部材
は、周方向に複数の磁極を有する円筒状の回転可能な多
極磁性体と、該多極磁性体表面と前記被帯電面とのギャ
ップを規制するスペーサと、前記多極磁性体表面に担持
されるとともに前記被帯電面に接触して該被帯電面との
間に帯状のニップを構成する磁性粉体と、を有し、前記
多極磁性体の表面における、周方向に隣接する前記磁極
間の距離を、前記ニップの周方向幅よりも小さく設定
し、前記被帯電面の帯電不要領域が前記ニップを通過す
るときは、前記帯電部材に対する印加電圧を切るととも
に、前記多極磁性体を回転させる、ことを特徴とする。Means for Solving the Problems The present invention according to claim 1
Is a charging device that contacts a surface to be charged of a member to be charged with a cylindrical charging member and charges the surface to be charged by applying a voltage to the charging member. A cylindrical rotatable multipolar magnetic body having magnetic poles; a spacer for regulating a gap between the surface of the multipolar magnetic body and the surface to be charged; Magnetic powder constituting a band-like nip between the surface to be charged and the surface to be charged, and the distance between the magnetic poles adjacent in the circumferential direction on the surface of the multipolar magnetic body, Set smaller than the circumferential width of the nip
The uncharged area of the charged surface passes through the nip.
When the voltage applied to the charging member is turned off,
Preferably, the multipole magnetic body is rotated .
【0044】請求項2に係る本発明は、請求項1記載の
帯電装置において、該多極磁性体、磁性粉体を介して前
記被帯電面を帯電するときは、前記多極磁性体を、該多
極磁性体の任意の一つの磁極と前記被帯電面とのギャッ
プが最小となる位置に停止させる、ことを特徴とする。 The present invention according to claim 2 provides the present invention according to claim 1.
In the charging device, when the surface to be charged is charged through the multipolar magnetic body and the magnetic powder, the multipolar magnetic body is connected to any one magnetic pole of the multipolar magnetic body and the surface to be charged. Is stopped at a position where the gap with the minimum is minimized .
【0045】[0045]
【0046】請求項3に係る本発明は、請求項1または
2記載の帯電装置において、前記被帯電体は、導電性支
持体と、シリコン原子を母体として水素原子および/ま
たはハロゲン原子を含有する非単結晶材料を含む光導電
層および電荷を保持する機能を有する表面層を有する光
受容層とを備え、前記光導電層が10〜30原子%の前
記水素原子および/またはハロゲン原子を含有し、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
ギが50meV以上、60meV以下であり、局在状態
密度が1×1014〜5×1016cm−3であり、前
記表面層の電気抵抗値が1×1010〜5×1015Ω
・cmであることを特徴とする。The present invention according to claim 3 is based on claim 1 or
3. The charging device according to claim 2, wherein the member to be charged includes a conductive support, a hydrogen atom and / or a silicon atom as a base.
A photoconductive layer containing a non-single-crystal material containing a halogen atom, and a photoreceptive layer having a surface layer having a function of retaining electric charge, wherein the photoconductive layer has a content of 10 to 30 atomic%.
A hydrogen atom and / or a halogen atom, the characteristic energy of the exponential function tail obtained from the sub-bandgap light absorption spectrum is at least 50 meV and at most 60 meV in at least the portion where light is incident, and the localized state density is 1 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −3 , and the electric resistance value of the surface layer is 1 × 10 10 to 5 × 10 15 Ω.
・ Cm.
【0047】請求項4に係る本発明は、請求項1または
2記載の帯電装置において、前記被帯電体は、有機光導
電体と、電荷保持粒子を含む表面層と、を備える、こと
を特徴とする。 また、請求項5に係る本発明は、請求項
3記載の帯電装置において、前記被帯電体は、温度1℃
当たりの帯電電位の変化が2V/deg以内である、こ
とを特徴とする。 The present invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or
3. The charging device according to claim 2, wherein the member to be charged is an organic photoconductive member.
Comprising an electric body and a surface layer containing the charge retaining particles.
It is characterized by. Further, the present invention according to claim 5 provides the present invention
3. The charging device according to claim 3, wherein the object to be charged has a temperature of 1 ° C.
The change of the charging potential per unit is within 2 V / deg.
And features.
【0048】請求項6に係る本発明は、画像形成装置に
おいて、請求項1ないし5のいずれか記載の帯電装置
と、前記帯電装置によって帯電される被帯電体と、前記
帯電装置によって帯電された前記被帯電体表面を露光し
て静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像に
トナーを付着させて前記被帯電体にトナー画像を形成す
る現像手段と、前記トナー画像を転写材に転写する転写
手段とを、備える、ことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, wherein the charging device according to any one of the first to fifth aspects , a member to be charged by the charging device, and a member charged by the charging device. Latent image forming means for exposing the surface of the charged object to form an electrostatic latent image, developing means for adhering toner to the electrostatic latent image to form a toner image on the charged object, and the toner image And a transfer means for transferring the image to a transfer material.
【0049】[作用]以上構成に基づき、多極磁性体の
表面における、周方向に隣接する磁極間の距離を、ニッ
プ幅よりも小さく設定することのより、ニップ内に、少
なくとも1の磁極が存在するようにすることができるの
で、ニップ内において磁性粉体を多極磁性体側に引き付
ける力を増加し、これにより、帯電部材と被帯電体との
間に作用する電界によって磁性粉体が被帯電体側に移動
するのを防止する。[Operation] Based on the above configuration, by setting the distance between circumferentially adjacent magnetic poles on the surface of the multipolar magnetic body to be smaller than the nip width, at least one magnetic pole is formed in the nip. As a result, the force for attracting the magnetic powder toward the multipolar magnetic body in the nip is increased, whereby the magnetic powder is covered by the electric field acting between the charging member and the member to be charged. It prevents movement to the charged body side.
【0050】さらに、帯電時に、上述のニップ内の磁極
を、これと被帯電面とのギャップが最小となる位置に停
止させるときは、磁性粉体を多極磁性体側に引き付ける
力がさらに増加される、磁性粉体の移動を一層よく防止
することができる。When the magnetic pole in the nip is stopped at the position where the gap between the nip and the surface to be charged is minimized during charging, the force for attracting the magnetic powder toward the multipolar magnetic body is further increased. In addition, the movement of the magnetic powder can be more effectively prevented.
【0051】被帯電体の帯電不要領域に対応して、印加
電圧を切るときは例えばアナログ複写機におけるブラン
ク露光を省略することができ、また、多極電極を回転さ
せるときは、多極磁性体表面の磁性粉体を、ニップの長
手方向(多極磁性体表面の母線方向)に均すことができ
る。When the applied voltage is cut off, for example, blank exposure in an analog copying machine can be omitted in accordance with the charging unnecessary area of the member to be charged, and when the multipolar electrode is rotated, the multipolar magnetic material is used. The magnetic powder on the surface can be leveled in the longitudinal direction of the nip (the direction of the generatrix on the surface of the multipolar magnetic body).
【0052】また、コロナ帯電と異なりオゾン生成物が
発生しないため、いわゆる「高湿流れ」対策が不要にな
り、ドラムヒータ等の除去にともない、夜間通電や消費
電力が低減されエコロジーの点からも有効である。Further, since no ozone product is generated unlike corona charging, a so-called "high humidity flow" countermeasure becomes unnecessary, and nighttime electricity consumption and power consumption are reduced with the removal of the drum heater and the like, and from an ecological point of view. It is valid.
【0053】[0053]
【実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実施の形
態について説明する。 〈実施の形態1〉 [帯電部材]図1(a)、(b)にそれぞれ本発明にか
かる帯電部材と被帯電体とを正面、側面から見た概略を
示してある。これらの図において、100は接触帯電部
材、101は接触帯電部材における帯電キャリヤからな
る磁気ブラシ層、102は接触帯電部材の多極磁性体、
103は接触帯電部材と感光体とのギャップを規制する
スペーサ、104は感光体等の被帯電体(像担持体)で
ある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 [Charging Member] FIGS. 1A and 1B schematically show a charging member and a member to be charged according to the present invention as viewed from the front and side surfaces, respectively. In these figures, 100 is a contact charging member, 101 is a magnetic brush layer made of a charge carrier in the contact charging member, 102 is a multipolar magnetic body of the contact charging member,
Reference numeral 103 denotes a spacer that regulates a gap between the contact charging member and the photoconductor, and reference numeral 104 denotes a member to be charged (image carrier) such as a photoconductor.
【0054】接触帯電部材の多極磁性体102は、通
常、フェライト磁石等の金属やプラスティックマグネッ
ト等の多極構成が可能な磁性体を用いる。その磁力線密
度はその使用するプロセススピード、印加電圧と非帯電
部との電位差による電界、被帯電体の誘電率や表面性等
多くの要因により異なるが、多極磁性体102の表面か
ら1mmの距離において測定される、磁極位置における
磁力線密度で500ガウス(G)以上が好ましい。より
好ましくは1000G以上である。As the multipolar magnetic material 102 of the contact charging member, a metal such as a ferrite magnet or a magnetic material such as a plastic magnet, which can have a multipolar structure, is usually used. The magnetic line density varies depending on many factors such as the process speed to be used, the electric field due to the potential difference between the applied voltage and the non-charged portion, the permittivity and surface properties of the member to be charged, and the distance of 1 mm from the surface of the multipolar magnetic body 102. Is preferably 500 gauss (G) or more in magnetic line density at the magnetic pole position. More preferably, it is 1000 G or more.
【0055】感光体と多極磁性体102の最近接間隙
は、磁気ブラシ層102の接触幅(以下「ニップ幅」と
いう)を安定に制御するため、コロやスペーサ103等
の適宜な方法で、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50〜200μmの範囲が好まし
く、より好ましくは100〜1000μmである。その
他にニップ調整用にブレード等の機構を設けてもよい。In order to stably control the contact width of the magnetic brush layer 102 (hereinafter referred to as “nip width”), the nearest gap between the photoconductor and the multipolar magnetic body 102 is determined by an appropriate method such as a roller or a spacer 103. It must be set stably at a certain distance. This distance is preferably in the range of 50 to 200 μm, more preferably 100 to 1000 μm. In addition, a mechanism such as a blade may be provided for nip adjustment.
【0056】接触帯電部材100の磁気ブラシ層101
は、一般に、フィライト、マグネタイト等の磁性粉体や
周知の磁性トナーのキャリヤを使用することができる。
磁性粉体の粒径は一般に1〜100μmの物が用いられ
る。好ましくは50μm以下である。また、流動性向上
のため上述の範囲内で異なる粒径の帯電キャリヤを混合
して使用してもよい。The magnetic brush layer 101 of the contact charging member 100
Generally, magnetic powders such as phyllite and magnetite and carriers of known magnetic toners can be used.
In general, a magnetic powder having a particle size of 1 to 100 μm is used. Preferably it is 50 μm or less. Further, charge carriers having different particle diameters within the above-mentioned range may be mixed and used for improving the fluidity.
【0057】また、磁気ブラシ層101の抵抗は帯電効
率を良好に保持し、一方でリークポチや感光体表面の微
小欠陥によって帯電部材長軸方向で電位が低下してしま
うことの防止等のために、1×103 〜1×1012Ω・
cmなる抵抗を有することが好ましい。より好ましくは1
×104 〜1×109 Ω・cmである。抵抗値の測定は、
HIOKI社(メーカ)製のMΩテスターで0.25〜
1kVの印加電圧における測定にて行った。The resistance of the magnetic brush layer 101 keeps the charging efficiency good, while preventing the potential from dropping in the major axis direction of the charging member due to leak spots and minute defects on the surface of the photosensitive member. , 1 × 10 3 to 1 × 10 12 Ω
It is preferable to have a resistance of cm. More preferably 1
× 10 4 to 1 × 10 9 Ω · cm. The measurement of the resistance value
0.25 with MHI tester manufactured by HIOKI (manufacturer)
The measurement was performed at an applied voltage of 1 kV.
【0058】被帯電体104は、従来のものと同じもの
でもよいが、必要に応じて後述する新規な感光体を用い
るようにしてもよい。The member to be charged 104 may be the same as the conventional one, but a new photosensitive member to be described later may be used if necessary.
【0059】本発明では、上述のような磁気ブラシ層1
01を用いた接触帯電部材100の磁性体102の磁極
の向きを、電圧印加中において被帯電体104に最も接
近するように静止させることにより、磁気間の磁力線密
度が小さい部分の帯電キャリヤが被帯電体104の静電
引力、摩擦力等によって被帯電体104側に移動するこ
とを防止して帯電キャリヤの減少を防ぐようにしてい
る。In the present invention, the magnetic brush layer 1 as described above is used.
01, the direction of the magnetic pole of the magnetic body 102 of the contact charging member 100 is stopped so as to be closest to the charged body 104 during the application of the voltage, so that the charged carrier in the portion where the magnetic field line density between the magnets is small is covered. The charge carrier 104 is prevented from moving toward the member to be charged 104 due to electrostatic attraction, frictional force, or the like, thereby preventing the charge carrier from decreasing.
【0060】また、例えば図1(b)中の矢印に示すよ
うに、帯電部材100を回転させることにより磁極間で
帯電キャリヤが被帯電体104上に捕獲される機会が増
加することがないようにしている。Further, as shown by an arrow in FIG. 1B, for example, by rotating the charging member 100, the chance that the charge carrier is captured on the member 104 between the magnetic poles does not increase. I have to.
【0061】また、画像形成中に、転写材とこれに後続
する転写材との間(被帯電体における帯電不要領域、以
下「紙間」という)において帯電部材100に印加して
いる電圧を切ることで、感光体等の被帯電体104と帯
電部材100との間の電位差をなくし帯電キャリヤの減
少を防ぐとともに、帯電部材100を回転させることで
は、帯電キャリヤの帯電部材長軸方向のムラを均す。 [感光体]前述の問題を解決するための一つの手段とし
て、本出願人らは温度依存性が小さく、かつ表面耐久性
に優れた感光体を用い、長期にわたり極めて好適な画像
安定化が達成されることを見いだした。 [有機光導電体(OPC)]本発明に用いた好適な感光
体の一形態であるOPC感光体について以下に述べる。
図11は、本発明の画像形成装置用感光体の層構成を説
明するための模式的構成図である。Further, during image formation, the voltage applied to the charging member 100 is cut off between the transfer material and the succeeding transfer material (a non-charging area on the member to be charged, hereinafter referred to as a "paper interval"). This eliminates the potential difference between the charged member 104 such as a photoreceptor and the charging member 100 and prevents the charge carrier from decreasing, and rotating the charging member 100 reduces unevenness of the charge carrier in the major axis direction of the charging member. Level. [Photoconductor] As one means for solving the above-mentioned problem, the present applicant has used a photoconductor having low temperature dependency and excellent surface durability to achieve extremely suitable image stabilization over a long period of time. I found something to be done. [Organic Photoconductor (OPC)] An OPC photoconductor, which is one form of a preferable photoconductor used in the present invention, will be described below.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of the photoconductor for an image forming apparatus of the present invention.
【0062】図11(e)に示す画像形成装置用OPC
感光体1100は、感光体用としての支持体1101の
上に、感光層(光導電層)1102が設けられている。
感光層1102は電荷発生層1106、電荷輸送層11
07からなり、必要に応じて、保護層ないし表面層11
04、および支持体1101と電荷発生層1106の間
に中間層を設けて構成されている。The OPC for the image forming apparatus shown in FIG.
In the photoconductor 1100, a photoconductive layer (photoconductive layer) 1102 is provided on a support 1101 for the photoconductor.
The photosensitive layer 1102 includes the charge generation layer 1106 and the charge transport layer 11
07, and if necessary, a protective layer or a surface layer 11
04, and an intermediate layer provided between the support 1101 and the charge generation layer 1106.
【0063】本発明に用いられるOPC感光体、すなわ
ち表面層、光導電層、必要に応じて設けられる中間層、
特にその表面層は、前述接触帯電部材からの電荷注入を
効率的に受容し、この電荷を有効に保持することが必要
である。本出願人らは、高融点はポリエステル樹脂と硬
化樹脂とを混成させた材料、特に表面層では、高融点ポ
リエステル樹脂と硬化樹脂の混成材にSnO2 など金属
酸化物等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いだした。The OPC photosensitive member used in the present invention, that is, a surface layer, a photoconductive layer, an intermediate layer provided as necessary,
In particular, it is necessary that the surface layer efficiently receive the charge injection from the contact charging member and hold this charge effectively. Applicants disperse charge retaining particles such as metal oxides such as SnO 2 in a material having a high melting point in which a polyester resin and a cured resin are mixed, particularly in a surface layer, in a mixed material of a high melting point polyester resin and a cured resin. It has been found that the materials used make the properties of the respective resin components act synergistically to satisfy these conditions.
【0064】本発明の電子写真感光体の表面層、光導電
層、電荷輸送層および電荷発生層の形成に用いる樹脂成
分について説明する。The resin components used for forming the surface layer, photoconductive layer, charge transport layer and charge generation layer of the electrophotographic photosensitive member of the present invention will be described.
【0065】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。The polyester is a binding polymer of an acid component and an alcohol component, and is a polymer obtained by condensation of a dicarboxylic acid and a glycol or condensation of a compound having a hydroxy group and a carboxy group of hydroxybenzoic acid.
【0066】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等の芳香族ジカルボン酸、
コハク酸、アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン
酸、ヒドロキシエトキシ安息香り酸等のオキシカルボン
酸等を用いることができる。As the acid component, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid;
Aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid and sebacic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as hexahydroterephthalic acid, and oxycarboxylic acids such as hydroxyethoxybenzoic acid can be used.
【0067】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
リコール等を使用することができる。As the glycol component, ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, cyclohexane dimethylol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like can be used.
【0068】なお、前述の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、ロリメチロー
ルプロパン、ピロメリット酸およびこれらのエステル形
成誘導体等の多官能化合物を共重合させてもよい。Incidentally, polyfunctional compounds such as pentaerythritol, lorimethylolpropane, pyromellitic acid and ester-forming derivatives thereof may be copolymerized within a range where the above-mentioned polyester resin is substantially linear.
【0069】本発明に用いる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。As the polyester resin used in the present invention, a high melting point polyester resin is used.
【0070】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。The high melting polyester resin has an intrinsic viscosity of 0.4 in orthochlorophenol at 36 ° C.
dl / g or more, preferably 0.5 dl / g or more, more preferably 0.65 dl / g or more is used.
【0071】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挙げられ
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である。Preferred high melting point polyester resins include polyalkylene terephthalate resins. The polyalkylene terephthalate resin mainly comprises terephthalic acid as an acid component and alkylene glycol as a glycol component.
【0072】その具体的例としては、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)等を挙げる
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)等を挙げることができ
る。Specific examples thereof include polyethylene terephthalate (PET) mainly composed of a terephthalic acid component and an ethylene glycol component, and polyethylene terephthalate (PET) mainly composed of a terephthalic acid component and a 1,4-tetramethylene glycol (1,4-butylene glycol) component. Polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexyl dimethylene terephthalate (PCT) mainly composed of a terephthalic acid component and a cyclohexane dimethylol component, and the like. As another preferable high molecular weight polyester resin, a polyalkylene naphthalate resin can be exemplified. The polyalkylene naphthalate resin is mainly composed of a naphthalenedicarboxylic acid component as an acid component and an alkylene glycol component as a glycol component. Specific examples thereof include polyethylene naphthalenedicarboxylic acid components and an ethylene glycol component. Phthalate (PEN) and the like can be mentioned.
【0073】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。The high melting point polyester resin has a melting point of preferably 160 ° C. or more, particularly preferably 200 ° C.
That's all.
【0074】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。In addition to the polyester resin, an acrylic resin may be used.
【0075】また、バインダとしては2官能アクリル、
6官能アクリル、ホスファゼン等が使用される。As the binder, bifunctional acrylic,
Hexafunctional acryl, phosphazene and the like are used.
【0076】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等の場合
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とが生じ、耐
久性が劣るものと考えられる。It is considered that these resins have relatively high crystallinity, and the entanglement between the cured resin polymer chain and the high melting point polymer chain is uniform and dense, so that a highly durable surface layer can be formed. . In the case of a low melting point polyester resin or the like, since the crystallinity is low, there are portions where the degree of entanglement with the cured resin polymer chain is large and small, and the durability is considered to be poor.
【0077】表面層には、SnO2 等の電荷保持材を分
散させた物を用いた。使用条件等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)]本発明
に用いた好適な感光体の一形態であるアモルファスシリ
コン感光体について以下に述べる。For the surface layer, a material in which a charge holding material such as SnO 2 was dispersed was used. It is preferable to control the resistance value and the charging efficiency by using a dispersion amount appropriately selected according to use conditions and the like. [Amorphous silicon photoconductor (a-Si)] An amorphous silicon photoconductor, which is one form of a preferable photoconductor used in the present invention, will be described below.
【0078】アモルファスシリコン感光体の光導電層の
キャリヤの挙動に着目し、バンドギャップ内の局在状態
分布と帯電能の温度依存性や光メモリーとの関係につい
て鋭意検討した結果、光導電層の少なくとも光の入射す
る部分において、特定のエネルギ範囲の局在状態密度を
一定範囲に制御することにより前述の目的を達成できる
という知見を得た。すなわち、シリコン原子を母体と
し、水素原子および/または(以下「および/または」
を「双方またはいずれか一方」の意味に使用する)ハロ
ゲン原子を含有する非単結晶材料で構成された光導電層
を有する感光体において、その層構造を特定化するよう
に設計されて作成された感光体は、実用上著しく優れた
特性を示すばかりでなく、従来の感光体と比べてみても
あらゆる点において凌駕していること、特に画像形成装
置用の感光体として優れた特性を有していることを見出
した。Focusing on the behavior of the carrier in the photoconductive layer of the amorphous silicon photoreceptor, the present inventors have conducted intensive studies on the relationship between the distribution of the localized state in the band gap, the temperature dependency of the charging ability, and the optical memory. It has been found that the above object can be achieved by controlling the local density of states in a specific energy range at least in a part where light is incident. That is, a silicon atom is used as a base, and a hydrogen atom and / or (hereinafter, “and / or”
Is used to mean "both or either") a photoreceptor having a photoconductive layer composed of a non-single-crystal material containing a halogen atom, which is designed and made to specify the layer structure. The photoreceptor has not only excellent properties in practical use, but also surpasses in all respects compared to conventional photoreceptors, and has particularly excellent properties as photoreceptors for image forming apparatuses. I found that.
【0079】本発明の画像形成装置用感光体は、導電性
支持体と、シリコン原子を母体とする非単結晶材料から
なる光導電層を有する感光層とから構成され、光導電層
は10〜30原子%の水素を含み、光吸収スペクトルの
指数関数裾(アーバックテイル)の特性エネルギが50
以上60meV以下であって、かつ局在状態密度が1×
1014cm-3以上1×1016cm-3以下であることを特徴と
している。The photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention comprises a conductive support and a photosensitive layer having a photoconductive layer made of a non-single-crystal material having silicon atoms as a base. It contains 30 atomic% of hydrogen and has a characteristic energy of 50 at the exponential tail (Urbuck tail) of the light absorption spectrum.
Not less than 60 meV and the density of localized states is 1 ×
It is not less than 10 14 cm -3 and not more than 1 × 10 16 cm -3 .
【0080】上述のような構成をとるように設計された
本発明の画像形成装置用感光体は、前述した諸問題点の
全てを解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電
的特性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す。The photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention designed to have the above-described configuration can solve all of the above-mentioned problems, and has excellent electrical, optical and photoconductive properties. It shows characteristics, image quality, durability, and usage environment characteristics.
【0081】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の未結合手段(ダングリングボン
ド)等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これ
らの準位は電子、正孔の捕獲、再結合中心として働き、
素子の特性を低下させる原因になることが知られてい
る。Generally, in the band gap of a-Si: H, the tail (tail) level based on the structural disorder of the Si-Si bond and the unbonded means (dangling bond) of Si, etc. There are deep levels due to structural defects. These levels act as electron and hole traps and recombination centers,
It is known that this may cause the characteristics of the element to deteriorate.
【0082】このようなバンドギャップ中の局在準位の
状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温
容量過渡分光法、光熱偏向分光法、一定光電流法等が用
いられている。中でも一定光電流法[Constant
PhotocurrentMethod:以下「CP
M」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。As a method of measuring the state of the localized level in the band gap, generally, deep level spectroscopy, isothermal capacity transient spectroscopy, photothermal deflection spectroscopy, constant photocurrent method and the like are used. . Above all, constant photocurrent method [Constant
PhotocurrentMethod: "CP
M ”] is useful as a method for easily measuring a subgap light absorption spectrum based on the localized level of a-Si: H.
【0083】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の特性エネ
ルギ(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
にわたって調べた結果、EuおよびDOSがa−Si感
光体の温度特性や光メモリ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。Applicants have determined the characteristic energy (hereinafter, referred to as “Eu”) of the exponential tail obtained from the optical absorption spectrum measured by the CPM and the localized state density (hereinafter, referred to as “Eu”).
As a result of examining the correlation between "DOS") and the characteristics of the photoreceptor under various conditions, it was found that Eu and DOS have a close relationship with the temperature characteristics of the a-Si photoreceptor and the optical memory, thereby completing the present invention. Reached.
【0084】ドラムヒータ等で感光体を加熱したときに
帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリヤ
(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を走行し、
表面電荷を打ち消してしまうことが挙げられる。このと
き、帯電器を通過する間に表面に到達する熱励起キャリ
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、なおかつこの
熱励起キャリヤの走光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。The reason why the charging ability is reduced when the photosensitive member is heated by a drum heater or the like is that a thermally excited carrier (hereinafter referred to as a "thermally excited carrier") is attracted by an electric field at the time of charging and a localization of a band tail is caused. It travels on the surface while repeatedly capturing and emitting levels and deep localized levels in the band gap,
It is possible to cancel the surface charge. At this time, the thermal excitation carriers that reach the surface while passing through the charger have almost no effect on the reduction in charging ability,
The thermally excited carriers captured at the deep level reach the surface after passing through the charger, and are observed as a temperature characteristic because the surface charge is canceled. In addition, thermally excited carriers that are thermally excited after passing through the charger also cancel the surface charge and cause a reduction in charging ability. Therefore, it is necessary to suppress the generation of the thermally excited carrier in the operating temperature range of the photosensitive member and to improve the phototacticity of the thermally excited carrier in order to improve the temperature characteristics.
【0085】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、光導電層内にこの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。Further, the optical memory is generated when optical carriers generated by blank exposure or image exposure are captured by localized levels in the band gap, and the optical carriers remain in the photoconductive layer. That is, of the photocarriers generated in a certain copying process, the photocarriers remaining in the photoconductive layer are swept out by the electric field due to the surface charge at the next charging or thereafter, and the potential of the light-irradiated portion becomes another. , Which results in shading on the image. Therefore, it is necessary to improve the traveling property of the optical carrier so that the optical carrier travels in one copying process without remaining in the photoconductive layer.
【0086】したがって、本発明のごとくEuおよび特
定のエネルギ範囲の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、上述のキャリヤ(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
トーンが鮮明に表現され、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。Therefore, by controlling Eu and DOS in a specific energy range as in the present invention, the generation of thermally excited carriers is suppressed, and the rate at which the thermally excited carriers and optical carriers are captured in the localized levels is reduced. Since the size can be reduced, the traveling performance of the above-described carrier (hereinafter, referred to as “charge carrier”) is significantly improved. as a result,
The temperature characteristics of the photoconductor in the operating temperature range are dramatically improved, and at the same time, the occurrence of optical memory can be suppressed, so that the stability of the photoconductor in the usage environment is improved, and the halftone is clearly expressed, In addition, a high-quality image with high resolution can be stably obtained.
【0087】以下、図面に沿って本発明の光導電部材に
ついて詳細に説明する。Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0088】図11は、本発明の画像形成装置用感光体
の層構成を説明するための模式的構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention.
【0089】図11(a)に示す画像形成装置用感光体
1100は、感光体用としての支持体1101の上に、
感光層1102が設けられている。感光層1102はa
−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層11
03で構成されている。The photoreceptor 1100 for an image forming apparatus shown in FIG. 11A is placed on a support 1101 for a photoreceptor.
A photosensitive layer 1102 is provided. The photosensitive layer 1102 is a
—Si: H, X photoconductive layer 11 having photoconductivity
03.
【0090】図11(b)は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。同図に示す画像形成装置用感光体1100は、感光
体用としての支持体1101の上に、感光層1102が
設けられている。感光層1102は、a−Si:H、X
からなり光導電性を有する光導電層1103と、アモル
ファスシリコン系表面層1104とから構成されてい
る。FIG. 11B is a schematic configuration diagram for explaining another layer configuration of the photosensitive member for an image forming apparatus of the present invention. In the photoconductor 1100 for an image forming apparatus shown in FIG. 1, a photoconductive layer 1102 is provided on a support 1101 for the photoconductor. The photosensitive layer 1102 is made of a-Si: H, X
It is composed of a photoconductive layer 1103 made of and having photoconductivity, and an amorphous silicon-based surface layer 1104.
【0091】図11(c)は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。同図に示す画像形成装置用感光体1100は、感光
体用としての支持体1101の上に、感光層1102が
設けられている。感光層1102はa−Si:H、Xか
らなり光導電性を有する光導電層1103と、アモルフ
ァスシリコン系表面層1104と、アモルファスシリコ
ン系電荷注入阻止層1105とから構成されている。FIG. 11 (c) is a schematic configuration diagram for explaining another layer configuration of the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention. In the photoconductor 1100 for an image forming apparatus shown in FIG. 1, a photoconductive layer 1102 is provided on a support 1101 for the photoconductor. The photosensitive layer 1102 includes a photoconductive layer 1103 made of a-Si: H, X and having photoconductivity, an amorphous silicon-based surface layer 1104, and an amorphous silicon-based charge injection blocking layer 1105.
【0092】図11(d)は、本発明の画像形成装置用
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。同図に示す画像形成装置用感光体1100
は、感光体用としての支持体1101の上に、感光層1
102が設けられている。感光層1102は光導電層1
103を構成するa−Si:H、Xからなる電荷発生層
1106ならびに電荷輸送層1107と、アモルファス
シリコン系S表面層1104とから構成されている。 [支持体]本発明において使用される支持体としては、
導電性でも電気絶縁性であってもよいよい。導電性支持
体としては、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、T
e、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれ
らの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポ
リエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロ
ースアセテート、ポリプロピレン、ポロ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたは
シート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少
なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持
体も用いることができる。FIG. 11D is a schematic configuration diagram for explaining still another layer configuration of the photosensitive member for an image forming apparatus of the present invention. Photoconductor 1100 for image forming apparatus shown in FIG.
Is a photosensitive layer 1 on a support 1101 for a photosensitive member.
102 are provided. The photosensitive layer 1102 is the photoconductive layer 1
The semiconductor device 103 includes a charge generation layer 1106 and a charge transport layer 1107 made of a-Si: H and X, and an amorphous silicon-based S surface layer 1104. [Support] The support used in the present invention includes:
It may be conductive or electrically insulating. As the conductive support, Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, T
Examples include metals such as e, V, Ti, Pt, Pd, and Fe, and alloys thereof, such as stainless steel. Further, a film or sheet of a synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyamide, etc., at least the surface on the side on which the photosensitive layer is formed of an electrically insulating support such as glass, ceramic, etc. A support subjected to a conductive treatment can also be used.
【0093】本発明において使用される支持体1101
の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状
無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通り
の画像形成装置用感光体1100を形成し得るように適
宜決定するが、画像形成装置用感光体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
び取扱い上、機械的強度等の点から通常は10μm以上
とされる。Support 1101 used in the present invention
May be a cylindrical or plate-like endless belt having a smooth surface or an uneven surface, and the thickness thereof is appropriately determined so as to form a desired photoreceptor 1100 for an image forming apparatus. When the flexibility of the photoconductor 1100 for the forming apparatus is required, the thickness can be reduced as much as possible within a range where the function as the support 1101 can be sufficiently exhibited. However, the thickness of the support 1101 is usually 10 μm or more in terms of production, handling, mechanical strength and the like.
【0094】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110
1の表面に設けられる凹凸は、特開昭60−16815
6号公報、同60−178457号公報、同60−22
5854号公報に記載された公知の方法により作成され
る。In particular, when performing image recording using coherent light such as laser light, the number of charged carriers must be reduced in order to more effectively eliminate image defects caused by so-called interference fringe patterns appearing in a visible image. Irregularities may be provided on the surface of the support 1101 within a substantially non-existent range. Support 110
The unevenness provided on the surface of No. 1 is disclosed in JP-A-60-16815.
No. 6, No. 60-178457, No. 60-22
It is prepared by a known method described in Japanese Patent No. 5854.
【0095】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、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
り作成される。As another method for more effectively eliminating image defects due to interference fringe patterns when coherent light such as laser light is used, the support 1101 may be supported in a range where the charge carriers are not substantially reduced. The surface may be provided with an uneven shape by a plurality of spherical trace depressions. That is, the surface of the support 1101 has irregularities smaller than the resolution required for the photoconductor 1100 for an image forming apparatus, and the irregularities are caused by a plurality of spherical trace depressions. The unevenness due to the plurality of spherical trace depressions provided on the surface of the support 1101 is created by a known method described in JP-A-61-231561.
【0096】また、レーザ光等の可干渉光を用いた場合
の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するさ
らに別の方法として、感光層1102内、あるいは感光
層1102の下側に光吸収層等の干渉防止用の層あるい
は領域を設けてもよい。 [光導電層]本発明において、その目的を効果的に達成
するために支持体1101上、必要に応じて下引き層
(不図示)上に形成され、感光層1102の一部を構成
する光導電層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
件が設定されて作成される。具体的には、例えばグロー
放電法(低周波CVD法、高周波CVD法またはマイク
ロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるいは直流放電
CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着法、イオン
プレーティング法、光CVD法、熱CVD法などの数々
の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの
薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、
製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所望され
る特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、
所望の特性を有する画像形成装置用感光体を製造するに
当たっての条件の制御が比較的容易であることからして
グロー放電法、特にRF帯またはVHF帯の電源周波数
を用いた高周波グロー放電法が好適である。Further, as still another method for more effectively eliminating image defects due to interference fringe patterns when using coherent light such as laser light, light is applied to the inside of the photosensitive layer 1102 or below the photosensitive layer 1102. A layer or region for preventing interference such as an absorption layer may be provided. [Photoconductive layer] In the present invention, in order to effectively achieve the object, a photoconductive layer is formed on the support 1101 and, if necessary, on the undercoat layer (not shown) to constitute a part of the photosensitive layer 1102. The conductive layer 1103 is formed by a vacuum deposition film forming method.
Numerical conditions of film forming parameters are appropriately set so as to obtain desired characteristics. Specifically, for example, a glow discharge method (an AC discharge CVD method such as a low-frequency CVD method, a high-frequency CVD method, a microwave CVD method, or a DC discharge CVD method), a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, It can be formed by various thin film deposition methods such as a photo CVD method and a thermal CVD method. These thin film deposition methods are based on manufacturing conditions, load on capital investment,
It is appropriately selected and adopted depending on factors such as a manufacturing scale and a desired characteristic of a photoconductor for an image forming apparatus to be produced.
The glow discharge method, particularly the high frequency glow discharge method using a power supply frequency in the RF band or the VHF band, is relatively easy to control the conditions for manufacturing the photosensitive member for an image forming apparatus having desired characteristics. It is suitable.
【0097】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
位置に設定されてある所定の支持体1101上にa−S
i:H、Xからなる層を形成すればよい。In order to form the photoconductive layer 1103 by the glow discharge method, basically, a source gas for supplying Si that can supply silicon atoms (Si) and a source gas for supplying H that can supply hydrogen atoms (H) are used. And / or a source gas for X supply capable of supplying a halogen atom (X) is introduced in a desired gas state into a reaction vessel capable of reducing the pressure therein, thereby causing glow discharge in the reaction vessel. A-S on a predetermined support 1101 which is set in a predetermined position in advance.
i: A layer composed of H and X may be formed.
【0098】また、本発明において光導電層1103中
に水素原子および/またはハロゲン原子が含有されるこ
とが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補
償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性
を向上させるために必須不可欠であるからである。よっ
て水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原
子とハロゲン原子の和の量はシリコン原子と水素原子お
よび/またはハロゲン原子の和に対して10〜30原子
%、より好ましくは15〜25原子%とされのが望まし
い。In the present invention, it is necessary that the photoconductive layer 1103 contains a hydrogen atom and / or a halogen atom, which compensates for dangling bonds of silicon atoms and improves the quality of the layer. This is because it is indispensable to improve photoconductivity and charge retention characteristics. Therefore, the content of the hydrogen atom or the halogen atom, or the sum of the hydrogen atom and the halogen atom is preferably 10 to 30 atom%, more preferably 15 to 25 atom%, based on the sum of the silicon atom and the hydrogen atom and / or the halogen atom. And it is desirable.
【0099】本発明において使用されるSi供給用ガス
となり得る物質としては、SiH4、Si2 H6 、Si3
H8 、Si4 H10等のガス状態の、またはガス化し得
る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとし
て挙げられ、さらに層作成時の取扱い易さ、Si供給効
率の良さ等の点でSiH4 、Si2 H6 が好ましいもの
として挙げられる。The substances that can be used as the Si supply gas used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3
Silicon hydrides (silanes) in a gas state such as H 8 , Si 4 H 10 or the like, which can be gasified, are effectively used, and further, ease of handling at the time of forming a layer, good Si supply efficiency, etc. In view of the above, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred.
【0100】そして、形成される光導電層1103中に
水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御
をいっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成
する膜特性を得るために、これらのガスにさらに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。Then, hydrogen atoms are structurally introduced into the formed photoconductive layer 1103 so that the introduction ratio of hydrogen atoms can be more easily controlled, and a film characteristic that achieves the object of the present invention can be obtained. Therefore, it is necessary to form a layer by mixing a desired amount of a gas of a silicon compound containing H 2 and / or He or a hydrogen atom with these gases. Further, each gas is not limited to a single species, and a plurality of species may be mixed at a predetermined mixture ratio.
【0101】また、本発明において使用されるハロゲン
原子供給用の原料ガスとして有効なのは、例えばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素珪素化合物も有効なものとして挙げること
ができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化
合物としては、具体的にはフッ素ガス(F2 )、Br
f、ClF、ClF3 、BrF3 、BrF5 、IF3 、
IF7 等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハ
ロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で
置換されたシラン誘導体としては、具体的には、例えば
SiF4 、Si2 F6 等のフッ化珪素が好ましいものと
して挙げることができる。The source gas for supplying a halogen atom used in the present invention may be, for example, a gas or a gas such as a halogen gas, a halide, an interhalogen compound containing a halogen, or a silane derivative substituted with a halogen. Preferred are halogen compounds which can be converted to a halogenated compound. Further, a gaseous or gasizable hydrogen silicon compound containing a silicon atom and a halogen atom and containing a halogen atom can also be mentioned as an effective compound. Specific examples of the halogen compound that can be preferably used in the present invention include fluorine gas (F 2 ), Br
f, ClF, ClF 3 , BrF 3 , BrF 5 , IF 3 ,
And a halogen compound between IF 7 or the like. As a silicon compound containing a halogen atom, that is, a silane derivative substituted with a so-called halogen atom, specifically, for example, silicon fluoride such as SiF 4 or Si 2 F 6 can be preferably mentioned.
【0102】光導電層1103中に含有される水素原子
および/またはハロゲン原子の量を制御するには、例え
ば支持体1101の温度、水素原子および/またはハロ
ゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応
容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。To control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the photoconductive layer 1103, for example, the temperature of the support 1101, the raw material used for containing hydrogen atoms and / or halogen atoms What is necessary is just to control the amount of the substance introduced into the reaction vessel, the discharge power and the like.
【0103】本発明においては、光導電層1103には
必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが
好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層1103
中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよい
し、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有して
いる部分があってもよい。In the present invention, it is preferable that the photoconductive layer 1103 contains atoms for controlling conductivity as necessary. The atoms that control the conductivity are the photoconductive layer 1103.
It may be contained in a uniformly distributed state therein, or there may be a part contained in a non-uniform distribution state in the layer thickness direction.
【0104】前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、いわゆる不純物を挙げることがで
き、p型伝導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。Examples of the above-described atoms for controlling conductivity include so-called impurities in the field of semiconductors. An atom belonging to Group IIIb of the Periodic Table that provides p-type conductivity (hereinafter referred to as an “atom of Group IIIb”) ) Or an atom belonging to the Vb group of the periodic table that provides n-type conduction characteristics (hereinafter referred to as “Vb group atom”).
【0105】第III b族原子としては、具体的には、硼
素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、
インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特に
B、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、
具体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(S
b)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適
である。Examples of group IIIb atoms include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga),
There are indium (In), thallium (Tl) and the like, and B, Al and Ga are particularly preferable. Group Vb atoms include:
Specifically, phosphorus (P), arsenic (As), antimony (S
b), bismuth (Bi) and the like, and P and As are particularly preferable.
【0106】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1×10-1〜1×10
3 原子ppmとされるのが望ましい。The content of atoms for controlling the conductivity contained in the photoconductive layer 1103 is preferably from 1 × 10 -2 to
1 × 10 4 atomic ppm, more preferably 5 × 10 -2 to
5 × 10 3 atomic ppm, optimally 1 × 10 -1 to 1 × 10
Desirably, it is set to 3 atomic ppm.
【0107】伝導性を制御する原子、たとえば、第III
b族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するに
は、層形成の際に、第III b族原子導入用の原料物質あ
るいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応
容器中に、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。Atoms controlling conductivity, for example, III
In order to structurally introduce a group b atom or a group Vb atom, a source material for introducing a group IIIb atom or a source material for introducing a group Vb atom in a gaseous state in a reaction vessel during layer formation. Then, it may be introduced together with another gas for forming the photoconductive layer 1103. As a source material for introducing a Group IIIb atom or a source material for introducing a Group Vb atom, a material which is gaseous at ordinary temperature and normal pressure or which can be easily gasified at least under layer forming conditions is employed. Is desirable.
【0108】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等の水素化硼素、BF3 、BCl3 、BB
r3 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、Al
Cl3 、GaCl3 、Ga(CH3 )3 、InCl3、
TlCl3 等も挙げることができる。As a raw material for introducing a group IIIb atom, specifically, for introducing a boron atom, B 2 H
6, B 4 H 10, B 5 H 9, B 5 H 11, B 6 H 10, B 6 H
12, B 6 H 14 borohydride such as, BF 3, BCl 3, BB
and boron halide such as r 3 . In addition, Al
Cl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 ,
TlCl 3 and the like can also be mentioned.
【0109】第Vb族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3 、P
2 H4 、等の水素化燐、PH4 I、PF3 、PF5 、P
Cl3 、PCl5 、PBr3 、PBr5 、PI3 等のハ
ロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3 、AsF
3 、AsCl3 、AsBr3 、AsF5 、SbH3 、S
bF3 、SbF5 、SbCl3 、SbCl5 、BiH
3 、BiCl3 、BiBr3 等の第Vb族原子導入用の
出発物質の有効なものとして挙げることができる。[0109] being effectively used as a raw material for the Vb atoms introduced as the for introducing phosphorus atoms, PH 3, P
Phosphorus hydride such as 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 , PF 5 , P
Phosphorus halides such as Cl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 , and PI 3 are mentioned. In addition, AsH 3 , AsF
3 , AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , S
bF 3 , SbF 5 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiH
3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can be cited as effective starting materials for introducing a Group Vb atom.
【0110】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。Further, these raw materials for introducing atoms for controlling conductivity may be diluted with H 2 and / or He if necessary.
【0111】さらに本発明においては、光導電層110
3に炭素原子および/または酸素原子および/または窒
素原子を含有させることも有効である。炭素原子および
/または酸素原子/およびまたは窒素原子の含有量はシ
リコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に
対して好ましくは1×10-5〜10原子%、より好まし
くは1×10-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原
子%が望ましい。炭素原子および/または酸素原子およ
び/または窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含
有されてもよいし、光導電層の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布をもたせた部分があってもよ
い。In the present invention, the photoconductive layer 110
It is also effective that 3 contains a carbon atom and / or an oxygen atom and / or a nitrogen atom. The content of carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms is preferably 1 × 10 −5 to 10 atom%, more preferably 1 × 10 5 atomic%, based on the sum of silicon atoms, carbon atoms, oxygen atoms and nitrogen atoms. -4 to 8 atomic%, optimally 1 × 10 -3 to 5 atomic% is desirable. The carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms may be uniformly contained in the photoconductive layer, or may have an uneven distribution such that the content changes in the thickness direction of the photoconductive layer. May be provided.
【0112】本発明において、光導電層1103の層厚
は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果
等の点から適宜所望に従って決定され、好ましくは20
〜50μm、より好ましくは23〜45μm、最適には
25〜40μmとされるのが望ましい。In the present invention, the thickness of the photoconductive layer 1103 is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferably 20.
It is desirable that the thickness be 50 μm, more preferably 23 μm to 45 μm, and most preferably 25 μm to 40 μm.
【0113】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層1103を形成するには、Si供給用のガ
スと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電
力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要であ
る。In order to achieve the object of the present invention and to form the photoconductive layer 1103 having desired film properties, the mixing ratio of the gas for supplying Si and the diluent gas, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, It is necessary to appropriately set the temperature of the support.
【0114】希釈ガスとして使用するH2 および/また
はHeの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Si供給用ガスに対しH2 および/または
Heを、通常の場合3〜20倍、好ましくは4〜15
倍、最適には5〜10倍の範囲に制御することが望まし
い。[0114] The flow rate of H 2 and / or He used as a dilution gas is properly selected within an optimum range in accordance with the layer design, the relative Si supplying gas H 2 and / or He, usually 3 20 times, preferably 4 to 15
It is desirable to control the pressure within the range of 5 times, optimally 5 to 10 times.
【0115】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×1
0-4〜10Torr、好ましくは5×10-4〜10To
rr、最適には1×10-3〜1Torrとするのが好ま
しい。Similarly, the optimum range of the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design.
0 -4 to 10 Torr, preferably 5 × 10 -4 to 10 To
rr, and most preferably, 1 × 10 −3 to 1 Torr.
【0116】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Si供給用のガスの流量
に対する放電電力を、通常の場合2〜7倍、好ましくは
2.5〜6倍、最適には3〜5倍の範囲に設定すること
が望ましい。Similarly, the optimum range of the discharge power is appropriately selected according to the layer design. The discharge power with respect to the flow rate of the gas for supplying Si is usually 2 to 7 times, preferably 2.5 to 6 times. Optimally, it is desirable to set the range to 3 to 5 times.
【0117】さらに、支持体1101の温度は、層設計
にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場
合、好ましくは200〜350℃、より好ましくは23
0〜330℃、最適には250〜310℃とするのが望
ましい。Further, the temperature of the support 1101 is appropriately selected in an optimum range according to the layer design, but is usually preferably 200 to 350 ° C., more preferably 23 ° C.
Desirably, the temperature is 0 to 330 ° C, most preferably 250 to 310 ° C.
【0118】本発明においては、光導電層を形成するた
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前述
した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に
決められるものではなく、所望の特性を有する感光体を
形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を
決めるのが望ましい。 [表面層]本発明においては、上述のようにして支持体
1101上に形成され光導電層1103の上に、さらに
アモルファスシリコン系の表面層1104を形成するこ
とが好ましい。この表面層1104は自由表面1104
a(図11(b)参照)を有し、主に耐湿性、連続繰返
し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性にお
いて本発明の目的を達成するために設けられる。In the present invention, the preferable ranges of the temperature and gas pressure of the support for forming the photoconductive layer include the above-mentioned ranges. However, the conditions are not usually determined separately and independently. It is desirable to determine the optimum value based on mutual and organic relationships to form a photoreceptor having desired properties. [Surface Layer] In the present invention, it is preferable to further form an amorphous silicon-based surface layer 1104 on the photoconductive layer 1103 formed on the support 1101 as described above. This surface layer 1104 is a free surface 1104
a (see FIG. 11 (b)), which is provided in order to achieve the object of the present invention mainly in terms of moisture resistance, continuous and repeated use characteristics, electrical pressure resistance, use environment characteristics, and durability.
【0119】また、本発明においては、感光層1102
を構成する光導電層1103と表面層1104とを形成
する非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成
要素を有しているので、積層界面において化学的な安定
性の確保が十分成されている。In the present invention, the photosensitive layer 1102
Since each of the amorphous materials forming the photoconductive layer 1103 and the surface layer 1104 has a common component of silicon atoms, chemical stability is sufficiently ensured at the lamination interface. ing.
【0120】表面層1104は、アモルファスシリコン
系の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子(H)および/またはハロゲン原子(X)
を含有し、さらに炭素原子を含有するアモルファスシリ
コン(以下「a−SiC:H、X」という)、水素原子
(H)および/またはハロゲン原子(X)を含有し、さ
らに酸素原子を含有するアモルファスシリコン(以下
「a−SiO:H、X」という)、水素原子(H)およ
び/またはハロゲン原子(X)を含有し、さらに窒素原
子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−Si
N:H、X」という)、水素原子(H)および/または
ハロゲン原子(X)を含有し、さらに炭素原子、酸素原
子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファス
シリコン(以下「a−SiCON:H、X」という)等
の材料が好適に用いられる。The surface layer 1104 can be made of any material as long as it is an amorphous silicon material. For example, a hydrogen atom (H) and / or a halogen atom (X) can be used.
And amorphous silicon containing carbon atoms (hereinafter referred to as “a-SiC: H, X”), hydrogen atoms (H) and / or halogen atoms (X), and further containing oxygen atoms. Amorphous silicon containing silicon (hereinafter referred to as “a-SiO: H, X”), a hydrogen atom (H) and / or a halogen atom (X), and further containing a nitrogen atom (hereinafter “a-Si:
N: H, X "), amorphous silicon containing a hydrogen atom (H) and / or a halogen atom (X) and further containing at least one of a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom (hereinafter referred to as" a-SiCON "). : H, X ”).
【0121】本発明において、その目的を効果的に達成
するために、表面層1104は真空堆積膜形成方法によ
って、所望特性が得られるように適宜成膜パラメータの
数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えば
グロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法または
マイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるいは直
流放電CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法など
の数々の薄膜堆積法によって形成することができる。こ
れらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷
程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、感光体の生産性から光導電層と同等の堆積法によ
ることが好ましい。In the present invention, in order to effectively achieve the object, the surface layer 1104 is formed by a vacuum deposition film forming method by appropriately setting numerical conditions of film forming parameters so as to obtain desired characteristics. . Specifically, for example, a glow discharge method (an AC discharge CVD method such as a low-frequency CVD method, a high-frequency CVD method or a microwave CVD method, or a DC discharge CVD method), a sputtering method, a vacuum deposition method,
It can be formed by various thin film deposition methods such as an ion plating method, a photo CVD method, and a thermal CVD method. These thin film deposition methods are appropriately selected and adopted depending on factors such as manufacturing conditions, the degree of load under capital investment, the manufacturing scale, and the characteristics desired for the photoconductor for an image forming apparatus to be manufactured. It is preferable to use the same deposition method as that for the photoconductive layer from the viewpoint of productivity.
【0122】例えば、グロー放電法によってa−Si
C:H、Xからなる表面層1104を形成するには、基
本的にはシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用
の原料ガスと、炭素原子(C)を供給し得るC供給用の
原料ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原
料ガスおよび/またはハロゲン原子(X)を供給し得る
X供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内
に所望のガス状態で導入して、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た光
導電層1103を形成した支持体1101上にa−Si
C:H、Xからなる層を形成すればよい。For example, a-Si
In order to form the surface layer 1104 composed of C: H and X, a source gas for supplying Si that can supply silicon atoms (Si) and a C for supplying C that can supply carbon atoms (C) are basically used. A raw material gas and a raw material gas for supplying H that can supply hydrogen atoms (H) and / or a raw material gas for X supply that can supply halogen atoms (X) are placed in a reaction vessel capable of reducing the pressure inside a reaction vessel. Introduced in a gaseous state, a glow discharge is generated in the reaction vessel, and a-Si is formed on a support 1101 on which a photoconductive layer 1103 previously placed at a predetermined position is formed.
C: What is necessary is just to form the layer which consists of H and X.
【0123】本発明において用いる表面層の材質として
はシリコンを含有するアモルファス材料ならば何れでも
よいが、炭素、窒素、酸素から選ばれた元素を少なくと
も一つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特にa
−SiCを主成分としたものが好ましい。The material of the surface layer used in the present invention may be any amorphous material containing silicon, but is preferably a compound with a silicon atom containing at least one element selected from carbon, nitrogen and oxygen. a
Those containing -SiC as a main component are preferable.
【0124】表面層をa−SiCを主成分として構成す
る場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対し
て30〜90%の範囲が好ましい。When the surface layer is composed mainly of a-SiC, the amount of carbon is preferably in the range of 30 to 90% with respect to the sum of silicon atoms and carbon atoms.
【0125】また、本発明において表面層1104中に
水素原子および/またはハロゲン原子が含有されること
が必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特
性を向上させるために必須不可欠である。水素含有量
は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子
%、好適には35〜65原子%、最適に40〜60原子
%とするのが望ましい。また、フッ素原子の含有量とし
て、通常の場合は0.01〜15原子%、好適には0.
1〜10原子%最適には0.6〜4原子%とされるのが
望ましい。In the present invention, it is necessary for the surface layer 1104 to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms, which compensates for dangling bonds of silicon atoms and improves the quality of the layer, especially the optical properties. It is indispensable to improve the conductivity characteristics and the charge retention characteristics. The hydrogen content is usually 30 to 70 atomic%, preferably 35 to 65 atomic%, and most preferably 40 to 60 atomic%, based on the total amount of the constituent atoms. The content of the fluorine atom is usually 0.01 to 15 atomic%, preferably 0.1 to 15 atomic%.
Desirably, the content is 1 to 10 atomic%, and most preferably 0.6 to 4 atomic%.
【0126】これらの水素および/またはフッ素含有量
の範囲内で形成される感光体は、実際面において従来に
ない格段に優れたものとして充分適用させ得られるもの
である。すなわち、表面層内に存在する欠陥(主にシリ
コン原子や炭素原子のダングリングボンド)は画像形成
装置用感光体としての特性に悪影響を及ぼすことが知ら
れている。例えば自由表面から光導電層への電荷の注入
による帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い湿度のも
ので表面構造が変化することによる帯電特性の変動、例
えば高い湿度のもとで表面構造が変化することによる帯
電特性の変動、さらにコロナ帯電時や光照射時に光導電
層により表面層に電荷が注入され、前述の表面層内の欠
陥に電荷がトラップされることにより、繰り返し使用時
の残像現象の発生等がこの悪影響として挙げられる。The photoreceptor formed within the above range of the hydrogen and / or fluorine content can be sufficiently applied to a practically unprecedented one. That is, it is known that defects (mainly dangling bonds of silicon atoms and carbon atoms) existing in the surface layer adversely affect characteristics as a photoconductor for an image forming apparatus. For example, deterioration of charging characteristics due to injection of electric charge from the free surface to the photoconductive layer, fluctuation of charging characteristics due to a change in surface structure in an environment of use, for example, high humidity, for example, a change in surface structure under high humidity In addition, charge is injected into the surface layer by the photoconductive layer at the time of corona charging or light irradiation, and charges are trapped by the defects in the above-mentioned surface layer. Is an adverse effect.
【0127】しかしなが表面層内の水素含有量を30原
子%以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減少
し、その結果、従来に比べて電気的特性面および高速連
続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。However, by controlling the hydrogen content in the surface layer to 30 atomic% or more, defects in the surface layer are greatly reduced. As a result, electric characteristics and high-speed continuous usability are reduced as compared with the prior art. In this case, a dramatic improvement can be achieved.
【0128】一方、前述の表面層中の水素含有量が71
原子%以上になると表面層の硬度が低下するために、繰
返し使用に耐えられなくなる。したがって、表面層中の
水素含有量を前記の範囲内に制御することが格段に優れ
た所望の電子写真特性を得る上で非常に重要な因子の一
つである。表面層中の水素含有量は、H2 ガスの流量、
支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得
る。On the other hand, when the hydrogen content in the surface layer is 71
If the content is at least atomic%, the hardness of the surface layer will decrease, and it will not be able to withstand repeated use. Therefore, controlling the hydrogen content in the surface layer within the above-mentioned range is one of the very important factors in obtaining a very excellent desired electrophotographic property. The hydrogen content in the surface layer is determined by the flow rate of H 2 gas,
It can be controlled by the support temperature, discharge power, gas pressure and the like.
【0129】また、表面層中のフッ素含有量を0.01
原子%以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン
原子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成するこ
とが可能となる。さらに、表面層中のフッ素原子の働き
として、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素
原子の結合の切断を効果的に防止することができる。The fluorine content in the surface layer is set to 0.01
By controlling the content to the range of at least atomic%, it is possible to more effectively achieve the generation of the bond between silicon atoms and carbon atoms in the surface layer. Further, as a function of the fluorine atoms in the surface layer, it is possible to effectively prevent the bond between the silicon atom and the carbon atom from being broken due to damage such as corona.
【0130】一方、表面層中のフッ素含有量が15原子
%を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合
の発生の効果およびシリコン原子と炭素原子の結合の切
断を防止する効果がほとんど認められなくなる。さらに
過剰のフッ素原子が表面層中のキャリヤの走行性を阻害
するため、残留電位や画像メモリが顕著に認められてく
る。したがって、表面層中のフッ素含有量を前述の範囲
内に制御することが所望の電子写真特性を得る上で重要
な因子の一つである。表面層中のフッ素含有量は、水素
含有量と同様にH2 ガスの流量、支持体温度、放電パワ
ー、ガス圧等によって制御し得る。On the other hand, when the fluorine content in the surface layer exceeds 15 atomic%, the effect of generating the bond between the silicon atom and the carbon atom in the surface layer and the effect of preventing the breaking of the bond between the silicon atom and the carbon atom are almost eliminated. Will not be recognized. Furthermore, since excess fluorine atoms hinder the traveling properties of the carriers in the surface layer, residual potential and image memory are remarkably recognized. Therefore, controlling the fluorine content in the surface layer within the above range is one of the important factors for obtaining desired electrophotographic characteristics. The fluorine content in the surface layer can be controlled by the flow rate of the H 2 gas, the temperature of the support, the discharge power, the gas pressure, and the like, similarly to the hydrogen content.
【0131】本発明の表面層の形成において使用される
シリコン(Si)供給用ガスとなり得る物質としては、
SiH4 、Si2 H6 、Si3 H8 、Si4 H10等のガ
ス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)
が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層作成
時の取扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH
4 、Si2 H6 が好ましいものとして挙げられる。ま
た、これらのSi供給用の原料ガスを必要に応じてH
2 、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用して
もよい。The substance which can be a gas for supplying silicon (Si) used in forming the surface layer of the present invention includes:
Silicon hydride (silanes) in a gas state such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 or capable of being gasified
Is effectively used. Further, SiH is advantageous in terms of ease of handling at the time of forming a layer, good Si supply efficiency, and the like.
4 and Si 2 H 6 are preferred. Further, if necessary, these source gases for supplying Si may be converted to H
2 , diluted with a gas such as He, Ar, Ne or the like.
【0132】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
CH4 、C2 H6 、C3 H8 、C4H10等のガス状態
の、またはガス化し得る炭素水素が有効に使用されるも
のとして挙げられ、さらに層作成時の取扱い易さ、Si
供給効率の良さ等の点でCH4、C2 H6 が好ましいも
のとして挙げられる。また、これらのC供給用の原料ガ
スを必要に応じてH2 、He、Ar、Ne等のガスによ
り希釈して使用してもよい。Examples of substances that can serve as a carbon supply gas include:
CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 and other gaseous or gasifiable hydrocarbons can be used effectively.
CH 4 and C 2 H 6 are preferred in terms of good supply efficiency and the like. Further, the raw material gas for supplying C may be used after being diluted with a gas such as H 2 , He, Ar, or Ne as necessary.
【0133】窒素または酸素供給ガスとなり得る物質と
しては、NH3 、NO、N2 O、NO2 、H2 O、O
2 、CO、CO2 、N2 等のガス状態の、またはガス化
し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられ
る。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要
に応じてH2 、He、Ar、Ne等のガスにより希釈し
て使用してもよい。Examples of substances that can be nitrogen or oxygen supply gas include NH 3 , NO, N 2 O, NO 2 , H 2 O, O 2
Compounds in the gaseous state or gasifiable compounds such as 2 , CO, CO 2 , and N 2 can be effectively used. Further, these nitrogen and oxygen supply source gases may be diluted with a gas such as H 2 , He, Ar, Ne or the like as necessary.
【0134】また、形成される表面層1104中に導入
される水素原子の導入割合の制御を一層容易になるよう
に図るために、これらのガスにさらに水素ガスまたは水
素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成
することが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく
所定の混合比で複数種混合しても差し支えないものであ
る。In order to make it easier to control the rate of introduction of hydrogen atoms into the surface layer 1104 to be formed, these gases are further combined with hydrogen gas or silicon compound gas containing hydrogen atoms. Also, it is preferable to form a layer by mixing desired amounts. Further, each gas is not limited to a single species, and a plurality of species may be mixed at a predetermined mixture ratio.
【0135】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン
を含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン
誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物
が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子と
ハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス化
し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効な
ものとして挙げることができる。本発明において好適に
使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にはフッ素
ガス(F2 )、BrF、ClF、ClF3 、BrF3 、
BrF5 、IF3 、IF7 等のハロゲン間化合物を挙げ
ることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわ
ゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、
具体的には、例えばSiF4 、Si2 F6 等のフッ化珪
素が好ましいものとして挙げることができる。As the source gas for supplying a halogen atom, a gaseous or gasifiable halogen compound such as a halogen gas, a halide, an interhalogen compound containing halogen, a silane derivative substituted with halogen, and the like are preferably mentioned. . Further, a gaseous or gasifiable silicon hydride compound containing a halogen atom, which contains a silicon atom and a halogen atom as constituent elements, can also be mentioned as an effective compound. Specific examples of the halogen compound that can be suitably used in the present invention include fluorine gas (F 2 ), BrF, ClF, ClF 3 , BrF 3 ,
Inter-halogen compounds such as BrF 5 , IF 3 and IF 7 can be mentioned. As a silicon compound containing a halogen atom, a silane derivative substituted with a so-called halogen atom,
Specifically, for example, silicon fluoride such as SiF 4 or Si 2 F 6 can be mentioned as a preferable example.
【0136】表面層1104中に含有される水素原子お
よび/またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体1101の温度、水素原子および/またはハロゲ
ン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容
器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。In order to control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the surface layer 1104, for example, the temperature of the support 1101, the raw material used to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms, etc. The amount to be introduced into the reaction vessel, the discharge power and the like may be controlled.
【0137】炭素原子および/または酸素原子および/
または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有され
てもよいし、表面層に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。Carbon atoms and / or oxygen atoms and / or
Alternatively, the nitrogen atoms may be evenly and uniformly contained in the surface layer, or the surface layer may have a portion having a non-uniform distribution in which the content changes in the thickness direction.
【0138】さらに本発明においては、表面層1104
には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させるこ
とが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層110
4中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよい
し、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有して
いる部分があってもよい。Further, in the present invention, the surface layer 1104
Preferably contains an atom for controlling conductivity as necessary. The atoms that control conductivity are deposited on the surface layer 110.
4 may be contained in a uniformly distributed state, or there may be a part contained in a non-uniform distribution state in the layer thickness direction.
【0139】前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、いわゆる不純物を挙げることがで
き、p型伝導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。Examples of the above-described atoms for controlling conductivity include so-called impurities in the field of semiconductors. An atom belonging to Group IIIb of the Periodic Table that provides p-type conductivity (hereinafter referred to as an “atom of Group IIIb”) ) Or an atom belonging to the Vb group of the periodic table that provides n-type conduction characteristics (hereinafter referred to as “Vb group atom”).
【0140】第III b族原子としては、具体的には、硼
素(B)、アルミニウム(A)、ガイルム(Ga)、イ
ンジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特に
B、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、
具体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(S
b)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適
である。Examples of Group IIIb atoms include boron (B), aluminum (A), film (Ga), indium (In), and thallium (Tl). In particular, B, Al, Ga Is preferred. Group Vb atoms include:
Specifically, phosphorus (P), arsenic (As), antimony (S
b), bismuth (Bi) and the like, and P and As are particularly preferable.
【0141】表面層104に含有される伝導性を制御す
る原子の含有量としては、好ましくは1×10-3〜1×
103 原子ppm、より好ましくは1×10-2〜5×1
02原子ppm、最適には1×10-1〜1×102 原子
ppmとされるのが望ましい。伝導性を制御する原子、
たとえば、第III b族原子あるいは第Vb族原子を構造
的に導入するには、層形成の際に、第III b族原子導入
用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質を
ガス状態で反応容器中に、表面層1104を形成するた
めの他のガスとともに導入してやればよい。第III b族
原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原
料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のま
たは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るも
のが採用されるのが望ましい。そのような第III b族原
子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用
としては、B2 H6 、B4 H10、B5 H9 、B5 H11、
B6 H10、B6 H12、B6 H14等の水素化硼素、BF
3 、BCl3 、BBr3 等のハロゲン化硼素等が挙げら
れる。この他、AlCl3 、GaCl3 、Ga(CH
3 )3 、InCl3 、TlCl3 等も挙げることができ
る。The content of atoms for controlling conductivity contained in the surface layer 104 is preferably 1 × 10 −3 to 1 ×.
10 3 atomic ppm, more preferably 1 × 10 -2 to 5 × 1
Desirably, the concentration is 0 2 atomic ppm, most preferably 1 × 10 -1 to 1 × 10 2 atomic ppm. Atoms controlling conductivity,
For example, in order to structurally introduce a group IIIb atom or a group Vb atom, a source material for introducing a group IIIb atom or a source material for introducing a group Vb atom in a gaseous state may be used in forming a layer. Then, it may be introduced into the reaction vessel together with another gas for forming the surface layer 1104. As a source material for introducing a Group IIIb atom or a source material for introducing a Group Vb atom, a material which is gaseous at ordinary temperature and normal pressure or which can be easily gasified at least under layer forming conditions is employed. Is desirable. As such a raw material for introducing a Group IIIb atom, specifically, for introducing a boron atom, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 ,
Boron hydride such as B 6 H 10 , B 6 H 12 , B 6 H 14 , BF
3 , boron halides such as BCl 3 and BBr 3 . In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH
3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like.
【0142】第Vb族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3 、P
2 H4 等の水素化燐、PH4 I、PF3 、PF5 、PC
l3、PCl5 、PBr3 、PBr5 、PI3 等のハロ
ゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3 、AsF3 、
AsCl3 、AsBr3 、AsF5 、SbH3 、SbF
3 、SbF5 、SbCl3 、SbCl5 、BiH3 、B
iCl3 、BiBr3等も第Vb族原子導入用の出発物
質の有効なものとして挙げることができる。[0142] being effectively used as a raw material for the Vb atoms introduced as the for introducing phosphorus atoms, PH 3, P
Phosphorus hydride such as 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 , PF 5 , PC
and phosphorus halides such as l 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 ,
AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF
3, SbF 5, SbCl 3, SbCl 5, BiH 3, B
iCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing a group Vb atom.
【0143】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてH2 、He、Ar、Ne等
のガスにより希釈して使用してもよい。Further, these raw materials for introducing atoms for controlling conductivity may be diluted with a gas such as H 2 , He, Ar, Ne or the like, if necessary.
【0144】本発明における表面層1104の層厚とし
ては、通常0.01〜3μm、好適には0.05〜2μ
m、最適には0.1〜1μmとされるのが望ましいもの
である。層厚が0.01μmよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、3μ
mを超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
みられる。The thickness of the surface layer 1104 in the present invention is usually 0.01 to 3 μm, preferably 0.05 to 2 μm.
m, and most preferably 0.1 to 1 μm. If the layer thickness is less than 0.01 μm, the surface layer is lost due to abrasion during use of the photoreceptor, and the
If it exceeds m, a decrease in electrophotographic characteristics such as an increase in residual potential is observed.
【0145】本発明による表面層1104は、その要求
される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成
される。すなわち、Si、Cおよび/またはNおよび/
またはO、Hおよび/またはXを構成要素とする物質は
その形成条件によって構造的には結晶からアモルファス
シリコンまでの形態を取り、電気物性的には導電性から
半導体性、絶縁性までの間の性質を、また、光導電的性
質から非光導電的性質までの間の性質を各々示すので、
本発明においては、目的に応じた所望の特性を有する化
合物が形成されるように、所望に従ってその形成条件の
選択が厳密になされる。The surface layer 1104 according to the present invention is carefully formed so that its required characteristics are provided as desired. That is, Si, C and / or N and / or
Alternatively, a substance containing O, H and / or X as a constituent element takes a form structurally from crystalline to amorphous silicon depending on its forming conditions, and has an electrical property between a conductive property, a semiconductive property, and an insulating property. Properties, and also show properties between photoconductive and non-photoconductive properties, respectively.
In the present invention, the formation conditions are strictly selected as desired so that a compound having desired properties according to the purpose is formed.
【0146】例えば、表面層1104を耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。For example, in order to provide the surface layer 1104 mainly for the purpose of improving the pressure resistance, the surface layer 1104 is made of a non-single-crystal material having a remarkable electric insulating property in a use environment.
【0147】また、連続繰り返し使用特性や使用環境特
性の向上を主たる目的として表面層1104が設けられ
る場合には、上述の電気絶縁性の度合いはある程度緩和
され、照射される光に対してある程度の感度を有する非
単結晶材料として形成される。When the surface layer 1104 is provided for the purpose of mainly improving the continuous repetitive use characteristics and the use environment characteristics, the above-described degree of electrical insulation is reduced to some extent, and the applied light is irradiated to a certain degree. Formed as a sensitive non-single crystal material.
【0148】さらに、本発明にかかる帯電装置において
は、表面層の低抵抗による画像流れを防止し、あるいは
残留電位等の影響を防止するために、一方では帯電効率
を良好にするために、層作成に際して、その抵抗値を適
宜に制御することが好ましい。Further, in the charging device according to the present invention, in order to prevent the image flow due to the low resistance of the surface layer, or to prevent the influence of the residual potential, etc. It is preferable to appropriately control the resistance value during the production.
【0149】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層1104を形成するには、支持体1101の温度、
反応容器内のガス圧を所望にしたがって、適宜設定する
必要がある。In order to form the surface layer 1104 having characteristics capable of achieving the object of the present invention, the temperature of the support
It is necessary to appropriately set the gas pressure in the reaction vessel as desired.
【0150】支持体1101の温度(Ts)は、層設計
にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場
合、好ましくは200〜350℃、より好ましくは23
0〜330℃、最適には250〜300℃とするのが望
ましい。The temperature (Ts) of the support 1101 is appropriately selected in an optimum range according to the layer design, but is usually preferably 200 to 350 ° C., more preferably 23 to 23 ° C.
The temperature is desirably 0 to 330 ° C, optimally 250 to 300 ° C.
【0151】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1×10-3〜10Torrとするのが好まし
い。Similarly, the optimum range of the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected in accordance with the layer design, but usually 1 × 10 −4.
-10 Torr, preferably 5 × 10 −4 -5 Torr,
Optimally, it is preferably 1 × 10 −3 to 10 Torr.
【0152】本発明においては、表面層を形成するため
の支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前述し
た範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決
められるものではなく、所望の特性を有する感光体を形
成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決
めるのが望ましい。In the present invention, the preferable ranges of the temperature of the support and the gas pressure for forming the surface layer include the above-mentioned ranges. However, the conditions are usually not independently determined separately. It is desirable to determine the optimum value based on mutual and organic relations to form a photoreceptor having the following characteristics.
【0153】さらに本発明においては、光導電層と表面
層の間に、炭素原子、酸素原子、窒素原子の含有量を表
面層より減らしたブロッキング層(下部表面層)を設け
ることも帯電能等の特性をさらに向上させるためには有
効である。Further, in the present invention, it is also possible to provide a blocking layer (lower surface layer) in which the content of carbon atoms, oxygen atoms and nitrogen atoms is smaller than that of the surface layer between the photoconductive layer and the surface layer. It is effective to further improve the characteristics of.
【0154】また、表面層1104と光導電層1103
との間に炭素原子および/または酸素原子および/また
は窒素原子の含有量が光導電層1103に向かって減少
するように変化する領域を設けてもよい。これにより表
面層と光導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射
による干渉の影響をより少なくすることができる。 [電荷注入阻止層」本発明の画像形成装置用感光体にお
いては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持
体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻
止層を設けるのが一層効果的である。すなわち、電荷注
入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面
に受けた際、支持体側から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。このような機能を付与するため
に、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電
層に比べ比較的多く含有させる。In addition, the surface layer 1104 and the photoconductive layer 1103
A region in which the content of the carbon atom and / or the oxygen atom and / or the nitrogen atom changes so as to decrease toward the photoconductive layer 1103 may be provided. Thereby, the adhesion between the surface layer and the photoconductive layer can be improved, and the influence of interference due to light reflection at the interface can be further reduced. [Charge Injection Blocking Layer] In the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, a charge injection blocking layer having a function of blocking charge injection from the conductive support side between the conductive support and the photoconductive layer. Is more effective. That is, the charge injection blocking layer has a function of preventing charge from being injected from the support side to the photoconductive layer side when the photosensitive layer is subjected to charging treatment of a fixed polarity on its free surface. Such a function is not exhibited when it is subjected to a charging treatment, that is, it has a polarity dependency. In order to provide such a function, the charge injection blocking layer contains a relatively large number of atoms for controlling conductivity as compared with the photoconductive layer.
【0155】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子は、この層中に万遍なく均一に分布されてもよ
いし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはいる
が、不均一に分布する状態で含有している部分があって
もよい。分布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く
分布するように含有させるのが好適である。しかしなが
ら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向にお
いては、均一な分布で万遍なく含有されることが面内方
向における特性の均一化を図る点からも必要である。The atoms for controlling the conductivity contained in the charge injection blocking layer may be distributed evenly and uniformly in this layer, or may be contained evenly in the layer thickness direction. May be present in a non-uniformly distributed state. When the distribution concentration is non-uniform, it is preferable that the compound be contained so as to be distributed more on the support side. However, in any case, it is necessary to be uniformly contained in the in-plane direction parallel to the surface of the support from the viewpoint of making the characteristics uniform in the in-plane direction.
【0156】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純
物を挙げることができ、p型伝導性を与える周期律表II
I 族に属する原子(以後「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。The atoms controlling the conductivity contained in the charge injection blocking layer include so-called impurities in the semiconductor field, and the periodic table II imparting p-type conductivity can be used.
An atom belonging to Group I (hereinafter, referred to as a "Group III atom") or an atom belonging to Group V of the periodic table that provides n-type conduction characteristics (hereinafter, referred to as a "Group V atom") can be used.
【0157】第III 族原子としては、具体的には、B
(硼素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリルム)、
In(インジウム)、Ta(タリウム)等があり、特に
B、Al、Gaが好適である。第V族原子としては、具
体的にはP(燐)、As(砒素)、Sb(アンチモ
ン)、Bi(ビスマス)等があり、特にP、Asが好適
である。As the Group III atom, specifically, B
(Boron), Al (aluminum), Ga (galilium),
There are In (indium), Ta (thallium) and the like, and B, Al and Ga are particularly preferable. Specific examples of Group V atoms include P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), and Bi (bismuth), and P and As are particularly preferable.
【0158】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように所望に従って適宜決定
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。In the present invention, the content of atoms for controlling conductivity contained in the charge injection blocking layer is appropriately determined as desired so that the object of the present invention can be effectively achieved. 11 × 10 4 atomic ppm, more preferably 50-5 × 10 3 atomic ppm, optimally 1 ×
It is desirable that the concentration be 10 2 to 1 × 10 3 atomic ppm.
【0159】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を含有させる
ことによって、電荷注入阻止層に直接接触して設けられ
る他の層との間の密着性の一層の向上を図ることができ
る。Further, a carbon atom,
By containing at least one of a nitrogen atom and an oxygen atom, the adhesion to another layer provided in direct contact with the charge injection blocking layer can be further improved.
【0160】この層に含有される炭素原子または窒素原
子または酸素原子は、この層中に万遍なく均一に分布さ
れてもよいし、あるいは層厚方向には万遍なく含有され
てはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分
があってもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
図る点からも必要である。The carbon atoms, nitrogen atoms or oxygen atoms contained in this layer may be uniformly distributed in this layer, or may be contained evenly in the layer thickness direction. May be present in a non-uniformly distributed state. However, in any case, it is necessary to be uniformly contained in the in-plane direction parallel to the surface of the support from the viewpoint of making the characteristics uniform in the in-plane direction.
【0161】本発明における電荷注入阻止層の全層領域
に含有される炭素原子および/または窒素原子および/
または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達
成されるように適宜決定されるが、一種の場合はその量
として、二種以上の場合はその総和として、好ましくは
1×10-3〜50原子%、より好適には5×10-3〜3
0原子%、最適に1×10-2〜10原子%とされるのが
望ましい。In the present invention, carbon atoms and / or nitrogen atoms and / or
Alternatively, the content of the oxygen atom is appropriately determined so that the object of the present invention can be effectively achieved. In the case of one kind, the content is two times or more. -3 to 50 atomic%, more preferably 5 × 10 -3 to 3
It is preferably 0 atomic%, optimally 1 × 10 -2 to 10 atomic%.
【0162】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子および/またはハロゲン原子は層内に
存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。
電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるい
は水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には1
〜50原子%、より好適には5〜40原子%、最適には
10〜30原子%とするのが望ましい。In the present invention, the hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the charge injection blocking layer compensate for dangling bonds existing in the layer, and are effective in improving the film quality.
The content of hydrogen atoms or halogen atoms or the sum of hydrogen atoms and halogen atoms in the charge injection blocking layer is preferably 1
It is desirable that the content be 5 to 50 atomic%, more preferably 5 to 40 atomic%, and most preferably 10 to 30 atomic%.
【0163】本発明において、電荷注入阻止層の層厚は
所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果
等の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは
0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとされるのが
望ましい。In the present invention, the thickness of the charge injection blocking layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 0.3 to 4 μm, from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. Most preferably, it is 0.5 to 3 μm.
【0164】本発明において電荷注入阻止層を形成する
には、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積
法が採用される。In the present invention, to form the charge injection blocking layer, a vacuum deposition method similar to the above-described method of forming the photoconductive layer is employed.
【0165】本発明の目的を達成し得る特性を有する電
荷注入阻止層1105を形成するには、光導電層110
3と同様に、Si供給用のガスと希釈ガスとの混合比、
反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体1101
の温度を適宜設定することが必要である。To form the charge injection blocking layer 1105 having characteristics capable of achieving the object of the present invention, the photoconductive layer 110
3, the mixing ratio between the gas for supplying Si and the diluting gas,
Gas pressure in the reaction vessel, discharge power and support 1101
Needs to be set appropriately.
【0166】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。The flow rate of H 2 and / or He, which is a diluent gas, is appropriately selected in an optimum range according to the layer design.
The H 2 and / or He is usually 1 to 20 times, preferably 3 to 15 times, optimally 5 times the Si supply gas.
It is desirable to control to a range of 10 to 10 times.
【0167】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜範囲が選択されるが、通常の1×10-4〜10T
orr、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。Similarly, the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but is usually in the range of 1 × 10 −4 to 10 T.
orr, preferably 5 × 10 −4 to 5 Torr, and most preferably 1 × 10 −3 to 1 Torr.
【0168】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。Similarly, the optimum range of the discharge power is appropriately selected according to the layer design. The discharge power to the flow rate of the gas for supplying Si is usually 1 to 7 times, preferably 2 to 7 times.
It is desirable to set the range to 6 times, optimally 3 to 5 times.
【0169】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。Further, the temperature of the support 1101 is appropriately selected in an optimum range according to the layer design, but is usually preferably 200 to 350 ° C., and more preferably 230 to 3 ° C.
It is desirable that the temperature is 30 ° C, optimally 250 to 300 ° C.
【0170】本発明においては、電荷注入阻止層を形成
するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持
体温度の望ましい数値範囲として前述した範囲が挙げら
れるが、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する表面
層を形成すべく相互的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。In the present invention, the desirable ranges of the mixing ratio of the diluent gas, the gas pressure, the discharge power, and the temperature of the support for forming the charge injection blocking layer include the above-mentioned ranges. Is usually not independently determined separately, but it is desirable to determine an optimum value of each layer forming factor based on mutual and organic relations to form a surface layer having desired properties.
【0171】このほかに、本発明の画像形成装置用感光
体においては、感光層1102の支持体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。In addition, in the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, the photosensitive layer 1102 is provided on the support 1101 side.
It is desirable to have a layer region containing at least aluminum atoms, silicon atoms, hydrogen atoms and / or halogen atoms in a non-uniform distribution state in the layer thickness direction.
【0172】また、本発明の画像形成装置用感光体にお
いては、支持体1101と光導電層1103あるいは電
荷注入阻止層1105との間の密着性の一層の向上を図
る目的で、例えば、Si33 N4 、SiO2 、SiO、
あるいはシリコン原子を母体とし、水素原子および/ま
たはハロゲン原子と、炭素原子および/または酸素原子
および/または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成さ
れる密着層を設けてもよい。さらに、前述のごとく、支
持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するため
の光吸収層を設けてもよい。In the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, for the purpose of further improving the adhesiveness between the support 1101 and the photoconductive layer 1103 or the charge injection blocking layer 1105, for example, Si3 3 N 4 , SiO 2 , SiO,
Alternatively, an adhesion layer formed of an amorphous material or the like containing a silicon atom as a base and including a hydrogen atom and / or a halogen atom and a carbon atom and / or an oxygen atom and / or a nitrogen atom may be provided. Further, as described above, a light absorbing layer for preventing the generation of an interference pattern due to light reflected from the support may be provided.
【0173】次に、感光層を形成するための装置および
膜形成方法について詳述する。Next, an apparatus and a film forming method for forming a photosensitive layer will be described in detail.
【0174】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。同図に示す製造装置の構成は
以下の通りである。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for manufacturing a photosensitive member for an image forming apparatus by a high-frequency plasma CVD method using an RF band as a power supply frequency (hereinafter referred to as "RF-PCVD"). The configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG.
【0175】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、反応容器2111内を
減圧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2113、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。This apparatus is roughly classified into a deposition apparatus 210
0, a source gas supply device 2200, and an exhaust device (not shown) for reducing the pressure inside the reaction vessel 2111. A cylindrical support 2112, a heater 2113 for heating the support, a source gas introduction pipe 2114 are installed in a reaction vessel 2111 in the deposition apparatus 2100, and a high-frequency matching box 2115 is connected.
【0176】原料ガス供給装置2200は、SiH4 、
GeH4 、H2 、CH4 、B2 H6、PH3 等の原料ガ
スのボンベ2221〜2226とバルブ2231〜22
36、流入バルブ2241〜2246、流出バルブ22
51〜2256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。The raw material gas supply device 2200 includes SiH 4 ,
Cylinders 2221 to 2226 and valves 2231 to 22 for source gases such as GeH 4 , H 2 , CH 4 , B 2 H 6 , and PH 3.
36, inflow valves 2241 to 2246, outflow valves 22
51 to 2256 and mass flow controller 2211
, And a cylinder for each source gas is connected to a source gas introduction pipe 2114 in the reaction vessel 2111 via an auxiliary valve 2260.
【0177】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。The formation of a deposited film using this apparatus can be performed, for example, as follows.
【0178】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。つづいて、
支持体加熱用ヒータ2113により円筒状支持体211
2の温度を200〜350℃の所定の温度に制御する。First, the cylindrical support 2112 is set in the reaction vessel 2111, and the inside of the reaction vessel 2111 is evacuated by an exhaust device (not shown) (for example, a vacuum pump). Then,
The cylindrical support 211 is heated by the heater 2113 for heating the support.
2 is controlled to a predetermined temperature of 200 to 350 ° C.
【0179】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器211
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ2231〜2
236、反応容器のリークバルブ2117が閉じられて
いることを確認し、また、流入バルブ2241〜224
6、流出バルブ2251〜2256、補助バルブ226
0が開かれていることを確認して、まずメインバルブ2
118を開いて反応容器2111およびガス配管211
6内を排気する。The source gas for forming the deposited film is supplied to the reaction vessel 211.
In order to make the gas flow into the valve 1, the gas cylinder valves 2231 to 2231
236, confirming that the leak valve 2117 of the reaction vessel is closed, and checking the inflow valves 2241 to 224
6. Outflow valves 2251-2256, auxiliary valve 226
Make sure that the main valve 2 is open.
118, the reaction vessel 2111 and the gas pipe 211 are opened.
The inside of 6 is exhausted.
【0180】次に真空計2119の読みが約5×10-6
Torrになった時点で補助バルブ2260、流出バル
ブ2251〜2256を閉じる。Next, the reading of the vacuum gauge 2119 was about 5 × 10 −6.
When reaching Torr, the auxiliary valve 2260 and the outflow valves 2251 to 2256 are closed.
【0181】その後、ガスボンベ2221〜2226に
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2
kg/cm2 に調整する。次に、流入バルブ2241〜2
246を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントロー
ラ2211〜216内に導入する。Thereafter, each gas is introduced by opening the valves 2231 to 2236 by gas cylinders 2221 to 2226, and each gas pressure is adjusted to 2 by the pressure regulators 2261 to 2266.
Adjust to kg / cm 2 . Next, the inflow valves 2241-2
The gas 246 is gradually opened to introduce each gas into the mass flow controllers 2211 to 216.
【0182】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。After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed in the following procedure.
【0183】円筒状支持体2112が所定の温度になっ
たところで流出バルブ2251〜2256のうちの必要
なものおよび補助バルブ2260を徐々に開き、ガスボ
ンベ2221〜2226から所定のガスをガス導入管2
114を介して反応容器2111内に導入する。次にマ
スフローコントローラ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2
118の開口を調整する。内圧が安定したところで、周
波数13.56MHzのRF電源(不図示)を所望の電
力に設定して、高周波マッチングボックス2115を通
じて反応容器2111内にRF電力を導入し、グロー放
電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器
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2251〜2
256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。When the cylindrical support 2112 reaches a predetermined temperature, necessary ones of the outflow valves 2251 to 2256 and the auxiliary valve 2260 are gradually opened, and a predetermined gas is supplied from the gas cylinders 2221 to 2226 to the gas introduction pipe 2.
It is introduced into the reaction vessel 2111 via 114. Next, each source gas is adjusted by the mass flow controllers 2211 to 2216 so as to have a predetermined flow rate. At this time, the main valve 2 is monitored while watching the vacuum gauge 2119 so that the pressure in the reaction vessel 2111 becomes a predetermined pressure of 1 Torr or less.
Adjust the 118 opening. When the internal pressure is stabilized, an RF power source (not shown) having a frequency of 13.56 MHz is set to a desired power, and RF power is introduced into the reaction vessel 2111 through the high frequency matching box 2115 to generate glow discharge. The raw material gas introduced into the reaction vessel 2111 is decomposed by the discharge energy, and a deposited film mainly containing predetermined silicon is formed on the cylindrical support 2112. After the formation of the desired film thickness, the supply of the RF power is stopped and the outflow valves 2251 to 2251
By closing 256, the flow of gas into the reaction vessel 2111 is stopped, and the formation of the deposited film is completed.
【0184】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の感光層が形成される。By repeating the same operation a plurality of times, a desired photosensitive layer having a multilayer structure is formed.
【0185】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることはいうま
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211
1に至るガス配管2116内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ2251〜2256を閉じ、補助バル
ブ2260を開き、さらにメインバルブ2118を全開
にして系内を一旦、高真空に排気する操作を必要に応じ
て行う。When forming each layer, it goes without saying that all the outflow valves other than the necessary gas are closed.
, Outflow valves 2251-2256 from the reaction vessel 211
In order to avoid remaining in the gas pipe 2116 leading to 1, the outflow valves 2251 to 2256 are closed, the auxiliary valve 2260 is opened, and the main valve 2118 is fully opened to temporarily exhaust the system to a high vacuum. Perform as needed.
【0186】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、円筒状支持体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。In order to make the film formation uniform, it is also effective to rotate the cylindrical support 2112 at a predetermined speed by a driving device (not shown) during the layer formation.
【0187】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられること
はいうまでもない。Further, it goes without saying that the above-mentioned gas types and valve operations are changed according to the production conditions of each layer.
【0188】次に、電源にVHF帯の周波数を用いた高
周波プラズマCVD(以下「VHF−PCVD」とい
う)法によって形成される画像形成装置用感光体の製造
方法について説明する。Next, a description will be given of a method of manufacturing a photosensitive member for an image forming apparatus formed by a high-frequency plasma CVD (hereinafter, referred to as "VHF-PCVD") method using a VHF band frequency as a power supply.
【0189】前述の図2に示した製造装置におけるRF
−PCVD法による堆積装置2100を図3に示す堆積
装置3100に交換して原料ガス供給装置2200(図
3では不図示)と接続することにより、図3に示すVH
F−PCVD法による以下の構成の画像形成装置用感光
体製造装置を得ることができる。The RF in the manufacturing apparatus shown in FIG.
By replacing the deposition apparatus 2100 by the PCVD method with the deposition apparatus 3100 shown in FIG. 3 and connecting to the source gas supply apparatus 2200 (not shown in FIG. 3), the VH shown in FIG.
A photoconductor manufacturing apparatus for an image forming apparatus having the following configuration by the F-PCVD method can be obtained.
【0190】この装置は大別すると、真空密化構造の、
減圧にし得る反応容器3111、原料ガスの供給装置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、電極が設置され、
電極にはさらに高周波マッチングバックス3116が接
続されている。また、反応容器3111内は排気管31
21を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。This device is roughly classified into a vacuum-tight structure,
Reaction vessel 3111 capable of reducing pressure, source gas supply device 2
200 and an exhaust device (not shown) for reducing the pressure inside the reaction vessel 3111. Reaction vessel 31
11, a cylindrical support 3112, a support heating heater 3113, a raw material gas introduction pipe 3114, and an electrode are provided.
A high-frequency matching backs 3116 is further connected to the electrode. The inside of the reaction vessel 3111 is an exhaust pipe 31.
21 is connected to a diffusion pump (not shown).
【0191】原料ガス供給装置2200(図2参照)
は、SiH4 、GeH4 、H2 、CH4 、B2 H6 、P
H3 等の原料ガスのボンベ2221〜2226とバルブ
2231〜2236、流入バルブ2241〜2246、
流出バルブ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
ボンベは補助バルブ2260を介して反応容器3111
内のガス導入管3114に接続されている。また、円筒
状支持体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。Source gas supply device 2200 (see FIG. 2)
Represents SiH 4 , GeH 4 , H 2 , CH 4 , B 2 H 6 , P
Cylinder of the raw material gas H 3 etc. 2221-2226 and the valve 2231 to 2236, flow-in valves 2241 to 2,246,
Outflow valves 2251 to 2256 and mass flow controllers 2211 to 2216 are provided, and a cylinder for each source gas is supplied to the reaction vessel 3111 via the auxiliary valve 2260.
Connected to a gas introduction pipe 3114 in the inside. The space 3130 surrounded by the cylindrical support 3112 forms a discharge space.
【0192】VHF−PCVD法によるこの装置での堆
積膜の形成は、以下のように行うことができる。The formation of a deposited film in this apparatus by the VHF-PCVD method can be performed as follows.
【0193】まず、反応容器3111内に円筒状支持体
3112を設置し、支持体回転用モータ(駆動装置)3
120によって円筒状支持体3112を回転し、不図示
の排気装置(例えば真空ポンプ)により反応容器311
1内を排気管3121を介して排気し、反応容器311
1内の圧力を1×10-7Torr以下に調整する。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。First, the cylindrical support 3112 is set in the reaction vessel 3111, and the support rotating motor (drive device) 3
120, the cylindrical support 3112 is rotated, and a reaction vessel 311 is rotated by an exhaust device (not shown) (for example, a vacuum pump).
1 is evacuated through an exhaust pipe 3121 to form a reaction vessel 311.
The pressure in 1 is adjusted to 1 × 10 −7 Torr or less. Subsequently, the temperature of the cylindrical support 3112 is heated and maintained at a predetermined temperature of 200 to 350 ° C. by the support heating heater 3113.
【0194】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器311
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ2231〜2
236、反応容器のリークバルブ(不図示)が閉じられ
ていることを確認し、また、流入バルブ2241〜22
46、流出バルブ2251〜2256、補助バルブ22
60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2
116内を排気する。A source gas for forming a deposited film is supplied to a reaction vessel 311.
In order to make the gas flow into the valve 1, the gas cylinder valves 2231 to 2231
236, make sure that the leak valve (not shown) of the reaction vessel is closed,
46, outflow valves 2251 to 2256, auxiliary valve 22
First, the main valve (not shown) is opened to open the reaction vessel 3111 and the gas pipe 2.
The inside of 116 is exhausted.
【0195】次に真空計(不図示)の読みが約5×10
-6Torrになった時点で補助バルブ2260、流出バ
ルブ2251〜2256を閉じる。Next, a vacuum gauge (not shown) reads about 5 × 10
When the pressure reaches -6 Torr, the auxiliary valve 2260 and the outflow valves 2251 to 2256 are closed.
【0196】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。Thereafter, each gas is introduced from the gas cylinders 2221-2226 by opening the valves 2231-2236.
Each gas pressure is adjusted to 2kg by pressure regulators 2261 to 2266.
/ Cm 2 to be adjusted. Next, the inflow valves 2241 to 224
6 is gradually opened, and each gas is
It is introduced into 211-2216.
【0197】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。After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed on the cylindrical support 3112 as follows.
【0198】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2211
〜2216によって各原料ガスが所定の流量になるよう
に調整する。その際、放電空間3130内の圧力が1T
orr以下の所定の圧力なるように真空計(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。When the temperature of the cylindrical support 3112 reaches a predetermined temperature, necessary ones of the outflow valves 2251 to 2256 and the auxiliary valve 2260 are gradually opened, and a predetermined gas is supplied from the gas cylinders 2221 to 2226 to the source gas introduction pipe 3114. Through the discharge space 31 in the reaction vessel 3111
30. Next, the mass flow controller 2211
Adjustment is made so that each raw material gas has a predetermined flow rate according to 2216. At this time, the pressure in the discharge space 3130 is 1 T
The opening of the main valve (not shown) is adjusted while watching the vacuum gauge (not shown) so that the predetermined pressure is equal to or less than orr.
【0199】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3116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。この
ようにして円筒状支持体3112によって取り囲まれた
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3
112上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成
の均一化を図るため支持体回転用モータ3120によっ
て、所望の回転速度で回転させる。When the pressure becomes stable, the frequency becomes 500M.
Hz VHF power supply (not shown) is set to the desired power,
Discharge space 3130 through matching box 3116
VHF electric power is introduced to generate glow discharge. In the discharge space 3130 surrounded by the cylindrical support 3112 in this way, the introduced source gas is excited by the discharge energy and dissociated, and the cylindrical support 3112 is dissociated.
A predetermined deposited film is formed on 112. At this time, the layer is rotated at a desired rotational speed by the support rotating motor 3120 in order to achieve uniform layer formation.
【0200】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。After the desired film thickness is formed, the supply of the VHF power is stopped, the outflow valves 2251 to 2256 are closed to stop the gas from flowing into the reaction vessel 3111, and the formation of the deposited film is completed.
【0201】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。By repeating the same operation a plurality of times, a desired photosensitive layer having a multilayer structure is formed.
【0202】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブは全て閉じられていることはいうまで
もなく、また、それぞれのガスが反応容器3111内、
流出バルブ2251〜2256から反応容器3111に
至るガス配管2116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。When forming each layer, it goes without saying that all the outflow valves other than the necessary gas are closed.
To avoid remaining in the gas pipe 2116 from the outflow valves 2251 to 2256 to the reaction vessel 3111, the outflow valves 2251 to 2256 are closed, the auxiliary valve 2260 is opened, and the main valve (not shown) is fully opened. An operation of once evacuating the inside to a high vacuum is performed as needed.
【0203】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作製条件にしたがって変更が加えられることはいうま
でもない。It goes without saying that the above-mentioned gas types and valve operations are changed according to the production conditions of each layer.
【0204】いずれの方法においても、堆積膜形成時の
円筒状支持体2112、3112の温度は、特に200
℃以上350℃以下、好ましくは230℃以上330℃
以下、より好ましくは250℃以上300℃以下が好ま
しい。In any of the methods, the temperature of the cylindrical supports 2112 and 3112 at the time of forming the deposited film is particularly 200
℃ to 350 ° C, preferably 230 ° C to 330 ° C
The temperature is preferably 250 ° C. or more and 300 ° C. or less.
【0205】円筒状支持体の加熱方法は、真空仕様であ
る発熱体であればよく、より具体的にはシース状ヒータ
の巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ等の
電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱
放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とした熱交換手
段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質
は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属
類、セラミック、耐熱性高分子樹脂等を使用することが
できる。The heating method of the cylindrical support may be a heating element having a vacuum specification, and more specifically, an electric resistance heating element such as a winding heater of a sheath heater, a plate heater, a ceramic heater, or a halogen lamp. And a heat radiation lamp heating element such as an infrared lamp, and a heating element using a heat exchange means using a liquid, a gas, or the like as a heating medium. As the surface material of the heating means, metals such as stainless steel, nickel, aluminum, and copper, ceramics, heat-resistant polymer resins, and the like can be used.
【0206】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円筒状
支持体を搬送する等の方法が用いられる。[0206] In addition, a method is also used in which a heating-only container is provided in addition to the reaction container, and after heating, the cylindrical support is conveyed into the reaction container in a vacuum.
【0207】また、特にVHF−PCVD法において、
放電空間の圧力として、好ましくは1mTorr以上5
00mTorr以下、より好ましくは3mTorr以上
300mTorr以下、最も好ましくは5mTorr以
上100mTorr以下に設定することが望ましい。In particular, in the VHF-PCVD method,
The discharge space pressure is preferably 1 mTorr or more and 5 mTorr or more.
It is desirable to set the pressure to not more than 00 mTorr, more preferably not less than 3 mTorr and not more than 300 mTorr, most preferably not less than 5 mTorr and not more than 100 mTorr.
【0208】VHF−PCVD法において放電空間31
30に設けられる電極の大きさおよび形状は、放電を乱
さないならばいずれのものでもよいが、実用上は直径1
mm以上10cm以下の円筒状が好ましい。この時、電極
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。In the VHF-PCVD method, the discharge space 31
The size and shape of the electrodes provided on the electrode 30 may be any as long as they do not disturb the discharge.
A cylindrical shape of not less than mm and not more than 10 cm is preferable. At this time, the length of the electrode can be arbitrarily set as long as the electric field is uniformly applied to the cylindrical support 3112.
【0209】電極の材質としては、表面が導電性となる
ものならばいずれのものでもよく、例えば、ステンレ
ス、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、
Ti、Pt、Pb、Fe等の金属、これらの合金または
表面を導電処理したガラス、セラミック、プラスチック
等が通常使用される。As the material of the electrode, any material can be used as long as its surface becomes conductive. For example, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V,
Metals such as Ti, Pt, Pb, and Fe, alloys thereof, and glass, ceramics, and plastics whose surfaces are subjected to a conductive treatment are generally used.
【0210】以上述べてきた内容を単独であるいは組み
合わせて実施することにより、優れた効果を引き出すこ
とが可能である。By implementing the contents described above alone or in combination, it is possible to bring out excellent effects.
【0211】図10にその一例を示す。1001は像担
持体(被帯電体)である感光ドラムであり、矢印A方向
に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動され
るドラム型の電子写真感光体である。FIG. 10 shows an example. Reference numeral 1001 denotes a photosensitive drum which is an image bearing member (charged member), and is a drum type electrophotographic photosensitive member which is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of arrow A.
【0212】感光体の表面層の抵抗値は、その電荷保持
能、帯電効率等の電気的特性を良好に有し、電圧により
表面層が損傷する、いわゆるピンホールリークを防止す
るために、1×1010〜5×1015Ω・cmなる抵抗を有
することが好ましい。より好ましくは1×1012〜1×
1014Ω・cmである。抵抗値の測定はHIOKI社(メ
ーカ)製のMΩテスターで0.25〜1kVの印加電圧
における測定にて行った。The resistance value of the surface layer of the photoreceptor is preferably set at 1 to prevent the surface layer from being damaged by the voltage, that is, having a good electrical characteristic such as charge retention ability and charging efficiency. It preferably has a resistance of × 10 10 to 5 × 10 15 Ω · cm. More preferably, 1 × 10 12 to 1 ×
10 14 Ω · cm. The resistance was measured with an MΩ tester manufactured by HIOKI (manufacturer) at an applied voltage of 0.25 to 1 kV.
【0213】1002は前述の帯電キャリヤを用いた接
触帯電部材であり、多極磁性体1002−2およびその
面上に形成した帯電キャリヤからなるブラシ層1002
−1とからなる。また、多極磁性体1002−2上にブ
ラシ層1002−1を構成した後の印加電圧がブラシ層
1002−1の各部に良好に印加されるように、例えば
銅テープやアルミニウムテープ(3M社製electr
icalテープ1181、同1170)等の透磁性、導
電性のテープを張る、あるいは上述のごとく透磁性の導
電層を形成する等してもよい。Reference numeral 1002 denotes a contact charging member using the above-described charge carrier, and a brush layer 1002 composed of the multipolar magnetic body 1002-2 and the charge carrier formed on the surface thereof.
-1. In addition, for example, a copper tape or an aluminum tape (manufactured by 3M) so that the applied voltage after the brush layer 1002-1 is formed on the multipolar magnetic body 1002-2 is favorably applied to each part of the brush layer 1002-1. electr
(i.e., ical tapes 1181 and 1170), a magnetically permeable and conductive tape may be provided, or a magnetically permeable conductive layer may be formed as described above.
【0214】ブラシ層1002−1は、前述のごとく磁
性フィライトや磁性マグ、磁性トナーのキャリヤ等の帯
電キャリヤで構成される。The brush layer 1002-1 is composed of a charged carrier such as a magnetic filler, a magnetic mag, or a magnetic toner carrier as described above.
【0215】帯電部材1002のブラシ層1002−1
の抵抗値は、良好な帯電効率を保持するため、一方では
ピンホール防止のためにHIOKI社(メーカ)製のM
Ωテスターで0.25〜1kVの印加電圧における測定
にて、1×103 〜1×1012Ω・cmなる抵抗を有する
ことが好ましい。より好ましくは1×104 〜1×10
8 Ω・cmである。The brush layer 1002-1 of the charging member 1002
Has a resistance value of M manufactured by HIOKI (manufacturer) for maintaining good charging efficiency and preventing pinholes.
It is preferable to have a resistance of 1 × 10 3 to 1 × 10 12 Ω · cm as measured by an Ω tester at an applied voltage of 0.25 to 1 kV. More preferably, 1 × 10 4 to 1 × 10
8 Ω · cm.
【0216】感光ドラム1001と接触帯電部材100
2の最近接間隙は、そのニップ制御のために50〜20
00μmの範囲にスペーサ(不図示)等で安定的に設定
されることが好ましく、より好ましくは100〜100
0μmである。その他に、ニップ調整用にブレード等の
機構を設けてもよい。Photosensitive drum 1001 and contact charging member 100
The nearest two gaps are 50-20 for the nip control.
It is preferable that the distance is set stably by a spacer (not shown) or the like within a range of 00 μm, and more preferably 100 to 100 μm.
0 μm. In addition, a mechanism such as a blade may be provided for nip adjustment.
【0217】1003は帯電部材1002に対する電圧
印加電源であり、この電源1003により直流電圧Vdc
が帯電部材1002の帯電キャリヤからなるブラシ層1
002−1に印加されて、回転駆動されている感光ドラ
ム1001の外周面が均一に帯電される。Reference numeral 1003 denotes a power supply for applying a voltage to the charging member 1002. The power supply 1003 supplies a DC voltage V dc.
Is the brush layer 1 made of the charge carrier of the charging member 1002
002-1, the outer peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1001 is uniformly charged.
【0218】さらに、原稿画像の反射光1005が感光
ドラム1001上に照射されることで静電潜像が形成さ
れる。この潜像は、現像剤が塗布された現像スリーブ1
006によってトナー画像として顕画像化され、その
後、トナー画像は転写材1007上に転写部材1008
を介して転写される。転写残トナーは、クリーニングブ
レード1009によって感光ドラム1001表面から除
去される。一方、転写材1007は転写装置1010に
よって表面にトナー画像が定着された後装置本体外部に
排出される。また、画像形成中(コピー中)の紙間につ
いては、1020のブランク露光光源から感光ドラム1
001上に強露光を照射することで、その部分の電位を
除去し、紙間のトナーの消費を抑える。Further, the reflected light 1005 of the original image is irradiated onto the photosensitive drum 1001 to form an electrostatic latent image. This latent image is developed by a developing sleeve 1 coated with a developer.
006, the toner image is visualized as a toner image.
Is transcribed. The transfer residual toner is removed from the surface of the photosensitive drum 1001 by the cleaning blade 1009. On the other hand, the transfer material 1007 is discharged outside the apparatus main body after the toner image is fixed on the surface by the transfer device 1010. Further, with respect to the sheet interval during image formation (during copying), the photosensitive drum 1
By irradiating the 001 with strong exposure, the potential at that portion is removed, and the consumption of toner between sheets is suppressed.
【0219】以下、さらに具体的に数値を挙げて、本発
明にかかる画像形成装置について詳述する。ただし、本
発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 (請求項1、2、5に対応する実施の形態)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
ウムシリダー上に、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。Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail by giving numerical values more specifically. However, the present invention is not limited to the following embodiments. (Embodiment Corresponding to Claims 1, 2 and 5) Using an apparatus for manufacturing a photoreceptor for an image forming apparatus by the RF-PCVD method shown in FIG. A photoreceptor comprising a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was manufactured under the conditions shown in FIG. Further, various photoconductors were produced by changing the mixing ratio of SiH 4 and H 2 and the discharge power of the photoconductive layer.
【0220】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、帯電
能の温度依存性(温度特性)、メモリならびに画像欠陥
を評価した。The prepared photoreceptor was set in an image forming apparatus (NP6060 manufactured by Canon Inc. was modified for testing), and the temperature dependence (temperature characteristics) of charging ability, memory and image defects were evaluated.
【0221】温度特性は、感光体の温度を室温から約4
5℃まで変えて帯電能を測定し、このときの温度1℃当
たりの帯電能の変化を測定して、2V/deg以下を合
格と判定した。The temperature characteristic is such that the temperature of the photosensitive member is changed from room temperature to about 4 degrees.
The charging ability was measured by changing the temperature to 5 ° C., and the change of the charging ability per 1 ° C. of the temperature was measured, and 2 V / deg or less was determined to be acceptable.
【0222】また、メモリ、画像流れについては、画像
を目視により判定し、1:非常に良好、2:良好、3:
実用上問題なし、4:実用上やや難ありの4段階にラン
ク分けした。Regarding memory and image flow, the image was visually determined, and 1: 1: very good, 2: good, 3:
No problem in practical use 4: Rank in four stages of practically difficult.
【0223】一方、円筒形のサンプルホルダーに設置し
たガラス基板(コーンニング社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
ルギー(Eu)と局在準位密度(D.O.S)を測定
し、Siウエハー上の堆積膜はFTIRにより含有水素
量を測定した。On the other hand, a glass substrate (Corning 7059) set on a cylindrical sample holder and Si
A wafer having a thickness of about 1 μm was formed on the wafer under the conditions for forming the photoconductive layer.
-Si film was deposited. An Al comb electrode is deposited on the deposited film on the glass substrate, and the characteristic energy (Eu) and localized level density (DOS) of the exponential function tail are measured by CPM, and then deposited on the Si wafer. The hydrogen content of the film was measured by FTIR.
【0224】このときのEuと温度特性との関係を図4
に、D.O.Sとメモリランクとの関係を図5に、D.
O.Sと画像流れランクとの関係を図6にそれぞれ示
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。FIG. 4 shows the relationship between Eu and temperature characteristics at this time.
D. O. FIG. 5 shows the relationship between S and the memory rank.
O. FIG. 6 shows the relationship between S and the image deletion rank. Each sample has a hydrogen content of 10 to 30 atomic%.
Was between.
【0225】図4、図5ならびに図6から明らかなよう
に、Eu=50〜60meV、D.O.S=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。As is clear from FIGS. 4, 5 and 6, Eu = 50-60 meV, D.E. O. S = 1 × 10 14
It has been found that it is necessary to make the range of about 1 × 10 16 cm −3 in order to obtain good electrophotographic characteristics. Similarly, a sample of the surface layer was prepared, and the resistance value was measured using a comb-shaped electrode.
【0226】つづいて、接触帯電部材を以下の条件で作
製した。Subsequently, a contact charging member was manufactured under the following conditions.
【0227】多極磁性体はプラスチックマグネットを前
述の要領でφ18mmのローラ状に構成した。その磁極
数はニップ幅内で複数存在するように構成することが好
ましい。本実施の形態では6〜18極の複数の磁極数を
設定し作製した。The multi-pole magnetic material was constituted by forming a plastic magnet into a roller having a diameter of 18 mm as described above. It is preferable that the number of magnetic poles is configured to be plural within the nip width. In this embodiment, a plurality of magnetic poles of 6 to 18 poles are set and manufactured.
【0228】ブラシ層は、5〜35μmの磁性酸化鉄等
のキャリヤと1〜5μmの小粒径マグ等の磁性粉を、所
定の比で混合したものを帯電キャリヤとして使用した。
この帯電キャリヤは一般にトナーに利用される周知のキ
ャリヤと同成分のものでもよい。また、ニップ幅は6〜
7mmとした。For the brush layer, a mixture of a carrier such as a magnetic iron oxide of 5 to 35 μm and a magnetic powder of a small particle size of 1 to 5 μm at a predetermined ratio was used as a charge carrier.
The charge carrier may have the same components as known carriers generally used for toner. The nip width is 6 ~
7 mm.
【0229】作製した感光体と帯電部材を図10に示し
たような画像形成装置(キヤノン製NP6060をテス
ト用に改造)にセットして、帯電能力を評価した。結果
を図12に示す。帯電部材の抵抗値が、1×103 〜1
×1012Ω・cmなる抵抗を有するとき、良好な帯電が得
られた。より好ましくは、1×104 〜1×109 Ω・
cmのときに良好な帯電特性、および画像流れ等の環境特
性が得られた。The prepared photoreceptor and charging member were set in an image forming apparatus (a Canon NP6060 modified for testing) as shown in FIG. 10, and the charging ability was evaluated. The result is shown in FIG. The resistance value of the charging member is 1 × 10 3 to 1
When it had a resistance of × 10 12 Ω · cm, good charging was obtained. More preferably, 1 × 10 4 to 1 × 10 9 Ω ·
In the case of cm, good charging characteristics and environmental characteristics such as image deletion were obtained.
【0230】帯電部材抵抗が1×103 Ω・cm未満だっ
た場合は、異常放電、ピンホールが発生し感光体が破損
した。また、1×1012Ω・cm以上だった場合は帯電効
率低下、注入による帯電が殆ど生じなかった。When the resistance of the charging member was less than 1 × 10 3 Ω · cm, abnormal discharge and pinholes occurred, and the photosensitive member was damaged. When the density was 1 × 10 12 Ω · cm or more, the charging efficiency was reduced and charging due to injection hardly occurred.
【0231】前述の感光体の中から下記aからfを用
い、前述の帯電部材の中から下記AからHを用いて、図
10に示すような画像形成装置(キヤノン製NP606
0をテスト用に改造)を用い、温度23℃、湿度60%
RHの環境で10万枚の耐刷試験を行い、前後の画質を
比較した。結果を図15に示す。Using the following a to f from the above-mentioned photosensitive members and using the following A to H from the above charging members, an image forming apparatus as shown in FIG.
0 modified for testing), temperature 23 ° C, humidity 60%
A printing durability test of 100,000 sheets was performed in an RH environment, and the image quality before and after was compared. FIG. 15 shows the results.
【0232】帯電部材への印加電圧条件は、600
Vdc。また、コピー中においては、接触帯電部材の磁極
と被帯電部材との距離が最小になるように固定し、紙間
においては、接触帯電部材に印加する電圧を切り、接触
帯電部材をプロセススピード250mm/sec で回転さ
せた。なお、磁気ブラシ、すなわち帯電部材は固定して
耐久試験を行った。The voltage applied to the charging member was set at 600
V dc . Also, during copying, the distance between the magnetic pole of the contact charging member and the member to be charged is fixed so that the distance between the magnetic pole and the member to be charged is minimized. / Sec. The durability test was performed with the magnetic brush, that is, the charging member fixed.
【0233】感光体の条件は、 a:Euは47meV、D.O.Sは9×1015cm−3 b:Euは50meV、D.O.Sは2×1014cm−3 c:Euは52meV、D.O.Sは2×1015cm−3 d:Euは55meV、D.O.Sは6×1014cm−3 e:Euは58meV、D.O.Sは8×1015cm−3 f:Euは64meV、D.O.Sは1×1016cm−3 本発明の接触帯電部材の多極磁性体、ブラシ層の条件は、 A:7×102Ω・cm 18極構造 B:6×107Ω・cm 18極構造 C:5×1010Ω・cm 18極構造 D:3×1013Ω・cm 18極構造 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− E:5×1010Ω・cm 10極構造 F:5×1010Ω・cm 8極構造 G:5×1010Ω・cm 6極構造 H:5×1010Ω・cm 3極構造 以上の結果より、磁極間隔はニップ幅以内となると耐久
特性が優れていることが判明した。The conditions of the photosensitive member were as follows: a: Eu was 47 meV, D.E. O. S is 9 × 10Fifteencm-3 b: Eu is 50 meV; O. S is 2 × 1014cm-3 c: Eu is 52 meV; O. S is 2 × 10Fifteencm-3 d: Eu is 55 meV; O. S is 6 × 1014cm-3 e: Eu is 58 meV; O. S is 8 × 10Fifteencm-3 f: Eu is 64 meV; O. S is 1 × 1016cm-3 The condition of the multipolar magnetic material and the brush layer of the contact charging member of the present invention is as follows: A: 7 × 102Ω · cm 18veryStructure B: 6 × 107Ω · cm 18veryStructure C: 5 × 1010Ω · cm 18veryStructure D: 3 × 1013Ω · cm 18veryStructure --------------- E: 5 × 1010Ω · cm 10veryStructure F: 5 × 1010Ω · cm 8veryStructure G: 5 × 1010Ω · cm 6veryStructure H: 5 × 1010Ω · cm 3veryStructure Based on the above results, durability is ensured when the magnetic pole interval is within the nip width.
The properties were found to be excellent.
【0234】さらに、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が50〜6
0meV、かつ局在状態密度が1×1014〜1×1016
cm-3であること、ブラシ層が、1×103 〜1×1012
Ω・cmなる抵抗を有することが好適条件であることが判
明した。600Vdc印加で帯電直後でTRek社(メー
カー)製表面電位計にて測定したところ、暗状態電位が
550〜600Vであった。 〈実施の形態2〉次に、請求項1、2、3、4に対応す
る実施の形態2を示す。Further, the characteristic energy of the exponential function tail obtained from the sub-bandgap light absorption spectrum is 50 to 6
0 meV and the density of localized states is 1 × 10 14 to 1 × 10 16
cm -3 and the brush layer is 1 × 10 3 to 1 × 10 12
It has been found that a suitable condition is to have a resistance of Ω · cm. Immediately after charging by applying 600 V dc , the dark state potential was 550 to 600 V as measured by a surface electrometer manufactured by TRek (manufacturer). <Embodiment 2> Next, Embodiment 2 corresponding to claims 1, 2, 3, and 4 will be described.
【0235】図2に示す製造装置を用い、図16に示す
作製条件で画像形成装置用感光体を作製した。このとき
の光導電層のEuとD.O.Sは、それぞれ55me
V、2×1015cm-3であった。Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, a photosensitive member for an image forming apparatus was manufactured under the manufacturing conditions shown in FIG. At this time, Eu of the photoconductive layer and D.E. O. S is 55me each
V, 2 × 10 15 cm −3 .
【0236】これに、磁極を12極有する構成にした磁
性体と、実施の形態1同様キャリヤと磁性粉からなるブ
ラシ層を有する磁極ブラシを帯電部材Iとして作製し
た。抵抗は5×108 Ω・cmであった。帯電部材への印
加電圧条件は、600Vdc。プロセススピードは250
mm/sec で、帯電部材を感光体との当接面で周速比が
150%となるように同方向に回転させた(当接面では
各々同方向に移動している:図1(b)の矢印方向)。
実施の形態1と同様の評価をしたところ、良好な画像が
得られた。As a charging member I, a magnetic body having 12 magnetic poles and a magnetic brush having a brush layer made of a carrier and magnetic powder as in the first embodiment were manufactured. The resistance was 5 × 10 8 Ω · cm. The applied voltage condition to the charging member is 600 V dc . Process speed is 250
At 1 mm / sec, the charging member was rotated in the same direction on the contact surface with the photoreceptor so that the peripheral speed ratio became 150% (the contact surfaces are respectively moved in the same direction: FIG. ) Arrow direction)).
When the same evaluation as in the first embodiment was performed, a good image was obtained.
【0237】帯電部材をコピー中にその磁極が被帯電部
材に最も近づくように向けて停止させることにより、こ
の帯電部材が回転する場合における磁極間のブラシ密度
の小さい部分による帯電ムラが生じず、画像の横方向の
濃度ムラが生じなかった。 〈実施の形態3〉次に、請求項1、2、3に対応する実
施の形態3を示す。By stopping the charging member so that its magnetic pole is closest to the member to be charged during copying, uneven charging does not occur due to a portion of the brush having a small brush density between the magnetic poles when the charging member rotates. No density unevenness occurred in the horizontal direction of the image. <Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described.
【0238】多極磁性体の磁極を図13(a)に示した
ような構成にし、この磁極に沿う形で高さ10〜100
μmの凸部を設けた。ブラシ層は実施の形態2と同様の
ものを用いた。この帯電部材を電圧印加中は被帯電部材
に最も近づくように向けて固定した。また、紙間に相当
する部分では、電圧印加を切り、帯電部材を所定の速度
で、感光体と逆方向に回転させる(感光体との当接面で
は各々同方向に移動する:図1(b)の矢印方向)よう
にした。ブラシ層の抵抗は3×108 Ω・cmであった。The magnetic poles of the multipolar magnetic body are configured as shown in FIG. 13A, and have a height of 10 to 100 along the magnetic poles.
A protrusion of μm was provided. The brush layer used was the same as in the second embodiment. The charging member was fixed so as to be closest to the member to be charged during the application of the voltage. Further, in a portion corresponding to the space between the papers, the application of the voltage is stopped, and the charging member is rotated at a predetermined speed in a direction opposite to the photoconductor (the surfaces contact with the photoconductor move in the same direction: FIG. 1 ( b) arrow direction). The resistance of the brush layer was 3 × 10 8 Ω · cm.
【0239】帯電部材への印加電圧条件は、600Vdc
とした。また、プロセススピードは200mm/sec で
行った。The condition of the voltage applied to the charging member is 600 V dc
And The process speed was 200 mm / sec.
【0240】これに、実施の形態2と同様の感光体を用
い、実施の形態1と同様の評価をしたところ、耐久後で
は実施の形態1よりもさらに良好な画像が得られた。Using the same photoreceptor as in the second embodiment, the same evaluation as in the first embodiment was carried out. As a result, a better image was obtained after the durability test than in the first embodiment.
【0241】これは、以下の作用によるものと考えられ
る。This is considered to be due to the following effects.
【0242】帯電キャリヤの減少の大きな要因として、
感光体による電界によって磁極が弱い部分の帯電キャリ
ヤがドラム面上に移動して帯電キャリヤの損失が生ずる
ということが挙げられる。しかし、図3のような構成に
することで、磁極部分は感光体に隣接し、また磁極がな
い部分は感光体から離れる、さらに電圧印加中において
は、帯電部材の磁極が被帯電部材の最も接近する方向に
向けて固定するため、磁極がない部分の帯電キャリヤが
感光体表面に移動することがなくなり、帯電キャリヤを
保持、抑制する効果が増加する。A major factor in the reduction of the charge carriers is as follows.
It is mentioned that the charge carrier in a portion where the magnetic pole is weak moves onto the drum surface due to the electric field generated by the photoconductor, causing loss of the charge carrier. However, with the configuration shown in FIG. 3, the magnetic pole portion is adjacent to the photoreceptor, and the portion without the magnetic pole is separated from the photoreceptor. Since the carrier is fixed in the approaching direction, the portion of the charge carrier having no magnetic pole does not move to the surface of the photoconductor, and the effect of holding and suppressing the charge carrier increases.
【0243】本実施の形態の構成では、紙間において帯
電部材を回転させ磁極部に穂立ち状態の磁性粉等の帯電
キャリヤを長軸方向で均すことを行い、またその間は、
電圧印加を止めているので、磁極がない部分が感光体に
最も接近した場合でも、感光体が電界を有していないの
で感光体に帯電キャリヤが移動することがなく帯電キャ
リヤの減少を有効に防止できる。 〈実施の形態4〉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1μmの下引き層(中間層)を設けた。In the configuration of the present embodiment, the charging member is rotated between the paper sheets so that the charging carrier such as magnetic powder in the state of the ears is leveled in the major axis direction in the magnetic pole portion.
Since the voltage application is stopped, even if the part without the magnetic pole is closest to the photoconductor, the photoconductor does not have an electric field, so the charge carrier does not move to the photoconductor, effectively reducing the charge carrier. Can be prevented. <Embodiment 4> An aluminum cylinder having an outer diameter of 80 mm and a length of 358 mm was used as a base, and a 5% methanol solution of alkoxymethylated nylon was applied by dipping to an undercoat layer (intermediate layer) having a thickness of 1 µm. Was provided.
【0244】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。Next, 10 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the titanyl phthalocyanine pigment, 8 parts of polyvinyl butyral, and 50 parts of cyclohexanone were mixed and dispersed in a sand mill using 100 parts of glass beads having a diameter of 1 mm for 20 hours. To this dispersion was added methyl ethyl kent 70-120.
(Appropriate) parts were added and applied on the undercoat layer.
After drying for 0.2 minute, a 0.2 μm charge generation layer was formed.
【0245】次にこの電荷発生層の上に、図17に示す
構造式を有するスチリル化合物10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、2
0μm厚の電荷輸送層を形成させた。Next, on this charge generation layer, styryl compound 10 having the structural formula shown in FIG.
Dissolves in the part. This solution was applied on a substrate by dipping and dried with hot air at 120 ° C. for 60 minutes.
A charge transport layer having a thickness of 0 μm was formed.
【0246】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。Next, a surface layer having a thickness of 1.0 μm was provided on the charge transport layer by the following method.
【0247】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.
7dl/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28
0℃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。さらに上述の溶液中に
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製した。High melting point polyethylene terephthalate (A) obtained by using terephthalic acid as an acid component and ethylene glycol as a glycol component [intrinsic viscosity: 0.1;
7 dl / g, melting point: 258 ° C. (10
The measurement was performed at a heating rate of ° C./min. The measurement sample was 5 mg, and the amount of the polyester resin to be measured was 28 mg.
After melting at 0 ° C., it was quenched with ice water at 0 ° C.), glass transition temperature 70 ° C.] 100 parts and epoxy resin (B)
[Epoxy equivalent 160: aromatic ester type: trade name: Epicoat 190P (manufactured by Yuka Shell Epoxy)]
30 parts with phenol and tetrachloroethane (1: 1)
It was dissolved in 100 ml of the mixture. Further, 60 wt% of SnO 2 powder was mixed into the above solution as charge retaining particles. Next, 3 parts of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate (C) was added as a photopolymerization initiator to prepare a resin composition solution.
【0248】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
秒間照射して硬化させた。Light irradiation conditions were as follows: a 2 kW high-pressure mercury lamp (30 W / cm) was placed at 130 ° C. and 8 cm away from a position 20 cm away.
Irradiated for 2 seconds to cure.
【0249】このようにして作製した感光ドラムを、図
10に示したような画像形成装置において、前述の帯電
部材A〜Hを用いた。この条件下で、温度30℃、湿度
80%RHの環境において10万枚の耐刷試験を行い、
高湿画像流れ、およびまだらスジに着目し評価した。帯
電部材への印加電圧条件は、700Vdc。プロセススピ
ード200mm/sec で行った。帯電直後に測定した帯
電電位は650V以上であった。評価の結果を図18に
示す。 〈実施の形態5〉実施の形態4で用いた保護層の代わり
に、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、層上
に膜厚1.0μmになるように塗布して感光体表面層と
し、実施の形態4と同様に耐久テストを行った。結果を
図18に示す。 〈比較例1〉実施の形態4で用いた感光体の保護層を用
いない以外には実施の形態5と同様の感光体を作製し、
実施の形態5と同様に耐久テストを行った。結果を図1
8に示す。The photosensitive drums thus manufactured were used in the image forming apparatus shown in FIG. 10 by using the charging members A to H described above. Under these conditions, a 100,000-sheet printing test was conducted in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH.
The evaluation was made by focusing on the high-humidity image flow and the mottled stripes. The voltage condition applied to the charging member is 700 V dc . The process was performed at a process speed of 200 mm / sec. The charging potential measured immediately after charging was 650 V or more. FIG. 18 shows the results of the evaluation. <Embodiment 5> Instead of the protective layer used in Embodiment 4, as the same binder as used in the charge transport layer,
60% by weight of SnO 2 powder was mixed into an acrylic resin, and applied on the layer so as to have a film thickness of 1.0 μm to form a photoconductor surface layer. A durability test was performed in the same manner as in the fourth embodiment. The results are shown in FIG. <Comparative Example 1> A photoconductor similar to that of Embodiment 5 was prepared except that the protective layer of the photoconductor used in Embodiment 4 was not used.
A durability test was performed in the same manner as in the fifth embodiment. Figure 1 shows the results
FIG.
【0250】図18より、被帯電体が、高融点ポリエス
テル樹脂、および硬化樹脂を含み、SnO2 等の電荷保
持粒子を分散させた表面層、あるいはアクリル樹脂中に
SnO2 等の電荷保持粒子を分散させた表面層を有する
ことが好適条件であることが判明した。 〈実施の形態6〉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、実施の形態1
と同様に直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー(支持体)上に、図19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。As shown in FIG. 18, the object to be charged is a surface layer containing a high-melting polyester resin and a cured resin and having the charge-holding particles such as SnO 2 dispersed therein, or the charge-holding particles such as SnO 2 in the acrylic resin. It has been found that having a dispersed surface layer is a suitable condition. <Embodiment 6> An embodiment 1 using an apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus by the VHF-PCVD method shown in FIG.
A photoreceptor composed of a charge injection blocking layer, a photoconductive layer and a surface layer was formed on a mirror-finished aluminum cylinder (support) having a diameter of 108 mm in the same manner as described above under the conditions shown in FIG.
【0251】さらに光導電層のSiH4 とH2 との混合
比、放電電力、支持体温度ならびに内圧を変えることに
より、種々の感光体を作製した。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、帯電能の温度依存性(温度特性)、ブラ
ンク露光メモリならびにゴーストメモリを評価した。温
度特性ならびにメモリの評価は実施の形態1と同様にし
た。さらにハーフトーン画像の濃度ムラ(ガサツキ)を
メモリと同様、4段階のランク分けを行って評価した。Further, various photoconductors were prepared by changing the mixing ratio of SiH 4 and H 2 in the photoconductive layer, the discharge power, the temperature of the support and the internal pressure. An image forming apparatus (remodeled Canon NP6060 for testing)
, The temperature dependence (temperature characteristics) of the charging ability, the blank exposure memory, and the ghost memory were evaluated. The evaluation of the temperature characteristics and the memory was the same as in the first embodiment. Further, the density unevenness (roughness) of the halftone image was evaluated by performing a four-stage ranking similarly to the memory.
【0252】一方、光導電層の作製条件で、円筒形のサ
ンプルホルダーに設置したガラス基板(コーニング社7
059)ならびにSiウエハー上に膜厚約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
型電極を蒸着して、CPMにより指数関数裾の特性エネ
ルギー(Eu)と局在準位密度(D.O.S)を測定
し、Siウエハー上の堆積膜はFTIRにより含有水素
量ならびにSi−H2 結合とSi−H結合の吸収ピーク
強度比を測定した。Eu、D.O.Sと温度特性、メモ
リ、画像流れとの関係は実施の形態1と同様であり、良
好な電子写真特性のためにはEu=50〜60meV、
D.O.S=1×1014〜1×1016cm-3であることが
必要であることがわかった。さらに、図7に示すSi−
H2 /Si−Hとガサツキとの関係から、Si−H2 /
Si−H=0.2〜0.5の範囲にすることが必要であ
ることがわかった。On the other hand, a glass substrate (Corning Company 7
059) and a-film having a film thickness of about 1 μm on a Si wafer.
A Si film was deposited. An Al comb electrode is deposited on the deposited film on the glass substrate, and the characteristic energy (Eu) and the localized level density (DOS) of the exponential function are measured by CPM. The deposited film was measured by FTIR for the hydrogen content and the absorption peak intensity ratio between the Si—H 2 bond and the Si—H bond. Eu, D.E. O. The relationship among S, temperature characteristics, memory, and image deletion is the same as in the first embodiment. For good electrophotographic characteristics, Eu = 50 to 60 meV;
D. O. It was found that it was necessary that S = 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −3 . Further, as shown in FIG.
From the relationship between H 2 / Si—H and roughness, Si—H 2 /
It has been found that Si-H needs to be in the range of 0.2 to 0.5.
【0253】この感光体の内、Eu、D.O.Sおよび
Si−H2 /Si−Hが、各々54meV、8×1014
cm-3、0.29の感光体について、帯電部材Iを用い、
実施の形態2と同様の評価を行ったところ、良好な結果
を得た。 〈実施の形態7〉図3に示す画像形成装置用感光体の製
造装置を用い、図20に示す作製条件で画像形成装置用
感光体を作製した。このときの光導電層のEu、D.
O.SおよびSi−H2 /Si−Hは、それぞれ53m
eV、5×1014cm-3、0.29であった。作製した画
像形成装置用感光体を帯電部材Iを用い、実施の形態6
と同様の評価をしたところ実施の形態6と同様に良好な
特性が得られた。 〈実施の形態8〉図3に示す画像形成装置用感光体の製
造装置を用い、図21に示す作製条件で画像形成装置用
感光体を作製した。このときの光導電層のEu、D.
O.SおよびSi−H2 /Si−Hは、それぞれ56m
eV、1.3×1015cm-3、0.38であった。作製し
た画像形成装置用感光体を帯電部材Iを用い、実施の形
態6と同様の評価をしたところ実施の形態6と同様に良
好電子写真特性が得られた。 〈実施の形態9〉図3に示す画像形成装置用感光体の製
造装置を用い、図22に示す作製条件で画像形成装置用
感光体を作製した。このときの光導電層のEu、D.
O.SおよびSi−H2 /Si−Hは、それぞれ59m
eV、3×1015cm-3、0.45であった。作製した画
像形成装置用感光体を帯電部材Iを用い、実施の形態4
と同様の評価をしたところ実施の形態4と同様に良好な
特性が得られた。Among the photoreceptors, Eu, D.E. O. S and Si—H 2 / Si—H are each 54 meV, 8 × 10 14
For the photoreceptor of cm -3 and 0.29, using the charging member I,
When the same evaluation as in the second embodiment was performed, good results were obtained. <Embodiment 7> A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured under the manufacturing conditions shown in FIG. 20 using the apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus shown in FIG. At this time, Eu, D.E.
O. S and Si-H 2 / Si-H, respectively 53m
eV, 5 × 10 14 cm −3 , 0.29. Embodiment 6 A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured using a charging member I, and a sixth embodiment was used.
When the same evaluation was made, good characteristics were obtained as in the sixth embodiment. <Embodiment 8> A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured under the manufacturing conditions shown in FIG. 21 by using the apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus shown in FIG. At this time, Eu, D.E.
O. S and Si-H 2 / Si-H, respectively 56m
eV, 1.3 × 10 15 cm −3 , 0.38. The produced photoreceptor for an image forming apparatus was evaluated using the charging member I in the same manner as in the sixth embodiment. As a result, good electrophotographic characteristics were obtained as in the sixth embodiment. <Embodiment 9> A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured under the manufacturing conditions shown in FIG. 22 using the apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus shown in FIG. At this time, Eu, D.E.
O. S and Si-H 2 / Si-H, respectively 59m
eV, 3 × 10 15 cm −3 , 0.45. Embodiment 4 A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured using a charging member I, and a fourth embodiment was used.
When the same evaluation was made, good characteristics were obtained as in the fourth embodiment.
【0254】[0254]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は磁性粉体
(磁気ブラシ)を用いた接触帯電部材の多極磁性体の極
性を被帯電体の被帯電面(感光体表面)に最も接近させ
て使用することを主軸に、前述のごとき特定の構成とし
たことにより、極めて好適な画像安定化が達成された。As described above, according to the present invention, the polarity of the multipolar magnetic body of the contact charging member using the magnetic powder (magnetic brush) is closest to the charged surface (photosensitive surface) of the charged body. By adopting the specific configuration as described above with the main axis being used as a main component, extremely suitable image stabilization has been achieved.
【0255】具体的には、第1に、帯電部材の多極磁性
体の磁極方向が感光体表面に最も接近する構成にした。
また磁極がニップ内に1個以上存在する構成にしたこ
と、また帯電部材を紙間においては回転させ、またその
間の電圧印加を止めることで、アナログ複写機のブラン
ク露光に相当した効果を出すとともに、母線方向での磁
性粉体(帯電キャリヤ)を均す結果を出す。電圧印加を
止めているので、帯電キャリヤの損失を抑えることがで
き、飛躍的に耐久性が向上した。また、同時に、アナロ
グ複写機で問題となるブランク露光メモリも当然解消さ
れる。よって、ブランク露光光源を複写機本体からなく
すことができる。また、これにより帯電キャリヤが現像
されてしまうこと、現像機中に混入し正規のトナー現像
が妨げられる等による画質の低下が防止され、メンテナ
ンスフリー化がさらに進んだ。Specifically, first, the configuration is such that the magnetic pole direction of the multipolar magnetic body of the charging member is closest to the photosensitive member surface.
In addition, by providing at least one magnetic pole in the nip, rotating the charging member between the papers, and stopping the application of voltage therebetween, an effect equivalent to blank exposure of an analog copying machine can be obtained. The result is that the magnetic powder (charge carrier) in the generatrix direction is leveled. Since the application of the voltage is stopped, the loss of the charge carrier can be suppressed, and the durability is dramatically improved. At the same time, the blank exposure memory which is a problem in the analog copier is naturally eliminated. Therefore, the blank exposure light source can be eliminated from the copying machine main body. In addition, the deterioration of the image quality due to the development of the charged carrier and the incorporation of the charged carrier into the developing machine to hinder normal toner development are prevented, and the maintenance-free operation is further promoted.
【0256】第2に、より効果的に帯電キャリヤ損失を
抑えるために長軸方向に磁極がある部分に凸を設けた機
構を設けることにより、帯電キャリヤの減少の大きな要
因である帯電部材への帯電キャリヤの移動を減少させ
た。Second, in order to more effectively suppress the charge carrier loss, by providing a mechanism in which the portion where the magnetic pole is located in the major axis direction is provided with a protrusion, the charging member, which is a major factor in the reduction of the charge carrier, is provided. Reduced charge carrier movement.
【0257】第3に、耐久性が向上した保護層に、さら
に温度特性や電気的特性を向上させた新規な被帯電体
(感光体)を組み合わせることにより、夜間通電無し、
省エネルギー、高画質保持のまま、高湿画像流れの除去
が可能となった。Third, by combining a protective layer with improved durability with a new member to be charged (photoreceptor) having further improved temperature characteristics and electrical characteristics, no electricity is supplied at night.
High-humidity image deletion can be removed while saving energy and maintaining high image quality.
【図1】(a)は実施の形態1における帯電部材、感光
ドラムの側面図。(b)は実施の形態1における帯電部
材、感光ドラムの正面図。FIG. 1A is a side view of a charging member and a photosensitive drum according to a first embodiment. 2B is a front view of the charging member and the photosensitive drum according to the first embodiment.
【図2】本発明の画像形成装置用感光体の光受容層を形
成するための装置の一例で、RF帯の高周波を用いたグ
ロー放電法による画像形成装置用感光体の製造装置の模
式的説明図。FIG. 2 is an example of an apparatus for forming a photoreceptive layer of a photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, and is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a photoreceptor for an image forming apparatus by a glow discharge method using a high frequency in an RF band. FIG.
【図3】本発明の画像形成装置用感光体の光受容層を形
成するための装置の一例で、VHF帯の高周波を用いた
グロー放電法による画像形成装置用感光体の製造装置の
模式的説明図。FIG. 3 is an example of an apparatus for forming a photoreceptive layer of a photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, and is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a photoreceptor for an image forming apparatus by a glow discharge method using a VHF band high frequency. FIG.
【図4】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(Eu)と温度特性との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between characteristic energy (Eu) of an Urbach tail of a photoconductive layer in a photoconductor and temperature characteristics.
【図5】感光体における光導電層の局在状態密度(D.
O.S)と光メモリとの関係を示す図。FIG. 5 shows the local density of states of the photoconductive layer in the photoconductor (D.
O. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between S) and an optical memory.
【図6】感光体における光導電層の局在状態密度(D.
O.S)と画像流れとの関係を示す図。FIG. 6 shows the local density of states of the photoconductive layer in the photoconductor (D.
O. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between S) and image flow.
【図7】感光体における光導電層のSi−H2 結合とS
i−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。FIG. 7 shows Si—H 2 bonds and S in the photoconductive layer in the photoconductor.
The figure which shows the relationship between the absorption peak intensity ratio of iH bond, and halftone density unevenness (roughness).
【図8】従来の画像形成装置の要部の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a conventional image forming apparatus.
【図9】従来の他の画像形成装置の要部の構成を示す
図。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a main part of another conventional image forming apparatus.
【図10】実施の形態1の画像形成装置の要部の構成を
示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment;
【図11】(a)〜(e)はそれぞれ感光体の構成を示
す部分断面図。FIGS. 11A to 11E are partial cross-sectional views each showing a configuration of a photoconductor.
【図12】磁気ブラシの抵抗と帯電状態との関係を示す
図。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the resistance of the magnetic brush and the charged state.
【図13】(a)は実施の形態3における帯電部材、感
光ドラムの側面図。(b)は実施の形態3における帯電
部材、感光ドラムの正面図。13A is a side view of a charging member and a photosensitive drum according to Embodiment 3. FIG. (B) is a front view of the charging member and the photosensitive drum in the third embodiment.
【図14】実施の形態1における感光体の作製条件を示
す図。FIG. 14 is a diagram showing conditions for manufacturing the photoconductor in Embodiment 1.
【図15】実施の形態1の帯電部材の耐刷試験前後の画
質を評価した図。FIG. 15 is a view showing an evaluation of the image quality of the charging member according to the first embodiment before and after a printing test.
【図16】実施の形態2における感光体の作製条件を示
す図。FIG. 16 is a diagram showing conditions for manufacturing a photoconductor in Embodiment 2.
【図17】実施の形態4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。FIG. 17 shows a structural formula of a styryl compound included in a charge-transporting layer in Embodiment 4.
【図18】実施の形態4、5の帯電部材の耐刷試験前後
の画質を評価した図。FIG. 18 is a diagram for evaluating the image quality of the charging members according to the fourth and fifth embodiments before and after a printing test.
【図19】実施の形態6における感光体の作製条件を示
す図。FIG. 19 is a diagram showing conditions for manufacturing a photoconductor in Embodiment 6.
【図20】実施の形態7における感光体の作製条件を示
す図。FIG. 20 is a diagram illustrating manufacturing conditions of a photoconductor in Embodiment 7.
【図21】実施の形態8における感光体の作製条件を示
す図。FIGS. 21A and 21B are diagrams illustrating manufacturing conditions of a photoconductor in Embodiment 8. FIGS.
【図22】実施の形態9における感光体の作製条件を示
す図。FIG. 22 is a diagram illustrating manufacturing conditions of a photoconductor in Embodiment 9;
100 接触帯電部材 101 磁性粉体(ブラシ層) 102 多極磁性体(マグネットローラ) 103 スペーサ 104 被帯電体(像担持体、感光体) 1001 被帯電体(像担持体、感光体) 1002 接触帯電部材 1002−1 磁性粉体(ブラシ層) 1002−2 多極磁性体(マグネットローラ) 1003 高圧電源 1100 感光体 1101 支持体 1102 感光層 1103 光導電層 1104 表面層 1105 電荷注入阻止層 1106 電荷発生層 1107 電荷輸送層 REFERENCE SIGNS LIST 100 Contact charging member 101 Magnetic powder (brush layer) 102 Multipolar magnetic body (magnet roller) 103 Spacer 104 Charged body (image carrier, photoconductor) 1001 Charged body (image carrier, photoconductor) 1002 Contact charging Member 1002-1 Magnetic powder (brush layer) 1002-2 Multipolar magnetic body (magnet roller) 1003 High voltage power supply 1100 Photoconductor 1101 Support 1102 Photosensitive layer 1103 Photoconductive layer 1104 Surface layer 1105 Charge injection blocking layer 1106 Charge generation layer 1107 Charge transport layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−133569(JP,A) 特開 平7−234567(JP,A) 特開 平7−244418(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-133569 (JP, A) JP-A-7-234567 (JP, A) JP-A-7-244418 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/02
Claims (6)
に接触させるとともに、前記帯電部材に電圧を印加する
ことで前記被帯電面を帯電させる帯電装置において、 前記帯電部材は、 周方向に複数の磁極を有する円筒状の回転可能な多極磁
性体と、 該多極磁性体表面と前記被帯電面とのギャップを規制す
るスペーサと、 前記多極磁性体表面に担持されるとともに前記被帯電面
に接触して該被帯電面との間に帯状のニップを構成する
磁性粉体と、を有し、 前記多極磁性体の表面における、周方向に隣接する前記
磁極間の距離を、前記ニップの周方向幅よりも小さく設
定し、 前記被帯電面の帯電不要領域が前記ニップを通過すると
きは、前記帯電部材に対する印加電圧を切るとともに、
前記多極磁性体を回転させる、 ことを特徴とする帯電装置。1. A charging device for charging a surface to be charged by bringing a cylindrical charging member into contact with a surface to be charged of a member to be charged and applying a voltage to the charging member. A cylindrical rotatable multi-pole magnetic body having a plurality of magnetic poles in a direction, a spacer for regulating a gap between the surface of the multi-pole magnetic body and the surface to be charged, and supported on the surface of the multi-pole magnetic body And a magnetic powder that is in contact with the surface to be charged and forms a band-shaped nip between the surface and the surface to be charged, and a distance between circumferentially adjacent magnetic poles on the surface of the multipolar magnetic body. Is set smaller than the circumferential width of the nip, and when the non-charging unnecessary area of the charged surface passes through the nip, the voltage applied to the charging member is cut off,
A charging device, comprising: rotating the multipolar magnetic body.
帯電面を帯電するときは、前記多極磁性体を、該多極磁
性体の任意の一つの磁極と前記被帯電面とのギャップが
最小となる位置に停止させる、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。2. When the surface to be charged is charged via the multipolar magnetic body and the magnetic powder, the multipolar magnetic body is connected to any one of the magnetic poles of the multipolar magnetic body and the surface to be charged. The charging device according to claim 1, wherein the charging device is stopped at a position where a gap between the charging device and the device is minimized.
ゲン原子を含有する非単結晶材料を含む光導電層および
電荷を保持する機能を有する表面層を有する光受容層と
を備え、 前記光導電層が10〜30原子%の前記水素原子および
/またはハロゲン原子を含有し、 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
ネルギが50meV以上、60meV以下であり、局在
状態密度が1×1014〜5×1016cm−3であ
り、 前記表面層の電気抵抗値が1×1010〜5×1015
Ω・cmである、 ことを特徴とする請求項1または2記載の帯電装置。3. The surface to be charged includes a conductive support, a photoconductive layer including a non-single-crystal material containing a silicon atom as a base and containing a hydrogen atom and / or a halogen atom, and a surface having a function of retaining charges. A photoreceptive layer having a layer, wherein the photoconductive layer contains 10 to 30 atomic% of the hydrogen atoms and / or halogen atoms, and is obtained from a sub-bandgap light absorption spectrum at least in a light incident portion. The characteristic energy of the exponential function tail is 50 meV or more and 60 meV or less, the localized state density is 1 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −3 , and the electric resistance value of the surface layer is 1 × 10 10 to 5 ×. 10 15
The charging device according to claim 1, wherein the charging device is Ω · cm.
保持粒子を含む表面層と、を備える、 ことを特徴とする請求項1または2記載の帯電装置。4. The charging device according to claim 1, wherein the member to be charged includes an organic photoconductor and a surface layer containing charge retaining particles.
電位の変化が2V/deg以内である、 ことを特徴とする請求項3記載の帯電装置。5. The charging device according to claim 3, wherein a change in charging potential per 1 ° C. of the charged object is within 2 V / deg.
装置と、前記帯電装置によって帯電される被帯電体と、 前記帯電装置によって帯電された前記被帯電体表面を露
光して静電潜像を形成する潜像形成手段と、 前記静電潜像にトナーを付着させて前記被帯電体にトナ
ー画像を形成する現像手段と、 前記トナー画像を転写材に転写する転写手段とを、備え
る、 ことを特徴とする画像形成装置。6.Claim 1Charging according to any one of the above items 5 to 5
Equipment andA member to be charged which is charged by the charging device, The surface of the charged object charged by the charging device is exposed.
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image by illuminating the toner;
A developing unit for forming an image, and a transfer unit for transferring the toner image to a transfer material.
An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27816195A JP3247283B2 (en) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Charging device and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27816195A JP3247283B2 (en) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Charging device and image forming device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120193A JPH09120193A (en) | 1997-05-06 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69941551D1 (en) * | 1998-05-14 | 2009-12-03 | Canon Kk | The image forming apparatus |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP27816195A patent/JP3247283B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09120193A (en) | 1997-05-06 |
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