(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の導電性基体上に、少なくとも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と、少なくとも炭化水素系のガスを分解しプラズマを用いて作成された非単結晶炭素で構成される表面層を具備する電子写真感光体を用い、該感光体を、感光体表面の移動速度(以後、プロセススピードと称する)が、200ないし600ｍｍ/secの範囲で回転させ、帯電・露光・平均粒径が、５ないし８μｍである現像剤による現像・転写・クリーニングを繰り返す電子写真装置であって、転写工程後に前記感光体の表面に残留する現像剤をクリーニングブレードによってクリーニングする構成を有し、且つ該クリーニング工程において、クリーニングした際に生じる動摩擦力(単位:gf)の時間的推移における標準偏差が、該クリーニングブレードの線圧１gf/cｍ当たり２gf以下であることを特徴とする、電子写真装置。
【請求項２】
前記クリーニングブレードの材質が、ウレタンゴムからなることを特徴とする、請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記クリーニングブレードのＪＩＳ(Ａ)硬度が、60ないし80度の範囲であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記感光体が、グロー放電を用いプラズマプロセスによって作成されてなることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記プラズマプロセスが、１〜450ＭＨzの範囲の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法であることを特徴とする、請求項４に記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記高周波が、50〜450ＭＨzの範囲であることを特徴とする、請求項５に記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記感光体において、基体と光導電層との間に電荷注入阻止層を設けてなることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項８】
前記感光体において、光導電層と表面層との間にバッファ層を設けてなることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真プロセスにおいて、如何なる環境下においてもトナー融着による画像欠陥が生じず、高品質な画像が得られる電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体に用いる素子部材の技術としては、セレン、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、フタロシアニン、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）等、各種の材料が提案されている。
中でもａ−Ｓｉに代表される珪素原子を主成分として含む非単結晶質堆積膜、例えば、水素および／またはハロゲン（例えばフッ素、塩素等）で補償されたａ−Ｓｉ等のアモルファス堆積膜は高性能、高耐久、無公害な感光体として提案され、その幾つかは実用化されている。
特開昭５４−８６３４１号公報には、光導電層を主としてａ−Ｓｉで形成した電子写真感光体の技術が開示されている。
【０００３】
電子写真用アモルファスシリコン堆積膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法、すなわち直流または高周波（ＲＦ，ＶＨＦ）またはマイクロ波を用い、原料ガスをグロー放電等によって分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム、ステンレス、アルミニュウム等の基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、実用化が非常に進んでおり、そのための装置も各種提案されている。
さらに、近年では膜質および処埋能力の向上に対する要望が強くなっており、様々な工夫も検討されている。
【０００４】
近年、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用い、５０ＭＨｚ以上の高周波電源を用いたプラズマＣＶＤ法の報告（Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏ１．７，Ｎｏ３（１９８７）ｐ２６７−２７３）があり、放電周波数を従来の１３．５６ＭＨｚより高くすることにより堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上させることができる可能性が示されており、注目されている。
また、この放電周波数を高くする報告はスパッタリング等でもなされ、近年広くその検討がなされている。
【０００５】
このような感光体を用いた電子写真プロセスにおいては、感光体表面に形成したトナー像を、紙等の記録媒体に転写させる工程を繰り返し画像形成を行うが、転写の都度、感光体表面に残留する残留トナーを十分に除去する必要がある。このためのクリーニング装置として、ウレタンゴム等の弾性材料からなるゴムブレードを感光体表面に圧接して残留トナーを除去するように構成したものがある。このクリーニング装置は構成が簡単で、小型低コストであり、トナー除去機能も優れているために、低速機から高速機まで広く実用化されている。
【０００６】
ブレードと感光体との摩擦低減の技術に関しては、様々な検討がなされており例えば、特開平８−１２３２７９号公報には、摩擦力を低減させるためのクリーニング装置に関する開示がなされている。
また、特開平５−８８５９７号公報には、片当たりやクリーニング不良を防止できるクリーニング装置についての開示がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、複写画像に対する要求の高まりから、さらに高画質を安定して供給する技術が切望されている。複写機に対してさらに高精細化、高速化、ディジタル化、小型化、低コスト化など、様々な要求が高まる中で、高精細化に関してはトナーの小粒径化が進められ、コールターカウンター等による重量平均粒径が０．００５〜０．００８ｍｍであるものが多く使われるようになってきた。
【０００８】
高速化に当たって、これらの小粒径トナーの定着性を向上させる必要があるが、相反する性質である感光体ヘの融着（トナーの成分が感光体表面に固着して画像欠陥を引き起こす現象）が発生する可能性が出てくる。また粒径が小さいと言うこと自体も、融着に対しては不利な方向に向かう。
すなわち、粒径の小さいトナーをグリーニングする際には、トナーのすり抜けを防止するためにブレードの押圧を変える等の必要があるが、高速プロセスとあいまって摩擦力が大きく増大するため、融着の発生しやすい状況になっているということができる。
【０００９】
トナーがドラム表面に融着すると、融着部分では像露光が透過しないために潜像が形成されず、画像上に微小な黒点となって現れる。また、一旦融着が発生すると初期には複写画像に現れなくても、複写操作を重ねるうちに回転方向に融着が成長し、線状の画像欠陥が生じてくる。有機感光体のように数万枚で交換する感光体と違い、ａ−Ｓｉ感光体は耐久枚数が大きく、融着による画像欠陥は無視できない問題である。
成長した融着を除去するためにはアルミナ粉等で研磨するしかないが、事実上交換することになりランニングコストを大きく引き上げる結果となる。このため、トナー融着の発生、成長を防止することが低ランニングコストを進める上での必須条件となる。
【００１０】
この感光体表面ヘのトナーの融着の現象に関しては、ブレードと感光体との間の摩擦が原因として考えられているものの、詳しいメカニズムは見出されていないのが現状である。
【００１１】
トナー融着を発生させないためには、付着してしてしまったトナーを削りとる能力を高めるためにブレードの硬度を上げたり、感光体にトナーを付着させにくくするために感光体表面を改質する等の対策が考えられる。しかしながら、ブレードの高硬度化を進める場合、ブレード材料の特性としてはゴム的状態からガラス的状態に近づくため、削り取る能力は向上するものの脆くなってしまい、ブレードの欠け等が生じてクリーニング不良を起こす可能性が出てきた。
また、感光体表面を改質する場合、プロセススピードが上昇するにつれて摩擦力が増大し研磨力が高まるため、材料を慎重に選ばない限り、感光体表面を改質して効果を高めても削れてしまう可能性が生じてきた。
【００１２】
そこで小粒径トナーを用いた高速プロセスのように、ドラム表面に過酷な条件においても高硬度で削れず、且つトナーの融着を引き起こさず、さらにはその機能が長期間、大量枚数の複写操作によっても劣化しない複写プロセスが望まれてきた。
【００１３】
また、高品位画像が長期間にわたって得られ、クリーニング不良を起こさず、ブレードの高寿命化や、感光体の長寿命化によるメンテナンスコストの低減が図れる複写プロセスが求められてきた。
【００１４】
本発明の目的は、如何なる環境下においても高精細で高品質な画像が得られ、ドラム表面ヘのトナーの融着を引き起こすことなく、且つその特性を維持するに足る高耐久性を有する電子写真装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、クリーニング不良やムラ削れを起こさず、高品位な画像が経時的に変化することなく安定的に得られる電子写真装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の諸間題を解決するため、本発明は以下のような特徴を持つ電子写真装置による複写プロセスを提供する。すなわち、本発明の電子写真装置は、円筒形の導電性基体上に、少なくとも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と、少なくとも炭化水素系のガスを分解しプラズマを用いて作成された非単結晶炭素で構成される表面層を具備する電子写真感光体を用い、該感光体を、感光体表面の移動速度(以後、プロセススピードと称する)が、200ないし600ｍｍ/secの範囲で回転させ、帯電・露光・平均粒径が、５ないし８μｍである現像剤による現像・転写・クリーニングを繰り返す電子写真装置であって、転写工程後に前記感光体の表面に残留する現像剤をクリーニングブレードによってクリーニングする構成を有し、且つ該クリーニング工程において、クリーニングした際に生じる動摩擦力(単位:gf)の時間的推移における標準偏差が、該クリーニングブレードの線圧１gf/cｍ当たり２gf以下であることを特徴とする。
【００１６】
以下に上記の諸問題を解決するに至った経緯を説明する。
本発明者らは、融着を起こさず、且つクリーニング不良を起こさないクリーニング方法について、様々な角度から検討を行った。
【００１７】
検討の１つとして、感光体とクリーニングブレードとの間の、トナーを介した摺動による摩擦力について、クリーニングブレードにセンサーを取り付けて詳しく測定したところ、摩擦力には顕著な差は現れなかったが、摩擦力の測定で得られたデータの時間的ばらつき(標準偏差)に材料間差が見られることが偶然見出された。今回の試験ではデータの取得を2.5ｍsec刻みで比較的細かく測定したため、このような微小な振動を発見することができたものと考えられる。
【００１８】
図１に上記の評価システムの概念図を示す。図中101は感光体表面、102はクリーニングブレードを示し、103はクリーニング中のトナーの様子を示している。クリーニングブレード102にはセンサー104が接続され、微小時間における摩擦力を検出している。
本発明者らは図１に示すような評価システムを用いて様々な試験条件で標準偏差を調べ、融着特性と明確な関連があることを突き止めた。しかし標準偏差は、複写プロセスによって変化するブレードの線圧に依存してしまうため、より厳密には線圧と標準偏差の比例関係の傾き、すなわち、ブレードにかける線圧１gf/cｍ当たりの標準偏差の量が重要であることがわかった。
【００１９】
図２は前記評価システムによって得られた摩擦力の時間的推移を示すグラフの一例である。この試験では、ウレタンブレードを用い、ブレードにかける線圧を複写機内で通常用いられる値（１４ｇｆ／ｃｍ）に設定した。本図では０．６〜０．７秒後に、静止していた感光体ドラムが回転を始めたことを示している。大きくピークになっている部分はトナーを介した状態での感光体ドラムとブレードとの最大静止摩擦力を示している。
その後、ブレードは振動を起こしながら定常状態に入る。定常状態は、図中の約１秒後以降が相当する。このとき図２（ａ），（ｂ）では、定常状態の平均値、すなわち動摩擦力はほぼ同じであるが、標準偏差の値が大きく異なっている。ここで標準偏差は、次の式（Ｉ）で表される量である。
【００２０】
標準偏差＝ＳＱＲ（（Σ（Ｘｎ−Ｘｉ）＾２）／ｎ）      （Ｉ）
図２（ａ）ではクリーニング不良が起きていないものの、標準偏差が３０ｇｆ程度と大きく、線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりに換算すると２．１５ｇｆ程度となる。
同様の感光体ドラムと同材質のブレードを用い、同等のレイアウトをもった複写機で耐久試験を行ったところ、特定の環境下においては融着が発生しやすくなることがわかった。
【００２１】
一方、図２（ｂ）では、標準偏差が４ｇｆと非常に小さく、線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりに換算すると０．２９ｇｆ程度となる。
同様の組み合わせを用い同等のレイアウトを持った複写機での耐久試験では、如何なる環境下でも融着もクリーニング不良も発生しなかった。
【００２２】
図２の結果および耐久試験の結果から、融着の発生要因として、定常状態における動摩擦力にはあまり敏感ではなく、むしろ動摩擦力の標準偏差、すなわち細かい振動によるところが大きいことが確かめられた。
すなわちブレードにかかる単位線圧当たりの摩擦力の標準偏差が、特定の値以下に収まるように最適化を行ったとき、如何なる環境においても融着を防止することが可能となった。
【００２３】
本発明の範囲内にブレードにかかる摩擦力の標準偏差を抑えるような複写プロセスの最適化を行った場合、融着を防止できることについて、原因は全て明らかになったわけではないが、おおよそ次のように考察される。
【００２４】
摩擦力の標準偏差は、摩擦によって生じた微小な振動の振幅を表している。
この振動によってブレードのエッジが微小量だけたわむ。そのたわみが復元する際、ブレードエッジ付近に存在するトナーには瞬間的に強い圧縮力が働いてしまう。通常、この圧縮力によって一旦トナーが付着しても再びブレードによって削ぎ取られるが、例えば感光体表面の突起の陰、微小な凹部や凸部の陰、ダングリングボンドヘの化学的吸着等によって削ぎ取られない部分が存在する。
その部分は、微小な凸部を形成するため、局所的な微小振動をさらに誘発する。すると、ブレードエッジ付近のトナーにかかる圧縮力が局所的にさらに大きくなる。このような悪循環を繰り返すことにより、トナーが感光体表面に強固に固着してしまうと考えられる。
【００２５】
一方、微小振動の振幅がある程度以上小さい場合、ブレードのたわみ量が小さいということであるから、たわみとその復元が起こった際に、ブレードエッジ付近のトナーにかかる圧縮力も小さいと考えられる。
すなわち、ブレードにかかる線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりの摩擦力の標準偏差が２ｇｆ以下である場合、ブレードのたわみ量が極めて小さく、トナーにかかる圧縮力が小さく、トナーを固着させるには十分な力でないと思われる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して電子写真装置の詳細、画像形成プロセスを説明する。
図５は、電子写真装置の画像形成プロセスの一例を示す概略図であって、感光体５０１は失印Ｘ方向に回転する。感光体５０１の周辺には、主帯電器５０２、静電潜像形成部位５０３、現像器５０４、転写紙供給系５０５、転写帯電器５０６（ａ）、分離帯電器５０６（ｂ）、クリーナー５０７、搬送系５０８、除電光源５０９等が配設されている。
【００２７】
上記の画像形成プロセスにおいて、プロセススピードに関しては、基本的には如何なる範囲でも本発明の効果が得られるが、プロセススピードが２００ｍｍ／ｓｅｃ以上の範囲において本発明の効果が最適に得られる。２００ｍｍ／ｓｅｃよりもプロセススピードが低下すると、弾性反発によって変形が戻る際、蓄積した弾性エネルギーが一遍に開放されず、段階的に徐々に吐き出されるため、見かけ上標準偏差が小さくなってしまう場合がある。
実際に図１の評価システムによる測定からプロセススピードが２００ｍｍ／ｓｅｃより小さい場合、弾性変形の戻りが段階的に起こっていると考えられる様子が得られた。
【００２８】
このことから、プロセススピードがある程度以下である場合、本発明を適用できない場合がある。一方、上限に関しては本発明の効果を最大限に得るためにはプロセススピードが６００ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲が望ましい。プロセススピードが６００ｍｍ／ｓｅｃを超える場合、クリーニングブレードに対するトナーの運動エネルギーが比較的大きく、摩擦による微視的な発熱の寄与が大きくなる場合があり、トナーが融けやすくなることがある。この摩擦熱の寄与は、本発明で用いているメカニズムでは説明できない別の要因であるため、本発明を適用できない場合が生じる。
【００２９】
また、クリーニングブレードの硬度に関しても同様に考えると、基本的には如何なる範囲でも本発明の効果が得られるが、硬度がある一定の範囲内である方が本発明の効果が最適に得られると考えられる。
柔らかすぎる場合には線圧を極端に大きくしない限りクリーニング不良が防げず、線圧が大きいために振動の振幅も大きくなりやすく、あまり現実的ではない。逆に硬すぎる場合には弾性変形が小さいので、長期の使用によってブレードの欠け、感光体のムラ削れが生じやすく、現実的でない。
このことから、ブレードの硬度に関しても、現実的な範囲、すなわちＪＩＳ硬度が６０〜８０度の間において、本発明の効果が最適に得られると考えられる。
【００３０】
トナーの平均粒径については、如何なる範囲でも本発明の効果が得られるが、平均粒径が一定の範囲よりも小さい場合の方がより好ましいことがわかった。
本発明が好適に適用できる範囲としては、平均粒径が８μｍ以下の範囲であることがわかった。
【００３１】
また、本発明の電子写真装置にて用いている感光体は、少なくともシリコン原子を母体とする非単結晶材料から構成されていれば如何なるものでもよいが、表面層を形成した感光体がより好ましい。
この表面層は、グロー放電を用いたプラズマプロセスによって作成された無機系の物質を用いたものが好適に使用できる。
【００３２】
無機系の表面層は、有機系の感光体に比ベ表面の硬度が高く、ムラ削れしにくく、且つ表面の摩擦係数が低いため、感光体とクリーニング機構のトータルでみた設計の自由度を大きくすることができる。
例えば、少なくともシリコン原子と炭素原子を含む非単結晶炭化珪素では、硬度が高く、透明度も高く、表面の平坦性も良好で好適に使用できる。
また特に、炭化水素系のガスを用いた非単結晶炭素膜を表面層として用いた場合には、さらに高硬度で削れに強く、摩擦係数が低く、表面の平坦性がより良好になるため、最適である。
【００３３】
次に、本発明の電子写真装置で用いる感光体について、図面を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明による電子写真感光体を示す模式説明図である。
図３（ａ）に光導電層を機能分離していない単層型と呼んでいる感光体を示すが、基体３０１の上に電荷注入阻止層３０２、少なくとも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３０３が積層されており、必要に応じて非単結晶材料からなる表面層３０４を積層してもよい。
【００３４】
図３（ｂ）には、光導電層を電荷発生層と電荷輸送層の２つに機能分離しているため、機能分離型と呼んでいる感光体を示している。基体３０１の上に必要に応じて電荷注入阻止層３０２を設け、その上に電荷輸送層３０５、電荷発生層３０６の機能分離された、少なくとも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３０３が堆積されている。その上に必要に応じて非単結晶材料からなる表面層３０４を積層させてもよい。
ここで電荷輸送層３０５と電荷発生層３０６の位置関係はいかなるものでも使用できる。また、機能分離を組成変化で行う場合に、その組成変化を連続的に行ってもよい。
【００３５】
図３（ａ），（ｂ）に挙げた感光体において、それぞれの層は連続的な組成変化を伴ってもよく、明確な界面を持たなくてもよい。また、電荷注入阻止層３０２、表面層３０４は必要に応じて省略してもよい。また、光導電層３０３と非単結晶材料からなる表面層３０４との間には、密着性向上等の目的で必要に応じて中間層を設けてもよい。中間層の材料としては光導電層３０３と表面層３０４との中間の組成を持った層が挙げられるが、或いはＳｉＣ，ＳｉＯ，ＳｉＮなどを用いてもよい。また中間層は組成を連続的に変化させてもよい。
【００３６】
非単結晶材料からなる表面層３０４は、ａ−ＳｉｘＣ１−ｘ：Ｈで表される非単結晶水素化炭化珪素が好適に使用できる。ｘの値を適当に選ぶことにより、膜の硬度、透明度、表面の平坦性などを最適化することが可能である。
また、表面層３０４に非単結晶炭素を用いると、硬度、耐久性、低摩擦性、平坦性の点でさらに好ましい。ここで言う非単結晶炭素とは、黒鉛（グラファイト）とダイヤモンドとの中間的な性質を持つアモルファス状の炭素を主に表しているが、微結晶や多結晶を部分的に含んでいてもよい。
また、膜中に適度に水素原子を含むことで、膜の密着性、透明度、平坦性等を制御することが可能である。
【００３７】
これらはスパッタリング法、イオンプレーティング法等によっても作成可能であるが、プラズマＣＶＤ法を用いて作成した膜が透明度、硬度共に高く、電子写真感光体の表面層として用いるには最も好ましい。
【００３８】
非単結晶水素化炭化珪素、或いは非単結晶炭素膜を作成する際のプラズマＣＶＤ法に用いる放電周波数としては如何なる周波数も用いることができる。工業的にはＲＦ、ＶＨＦ周波数帯と呼ばれる１〜４５０ＭＨｚ、特に１３．５６ＭＨｚの高周波を好適に用いることができる。また、特に５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦと呼ばれる周波数帯の高周波を用いた場合には、透明度、硬度共にさらに高くできるので、表面層としての使用に際してはより好ましい。
【００３９】
図４は、本発明の高周波電源を用いたプラズマＣＶＤ法による感光体の堆積装置の一例を示す模式図である。
この装置は大別すると、堆積装置４００、原料ガスの供給装置４０１、反応容器４０２内を減圧するための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積装置４００中の反応容器４０２内にはアースに接続された円筒状被成膜基体４０３、円筒状被成膜基体の加熱用ヒーター４０４、原料ガス導入管４０５が設置され、さらに高周波マッチングボックス４０６を介して高周波電源４０７が接続されている。
【００４０】
原料ガス供給装置４０１は、ＳｉＨ４，Ｈ２，ＣＨ４，ＮＯ，Ｂ２Ｈ６等の原料ガスボンベおよびエッチングガスボンベとバルブ、およびマスフローコントローラーから構成され、各構成ガスのボンベはバルブ４０８を介して反応容器４０２内のガス導入管４０５に接続されている。
【００４１】
本発明で使用される高周波電源の出力は１０〜５０００Ｗ以上の範囲で使用する装置に適した電力を発生することができれば、如何なる出力のものであっても使用できる。さらに、高周波電源の出力変動率は、如何なる値であっても本発明の効果を得ることができる。
【００４２】
使用されるマッチングボックス４０６は高周波電源４０７と負荷の整合を取ることができるものであれば如何なる構成のものでも好適に使用できる。また、整合を取る方法としては、自動的に調整されるものが好適であるが手動で調整されるものであっても本発明の効果には全く影響はない。
【００４３】
高周波電力が印加されるカソード電極４０９の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスおよび、これらの材料の２種類以上の複合材料等が使用できる。また、形状は円筒形状が好ましいが必要に応じて楕円形状、多角形状を用いてもよい。
カソード電極４０９は必要に応じて冷却手段を設けてもよい。
具体的な冷却手段としては水、空気、液体窒素、ペルチェ素子等による冷却が必要に応じて用いられる。
【００４４】
本発明に用いる円筒状被成膜基体４０３は、使用目的に応じた材質や形状を有するものであればよい。
例えば、形状に関しては、電子写真用感光体を製造する場合には、円筒状が望ましいが、必要に応じて平板状や、その他の形状であってもよい。
また、材質においては、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスおよび、これらの材料の２種類以上の複合材料、さらにはポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ガラス、石英、セラミックス、紙などの絶緑材料に導電性材料を被覆したものなどが使用できる。
表面形状としてはバイト切削、ディンプル加工等を干渉防止等の目的で併用することが可能である。
【００４５】
以下、図４に示す装置を用いた、感光体の形成方法の手順の一例について説明する。
反応容器402内に円筒状被成膜基体403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402内を排気する。続いて、円筒状被成膜基体加熱用ヒーター404により円筒状被成膜基体403の温度を20〜500℃の所定の温度に制御する。
【００４６】
感光体形成用の原料ガスを反応容器４０２内に流入させるにはガスボンベのバルブ、反応容器のリークバルブ４１０が閉じられていることを確認し、またボンベ以外のガス供給系４０１内のバルブが開かれていることを確認し、メインバルブ４１１を開いて反応容器４０２およびガス供給配管４１２を排気する。
【００４７】
次に真空計413の読みが５×10-4Ｐaになった時点で補助バルブ408を閉じる。その後ガスボンベより各ガスをバルブを開いて導入し圧力調整器により各ガス圧を２kg/cｍ2に調整する。次に流入バルブを徐々に開けて各ガスをマスフローコントローラー内に導入する。
以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状被成膜基体403上に光導電層の形成を行う。
【００４８】
円筒状被成膜基体403が所定の温度になったところで、各バルブのうちの必要なものを徐々に開き、各ガスボンベから所定の原料ガスをガス導入管405を介して反応容器402内に導入する。次に、各マスフローコントローラーによって、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402内が133Ｐa以下の所定の圧力になるように、真空計413を見ながらメインバルブ411の開口を調整する。
【００４９】
内圧が安定したところで、高周波電源４０７を所望の電力に設定して高周波マッチングボックス４０６を通じてカソード電極４０９に供給し高周波グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器４０２内に導入させた各原料ガスが分解され、円筒状被成膜基体４０３上に所定のシリコン原子を主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、各流出バルブを閉じて反応容器４０２ヘの各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
膜形成を行っている間は円筒状被成膜基体４０３を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させてもよい。
【００５０】
図５は、複写機の構成を示す模式図である。以下、図面を参照して具体的に画像形成プロセスを説明する。
感光体５０１は高電圧を印加した主帯電器５０２により一様に帯電され、これに静電潜像部位、すなわちランプ５１０から発した光が原稿台ガラス５１１上に置かれた原稿５１２に反射し、ミラー５１３，５１４，５１５を経由し、レンズユニット５１７のレンズ５１８によって結像され、ミラー５１６を経由し、導かれ投影された静電潜像が形成される。この潜像に現像器５０４からネガ極性トナーが供給されてトナー像が形成される。
【００５１】
一方、転写紙供給系５０５を通って、レジストローラー５２２によって先端タイミングを調整され、感光体５０１方向に供給される転写材Ｐは高電圧を印加した転写帯電器５０６（ａ）と感光体５０１の間隙において背面から、トナーとは逆極性の正電界を与えられ、これによって感光体表面のネガ極性のトナー像は転写材Ｐに転写される。
【００５２】
次いで、高圧ＡＣ電圧を印加した分離帯電器５０６（ｂ）により、転写材Ｐは転写搬送系５０８を通って定着装置５２４に至り、トナー像が定着されて装置外に搬出される。
感光体５０１上に残留するトナーはクリーニングユニット５０７のマグネットローラー５０７および、クリーニングブレード５２１によって回収され、残留する静電潜像は除電光源５０９によって消去される。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明の詳細を試験例、実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
[実施例１及び参考例１]
(参考例１)図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。このようなドラムを３本作成し、後述する各々の評価でそれぞれ１本ずつ用いた。
(実施例１)同様に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積し、その後、表２に示す条件で非単結晶水素化炭素を5000Å堆積させた。このようなドラムを３本作成し、同様に評価した。
(参考例１)同様に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積し、その後、表３に示す条件で非単結晶水素化炭化珪素を5000Å形成したドラムを３本作成し、同様に評価した。
【００５４】
【表１】
0003571917.tif 000002
【００５５】
【表２】
0003571917.tif 000003
【００５６】
【表３】
0003571917.tif 000004
前記３種類のドラムを用いるプロセスの条件として、ＪＩＳ硬度65度の弾性ゴムブレードを用い、プロセススピードを420ｍｍ/secとし、トナー粒径として6.5μｍのものを用いた。
まず図１に示す評価システムによって摩擦力の時間的推移における標準偏差を求めた。ブレードにかける線圧１gf/cｍ当たりの標準偏差は、非単結晶炭素で1.4gf、非単結晶炭化珪素で1.7gf、表面層なしのドラムで1.9gfであった。
【００５７】
上記の感光体、プロセス条件を用い、以下のような評価試験を行った。
（１）トナー融着の評価試験
作成したドラムを、試験用に改造したキヤノン製複写機ＮＰ６０６０改造機に搭載し、上記のプロセスの条件を用いた。融着に対して厳しい条件（融着の出やすい条件）としてドラムヒーターを用いてドラムを通常よりも高い温度まで加熱した。ドラム表面温度を５０℃とし、１％原稿（Ａ４対角線方向に直線を引いただけの原稿）を用いて耐久試験した。
耐久枚数１０００枚毎にハーフトーン画像をコピーして融着の有無を調ベた。このような耐久試験を最大１０万枚まで行い、大きさ０．３ｍｍ以上の融着が発生した枚数で評価した。
【００５８】
（２）クリーニング性評価試験
前記のＮＰ６０６０改造機を用いて、クリーニング性の評価試験を行った。全面黒（以下ベタ黒と称する）の原稿を用いて１０万枚耐久試験した。耐久試験後、ハーフトーン画像をコピーしてクリーニング不良の有無を調べた。
具体的には、Ａ４のハーフトーン画像において、ドラムの母線方向に平行な領域をとり、クリーニング不良による汚れの面積を５枚のコピーサンプルから見積もった。同様の評価を５回行い、５枚のコピーサンプルでの結果を得た。
【００５９】
（３）ムラ削れ評価試験
前記のＮＰ６０６０改造機を用い、長期使用による削れに対する耐久性を調ベた。ムラ削れの出やすい条件として小粒径のトナーを用い、さらにドラムの周方向に平行となるようなストライプ状の原稿を用いることにより、同じ部分が摺擦力の高い小粒径トナーで常に摺擦されるようにして１０万枚のコピーを行った。続いてゴーストの影響を取り除いた後、ハーフトーン原稿をコピーして、ムラ削れによる濃度ムラが生じているかどうかを調ベた。濃度ムラを確認した後、現像器の位置に電位計を挿入し、ストライプの白と黒に対応する部分の電位を調べて、その差を測定した。
電位差が大きいほど濃度ムラが生じていることを表している。この評価を５枚のハーフトーンコピーサンプル、５回の電位測定から求めた。
【００６０】
これらの評価結果は数値が小さいほど良好であることを表している。比較のため、比較例１の評価結果を５０としたときの相対値として表し、０〜１００までの値に規格化した。以上の結果を比較例１の結果と合わせて表４に示す。
表中の記号は、それぞれ、「◎」は０〜２０のもの（極めて優れた特性）を、「○」は２０〜４０のもの（良好な特性）を、「△」は４０〜６０のもの（比較例１と同等の特性）を、また「×」は６０〜１００のもの（実用上問題がでる可能性がある）を、表す。
【００６１】
【表４】
0003571917.tif 000005
[比較例１]
図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。表面層は作成しなかった。
このようなドラムを３本作成し、上記の各々の試験に１本ずつ用いた。
プロセスの条件としては、ブレードの硬度が60度である他は実施例１と同様のものとした。このとき、図１に示す評価システムによる測定では、ブレードにかける線圧１gf/cｍ当たりの標準偏差は2.2gfであった。
【００６２】
上記の感光体、プロセス条件を用い、実施例１と同様の評価を行った。結果を実施例１の結果と合わせて表４に示す。
実施例１では、融着が出やすい条件に設定してある融着試験においても、最大設定枚数の１０万枚まで耐久試験しても０．３ｍｍを超える融着はほとんど発生しなかった。また、クリーニング不良も発生しなかった。
表面層のないドラムにおいて若干ムラ削れが発生したが、表面層有りのドラムにおいては全く発生しなかった。
【００６３】
それに対し比較例１では、融着試験においては３千枚程度から融着の発生が見られた。また、クリーニング性の試験においても、数万枚の段階で所謂ブレードビビリ(振幅の大きな振動)が生じており、クリーニング不良が生じていた。
また、若干ムラ削れが発生した。
【００６４】
以上の結果から、ブレード線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりの摩擦力の時間的推移における標準偏差が２ｇｆ以下であるように最適化された複写プロセスにおいて、本発明の効果が得られることがわかった。また、適切な表面層を持つ感光体を用いた場合、本発明の効果がより好適に得られることがわかった。
【００６５】
[実施例２及び参考例２]
図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、表５に示す条件で非単結晶炭素を5000Å堆積させた。
前記のドラムを用いるプロセスの条件として、ＪＩＳ硬度78度の弾性ゴムブレードを用い、プロセススピードを、それぞれ120(参考例２)，200，400，600ｍｍ/sec(以上実施例２)とし、トナー粒径として6.5μｍのものを用いた。
【００６６】
【表５】
0003571917.tif 000006
まず図１に示す評価システムによって摩擦力の時間的推移における標準偏差を求めると、ブレードにかける線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりの標準偏差は、プロセススピード１２０ｍｍ／ｓｅｃのもので１．７５ｇｆ、２００ｍｍ／ｓｅｃのもので０．７５ｇｆ、４００ｍｍ／ｓｅｃのもので０．８２ｇｆ、６００ｍｍ／ｓｅｃのもので１．５ｇｆであった。
上記の感光体、プロセス条件を用い、実施例１と同様の評価を行った。  結果を表６に示す。実施例２では、０．３ｍｍを超える融着はほとんど発生せず、クリーニング不良、ムラ削れとも全く発生しなかったが、２００〜６００ｍｍ／ｓｅｃのものがより望ましいことがわかった。
【００６７】
【表６】
0003571917.tif 000007
［実施例３］
図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、表７に示す条件で非単結晶炭素を5000Å堆積させた。
前記のドラムを用いるプロセスの条件として、ＪＩＳ硬度それぞれ58，60，70，80，82度の弾性ゴムブレードを用い、プロセススピードを380ｍｍ/secとし、トナー粒径として6.5μｍのものを用いた。
まず図１に示す評価システムによって摩擦力の時間的推移における標準偏差を求め、その値からプロセス条件が最適化されていることを確かめた。ブレードにかける線圧１gf/cｍ当たりの標準偏差は、ブレードの硬度が58度のもので1.8gf、60度のもので1.7gf、70度のもので1.1gf、80度のもので1.57gf、82度のもので1.8gfであった。
【００６８】
【表７】
0003571917.tif 000008
上記の感光体、プロセス条件を用い、実施例１と同様の評価を行った。
結果を表８に示す。実施例３では、０．３ｍｍを超える融着はほとんど発生せず、クリーニング不良、ムラ削れとも全く発生しなかったが、ブレードの硬度が６０〜８０度のものがより望ましいことがわかった。
【００６９】
【表８】
0003571917.tif 000009
［実施例４、参考例３］
図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、表５に示す条件で非単結晶炭素を5000Å堆積させた。前記のドラムを用いるプロセスの条件として、ＪＩＳ硬度72度の弾性ゴムブレードを用い、プロセススピードを420ｍｍ/secとし、トナー粒径として、それぞれ５,６,７,８,９μｍのものを用いた。
まず図１に示す評価システムによって摩擦力の時間的推移における標準偏差を求め、その値からプロセスが最適化されていることを確かめた。ブレードにかける線圧１gf/cｍ当たりの標準偏差は、トナーの平均粒径が５μｍのもので1.6gf、６μｍのもので1.4gf、７μｍのもので1.0gf、８μｍのもので1.5gf、９μｍのもので1.9gfであった。
【００７０】
上記の感光体、プロセス条件を用い、実施例１と同様の評価を行った。
結果を表９に示す。実施例４では、０．３ｍｍを超える融着はほとんど発生せず、クリーニング不良、ムラ削れとも全く発生しなかったが、８μｍ以下の平均粒径を持つトナーを用いた方がより望ましいことがわかった。
【００７１】
【表９】
0003571917.tif 000010
[実施例５]
図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒形のＡl基体上に、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、プラズマＣＶＤが感光体表面に与える影響を調ベるために、表10に示す条件で高周波電力の周波数を様々に変化させて非単結晶炭素を作成した。
高周波電力の周波数は13.56，50，105，250，450ＭＨzと変化させた。前記のドラムを用いるプロセスの条件として、ＪＩＳ硬度76度の弾性ゴムブレードを用い、プロセススピードを320ｍｍ/secとし、トナー粒径として6.5μｍのものを用いた
【００７２】
【表１０】
0003571917.tif 000011
まず図１に示す評価システムによって摩擦力の時間的推移における標準偏差を求め、その値からプロセスの最適化ができていることを確かめた。ブレードにかける線圧１ｇｆ／ｃｍ当たりの標準偏差は０．７〜１．１ｇｆであった。
上記の感光体、プロセス条件を用い、実施例１と同様の評価を行った。
結果を表１１に示す。この結果から、感光体表面の形成に用いるプラズマプロセスの高周波が、如何なる周波数でも本発明の効果が得られることがわかった。
【００７３】
【表１１】
0003571917.tif 000012
【００７４】
【発明の効果】
本発明によって如何なる環境においても、ドラム表面ヘのトナーの融着を引き起こすことなく、且つその特性を維持するに足り得る耐久性を有するクリーニングシステムを具備する電子写真装置、特にトナー融着による画像欠陥が生じず、高品質な画像が得られる電子写真装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦力の時問的推移の標準偏差を求めるための評価システムの概要を示す模式該略図。
【図２】図１の評価システムにより測定した摩擦力の時間的推移データを示すグラフ。
【図３】本発明において用いられる電子写真感光体を示す模式図。（但し、（ａ）は単層型を、（ｂ）は積層型を表わす。）
【図４】本発明のＰ−ＣＶＤ法により基体上に感光体を形成するための堆積装置の概要を示す模式説明図。
【図５】電子写真装置の概要を示す模式的断面図。
【符号の説明】
１０１    電子写真感光体
１０２，５２１    クリーニングブレード
１０３    トナー
１０４    センサー
３０１    円筒状基体
３０２    電荷注入阻止層（下部阻止層）
３０３    光導電層
３０４    表面層
３０５    電荷輸送層
３０６    電荷発生層
４００    堆積装置
４０１    原料ガス供給装置
４０２    反応容器
４０３    円筒状基体
４０４    加熱用ヒーター
４０５    原料ガス導入管
４０６    高周波マッチングボックス
４０７    高周波電源
４０８    供給バルブ
４０９    カソード電極
４１０    リークバルブ
４１１    メインバルブ
４１２    ガス供給用配管
４１３    真空計
５０１    感光体
５０２    主帯電器
５０３    静電潜像形成部位
５０４    現像器
５０５    転写紙供給系
５０６（ａ）    転写帯電器
５０６（ｂ）    分離帯電器
５０７    クリーニングローラー
５０８    搬送系
５０９    除電光源
５１０    ハロゲンランプ
５１１    原稿台
５１２    原稿
５１３〜５１６    ミラー
５１７    レンズユニット
５１８    レンズ
５１９    給紙ガイド
５２０    ブランク露光ＬＥＤ
５２２    レジストローラー
５２３    ドラムヒーター
５２４    定着器
【図１】
0003571917.tif 000013
【図２】
0003571917.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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