(57)【要約】【課題】形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することが可能な負帯電用電子写真感光体を提供する。【解決手段】本発明に係る負帯電用電子写真感光体１０は、基体１８と、アモルファスシリコン系化合物からなり且つ基体１８上に形成される光導電層１９Ａと、該光導電層１９Ａ上に形成される電荷注入阻止層１９Ｂと、該電荷注入阻止層１９Ｂ上に形成される表面層１９Ｃと、を有してなる。電荷注入阻止層１９Ｂは、Ｎ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される少なくとも一つの元素、および、第１３属元素を含んでなる。電荷注入阻止層１９Ｂの光吸収係数は光導電層１９Ａの光吸収係数より小さく、光導電層１９Ａの屈折率に対する電荷注入阻止層１９Ｂの屈折率の差は０より大きく０．９以下である。【選択図】図２
2009028448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、シリコン原子を主体とする非単結晶材料を含んでなり且つ前記基体上に位置する光導電層と、該光導電層上に位置する電荷注入阻止層と、該電荷注入阻止層上に位置する表面層と、を有し、
前記電荷注入阻止層は、Ｎ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される少なくとも一つの元素と、第１３属元素とを含んでなり、
前記電荷注入阻止層の光吸収係数は前記光導電層の光吸収係数より小さく、
前記光導電層の屈折率と前記電荷注入阻止層の屈折率との差は０より大きく０．９以下であることを特徴とする、電子写真感光体。
【請求項２】
前記Ｎ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される元素は実質的にＮのみである、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記第１３属元素はボロンである、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記電荷注入阻止層は、パルス状直流電圧を印加するＣＶＤ法により形成されている、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記基体と前記光導電層との間に別の電荷注入阻止層を更に有する、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
請求項１に記載の電子写真感光体を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に感光層を形成してなる電子写真感光体および該電子写真感光体を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置では、例えばアルミニウム製の円筒状基体の外周面に、感光層を含む成膜層を形成してなる電子写真感光体が搭載されている。このような電子写真感光体としては、表面電荷を正とする正帯電用電子写真感光体と、表面電荷を負とする負帯電用電子写真感光体とがある。通常、正帯電用電子写真感光体は、円筒状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層、および表面層の順で成膜層を形成してなり、負帯電用電子写真感光体は、円筒状基体上に、光導電層、電荷注入阻止層、および表面層の順で成膜層を形成してなる。つまり、負帯電用電子写真感光体では、正帯電用電子写真感光体とは異なり、電荷注入阻止層が光導電層上に存在する。このような構成の負帯電用電子写真感光体としては、例えば特許文献１に開示のものが挙げられる。【０００３】
電子写真感光体では、通常、その表面における画像形成領域全体を帯電させた後、所望の画像に応じた露光光を照射することにより静電潜像が形成される。また、この形成された静電潜像を利用してトナーによる現像などを行なった後、そのトナー像を記録媒体に転写する。さらに、この転写を行なった電子写真感光体上に残存するトナーをクリーニングにより除去した後、電子写真感光体に除電光を照射することにより、形成された静電潜像が消去される。このように、電子写真感光体による画像形成を行なう際には、帯電、露光光による露光、あるいは除電光による除電を適切に行なう必要がある。もし、これの各工程を適切に行なえないと、画像特性が低下してしまう場合がある。具体的には、帯電あるいは露光が不充分であると、形成される画像のコントラストが低下してしまう場合があり、除電が不充分であると、残留電位に起因して画質が低下してしまう場合がある。そして、このような画像特性の低下は、電荷注入阻止層が光導電層上に存在する負帯電用電子写真感光体において特に問題となり易い傾向にある。
【特許文献１】特開平７−１２０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することが可能な電子写真感光体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】
【０００５】
本発明の一つの形態によれば、電子写真感光体は、基体と、該基体上に位置する光導電層と、該光導電層上に位置する電荷注入阻止層と、該電荷注入阻止層上に位置する表面層と、を有する。前記光導電層は、シリコン原子を主体とする非単結晶材料を含んでなる。前記電荷注入阻止層は、Ｎ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される少なくとも一つの元素と、第１３属元素とを含んでなる。前記電荷注入阻止層の光吸収係数は前記光導電層の光吸収係数より小さい。前記光導電層の屈折率と前記電荷注入阻止層の屈折率との差は０より大きく０．９以下である。【０００６】
本発明の他の形態によれば、画像形成装置は、上述の電子写真感光体を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一形態に係る電子写真感光体あるいは画像形成装置によれば、より効果的に露光あるいは除電などを行うことができるので、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制するうえで好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を表す図である。画像形成装置１は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものである。画像形成装置１は、電子写真感光体１０と、帯電器１１と、露光器１２と、現像器１３と、転写器１４と、定着器１５と、クリーニング器１６と、除電器１７とを備えている。【０００９】
帯電器１１は、電子写真感光体１０を正極性または負極性に帯電する機能を有するものである。帯電電圧は、例えば２００Ｖ以上１０００Ｖ以下に設定される。本実施形態において帯電器１１は、接触型帯電器を採用して説明するが、これに代えて、非接触型帯電器を採用してもよい。接触型帯電器は、電子写真感光体１０を押圧するように配置されており、例えば芯金を導電性ゴムおよびＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって被覆することにより構成されている。非接触型帯電器は、電子写真感光体１０とは離間して配置されており、例えば放電ワイヤを有する構成とされている。【００１０】
露光器１２は、電子写真感光体１０に静電潜像を形成する機能を有するものである。具体的には、露光器１２は、画像信号に応じて特定波長（例えば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の露光光を電子写真感光体１０に照射することにより、帯電状態にある電子写真感光体１０の露光光照射部分の電位を減衰させて静電潜像を形成する。露光器１２としては、例えば複数のＬＥＤ素子を配列させてなるＬＥＤヘッドを採用することができる。【００１１】
もちろん、露光器１２の光源としては、ＬＥＤ素子に代えてレーザ光を出射可能なものを使用することもできる。具体的には、ＬＥＤヘッドなどの露光器１２に代えて、ポリゴンミラーを含んでなる光学系を採用してもよい。また、露光器１２の光源として、原稿からの反射光を通すレンズおよびミラーを含んでなる光学系を採用することにより、複写機の構成の画像形成装置とすることもできる。【００１２】
現像器１３は、電子写真感光体１０の静電潜像を現像してトナー像を形成する機能を有するものである。本実施形態における現像器１３は、現像剤（トナー）ＴＮを磁気的に保持する磁気ローラ１３Ａを備えている。【００１３】
現像剤ＴＮは、電子写真感光体１０の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器１３において摩擦帯電させられる。現像剤ＴＮとしては、例えば、磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる二成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる一成分系現像剤とが挙げられる。【００１４】
磁気ローラ１３Ａは、電子写真感光体１０の表面（現像領域）に現像剤を搬送する機能を有するものである。磁気ローラ１３Ａは、現像器１３において摩擦帯電した現像剤ＴＮを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送された現像剤ＴＮは、電子写真感光体１０の現像領域において、静電潜像との静電引力により感光体表面に付着してトナー像を形成する（静電潜像を可視化する）。トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１０の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１０の表面の帯電極性と同極性とされる。【００１５】
なお、本実施形態において現像器１３は、乾式現像方式を採用しているが、液体現像剤を用いた湿式現像方式を採用してもよい。【００１６】
転写器１４は、電子写真感光体１０と転写器１４との間の転写領域に供給された記録媒体Ｐに、電子写真感光体１０のトナー像を転写する機能を有するものである。本実施形態における転写器１４は、転写用チャージャ１４Ａおよび分離用チャージャ１４Ｂを備えている。転写器１４では、転写用チャージャ１４Ａにおいて記録媒体Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。また、転写器１４では、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ１４Ｂにおいて記録媒体Ｐの背面が交流帯電させられ、記録媒体Ｐが電子写真感光体１０の表面から速やかに分離させられる。【００１７】
転写器１４としては、電子写真感光体１０の回転に従動し、且つ、電子写真感光体１０とは微小間隙（通常０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この転写ローラは、例えば直流電源により、電子写真感光体１０上のトナー像を記録媒体Ｐ上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ１４Ｂのような転写分離装置は省略することもできる。【００１８】
定着器１５は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させる機能を有するものであり、一対の定着ローラ１５Ａ，１５Ｂを備えている。定着ローラ１５Ａ，１５Ｂは、例えば金属ローラ上にフッ素樹脂などで表面被覆したものとされている。定着器１５では、一対の定着ローラ１５Ａ，１５Ｂの間を通過させる記録媒体Ｐに対して、熱および圧力などを作用させることにより、記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。【００１９】
クリーニング器１６は、電子写真感光体１０の表面に残存するトナーを除去する機能を有するものであり、クリーニングブレード１６Ａを備えている。クリーニングブレード１６Ａは、電子写真感光体１０の表面から、残留トナーを掻きとる機能を有するものである。クリーニングブレード１６Ａは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料などにより所望の弾性を有する構造とされている。【００２０】
除電器１７は、電子写真感光体１０の電荷（残余の静電潜像）を除去する機能を有するものであり、特定波長（例えば７８０ｎｍ以上）の光を出射可能とされている。除電器１７は、例えばＬＥＤなどの光源によって電子写真感光体１０の表面における軸方向全体を光照射することにより、電子写真感光体１０の電荷を除去するように構成されている。【００２１】
図２は、電子写真感光体１０の概略構成を表す断面図である。電子写真感光体１０は、基体１８および感光層１９を有しており、画像信号に基づいた静電潜像やトナー像が形成されるものである。電子写真感光体１０は、図外の回転機構によって図１の矢印Ａ方向に回転可能とされる。【００２２】
基体１８は、電子写真感光体１の支持母体としての機能を有するものであり、少なくとも表面において導電性を有している。本実施形態における基体１８の形状は円筒状であるが、これには限られず、例えば無端ベルト状としてもよい。基体１８は、金属材料あるいは該金属材料を含む合金材料により、実質的に全体が導電性を有するものとして形成されている。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）などが挙げられる。また、基体１８は、絶縁体の表面に導電性膜を被着した構成としてもよい。絶縁体の構成材料としては、例えば、樹脂、ガラス、およびセラミックスなどの絶縁材料が挙げられる。導電性膜の構成材料としては、例えば、上述の金属材料および合金材料と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＳｎＯ２などの透明導電性材料とが挙げられる。このような構造の基体１８としては、軽量化および低コスト化の観点から、構成材料としてＡｌ系材料を採用したものが好ましく、中でも全体にＡｌ系材料を採用したものがより好ましい。Ａｌ系材料としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金などが挙げられる。なお、Ａｌ系材料を採用してなる基体１８は、該基体１８の外周面上に形成される感光層１９をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に、基体１８と感光層１９との密着性（ひいては信頼性）を高めるうえで好適である。【００２３】
基体１８における感光層１９の形成面は、旋盤などにより表面処理が施される。表面処理としては、鏡面加工および線状溝加工などが挙げられる。【００２４】
感光層１９は、基体１８の外周面１８ａ上に形成されている。感光層１９の厚みは、例えば１５μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。感光層１９の厚みを１５μｍ以上にすると、長波長光吸収層などを設けなくても記録画像における干渉縞を低減することができ、感光層１９の厚みを１２０μｍ以下にすると、応力に起因して基体１８から感光層１９が剥がれてしまうのを適切に抑制することができる。【００２５】
本実施形態において感光層１９は、光導電層１９Ａ、電荷注入阻止層１９Ｂ、および表面層１９Ｃを積層形成したものである。【００２６】
光導電層１９Ａは、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させる機能を有するものである。光導電層１９Ａは、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＧｅ、ａ−ＳｉＣＮ、ａ−ＳｉＮＯ、ａ−ＳｉＣＯ、およびａ−ＳｉＣＮＯなどのシリコンを主体とする非単結晶材料により構成されている。非単結晶材料とは、多結晶、微結晶、および非晶質のうちの少なくとも一つの部分を含む材料を意味している。光導電層１９Ａが微結晶シリコンを含んでなる場合は、暗導電率あるいは光導電率を高めることができるため、光導電層１９Ａの設計自由度を高めることができる。このような微結晶シリコンは、成膜条件を変えることによって形成することができ、例えばグロー放電分解法を採用する場合、基体１８の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガス（例えば水素）の流量を増すことによって形成することができる。【００２７】
光導電層１９Ａは、シリコンの未結合手を補償する観点から、水素およびハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌなど）の少なくとも一方を含むのが好ましい。光導電層１９Ａが含有する水素およびハロゲン元素の総和は、シリコンと水素とハロゲン元素との総和に対して１原子％以上４０原子％以下とされるのが好ましい。光導電層１９Ａにシリコンを導入するための原料としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ10などの水素化珪素（シラン類）が挙げられ、中でもシリコンの供給効率あるいは取扱い容易性などの観点からＳｉＨ４およびＳｉ２Ｈ６が特に好ましい。光導電層１９Ａにハロゲン元素を導入するための原料としては、Ｆ２、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７、ＳｉＦ４、およびＳｉ２Ｆ６などが挙げられる。なお、光導電層１９Ａにシリコンを導入するための原料は、必要に応じてＨ２およびＨｅの少なくとも一方により希釈してもよい。光導電層１９Ａにおける水素あるいはハロゲン元素の含有量を制御するには、例えば、基体１８の温度、光導電層１９Ａに各元素を導入するための原料の供給量、あるいは放電電力などを調整すればよい。【００２８】
光導電層１９Ａは、暗導電率などの電気的特性あるいは光学的バンドギャップについて所望の特性を得るべく、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）および周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）の少なくとも一方を含んでいてもよい。光導電層１９Ａに対して第１３族元素を含有させる場合、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下となるように調整され、光導電層１９Ａに対して第１５族元素を含有させる場合、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。光導電層１９Ａに含まれる第１３族元素あるいは第１５族元素は、該光導電層１９Ａ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよいが、光感度を高める観点から、基体１８側の端部領域が表面層１９Ｃ側（基体１８とは反対側）の端部領域より濃度が小さくなるように分布されているのが好ましい。このように、層厚方向にわたって第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量の勾配を設ける場合には、光導電層１９Ａの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。【００２９】
第１３族元素としては、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）などが挙げられ、中でもＣＶＤ法による成膜時のドーピング濃度の制御容易性の観点から硼素が特に好ましい。光導電層１９Ａに第１３族元素を導入するための原料としては、例えば、Ｂ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、およびＢ６Ｈ１４などの水素化硼素と、ＢＦ３、ＢＣｌ３、およびＢＢｒ３などのハロゲン化硼素と、ＡｌＣｌ３と、ＧａＣｌ３と、Ｇａ（ＣＨ３）３と、ＩｎＣｌ３と、ＴｌＣｌ３とが挙げられる。【００３０】
第１５族元素としては、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などが挙げられ、中でも光導電層１９Ａを構成する非単結晶材料の主体であるシリコンとの原子径の差に起因する格子の歪みを低減する観点から、リンが特に好ましい。光導電層１９Ａに第１５族元素を導入するための原料としては、例えば、ＰＨ３およびＰ２Ｈ４などの水素化リンと、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、およびＰＩ３などのハロゲン化リンと、ＡｓＨ３と、ＡｓＦ３と、ＡｓＣｌ３と、ＡｓＢｒ３と、ＡｓＦ５と、ＳｂＨ３と、ＳｂＦ３と、ＳｂＦ５と、ＳｂＣｌ３と、ＳｂＣｌ５と、ＢｉＨ３と、ＢｉＣｌ３と、ＢｉＢｒ３とが挙げられる。【００３１】
光導電層１９Ａには、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）のうちの少なくとも１種の元素を含有させてもよい。光導電層１９Ｂが含有する炭素と酸素と窒素との総和は、これらの元素とシリコンとの総和に対して１×１０−５原子％以上２原子％以下とされるのが好ましい。【００３２】
光導電層１９Ａの厚さは、所望の電子写真特性および経済的効果などの観点から、５μｍ以上１００μｍ以下（好適には１０μｍ以上８０μｍ以下）に設定されている。光導電層１９Ａの厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であると、帯電能あるいは光感度を充分に確保できるとともに、不必要に形成時間が長くならず、製造コストの低減を図ることができる。【００３３】
電荷注入阻止層１９Ｂは、帯電器１１により感光層１９の表面近傍に帯電した電荷が光導電層１９Ａ側に注入されるのを阻止する機能を有するものである。電荷注入阻止層１９Ｂは、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成されている。例えば、電荷注入阻止層１９Ｂをアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料により形成する場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスと、Ｂ２Ｈ６などのドーパント含有ガスと、水素（Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスとを混合してなる混合ガスなどが挙げられる。【００３４】
電荷注入阻止層１９Ｂは、エネルギ障壁をより適切に形成する観点から、第１３族元素を含んでいる。電荷注入阻止層１９Ｂにおける第１３族元素の含有量は、光導電層１９Ａにおける第１３族元素の含有量より多く含有するように調整するのが好ましく、例えば０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下となるように調整される。電荷注入阻止層１９Ｂに含まれる第１３族元素は、該電荷注入阻止層１９Ｂ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよいが、残留電荷の発生を低減する観点から実質的に均一に分布されているのが好ましい。このように、層厚方向にわたって第１３属元素の含有量の勾配を設ける場合には、電荷注入阻止層１９Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。【００３５】
電荷注入阻止層１９Ｂには、光学的バンドギャップを大きくする（光吸収係数を小さくする）観点から、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）のうちの少なくとも１種の元素が添加されている。この添加元素は、電荷注入阻止層１９Ｂ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよい。但し、分布濃度が不均一である場合は、残留電荷の発生を低減する観点から、基体１８側における添加元素の濃度が大きくなるように含有させるのが好ましい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。【００３６】
電荷注入阻止層１９Ｂの厚さは、所望の電子写真特性および経済的効果などの観点から、０．１μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。電荷注入阻止層１９Ｂの厚さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であると、表面層１９Ｃ側からの電荷の注入を充分に阻止することができるとともに、残留電荷の発生を充分に抑制することができる。【００３７】
表面層１９Ｃは、主として電子写真感光体１０の耐湿性、繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、あるいは耐久性を高める機能を有するものである。表面層１９Ｃは、例えばシリコンおよび炭素の少なくとも一方を主体とする非単結晶材料により構成されている。表面層１９Ｃは、電子写真感光体１０に照射されるレーザ光などの光が不適切に吸収されることのないように、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有している。表面層１９Ｃは、画像形成における静電潜像を保持し得る抵抗値（一般的には１０１１Ω・ｃｍ以上）を有するように構成されている。【００３８】
表面層１９Ｃをａ−ＳｉＣ系材料により形成する場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスと、ＣＨ４などのＣ含有ガスとを混合してなる混合ガスが挙げられる。この原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。例えば、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１９Ｃにおける光導電層１９Ｂに近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１９Ｃを形成してもよい。また、表面層１９Ｃを水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ：Ｈ）により形成する場合、耐久性の観点から、Ｘ値（炭素比率）が０．５５以上０．９３未満（好適には０．６以上０．７以下）とするのが好ましい。【００３９】
一方、表面層１９Ｃをアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）系材料により形成する場合、原料ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレンガス）およびＣＨ４（メタンガス）などのＣ含有ガスが挙げられる。この場合における表面層１９Ｃの膜厚は、例えば０．１μｍ以上２．０μｍ以下に設定される。このように、表面層１９Ｃをａ−Ｃ系材料により形成する場合は、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合の結合エネルギが相対的に小さいため、表面層１９Ｃをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１９Ｃの表面が酸化するのをより確実に抑制することができる。つまり、表面層１９Ｃをａ−Ｃ系材料により形成する場合は、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどに起因して、表面層１９Ｃの表面が酸化されるのをより適切に抑制することができ、ひいては高温高湿環境下などにおける画像流れの発生をより適切に抑制することができる。【００４０】
表面層１９Ｃは、シリコンの未結合手を補償する観点から、水素およびハロゲン元素の少なくとも一方を含むのが好ましい。表面層１９Ｃにおける水素の含有量は、構成元素の総和に対して１原子％以上７０原子％以下（好適には１原子％以上４５原子％以下）とされるのが好ましい。表面層１９Ｃにおける水素の含有量が１原子％以上７０原子％以下であると、水素を含有させることによる効果を充分に得ることができるとともに、表面層１０４の表面に光が照射される際に生じる電荷のトラップを充分に抑制することができる（ひいては残留電位に起因する画像不良の発生を充分に抑制できる）。【００４１】
表面層１９Ｃの厚さは、耐久性あるいは残留電位などの観点から、０．２μｍ以上１．５μｍ以下（好適には、０．５μｍ以上１μｍ以下）に設定されている。表面層１９Ｃの厚さが０．２μｍ以上１．５μｍ以下であると、耐刷による画像キズあるいは画像濃度ムラの発生を充分に抑制できるとともに、残留電位に起因する画像不良の発生を充分に抑制することができる。【００４２】
感光層１９は、図２（ｂ）に示したように、基体１８と光導電層１９Ａとの間に形成される電荷注入阻止層１９Ｄをさらに含んでいてもよい。【００４３】
電荷注入阻止層１９Ｄは、基体１８からのキャリアが光導電層１９Ａ側に注入されるのを阻止する機能を有するものである。電荷注入阻止層１９Ｄは、例えばシリコンを主体とする非単結晶材料により構成されている。例えば、電荷注入阻止層１９Ｄをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスと、Ｐ２Ｈ４などのドーパント含有ガスと、水素（Ｈ２）およびヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスとを混合してなる混合ガスなどが挙げられる。【００４４】
電荷注入阻止層１９Ｄは、エネルギ障壁をより適切に形成する観点から、第１３族元素および第１５族元素の少なくとも一方を含んでいてもよい。電荷注入阻止層１９Ｄに含まれる第１３族元素あるいは第１５族元素は、該電荷注入阻止層１９Ｄ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよいが、残留電荷の発生を低減する観点から実質的に均一に分布されているのが好ましい。このように、層厚方向にわたって第１３属元素あるいは第１５族元素の含有量の勾配を設ける場合には、電荷注入阻止層１９Ｄの全体における平均含有量が所定範囲内であればよい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。【００４５】
電荷注入阻止層１９Ｄには、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、および窒素（Ｎ）のうちの少なくとも１種の元素が添加されていてもよい。この添加元素は、電荷注入阻止層１９Ｄ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよい。但し、分布濃度が不均一である場合は、残留電荷の発生を低減するとともに、密着性を向上する観点から、基体１８側における添加元素の濃度が大きくなるように含有させるのが好ましい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。【００４６】
電荷注入阻止層１９Ｄ対して第１３族元素あるいは第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、電荷注入阻止層１９Ｄに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。【００４７】
電荷注入阻止層１９Ｄの厚さは、所望の電子写真特性および経済的効果などの観点から、２μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。電荷注入阻止層１９Ｄの厚さが２μｍ以上１０μｍ以下であると、基体１８側からの電荷の注入を充分に阻止することができるとともに、残留電荷の発生を充分に抑制することができる。【００４８】
図３は、電子写真感光体１０における光導電層１９Ａ、電荷注入阻止層１９Ｂおよび表面層１９Ｃを形成するプラズマＣＶＤ装置２の一例を示す模式図である。【００４９】
プラズマＣＶＤ装置２は、反応室２０と、支持機構３０と、直流電圧供給機構４０と、温度制御機構５０と、回転機構６０と、ガス供給機構７０と、排気機構８０と、を備えている。【００５０】
反応室２０は、基体１８に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極２１と、一対のプレート２２，２３と、絶縁部材２４，２５により規定されている。【００５１】
円筒状電極２１は、堆積膜の形成空間を規定するとともに、第１導体としての機能を有するものである。本実施形態に係る円筒状電極２１は、基体１８と同様の導電性材料により構成されており、絶縁部材２４，２５を介して一対のプレート２２，２３に接合されている。本実施形態における円筒状電極２１は、支持機構３０に支持させた基体１８と円筒状電極２１との離間距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように形成されている。これは、基体１８と円筒状電極２１との距離が１０ｍｍよりも小さくなると、基体１８と円筒状電極２１との間で安定した放電を得難くなる場合があり、基体１８と円筒状電極２１との距離が１００ｍｍよりも大きくなると、プラズマＣＶＤ装置２が必要以上に大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が低下する場合があるからである。【００５２】
円筒状電極２１は、ガス導入口２１ａおよび複数のガス吹き出し孔２１ｂを有しており、その一端において接地されている。円筒状電極２１の接地は必須の要件ではなく、後述の直流電源４１とは別の基準電源に接続する構成としてもよい。なお、円筒状電極２１を直流電源４１とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、例えば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。【００５３】
ガス導入口２１ａは、洗浄ガスおよび原料ガスを反応室２０に導入するための開口であり、ガス供給機構７０に接続されている。【００５４】
複数のガス吹き出し孔２１ｂは、円筒状電極２１の内部に導入された洗浄ガスおよび原料ガスを基体１８に向けて吹き出すための開口であり、図の上下方向および周方向において等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔２１ｂは、同一形状の円形に形成されており、その孔径は例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。なお、複数のガス吹き出し孔２１ｂの孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。【００５５】
プレート２２は、反応室２０の開放状態と閉塞状態とを選択することが可能な構成とされており、プレート２２を開閉することにより反応室２０に対する後述の支持体３１の出し入れが可能とされている。プレート２２は、基体１８と同様の導電性材料により形成されているが、その下面側に防着板２６が取り付けられている。これにより、プレート２２に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。なお、防着板２６は、基体１８と同様の導電性材料により形成されており、プレート２２に対して着脱自在とされている。【００５６】
プレート２３は、反応室２０のベースとなるものであり、基体１８と同様の導電性材料により形成されている。プレート２３と円筒状電極２１との間に介在する絶縁部材２５は、円筒状電極２１とプレート２３との間にアーク放電が発生するのを抑制する機能を有するものである。このような絶縁部材２５は、例えばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であれば特に限定はない。ただし、絶縁部材２５は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。例えば、絶縁部材２５をフッ素樹脂（熱膨張率３×１０−５／Ｋ以上１０×１０５／Ｋ以下）により形成する場合には、絶縁部材２５の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材２５の厚みを設定した場合には、絶縁部材２５と基体１８に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（基体１８の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で１ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材２５を繰り返し使用することが可能となる。【００５７】
プレート２３および絶縁部材２５には、ガス排出口２３Ａ，２５Ａおよび圧力計２７が設けられている。ガス排出口２３Ａ，２５Ａは、反応室２０の内部の気体を排出する機能を有するものであり、排気機構８０に接続されている。圧力計２７は、反応室２０の圧力をモニタリングする機能を有するものであり、公知の種々のものを使用することができる。【００５８】
支持機構３０は、基体１８を支持するとともに、第２導体としての機能を有するものである。支持機構３０は、支持体３１と、導電性支柱３２と、絶縁材３３とを含んで構成されている。本実施形態における支持機構３０は、２つの基体１８を支持することができる長さ（寸法）に形成されており、支持体３１が導電性支柱３２に対して着脱自在とされている。このような構成によると、支持した２つの基体１８の表面に直接触れることなく、反応室２０に対して２つの基体１８の出し入れを行なうことができる。【００５９】
支持体３１は、フランジ部３１ａを有する中空状の部材であり、基体１８と同様の導電性材料により全体が導体として構成されている。【００６０】
導電性支柱３２は、導板３２ａを有する筒状の部材であり、基体１８と同様の導電性材料により全体が導体として構成されている。導電性支柱３２は、その上端部において支持体３１の内壁面に当接するように構成されている。【００６１】
絶縁材３３は、導電性支柱３２とプレート２３との間の電気的絶縁性を確保する機能を有するものであり、反応室２０の略中央において導電性支柱３２とプレート２３との間に介在している。【００６２】
直流電圧供給機構４０は、導電性支柱３２に対して直流電圧を供給する機構であり、直流電源４１および制御部４２を有している。【００６３】
直流電源４１は、導電性支柱３２に対して印加する直流電圧を発生させる機能を有するものであり、導板３２ａを介して導電性支柱３２に接続されている。【００６４】
制御部４２は、直流電源４１の動作を制御する機能を有するものであり、該直流電源４１に接続されている。制御部４２は、直流電源４１の動作を制御して、導電性支柱３２を介して支持体３１にパルス状の直流電圧（図４参照）を印加することができるように構成されている。【００６５】
温度制御機構５０は、基体１８の温度を制御する機能を有するものであり、セラミックパイプ５１およびヒータ５２を有している。【００６６】
セラミックパイプ５１は、絶縁性および熱伝導性を確保する機能を有するものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。【００６７】
ヒータ５２は、基体１８を加熱する機能を有するものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。基体１８の温度制御は、例えば支持体３１あるいは導電性支柱３２に熱電対（図示せず）を取り付け、そのモニタ結果に基づいてヒータ５２をオン／オフ制御することにより行われる。基体１８の温度は、例えば２００℃以上４００℃以下の範囲における所定温度に維持される。なお、ヒータ５２としては、例えばニクロム線およびカートリッジヒータが挙げられる。【００６８】
回転機構６０は、支持体３１を回転させる機能を有するものであり、回転モータ６１と、回転導入端子６２と、絶縁軸部材６３と、絶縁平板６４とを有している。回転機構６０により支持機構３０を回転させて成膜を行う場合、支持体３１とともに基体１８が回転させられるために、原料ガスの分解成分を基体１８の外周に対して略均等に堆積させるうえで好適である。【００６９】
回転モータ６１は、基体１８に回転力を付与する機能を有するものである。回転モータ６１は、例えば基体１８を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の一定の回転数で回転させるように動作制御される。回転モータ６１としては、公知の種々のものを使用することができる。【００７０】
回転導入端子６２は、反応室２０内を所定の真空度に保ちながら回転力を伝達する機能を有するものである。このような回転導入端子６２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールあるいはメカニカルシールなどの真空シール手段を用いることができる。【００７１】
絶縁軸部材６３および絶縁平板６４は、支持機構３０とプレート２２との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ６１からの回転力を支持機構３０に伝達する機能を有するものであり、例えば絶縁部材２５と同様の絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材６３の外径は、成膜時において、支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における基体１８の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材６３の外径は、支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（例えば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材６３の外径と支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。【００７２】
絶縁平板６４は、プレート２２を取り外す際に落下するゴミあるいは粉塵などの異物が基体１８へ付着するのを防止する機能を有するものである。絶縁平板６４は、上ダミー基体Ｄ３の内径より大きな外径を有する円板状に形成されている。絶縁平板６４の直径は、基体１８の直径の１．５倍以上３．０倍以下とされ、例えば基体１８として直径が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板６４の直径は５０ｍｍ程度とされる。このような絶縁平板６４を設けた場合には、基体１８に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１０を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１０を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。【００７３】
ガス供給機構７０は、複数の原料ガスタンク７１，７２，７３，７４と、複数の配管７１Ａ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａと、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃと、複数のマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄとを含んでなり、配管７５およびガス導入口２１ａを介して円筒状電極２１に接続されている。【００７４】
各原料ガスタンク７１，７２，７３，７４は、原料ガスが充填されたものである。原料ガスとしては、例えばＳｉＨ４、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６、ＣＨ４、Ｎ２、あるいはＮＯが用いられる。【００７５】
バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃおよびマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄは、反応室２０に導入するガス成分の流量、組成およびガス圧を調整する機能を有するものである。なお、ガス供給機構７０においては、各原料ガスタンク７１，７２，７３，７４に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料ガスタンク７１，７２，７３，７４の数は、基体１８に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。【００７６】
排気機構８０は、反応室２０のガスをガス排出口２３Ａ，２５Ａを介して外部に排出する機能を有するものであり、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２を有している。これらのポンプ８１，８２は、圧力計２７でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気機構８０では、圧力計２７でのモニタリング結果に基づいて、反応室２０を所定の真空状態に維持できるとともに、反応室２０のガス圧を目的値に設定することができる。なお、反応室２０の圧力は、例えば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。【００７７】
次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、電子写真感光体１０（図２参照）を作製する場合を例にとって説明する。【００７８】
まず、プラズマＣＶＤ装置２のプレート２２を取り外した上で、複数の基体１８（図面上は２つ）を支持させた支持機構３０を、反応室２０の内部にセットし、再びプレート２２を取り付ける。支持機構３０における２つの基体１８の支持は、支持体３１のフランジ部３１ａ上において、下ダミー基体Ｄ１、基体１８、中間ダミー基体Ｄ２、基体１８、および上ダミー基体Ｄ３を順次積み上げる形で行われる。各ダミー基体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３としては、例えば、全体が導電性を有する構成のもの、あるいは絶縁体の表面に導電性膜を形成した構成のものが挙げられるが、中でも基体１８と同様の構成のものが特に好ましい。下ダミー基体Ｄ１は、基体１８の高さ位置を調整する機能を有するものである。中間ダミー基体Ｄ２は、隣接する基体１８の端部間にアーク放電が発生するのを抑制する機能を有するものである。中間ダミー基体Ｄ２としては、その長さがアーク放電の発生を充分に抑制できる長さ（例えば１ｃｍ以上）に設定され、その外周面側角部が曲面加工（例えば曲率半径０．５ｍｍ以上）あるいは面取り加工（カットされた部分の軸方向の長さおよび深さ方向の長さがそれぞれ０．５ｍｍ以上）が施されたものが採用される。上ダミー基体Ｄ３は、支持体３１に堆積膜が形成されるのを抑制する機能を有するものである。上ダミー基体Ｄ３としては、その一部が支持体３１の最上部より上方に突出するように構成されたものが採用される。【００７９】
次いで、温度制御機構５０により基体１８を所定温度に制御するとともに、排気機構８０により反応室２０を減圧する。基体１８の温度制御は、ヒータ５２を発熱させることにより所定温度近傍まで昇温させた後、ヒータ５２をオンあるいはオフすることによって所定温度に維持される。基体１８の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって適宜設定されるが、例えばａ−Ｓｉ系膜を形成する場合は２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定される。一方、反応室２０の減圧は、圧力計２７での反応室２０の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２の動作を制御することにより、ガス排出口２３Ａ，２５Ａを介して反応室２０からガスを排出させることによって行なわれる。なお、反応室２０の減圧は、例えば１×１０−３Ｐａ程度に至るまで行われる。【００８０】
次いで、基体１８の温度を所定温度で維持するとともに、反応室２０を所定圧力まで減圧した状態で、ガス供給機構７０により反応室２０に原料ガスを供給するとともに、円筒状電極２１と支持体３１との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極２１と支持体３１（基体１８）との間にグロー放電が発生して原料ガスが分解され、その分解成分が基体１８の表面に堆積されることとなる。排気機構８０においては、圧力計２７のモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２の動作を制御することにより、反応室２０の圧力を所定範囲（例えば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）に維持する。すなわち、反応室２０の内部は、ガス供給機構７０におけるマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄと排気機構８０におけるポンプ８１，８２によって圧力を所定範囲に維持する。反応室２０への原料ガスの供給は、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄを制御することにより、原料ガスタンク７１，７２，７３，７４の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管７１Ａ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａ，７５およびガス導入口２１ａを介して円筒状電極２１の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極２１の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔２１ｂを介して基体１８に向けて吹き出される。そして、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃおよびマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替える。一方、円筒状電極２１と支持体３１との間におけるパルス状直流電圧の印加は、円筒状電極２１が接地されている場合、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下（好適には−３０００Ｖ以上−５００Ｖ以下）の負のパルス状直流電位Ｖ１（図４参照）となるように行われ、円筒状電極２１が基準電源（図示せず）に接続されている場合、基準電源により供給される電位Ｖ２を基準電位として、目的とする電位差ΔＶ（例えば−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下）となるように行われる。また、支持体３１（基体１８）に対して負のパルス状電圧（図４参照）を印加する場合、基準電源により供給される電位Ｖ２は、例えば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下に設定される。制御部４２は、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源４１を制御する。本実施形態におけるｄｕｔｙ比とは、図４に示したようにパルス状の直流電圧の１周期Ｔ（基体１８と円筒状電極２１との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生時間Ｔ１が占める時間割合と定義される。例えば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生時間が１周期全体の２０％であることを意味する。以上のようにして、基体１８の表面には、光導電層１９Ａ、電荷注入阻止層１９Ｂ、および表面層１９Ｃが順次積層形成される。なお、電荷注入阻止層１９Ｄを更に形成する場合は、基体１８の表面に、電荷注入���止層１９Ｄ、光導電層１９Ａ、電荷注入阻止層１９Ｂ、および表面層１９Ｃが順次積層形成される。【００８１】
以上のような構成の電子写真感光体１０では、後述する各実施例に示すように、電荷注入阻止層１９Ｂの光吸収係数が光導電層１９Ａの光吸収係数より小さくされている。そのため、電子写真感光体１０では、電荷注入阻止層１９Ｂにおける光（例えば露光光あるいは除電光）の損失を抑制することができる。また、電子写真感光体１０では、後述する各実施例に示すように、光導電層１９Ａの屈折率と電荷注入阻止層１９Ｂの屈折率との差が０より大きく０．９以下とされている。そのため、電子写真感光体１０では、電荷注入阻止層１９Ｂと光導電層１９Ａとの間における光の反射を充分に低減することができる。したがって、電子写真感光体１０は、より効果的に露光や除電などを行うことができるので、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制するうえで好適である。【００８２】
電子写真感光体１０では、電荷注入阻止層１９ＢがＮ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んでいるため、光学的バンドギャップを大きくする（光吸収係数を小さくする）ことができる。また、電子写真感光体１０では、電荷注入阻止層１９Ｂが第１３属元素を含んでいるため、電子写真感光体１０の表面に帯電した電荷が光導電層１９Ａ側に注入されるのを適切に阻止することができる。【００８３】
電子写真感光体１０においてＮ，Ｏ，Ｃからなる群より選択される元素が実質的にＮのみの場合、電荷注入阻止層１９Ｂにおける絶縁性を不当に高めることなく、電荷注入阻止層１９Ｂにおける光学的バンドギャップを高めるうえで好適である。これは、Ｏの元素は光学的バンドギャップを高めるうえでは好適であるものの、絶縁性が比較的高まり易く、残留電位に起因する画質低下の抑制効果が充分に得られなくなる場合があることと、Ｃの元素は絶縁性が不当に高まるのを抑制するうえで好適であるものの、光学的バンドギャップが比較的高まり難く、光吸収係数を小さくすることによる光損失の抑制効果が充分に得られなくなる場合があることによるものである。【００８４】
電子写真感光体１０において第１３属元素がボロンであると、電荷注入阻止層１９ＢにＰ型障壁をより適切に形成するうえで好適である。これは、ボロンの水素化合物（例えばＢ２Ｈ６）が常温においてガス状で存在するため、ガリウム、アルミニウム、インジウムなどに比べて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法による成膜時のドーピング濃度の制御がし易いことによるものである。【００８５】
電子写真感光体１０において電荷注入阻止層１９Ｂがパルス状直流電圧を印加するＣＶＤ法により形成されると、従来のＲＦ帯域あるいはＶＨＦ帯域の電源を使用して行なわれるＣＶＤ成膜に比べて、より高い耐電能力のものとすることができる。これは、従来の成膜法（ＲＦ帯域あるいはＶＨＦ帯域の電源使用）に比べて、プラズマで分解されたイオン種が基体に衝突する際のエネルギが大きく、スパッタリング現象が生じるために、より平滑な面が得られたからと考えられる。【００８６】
電子写真感光体１０において基体１８と光導電層１９Ａとの間に電荷注入阻止層１９Ｄを更に形成する場合、基体１８から光導電層１９Ａ側に電荷が注入されるのを適切に阻止することができるため、例えば電子写真感光体１０の表面に負帯電した電荷が、基体１８からの正電荷の注入により打ち消されてしまうのを抑制することができる。したがって、本構成の電子写真感光体１０では、帯電特性が向上するため、より高い帯電電圧（表面電位）を確保することができる。【００８７】
本実施形態に係る画像形成装置１は、電子写真感光体１０を備えているため、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制するうえで好適である。
［第１実施例］
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体は、円筒状基体としてアルミニウム合金素管（外径：８４ｍｍ、長さ３６０ｍｍ）を用いて作製した。このアルミニウム素管に対しては、図３に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、下記表１および表２に示す条件で感光層（下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入阻止層、および表面層）を形成した。このプラズマＣＶＤ装置の電源としては、直流パルス電源（パルス周波数：５０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比：７０％）を使用した。また、上部電荷注入阻止層の膜厚ｔは０．５μｍとなるように調整した。ここで、膜厚の測定は、その断面をＳＥＭおよびＸＭＡで分析することにより行なった。【００８８】
【表１】
2009028448.tif 000003
【００８９】
【表２】
2009028448.tif 000004
【００９０】
＜屈折率の測定＞
まず、ガラス基板上に約１μｍの単層膜（上部電荷注入阻止層と実質的に同構成の膜）を形成することにより、テストピースを作製した。次に、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４００ＰＣ、株式会社島津製作所製）を用いて、作製したテストピースに照射した透過光の透過率の波長依存性（波長範囲：４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を測定した。次に、その測定結果を光学計算から得られる計算値とフィッティングすることにより、各電子写真感光体に対応するテストピースの屈折率を導出し、結果を表２に示した。なお、光導電層の屈折率は、いずれの電子写真感光体でも４．０であった。
＜光吸収係数の測定＞
まず、ガラス基板上に約１μｍの単層膜（上部電荷注入阻止層と実質的に同構成の膜）を形成することにより、テストピースを作製した。次に、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４００ＰＣ、株式会社島津製作所製）を用いて、作製したテストピースに照射した透過光の透過率（波長範囲：４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を測定した。次に、この測定した結果に基づいて、各電子写真感光体に対応するテストピースの光吸収係数を導出し、結果を表２に示した。なお、光導電層の光吸収係数は、いずれの電子写真感光体でも４５００ｃｍ−１であった。
＜表面電位の測定＞
各電子写真感光体を画像形成装置（ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載し、電子写真感光体の表面に対してマイナス電位で０．３μＣ／ｃｍ２の電荷を与えたときの表面電位を、現像位置に設置した表面電位計（Ｍｏｄｅｌ３４４、トレック・ジャパン株式会社製）により測定した。その測定結果は表２に示した。
＜半減露光量の測定＞
各電子写真感光体を画像形成装置（ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載し、電子写真感光体の表面に対してマイナス電位で０．３μＣ／ｃｍ２の電荷を与えた状態で、該電子写真感光体を回転（回転数：１００ｒｐｍ）させつつ、露光光（波長：６８０ｎｍ）を照射する。そして、電子写真感光体における表面電位が、帯電後の表面電位と除電後の表面電位との差の１／２となる露光量を半減露光量として、現像位置に設置した表面電位計（Ｍｏｄｅｌ３４４、トレック・ジャパン株式会社製）により測定した。その測定結果は表２に示した。
＜画質の測定＞
各電子写真感光体を画像形成装置（ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載し、Ａ４サイズの事務機器用白紙に所定の画像を出力する。そして、その出力画像における、白画像のかぶりと、黒画像の濃度と、中間グレー画像の階調性とを目視にて確認し、以下の判断基準で評価を行なった。その評価結果は表２に示した。なお、画質評価の判断基準は、黒画像の濃度が充分であり、中間グレー画像の階調性も充分に良好で、白画像のかぶりが実質的に無い場合を「◎」とし、黒画像の濃度が充分とはいえない、もしくは、中間グレー画像の階調性が充分に良好とはいえないものの、白画像のかぶりが実質的に無く、実用的には問題の無い場合を「○」とし、白画像のかぶりが実質的に認められ、且つ、黒画像の濃度が充分でない場合を「×」とした。ここで、「かぶり」とは、白画像を拡大して見た場合に、微小な黒点が全体にわたって存在している状態、いわゆる白色の抜けが悪くなった状態を意味する。
＜評価＞
実施例１〜４の電子写真感光体は、いずれも上部電荷注入阻止層の光吸収係数が光導電層の光吸収係数（４５００ｃｍ−１）より小さかったため、電荷注入阻止層における光の損失を充分に抑制することができた。また、実施例１〜４の電子写真感光体は、光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０より大きく０．９以下であったため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができた。したがって、実施例１〜４の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することができるので、結果として目視において充分な画質を得ることができた。【００９１】
一方、比較例１の電子写真感光体は、上部電荷注入阻止層の光吸収係数が光導電層の光吸収係数（４５００ｃｍ−１）より大きかったため、電荷注入阻止層における光の損失を充分に抑制することができなかった。加えて、比較例１の電子写真感光体は、上部電荷注入阻止層がＮ，Ｏ，Ｃのいずれの元素も実質的に含んでいないので、上部電荷注入阻止層において所定の絶縁性を確保できず、形成される画像のコントラストを充分に維持するのに必要な表面電位（例えば２５０Ｖ以上）を確保できなかった。また、比較例２〜４の電子写真感光体は、いずれも光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０．９を超えていたため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができず、結果として大きな残留電位が発生した。したがって、比較例１〜４の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持することができなかったり、残留電位に起因する画質低下を抑制することができなかったりして、結果として目視において充分な画質を得ることができなかった。
［第２実施例］
＜電子写真感光体の作製＞
第１実施例と同様にして、下記表３および表４に示す条件で、感光層を形成することにより、電子写真感光体を作製した。なお、屈折率、光吸収係数、表面電位、半減露光量、および画質の測定は第１実施例と同様にして行ない、その測定結果を表４に示した。【００９２】
【表３】
2009028448.tif 000005
【００９３】
【表４】
2009028448.tif 000006
【００９４】
＜評価＞
実施例５〜８の電子写真感光体は、いずれも上部電荷注入阻止層の光吸収係数が光導電層の光吸収係数（４５００ｃｍ−１）より小さかったため、電荷注入阻止層における光の損失を充分に抑制することができた。また、実施例５〜８の電子写真感光体は、光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０より大きく０．９以下であったため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができた。したがって、実施例５〜８の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することができるので、結果として目視において充分な画質を得ることができた。【００９５】
一方、比較例５の電子写真感光体は、光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０．９を超えていたため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができず、結果として大きな残留電位が発生した。したがって、比較例５の電子写真感光体では、残留電位に起因する画質低下を抑制することができず、結果として目視において充分な画質を得ることができなかった。
［第３実施例］
＜電子写真感光体の作製＞
第１実施例と同様にして、下記表５および表６に示す条件で、感光層を形成することにより、電子写真感光体を作製した。なお、屈折率、光吸収係数、表面電位、半減露光量、および画質の測定は第１実施例と同様にして行ない、その測定結果を表６に示した。【００９６】
【表５】
2009028448.tif 000007
【００９７】
【表６】
2009028448.tif 000008
【００９８】
＜評価＞
実施例９〜１１の電子写真感光体は、いずれも上部電荷注入阻止層の光吸収係数が光導電層の光吸収係数（４５００ｃｍ−１）より小さかったため、電荷注入阻止層における光の損失を充分に抑制することができた。また、実施例９〜１１の電子写真感光体は、光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０より大きく０．９以下であったため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができた。したがって、実施例９〜１１の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することができるので、結果として目視において充分な画質を得ることができた。【００９９】
一方、比較例６〜８の電子写真感光体は、いずれも光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０．９を超えていたため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができず、結果として大きな残留電位が発生した。したがって、比較例６〜８の電子写真感光体では、残留電位に起因する画質低下を抑制することができず、結果として目視において充分な画質を得ることができなかった。
［第４実施例］
＜電子写真感光体の作製および各測定＞
第１実施例における実施例１，４と同様の条件で、下記表７，８に示すように上部電荷注入阻止層の膜厚を変えて、感光層を形成することにより、電子写真感光体を作製した。なお、膜厚、表面電位、半減露光量、および画質の測定は第１実施例と同様にして行ない、その測定結果を表７，８に示した。【０１００】
【表７】
2009028448.tif 000009
【０１０１】
【表８】
2009028448.tif 000010
【０１０２】
＜評価＞
実施例１２〜１７の電子写真感光体は、実施例１,４と同様、いずれも上部電荷注入阻止層の光吸収係数が光導電層の光吸収係数（４５００ｃｍ−１）より小さかったため、電荷注入阻止層における光の損失を充分に抑制することができた。また、実施例１２〜１７の電子写真感光体は、実施例１，４と同様、いずれも光導電層の屈折率（４．０）に対する上部電荷注入阻止層の屈折率の差が０より大きく０．９以下であったため、電荷注入阻止層と光導電層との間における光の反射を充分に低減することができた。したがって、実施例１，４，１２〜１７の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持しつつ、残留電位に起因する画質低下を抑制することができるので、結果として目視において充分な画質を得ることができた。なお、本実施例の結果より上部電荷注入阻止層の膜厚は１．０μｍ以下で充分に目的とする機能を果たすこと、並びに、成膜時間の観点より膜厚が１．０μｍを超える成膜を行うことが実際上考え難いことから、実験対象の膜厚は１．０μｍまでとした。【０１０３】
一方、比較例９，１０の電子写真感光体は、上部電荷注入阻止層自体が存在しないので、所定の絶縁性を確保できず、形成される画像のコントラストを充分に維持するのに必要な表面電位（例えば２５０Ｖ以上）を確保できなかった。したがって、比較例９，１０の電子写真感光体では、形成される画像のコントラストを充分に維持することができず、結果として目視において充分な画質を得ることができなかった。
［第５実施例］
＜電子写真感光体の作製＞
第１実施例における実施例１と同様のガス比率で、ＲＦ（周波数：１３．５６ＭＨｚ）の高周波電源を使用してＣＶＤ成膜を行うことにより比較例１０の電子写真感光体を作製した。また、第１実施例における実施例１と同様のガス比率で、ＶＨＦ（周波数：５０ＭＨｚ）の高周波電源を使用してＣＶＤ成膜を行うことにより比較例１１の電子写真感光体を作製した。なお、本比較例におけるＣＶＤ成膜は、図３に示すプラズマＣＶＤ装置の電源を所定の電源に置き換えた装置で行った。
＜放電破壊電圧の測定＞
電子写真感光体の表面から所定距離（１ｍｍ）離間させて配置したニードルに印加する電圧を徐々に上げていき、電子写真感光体の絶縁が破壊されたときの電圧を放電破壊電圧として測定した。その測定結果は表９に示した。【０１０４】
【表９】
2009028448.tif 000011
【０１０５】
＜評価＞
実施例１の電子写真感光体は、比較例１１，１２の電子写真感光体に比べて、より高い放電破壊電圧となった。したがって、実施例１の電子写真感光体は、比較例１１，１２の電子写真感光体に比べて耐電能力が高いことから、耐電破壊に起因する帯電不足の発生、ひいては画像欠陥の発生をより抑制することができるのが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成を表す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る負帯電用電子写真感光体を表す図であり、（ａ）はその一例の断面図およびその要部拡大図であり、（ｂ）は他の例の要部拡大断面図である。
【図３】図２に示した電子写真感光体の感光層を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例を示す断面図である。
【図４】図３に示したプラズマＣＶＤ装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１    画像形成装置
２    プラズマＣＶＤ装置
３    支持体
４    反応室
５    回転手段
６    ガス供給手段
７    排気手段
１０    負帯電用電子写真感光体
１１    帯電器
１２    露光器
１３    現像器
１４    転写器
１５    定着器
１６    クリーニング器
１７    除電器
１８    円筒状基体（基体）
１９    感光層
１９Ａ    光導電層
１９Ｂ    電荷注入阻止層
１９Ｃ    表面層
【図１】
2009028448.tif 000012
【図２】
2009028448.tif 000013
【図３】
2009028448.tif 000014
【図４】
2009028448.tif 000015
【国際調査報告】
2009028448.tif 000016
2009028448.tif 000017
2009028448.tif 000018
2009028448.tif 000019
2009028448.tif 000020
2009028448.tif 000021