(57)【要約】【課題】感光体加熱用のヒーターを設けない程度にまで表面の疎水性を高めた高性能な感光体を搭載した画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、導電性基板上に光導電層４と表面保護層５とを有する感光体と、感光体に電荷を付与する帯電手段と、帯電手段により電荷が付与される感光体の帯電領域に対して光を照射する露光手段と、帯電手段および露光手段により感光体に形成される静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を被転写材に転写する転写手段と、感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、感光体に残る残余静電潜像を除去する除電手段と、を備える。感光体における表面保護層５は、アモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンにフッ素を１２〜３５原子％含有してなるフッ素化アモルファス層６ｅのみを複数積層形成してなり、且つ、その動的押し込み硬さが９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２である。トナーは研磨性粒子を含んでいる。【選択図】図３
2008033377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板上に光導電層と表面保護層とを有する感光体と、前記感光体に電荷を付与する帯電手段と、前記帯電手段により電荷が付与される前記感光体の帯電領域に対して光を照射する露光手段と、前記帯電手段および前記露光手段により前記感光体に形成される静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記感光体に残る残余静電潜像を除去する除電手段と、を備え、
前記感光体における前記表面保護層は、アモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンにフッ素を１２〜３５原子％含有してなるフッ素化アモルファス層のみを複数積層形成してなり、且つ、その動的押し込み硬さが９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、
前記トナーは研磨性粒子を含むことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記表面保護層における前記フッ素化アモルファス層の積層数は２層〜１５層である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーにおける前記研磨性粒子はセラミック粒子である、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記セラミック粒子は酸化チタンを含んでなる、請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンからなるフッ素含有の表面保護層を備えた感光体を搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスシリコン（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）を光導電層とした感光体が、すでに製品化されているが、このａ−Ｓｉ感光体は導電性基板上にグロー放電分解法により水素化アモルファスシリコン（以下、水素化アモルファスシリコンをａ−Ｓｉ：Ｈと略記する）からなる電荷注入阻止層と、ａ−Ｓｉ：Ｈからなる光導電層と、水素化アモルファスシリコンカーバイド（以下、水素化アモルファスシリコンカーバイドをａ−ＳｉＣ：Ｈと略記する）からなる表面保護層とを順次積層した層構成である。
【０００３】
しかしながら、このような層構成の感光体においては、とくに高湿環境下で耐刷をおこなうと、画像流れと呼ばれる画像不良が発生していた。
【０００４】
この画像流れの発生を防止するために、ヒーターを用いて感光体を加熱して、その原因となる水分を飛散させる技術が提示されているが、これによって画像流れが改善されたが、その反面、感光体の帯電能が低下したり、感光体表面にトナーが固着したり、画像形成装置の消費電力が増大していた。
【０００５】
かかる課題を解消するために、ａ−ＳｉＣ：Ｈ表面保護層の元素比率と自由表面の動的押し込み硬さとを規定することで、ヒーターを用いないでもクリーニング手段などにより表面を適度に研磨して、表面層に吸着した放電生成物などを除去し、これによって画像流れを解消する技術が提示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、ａ−Ｓｉを主成分とする感光体層の上に水素化アモルファスカーボン（以下、水素化アモルファスカーボンをａ−Ｃ：Ｈと略記する）からなる表面保護層を積層し、ついでフッ素を含むガスでプラズマ放電処理をおこない、表面近傍中にＣＦ、ＣＦ２等の官能基を形成し、これによって疎水性を高め、オゾンの照射による疎水性の劣化を抑制して耐環境性が高める技術が提示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
上記のようなプラズマ放電処理をおこなうと、膜の表面がエッチングされるが、加えて成膜とエッチングを交互に複数回繰り返すことで表面保護層を形成する技術も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−２０４０５６号公報
【特許文献２】特公平７−３５９７号公報
【特許文献３】特開平１０−１７７２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、独鈷文献１によれば、ヒーターを用いた加熱をおこなわないにしても、この感光体を搭載した画像形成装置に、弾性ローラ（摺擦ローラ）などの研磨手段を設けなければならず、設計上および構成上煩雑になり、製造歩留りを低下させたり、耐久性および信頼性が劣ったりする原因になっていた。
【０００９】
他方、特許文献２においては、ａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層を設けて、フッ素を含むガスでプラズマ放電処理し、疎水性を高めることができるが、画像形成装置に感光体用ヒーターを設けないでもよい程度の高い疎水性能は達成されていない。
【００１０】
また、特許文献３においては、表面保護層をＢＮ膜で形成し、１回のエッチングによってエッチングされる膜厚を２０Å以上にすることが記載されるが、このような方法にてＢＮ膜を形成すると成膜速度が低くなり、製造コストが高くなる。ちなみに、エッチングレートについては、一切記載されていない。
【００１１】
さらに表面保護層をＢＮ膜で形成しても、硬度が低く、耐久性に劣ったり、原子レベルにおける結合状態が不安定であるために、電位特性にバラツキが生じるという問題点もある。
【００１２】
本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めた結果、グロー放電法によりシリコンカーバイドもしくはカーボンからなるアモルファス層を成膜形成し、ついでこのアモルファス層に対しフッ素を含むガスによりエッチング処理するフッ素化工程を経て、フッ素を１２〜３５％含有し、動的押し込み硬さが９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２以上の表面保護層を形成することで、疎水性が著しく高くなり、これによって画像形成装置に感光体用のヒーターを設けなくてもよくなることが見出した。しかも、表面保護層の動的押し込み硬さを５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以下にすることで、トナーに研磨性粒子を含有させて表面保護層を適度に研磨させながら良好な画質が得られることも見出した。
【００１３】
したがって本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的は感光体加熱用のヒーターを設けない程度にまで表面の疎水性を高めた高性能な感光体を搭載した画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は感光体における表面保護層の硬度を規定することで、優れた耐久性と良好な画質を達成するとともに、電位特性のバラツキをなくした高信頼性かつ低コストの感光体を搭載した画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は感光体用のヒーターを設けないことで、しかも、弾性ローラ（摺擦ローラ）などの研磨手段を設けないことで、構造上簡単となり、製造歩留りが向上し、さらに部品点数が少なくなることで優れた耐久性が得られ、その結果、低コストかつ高信頼性の画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、導電性基板上に光導電層と表面保護層とを有する感光体と、前記感光体に電荷を付与する帯電手段と、前記帯電手段により電荷が付与される前記感光体の帯電領域に対して光を照射する露光手段と、前記帯電手段および前記露光手段により前記感光体に形成される静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記感光体に残る残余静電潜像を除去する除電手段と、を備え、前記感光体における前記表面保護層は、アモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンにフッ素を１２〜３５原子％含有してなるフッ素化アモルファス層のみを複数積層形成してなり、且つ、その動的押し込み硬さが９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、前記トナーは研磨性粒子を含むことを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置において、前記表面保護層における前記フッ素化アモルファス層の積層数は２層〜１５層であるのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置において、前記トナーにおける前記研磨性粒子はセラミック粒子であるのが好ましい。本構成の画像形成装置において、前記セラミック粒子は酸化チタンを含んでなるのがより好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、感光体において、フッ素含有のアモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）もしくはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）からなる表面保護層に対し、動的押し込み硬さを９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２に、かつフッ素含有量を１２〜３５原子％に規定したことで、トナーに研磨性粒子を含有させて表面保護層を適度に研磨させながら良好な画質が得られるとともに、優れた耐刷性が得られ、紙などでもって擦れる度合いが著しく低減し、しかも、感光体加熱用のヒーターを設けない程度にまで表面の疎水性を高めて、画像流れが発生しなくなり、さらに電位特性のバラツキがなくなり、その結果、高耐久性、高性能、高信頼性、かつ低コストの画像形成装置が提供できた。
【００２０】
また、本発明においては、感光体用のヒーターを、さらには弾性ローラ（摺擦ローラ）などの研磨手段を設けなくてもよく、これにより、構造上簡単となり、製造歩留りが向上し、さらに部品点数が少なくなることで優れた耐久性が得られ、その結果、低コストかつ高信頼性の画像形成装置が提供できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
感光体の構成
本発明に係る感光体は導電性基板の上に少なくとも光導電層と表面保護層との積層構造を基本とするものであって、さらに性能を上げるために、たとえば図１に示すような積層構造にする。
【００２２】
同図は本発明の実施形態に係る感光体１の層構成であり、グロー放電分解法などによりａ−Ｓｉ：Ｈなどからなる電荷注入阻止層３とａ−Ｓｉ：Ｈなどからなる光導電層４とを順次積層し、この光導電層４上に表面保護層５を積層する。
【００２３】
導電性基板２は銅、黄銅、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属導電体、あるいはガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に導電性薄膜を被覆したものなどがある。この導電性基板２はシート状、ベルト状もしくはウェブ状可とう性導電シートでもよく、このようなシートにはＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属シート、あるいはポリエステル、ナイロン、ポリイミドなどの高分子樹脂フィルムの上にＡｌ、Ｎｉなどの金属もしくは酸化スズ、インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）などの透明導電性材料や有機導電性材料を蒸着などにより被覆して導電処理したものを用いる。
【００２４】
また、電荷注入阻止層３をａ−Ｓｉ：Ｈなどで構成した場合には、酸素や窒素を含有させて、禁制帯幅を大きくし、これによって電荷注入阻止という機能上、障壁を高くしてもよい。しかも、酸素を含有させることで基板との密着性が高められる。ただし、酸素のみではシランガスと反応して爆発を引き起こし易いので不活性な窒素も併存させるとよく、実際には一酸化窒素（ＮＯ）ガスなどを使用する。
【００２５】
光導電層４はａ−Ｓｉ以外に、Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ａｓ２Ｓｅ３などのＳｅ合金、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどのII−VI族化合物の粒子を樹脂に分散したもの、ポリビニルカルバゾール等の有機半導体材料などがあり、これでもって単層型とする。あるいは光導電層４を電荷発生層と電荷輸送層に分けた機能分離型にしてもよい。
【００２６】
そして、上記表面保護層５については、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）もしくはカーボン（Ｃ）からなるフッ素含有のアモルファス層により構成して、動的押し込み硬さを９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２、好適には１５０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２にして、さらにフッ素含有量を１２〜３５原子％に規定したことを特徴である。
【００２７】
すなわち、フッ素含有量は表面保護層５を構成する各種原子の全量に対し１２〜３５原子％、好適には１８〜２６原子％にするとよく、１２原子％未満の場合には画像流れが発生し、３５原子％を超えると結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なくなり、Ｃ−Ｃ、Ｓｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃというような原子間結合が減少し、これによって膜強度が弱くなり、その結果、膜削れおよびキズが発生する。
【００２８】
しかも、本発明においては、フッ素含有量を規定するとともに、硬度を高めることが重要である。すなわち、上述のようにフッ素を１２〜３５原子％にまで多く含有させる処理（フッ素を含むガスのプラズマ化）をおこなって、表面をエッチングすると、その表面の硬度にバラツキが生じやすくなり、低い硬度になる場合もあり、そこで、原料ガスを希釈ガスでもって希釈させたり、高周波電力を高くしたり、というような製造条件でもって動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ２以上にまで高めている。ただし、５００ｋｇｆ／ｍｍ２以下にすることで、高い画質が達成される。
【００２９】
さらに一回のエッチング量を少なくすることで、膜強度のバラツキを小さくするとともに、硬度を高めている。
【００３０】
本発明にて規定する動的押し込み硬さは島津製作所製の超微小硬度計DYNAMICULTRA MICRO HARDNESS TESTER （ＤＵＨ−２０１・２０２）を使用してダイナミック硬さでもって表す。この測定方法によれば、電磁石により圧子（三角すい圧子）を試料に押しつけ、この押圧力を０．１ｇの荷重まで一定の割合で増加させ、圧子が試料に侵入していく過程で、圧子の試料への侵入深さを自動計測するものであって、その際に生じるくぼみの大きさを顕微鏡にて測定し、塑性変形分から硬さの値を得る。
【００３１】
かくして上記構成のように表面保護層５の動的押し込み硬さを９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、フッ素含有量を１２〜３５原子％にしたことで、優れた耐刷性が得られ、研磨性の粒子を含むトナーなどでもって適度に研磨され、これによって優れた耐久性が得られ、画像流れが発生しない高画質が得られる感光体となった。
【００３２】
表面保護層５の形成方法
つぎに上記構成の表面保護層５の形成方法を図３および図４により述べる。図３（イ）〜（ニ）は表面保護層５の形成方法Ａを示す各工程図であって、図４（イ）〜（ホ）は表面保護層５の他の形成方法Ｂを示す各工程図である。
【００３３】
〔表面保護層５の形成方法Ａについて〕以下、図３の各工程（イ）〜（ニ）を述べる。
【００３４】
（イ）工程：光導電層４の上にグロー放電法によりシリコンカーバイド（ＳｉＣ）もしくはカーボン（Ｃ）からなるアモルファス層６ａを成膜形成する。
【００３５】
（ロ）工程：フッ素を含むガスによりエッチング処理する。このエッチング処理はＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、ＳＦ６ガス、Ｃ２Ｆ６ガス、Ｆ２ガス、ＣｌＦ３ガス、ＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨ３Ｆガスなどのガスを用いて、たとえばＣＦ４ガスを使用した場合であれば、真空度０．３５torr、基板温度２７０℃、高周波電力２００Ｗという条件でもってプラズマ化し、これによってアモルファス層６ａの表面から内部に漸次フッ素を侵入させると同時に、表面がエッチングされる。６ｂはアモルファス層６ａのうちフッ素が侵入していない領域（フッ素未侵入領域）、６ｃはフッ素化領域、６ｄはアモルファス層６ａのうち上層領域のエッチング処理された領域（エッチング領域）である。また、エッチングレートが膜質に影響することもわかり、エッチングレートを５０〜５００Å／分、好適には１００〜２５０Å／分に規定することで、膜表面に対するダメージが小さくなり、膜剥がれや画像欠陥等が発生しなくなるとともに、十分にフッ素化処理される。フッ素化領域６ｃにおいては、エッチング処理されたことで、水素原子がフッ素原子に置換されたり、終端部にフッ素原子が結合し、Ｃ−Ｆ、Ｃ−Ｆ２、Ｃ−Ｆ３などの官能基が生成され、とくにＣ−Ｆ２が多く生成される。そして、これらの生成物は疎水性を高めるのに顕著な効果がある。これら各官能基の量はフーリエ変換赤外分光光度計により測定する。
【００３６】
（ハ）工程：（ロ）工程のエッチング処理によりフッ素化領域６ｃが形成されるが、そのエッチング処理をさらに進行させると同時にエッチング領域６ｄもさらに大きくすることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進める。これによってアモルファス層６ａの全体がフッ素化されるまでエッチング処理してフッ素化アモルファス層６ｅとなす。
【００３７】
（ニ）工程：（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを繰り返すことで複数のフッ素化アモルファス層６ｅを積層する。たとえば、（イ）工程にてアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成し、（ロ）工程および（ハ）工程によって１０００〜１５００Åにする。そして、このようなサイクルを５回繰り返すことで、すなわちフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層することで、表面保護層５を形成する。
【００３８】
かくして表面保護層５の形成方法Ａによれば、結合エネルギの大きなＣ−Ｆ系の官能基が形成されることで、表面自由エネルギが大幅に小さくなり、耐酸化性に優れ、これにより、放電生成物が付着されにくくなり、現像剤に働く力がほとんど静電引力となって転写性が改善され、その結果、画像流れが発生しなくなった。そして、放電生成物がわずかに付着されても、表面硬度が高くなったことで、研磨性粒子を含むトナーを使用して適度に表面が研磨され、表面層に吸着した放電生成物などを除去できる。さらにクリーニング手段や紙などでもって容易にクリーニングができ、トナーの付着を抑制あるいは防止できる。
【００３９】
（イ）工程〜（ハ）工程により単層のフッ素化アモルファス層６ｅでもって表面保護層５とすると（ロ）工程のエッチング処理が長くなり、フッ素化領域６ｃの表面が荒れ、これによって膜の密着性が劣ったり、電子写真特性が低下する傾向にあることから、本願発明では、アモルファス層６ａの膜厚を小さくし、さらにエッチング処理時間を短くすることで、膜厚の小さいフッ素化アモルファス層６ｅを成膜形成し、このようなフッ素化アモルファス層６ｅを積層することで、個々のフッ素化アモルファス層６ｅの表面粗さを小さくして、膜の密着性が高めたり、電子写真特性を向上させたりしている。なお、望ましくは２層〜１５層〔（ニ）工程におけるサイクル数：２〜１５〕、最適には３層〜１０層〔（ニ）工程におけるサイクル数：３〜１０〕のフッ素化アモルファス層６ｅを積層することで表面保護層５を構成する。
【００４０】
〔表面保護層５の形成方法Ｂについて〕つぎに図４に示すような表面保護層５の他の形成方法Ｂを述べる。この形成方法Ｂにおいては、上述した形成方法Ａに比べて（ハ）工程を除いている。すなわち、（ロ）工程のエッチング処理によりフッ素化領域６ｃが形成されるが、フッ素未侵入領域６ｂが残存する程度にエッチング処理を進める。そして、つぎの（ホ）工程にて、（イ）工程および（ロ）工程を一サイクルとして、このサイクルを繰り返すことでフッ素化領域６ｃとフッ素未侵入領域６ｂとを交互に積層させ、表面保護層５をなす。
【００４１】
このようにフッ素未侵入領域６ｂが表面保護層５内に存在してもよいが、前述の形成方法Ａのようにフッ素未侵入領域６ｂが存在しない方が成膜の信頼性が向上し、安定した電子写真特性が得られ、さらに生産歩留りも高められる。
【００４２】
表面保護層５の形成方法Ａおよび形成方法Ｂのいずれにおいても、アモルファス層６ａの膜厚を０．０１〜１μｍ、好適には０．０５〜０．５μｍにするとよく、この範囲内であれば、適度な量でもってエッチングされ、膜全体に対しフッ素化が容易になるという点でよい。
【００４３】
フッ素化領域６ｃについても、膜厚を０．００５〜０．５μｍ、好適には０．０３〜０．３μｍにするとよく、この範囲内であれば、耐久性および電位特性の双方を高めるという点でよい。
【００４４】
そして、このように成膜した表面保護層５の膜厚を０．１〜１．５μｍ、好適には０．２〜１．０μｍにするとよく、この範囲内であれば、耐久性および電位特性の双方を高めるという点でよい。
【００４５】
さらに形成方法Ｂについては、フッ素未侵入領域６ｂの膜厚を０．００１〜０．０５μｍ、好適には０．００１〜０．０１μｍにするとよく、この範囲内であれば、適度な量でもってエッチングされて均等な膜厚が得られ、安定した膜厚となり、しかも、画像流れが発生しなくなるという点でよい。
【００４６】
この形成方法Ｂにおいても、フッ素化領域６ｃの表面の荒れを防ぐために、望ましくは２積層〜１５積層〔（ホ）工程におけるサイクル数：２〜１５〕、最適には３積層〜１０積層〔（ホ）工程におけるサイクル数：３〜１０〕の範囲にて表面保護層５を構成する。
【００４７】
〔アモルファス層６ａの材質について〕（イ）工程にて成膜形成するアモルファス層６ａはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはカーボン（Ｃ）からなるが、ａ−Ｃ膜はａ−ＳｉＣ膜に比べて硬度が小さいことから、ａ−ＳｉＣ膜にて形成するのがよい。そのために原子組成比率ＳｉＸＣ１−ＸのＸ値を０．５以下、好適には０．３以下、最適には０．１以下にするとよい。そして、このようにＳｉを減少させたままで含有させることで耐コロナ性が向上する。ただし、ａ−Ｃ膜については、ガス希釈することで硬度を大きくすることができるが、ａ−ＳｉＣ膜にて得られる程度の硬度が得られない。
【００４８】
画像形成装置の構成
図２は本発明に係る感光体を搭載したプリンター構成の画像形成装置７であり、８は感光体であり、この感光体８の周面にコロナ帯電器９と、その帯電後に光照射する露光器１０（ＬＥＤヘッド）と、トナー像を感光体８の表面に形成するためのトナー１１を備えた現像機１２と、そのトナー像を被転写材１３に転写する転写器１４と、その転写後に感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段１５と、その転写後に残余静電潜像を除去する除電手段１６とを配設した構成である。また、１７は被転写材１３に転写されたトナー像を熱もしくは圧力により固着するための定着器である。トナー１１にはアルミナ、酸化チタン、シリカなどのセラミック粒子などの研磨性粒子を含む。
【００４９】
このカールソン法は次の（１）〜（６）の各プロセスを繰り返し経る。
【００５０】
（１）感光体８の周面をコロナ帯電器９により帯電する。
【００５１】
（２）露光器１０により画像を露光することにより、感光体８の表面上に電位コントラストとしての静電潜像を形成する。
【００５２】
（３）この静電潜像を現像機１２により現像する。この現像により黒色のトナーが静電潜像との静電引力により感光体表面に付着し、可視化する。
【００５３】
（４）感光体表面のトナー像を紙などの被転写材１３の裏面よりトナーと逆極性の電界を加えて、静電転写し、これにより、画像を被転写材１３の上に得る。
【００５４】
（５）感光体表面の残留トナーをクリーニング手段１５により機械的に除去する。
【００５５】
（６）感光体表面を強い光で全面露光し除電手段１６により残余の静電潜像を除去する。
【００５６】
なお、画像形成装置７はプリンターの構成であるが、露光器１０に代えて原稿からの反射光を通すレンズやミラーなどの光学系を用いれば、複写機の構成の画像形成装置となる。また、この画像形成装置７には通常の乾式現像を用いているが、その他、湿式現像に使用される液体現像剤にも適用される。
【００５７】
本発明においては、このようにトナー１１に研磨性粒子を含むことで、感光体８の表面がクリーニングされ、その他のクリーニング方法に比べて、安定した画質が得られるという効果がある。すなわち、本発明以外のクリーニング方法として、ブレードを用いてクリーニングする技術があるが、その場合、そのブレード圧を強くさせねばならず、また、２成分磁気ブラシ等を使用するにしても、それでもって制約を受けることになり、そのために安定した画質が得られず、画質の低下が引き起こされる。
【００５８】
感光体の表面保護層５に対する研磨レート
本発明の画像形成装置７を使用するに当たって、トナーによる表面保護層５の研磨レートをＡ４サイズのペーパーを印字することで（５％印字）、すなわちＡ４サイズのペーパー全体のうち５％の面積比率でもって黒く印字し、この印字に伴って研磨があることで、その印字枚数でもって研磨レートを表した。
【００５９】
本発明によれば、１Å／１万枚以上、好適には３〜１８０Å／１万枚、最適には４〜１６０Å／１万枚の研磨レートにすることで、画像流れが発生しなくなり、良好な評価が得られた。そして、このように研磨レートを設定することで、表面自由エネルギが小さくなり、５０ｍＮ／ｍ以下、好適には４５ｍＮ／ｍ以下にまで下げることができた。
【００６０】
［実施例］（例１）純度９９．９％のＡｌからなる円筒状の基板の上に表１に示すような成膜条件（この条件は一チェンバ内での値である）でもってグロー放電分解法により電荷注入阻止層３および光導電層４を積層した。
【表１】
2008033377.tif 000003
【００６１】
ついで表面保護層５を形成方法Ａにより設ける。
【００６２】
まず、表２に示す（イ）工程の成膜条件によりカーボン（Ｃ）からなるアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成する。
【表２】
2008033377.tif 000004
【００６３】
つぎに表３に示す（ロ）工程の条件によりエッチング処理する。
【表３】
2008033377.tif 000005
【００６４】
表３のエッチング処理を続けることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進め、これによって膜厚１０００Åのフッ素化アモルファス層６ｅとなす（（ハ工程））。
【００６５】
しかる後に（ニ）工程、すなわち（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを５回繰り返すことでフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層し、動的押し込み硬さが２５０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、フッ素含有量が２４原子％の表面保護層５を形成した。
【００６６】
かくして得られた感光体を前記画像形成装置７（京セラ株式会社製エコシスＬＳ−３５５０、乾式現像：トナー平均粒径８μｍ）に搭載する。トナーには研磨性粒子として酸化チタン（ＴｉＯ２）を含む。この装置７に設けられた感光体加熱用ヒーターのスイッチングを常時ＯＦＦにして、感光体加熱をおこなわなかった。そして、カールソン法で画像形成して、３０万枚のランニングテストをおこない（Ａ４サイズの用紙を使用して、５％印字をおこなった。以下、すべて同じ印字条件である）、画像流れと画質を測定したところ、表４に示すような結果（ａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）が得られた。
【表４】
2008033377.tif 000006
【００６７】
画像流れは３３℃、８５％湿度の環境下で８時間放置し、その画質を３段階にて評価し、○印は画像変化がまったくない場合であり、△印は一部画像が流れた場合であり、×印は全面にわたって画像が流れた場合である。
【００６８】
画質は３段階にて評価し、黒ベタ、白ベタおよびハーフトーン画像にて評価し、○印は黒ベタ濃度・白ベタにおいてかぶりにまったく問題なく、また、ハーフトーン画像にスジがまったく発生していない場合であり、△印はハーフトーン画像の一部にスジが発生している場合であり、×印はハーフトーン画像の全面にわたってスジが発生している場合である。
【００６９】
比較例として、ａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層やａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層を表５および表６に示すような成膜条件にて形成し、その他の層構成を表１の通りにして、それぞれの感光体を作製し、同様に評価したところ、表４に示すような結果が得られた。なお、表６に示すＳｉＨ４ガス量は８．３ＳＣＣＭから２．５ＳＣＣＭに漸次減少させている。
【００７０】
このようなａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層の動的押し込み硬さは３５０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、ａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層の動的押し込み硬さは２００ｋｇｆ／ｍｍ２であった。
【表５】
2008033377.tif 000007
【００７１】
【表６】
2008033377.tif 000008
【００７２】
表４に示す結果から明らかなとおり、本発明のようなａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成したことで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００７３】
なお、本例において、さらに発泡ウレタン製ローラを感光体の表面に当接させても同じ結果が得られた。
【００７４】
（例２）（例１）にて得られた感光体に対し、水素ガスの導入量を変えることで、表面保護層５の動的押し込み硬さ６４ｋｇｆ／ｍｍ２、９８ｋｇｆ／ｍｍ２、２９０ｋｇｆ／ｍｍ２、４９０ｋｇｆ／ｍｍ２、５２０ｋｇｆ／ｍｍ２、７２０ｋｇｆ／ｍｍ２に設定し、それぞれの感光体について（例１）と同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表７に示すような結果が得られた。ただし、いずれの感光体もフッ素含有量が１２〜３５原子％の範囲内にある。
【表７】
2008033377.tif 000009
【００７５】
この表から明らかなとおり、表面保護層の動的押し込み硬さを９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２にすることで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００７６】
（例３）（例１）にて得られた感光体に対し、表８に示すようにＲＦ電力を変えることで、表面保護層５のフッ素量を規定した各種感光体Ａ〜Ｇを作製した。
【表８】
2008033377.tif 000010
【００７７】
これらの感光体を画像形成装置７に搭載し、画像流れと画質を評価測定したところ、表９と表１０に示すような結果が得られた。
【表９】
2008033377.tif 000011
【００７８】
【表１０】
2008033377.tif 000012
【００７９】
これらの表から明らかなとおり、本発明の試料である感光体Ｃ〜Ｆは画像流れと画質の双方とも優れている。しかし、感光体Ｇはフッ素含有量が多くなることで結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なく、膜強度が弱くなったため、膜削れおよびキズが発生した。
【００８０】
（例４）（例１）にて作製した感光体について、ａ−ＳｉＣの表面保護層を表１１に示すようなエッチング条件でもって、表１２に示すようにＣＦ４ガス流量をさまざまに変えることでエッチングも変え、これによって試料ａ〜ｈ（感光体ａ〜ｈ）を作製した。
【表１１】
2008033377.tif 000013
【００８１】
【表１２】
2008033377.tif 000014
【００８２】
そして、各感光体ａ〜ｈに対し同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表１３と表１４に示すような結果が得られた。
【表１３】
2008033377.tif 000015
【００８３】
【表１４】
2008033377.tif 000016
【００８４】
以上のとおり、各試料ｃ〜ｆのようにエッチングレートを５０〜５００Å／分にしたことで、画像変化がまったくなく、さらに黒ベタ濃度・白ベタにおいてかぶりにまったくなくなった。
【００８５】
（例５）（例１）〜（例４）はａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成した場合であるが、以下、これに代えてａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成した場合を説明する。
【００８６】
表１に示すような成膜条件でもって電荷注入阻止層３および光導電層４を積層し、その上にａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層５を形成方法Ａにより設ける。その場合、表１５に示す（イ）工程の成膜条件によりａ−ＳｉＣ：Ｈからなるアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成する。
【表１５】
2008033377.tif 000017
【００８７】
つぎに表１６に示す（ロ）工程の条件によりエッチング処理する。
【表１６】
2008033377.tif 000018
【００８８】
表１６のエッチング処理を続けることで、（ハ）工程を経ることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進め、これによって膜厚１０００Åのフッ素化アモルファス層６ｅとなす。
【００８９】
しかる後に（ニ）工程、すなわち（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを５回繰り返すことでフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層し、動的押し込み硬さが３００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、フッ素含有量が２１原子％の表面保護層５を形成した。
【００９０】
かくして得られた感光体を前記画像形成装置７（京セラ株式会社製エコシスＬＳ−３５５０、乾式現像：トナー平均粒径８μｍ、トナーに研磨性粒子としてＴｉＯ２を含む）に搭載し、この装置７に設けられた感光体加熱用ヒーターのスイッチングを常時ＯＦＦにして、感光体加熱をおこなわなかった。そして、カールソン法で画像形成して、３０万枚のランニングテストをおこない、画像流れと画質を測定したところ、表１７に示すような結果（ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）が得られた。
【表１７】
2008033377.tif 000019
【００９１】
比較例として、（例１）に示すａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層やａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層を記す。
【００９２】
表１７に示す結果から明らかなとおり、本発明のようなａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成したことで、画像流れおよび画質の双方の点が著しく向上していることがわかる。
【００９３】
（例６）（例５）にて得られた感光体に対し、水素ガスの導入量を変えることで、表面保護層５の動的押し込み硬さ７５ｋｇｆ／ｍｍ２、９４ｋｇｆ／ｍｍ２、３１０ｋｇｆ／ｍｍ２、５２０ｋｇｆ／ｍｍ２、７２０ｋｇｆ／ｍｍ２に設定し、それぞれの感光体について画像流れと画質を評価測定したところ、表１８に示すような結果が得られた。ただし、いずれの感光体もフッ素含有量が１２〜３５原子％の範囲内にある。
【表１８】
2008033377.tif 000020
【００９４】
この表から明らかなとおり、表面保護層の動的押し込み硬さを９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２にすることで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００９５】
（例７）（例５）にて得られた感光体に対し、表１９に示すようにＲＦ電力を変えることで、表面保護層５のフッ素量を規定した各種感光体Ａ〜Ｇを作製した。
【表１９】
2008033377.tif 000021
【００９６】
これらの感光体を画像形成装置７に搭載し、画像流れと画質を評価測定したところ、表２０と表２１に示すような結果が得られた。
【表２０】
2008033377.tif 000022
【００９７】
【表２１】
2008033377.tif 000023
【００９８】
これらの表から明らかなとおり、本発明の試料である感光体Ｃ〜Ｆは画像流れと画質の双方とも優れている。しかし、感光体Ｇはフッ素含有量が多くなることで結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なく、膜強度が弱くなったため、膜削れおよびキズが発生した。
【００９９】
（例８）（例５）にて作製した感光体について、表２２に示すようなエッチング条件でもって、表２３に示すようにＣＦ４ガス流量をさまざまに変えることでエッチングも変え、これによって試料ａ〜ｈ（感光体ａ〜ｈ）を作製した。
【表２２】
2008033377.tif 000024
【０１００】
【表２３】
2008033377.tif 000025
【０１０１】
そして、各感光体ａ〜ｈに対し同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表２４と表２５に示すような結果が得られた。
【表２４】
2008033377.tif 000026
【０１０２】
【表２５】
2008033377.tif 000027
【０１０３】
以上のとおり、各試料ｃ〜ｆのようにエッチングレートを５０〜５００Å／分にしたことで、画像流れと画質の双方とも優れている。
【０１０４】
（例９）つぎに（例１）にて得られた感光体（ａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）と、（例５）にて得られた感光体（ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）について、研磨レートを表２６に示すように０．８Å／１万枚、１Å／１万枚、４Å／１万枚、８０Å／１万枚、１６０Å／１万枚、３２０Å／１万枚というように幾とおりにも変えて、それぞれ印字枚数が３０万枚になるまで印字し、画像流れと表面自由エネルギを測定したところ、同表に示すような結果が得られた。なお、いずれの感光体も表２６に示すような同じ結果が得られた。
【０１０５】
表面自由エネルギは分散力成分、極性力成分、水素結合力成分でもって、それぞれの表面自由エネルギが数値化できるものであって、これらの各数値の合計値によって求めた。測定は拡張Ｆｏｗｋｅｓの理論を適用して解析するが、具体的には３種類の液体（分散力成分と双極子成分と水素結合力成分の各表面自由エネルギの値がすでにわかっている、α−ブロムナフタリン、水、ヨウ化メチレン）を用いて、液滴法にて接触角を測定し、そのデータをもとにして拡張Ｆｏｗｋｅｓの理論に基づいて算出した。
【表２６】
2008033377.tif 000028
【０１０６】
この表から明らかなとおり、１Å／１万枚以上、好適には３〜１８０Å／１万枚の研磨レートにすることで、画像流れにおいて良好な評価が得られている。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施形態に係る感光体の層構成を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の概略図である。
【図３】（イ）、（ロ）、（ハ）および（ニ）は本発明に係る表面保護層の形成方法を示す工程図である。
【図４】（イ）、（ロ）および（ホ）は参考例としての表面保護層の形成方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１、８    感光体
２        導電性基板
３        電荷注入阻止層
４        光導電層
５        表面保護層
６ａ      アモルファス層
６ｂ      フッ素未侵入領域
６ｃ      フッ素化領域
６ｄ      エッチング領域
６ｅ      フッ素化アモルファス層
７        画像形成装置
９        コロナ帯電器（帯電手段）
１０      露光器（露光手段）
１２      現像機（現像手段）
１４      転写器（転写手段）
１５      クリーニング手段
１６      除電手段
１７      定着器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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