(57)【要約】【目的】アモルファスシリコン系の感光体を備える画像形成部を、複数配設したカラー電子写真装置において、極めて高品質なカラー画像を長期に亘って安定して供給することを目的とする。【構成】少なくとも、導電性基体上に光導電層及び表面層を有する電子写真感光体と、感光体を均一帯電させる帯電手段と、像露光を行うことにより感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、静電潜像を該感光体上で黒色及びカラートナーによって可視化してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段から成る画像形成部を、複数配設した電子写真装置において、感光体の光導電層は何れも少なくともシリコン原子を母体とする非晶質材料で構成され、且つ、感光体表面の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であり、更に、複数の感光体のうち、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きい表面粗さＲａを有する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、導電性基体上に光導電層及び表面層を有する電子写真感光体と、該感光体を均一帯電させる帯電手段と、像露光を行うことにより該感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を該感光体上で黒色及びカラートナーによって可視化してトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成部を複数配設した電子写真装置において、
前記感光体の光導電層は何れも少なくともシリコン原子を母体とする非晶質材料で構成され、且つ、前記感光体の表面は、１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であって、前記複数配設した感光体のうち少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きい表面粗さＲａを有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記感光体は、何れも１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記電子写真装置は、黒色現像用感光体とカラー現像用感光体を有し、該黒色現像用感光体が、該カラー現像用感光体よりも大きい表面粗さＲａを有することを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記黒色現像用感光体が前記カラー現像用感光体よりも１０％以上大きい表面粗さＲａを有することを特徴とする請求項３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、アモルファスシリコン（以後、ａ−Ｓｉと略記する）系の感光体を備える画像形成部を複数配設したカラー電子写真装置において、極めて高品質なカラー画像を長期に亘って安定して供給する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体上でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、そのトナー像を直接転写材上或は中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成する電子写真装置、所謂タンデム方式のカラー電子写真装置が種々提案されている。
【０００３】
このようなカラー電子写真装置のニーズとして、インターネット等の出力の用途も加わり、出力数の増加、地図やデザイン画、写真等の出力があり、その細部に至るまで潰れたり、途切れたりすることがなく、極めて微細且つ忠実に再現することが求められている。又、一方では、メンテナンスフリーといった取扱い性の向上が求められている。これらのニーズに対応する一手法として、耐久性に優れ、高感度、無公害といった利点を有するａ−Ｓｉ系感光体を使用することが好ましい。
【０００４】
ａ−Ｓｉ感光体を使用したカラー電子写真装置の例としては、タンデム型のカラー電子写真装置が各種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
又、１本のみａ−Ｓｉ系感光体を使用し、他はＯＰＣ感光体を使用したタンデム型のカラー電子写真装置が提案されているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３１８５０４号公報（図８）
【特許文献２】
特開２００２−１９６５２１号公報（図２）
【特許文献３】
特開平１０−３３３３９３号公報（図１）
【発明が解決しようとする課題】
上記のような技術の進展により、良好な電子写真装置が実現されてきたが、製品に対する市場の要求レベルは日々高まっており、より高品質な画像を提供可能な電子写真装置が求められている。
【０００７】
特に、近年その普及が目覚ましいカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁に成されるため、従来以上に画像品質の向上が求められるようになっている。
【０００８】
一方、昨今のＯＡ市場においては、情報の多様化・高度化から、オフィスで出力される画像のカラー化が進み、且つ、システムの高速化・安定化が求められることから、超高速のヘビーデューティーマシン用として最も適したａ−Ｓｉ系感光体を搭載した、安定性・耐摩耗性に極めて優れたタンデム方式のカラー電子写真装置が求められている。
【０００９】
しかしながら、こうした超高速カラー電子写真装置において、色再現性や階調再現性といった画像品質を従来以上に向上することは非常に困難な課題となっている。例えば、プロセススピードの高速化に伴い、感光体から転写材への転写工程における機能低下が生じ易く、以下のような理由で画像品質向上の妨げとなる。
【００１０】
感光体上に形成されたトナー像は、転写手段により転写材に転写されるが、全てのトナーが転写される訳ではなく、一部が感光体上に残留する。超高速機においては、転写に寄与する時間を充分に確保することが難しく、転写効率が低下、即ち残留トナーが増える傾向になり易い。
【００１１】
転写効率が低下した状況では、感光体上に均一にトナーが残留する訳ではなく、その結果、転写材の画像は転写不良を生じた、所謂「転写ボソ」の状態となり、画像の均一性を損なってしまう。
【００１２】
特に、タンデム方式のカラー電子写真装置においては、各画像形成部で形成したトナー像を重ね合わせて各種の色再現を行うため、各画像形成部でこのような「転写ボソ」がランダムに発生すると、組み合わせたときに色ムラやにじみ等、画像品質を著しく低下させる原因となる。その結果、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の混色により形成される無彩色（グレー）領域において、特に顕著に画像品質が低下してしまう現象が生じる場合があった。
【００１３】
又同時に、残留したトナーは、感光体へのトナー融着やフィルミングの発生、クリーニング不良という問題を生じ易くする。
【００１４】
これらの課題を解決するため、転写効率を向上する感光体、トナー並びに装置構成が各種提案されているが、前述の通り市場からの画像レベルに対する要求は非常に高く、更なる画像特性の向上が強く望まれている。特に、タンデム方式の超高速カラー電子写真装置において、各画像形成部で装置構成を最適化し、画像品質を向上することが強く望まれている。
【００１５】
そこで、本発明の目的とする処は、各画像形成部において感光体とトナーの組み合わせを最適化し、転写工程における機能低下を解消し、色再現を向上、色ムラやにじみ等を低減した高品質の画像を提供することができる電子写真装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記目的を達成するべく鋭意検討を行った結果、ａ−Ｓｉ系感光体から成る画像形成部を複数配設した電子写真装置において、各画像形成部に備える感光体表面の微細な表面粗さを個別に制御することで、画像特性を大幅に向上できる可能性を見出した。
【００１７】
更に、本発明者等が鋭意検討を行った結果、各画像形成部に備える感光体表面の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲とし、更に、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きいＲａを有するように制御することで、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を達成し、画像特性を大幅に向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
即ち、本発明は、少なくとも、導電性基体上に光導電層及び表面層を有する電子写真感光体と、該感光体を均一帯電させる帯電手段と、像露光を行うことにより該感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を該感光体上で黒色及びカラートナーによって可視化してトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段から成る画像形成部を複数配設した電子写真装置において、該感光体の光導電層は何れも少なくともシリコン原子を母体とする非晶質材料で構成され、且つ、該感光体表面の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であって、複数配設した感光体のうち、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きいＲａを有することを特徴とする。
【００１９】
以下、本発明者等が色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を達成するために行った実験及び得られた知見について詳述する。
【００２０】
本発明者等は、図１に示したタンデム方式のカラー電子写真装置にａ−Ｓｉ系感光体を搭載し、表面粗さと画像品質の相関について鋭意検討を行ってきた。
【００２１】
その結果、各画像形成部に備わる感光体の微細な表面粗さを個別に制御することで、画像品質を大幅に向上できる可能性を見出した。そこで、更に詳細に表面粗さと画像品質の相関について検討した結果、各画像形成部に備える感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲とし、更に、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きい表面粗さＲａを有するように制御することで、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できることを見出した。
【００２２】
ここで、本発明者等は、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成し、画像品質を向上できるメカニズムについて以下のように推察している。
【００２３】
超高速のカラー電子写真装置においては、感光体から転写材への転写効率の低下が生じ易く、各画像形成部での「転写ボソ」の発生が色ムラやにじみ等、画像品質を著しく低下させる原因となる。これに対して、感光体の微細な表面粗さＲａを適度に大きくすることで感光体表面の離型性を高め、転写効率を良好な状態に保ち、色再現を向上し、且つ、色ムラの発生を抑制することができる。
【００２４】
しかしながら、表面粗さＲａを過大とすることは、クリーニング工程において小粒径のトナーが擦り抜け易く、クリーニング不良を生じ易くする。更には転写効率を向上し過ぎると、転写残トナーが極端に減少し、クリーニングブレード等のクリーニング手段と感光体の接触安定性を損ない、クリーニング不良を加速してしまう場合があった。
【００２５】
一方、表面粗さＲａを過小とすることは、感光体表面にトナーの固着が生じ易くなり、トナー融着が発生し易い条件となる。従って、各画像形成部の感光体の表面粗さＲａを適度な範囲に制御することで、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できるものと考えた。
【００２６】
更に、各色トナーは異なる顔料を含有するため、それぞれに抵抗値等の特性が異なる。そのため、各色トナーで帯電量分布が異なり、感光体から転写材へ転写する際の転写効率も異なってくる。その結果、転写効率の劣る画像形成部において、感光体の表面粗さＲａを他の感光体よりも大きくし、転写効率を個別に制御することで各画像形成部における転写効率が揃い、安定して高品質の画像を提供可能なカラー電子写真装置を実現可能にできるものと考えた。
【００２７】
以上の結果、各画像形成部に備える感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲とし、更に、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きい表面粗さＲａを有するように制御し、各色の画像形成部に最適な表面粗さの組み合わせを実現することで、タンデム方式の超高速カラー電子写真装置において、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できるものと考えた。
【００２８】
更に、本発明者等が、表面粗さと画像品質の相関について詳細に検討した結果、各画像形成部に備える感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲とすることが、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成する上で更に有効であることを見出した。
【００２９】
本発明者等は、この理由を感光体の微細な表面粗さＲａを更に適正化することで、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減の両立が容易になるものと考えた。
【００３０】
更に、本発明者等が各色の画像形成部に備える感光体の表面粗さについて詳細に検討した結果、黒色現像用感光体がカラー現像用感光体よりも大きい表面粗さＲａを有するように構成することで、更に顕著に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できることを見出した。
【００３１】
この理由を本発明者等は以下のように推察している。黒色トナーの着色剤に用いられるカーボンブラック等の顔料は一般に抵抗値が小さく、黒色トナーはカラートナーと比較して低い帯電量分布を取ることが多い。一方、カラートナーの着色剤に用いられる各色の着色顔料は概ね近い抵抗値を取り、帯電量分布に黒色トナー程の差を生じない。
【００３２】
その結果、同一の表面粗さＲａを備える感光体を用いた場合、カラートナーと比較して黒色トナーの転写効率が低下し、前述のような「転写ボソ」の発生に伴う色ムラやにじみ等の画像品質の低下が生じ易い。そこで、黒色現像用感光体の表面粗さＲａをカラー現像用感光体よりも大きい値とし、黒画像形成部とカラー画像形成部における転写効率を揃えることで、タンデム方式の超高速カラー電子写真装置において、より効果的に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できるものと考えた。
【００３３】
更に、本発明者等が各色の画像形成部に備える感光体の最適な表面粗さについて詳細に検討した結果、黒色現像用感光体がカラー現像用感光体よりも１０％以上大きい表面粗さＲａを有するように構成することで、更に顕著に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を達成できることを見出した。
【００３４】
この理由を本発明者等は以下のように推察している。
【００３５】
黒色トナーの帯電量分布の平均値は、一般にカラートナーと比較して２０％以上低い値を取り、主にその影響で転写効率が低下する。そこで、本発明者等がこの帯電量分布の差を補うために必要な表面粗さを鋭意検討した結果、黒色現像用感光体の表面粗さＲａを少なくとも１０％以上大きくすることが有効であることを見出した。
【００３６】
そこで、黒色現像用感光体が、カラー現像用感光体よりも１０％以上大きい表面粗さＲａを有するように構成することで、黒画像形成部とカラー画像形成部における転写効率が揃い、タンデム方式の超高速カラー電子写真装置において、より効果的に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成できるものと考えた。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の電子写真装置について詳細に説明する。尚、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
１．電子写真装置
タンデム方式のカラー電子写真装置の一例について図１を参照して簡単に説明する。
【００３９】
このカラー電子写真装置１００は、装置本体内に例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の可視画像（トナー像）を形成することができる第１〜第４の４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直線的に配列された構成を有する。各画像形成部部Ｐａ〜Ｐｄは各々専用の電子写真感光体１０１ａ〜１０１ｄを備え、図示矢印方向に回転駆動される。更に、感光体の周囲には各々画像形成プロセス手段を備え、例えば帯電手段である一次帯電器１０２ａ〜１０２ｄ、潜像形成手段である像露光装置１０３ａ〜１０３ｄ、現像手段である現像器１０４ａ〜１０４ｄ、クリーニング手段であるクリーナー１０５ａ〜１０５ｄ、転写手段である転写帯電器１０６ａ〜１０６ｄ、除電手段である前露光装置１０７ａ〜１０７ｄ等が配設されている。
【００４０】
感光体１０１ａ〜１０１ｄは、一次帯電器１０２ａ〜１０２ｄで一様に帯電された後、像露光装置１０３ａ〜１０３ｄにより潜像が形成され、現像器１０４ａ〜１０４ｄにより潜像に応じた顕像（トナー像）が形成される。
【００４１】
トナー像は、転写帯電器１０６ａ〜１０６ｄによって、別途駆動系により駆動される中間転写材１１１上に順次重ねて転写される。その後、紙等から成る最終転写材Ｐに一括して転写される。中間転写材１１１は、その後、中間転写材クリーナー１１５によってクリーニングされ、次回の転写工程に寄与する。又、転写工程は最終転写材Ｐに直接転写される構成であっても良い。
【００４２】
感光体１０１ａ〜１０１ｄは、トナー像が転写された中間転写材１１１と分離した後、クリーナー１０５ａ〜１０５ｄにより表面をクリーニングされる。その後、感光体表面に残留する静電潜像は、除電手段１０７ａ〜１０７ｄにより除電された後、再度帯電工程へと供される。
【００４３】
一方、紙等から成る転写材Ｐは、レジスタローラ１０８等によりタイミングを制御して供給される。更に、転写・分離帯電器１１６により中間転写材１１１表面の顕像が転写材Ｐに転写された後、転写材Ｐは中間転写材１１１から分離される。転写材Ｐは分離後、搬送系１１０を経由してローラ等から成る定着装置１０９によってトナー像が定着され、装置外に排出される。
【００４４】
像露光装置１０３ａ〜１０３ｄは、原稿に光照射した反射光或は外部のコンピューター等の入力信号から成る画像信号に応じて像露光の照射を行う。
【００４５】
又、感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面電位をモニターするためのモニター用電位計を必要に応じて設置し、帯電手段や潜像形成手段による電位制御へフィードバックを掛ける等、潜像の安定を図っても良い。
【００４６】
こうしたカラー電子写真装置においては、カラー画像原稿を光電変換装置によりレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３色に色分解して読み取り、ＲＧＢ各色の補色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の画像信号を形成するとともに、黒（Ｂｋ）の画像信号を形成し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のカラートナーによって画像形成がなされる。つまり、ブラックを加えることによって、ＹＭＣ３色混色で得る黒色と置換する下色除去が行われている。このようにブラックトナーを加えて、下色除去することにより、一般に、画像高濃度部での濃度再現性の向上、画像無彩色領域での色再現性の安定化、画像のシャープネスの向上、トナー消費量の軽減によるランニングコストの軽減、等の効果が得られることが知られている。
【００４７】
従って、複数の画像形成部を備えるタンデム方式のカラー電子写真装置において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部の組み合わせを最適化し、４色の混色により形成される無彩色（グレー）領域の画像品質を向上することが、極めて高品質なカラー画像を得るために必要不可欠となっている。
【００４８】
２．電子写真感光体
図２は本発明に係る電子写真感光体の層構成例を説明するための模式的構成図である。
【００４９】
図２（ａ）に示す電子写真感光体２００は、電子写真感光体用の導電性基体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。光受容層２０２は、導電性基体２０１側から順に、ａ−Ｓｉ系下部電荷注入阻止層２０５と、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化ａ−Ｓｉ）から成り、光導電性を有する光導電層２０３とａ−ＳｉＣ系表面層２０４とから構成されており、表面層２０４は自由表面２１０を有している。又、光導電層２０３は導電性基体２０１側から順に、第１の層領域２１１と第２の層領域２１２とから成り、機能分離がなされている。又、光導電層２０３と表面層２０４の界面を連続的に変化させて、界面反射を抑制するように界面制御を行うのが好ましい。更に、必要に応じて光導電層２０３にハロゲン原子を添加したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）により形成しても良い。又、表面層２０４は、ａ−ＳｉＮ系、ａ−Ｃ系等、他の材料により形成しても良い。
【００５０】
図２（ｂ）に示す電子写真感光体２００は、（ａ）に加えて光導電層２０３と表面層２０４の間に、ａ−Ｓｉ系上部電荷注入阻止層２０６を構成したものである。ここでも、光導電層２０３と上部電荷注入阻止層２０６と表面層２０４の各々の界面を連続的に変化させて、界面反射を抑制するように界面制御を行うのが好ましい。
【００５１】
尚、これらの各層に含有させる不純物原子を、ｐ型伝導特性を与える周期律表第１３族に属する原子（以後、第１３族原子と略記する）や、ｎ型伝導特性を与える周期律表第１５族に属する原子（以後、第１５族原子と略記する）等のうちから選択することにより、正帯電や負帯電等の帯電極性の制御が可能となる。
【００５２】
本発明に係る電子写真感光体は、堆積層形成後に必要に応じて研磨等の後処理を実施することによって、好適な表面粗さを得ることができる。
【００５３】
例えば、シリカ、酸化クロム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ダイヤモンド、炭化窒素、炭化ケイ素、チッ化ケイ素、酸化セリウム等の微粉末を研磨剤として用い、乾式乃至湿式にて研磨し、所望の表面粗さを得る方法がある。又、バフ研磨、磁気研磨、磁性流体ＦＦＦ、電気泳動利用ＦＦＦ、プラズマ利用ＦＦＦ（ＦＦＦ：Ｆｉｅｌｄ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｆｉｎｅ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）、ＥＥＨ（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｈａｃｈｉｎｇ）及びラッピングフィルムによる研磨で所望の表面粗さを得る方法がある。この方法により表面粗さが所望の値より大きい場合、それを小さくすることができる。
【００５４】
図５は電子写真感光体表面の研磨装置の一例を説明する模式的構成図である。
【００５５】
研磨装置は、研磨面に結晶ＳｉＣがコーティングされた研磨テープ５０２（商品名：ラッピングテープＬＴ−Ｃ２０００、製造元：Ｆｕｊｉ  Ｆｉｌｍ  ）、円筒形導電性基体５０３、受台５０４、おもり５０５、送り出しモーター５０６により構成され、電子写真感光体５０１が回転可能に固定される。
【００５６】
研磨テープとしては、他に研磨面に酸化鉄、アルミナ、ダイヤモンドの粉末等をコーティングしたものを好適なものとして用いることができる。
【００５７】
研磨処理を行う際に、研磨テープ５０２が感光体５０１の表面に一定の押し圧で接触するように、感光体５０１の回転軸方向と平行に配置した受台５０４上に円筒形導電性基体５０３を設け、おもり５０５の荷重により研磨テープ５０２を感光体５０１方向に押し当てる構成となっている。
【００５８】
更に、研磨テープ５０２は、おもり５０７により引っ張られながら、送り出しモーター５０６により一定の速度で送られる。その際、研磨テープは、感光体の回転の順方向に送られるので、研磨テープ５０２と感光体５０１との間隙にＳｉＣの研磨粉や異物が溜ることなく均一に研磨され、感光体表面全面に亘って所望の表面粗さを得ることができる。
【００５９】
この方法により、製造された感光体の表面粗さが所望の値より大きい場合には、研磨テープ、おもり、送り出しモーター設定を適宜選択し、処理時間を制御することで所望の表面粗さを得ることができる。
【００６０】
＜導電性基体＞
本発明において使用される導電性基体の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｃ等の金属及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。
【００６１】
又、基体の材料として、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性材料を用いて基体の少なくとも光受容層を作製する側の表面を導電処理し、導電性基体として用いることができる。
【００６２】
使用される導電性基体の形状は平滑表面或は微小な凹凸表面を有する円筒型又は無端ベルト型であることができ、その厚さは、所望通りの電子写真感光体を形成し得るように適宜決定する。電子写真感光体としての可撓性が要求される場合には、導電性基体としての機能が十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、導電性基体は、製造上及び取り扱い上、機械的強度等の点から、通常１０μｍ以上とされる。
【００６３】
＜光導電層＞
導電性基体上に形成され、光受容層の少なくとも一部を構成する光導電層は、例えば真空堆積層形成方法によって、所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定され、又、使用される原料ガス等が選択されて作製される。具体的には、グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法又はマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、或は直流放電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法等の種々の薄膜堆積法によって作製することができる。
【００６４】
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、作製される電子写真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電子写真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、高周波グロー放電法が好適である。
【００６５】
グロー放電法によって光導電層を形成するには、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供給用の原料ガスと、必要に応じてハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスとを、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、反応容器内にグロー放電を生起させ、予め所定の位置に設置されてある所定の導電性基体上にａ−Ｓｉ：Ｈ又はａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）から成る層を形成すれば良い。
【００６６】
光導電層中の水素原子、更に必要に応じて添加されるハロゲン原子は、層中のシリコン原子の未結合手を補償し、層品質を向上、特に光導電性及び電荷保持特性を向上させる。水素原子の含有量又はハロゲン原子が添加されている場合は、水素原子及びハロゲン原子の含有量の和は、構成原子の総量に対して好ましくは１〜４０原子％とされる。
【００６７】
Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４
、Ｓｉ２  Ｈ６  、Ｓｉ３
Ｈ８  、Ｓｉ４  Ｈ１０等のガス状物質又はガス化し得る水素化ケイ素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作製時の取り扱い易さ、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。
【００６８】
形成される光導電層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図るように、これらのガスに更にＨ２
、Ｈｅ、水素原子を含むケイ素化合物のガス等を所望量混合した雰囲気で層形成する場合もある。又、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。
【００６９】
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物質、又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。又、更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物質、又はガス化し得るハロゲン原子を含む水素化ケイ素化合物も有効なものとして挙げることができる。具体的には、フッ素ガス（Ｆ２
）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３  、ＢｒＦ３  、ＢｒＦ５
、ＩＦ３  、ＩＦ７  等のハロゲン化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含むケイ素化合物、所謂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  等のフッ化ケイ素が好ましいものとして挙げることができる。
【００７０】
更に、本発明においては、光導電層に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、光導電層中に均一に分布した状態で含有させても良く、層厚方向に不均一な分布状態で含有している部分があっても良い。
【００７１】
更に、本発明においては、光導電層の第１、第２の層領域で伝導性を制御する原子の含有量を変化させることにより、機能分離を成すことができる。特に、層厚方向に不均一な分布状態で含有させる場合には、導電性基体側から表面層側に向けて減少した分布状態とすることが好ましく、第１の層領域に比べて第２の層領域の含有量が少なくなるような分布状態で含有させることがより好ましい。又、第２の層領域においてのみ表面側に向けて層厚方向での含有量が少なくなるような分布状態で含有させることも有効である。
【００７２】
伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、所謂不純物原子を挙げることができ、周期律表第１３族原子や第１５族原子を用いることができる。
【００７３】
具体的には、第１３族原子としては、ホウ素（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。又、第１５族原子としては、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。第１３族原子はｐ型伝導特性を付与する場合に、又、第１５族原子はｎ型伝導特性を付与する場合に含有させる。
【００７４】
光導電層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５×１０１４〜５×１０１８原子／ｃｍ３
、より好ましくは１×１０１５〜１×１０１８原子／ｃｍ３  、最適には５×１０１５〜５×１０１７原子／ｃｍ３  とされるのが望ましい。
【００７５】
伝導性を制御する原子を構造的に導入するには、層形成の際に、伝導性を制御する原子供給用ガスの原料物質をガス状態で反応容器中に、光導電層を形成するための他のガスと共に導入すれば良い。伝導性を制御する原子供給用ガスの原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状物質、又は、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。
【００７６】
そのような第１３族原子導入用の原料物質として具体的には、ホウ素原子導入用としては、Ｂ２
Ｈ６  、Ｂ４  Ｈ１０、Ｂ５
Ｈ９  、Ｂ５  Ｈ１１、Ｂ６
Ｈ１０、Ｂ６  Ｈ１２、Ｂ６  Ｈ１４等の水素化ホウ素、ＢＦ３
、ＢＣｌ３  、ＢＢｒ３  等のハロゲン化ホウ素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３
、ＧａＣｌ３  、Ｇａ（ＣＨ３  ）３
、ＩｎＣｌ３  、ＴｌＣｌ３  等も挙げることができる。
【００７７】
又、第１５族原子導入用の原料物質として具体的には、リン原子導入用としては、ＰＨ３
、Ｐ２  Ｈ４  等の水素化リン、ＰＦ３
、ＰＣｌ３  等のハロゲン化リン等が挙げられる。この他、ＡｓＨ３  、ＡｓＦ３、ＡｓＦ５
、ＡｓＣｌ３  、ＳｂＨ３  、ＳｂＦ５
、ＢｉＨ３  等も挙げることができる。
【００７８】
又、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
及び／又はＨｅにより希釈して使用しても良い。
【００７９】
本発明において、光導電層の層厚は所望の電子写真特性が得られること及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。層厚が２０μｍより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となる場合があり、５０μｍより厚くなると、光導電層の作製時間が長くなって製造コストが高くなる場合がある。
【００８０】
又、本発明において、光導電層の第２の層領域の膜厚は、０．５μｍ以上１５μｍ以下とすることが望ましい。
【００８１】
第２の層領域の膜厚が０．５μｍより薄いと、レーザーやＬＥＤの光吸収量が小さくなって、第１の層領域の深い部分まで光が到達し、ゴーストレベルや感度の直線性が低下する場合がある。又、１５μｍより厚くなると、残留電位や暗減衰が大きくなるとともに感度が低下する場合がある。
【００８２】
以上に述べた光導電層を形成するには、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、放電電力ならびに導電性基体温度を適宜設定することが必要である。
【００８３】
希釈ガスとして使用するＨ２  及び／又は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
及び／又はＨｅを、通常の場合０．５〜２０容量倍、好ましくは１〜１５容量倍、最適には１〜１０容量倍の範囲に制御することが望ましい。
【００８４】
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、好ましくは１×１０−２〜１×１０３
Ｐａ、より好ましくは５×１０−２〜５×１０２  Ｐａ、最適には１×１０−１〜１×１０２  Ｐａとされる。
【００８５】
放電電力も又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の比を、０．５〜８、好ましくは１〜６の範囲に設定することが望ましい。
【００８６】
更に、導電性基体の温度は、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１５０〜３５０℃、より好ましくは１８０〜３２０℃、最適には２００〜３００℃とするのが望ましい。
【００８７】
光導電層を形成するための導電性基体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記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電子写真感光体を形成すべく相互的且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。
【００８８】
＜表面層＞
本発明においては、導電性基体上に形成された光導電層の上に、ａ−Ｓｉ系の表面層を形成することができる。この表面層は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、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。
【００８９】
又、光受容層を構成する光導電層と表面層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。
【００９０】
表面層は、ａ−Ｓｉ系の材料であれば何れの材質でも可能であるが、例えば、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子を含有するａ−Ｓｉ（ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘとも表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に酸素原子を含有するａ−Ｓｉ（ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘとも表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素原子を含有するａ−Ｓｉ（ａ−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘとも表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素原子の少なくとも１つを含有するａ−Ｓｉ（ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘとも表記する）等の材料が好適に用いられる。
【００９１】
表面層の層厚としては、好ましくは０．０１〜３μｍ、より好ましくは０．０５〜２μｍ、更に好ましくは０．１〜１μｍとされる。層厚が０．０１μｍより薄いと、電子写真感光体を使用中に磨耗等の理由により表面層が失われる場合があり、３μｍを超えると残留電位の増加する場合があり、電子写真特性の低下する場合がある。
【００９２】
更に、光導電層と表面層の間に、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の１つ以上の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。
【００９３】
又、表面層と光導電層との間に、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の１つ以上の原子の含有量が光導電層に向かって減少するように変化する領域を設けても良い。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。
【００９４】
＜下部電荷注入阻止層＞
本発明の電子写真感光体においては、導電性基体と光導電層との間に、導電性基体側からの電荷の注入を阻止する働きのある下部電荷注入阻止層を設けるのが一層効果的である。即ち、下部電荷注入阻止層は光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、導電性基体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない。そのような機能を付与するために、下部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。
【００９５】
下部電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子は、層中に均一に分布されても良く、或は層厚方向には均一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良い。分布濃度が不均一な場合には、導電性基体側に多く分布するように含有させるのが好適である。
【００９６】
しかしながら、何れの場合にも導電性基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で含有されること画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。
【００９７】
下部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、周期律表第１３族原子又は第１５族原子を用いることができる。
【００９８】
更に、下部電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子又は酸素原子の少なくとも１種を含有させることにより、下部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を向上できる。
【００９９】
下部電荷注入阻止層に含有される炭素原子、窒素原子又は酸素原子の１つ以上の原子は、層中に均一に分布されても良く、或は層厚方向には均一に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良い。
【０１００】
しかしながら、何れの場合にも導電性基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。
【０１０１】
下部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、及び経済的効果等の点から好ましくは０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．３〜５μｍ、更に好ましくは０．５〜３μｍとされる。層厚が０．１μｍより薄くなると、導電性基体からの電荷の注入阻止能が不十分となる場合があり、十分な帯電能が得られない場合がある。
【０１０２】
一方、５μｍより厚くしても実質的な電子写真特性の向上よりも、作製時間の延長による製造コスト増を招く場合がある。
【０１０３】
＜上部電荷注入阻止層＞
本発明の電子写真感光体においては、正帯電や負帯電等の帯電極性に応じて、図２（ｂ）に示すような上部電荷注入阻止層を設けることが可能である。
【０１０４】
上部電荷注入阻止層は、特に負帯電電子写真感光体において、上部からの電荷の注入を阻止し、帯電能を向上させると共に、強露光の照射により大量の光キャリアが生成され、この光キャリアが動き易い部分へと集中して流れ込む現象から文字部分がぼやけてしまう強露光時の画像流れ、所謂ＥＶ流れを阻止する役割も果たしている。
【０１０５】
本発明の上部電荷注入阻止層は、炭素原子及びシリコン原子を母体とする非単結晶シリコン膜に、周期律表第１３族原子又は第１５族原子を所望の量含有させることで、帯電極性と逆極性のキャリアを通過させつつ横流れしない最適な抵抗値に調整することが好ましい。
【０１０６】
上部電荷注入阻止層は、ａ−Ｓｉ系の材料であれば何れの材質でも可能であるが、例えば、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子を含有するａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘが好ましい。
【０１０７】
上部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。上部電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子は、層中に均一に分布させても良く、或は層厚方向には均一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良い。分布濃度が不均一な場合には、表面層側に多く分布するように含有させるのが好適である。
【０１０８】
しかしながら、何れの場合にも導電性基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で含有されること画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。
【０１０９】
上部電荷注入阻止層の層厚は、光導電層及び表面層の層厚及び求められる電子写真特性によって総合的に判断して決定すれば良い。表面からの電荷注入の阻止能力を十分発揮し、且つ、画像品質に影響を与えないこと等から、通常は０．０１μｍ〜０．５μｍで設計する。
【０１１０】
３．電子写真感光体製造装置
次に、本発明に係る電子写真感光体製造装置及び堆積層形成方法の一例を詳述する。
【０１１１】
図３は電源周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤとも略記する）による電子写真感光体製造装置の一例を示す模式的構成図である。図３に示す製造装置の構成は以下の通りである。
【０１１２】
この装置は大別すると、堆積装置（３１００）、原料ガス供給装置（３２００）、反応容器（３１１１）内を減圧に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（３１００）中の反応容器（３１１１）内には円筒形導電性基体（３１１２）、基体加熱用ヒーター（３１１３）、原料ガス導入管（３１１４）が設置され、更に高周波マッチングボックス（３１１５）が接続されている。
【０１１３】
原料ガス供給装置（３２００）は、ＳｉＨ４  、ＧｅＨ４  、Ｈ２  、ＣＨ４
、Ｂ２  Ｈ６  、ＰＨ３
等の原料ガスボンベ（３２２１〜３２２６）と各バルブ（３２３１〜３２３６、３２４１〜３２４６、３２５１〜３２５６）及びマスフローコントローラー（３２１１〜３２１６）から構成され、各原料ガスのボンベは補助バルブ（３２６０）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。
【０１１４】
この装置を用いた堆積層の形成は例えば以下のように行うことができる。
【０１１５】
先ず、反応容器（３１１１）内に円筒形導電性基体（３１１２）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（３１１１）内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター（３１１３）により円筒形導電性基体（３１１２）を所望の温度に制御する。
【０１１６】
堆積層形成用の原料ガスを反応容器（３１１１）に流入させるには、原料ガスボンベバルブ（３２３１〜３２３６）、反応容器リークバルブ（３１１７）が閉じられていることを確認し、又、ガス流入バルブ（３２４１〜３２４６）、ガス流出バルブ（３２５１〜３２５６）、補助バルブ（３２６０）が開かれていることを確認して、先ずメイン排気バルブ（３１１８）を開いて反応容器（３１１１）及びガス配管内（３１１６）を排気する。
【０１１７】
次に、真空計（３１１９）の読みが約０．１Ｐａ以下になった時点で補助バルブ（３２６０）、ガス流出バルブ（３２５１〜３２５６）を閉じる。
【０１１８】
その後、原料ガスボンベ（３２２１〜３２２６）より各ガスを原料ガスボンベバルブ（３２３１〜３２３６）を開いて導入し、圧力調整器（３２６１〜３２６６）により各ガス圧を０．２ＭＰａに調整する。次に、ガス流入バルブ（３２４１〜３２４６）を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー（３２１１〜３２１６）内に導入する。
【０１１９】
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。
【０１２０】
円筒形導電性基体（３１１２）が所定の温度になったところでガス流出バルブ（３２５１〜３２５６）のうちの必要なもの及び補助バルブ（３２６０）を徐々に開き、ガスボンベ（３２２１〜３２６６）から所定のガスをガス導入管（３１１４）を介して反応容器（３１１１）内に導入する。
【０１２１】
次に、マスフローコントローラー（３２１１〜３２１６）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（３１１１）内の圧力が１×１０３
Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（３１１９）を見ながらメイン排気バルブ（３１１８）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（３１１５）を通じて反応容器（３１１１）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内に導入された原料ガスが分解され、円筒形導電性基体（３１１２）上に所定のシリコンを主成分とする堆積層が形成されるところとなる。
【０１２２】
所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積層の形成を終える。
【０１２３】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。それぞれの層を形成する際には必要なガス以外のガス流出バルブは全て閉じられていることは言うまでもなく、又、それぞれのガスが反応容器（３１１１）内、ガス流出バルブ（３２５１〜３２５６）から反応容器（３１１１）に至る配管内に残留することを避けるために、ガス流出バルブ（３２５１〜３２５６）を閉じ、補助バルブ（３２６０）を開き、更にメイン排気バルブ（３１１８）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。
【０１２４】
又、膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒形導電性基体（３１１２）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。
【０１２５】
更に、上述のガス種及びバルブ操作は各々の層の作製条件に従って変更が加えられることは言うまでもない。
【０１２６】
導電性基体の加熱方法は、真空仕様である発熱体であれば良く、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター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、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【０１２７】
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導電性基体を搬送する方法が用いられる。
【０１２８】
以上の様な方法により製造される電子写真感光体は、製造条件を適宜選択することで、本発明に好適な表面粗さに制御することが可能となる。
【０１２９】
例えば、感光体の表面粗さを制御するためには、高周波電力及び電力周波数、ガス流量、圧力、基板温度、膜厚等の各パラメーターを調整することが有効である。又、高周波電力をパルス変動することも有効である。
【０１３０】
一般に、表面粗さＲａの大きい堆積層表面を形成するための条件としては、▲１▼堆積層の成長表面に到達する層形成の前駆体が十分に表面拡散しない、或は前駆体の到達量が多く表面拡散する時間が十分に得られない場合、▲２▼気相重合反応が起き易い条件で堆積層の形成を行い、気相中で発生した重合体を取り込みながら堆積層が形成される場合等が挙げられる。具体的には、高周波電力を大きくする、電力周波数を高くする、ガス流量を増加する、圧力を大きくする、基板温度を低くする、膜厚を増加する、等が表面粗さＲａを大きくする上で有効である。
【０１３１】
しかしながら、このような製造条件下では堆積層の品質低下に繋がる場合もあり、堆積層の品質をできる限り低下させないように注意深く製造条件の各パラメーターを調整することが必要不可欠となる。
【０１３２】
又、このような表面粗さＲａの大きい感光体を形成するための製造条件は、その効果を考えると感光体膜厚の大部分を占める光導電層に採用することが好ましいが、電子写真特性への影響が少ない阻止層や表面保護層においてのみ表面粗さＲａを制御する条件を採用しても良い。
【０１３３】
更に、本発明者等が鋭意検討した結果、感光体の表面粗さＲａを広範囲に亘って制御するためには、グロー放電を生起させるための高周波電力の電力周波数を、ＶＨＦ帯（５０〜４５０ＭＨｚ）とすることが特に有効であることが分かった。
【０１３４】
図４はＶＨＦ帯の高周波電力を用いた電子写真感光体製造装置を示している。この製造装置は少なくとも、円筒形基体４０１を内包できる減圧可能な反応容器４０２、前記反応容器４０２内に原料ガスを供給するための原料ガス導入管４１７及び前記原料ガスを分解するための電力を導入するカソード４１４から成る堆積装置４００、前記反応容器４０２内に原料ガスを供給する原料ガス供給装置４０４、前記反応容器４０２内を排気する排気システム４０５及び前記カソード４１４に電力を供給する電力供給装置４０６から成る。
【０１３５】
先ず、反応容器４０２内に円筒形基体４０１を設置し、排気ポンプ４０７によって排気口４１９を介して反応容器４０２内を排気し、所望の真空度まで排気が完了した後、不活性ガス、例えばＨｅガスやＡｒガスを原料ガス供給装置４０４内のマスフローコントローラーによって所定の流量で反応容器４０２内に供給する。そして、排気ポンプ４０７の排気速度を調整することによって、反応容器４０２内を所望の圧力に制御する。反応容器４０２の内圧が所望の圧力に設定した後に、基体加熱用ヒーター４０３によって円筒形基体４０１を所望の温度まで加熱を行う。尚、堆積層形成中も堆積層形成に必要な所望の温度に保持し続ける。
【０１３６】
以上の手順により加熱工程が終了した後、続いて堆積層形成工程を行う。反応容器４０２内の不活性ガスを排気ポンプ４０７によって排気した後、排気バルブ４０８を閉じ、メイン排気バルブ４０９を開け、スロットルバルブ４１０の開度を全開にして油拡散ポンプ４１１及びロータリーポンプ４１２によって反応容器４０２内を例えば１×１０−３Ｐａの真空度まで排気を行う。続いて反応容器４０２内に原料ガス供給装置４０４によって、各原料ガスを各供給配管に設置されたマスフローコントローラーによって所定の流量で供給する。スロットルバルブ４１０の開度を調節し、排気速度を調整することで、反応容器４０２の内圧を所望の圧力に制御する。
【０１３７】
反応容器４０２の内圧が安定したところで、高周波電力源４１３からカソード４１４にマッチングボックス４１５を介して電力の供給を行い、反応容器４０２内に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内に導入された原料ガスが分解され、円筒形基体４０１上に所定の堆積層が形成される。尚、堆積層の基体周方向の均一性を向上させるために、堆積層形成中、駆動部４１８を介してモーター４１６によって基体４０１を所定の速度で回転させる方法が有効であり、この操作によりａ−Ｓｉ感光体の周方向むらは許容可能な範囲内に低減することが容易に可能となる。こうして、堆積層が所望の膜厚に到達するとカソード４１４に印加している電力の供給を停止し、原料ガス供給装置４０４からの原料ガスの供給を停止することで堆積層の形成を終える。
【０１３８】
同様の作業を複数回続けて行うことによって多層構造を持つ堆積層を形成すことが可能になる。
【０１３９】
４．現像剤
現像剤は、現像に寄与する着色された粒子（トナー）とキャリア材とから成る二成分現像剤、キャリア材を特に有さない一成分現像剤とに分類される。又、トナーに磁性粒子を含有する磁性トナーと、磁性粒子を含有していない非磁性トナーとに分類される。現像方式は、モノクロ・カラー等、そのニーズによって一成分現像・二成分ブラシ現像の様々な方式が考案若しくは採用されており、一般に画像再現特性は一成分現像より二成分ブラシ現像の方が優れているとされる。
【０１４０】
又、デジタル画像信号を使用する電子写真装置では、潜像は一定電位のドットが集まって形成されており、ベタ部、ハーフトーン部及びライン部はドット密度をかえることによって表現されている。
【０１４１】
ところが、ドットに忠実にトナー粒子が載らず、ドットからトナー粒子がはみ出した状態では、デジタル潜像の黒部と白部のドット密度の比に対応するトナー画像の階調性が得られないという問題点がある。更に、画質を向上させるために、ドットサイズを小さくして解像度を向上させる場合には、微小なドットから形成される潜像の再現性が更に困難になり、解像度及び特にハイライト部の階調性の悪い、シャープネスさに欠けた画像となる傾向がある。これらの高画質化に対応すべく、トナーの小粒径化並びに転写効率の向上により、潜像をより正確に再現可能とすることが強く求められている。
【０１４２】
又、上記の中間転写体を用いた転写構成においては、トナーの顕色像を感光体から中間転写体に一旦転写後、更に中間転写体から転写材上に再度転写する必要があり、トナーの転写効率を従来以上に高める必要がある。転写効率が充分でない場合、画像再現性並びに色再現性が低下し高画質化への対応が困難になることに加え、転写残トナーの増大によりクリーナーシステム等の本体に負荷が掛かることになる。又、１枚当たりに使用するトナーが増加し、ランニングコストが高くなる原因となる。
【０１４３】
［実施例］
以下、実施例により本発明と本発明の効果をより具体的に説明する。下記の実施例は、本発明の最良な実施形態の一例であるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【０１４４】
図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による電子写真感光体の製造装置を用いて、前記の手順に従い、直径６０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（導電性基体）上に、表１に示す作製条件で、図２（ｂ）に概略構成を示す下部電荷注入阻止層、第１の層領域と第２の層領域とから成る光導電層、上部電荷注入阻止層、表面層から成る負帯電電子写真感光体を作製した。
【０１４５】
表１に示す作製条件中の「２００→１００」はガス流量を２００ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）から１００ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）まで連続的に変化させることを表す。
【０１４６】
【表１】
2004333927.tif 000003
更に、所望の表面粗さを備える感光体を作製するため、前述の研磨テープを用いた研磨装置により、適宜処理時間を変更して研磨処理を行った。
【０１４７】
このようにして作製した表面粗さの異なる電子写真感光体を、図１に概略構成を示したキヤノン製デジタルカラー複写機ＣＬＣ１０００改造機（プロセススピード４００ｍｍ／ｓｅｃ／カラー８０枚機）に４本設置して、色再現及び色ムラ、融着、クリーニング不良を評価した。
【０１４８】
ここで、図１における第１〜第４の４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、各々順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する。
【０１４９】
表２に黒現用及びカラー用感光体の１０μｍ×１０μｍ範囲における表面粗さＲａとそのときの評価結果を合わせて示す。
【０１５０】
色再現及び色ムラの評価は以下の方法で行った。先ず、現像器位置における暗部電位が所定の値となるように主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるように像露光強度を調整した。次いで、この条件で、４色の混色により形成される無彩色（グレー）領域のハーフトーン画像を複写形成した。更に、Ｘ−Ｒｉｔｅ社のＸ−Ｒｉｔｅ４０４を用いて、オリジナル画像及び複写画像のそれぞれの色彩データ（明度（Ｌ＊  ）及び色度（ａ＊  ，ｂ＊  ））を測定し、下記式に基づいて色差（ΔＥ）を求めた。
【０１５１】
ΔＥ＝｛（Ｌ１＊−Ｌ２＊）２  ＋（ａ１＊−ａ２＊）２  ＋（ｂ１＊−ｂ２＊）２  ｝１／２
（Ｌ１＊、ａ１＊、ｂ１＊：オリジナル画像の色彩データ）
（Ｌ２＊、ａ２＊、ｂ２＊：複写画像の色彩データ）
色再現は画像全域の色差（ΔＥ）の平均値により評価した。又、色ムラは画像全域の最大色差と最小色差の差により評価した。従って、何れも値が小さいほど良好となる。
【０１５２】
表２における色ムラの評価結果は、黒現用感光体とカラー用感光体を同じ表面粗さＲａとした比較例１（比較基準）の評価結果に対する相対評価によって行った。色差（ΔＥ）の平均値及び最大色差と最小色差の差の値が１２０％以上で比較基準に対して悪化した場合を×、９０％以上１２０％未満で比較基準と同等レベルであった場合を△、５０％以上９０％未満で比較基準よりも良好な結果が得られた場合を○、５０％以下で比較基準よりも非常に良好な結果が得られた場合を◎とした。
【０１５３】
融着の評価は以下の方法で行った。同じく主帯電器電流及び像露光強度を調整し、次いで、印字率を３％と通常より下げたテストパターンにより５０万枚の通紙耐久を行い、定期的にベタ白、ベタ黒画像を出力し、画像上にトナー融着が原因の画像欠陥が認められないかを調べた。
【０１５４】
表２における融着の評価結果は、トナー融着が発生し実用上問題があった場合を×、トナー融着が発生したがすぐに消失し実用上問題がなかった場合を△、トナー融着が発生しなかった場合を○とした。
【０１５５】
クリーニング不良は以下の方法で行った。同じく主帯電器電流及び像露光強度を調整し、次いで、印字率を３％と通常より下げたテストパターンにより５０万枚の通紙耐久を行い、定期的にベタ白、ベタ黒画像を出力し、画像上にクリーニング不良が原因の画像欠陥が認められないかを調べた。
【０１５６】
表２におけるクリーニング不良の評価は、クリーニング不良が発生し実用上問題があった場合を×、クリーニング不良が発生したがすぐに消失し実用上問題がなかった場合を△、クリーニング不良が発生しなかった場合を○とした。
【０１５７】
【表２】
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実施例１〜７において、感光体の表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲とし、更に、黒現用感光体を他のカラー用感光体よりも大きい表面粗さＲａとしたことで、色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成し、安定して高品質の画像を提供することができた。
【０１５８】
更に、実施例１・２及び５においては、感光体の表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲とすることで、実施例３・４よりも更に顕著に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成し、安定して高品質の画像を提供することができた。
【０１５９】
更に、実施例１〜５及び実施例７においては、黒現用感光体を他のカラー用感光体よりも１０％以上大きい表面粗さＲａとしたことで、実施例６よりも更に顕著に色再現向上・色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を同時に達成し、安定して高品質の画像を提供することができた。
【０１６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ａ−Ｓｉ系感光体を搭載したタンデム方式のカラー電子写真装置において、各画像形成部に備える感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを何れも１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲とし、更に、少なくとも１本の感光体が他の感光体よりも大きいＲａを有するように制御することで、色ムラ低減・融着防止・クリーニング不良低減を達成可能なカラー電子写真装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるタンデム方式のカラー電子写真装置の一例を示す模式的構成図である。
【図２】本発明に係る電子写真感光体の層構成例を説明するための模式的構成図である。
【図３】本発明に係る電子写真感光体のＲＦ帯の高周波電力を用いた製造装置の一例を示す模式的構成図である。
【図４】本発明に係る電子写真感光体のＶＨＦ帯の高周波電力を用いた製造装置の一例を示す模式的構成図である。
【図５】本発明に係る電子写真感光体表面の研磨装置の一例を説明する模式的構成図である。
【符号の説明】
１００        カラー電子写真装置
Ｐａ〜ｄ      各画像形成部
Ｐ            転写材
１０１ａ〜ｄ    電子写真感光体
１０２ａ〜ｄ    一次帯電器
１０３ａ〜ｄ    像露光装置
１０４ａ〜ｄ    現像器
１０５ａ〜ｄ    クリーナー
１０６ａ〜ｄ    転写帯電器
１０７ａ〜ｄ    前露光装置
１０８        レジストローラ
１０９        定着装置
１１０        搬送系
１１１        中間転写材
１１５        中間転写材クリーナー
１１６        転写・分離帯電器
２００        電子写真感光体
２０１        導電性基体
２０２        光受容層
２０３        光導電層
２０４        表面層
２０５        下部電荷注入阻止層
２０６        上部電荷注入阻止層
２１０        自由表面
２１１        第１の層領域
２１２        第２の層領域
３１００      堆積装置
３１１１      反応容器
３１１２      円筒形導電性基体
３１１３      基体加熱用ヒーター
３１１４      原料ガス導入管
３１１５      マッチングボックス
３１１６      原料ガス配管
３１１７      反応容器リークバルブ
３１１８      メイン排気バルブ
３１１９      真空計
３２００      原料ガス供給装置
３２１１〜３２１６    マスフローコントローラー
３２２１〜３２２６    原料ガスボンベ
３２３１〜３２３６    原料ガスボンベバルブ
３２４１〜３２４６    ガス流入バルブ
３２５１〜３２５６    ガス流出バルブ
３２６０      補助バルブ
３２６１〜３２６６    圧力調整器
４００        堆積装置
４０１        円筒形導電性基体
４０２        反応容器
４０３        基体加熱用ヒーター
４０４        原料ガス供給装置
４０５        排気システム
４０６        電力供給装置
４０７        排気ポンプ
４０８        排気バルブ
４０９        メイン排気バルブ
４１０        スロットルバルブ
４１１        油拡散ポンプ
４１２        ロータリーポンプ
４１３        高周波電力源
４１４        カソード
４１５        マッチングボックス
４１６        モーター
４１７        原料ガス導入管
４１８        駆動部
４１９        排気口
５０１        電子写真感光体
５０２        研磨テープ
５０３        円筒形導電性基体
５０４        受台
５０５        おもり
５０６        送り出しモーター
５０７        おもり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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