(57)【要約】【課題】表面層がアモルファスカーボンで構成された感光体を用い、帯電粒子を有する接触帯電方式を用いた画像形成方法において、感光体表面が筋削れやムラ削れを生ぜず、感光体表面に紙紛やごみ等のトナー以外の異物が付着した場合においても感光体表面にキズが付きにくい、長期に渡って良好な画像を提供できる画像形成方法を提供する。【解決手段】帯電粒子として、電子写真感光体のアモルファスカーボンからなる表面層の画像形成時の摩耗量が該帯電粒子の体積平均粒径と実質的に相関を持たない領域（凝着摩耗領域）にある粒径のものを用いる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体上に、光導電層と、少なくとも炭素および水素を含む非単結晶材料からなる表面層とを有する電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、像露光を行うことにより電子写真感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程と、電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化し、トナー像を形成させる現像工程と、トナー像を転写材に転写させる転写工程とを有する画像形成方法において、
帯電工程が、帯電粒子を用いた接触帯電方式であり、
該接触帯電に用いられる帯電粒子が、電子写真感光体の表面層の摩耗量と該帯電粒子の体積平均粒径と実質的に相関を持たない領域（擬着磨耗領域）にある粒径を有する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成プロセスにおいて、電子写真感光体（以下、単に「感光体」ということもある。）の表面に傷がつきにくく、筋削れ、ムラ削れの発生が少ない画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真装置、例えば普通紙複写機、レーザープリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター等に用いられる感光体への帯電装置はコロナ帯電器を使うのが一般的であり、広く使われている。コロナ帯電器はφ５０〜１００μｍ程度の金属ワイヤーに５〜１０ｋＶ程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離することで対向物を帯電するものである。
【０００３】
コロナ帯電器は、その構造上、コロナ放電にともない、オゾンが大量に発生してしまう。このため、繰り返し使用によりオゾンやコロナ生成物が感光体表面に付着し、この影響で感光体の表面が湿度に敏感となり水分を吸着し易くなる。これが感光体表面の電荷の横流れする原因となり、画像流れといわれる画像品質低下を引き起こす欠点を有している。特にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いた電子写真感光体は表面硬度が高く、耐刷枚数が多い反面、表面が削れにくいため、一度付着したコロナ生成物は取り除きにくい。
【０００４】
このような画像流れを防止する為に、ヒーターによる加熱（特許文献１）や、マグネットローラーと磁性トナーから形成されたブラシにより感光体表面を摺擦しコロナ生成物を取り除く方法（特許文献２）などが用いられてきた。感光体表面を摺擦する方法はクリーニング装置が大きくなる等、装置の小型化が困難な一因となる。また、ヒーターによる常時加熱は消費電力量の増大を招く。こうしたヒーターの容量は通常１５〜８０Ｗ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量の５〜１５％にも達する。
【０００５】
さらに、こうした画像流れの元凶であるオゾンは、画像形成装置の周囲の人や生物への健康障害のおそれもあり、従来からオゾン除去フィルター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。このように安全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。
【０００６】
このような問題点を解決すべく、各種帯電装置が提案されている。
【０００７】
特許文献３等に開示されているような接触帯電は、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて感光体表面を所要の電位に帯電するものである。これらは、コロナ帯電装置に比べ、被帯電体面に所望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、帯電過程で発生するオゾン量がゼロ乃至極微量であること、オゾン生成物による画像流れの発生がなく、加熱ヒーターの夜間通電等の電力消費を大幅に低減できる、などの長所を有している。
【０００８】
一連の接触帯電部材のさまざまな改善の中で、特許文献４等のように、磁性体と磁性粒子（あるいは粉体）からなる磁気ブラシ状粒子の接触帯電部材が像担持体に接触、帯電を付与する機構が、また、特許文献５等のように、導電性の繊維からなるファーを用いたファーブラシ状の接触帯電部材が像担持体に接触、帯電を付与する機構の新方式として提案されている。
【０００９】
ところで、上記のような電圧印加式の接触帯電装置を電子写真感光体の帯電手段として利用した場合、次のような問題がある。
【００１０】
接触帯電装置では、帯電装置と電子写真感光体の接触性を向上させるために、摺擦量を多くする必要がある。この摺擦によって、微少ではあるものの感光体の表面が削られてしまう。この研磨量は微々たるものではあるが、ａ−Ｓｉ感光体は元々長寿命であるため、この微少な削れ量も長期にわたると多大な影響を与える場合があり、例えば、筋状のムラ削れを引き起こし、このためハーフトーン画像やベタ黒画像を荒らし、画像品質を極端に低下させてしまうという弊害を併発することがあった。
【００１１】
従って、充分な接触性を確保しながら、いかに表面へのダメージを減らすかという点に課題があった。
【００１２】
このため、表面の特性として、接触帯電器を用いた画像形成装置であってもダメージの少ない表面特性を持った材料の開発、あるいは、たとえ感光体表面に削れが発生しても滑らかに削れて筋状のムラ削れをおこさない電子写真感光体の最表面を構成する材料を検討する必要があった。
【００１３】
上記問題を解決するための対策として、水素を含有した非単結晶炭素（ａ−Ｃ：Ｈ）を感光体表面に形成する手法が知られている（特許文献６、特許文献７）。
【００１４】
ａ−Ｃ：Ｈは、別名ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれるように硬度が非常に高いために傷や摩耗に強く、特異な固体潤滑性を備えているため融着やムラ削れの防止に最適な材料と考えられている。実際、感光体表面にａ−Ｃ：Ｈ膜を形成した場合、さまざまな環境において融着やムラ削れを効果的に防止できることが確認されている。
【００１５】
【特許文献１】
実公平１−３４２０５号公報
【特許文献２】
特公平２−３８９５６号公報
【特許文献３】
特開昭６３−２０８８７８号公報
【特許文献４】
特開昭５９−１３３５６９号公報
【特許文献５】
特開昭５７−４６２６５号公報
【特許文献６】
特開平１１−１３３６４０号公報
【特許文献７】
特開平１１−１３３６４１号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
確かにａ−Ｃ：Ｈ膜は、コロナ帯電器を用いた従来の画像形成装置においては、摺擦量の多い条件や、シリカやチタン酸ストロンチウムなどの研磨剤の多いトナーを用いた条件であっても、耐摩耗性やムラ削れ防止の点で非常に良好な結果が得られてきた。
【００１７】
しかし、接触帯電器を用いた画像形成装置においては、いかに高硬度のａ−Ｃ：Ｈ膜といえども、摩耗量が増大し、寿命が短くなったり、時には筋状のムラ削れが発生したりする場合があった。このようなムラ削れが発生してしまうと、たとえばハーフトーン画像を取った場合に濃度ムラが出たり、方眼紙の一部がかすれたりする場合があった。
【００１８】
また、接触帯電器を使用した画像形成装置の別の問題点としては、時に、感光体表面にキズが入る場合があった。このキズは通常の摩耗とは異なるものであり、電子写真プロセスにおいて紛れ込んだゴミや異物が噛み込んでできるものと推定される。特に接触帯電器を用いた画像形成装置では、接触帯電器によって強く感光体表面が摺擦されるため、異物が噛み込むと擦りキズ状の深いキズをつけてしまうものと推察される。感光体に一旦キズが入ってしまうと、画像上に白筋、あるいは黒筋として現れてしまい、感光体を交換せざるを得なくなってしまう。
【００１９】
従って、アモルファスシリコン感光体と接触帯電器を用いた画像形成プロセスにおいては、もう一段の改善が求められているのが現状であった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電子写真プロセスと電子写真感光体の表面層の摩耗量との関係に着目し、表面層の摩耗量が、接触帯電器の磁気ブラシや導電性微粉体の体積平均粒径の変化に対して相関を持たない領域、いわゆる凝着摩耗領域となる範囲で使用することによって画像形成プロセスにおいて感光体表面の筋状の摩耗が少なく、更にキズも付きにくいことを見出した。
【００２１】
すなわち、本発明は、円筒状基体上に、光導電層と、少なくとも炭素および水素を含む非単結晶材料からなる表面層とを有する電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、像露光を行うことにより電子写真感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程と、電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化し、トナー像を形成させる現像工程と、トナー像を転写材に転写させる転写工程とを有する画像形成方法において、帯電工程が、帯電粒子を用い、接触帯電方式であり、該接触帯電に用いられる帯電粒子が、電子写真感光体の表面層の摩耗量が該帯電粒子の体積平均粒径と実質的に相関を持たない領域（擬着磨耗領域）にある粒径を有することを特徴とする画像形成方法である。
【００２２】
このような構成の画像形成プロセスとすることによって、本発明は上述の問題を解決する。
【００２３】
本発明者らは、磁性粒子や導電性微粉体（これらをあわせて、「帯電粒子」という。）を用いた接触帯電器を使用した画像形成装置において、少なくとも炭素と水素を含む非単結晶材料、例えばａ−Ｃ：Ｈを表面層に用いたアモルファスシリコン感光体（以下、「ａ−Ｓｉ」と記載する）において、表面層の摩耗の関係を詳細に検討した。その結果、接触帯電器に用いられている帯電粒子といった粒子の大きさによって表面層の摩耗量は影響を受けることを見いだした。更に詳細に検討した結果、図１に示したように接触帯電器に用いられる帯電粒子の粒径を微細化していくと、電子写真プロセスにおける表面層の摩耗量（摩耗速度）が減少していく領域（▲２▼の領域）と、ある変曲点を境にして帯電粒子の粒径と摩耗量が強い相関を持たなくなる領域（▲１▼の領域）に分かれることを見出した。接触帯電器の帯電粒子の粒径と摩耗量との関係が、強い相関を持たなくなる▲１▼の領域を一般に凝着摩耗領域と呼んでいる。
【００２４】
凝着摩耗とは、摩擦面の真実接触面で、原子間の近接力が作用して強く凝着した部分が破断することにより発生する摩耗であり、摩耗量は材料によって決定される。一方、帯電粒子の大きさに比例して摩耗量が増大する▲２▼の領域は、大きい帯電粒子のエッジが感光体表面に当たって表面を削り取ることで摩耗が進む領域であり、一般にはアブレイシブ（Ａｂｒａｓｉｖｅ）摩耗と呼んでいる。
【００２５】
本発明は、これらの現象を整理していった結果、ａ−Ｃ：Ｈ膜からなる表面層を用いた感光体に対して、帯電粒子の大きさを調整し、感光体表面の摩耗が凝着摩耗領域となる▲１▼の領域で使用されるように電子写真プロセスを選択することによって、筋削れやムラ削れが全く発生しないことを見出すことで完成された。
【００２６】
帯電粒子として凝着摩耗領域にある粒径にあるものを用いることによる筋削れやムラ削れが押さえられるメカニズムについては、詳細は不明であるが、現時点で次のように推定している。
【００２７】
すなわち、帯電粒子のエッジによって感光体表面が削り取られるアブレイシブ摩耗領域では、帯電粒子の量によって摩耗速度が変化すると想像される。長さ２００〜４００ｍｍと長い電子写真感光体の場合、この軸方向の全ての点で帯電粒子の量分布を均一にすることは至難の業であり、多くの場合、端部や中央部などに帯電粒子が集中することが多い。アブレイシブ摩耗の場合、帯電粒子が多い領域がより削れてしまう。これは研磨剤が多い方がよく削れるのと同じ原理である。このため、ムラ削れや筋削れが発生してしまうと思われる。
【００２８】
一方、凝着摩耗領域においては、摩耗のメカニズムは純粋に化学的な作用によって削れていく。従って帯電粒子の量に左右されることはなく、その摩耗速度はあくまで材料によって決定されると想像される。本発明の効果が凝着摩耗領域においてのみ得られるのは、このようなメカニズムが存在しているためと推察される。
【００２９】
もちろん、この凝着摩耗領域になるときの帯電粒子の大きさは、ａ−Ｃ：Ｈ表面層の硬度や組成、製造条件によって異なる。大雑把に言って、ａ−Ｃ：Ｈ表面層の硬度が高くなるほど、比較的大きな帯電粒子のサイズから凝着摩耗領域に入る。逆に硬度の低い表面層の場合は、かなり小さいサイズの帯電粒子でないと凝着摩耗領域にならない場合もある。従って、それぞれのａ−Ｃ：Ｈ表面層に対して、最適なサイズの帯電粒子を選択することが肝要である。
【００３０】
さらに実験の結果、本発明においては、ゴミや異物を噛み込んだ場合においても感光体表面にキズがつきにくくなることが判明した。接触帯電器を用いた画像形成装置では、接触帯電器によって強く感光体表面が摺擦されるため、異物が噛み込むと擦りキズ状の深いキズをつけてしまう場合がある。特にａ−Ｓｉ感光体の場合は長寿命のため、使用期間が長く、このような事故による感光体の故障の発生確率は高くなりやすい。本発明の画像形成装置を用いることで、このような不慮の事故を防止することができ、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置の信頼性を更に向上させることが可能となった。
【００３１】
【発明の実施形態】
以下に本発明について図面を参照しながら詳述する。
【００３２】
（電子写真感光体の構成）
まず、本発明の電子写真感光体の構造について説明する。図２は本発明で用いる電子写真感光体の一構成例を示す側断面図である。
【００３３】
図２に示すように、電子写真感光体は、例えば、Ａｌやステンレス等の導電性材料からなる円筒状基体２０１上に、光導電層２０２及び表面層２０３が順次積層された構造である。本発明では、光導電層２０２の材料としてａ−Ｓｉが用いられ、表面層２０３の材料として上述したａ−Ｃ：Ｈが用いられる。なお、光導電層２０２には必要に応じて下部阻止層２０４やバッファ層２０５などの種々の機能をもつ層を設けてもよい。例えば、円筒状基体２０１と光導電層２０６間に下部阻止層２０４を設け、光導電層２０６と表面層２０３間にバッファ層２０５を設け、それらの層にドーパントとしてＩＩＩ族元素あるいはＶ族元素を含有させる
ことにより、光導電層２０２の帯電極性を正または負に制御することができる。
【００３４】
（円筒状基体）
また、円筒状基体２０１としては、上記Ａｌやステンレスのような導電性材料が一般的に用いられるが、例えば各種のプラスチックやガラス、セラミックス等、特には導電性を有しないものにこれら導電性材料を少なくとも光受容層を形成する側の表面に蒸着するなどして導電性を付与したものも用いることができる。導電性材料としては上記の他、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金が挙げられる。プラスチックとしてはポリエステル、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、ポリスチレン、ポリアミド等のフィルムまたはシートが挙げられる。
【００３５】
円筒状基体の厚さとしては、所望通りの感光体を形成し得るように適宜決定されるが、感光体としての可撓性が要求される場合には、シリンダー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、シリンダーは製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【００３６】
（表面層）
次に、本発明で用いる感光体の表面層２０３について説明する。
【００３７】
本発明によるところの表面層２０３は非単結晶質の炭素から成る。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良い。この表面層２０３は自由表面を有し、主に長期間の使用における融着やキズ、摩耗の防止といった目的を達成するために設けられる。
【００３８】
感光体の表面層２０３は原料ガスとしては常温常圧でガス状の炭化水素を用いたプラズマＣＶＤ法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって作成可能であるが、プラズマＣＶＤ法を用いて作成した膜は透明度、硬度共に高く、感光体の表面層として用いるには好ましい。また、表面層２０３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、工業的にはＲＦ周波数帯と呼ばれる１〜５０ＭＨｚ、特に１３．５６ＭＨｚの高周波が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（例えば１０５ＭＨｚ）の高周波を用いた場合には、透明度、硬度共に更に高くできるので、より好ましい。
【００３９】
炭素供給用ガスまたはアモルファスカーボン系の供給ガスとなり得る物質としては、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、炭素供給効率の良さ等の点でＣＨ4、Ｃ2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭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。
【００４０】
ａ−Ｃ：Ｈを積層する場合、基体温度は低い温度が好ましい。これは基体温度が上昇すると表面層中のグラファイト成分が増え、硬度の低下、透明度の低下、表面抵抗の低下など好ましくない影響を及ぼすからである。従って、基体温度は０〜１５０℃、好ましくは室温〜１００℃程度とされる。
【００４１】
よりよい効果を得るためには、更に表面層２０３中に水素原子を含有させる。水素原子を含有させることで効果的に膜中の構造欠陥が補償され、局在準位密度が低減するため、膜の透明性が改善され、表面層中では好ましくない不要の光吸収が抑えられることによって光感度が改善する。また、膜中の水素原子の存在が固体潤滑性に重要な役割を果たしているといわれている。
【００４２】
この水素原子の含有量は炭素原子に対し１０〜６０原子％の範囲の値を取ることができるが、３５〜５５原子％がより望ましい。含有量が３５原子％よりも少ない場合、上記の効果が得られない場合がある。また、５５原子％を越えて含有する場合、ａ−Ｃ：Ｈ膜の硬度が低下し、感光体の表面層として適さなくなる場合がある。
【００４３】
さらに、本発明のａ−Ｃ：Ｈからなる表面層には、必要に応じてハロゲン原子が含まれていても良い。ハロゲン原子の含有量としては全元素に対して５〜５０原子％程度含有することが望ましい。
【００４４】
表面層に含有される水素原子の量を制御するには、例えば、感光体を製造する際の円筒状基体の温度、水素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良い。
【００４５】
表面層の光学的バンドギャップは一般には１．２〜２．２ｅＶ程度の値であれば好適に用いることができ、感度の点からは１．６ｅＶ以上とすることが更に望ましい。表面層の屈折率は１．６〜２．８程度であれば好適に用いられる。
【００４６】
表面層の膜厚は５〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍである。５ｎｍより薄くなると機械的強度に問題が出ることがあり、１０００ｎｍを越えると光感度の点で問題が発生する傾向がある。
【００４７】
感光体の表面層２０３は、上記したように主にａ−Ｃ：Ｈが用いられるが、必要に応じてＳｉを微量添加していても良い。Ｓｉを添加することによって、光学的バンドギャップが広がり、感度の点で好ましい。Ｓｉを含有させるためには、基本的にはＳｉ原子を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスを、炭素原子（Ｃ）を供給するＣ供給用の原料ガスに混合すればよい。
【００４８】
Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10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、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、Ｓｉ2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。
【００４９】
本発明において、感光体の表面層２０３に添加されるＳｉ原子の量は、炭素原子とＳｉ原子の和に対するＳｉ原子の比として、０＜Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｃ）＜１０％が好ましい。Ｓｉ原子の含有量が１０％を越えると、硬度が低下し、筋削れやムラ削れ、キズなどのレベルが悪化する場合がある。
【００５０】
（電子写真感光体の作成方法）
次に、本発明で用いる電子写真感光体の作成方法について説明する。
【００５１】
図３は、本発明の電子写真感光体を作成するための製造装置の一例を模式的に示したものであり、円筒状の電子写真用感光体の作成において、感光体の基体上に堆積膜を作成するのに好適なものである。
【００５２】
図３に示すプラズマＣＶＤ法による堆積膜の製造装置の構成は以下の通りである。この装置は大別すると、堆積装置３１００、原料ガスの供給装置３２００、成膜炉３１１０内を減圧する為の排気装置（図示せず）から構成されている。
【００５３】
堆積装置３１００中の成膜炉３１１０内にはアースに接続された円筒状基体３１１２、円筒状基体の加熱用ヒーター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を介して高周波電源３１２０が接続されている。
【００５４】
原料ガス供給装置３２００は、ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、ＮＯ、Ｂ2Ｈ6、ＣＦ4等の原料ガスボンベ３２２１〜３２２６とバルブ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、各構成ガスのボンベはバルブ３２６０を介して成膜炉３１１０内のガス導入管３１１４に接続されている。
【００５５】
円筒状基体３１１２は導電性受け台３１２３の上に設置されることによってアースに接続される。
【００５６】
以下、図３の装置を用いた感光体の形成方法の手順の一例について説明する。
【００５７】
成膜炉３１１０内に円筒状基体３１１２を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により成膜炉３１１０内を排気する。続いて基体加熱用ヒーター３１１３により円筒状基体３１１２の温度を２００〜４５０℃、より好ましくは２５０〜３５０℃の所望の温度に制御する。次いで、感光体形成用の原料ガスを成膜炉３１１０内に流入させるにはガスボンベのバルブ３２３１〜３２３６、成膜炉のリークバルブ３１１７が閉じられている事を確認し又、流入バルブ３２４１〜３２４６、流出バルブ３２５１〜３２５６、補助バルブ３２６０が開かれている事を確認し、メインバルブ３１１８を開いて成膜炉３１１０及びガス供給配管３１１６を排気する。真空計３１１９の読みが０．６７ｍＰａになった時点で補助バルブ３２６０、流出バルブ３２５１〜３２５６を閉じる。
【００５８】
その後ガスボンベ３２２１〜３２２６より各ガスをバルブ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。
【００５９】
以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体３１１２上に、まず光導電層の形成を行なう。
【００６０】
円筒状基体３１１２が所望の温度になったところで、各流出バルブ３２５１〜３２５６のうちの必要なものと補助バルブ３２６０とを徐々に開き、各ガスボンベ３２２１〜３２２６から所望の原料ガスを、ガス導入管３１１４を介して成膜炉３１１０内に導入する。次に、各マスフローコントローラー３２１１〜３２１６によって、各原料ガスが所望の流量になる様に調整する。その際、成膜炉３１１０内が１３．３〜１３３０Ｐａの所望の圧力になる様に、真空計３１１９を見ながらメインバルブ３１１８の開口を調整する。内圧が安定したところで、高周波電源３１２０を所望の電力に設定して、例えば、周波数１〜５０ＭＨｚ、好ましくは１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、高周波マッチングボックス３１１５を通じてカソード電極３１１１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成膜炉３１１０内に導入させた各原料ガスが分解され、円筒状基体３１１２上に所望のＳｉ原子を主成分とする光導電層が堆積される。所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、各流出バルブ３２５１〜３２５６を閉じて成膜炉３１１０への各原料ガスの流入を止め、光導電層の形成を終える。光導電層の組成や膜厚は公知のものを使用することができる。
【００６１】
上記光導電層に加えてバッファ層を形成する場合も基本的には上記の操作を繰り返せばよい。
【００６２】
表面層の成膜は原料ガスにＣＨ4、Ｃ2Ｈ6などの炭化水素ガス、必要に応じてＨ2など希釈ガスを用いる以外は基本的に光導電層の成膜に準じるが、ａ−Ｃ：Ｈ表面層の場合、基体温度はおおむね室温〜２００℃程度で行なう。
【００６３】
以上で、本発明に使用する電子写真感光体が作成される。
【００６４】
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３１１１内、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、流出バルブ３２５１〜３２５６を閉じ、補助バルブ３２６０を開き、さらにメインバルブ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。
【００６５】
また、膜形成の均一化を図るため、膜形成を行なっている間は、円筒状基体３１１２を駆動装置（図示せず）によって所定の速度で回転させてもよい。
【００６６】
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００６７】
使用される高周波電源は、発振周波数が１ＭＨｚから４５０ＭＨｚであれば何でも使用することができる。又、出力は１０Ｗから５０００Ｗ以上まで、装置に適した電力を発生することができればいかなる出力のものでも好適に使用できる。更に、高周波電源の出力変動率はいかなる値であってもよい。
【００６８】
使用される整合回路は高周波電源と負荷の整合を取ることができるものであればいかなる構成のものでも好適に使用できる。又、整合を取る方法としては、自動的に調整されるものが製造時の煩雑さを避けるために好適であるが、手動で調整されるものであっても本発明の効果に全く影響はない。又、整合回路が配置される位置に関しては整合が取れる範囲においてどこに設置してもなんら問題はないが、整合回路からカソード電極間の配線のインダクタンスをできるだけ小さくするような配置とした方が広い負荷条件で整合を取ることが可能になるため望ましい。
【００６９】
カソード電極、アノード電極の材質としては銅、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中の２種以上の複合材料などが好適に用いられる。又、形状は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形形状を用いても良い。カソード電極は必要に応じて冷却手段を設けても良い。具体的な冷却手段としては、水、空気、液体チッ素、ペルチェ素子などによる冷却が必要に応じて用いられる。
【００７０】
次に、本発明の電子写真装置の画像形成プロセスについて説明する。
【００７１】
本発明で、上記した電子写真感光体への帯電工程は、帯電粒子を使用する帯電方式、すなわち、磁気ブラシ帯電方式、帯電粒子を有するローラー帯電方式等が採用される。ここで、用いられる帯電方式により上記した電子写真感光体の凝着磨耗領域にある帯電粒子の粒径が異なってくる。
【００７２】
（磁気ブラシ帯電方式）
第４図は、接触帯電器として磁気ブラシを用いた場合の画像形成装置の模式図である。
【００７３】
磁気ブラシ帯電器では、磁性体からなる芯金４０１とその周りに磁性粒子で構成された磁気ブラシ層４０２からなる。芯金４０１は電源４０４に接続され、感光体４０３と接触することにより帯電を行う。４０６は現像器、４０７はクリーナーである。
【００７４】
芯金４０１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ている。芯金４０１には電圧印加手段４０４が接続され、直流電圧Ｖｄｃ、あるいは交流を重乗した電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃが芯金４０１を経由し、磁性粒子４０２に印加されて、感光体４０３の表面との接触部位から電荷を直接注入し、均一に帯電させる。
【００７５】
磁気ブラシ帯電器は感光体４０３の回転方向Ｘに対して適宜な相対速度で回転、移動する。あるいは振動していてもよい。
【００７６】
本発明においては、磁性粒子の体積平均粒径は、ａ−Ｃ：Ｈ表面層が凝着摩耗領域になるように選択される。凝着摩耗領域かどうかを知るためには、磁性粒子の体積平均粒径を変化させて、それぞれについてａ−Ｃ：Ｈ表面層の摩耗量を測定する。その関係をグラフにプロットしたときに、磁性粒子の体積平均粒径の変化に対して、摩耗量が実質的に変化しない領域が本発明で言うところの凝着摩耗領域である（図１の▲１▼の領域）。磁性粒子の体積平均粒径をこの範囲に制御することによって、筋削れやムラ削れを防止でき、更に、異物を噛み込んだ際の深いキズを防止することができる。
【００７７】
磁性粒子の体積平均粒径を上記の範囲に収めた上で、更に好ましくは、磁性粒子の体積平均粒径は１０〜５０μｍが好ましい。１０μｍより小さいと、感光体への磁気ブラシの付着が生じやすく、また磁気ブラシとした時の磁性粒子の搬送性に劣る。５０μｍを越えると磁性粒子と感光体との接触点が減少し注入帯電方法の帯電一様性が劣化する傾向にある。さらに好ましい範囲は１５〜３０μｍである。
【００７８】
また、磁気ブラシと感光体の相対速度は５０〜４００％が好ましい。相対速度が５０％を下回ると、画像上に掃き目ムラが発生する場合がある。また、相対速度が４００％を越えると、磁気ブラシの磁性粒子が漏れやすくなり、また、感光体の摩耗が多くなる場合がある。
【００７９】
本発明において磁性粒子の体積平均径及び粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ（日本電子製）に乾式分散ユニットＲＯＤＯＳ（日本電子製）を組み合わせて用い、レンズ焦点距離２００ｍｍ，分散圧３．０Ｂａｒ、測定時間１〜２秒の測定条件で粒径０．５〜３５０μｍの範囲を３１チャンネルに分割して測定し、体積分布の５０％粒径（メジアン径）を体積平均径として求めると共に、体積基準の頻度分布から各粒径範囲の粒子の体積％を求めた。
【００８０】
本発明において粒度分布の測定に用いるレーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳは、フランホーファ回折原理を用いて測定を行う装置である。この測定原理を簡単に説明すれば、レーザー光源から測定粒子にレーザービームを照射すると、回折像がレーザー光源の反対側のレンズの焦点面にでき、その回折像を検出器によって検出して演算処理することにより、測定粒子の粒度分布を算出するものである。
【００８１】
本発明に用いられる磁性粒子は、体積抵抗が、１×１０4〜１×１０9Ωｃｍであることが好ましい。１×１０4Ωｃｍより低いと、ピンホールリークを起こす傾向にあり、１×１０9Ωｃｍを越えると、感光体の帯電が不十分となりやすい。磁性粒子漏れという意味では、帯電用磁性粒子の抵抗値は、１×１０5Ωｃｍ以上が更に好ましく用いられる。
【００８２】
更に、本発明の好ましい抵抗分布は、比較的粒径の小さい粒子と、比較的粒径の大きな粒子の抵抗差が小さいことである。
【００８３】
本発明の磁性粒子は、フェライト、マグネタイトの如き導電性金属の単一あるいは混晶の種々の材料が使用可能である。他に導電性及び磁性を有する微粒子をバインダーポリマーと混練し、粒状に成型することによって得られた導電性及び磁性を有する微粒子がバインダーポリマー中に分散された粒子や、上記の導電性磁性粒子を更に樹脂でコートする構成もとることができる。これらの構成の中でもフェライト粒子が好ましく用いられる。フェライトの組成としては、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、鉄、リチウム、ストロンチウム、バリウム等の金属元素を少なくとも１つ含むものが好適に使用される。
【００８４】
磁性粒子の飽和磁化は、１５〜７０Ａｍ2／ｋｇであることが好ましい。飽和磁化が７０Ａｍ2／ｋｇを超える場合には、磁気拘束力が大きくなり、磁気ブラシの穂が硬くなり自由な動きができず感光ドラムとの接触性が低下し帯電不良になったり、穂が硬いために感光ドラムを摩耗したりする傾向がある。飽和磁化が１５Ａｍ2／ｋｇ未満の場合には、磁気拘束力が小さくなり、磁性粒子が感光ドラムに転移したまま磁気ブラシにもどらなくなり粒子の減少による、帯電劣化や、現像、転写、定着、工程に悪影響を与えてしまったりする。
【００８５】
本発明において飽和磁化の測定は、振動磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−１５（東英工業製）により、１キロエルステッド（７９Ａ／ｍ）下において行ない、その磁化量を飽和磁化とした。
【００８６】
本発明の磁性粒子は，抵抗調整やトナーに対する摩擦帯電極性を制御する等を行う目的で表面処理した形態が好ましい。この表面処理形態は、磁性粒子の表面を蒸着膜、樹脂膜、導電性樹脂膜、導電剤を分散した樹脂膜、カップリング剤等でコートしたものである。
【００８７】
この表面層は必ずしも磁性粒子を完全に被覆する必要は無く、本発明の効果が得られる範囲で磁性粒子が露出していても良い。つまり表面層が不連続に形成されていても良い。
【００８８】
結着樹脂としては、スチレン、クロルスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体などが挙げられ、特に磁性粒子の分散性やコート層としての成膜性、生産性という点などから、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられる。
【００８９】
さらに、結着樹脂として、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド等が用いうる。
【００９０】
ここで、フッ素樹脂としては、例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフロオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレンなど、さらにフッ素含有モノマーに他のモノマーが共重合した溶媒可溶の共重合体が挙げられる。
【００９１】
結着樹脂に導電剤を分散しておくことが好ましく、その導電剤としては、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀等の金属あるいは酸化鉄、フェライト、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化チタン等の金属酸化物更にはカーボンブラック等の電子伝導性の導電紛が挙げられ、さらにイオン導電剤として、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００９２】
また、磁性粒子はその表面をカップリング剤で処理しておくことができる。カップリング剤としては、イソプロポキシトリイソステアロイルチタネート、ジヒドロキシビス（ラクタート）チタン、ジイソプロポキシビス（アセチルアセナート）チタン等のチタネート系；アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系；ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルジメチルメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン等のシラン系のカップリング剤等が挙げられ、適宜アミノ基やフッ素などの様々な官能基を導入してもよい。カップリング剤の場合、極薄い被膜（分子レベルで）を磁性粒子表面に形成するので、磁性粒子の抵抗値に与える影響が少なく、磁性粒子であるコアの抵抗さえ調整すれば、被覆層への抵抗調整の処理は行わなくても構わない。
【００９３】
（帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電方式）
第５図は、接触帯電器として帯電粒子を介在させた弾性ローラーを用いた場合の画像形成装置の模式図である。
【００９４】
帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電器は、導電部材からなる芯金５０１の上にスポンジローラーなどの多孔体表面を有する弾性体である帯電部材５０２を設け、さらにその表面に導電性微粉体の帯電粒子５０５を付着させた帯電装置である。弾性体の帯電部材５０２と感光体５０３の間に帯電粒子５０５が介在することにより、接触状態を向上させ、帯電電荷の注入性を改善した帯電方式である。
【００９５】
芯金５０１には電圧印加手段５０４が接続され、直流電圧Ｖｄｃが芯金５０１を経由し、帯電部材５０２に印加されて、感光体５０３の表面との接触部位の間に介在した帯電粒子５０５を介して電荷を直接注入し、均一に帯電させる。
【００９６】
弾性ローラー帯電器は感光体５０３の回転方向Ｘに対して適宜な相対速度で回転、移動する。あるいは振動していてもよい。
【００９７】
なお、この模式図では、クリーナーレスの画像形成装置を示している。帯電、露光により形成された潜像は現像器５０６で顕像化され、転写材に不図示の転写手段で転写される。その際に感光体上に残留した転写残トナーは弾性ローラー帯電器で帯電された後現像器に再び到達し、そこで現像と同時に回収が行われる。この模式図では、帯電部材５０２と感光体５０３の間に介在する帯電粒子５０５はトナーに外添され、感光体５０３表面に残留した帯電粒子５０５が帯電器に到達し、補給が行われる。
【００９８】
第６図は第５図と同様の帯電装置に、更に帯電粒子６０５を供給する帯電粒子補給手段６０７を帯電部材６０２上部に設けている。
【００９９】
帯電粒子５０５、６０５の抵抗は、１×１０9Ω・ｃｍ以下である。抵抗が、１×１０9Ω・ｃｍよりも大きいと帯電粒子を帯電部材と電子写真感光体との当接部あるいはその近傍の帯電領域に介在させ、接触帯電部材の帯電粒子を介しての電子写真感光体への緻密な接触性を維持させても、良好な帯電性を得るための帯電促進効果が得られないことがある。
【０１００】
一方、帯電粒子５０５、６０５の抵抗が、１×１０-1Ω・ｃｍ以上であることが、帯電粒子が帯電し、感光体の均一な帯電を促進するために好ましい。
【０１０１】
本発明においては、帯電粒子５０５、６０５の体積平均粒径は、ａ−Ｃ：Ｈ表面層が凝着摩耗領域になるように選択される。凝着摩耗領域かどうかを知るためには、帯電粒子の体積平均粒径を変化させて、それぞれについてａ−Ｃ：Ｈ表面層の摩耗量を測定する。その関係をグラフにプロットしたときに、帯電粒子の体積平均粒径の変化に対して、摩耗量が実質的に変化しない領域が本発明で言うところの凝着摩耗領域である（図１の▲１▼の領域）。帯電粒子の体積平均粒径をこの範囲に制御することによって、筋削れやムラ削れを防止でき、更に、異物を噛み込んだ際の深いキズを防止することができる。
【０１０２】
帯電粒子５０５、６０５の体積平均粒径を上記の範囲に収めた上で、更に好ましくは、帯電粒子５０５、６０５の体積平均粒子径は０．５〜１０μｍとするとよい。帯電粒子の粒径が小さいと、現像性の低下を防ぐために帯電粒子のトナー全体に対する含有量を小さく設定しなければならない。この観点から、帯電粒子の粒径は好ましくは０．８μｍ以上、更に好ましくは１．１μｍ以上が良い。また、帯電粒子の粒径が１０μｍよりも大きいと、帯電部材から脱落した帯電粒子は静電潜像を書き込む露光光を遮蔽あるいは拡散し、静電潜像の欠陥を生じ画像品位を低下させる。
【０１０３】
また、弾性ローラーと感光体の相対速度は５０〜４００％が好ましい。相対速度が５０％を下回ると、画像上に接触ムラ（掃きムラ）が発生する場合がある。また、相対速度が４００％を越えると、感光体の摩耗が多くなる場合がある。
【０１０４】
また、帯電粒子５０５、６０５は、透明、白色あるいは淡色の微粉体であることが、転写材上に転写される帯電粒子がカブリとして目立たないため好ましい。潜像形成工程における露光光の妨げとならない意味でも帯電粒子は、透明、白色あるいは淡色の微粉体であることがよく、より好ましくは、帯電粒子の露光光に対する透過率が３０％以上であることが良い。
【０１０５】
本発明における帯電粒子５０５、６０５の材料としては、例えばカーボンブラック、グラファイトなどの炭素微粉末；銅、金、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属微粉末；酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化タングステンなどの金属酸化物；硫化モリブデン、硫化カドミウム、チタン酸カリなどの金属化合物、あるいはこれらの複合酸化物などが必要に応じて粒度及び粒度分布を調整することで使用できる。これらの中でも酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の無機酸化物微粉末が特に好ましい。
【０１０６】
また、帯電粒子として、導電性を制御する等の目的で、アンチモン、アルミニウムなどの元素をドープした金属酸化物、導電性材料を表面に有する微粒子なども使用できる。例えば、酸化スズ・アンチモンで表面処理された酸化チタン微粒子、アンチモンがドープされた酸化第二スズ微粒子、あるいは酸化第二スズ微粒子などである。
【０１０７】
（画像形成装置）
第７図は本発明を効果的に実施できる画像形成装置の画像形成プロセスの一例を示す概略図である。
【０１０８】
電子写真感光体７０１は表面がａ−Ｃ：Ｈ表面層からなり、矢印方向Ｘに回転する。電子写真感光体７０１の周辺には、帯電粒子の体積平均粒径が凝着磨耗領域を満足するように調整された磁気ブラシ帯電器あるいは帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電器７０２、静電潜像形成部位７０３、現像器７０４、転写紙供給系７０５、転写ローラー７０６、クリーナー７０７、搬送系７０８、除電光源７０９等が配設されている。
【０１０９】
以下、さらに具体的に画像形成プロセスを説明する。感光体７０１はＤＣあるいはＤＣ＋ＡＣの帯電電圧を印加した磁気ブラシ帯電器あるいは帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電器７０２により一様に帯電される。これに、スキャナーで読み込んだ画像情報やコンピューターから入力された画像情報によって駆動される半導体レーザー７１０から発されたレーザー光がポリゴンミラー７１３で反射し、レンズユニット７１７のレンズ７１８によって結像され、ミラー７１６を経由し、感光体７０１上に導かれて投影され、静電潜像が形成される。この潜像に現像器７０４からトナーが供給されてトナー像が形成される。
【０１１０】
一方、転写紙供給系７０５を通って、レジストローラー７２２によって先端タイミングが調整され、感光体７０１方向に供給される転写材Ｐは高電圧を印加した転写ローラー７０６と感光体７０１の間隙において背面から、トナーとは逆極性の電界が与えられ、これによって感光体表面のトナー像は転写材Ｐに転写する。次いで、転写材Ｐは転写搬送系７０８を通って定着装置７２４に至り、トナー像が定着されて装置外に搬出される。
【０１１１】
感光体７０１上に残留するトナーはクリーニングユニットのマグネットローラー７０７及びクリーニングブレード７２１によって回収され、残留する静電潜像は除電光源７０９によって消去される。なお、帯電方式によっては、クリーニングユニットをなくし、クリーナーレスの構成としても良い。
【０１１２】
（ドラム摩耗量測定法）
接触帯電装置では磁気ブラシや帯電粒子などが接触した跡が画像上に現れる「掃きムラ」を防止するため、接触帯電部材とａ−Ｓｉ感光体との相対速度をかなり上げて摺擦を行う必要がある。この場合、例え硬度の高いａ−Ｃ：Ｈ表面層を持ったａ−Ｓｉ感光体といえども、長期に渡る使用においては感光体の表面が削れてしまう場合がある。本発明では、こうした電子写真装置における感光体の表面層の削れを摩耗（摩耗量）と呼ぶ。
【０１１３】
この摩耗量は、感光体を摩耗試験機に設置し、表面層の摩耗量を求める。摩耗試験機は、キヤノン製複写機ＮＰ−６５５０を接触耐電方式に改造を施し、プロセススピードを上げることで加速試験が行えるようにしたものである。評価は、Ａ４版の連続通紙耐久相当で２万枚の通紙耐久を行った。
【０１１４】
表面層の摩耗量は、あらかじめ表面層の膜厚を反射分光式干渉計により測定しておき、耐久後に再度測定した値の差から算出したものである。
【０１１５】
【実施例】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【０１１６】
実施例１
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、表面層を表１の条件にて順次積層し、電子写真感光体を作成した。
【０１１７】
【表１】
2004212480.tif 000003
【０１１８】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体を図４に示した磁気ブラシ帯電器を用いた図７の電子写真装置にセットした。この際のプロセススピードは５０ｍｍ／ｓ、感光体と磁気ブラシの相対速度は逆方向１００％とした。
【０１１９】
なお、本実施例の磁気ブラシ帯電器で使用する磁性粒子は以下の手順で作成した。
【０１２０】
Ｆｅ2Ｏ3５０モル％、ＣｕＯ２５モル％、ＺｎＯ２５モル％にリンを０．０５質量％添加し、分散剤および結着剤と水を加えボールミルにて分散混合し、スプレードライヤーにより造粒成形を行った。次いで、１１５０℃で６時間焼成を行なった。焼成物を解粉した後、分級（ディスパージョンセパレータ）し、体積平均径５〜５０μｍである９種類の球状のフェライト粒子に分級した。
【０１２１】
上記の各々の磁性粒子１００質量部に対してチタンカップリング剤（イソプロポキシトリイソステアロイルチタネート）０．１０質量部を、トルエン溶媒下に混合した後、湿式コートし、電気オーブン中１７０℃でキュアした。この磁性粒子の体積抵抗値は３．５×１０7Ωｃｍであった。
【０１２２】
このようにして得られた磁性粒子を用いて、磁性粒子の体積平均粒径に対する削れ量を上述のドラムの摩耗量測定法で測定し、グラフにプロットした。その結果を図８に示す。この結果から、磁性粒子の体積平均粒径が２５μｍ以下であれば、凝着摩耗領域に入ることが判明した。
【０１２３】
そこで、本実施例においては表１の手順で作成した感光体を４本用意し、１０〜２５μｍの磁性粒子を用い（感光体１Ａ〜１Ｄ）、以下の評価を行った。
【０１２４】
（ムラ削れ）
電子写真装置（キヤノン社製、ＮＰ−６５５０）を接触帯電器用に改造した実験用マシンに電子写真感光体を設置し、１０万枚の通紙耐久を行った。耐久前後の感光体について、表面層膜厚を反射分光式干渉計により測定した。測定は、軸方向に１ｃｍ刻みで行い、軸方向の膜厚分布を比較し、ムラ削れの有無を評価した。さらに目視で表面を観察し、筋削れの有無を、下記により評価した。
◎：感光体の全面に渡って、ムラ削れや筋削れは観察されず、非常に良好。
○：表面の一部に筋削れが見られるが、ムラ削れはなく、良好。
△：感光体の一部に筋削れと共にムラ削れが見られる。
×：感光体の全体にムラ削れ、筋削れが見られる。
【０１２５】
（ハーフトーンムラ）
ハーフトーンチャートをコピーし、この画像の画像濃度を感光体の軸方向に１ｃｍ刻みで測定し、評価した。但し、画像濃度の測定は、画像濃度計（Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ９１４）を用いて測定した。評価基準は次の通りである。
◎：濃度のばらつきが１０％未満で非常に良好。
○：濃度のばらつきが１０％以上１５％未満で良好。
△：濃度のばらつきが１５％以上２０％未満であるが、実用上、問題なし。
×：濃度のばらつきが２０％以上で、実用上、問題となる場合がある。
【０１２６】
（キズ促進試験）
トナーに平均直径５．０μｍのセラミックビーズを０．１％（体積比）混入し、５万枚の通紙耐久試験を行った。実験では、１万枚耐久ごとに、ベタ黒画像をサンプリングし、傷が見られるかチェックを行った。同時に感光体表面の観察を行い、目視でキズが入っていないか確認した。キズ評価については下記の通りである。
◎：５万枚耐久後も感光体表面、画像共、キズは観察されず、非常に良好。
○：５万枚耐久後、感光体表面に僅かにキズが観察されたが、画像には出ず、良好。
△：３万枚耐久で、僅かに画像に現れる傷が入った。
×：１万枚耐久で、画像に現れる傷が入った。
【０１２７】
（画像のガサツキ）
上記の１０万枚通紙耐久終了後、人物画像のサンプルチャートをコピーし、得られた複写画像を目視および１０倍ルーペで点検した。そして、次の基準を設けて４段階に評価した。
◎：１０倍のルーペで観察してもガサツキはなく、非常に良好。
○：１０倍のルーペで僅かにガサツキが観察されるが目視では見えず、良好。
△：目視で僅かにガサツキが見られる部分もあるが、実用上、問題ない。
×：目視でガサツキが見られ、実用上、問題となる場合がある。
【０１２８】
こうして得られた評価結果を表２に示した。
【０１２９】
比較例１
実施例１と同様の感光体を同様の手順で５本用意し、１Ｅ〜１Ｉとした。そして、磁性粒子の体積平均粒径が３０〜５０μｍのものを用いて、実施例１と同様の評価を行った。
【０１３０】
得られた結果を、実施例１と併せて表２に示す。
【０１３１】
【表２】
2004212480.tif 000004
【０１３２】
表２の結果から、凝着摩耗領域になるように用いる磁性粒子の体積平均粒径を選択すれば、ムラ削れのレベル、ハーフトーンムラ、キズに対する耐性、全てにおいて良好な結果が得られることが判明した。
【０１３３】
実施例２
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を表３の条件にて順次積層し、電子写真感光体を作成した。
【０１３４】
【表３】
2004212480.tif 000005
【０１３５】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体を図４に示した磁気ブラシ帯電器を用いた図７の電子写真装置にセットした。なお、本実施例の磁気ブラシ帯電器で使用する磁性粒子は実施例１と同様の手順で作成した、体積平均粒径が５〜５０μｍである球状のフェライト粒子を用いた。
【０１３６】
この際のプロセススピードは４００ｍｍ／ｓ、感光体と磁気ブラシの相対速度は順逆０〜４００％とした。
【０１３７】
それぞれの相対速度ごとに磁性粒子の体積平均粒径を変化させ、凝着摩耗領域になる磁性粒子の堆積平均粒径を調べた。その結果、表４の結果が得られた。
【０１３８】
【表４】
2004212480.tif 000006
【０１３９】
いずれの相対速度であっても、用いる磁性粒子の体積平均粒径を１５μｍ以下とすることで凝着摩耗領域になることが分かる。従って、以下の評価には、全て体積平均粒径１５μｍの磁性粒子を用いて行った。
【０１４０】
ムラ削れの評価、摩耗量、キズ促進試験、画像のガサツキについては実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。
【０１４１】
【表５】
2004212480.tif 000007
【０１４２】
表５の結果から分かるように、磁性粒子を凝着摩耗領域にあるもの用いることによって、ムラ削れ、ハーフトーンムラ、キズ耐性が高まり、更に、磁気ブラシの相対速度を５０〜４００％の範囲とすることで、更にガサツキもきわめて少ない、良好な画像が得られることが分かる。
【０１４３】
実施例３
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を表６の条件にて順次積層し、電子写真感光体を作成した。本発明においては表面層にＳｉＨ4を添加し、Ｓｉ微量添加ａ−Ｃ：Ｈ膜を表面層として用いた。添加するＳｉＨ4を変化させた感光体３Ａ〜３Ｆを作成した。各感光体は、下記の評価を行った後、ＸＰＳ分析により表面層中のＳｉ含有量を分析した。
【０１４４】
【表６】
2004212480.tif 000008
【０１４５】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体を第４図に示した磁気ブラシ帯電器を用いた第７図の電子写真装置にセットした。この際のプロセススピードは１０００ｍｍ／ｓ、感光体と磁気ブラシの相対速度は順方向５０％とした。なお、本実施例の磁気ブラシ帯電器で使用する磁性粒子は実施例１と同様の手順で作成した、体積平均径が５〜５０μｍである球状のフェライト粒子を用いた。
【０１４６】
Ｓｉの含有量を変えた表面層ごとに磁性粒子の体積平均径を変化させ、凝着摩耗領域を調べた。その結果、表７の結果が得られた。
【０１４７】
【表７】
2004212480.tif 000009
【０１４８】
上記の結果から、凝着摩耗領域になる磁性粒子の体積平均粒径を選択し、ムラ削れの評価、摩耗量、キズ促進試験、画像のガサツキについて、実施例１と同様に行い、さらに、感度について、以下のように評価した。
【０１４９】
（感度）
電子写真感光体を、一定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちにフィルターを用いて６００ｎｍ以上の波長域の光を除いたハロゲンランプ光を照射し、電子写真感光体の明部表面電位が所定の値になるように光量を調整する。このときに必要な光量をハロゲンランプ光源の点灯電圧から換算する。この手順で電子写真感光体の感度を測定し、評価する。評価基準は、ＳｉＨ4を添加していない３Ａの感光体を基準として相対評価した。
◎：感光体３Ａと比べて２０％以上の感度の改善が見られ、非常に良好。
○：感光体３Ａと比べて１０％以上の感度の改善が見られ、良好。
△：感光体３Ａと同等レベルであり、実用上問題無し。
×：感光体３Ａより感度が劣っている。
【０１５０】
結果を表８に示す。
【０１５１】
【表８】
2004212480.tif 000010
【０１５２】
表８の結果から、本発明においては、表面層にＳｉを１０％未満含有させることで、ムラ削れなどを悪化させずに感度が改善されることが分かる。
【０１５３】
実施例４
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、表面層を表９の条件にて順次積層し、電子写真感光体（４Ａ〜４Ｆ）を作成した。
【０１５４】
【表９】
2004212480.tif 000011
【０１５５】
本実施例では、図５に示した帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電方式を用いた電子写真装置に感光体をセットし、評価を行った。この電子写真装置では、トナーに帯電粒子を混合し、現像、転写後に感光体表面に残留した帯電粒子が弾性ローラー帯電器まで到達することによって供給される仕組みである。
【０１５６】
なお、本実施例の弾性ローラー帯電器で使用する帯電粒子は一次粒子径０．１〜０．３μｍの酸化亜鉛一次粒子を圧力により造粒して得られた抵抗１５００Ω・ｃｍ、透過率３５％の粒子である。この粒子を風力分級して、体積平均粒径が０．５〜１０μｍである１１種類の微粉体を作成し、トナーと混合した。
【０１５７】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体とトナーは図５に示した帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電器を用いた図７の画像形成装置（但し、クリーニングユニット７０７は無し）にセットした。プロセススピードは２００ｍｍ／ｓ、感光体と弾性ローラー帯電器の相対速度は逆方向１００％とした。
【０１５８】
本実施例では、まず、帯電粒子の体積平均粒径に対する削れ量を前述のドラムの摩耗量測定法で測定し、グラフにプロットした。その結果を図９に示す。この結果から、帯電粒子の体積平均粒径が５μｍ以下であれば、凝着摩耗領域に入ることが判明した。
【０１５９】
そこで、本実施例においては表１の手順で作成した感光体を６本用意し、０．５〜５μｍの帯電粒子を用いてムラ削れの評価、ハーフトーンムラ、キズ促進試験、画像のガサツキの評価を実施例１と同様に行った。
【０１６０】
こうして得られた評価結果を表１０に示した。
【０１６１】
比較例２
実施例４と同様の感光体を同様の手順で５本用意し、４Ｇ〜４Ｋとした。そして、帯電粒子として、その体積平均粒径５〜１０μｍのものを用いて、実施例４と同様の評価を行った。
【０１６２】
得られた結果を、実施例４と合わせて表１０に示す。
【０１６３】
【表１０】
2004212480.tif 000012
【０１６４】
表１０の結果から、凝着摩耗領域になるように導電性微粉体の体積平均粒径を選択すれば、ムラ削れのレベル、ハーフトーンムラ、キズに対する耐性、全てにおいて良好な結果が得られることが判明した。
【０１６５】
実施例５
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を表１１の条件にて順次積層し、電子写真感光体を作成した。
【０１６６】
【表１１】
2004212480.tif 000013
【０１６７】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体を第５図に示した帯電粒子を介在させた弾性ローラー帯電方式を用いた第７図の電子写真装置（但し、クリーニングユニット７０７は無し）にセットした。なお、本実施例の弾性ローラー帯電器で使用する帯電粒子は実施例４と同様の手順で作成した、体積平均径０．５〜１０μｍの粒子を用いた。
【０１６８】
この際のプロセススピードは５００ｍｍ／ｓ、感光体と弾性ローラーの相対速度は０〜４００％とした。
【０１６９】
それぞれの相対速度ごとに帯電粒子の体積平均径を変化させ、凝着摩耗領域に入る帯電粒子の体積平均粒径を調べた。その結果、表１２の結果が得られた。
【０１７０】
【表１２】
2004212480.tif 000014
【０１７１】
いずれの相対速度であっても、帯電粒子の体積平均粒径を２μｍ以下とすることで凝着摩耗領域になることが分かる。従って、以下の評価には、全て体積平均粒径２μｍの帯電粒子を用いて行った。
【０１７２】
ムラ削れの評価、摩耗量、キズ促進試験、画像のガサツキについて、実施例４と同様に評価した。結果を表１３に示す。
【０１７３】
【表１３】
2004212480.tif 000015
【０１７４】
表１３の結果から分かるように、体積平均粒径が凝着摩耗領域に入る帯電粒子を用いることによって、ムラ削れ、ハーフトーンムラ、キズ耐性が高まり、更に、弾性ローラーの相対速度を５０〜４００％の範囲とすることで、更にガサツキもきわめて少ない、良好な画像が得られることが分かる。
【０１７５】
実施例６
図３に示した堆積膜形成装置を用い、円筒状基体に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を表１４、１５の条件にて順次積層し、電子写真感光体を作成した。本発明においては表面層にＳｉＨ4を添加し、Ｓｉ微量添加ａ−Ｃ：Ｈ膜を表面層として用いた。添加するＳｉＨ4を変化させた感光体６Ａ〜６Ｆを作成した。各感光体は、下記の評価を行った後、ＸＰＳ分析により表面層中のＳｉ含有量を分析した。
【０１７６】
【表１４】
2004212480.tif 000016
【０１７７】
以上の手順で作成したａ−Ｓｉ感光体を図６に示した弾性ローラー帯電方式を用いた第７図の電子写真装置にセットした。この際のプロセススピードは８００ｍｍ／ｓ、感光体と弾性ローラーの相対速度は順方向１２０％とした。なお、本実施例の弾性ローラー帯電器で使用する帯電粒子は実施例４と同様の手順で作成した、体積平均径０．５〜１０μｍのものを用いた。
【０１７８】
Ｓｉの含有量を変えた表面層ごとに帯電粒子の体積平均径を変化させ、凝着摩耗領域を調べた。その結果、表１５の結果が得られた。
【０１７９】
【表１５】
2004212480.tif 000017
【０１８０】
上記の結果から、凝着摩耗領域になる帯電粒子の体積平均粒径を選択し、ムラ削れの評価、摩耗量、キズ促進試験、画像のガサツキ感度について、実施例４と同様に評価した。
【０１８１】
結果を表１６に示す。
【表１６】
2004212480.tif 000018
【０１８２】
表１６の結果から、本発明においては、表面層にＳｉを１０％未満含有させることで、ムラ削れなどを悪化させずに感度が改善されることが分かる。
【０１８３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の画像形成方法によれば、介在させる帯電粒子としてその粒径がａ−Ｃ：Ｈからなる表面層が凝着摩耗の領域となる範囲のものを用い、画像形成を行うことで、融着、ムラ削れを起こしにくくなり、さらに、感光体表面に紙紛やごみ等のトナー以外の異物が付着した場合においても、電子写真プロセスにおいて感光体表面に傷がつきにくい。この結果、良好な画像を提供できる。
【０１８４】
本発明の実施様態の例を以下に列挙する。
〔実施様態１〕  円筒状基体上に、光導電層と、少なくとも炭素および水素を含む非単結晶材料からなる表面層とを有する電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、像露光を行うことにより電子写真感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程と、電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化し、トナー像を形成させる現像工程と、トナー像を転写材に転写させる転写工程とを有する画像形成方法において、帯電工程が、帯電粒子を用いた接触帯電方式であり、接触帯電に用いられる帯電粒子が、電子写真感光体の表面層の摩耗量と帯電粒子の体積平均粒径と実質的に相関を持たない領域（擬着磨耗領域）にある粒径を有することを特徴とする画像形成方法。
〔実施様態２〕  接触帯電方式が、帯電粒子として磁性粒子を用い、磁性粒子を磁気拘束することによって形成される磁気ブラシを電子写真感光体の表面に当接させ電圧を印加することにより帯電させる磁気ブラシ方式によるものである実施様態１に記載の画像形成方法。
〔実施様態３〕  接触帯電方式が、導電性微粉体からなる帯電粒子とこの帯電粒子を表面に担持する帯電部材とを有し、帯電粒子が電子写真感光体と当接部を形成し、帯電部材に電圧を印加することによって、電子写真感光体を帯電させる方式である実施様態１に記載の画像形成方法。
〔実施様態４〕  帯電粒子を表面に担持する帯電部材が導電性ローラーである実施様態３に記載の画像形成方法。
〔実施様態５〕  電子写真感光体の表面層が、炭素原子を母材とし、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対するシリコン原子（Ｓｉ）の比が０＜Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｃ）＜１０原子％であるＳｉ微量添加炭素膜である実施様態１〜４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
〔実施様態６〕  電子写真感光体の表面層が、更にハロゲンを含む実施様態５に記載の画像形成方法。
〔実施様態７〕  電子写真感光体の光導電層が、Ｓｉを母材とし、少なくとも水素またはハロゲンを含む非単結晶材料からなる実施様態１に記載の画像形成方法。
〔実施様態８〕  磁性粒子が、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、鉄、リチウム、ストロンチウム、バリウムの少なくとも一つの金属元素を含む、体積平均粒径が１０〜５０μｍであるフェライト粒子である実施様態２に記載の画像形成方法。
〔実施様態９〕  電子写真感光体の表面の移動速度に基づくプロセススピードが５０〜１０００ｍｍ／ｓｅｃである実施様態１〜８のいずれか１項に記載の画像形成方法。
〔実施様態１０〕  磁気ブラシと感光体との相対速度が５０〜４００％となるように磁気ブラシを回転させながら電子写真感光体を帯電させる実施様態２に記載の画像形成方法。
〔実施様態１１〕  帯電粒子が、炭素微粉末、金属微粉末、金属酸化物、硫化モリブデン、硫化カドミウム、チタン酸カリ及びこれらの複合物から選ばれ、かつ、体積平均粒径が０．５〜１０μｍである実施様態３に記載の画像形成方法。
〔実施様態１２〕  帯電部材が多孔体表面を有する弾性体である実施様態３に記載の画像形成方法。
〔実施様態１３〕  帯電部材と感光体との相対速度が５０〜４００％となるように帯電部材を回転させながら帯電させる実施様態３に記載の画像形成方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凝着摩耗領域を説明するグラフである。
【図２】本発明で用いる感光体の構成の一例を示す側断面図である。
【図３】本発明の感光体を作成するための製造装置の一例を示した模式図である。
【図４】本発明の画像形成装置に用いられる磁気ブラシ帯電装置の一例の模式的図である。
【図５】本発明の画像形成装置に用いられる帯電粒子を介した弾性ローラー帯電装置の一例の模式的図である。
【図６】本発明の画像形成装置に用いられる帯電粒子を介した弾性ローラー帯電装置の別の例の模式的図である。
【図７】画像形成プロセスの一例を説明する為の電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施例１における磁性粒子の体積平均粒径と摩耗量の相関グラフである。
【図９】本発明の実施例４における帯電粒子の体積平均粒径と摩耗量の相関グラフである。
【符号の説明】
２０１                        円筒状基体
２０２                        光導電層
２０３                        表面層
２０４                        下部阻止層
２０５                        バッファ層
２０６                        光導電層
３１００                      堆積装置
３１１０                      製膜炉
３１１１                      カソード電極
３１１２                      円筒状基体
３１１３                      基体加熱用ヒーター
３１１４                      ガス導入管
３１１５                      高周波マッチングボックス
３１１６                      ガス供給配管
３１１７                      リークバルブ
３１１８                      メインバルブ
３１１９                      真空計
３１２０                      高周波電源
３１２１                      絶縁材料
３１２３                      受け台
３２００                      ガス供給装置
３２１１〜３２１６            マスフローコントローラー
３２２１〜３２２６            ガスボンベ
３２３１〜３２３６            バルブ
３２４１〜３２４６            流入バルブ
３２５１〜３２５６            流出バルブ
３２６０                      補助バルブ
３２６１〜３２６６            圧力調整器
４０１、５０１、６０１        芯金
４０２                        磁気ブラシ層
４０３、５０３、６０３        感光体
４０４、５０４、６０４        電圧印加手段（電源）
４０６、５０６、６０６        現像器
４０７                        クリーナー部
５０２、６０２                帯電部材
５０５、６０５                帯電粒子
６０７                        帯電粒子補給手段
７０１                        電子写真感光体
７０２                        帯電器
７０３                        静電潜像形成部位
７０４                        現像器
７０５                        転写紙供給系
７０６                        転写ローラー
７０７                        クリーニングローラー
７０８                        転写搬送系
７０９                        除電光源
７１０                        半導体レーザー
７１３                        ポリゴンミラー
７１６                        ミラー
７１７                        レンズユニット
７１８                        レンズ
７１９                        給紙ガイド
７２０                        ブランク露光ＬＥＤ
７２１                        クリーニングブレード
７２２                        レジストローラー
７２４                        定着器
Ｐ                            転写材
Ｘ                            電子写真感光体の回転方向
【図１】
2004212480.tif 000019
【図２】
2004212480.tif 000020
【図３】
2004212480.tif 000021
【図４】
2004212480.tif 000022
【図５】
2004212480.tif 000023
【図６】
2004212480.tif 000024
【図７】
2004212480.tif 000025
【図８】
2004212480.tif 000026
【図９】
2004212480.tif 000027