(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光導電層と表面層を有する電子写真感光体の表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、トナー担持体の上に担持させたトナーを転移させて前記静電潜像を現像し、前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写工程と、前記電子写真感光体の表面に残った転写残トナーを前記電子写真感光体から除去するためのクリーニング工程と、前記電子写真感光体を除電する帯電前露光工程とを有し、前記表面層の膜厚が初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し画像形成を行う画像形成方法において、
前記帯電前露光工程における帯電前露光条件の調整を行う、帯電前露光調整工程をさらに有し、
前記帯電前露光調整工程が、帯電前露光光の露光強度の調整工程および露光波長の調整工程を含み、
前記露光波長の調整工程は、前記表面層の膜厚の減少による表面帯電電位の低下に応じて前記露光波長が短くなるように調整する工程を含む、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記表面層が水素化アモルファスシリコンカーバイトで構成され、前記表面層におけるケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と炭素原子の原子数（Ｃ）との和に対する炭素原子の原子数（Ｃ）の比（Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ））が０．５０以上０．６５以下であり、
前記表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上であり、
前記表面層における赤外線吸収スペクトルにおける波数２９６０ｃｍ-１の吸収係数α１に対する波数２８９０ｃｍ-１の吸収係数α２の比α２／α１が０．５０以下であり、
前記表面層の電子スピン共鳴法によって測定される欠陥密度が９．０×１０１８(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以上２．２×１０１９(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以下である請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記電子写真感光体の初期の表面電位を測定し、得られた表面電位の値を記憶する初期電位記憶工程をさらに有し、
前記帯電前露光調整工程が、前記初期電位記憶工程で記憶された初期の表面電位に近づけるように、帯電前露光条件の調整を行う請求項１または２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記電子写真感光体の表面電位を測定する電位測定工程をさらに有し、
前記電位測定工程において、前記初期電位記憶工程で記憶された初期の表面電位から２％以上乖離した表面電位が測定された場合に、前記帯電前露光調整工程を行う請求項３に記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記電子写真感光体の使用量を検出する感光体使用量検出工程をさらに有し、
前記感光体使用量検出工程で得られた電子写真感光体の使用量に応じて、前記帯電前露光調整工程を行う請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記電子写真感光体の初期の表面層膜厚を測定し、得られた表面層膜厚の値を記憶する初期膜厚記憶工程をさらに有し、
前記感光体使用量検出工程が前記表面層の膜厚を検出する工程であり、
前記感光体使用量検出工程において、前記初期膜厚記憶工程で記憶された初期の表面層膜厚に対して２％の膜厚が減少する毎に、前記帯電前露光調整工程を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成方法。
【請求項７】
少なくとも光導電層と表面層を有する電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナー担持体の上に担持させたトナーを転移させて前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写手段と、前記電子写真感光体の表面に残った転写残トナーを前記電子写真感光体から除去するためのクリーニング手段と、前記電子写真感光体を除電する帯電前露光手段とを有し、前記表面層の膜厚が初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し画像形成を行う画像形成装置であって、
前記帯電前露光手段の帯電前露光条件の調整を行う帯電前露光調整手段をさらに有し、
前記帯電前露光調整手段が、帯電前露光光の露光強度の調整手段および露光波長の調整手段を含み、
前記露光波長の調整手段は、前記表面層の膜厚の減少による表面帯電電位の低下に応じて前記露光波長が短くなるように調整する手段を含む、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
表面層が水素化アモルファスシリコンカーバイトで構成され、前記表面層におけるケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と炭素原子の原子数（Ｃ）との和に対する炭素原子の原子数（Ｃ）の比（Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ））が０．５０以上０．６５以下であり、
前記表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上であり、
前記表面層における赤外線吸収スペクトルにおける波数２９６０ｃｍ-１の吸収係数α１に対する波数２８９０ｃｍ-１の吸収係数α２の比α２／α１が０．５０以下であり、
前記表面層の電子スピン共鳴法によって測定される欠陥密度が９．０×１０１８(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以上２．２×１０１９(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以下である請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電子写真感光体の初期の表面電位を測定して得られた表面電位の値を記憶する初期電位記憶手段をさらに有し、
前記帯電前露光調整手段が、前記初期電位記憶手段に記憶された初期の表面電位に近づけるように、帯電前露光条件の調整を行う請求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電子写真感光体の使用量を検出する感光体使用量検出手段をさらに有し、
前記感光体使用量検出手段によって得られた電子写真感光体の使用量に応じて、前記帯電前露光調整手段が帯電前露光条件の調整を行う請求項７〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電子写真感光体の初期の表面層膜厚を測定して得られた表面層膜厚の値を記憶する初期膜厚記憶手段をさらに有し、
前記感光体使用量検出手段が前記電子写真感光体の表面層膜厚を検出する手段であり、
前記初期膜厚記憶手段によって記憶されている初期の表面層膜厚と、前記感光体使用量検出手段によって検出された表面層膜厚とに応じて、前記帯電前露光調整手段が帯電前露光条件の調整を行う請求項１０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、画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成方法およびこれを利用した画像形成装置は、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ、印刷機として広く一般的に利用されている。そのような画像形成装置では、光導電層が設けられた感光体の表面を一様に帯電させ、画像情報に応じたレーザやＬＥＤによって露光させることにより、感光体の表面上に静電潜像を形成する。そして、形成された静電潜像によって感光体の表面にトナーを付着させることでトナー像を形成し、これを紙などの転写材へ転写させる。そして、感光体の表面に残ったトナー（転写残トナー）は、ゴム製のクリーニングブレードや、マグネットローラー、ブラシローラーを備えたクリーニング手段により除去する。そして、レーザーやＬＥＤ、蛍光灯によって露光することにより感光体を除電する。これらの工程を繰り返すことによって、画像形成が繰り返し行なわれる。
【０００３】
このような画像形成装置に好適に用いることが可能な感光体として、ケイ素原子を主成分とする非単結晶材料で形成される光導電層と表面層を有する感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体と略記する。）が挙げられる。ａ−Ｓｉ感光体は、そのビッカース硬度が１０００ｋｇｆ／ｍｍ２以上と非常に硬く、耐久性、耐熱性、環境安定性に優れている。そのため、特に高信頼性が要求される高速機において好ましい。
【０００４】
しかしながら、耐久性に優れるａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置であっても、クリーニング手段を始めとする感光体周りの種々の部材との摺擦によって感光体の表面が若干は摩耗する。そして、そのような摩耗に伴って感光特性や帯電特性が変化してしまう場合があった。このような場合の対策としては、感光体の使用状況を算出する使用状況算出手段を使い、所望の表面電位の範囲内となるように帯電前露光工程における光源の光量を制御する技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１では、所望の表面電位の範囲内となるように制御する項目が帯電前露光工程における光源の光量だけであり、感光体の感度の変化量が大きく、光量調整が可能な範囲を超えてしまうと、正しく表面電位を設定できなくなる場合がある。電位設定が所定の値からずれてしまうと、最適な画像形成が困難となり、ドットの太りや細り、あるいは、カブリや濃度変動などの画像不良となる場合があるため、改善の余地を有していた。
【０００７】
特に、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置の場合は、画像形成装置本体寿命のさらなる長寿命化への要望が強く、１０００万枚を超えるオーダで本体設計することが要求されるようになってきた。そのような要求を達成するために、感光体としては表面層の膜厚を厚くすることが行われてきたが、これにより、使用初期の表面層膜厚と使用終期の表面層膜厚との差が大きくなってしまっていた。表面層膜厚の大きな変化は、光導電層へ到達する光量が大きく変化するということを意味している。このような状況下では、感光体の感度の変化量が大きくなってしまい、帯電前露光光の光量調整範囲を超えてしまう場合があることがわかり、改善の余地があった。
すなわち、本発明は、画像形成プロセスの繰り返しとともに感光体の感度が大きく変動し、帯電前露光工程での光量調整範囲を超えてしまった場合においても、正しく電位設定することが可能な画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決する本発明の画像形成方法は、少なくとも光導電層と表面層を有する電子写真感光体の表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、トナー担持体の上に担持させたトナーを転移させて前記静電潜像を現像し、前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写工程と、前記電子写真感光体の表面に残った転写残トナーを前記電子写真感光体から除去するためのクリーニング工程と、前記電子写真感光体を除電する帯電前露光工程とを有し、前記表面層の膜厚が初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し画像形成を行う画像形成方法において、
前記帯電前露光工程における帯電前露光条件の調整を行う、帯電前露光調整工程をさらに有し、
前記帯電前露光調整工程が、帯電前露光光の露光強度の調整工程および露光波長の調整工程を含み、
前記露光波長の調整工程は、前記表面層の膜厚の減少による表面帯電電位の低下に応じて前記露光波長が短くなるように調整する工程を含む、ことを特徴とする。
【０００９】
また、上述の課題を解決する本発明の画像形成装置は、少なくとも光導電層と表面層を有する電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナー担持体の上に担持させたトナーを転移させて前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写手段と、前記電子写真感光体の表面に残った転写残トナーを前記電子写真感光体から除去するためのクリーニング手段と、前記電子写真感光体を除電する帯電前露光手段とを有し、前記表面層の膜厚が初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し画像形成を行う画像形成装置であって、
前記帯電前露光手段の帯電前露光条件の調整を行う帯電前露光調整手段をさらに有し、
前記帯電前露光調整手段が、帯電前露光光の露光強度の調整手段および露光波長の調整手段を含み、
前記露光波長の調整手段は、前記表面層の膜厚の減少による表面帯電電位の低下に応じて前記露光波長が短くなるように調整する手段を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成方法および画像形成装置は、電子写真プロセスの繰り返しとともに感光体の感度が大きく変動し、帯電前露光工程での光量調整範囲を超えてしまった場合においても、所望の表面電位の範囲内に正しく設定することが可能となる。このため、本発明の画像形成方法および画像形成装置では、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態をさらに長期間持続できるという効果を有する。また、本発明の画像形成方法を用いることで、より長期間、感光体を使用できることになるため、より長寿命な画像形成装置を提供できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の画像形成方法および画像形成装置に好適に用いることができるａ−Ｓｉ感光体の層構成の一例を表す模式的断面図である。
【図２】本発明に好適に用いられる画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。
【図３】単一波長光を発光できる光源を帯電前露光手段に用いる場合の帯電前露光調整手段の模式的断面図である。
【図４】帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例である。
【図５】本発明に好適に用いられる感光体を製造するための装置の一例を示す模式的断面図である。
【図６】帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例である。
【図７】帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例である。
【図８】印刷枚数と画像濃度の関係を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、電子写真感光体の初期の表面層膜厚が厚く、使用初期と使用終期とで表面層膜厚の差が大きく、電子写真感光体の感度が大きく変動する場合においても、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続することを目的とする。初期の表面層膜厚とは、電子写真感光体（以下、感光体とも記載する）が製造され、その後に使用が開始された当初の表面層の膜厚を意味する。
【００１３】
図８は、印刷枚数と画像濃度の関係を示した模式図である。
ライン８０１は、帯電前露光光の露光強度および露光波長の調整を行う、本発明の帯電前露光調整工程を備えた場合の印刷枚数に対する画像濃度の関係を示したものである。ライン８０２は、帯電前露光光の露光強度の調整のみを行う、従来の帯電前露光調整工程を備えた場合の印刷枚数に対する画像濃度の関係を示したものである。なお、ライン８０１およびライン８０２は、同様の条件で作製された感光体を用いた場合を示している。
【００１４】
そして、ライン８０１においては、８０６に示すタイミングで帯電前露光光の露光強度の調整を行い、８０７に示すタイミングで帯電前露光光の露光強度の調整および露光波長の調整を行っている。
ライン８０２においては、８０５に示すタイミングで帯電前露光光の露光強度の調整を行っている。
そして、８０３は、許容される画像濃度の上限を示し、８０４は、許容される画像濃度の下限を示す。また、ライン８０２においては、帯電前露光光の調整が露光強度の調整のみであるため、帯電前露光工程における光量調整が、調整可能な範囲を超えてしまい、８０８に示すタイミングで、許容される画像濃度の下限８０４を下回っている。
【００１５】
耐久性に優れるａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置であっても、クリーナを始めとする感光体周りの種々の部材との摺擦によって、画像形成プロセスの繰り返しとともに感光体の表面層が若干は摩耗する。表面層が摩耗し、その膜厚が徐々に薄くなっていくと、帯電前露光光量のうち、表面層で吸収されていた分が減少するため、光導電層へ到達する帯電前露光光量が大きくなる。光導電層へ到達する帯電前露光光量が大きくなると、感光体内に発生する余剰なフォトキャリアが増加することになる。
【００１６】
この余剰なフォトキャリアは、帯電工程において感光体の表面電位が上昇することで吐き出され、暗減衰を増大させる原因となる。このため、帯電条件が一定であった場合には、ある特定の位置（例えば現像工程が行われる位置）における表面電位は、暗減衰が増加した分だけ低下してしまう。そして、このような現像工程が行われる位置での電位低下が起こると、画像濃度の変動（図８の場合は濃度が低下）が生じてしまうことになる。このため、図８におけるライン８０１およびライン８０２では、帯電前露光光の調整を行うまでの間、印刷枚数が増加するにつれて画像濃度が減少しているのである。
【００１７】
これまでは、光導電層へ到達する帯電前露光光量が大きくなるような変化が起こった場合は、帯電前露光光の露光強度を弱めるような調整を行うことで、正しく電位設定できるようにし、画像濃度が許容範囲内に収まるように調整してきた。
帯電前露光光の露光強度を弱めるような調整を行うことで、正しく電位設定でき、画像濃度が許容範囲内に収まるようになる理由については、以下のように考えている。
【００１８】
帯電前露光光の露光強度を弱めると、光導電層へ到達する帯電前露光光量が小さくなる。すると、感光体内に発生する余剰なフォトキャリアが減少することになるため、暗減衰による表面電位の低下分が減少することになる。その結果、ある特定の位置（例えば現像工程が行われる位置）における表面電位が、暗減衰が減少した分だけ上昇するため、正しい電位設定ができるようになる、すなわち、画像濃度が許容範囲内に収まるように調整できるようになったと考えている。
【００１９】
ところが、画像形成装置のさらなる長寿命化を達成するために、表面層の膜厚が初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し画像形成を行う場合には、ライン８０２のように、帯電前露光工程における光量調整が調整可能な範囲を超える場合があった。これは、使用初期と使用終期とで表面層膜厚の差が大きくなるため、帯電前露光光量のうち表面層で吸収されていた分の変動が大きくなるためと思われる。
【００２０】
そこで本発明者らは、上述のような問題を解決すべく、帯電前露光工程における帯電前露光条件の調整について鋭意研究を重ねた。その結果、帯電前露光光の露光強度を調整するだけでなく、露光波長も併せて調整することで、所望の表面電位の範囲内に正しく設定することができ、画像濃度を許容範囲内に収めることが可能になることを見出した。
光導電層へ到達する帯電前露光光量が大きくなるような変化が起こった場合、帯電前露光光の露光強度と併せて露光波長も調整を行うことで、使用初期と使用終期とで表面層膜厚の差が大きい場合でも正しく電位設定できるようになった理由を以下に示す。
【００２１】
帯電前露光光の露光強度を弱めることで、表面電位を上昇させることができることは前述した。同じように、帯電前露光光の露光波長についても、露光波長を短くすることで、表面電位を上昇させることができることが分かった。これは、通常、帯電前露光光は感光体の表面層側から照射されるため、露光波長を短くすることで、光導電層の表面層側のごく浅い領域で、すべての帯電前露光光が吸収されてしまうためと思われる。
【００２２】
光導電層の表面層側のごく浅い領域ですべての帯電前露光光が吸収されることで、余剰に発生したフォトキャリアの再結合確率が高まり、結果として、余剰なフォトキャリアを減少させることができていると思われる。そして、暗減衰による表面電位の低下分が減少し、その結果、表面電位が上昇すると思われる。また、再結合されなかったフォトキャリアについても、光導電層の表面層側のごく浅い領域で発生しているため、帯電電荷が存在する表面層に近く、吐き出されたときの移動距離が短くなる。
【００２３】
このため、帯電工程後の暗減衰による表面電位の低下分が減少し、その結果、表面電位が上昇すると思われる。図８では、ライン８０１において、８０７に示すタイミングで帯電前露光光の露光強度および露光波長の調整を行っている。露光強度に加えて露光波長の調整も併せて行うことで、表面電位の上昇分が増加し、８０７以後も正しい電位設定ができるようになる、すなわち、画像濃度が許容範囲内に収まるように調整できるようになったと考えている。
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１に、本発明の画像形成方法および画像形成装置に好適に用いることができるａ−Ｓｉ感光体（以降、感光体と表すことがある。）の層構成の一例を表す模式的断面図を表す。
図１（ａ）に示す感光体１００は、基体１０１と、基体１０１の上に順次設けられる光導電層１０２と表面層１０３とから構成される。
【００２５】
また、図１（ｂ）に示すように、基体１０１の上に、基体側からの電荷の注入を阻止するために、下部電荷注入阻止層１０４を設け、下部電荷注入阻止層１０４の上に光導電層１０２と、表面層１０３とを順次設けた層構成であってもよい。必要に応じて、光導電層１０２と表面層１０３との間に、表面側からの電荷の注入を阻止するために、上部電荷注入阻止層１０５を設けた層構成であってもよい。
【００２６】
また必要に応じて、光導電層１０２は、基体１０１側から第一の層領域と第二の層領域とからなる２層構成にしてもよい。また、光導電層１０２と表面層１０３との界面や光導電層１０２と上部電荷注入阻止層１０５との界面、上部電荷注入阻止層１０５と表面層１０３との界面に関しては、組成を連続的に変化させる組成変化層を設けてもよい。
【００２７】
また表面層１０３が、水素化アモルファスシリコンカーバイトで構成され、表面層１０３におけるケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と炭素原子の原子数（Ｃ）との和に対する炭素原子の原子数（Ｃ）の比（Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ））が０．５０以上０．６５以下であり、
表面層１０３におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上であり、
表面層１０３における赤外線吸収スペクトルにおける波数２９６０ｃｍ-１の吸収係数α１に対する波数２８９０ｃｍ-１の吸収係数α２の比α２／α１が０．５０以下であり、
表面層１０３の電子スピン共鳴法によって測定される欠陥密度が９．０×１０１８(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以上２．２×１０１９(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以下であることが、光透過性や耐摩耗性、高湿流れ抑制の観点からより好ましい。
【００２８】
また、このような特徴を有する表面層１０３とすることで、表面層１０３を厚く積層しても繰り返し画像形成を行える程度の感度を有する感光体とすることができる。そして、表面層１０３を厚く積層できることにより、１０００万枚を超える寿命を有する感光体とすることができる。表面層１０３の膜厚は、所望の感度や感光体寿命により適宜設定することができる。
【００２９】
上記感光体は、一般的に知られている真空蒸着法、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ＣＶＤ法などの成膜方法により、基体の上に図１（ａ）および図１（ｂ）に示すような層構成で作製すればよい。それらの中でも、ＲＦ帯やＶＨＦ帯の高周波電力を印加してグロー放電により原料ガスを分解し、基体の上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法を用いると、好適に作製することができる。
【００３０】
次に、本発明の画像形成装置に好適な感光体の製造に使用することができる装置、および、これを用いた感光体の製造方法について、以下に説明する。
図５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）による感光体を製造するための装置の一例を示す模式的断面図である。
【００３１】
この装置は、大別すると、堆積装置５１００、原料ガスの供給系５２００、反応容器５１１１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５１００中の反応容器５１１１内には円筒状基体５１１２を載置する載置台５１１０、基体加熱用ヒータ５１１３、原料ガス導入管５１１４が設置されている。さらに高周波マッチングボックス５１１５を介して高周波電源５１２０が反応容器５１１１を兼ねるカソード電極に接続されている。
【００３２】
原料ガス供給装置５２００は、原料ガスのボンベ５２２１〜５２２６とバルブ５２３１〜５２３６、５２４１〜５２４６、５２５１〜５２５６、および、マスフローコントローラ５２１１〜５２１６を備える。そして、各原料ガスのボンベはバルブ５２６０を介して反応容器５１１１内のガス導入管５１１４に接続されている。
【００３３】
この装置を用いた堆堆膜の形成は、例えば以下のような手順によって行われる。
まず、反応容器５１１１内に円筒状基体５１１２を設置し、例えば真空ポンプなどの排気装置（図示せず）により反応容器５１１１内を排気する。続いて、基体加熱用ヒータ５１１３により円筒状基体５１１２の温度を２００℃〜３５０℃の所定の温度に制御する。
次に、堆積膜形成用の原料ガスを、ガス供給装置５２００により流量制御し、反応容器５１１１内に導入する。そして、排気速度を調整することにより所定の圧力に設定する。
以上のようにして堆積の準備が完了した後、以下に示す手順で各層の形成を行う。
【００３４】
内圧が安定したところで、高周波電源５１２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス５１１５を通じてカソード電極に供給し高周波グロー放電を生起させる。放電に用いる周波数は１〜３０ＭＨｚのＲＦ帯が好適に使用できる。
この放電エネルギーによって反応容器５１１１内に導入された各原料ガスが分解され、円筒状基体５１１２の上に所定のケイ素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、ガス供給装置の各バルブを閉じて反応容器５１１１への各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００３５】
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。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、円筒状基体５１１２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。さらに、上述のガスの種類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言うまでもない。
【００３６】
次に、本発明に好適に用いられる画像形成装置について、以下に説明する。
図２に、本発明に好適に用いられる画像形成装置の一例を示す模式的断面図を示す。
この画像形成装置は、表面に静電潜像が形成され、この静電潜像の上に、トナー担持体の上に担持されたトナーが転移されてトナー像が形成されるドラム型の感光体２０１を有している。感光体２０１の周りには、感光体２０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる帯電手段２０２と、帯電された感光体２０１の表面に画像露光光２０３を照射して静電潜像を形成する、不図示の潜像形成手段とが配置されている。
【００３７】
また、形成された静電潜像の上に、トナー担持体の上に担持されたトナーを転移させて現像する現像手段として、ブラックトナーＢを付着させる第１現像手段２０４ａが配置されている。また、イエロートナーＹを付着させる現像手段とマゼンタトナーＭを付着させる現像手段とシアントナーＣを付着させる現像手段とを内蔵した回転型の第２現像手段２０４ｂが配置されている。
【００３８】
また、感光体２０１の表面でトナー像を形成しているトナーの電荷を均一にし、安定した転写を行うようにするための転写前帯電手段２０５が設けられている。
さらに、転写手段の一部である中間転写ベルト２０６にトナー像を転写した後、感光体２０１の表面に残った転写残トナーを除去するためのクリーニング手段２０７および感光体２０１の除電を行う帯電前露光手段２０８が設けられている。
【００３９】
帯電前露光手段２０８には、一例として、単一波長光を発光できるＬＥＤや半導体レーザ、連続波長光を発光できる蛍光灯やハロゲンランプ、タングステンランプを光源として用いることができる。
本発明の帯電前露光手段２０８は、帯電前露光光の露光強度および露光波長といった帯電前露光条件の調整を行う、不図示の帯電前露光調整手段をさらに有している。帯電前露光調整手段のうち、露光強度の調整手段としては、前述の光源に接続される電圧制御が可能な電源が一例として挙げられ、光源に与える電圧を調整することで露光強度を調整することができる。
【００４０】
また、露光波長の調整手段としては、単一波長光を発光できる光源を用いる場合は、それぞれの発光波長が異なる複数の光源を用意することで、露光波長の変更を行うことができる。
図３に、単一波長光を発光できる光源を帯電前露光手段に用いる場合の帯電前露光調整手段の一例の模式的断面図を示す。
【００４１】
帯電前露光調整手段３０１には、それぞれの発光波長が異なる複数のＬＥＤ３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃが備えられた、光源担持体３０５を有する。光源担持体３０５は、図中の矢印方向に回転可能に備えられている。それぞれのＬＥＤの発光波長は、例えば、ＬＥＤ３０３ａが６６０ｎｍ、３０３ｂが６３０ｎｍ、３０３ｃが５９０ｎｍであり、特に制限されるものではなく、所望の表面電位の範囲内に収めるために適宜決定されるものである。
【００４２】
そして、感光体３０２と対向する位置に設けられた開口３０４の位置のＬＥＤ（図３ではＬＥＤ３０３ａ）のみが発光する構成となっている。露光波長を調整する際には光源担持体３０５が回転し、開口３０４の位置に何れかのＬＥＤを停止させることで、露光波長の調整を行うことができる。光源担持体３０５を回転させ、開口３０４の位置に、例えば、ＬＥＤ３０３ｂを配置することによって露光波長を６３０ｎｍにすることができる。
【００４３】
また、連続波長光を発光できる光源を用いる場合は、それぞれ最大透過波長が異なる複数の光学フィルタを用意することで、露光波長の変更を行うことができる。
また、転写手段は以下の構成となっている。中間転写ベルト２０６は、感光体２０１に当接ニップ部を介して駆動するように配置されており、内側には感光体２０１の上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０６に転写するための一次転写ローラ２０９が配備されている。
【００４４】
一次転写ローラ２０９には、感光体２０１の上のトナー像を中間転写ベルト２０６に転写するための一次転写バイアスを印加するバイアス電源（不図示）が接続されている。中間転写ベルト２０６の周りには、中間転写ベルト２０６に転写されたトナー像を記録材２１２にさらに転写するための二次転写ローラ２１０が、中間転写ベルト２０６の下面部に接触するように設けられている。
【００４５】
二次転写ローラ２１０には、中間転写ベルト２０６の上のトナー像を記録材２１２に転写するための二次転写バイアスを印加するバイアス電源が接続されている。また、中間転写ベルト２０６の上のトナー像を記録材２１２に転写した後、中間転写ベルト２０６の表面上に残留した残トナーを除去するための中間転写ベルトクリーナ２１１が設けられている。
【００４６】
また、この画像形成装置は、画像が形成される複数の記録材２１２を保持する給紙カセット２１３と、記録材２１２を給紙カセット２１３から中間転写ベルト２０６と二次転写ローラ２１０との当接ニップ部を介して搬送する搬送機構とが設けられている。記録材２１２の搬送経路上には、記録材２１２の上に転写されたトナー像を記録材２１２の上に定着させる定着器２１４が配置されている。また、上述のような構成においては、中間転写ベルト２０６が転写材となるが、中間転写ベルト２０６を介さずに、直接、記録材２１２に転写する構成でも構わず、この場合は、記録材２１２が転写材となる。
【００４７】
帯電手段２０２、および、転写前帯電手段２０５には、コロナ帯電器や感光体２０１に接触配置された磁性粒子を有する接触帯電器を用いることができる。
また、潜像形成手段としては、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系や、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャナによる走査露光系が用いられる。このような露光系により、画像パターンに従って、複数行、複数列の画素マトリックスの各画素ごとに、レーザまたはＬＥＤを光源とする光ビームを照射して静電潜像を感光体の表面に形成することができる。
【００４８】
また、本発明に好適に用いられる画像形成装置には、感光体２０１の表面電位を測定する電位測定手段２１５と、電位測定手段２１５で測定された感光体２０１の初期の表面電位の値を記憶する初期電位記憶手段（不図示）とを設けることが好ましい。これらの手段を設けることで、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を、高精度に、そして長期間持続することができる。電位測定手段２１５には、感光体の表面電位を測定できれば特に制限はなく、一般的な表面電位計を用いることができる。初期の表面電位とは、感光体が製造され、その後に使用が開始された当初の表面電位を意味する。
【００４９】
また、画像形成装置には、感光体２０１の使用量を検出する感光体使用量検出手段２１６を設けることが好ましい。これにより、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を、高精度に、そして長期間持続することができる。ここでの使用量とは、感光体が製造され、その後に使用された量の積算値を意味する。
【００５０】
感光体使用量検出手段２１６には、パルス検出器を用いて感光体２０１の回転数を検出し、その回転数から感光体の使用量を検出する手段や、分光光度計を用いて表面層の膜厚を測定し、表面層の膜厚から感光体の使用量を検出する手段を用いることができる。また、感光体２０１の表面層膜厚を測定し、感光体の使用量を検出する場合は、さらに、感光体２０１の初期の表面層膜厚を測定し、得られた表面層膜厚の値を記憶する初期膜厚記憶手段を設けることができる。
【００５１】
次に、この画像形成装置を用いた、本発明の画像形成方法について説明する。
まず、図２に矢印で示すように、感光体２０１が、反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動され、中間転写ベルト２０６が、時計方向に、感光体２０１と同じ周速度で回転駆動される。
【００５２】
感光体２０１は、回転過程で、帯電手段２０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される帯電工程を経る。次いで、感光体２０１は、画像露光２０３により感光体２０１の表面上に、目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばマゼンタ成分像）に対応した静電潜像が形成する潜像形成工程を経る。次いで、第２現像手段２０４ｂが回転し、マゼンタトナーＭを付着させる現像器が所定の位置にセットされ、その静電潜像が第１色であるマゼンタトナーＭにより現像される、現像工程を経る。
【００５３】
次いで、感光体２０１は、転写工程を経る。転写工程では、感光体２０１の上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像が、感光体２０１と中間転写ベルト２０６とのニップ部を通過する過程で、一次転写バイアスがバイアス電源（不図示）から一次転写ローラ２０９に印加される。この一次転写バイアスによって形成される電界により、中間転写ベルト２０６外周面に、第１色のマゼンタトナー像が順次中間転写される。
【００５４】
次いで、中間転写ベルト２０６に第１色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体２０１は、クリーニング手段２０７により感光体２０１の表面に残った転写残トナーを除去するためのクリーニング工程を経る。
次いで、感光体２０１の除電を行う帯電前露光工程を経る。
その後、感光体２０１の表面上に、第１色のトナー像の形成と同様に、第２色のトナー像（例えばシアントナー像）が形成され、この第２色のトナー像が、第１色のトナー像が転写された中間転写ベルト２０６の表面上に重畳転写される。以下同様に、第３色のトナー像（例えばイエロートナー像）、第４色のトナー像（例えばブラックトナー像）が中間転写ベルト２０６の上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応したカラートナー像が形成される。
【００５５】
次に、給紙カセット２１３から中間転写ベルト２０６と二次転写ローラ２１０とのニップ部に所定のタイミングで記録材２１２が給送される。次いで、二次転写ローラ２１０が中間転写ベルト２０６に当接されるとともに、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ２１０に印加される。この二次転写バイアスによる電界により、中間転写ベルト２０６の上に重畳転写された合成カラートナー像が、第２の画像担持体である記録材２１２に転写される。
【００５６】
記録材２１２へのトナー像の転写終了後、中間転写ベルト２０６の上の残トナーは中間転写ベルトクリーナ２１１によりクリーニングされる。トナー像が転写された記録材２１２は定着器２１４に導かれ、ここで記録材２１２の上にトナー像が加熱定着される。
本発明の画像形成方法においては、上述の画像形成が、感光体の表面層の膜厚が、初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで繰り返し行われる。前述の値に対する上限については、感光体の使用目的や初期の表面層膜厚により、適宜、決定することができるが、耐傷性や環境安定性の観点から、９０％以下までが好ましい。
【００５７】
次に、本発明の帯電前露光調整工程について、図を用いて以下に説明する。
図７に、帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例を示す。
図７では、画像形成装置の稼働時間の積算値などの所定のタイミングで（ステップＳ７０１）、帯電前露光調整工程を行う（ステップＳ７０２）。
【００５８】
本発明の帯電前露光調整工程では、帯電前露光光の露光強度の調整を行い（ステップＳ７０３）、次いで帯電前露光光の露光波長の調整を行い（ステップＳ７０４）、その後、画像形成を継続する（ステップＳ７０５）。
図７では、帯電前露光光の露光強度の調整を先に行っているが、露光波長の調整を先に行っても構わない。帯電前露光光の露光強度の調整は、帯電前露光の光源に与える電圧を調整することで行う。
【００５９】
帯電前露光光の露光波長の調整は、単一波長光を発光できる光源を帯電前露光手段に用いている場合は、発光波長が異なる別の光源に切り替えることで行う。また、連続波長光を発光できる光源を用いている場合は、最大透過波長が異なる光学フィルタを切り替えることで行う。
【００６０】
帯電前露光光の露光強度および露光波長の調整は、例えば、露光強度および露光波長のそれぞれを変更したときに、感光体の表面電位がどのように変化するかの関係をあらかじめ取得しておき、その関係に従って所望の表面電位の範囲内に収まるようにする。
【００６１】
このような調整を行うことで、帯電前露光工程において、露光光量が調整範囲を超えてしまった場合においても、所望の表面電位の範囲内に正しく設定することが可能となる。その結果、感光体の表面層の膜厚が、初期の膜厚に対して５０％以上減少するまで画像形成を繰り返すような場合であっても、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態をさらに長期間持続できるようになる。また、本発明の画像形成方法を用いることで、より長期間、感光体を使用できることになるため、より長寿命な画像形成装置を提供できるようになるのである。
【００６２】
次に、本発明の別の一例である帯電前露光調整工程について、図を用いて以下に説明する。
図４に、帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例を示す。
まず、感光体２０１の初期の表面電位を、電位測定手段２１５を用いて測定し、得られた初期の表面電位の値を、初期電位記憶手段に記憶する初期電位記憶工程を行う（ステップＳ４０１）。そして、通常の画像形成を行う（ステップＳ４０２）。
【００６３】
そして、電位測定手段２１５を用いて、感光体２０１の表面電位を測定する電位測定工程を行う（ステップＳ４０３）。表面電位測定工程は、画像形成を行っている間、常に行っていても構わないし、所望のタイミングでのみ行ってもよい。
次いで、電位測定工程で得られた表面電位の値が、所望の表面電位の範囲内となっているかの比較を行い（ステップＳ４０４）、所望の表面電位の範囲内となっていると判断された場合は、画像形成を継続して行う（ステップＳ４１３）。
そして、所望の表面電位の範囲内となっていないと判断された場合は、帯電前露光調整工程として、帯電前露光光の露光強度の調整を行う（ステップＳ４０６）。
【００６４】
次いで、電位測定手段２１５を用いて感光体２０１の表面電位の測定を行う（ステップＳ４０７）。
次いで、所望の表面電位の範囲内となっているかの比較を行い（ステップＳ４０８）、所望の表面電位の範囲内となっていると判断された場合は、画像形成を継続して行う（ステップＳ４１３）。
そして、所望の表面電位の範囲内となっていないと判断された場合で、露光強度の調整範囲内である場合は、再度、帯電前露光光の露光強度の調整を繰り返す（ステップＳ４０６）。そして、露光強度の調整範囲を超えてしまった場合は、帯電前露光光の露光波長の調整を行う（ステップＳ４１０）。そして再度、電位測定手段２１５を用いて感光体２０１の表面電位の測定を行う（ステップＳ４１１）。
【００６５】
次いで、所望の表面電位の範囲内となっているかの比較を行い（ステップＳ４１２）、所望の表面電位の範囲内となっていると判断された場合は、画像形成を継続して行う（ステップＳ４１３）。そして、所望の表面電位の範囲内となっていないと判断された場合は、再度、帯電前露光光の露光強度の調整から繰り返す（ステップＳ４０６）。
なお、ここで述べた所望の表面電位の範囲とは、初期電位記憶工程で得られた感光体２０１の初期の表面電位を中心に、画像形成装置の使用目的や使用環境から適宜決定される許容範囲を反映した、表面電位の範囲を示す。
【００６６】
このようにすることで、感光体および画像形成装置の使用開始時の適正な画像形成条件をより高精度に長期間持続できるようになる。
また、帯電前露光調整工程は、繰り返し行われる画像形成の間に、定期的に行ってもよいし、表面電位測定工程において、所望の表面電位の範囲を逸脱した場合に行ってもよい。
【００６７】
また、電位測定工程において測定される表面電位と、前述した初期電位記憶工程で記憶された初期の表面電位とを比較し、初期の表面電位から２％以上乖離した表面電位が測定された場合に、帯電前露光調整工程を行うようにしてもよい。この場合には、図６に示す、帯電前露光調整工程の動作フローチャートの一例に従って、帯電前露光調整工程を行えばよい。
【００６８】
図６に基づいて、初期の表面電位を用いて行う帯電前露光調整工程について説明する。
まず、感光体２０１の初期の表面電位を、電位測定手段２１５を用いて測定し、得られた初期の表面電位の値を、初期電位記憶手段に記憶する初期電位記憶工程を行う（ステップＳ６０１）。そして、通常の画像形成を行う（ステップＳ６０２）。
【００６９】
そして、電位測定手段２１５を用いて、感光体２０１の表面電位を測定する表面電位測定工程を行う（ステップＳ６０３）。表面電位測定工程は、画像形成を行っている間、常に行っていても構わないし、所望のタイミングでのみ行ってもよい。
次いで、ステップＳ６０３の表面電位測定工程で測定された表面電位と、初期の表面電位とを比較する（ステップＳ６０４）。
【００７０】
ステップＳ６０３の表面電位測定工程で得られた表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離していない場合（ステップＳ６０５でＹＥＳ）、画像形成を継続して行う（ステップＳ６１６）。
ステップＳ６０３の表面電位測定工程で測定された表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離している場合（ステップＳ６０５でＮＯ）、帯電前露光調整工程をスタートする（ステップＳ６０６）。そして、帯電前露光光の露光強度の調整を行う（ステップＳ６０７）。
【００７１】
次いで、電位測定手段２１５を用いて感光体２０１の表面電位の測定を行う（ステップＳ６０８）。
次いで、ステップＳ６０８の表面電位測定工程で測定された表面電位と、初期の表面電位とを比較する（ステップＳ６０９）。
【００７２】
ステップＳ６０８の表面電位測定工程で測定された表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離していない場合（ステップＳ６１０でＹＥＳ）、画像形成を継続して行う（ステップＳ６１６）。
ステップＳ６０８の表面電位測定工程で測定された表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離している場合（ステップＳ６１０でＮＯ）、露光強度の調整範囲内か調べる（ステップＳ６１１）。
【００７３】
露光強度の調整範囲内である場合（ステップＳ６１１でＹＥＳ）、再度、帯電前露光光の露光強度の調整を繰り返す（ステップＳ６０７）。
露光強度の調整範囲内ではない場合（ステップＳ６１１でＮＯ）、帯電前露光光の露光波長の調整を行う（ステップＳ６１２）。そして再度、電位測定手段２１５を用いて感光体２０１の表面電位の測定を行う（ステップＳ６１３）。
【００７４】
次いで、ステップＳ６１３の表面電位測定工程で測定された表面電位と、初期の表面電位とを比較する（ステップＳ６１４）。
ステップＳ６１３の表面電位測定工程で測定された表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離していない場合（ステップＳ６１５でＹＥＳ）、画像形成を継続して行う（ステップＳ６１６）。
ステップＳ６１３の表面電位測定工程で測定された表面電位の値が、初期の表面電位の値から２％以上乖離している場合（ステップＳ６１５でＮＯ）、ステップＳ６０７の帯電前露光光の露光強度の調整から再度繰り返す。
【００７５】
このようにすることで、感光体および画像形成装置の使用開始時の適正な画像形成条件をより高精度に長期間持続できるようになる。
また、感光体２０１の使用量を検出する感光体使用量検出工程をさらに有し、感光体使用量検出工程で得られた感光体２０１の使用量に応じて、帯電前露光調整工程を行うようにしてもよい。感光体使用量検出工程では、パルス検出器を用いて感光体２０１の回転数を検出し、その回転数から感光体の使用量を検出してもよい。また、分光光度計を用いて表面層の膜厚を測定し、表面層の膜厚から感光体の使用量を検出してもよい。感光体２０１の表面層膜厚を測定し、表面層の膜厚から感光体の使用量を検出する場合は、さらに、感光体２０１の初期の表面層膜厚を測定し、得られた表面層膜厚の値を記憶する初期膜厚記憶工程を有していてもよい。
【００７６】
そして、表面層の膜厚が初期の表面層膜厚に対して２％の膜厚が減少する毎に、帯電前露光調整工程を行うようにしてもよい。例えば、初期の表面層膜厚が１μｍであった場合は、初期の表面層膜厚に対して２％の膜厚である０．０２μｍ、表面層が減少する毎に帯電前露光調整工程を行えばよい。このようにすることで、感光体および画像形成装置の使用開始時の適正な画像形成条件をより高精度に長期間持続できるようになる。
なお、本発明の帯電前露光調整工程は、帯電工程や潜像形成工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、帯電前露光工程といった作像プロセスを行っている間に行ってもよいし、作像プロセスと作像プロセスの間の調整工程として行ってもよい。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例、および、比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらによって何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８４ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（基体）上に、表１に示した条件で、図１（ｂ）に示した層構成の感光体を１本製作した。
【００７８】
【表１】
0006440456.tif 000002
【００７９】
得られた感光体を、カラー複合機であるキヤノン（株）製の画像形成装置ｉＲＣ−６８００をベースとし、図２に示す各手段が設置できるように、また、帯電極性を負帯電に改造した画像形成装置に設置した。
なお、本実施例では、図２における電位測定手段２１５と初期電位記憶手段（不図示）、感光体使用量検出手段２１６は取り外した。また、帯電前露光手段２０８には、光源としてＬＥＤを用いた。そして、帯電前露光調整手段のうち、露光強度の調整手段として、光源に与える電圧を調整することできる構成とし、露光波長の調整手段として、それぞれの発光波長が異なる３つのＬＥＤが設置された、図３に示す帯電前露光調整手段を設置した。３つのＬＥＤのそれぞれの波長は、６６０ｎｍと６３０ｎｍ、５９０ｎｍとした。
【００８０】
そして、帯電工程、潜像形成工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、帯電前露光工程、帯電前露光調整工程を有する画像形成を、表面層の膜厚が初期の表面層膜厚に対して８０％減少するまで繰り返し行った。
なお、帯電前露光調整工程は、図７に示すフローチャートに従い、図７中の所定のタイミングを、画像形成工程開始から３０分経過する毎として行った。そして、露光強度の調整は、光源に与える電圧を調整することで行い、露光波長の調整は、図３に示す光源担持体３０５を回転させることで行った。
そして、以下に示す項目について評価を行った。その結果を表５に示す。
【００８１】
（濃度変動）
画像形成を繰り返し行うと、表面層の膜厚が減少することで感光体の感度が変化し、感光体の表面電位が変動することは前述のとおりである。また、感光体の電位変動が、画像濃度の変動を引き起こすことも前述のとおりである。本発明の画像形成方法および画像形成装置は、前述の電位変動を抑制することで、前述の画像濃度の変動を抑制する効果を発揮するため、実施例および比較例の評価として濃度変動を評価した。
【００８２】
各実施例および各比較例で示した条件の画像形成装置に、各実施例および各比較例で示した条件で作製した感光体を設置し、画素密度が５０％のブラック単色のハーフトーン画像をＡ３サイズの初期画像として出力した。次いで、白地に全面２ポイントの文字よりなるＡ４サイズのテストチャートを原稿台に置いて、表面層の膜厚が各実施例および各比較例で示した条件の膜厚になるまで繰り返しコピーを行った。この際、表面層の膜厚が、初期膜厚に対して５％減少する毎に、画素密度が５０％のブラック単色のハーフトーン画像をＡ３サイズのチェック画像として出力した。また、繰り返しコピーが終了した後にも画素密度が５０％のブラック単色のハーフトーン画像をＡ３サイズのチェック画像として出力した。
【００８３】
そして、得られたＡ３サイズの初期画像およびチェック画像を反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｉｎｃ製  ５０４分光濃度計）により画像濃度を測定した。画像濃度の測定は、画像の長手方向に９カ所（画像の長手方向の中心を０ｍｍとし、０ｍｍ、±５０ｍｍ、±１００ｍｍ、±１５０ｍｍ、±２００ｍｍの計９カ所）と、画像の短手方向に９カ所（画像の短手方向の中心を０ｍｍとし、０ｍｍ、±３０ｍｍ、±６０ｍｍ、±９０ｍｍ、±１２０ｍｍの計９カ所）の合計８１カ所行った。そして得られた８１カ所の画像濃度の平均値を算出し、初期画像および各チェック画像の濃度値とした。
【００８４】
そして、初期画像および各チェック画像の濃度値の平均値と最大の濃度値、最小の濃度値を算出した。そして、初期画像および各チェック画像の濃度値の平均値に対する最大の濃度値および最小の濃度値の差分をそれぞれ算出し、より大きい差分を初期画像および各チェック画像の濃度値の平均値で割り、濃度変動値として算出した。
得られた濃度変動値は、後述する実施例２−３の値をリファレンス（１００％）とし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
この評価項目では、濃度変動値の値が小さいほど良好な結果であると判断している。
【００８５】
ＡＡＡ：リファレンスに比べて１％以上４０％未満
ＡＡ：リファレンスに比べて４０％以上８０％未満
Ａ：リファレンスに比べて８０％以上１２０％未満
Ｂ：リファレンスに比べて１２０％以上
【００８６】
（印刷枚数）
各実施例および各比較例で示した条件の画像形成装置に、各実施例および比較例で示した条件で作製した感光体を設置した。次いで、画素密度が３０％のブラック単色のＡ４サイズのハーフトーン画像を、表面層の膜厚が各実施例および各比較例で示した条件の膜厚になるまで、もしくは、許容される画像濃度を逸脱するまで繰り返しコピーを行った。前述の何れかの条件になるまでに得られたコピー画像の枚数を、印刷枚数とした。
【００８７】
得られた印刷枚数は、後述する実施例２−３の値をリファレンス（１００％）とし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
この評価項目では、印刷枚数の値が大きいほど良好な結果であると判断している。
ＡＡＡ：リファレンスに比べて２５０％より大きい
ＡＡ：リファレンスに比べて１５０％より大きく２５０％以下
Ａ：リファレンスに比べて５０％より大きく１５０％以下
Ｂ：リファレンスに比べて５０％以下
【００８８】
（総合評価）
濃度変動、印刷枚数の評価で得られた結果を、ＡＡＡランクが３点、ＡＡランクが２点、Ａランクが１点、Ｂランクが０点として合計した得点をもとに、以下のように総合的にランク付けを行った。
ＡＡ…Ｂランクがなく、４点以上のもの
Ａ…Ｂランクがなく、２点以上３点以下のもの
Ｂ…Ｂランクがあるもの、もしくは、０点以上１点以下のもの
総合評価においては、Ａランク以上で本発明の効果が得られていると判断している。
【００８９】
＜実施例２−１〜２−３、比較例１−１〜１−２＞
実施例１と同様の条件で、感光体を５本製作した。
このようにして作製した感光体を、実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置し、表面層の膜厚が表２に示す膜厚になるまで繰り返し画像形成を行った以外は実施例１と同様の条件で画像形成を行った。そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【００９０】
表面層膜厚は、２ｍｍのスポット径で感光体の表面に垂直に光を照射し、分光計（大塚電子製：ＭＣＰＤ−２０００）を用いて、反射光の分光測定を行うことにより求めた。測定は、感光体の軸方向の中心１カ所と、感光体の周方向に８カ所（感光体の周方向のある点を０°とし、４５°刻みで計８カ所）の合計８カ所行った。そして、得られた反射波形をもとに膜厚を算出し、８カ所で得られた膜厚の平均値を表面層膜厚とした。このとき、波長範囲は５００ｎｍから７５０ｎｍ、表面層の屈折率は、分光エリプソメトリーの測定より求めた値を用いた。
【００９１】
分光エリプソメトリーによる表面層の屈折率の測定は以下のように行った。
各実施例および各比較例で作製した感光体と同一条件で、基体の上に下部電荷注入阻止層のみを形成したもの、下部電荷注入阻止層と光導電層のみを形成したもの、下部電荷注入阻止層と光導電層と上部電荷注入阻止層のみを形成したものを作製した。これらを長手方向の中央部を１５ｍｍ角で切り出し、リファレンス試料を作製した。
【００９２】
次に表面層の屈折率測定用として、各実施例および各比較例と同一の条件で、基体の上に下部電荷注入阻止層と光導電層、上部電荷注入阻止層を形成し、その上に表面層を形成したものを作製した。そして、リファレンス試料と同様に切り出し、表面層測定用試料を作製した。
上記、リファレンス試料と表面層測定用試料を分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製：高速分光エリプソメトリー  Ｍ−２０００）により測定し、表面層の屈折率を求めた。具体的な測定条件は、入射角：６０°、６５°、７０°、測定波長：１９５ｎｍから７００ｎｍ、解析ソフト：ＷＶＡＳＥ３２、ビーム径：１ｍｍ×２ｍｍである。
【００９３】
【表２】
0006440456.tif 000003
【００９４】
＜実施例３＞
表面層を表３に示す条件で作製した以外は実施例１と同様の条件で、感光体を１本作製した。
このようにして作製した感光体を、実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置し、実施例２−３と同様の条件で画像形成を行い、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【００９５】
【表３】
0006440456.tif 000004
【００９６】
また、実施例３で作製した表面層について、赤外線吸収スペクトルから得られる波数２９６０ｃｍ-１の吸収係数α１に対する波数２８９０ｃｍ-１の吸収係数α２の比α２／α１、電子スピン共鳴法によって測定される欠陥密度について分析を行った。また、以下の項目についても分析を行った。その結果を併せて表４に示す。
（ケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と炭素原子の原子数（Ｃ）との和に対する炭素原子の原子数（Ｃ）の比（Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）））
【００９７】
感光体の長手方向の中央部で、周方向においては任意の位置で、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで切り出した。そして、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱法）（日新ハイボルテージ（株）製：後方散乱測定装置 ＡＮ−２５００）により、ＲＢＳの測定面積における表面層中のケイ素原子および炭素原子の原子数を測定した。
【００９８】
そして、得られたＲＢＳの測定面積における表面層中のケイ素原子および炭素原子の原子数を用いて、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ））を算出した。
ＲＢＳの具体的な測定条件は、入射イオン：４Ｈｅ＋、入射エネルギー：２．３ＭｅＶ、入射角：７５°、試料電流：３５ｎＡ、入射ビーム経：１ｍｍである。また、ＲＢＳの検出器は、散乱角：１６０°、アパーチャ径：８ｍｍで測定を行った。
【００９９】
（ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和）
感光体の長手方向の中央部で、周方向においては任意の位置で、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで切り出した。そして、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱法）（日新ハイボルテージ（株）製：後方散乱測定装置 ＡＮ−２５００）により、ＲＢＳの測定面積における表面層中のケイ素原子および炭素原子の原子数を測定した。次に、ＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子および炭素原子に対し、前述の手法で求めた表面層膜厚を用いて、Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度を求め、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和を算出した。ＲＢＳの具体的な測定条件は、前述の条件と同様の条件で測定を行った。
【０１００】
【表４】
0006440456.tif 000005
【０１０１】
＜実施例４＞
表面層膜厚を１．０μｍにした以外は実施例３と同様の条件で感光体を１本作製した。
このようにして作製した感光体を、電位測定手段と初期電位記憶手段を取り付けた以外は実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、電位測定工程と初期電位記憶工程を加え、帯電前露光調整工程を、図４に示すフローチャートに従って行った以外は、実施例２−３と同様の条件で画像形成を行った。
【０１０２】
なお、本実施例の帯電前露光調整工程は、図４中の「所望の表面電位の範囲内か？」を、「初期の表面電位を１００％とした場合、９５％以上１０５％未満か？」として行った。
そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０３】
＜実施例５＞
表面層膜厚を１．６μｍにした以外は実施例３と同様の条件で感光体を１本作製した。
このようにして作製した感光体を、実施例４と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、帯電前露光調整工程を、図６に示すフローチャートに従って行った以外は、実施例４と同様の条件で画像形成を行った。
そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０４】
＜実施例６＞
表面層膜厚を２．２μｍにした以外は実施例３と同様の条件で感光体を１本作製した。
このようにして作製した感光体を、感光体使用量検出手段としてパルス検出器を取り付けた以外は実施例４と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、感光体使用量検出工程を加え、帯電前露光調整工程を、図７に示すフローチャートに従って行った以外は、実施例４と同様の条件で画像形成を行った。
【０１０５】
なお、本実施例の帯電前露光調整工程は、図７中の所定のタイミングを、感光体が５０万回転する毎として行い、感光体の回転数は、パルス検出器を用いて検出した。
そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０６】
＜実施例７＞
表面層膜厚を２．５μｍにした以外は実施例３と同様の条件で感光体を１本作製した。
このようにして作製した感光体を、感光体使用量検出手段として分光光度計を取り付け、帯電前露光手段の光源としてハロゲンランプを用い、露光波長調整手段として複数の光学フィルタを用いた以外は実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、感光体使用量検出工程と初期膜厚記憶工程を加え、帯電前露光調整工程を、図７中の所定のタイミングを表面層膜厚が初期の表面層膜厚に対して２％の膜厚が減少する毎として行った以外は、実施例２−３と同様の条件で画像形成を行った。また、露光強度の調整は、光源に与える電圧を調整することで行い、露光波長の調整は、複数の光学フィルタを切り替えることで行った。
そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０７】
＜比較例２＞
実施例１と同様の条件で、感光体を１本製作した。
このようにして作製した感光体を、６３０ｎｍと５９０ｎｍのＬＥＤを取り外した以外は実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、帯電前露光調整工程を、帯電前露光光の露光強度の調整のみで行う以外は、実施例１と同様の条件で画像形成を行った。そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０８】
＜比較例３＞
実施例１と同様の条件で、感光体を１本製作した。
このようにして作製した感光体を、露光強度の調整手段を取り外した以外は実施例１と同様の条件の画像形成装置に設置した。そして、帯電前露光調整工程を、帯電前露光光の露光波長調整のみで行う以外は、実施例１と同様の条件で画像形成を行った。そして、実施例１と同様の手法で評価を行った。その結果を表５に示す。
【０１０９】
【表５】
0006440456.tif 000006
【０１１０】
表５から、帯電前露光工程において、帯電前露光光の露光強度および露光波長の調整を行う本発明の構成とすることで、適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続できることが明らかとなった。また、本発明の画像形成方法を用いることで、より長期間、感光体を使用できることになるため、より長寿命な画像形成装置を提供できることが明らかとなった。
【０１１１】
また実施例３〜７では、表面層が水素化アモルファスシリコンカーバイトで構成され、表面層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．５０以上０．６５以下であり、表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度との和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上であり、表面層におけるα２／α１が０．５０以下であり、表面層の欠陥密度が９．０×１０１８(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以上２．２×１０１９(ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３)以下の範囲内としている。このような表面層とすることで、表面層を厚く積層しても画像形成を繰り返し行える程度の感度を有する感光体とすることができ、さらに長期間、感光体を使用できることになるため、より長寿命な画像形成装置を提供できることが明らかとなった。
【０１１２】
また実施例４から、電位測定工程および初期電位記憶工程を加え、帯電前露光調整工程を初期の表面電位に近づけるように行うことで、より適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続できることが明らかとなった。
また実施例５から、帯電前露光調整工程を初期の表面電位から２％以上乖離した場合に行うことで、より適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続できることが明らかとなった。
【０１１３】
また実施例６から、感光体使用量検出工程を加え、帯電前露光調整工程を感光体の使用量に応じて行うことで、より適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続できることが明らかとなった。
また実施例７から、感光体使用量検出工程および初期膜厚記憶工程を加え、帯電前露光調整工程を初期の表面層膜厚に対して２％の膜厚が減少する毎に行うことで、より適正な画像形成条件で適正な画像が得られる状態を長期間持続できることが明らかとなった。また、帯電前露光手段を連続波長光を発光できる光源に変え、露光波長調整手段として複数の光学フィルタを用いた場合でも、本発明の効果を発揮できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、２０１、３０２  感光体
１０１  基体
１０２  光導電層
１０３  表面層
１０４  下部電荷注入阻止層
１０５  上部電荷注入阻止層
２０２  帯電手段
２０３  画像露光
２０４ａ  第１現像手段
２０４ｂ  第２現像手段
２０５  転写前帯電手段
２０６  中間転写ベルト
２０７  クリーニング手段
２０８  帯電前露光手段
２０９  一次転写ローラ
２１０  二次転写ローラ
２１１  中間転写ベルトクリーナ
２１２  記録材
２１３  給紙カセット
２１４  定着器
２１５  電位測定手段
２１６  感光体使用量検出手段
３０１  帯電前露光調整手段
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ  ＬＥＤ
３０４  開口
３０５  光源担持体
【図１】
0006440456.tif 000007
【図２】
0006440456.tif 000008
【図３】
0006440456.tif 000009
【図４】
0006440456.tif 000010
【図５】
0006440456.tif 000011
【図６】
0006440456.tif 000012
【図７】
0006440456.tif 000013
【図８】
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