(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体上の水素化アモルファスシリコンで構成された光導電層と、該光導電層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された中間層と、該中間層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された表面層とを有する電子写真感光体において、
該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））をＣＳとしたとき、該ＣＳが０．６１以上０．７５以下であり、
該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）と水素原子の原子数（Ｈ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ））をＨＳとしたとき、該ＨＳが０．２０以上０．４５以下であり、
該表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下であり、
該中間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））をＣＭとしたとき、該ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下であり、
該中間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）と水素原子の原子数（Ｈ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ））をＨＭとしたとき、該ＨＭが０．２０以上０．４５以下であり、
該中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、
該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をＤＳ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＳが６．６０以上であり、
該中間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をＤＭ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＭが６．６０よりも小さく、
該光導電層におけるケイ素原子の原子密度をＤＰ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＰが４．２０以上４．８０以下であり、
該光導電層の層厚方向の水素量分布におけるケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ））の最大値をＨＰｍａｘとしたとき、該ＤＳと該ＨＰｍａｘが下記数式（２）を満たし、
該光導電層の層厚方向の中央位置より該中間層側でのケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ））をＨＰ２としたとき、該ＤＳと該ＨＰ２が下記数式（１）を満たす
ことを特徴とする電子写真感光体。
数式（１）  ＨＰ２≧０．０７×ＤＳ−０．３８
数式（２）  ＨＰｍａｘ≦−０．０４×ＤＳ＋０．６０
【請求項２】
前記ＨＰｍａｘが０．３１以下である請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記ＤＳと前記ＨＰ２が下記数式（３）を満たす請求項１または２に記載の電子写真感光体。
数式（３）  ＨＰ２≧０．０８×ＤＳ−０．４１
【請求項４】
前記ＤＳが６．８１以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記光導電層の層厚方向の中央位置より前記基体側でのケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比をＨＰ１としたとき、該ＨＰ１よりも前記ＨＰ２の方が小さい請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記光導電層の層厚が４０μｍ以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項７】
前記電子写真感光体が、前記基体と前記光導電層の間に水素化アモルファスシリコンで構成された電荷注入阻止層をさらに有し、該電荷注入阻止層が、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項８】
前記電子写真感光体が、前記基体上に水素化アモルファスシリコンナイトライドで構成された密着層をさらに有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子写真感光体、ならびに、主帯電器、像露光光源および現像器を有する電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体および電子写真装置に関する。具体的には、水素化アモルファスシリコンで構成された光導電層と、光導電層の上に水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された中間層および表面層とを有する電子写真感光体に関する。なお、水素化アモルファスシリコンを、以下「ａ−Ｓｉ」とも表記し、水素化アモルファスシリコンカーバイドを、以下「ａ−ＳｉＣ」とも表記する。また、ａ−ＳｉＣで構成された表面層を、以下「ａ−ＳｉＣ表面層」とも表記する。
【背景技術】
【０００２】
基体の上にアモルファス材料で構成された光導電層（感光層）を有する電子写真感光体が知られている。特に、基体の上に化学気相成長法（ＣＶＤ法）や物理気相成長法（ＰＶＤ法）などの成膜技術を用いて形成された光導電層を有するアモルファスシリコン電子写真感光体（以下「ａ−Ｓｉ感光体」とも表記する。）はすでに製品化されている。
ａ−Ｓｉ感光体の層構成は、例えば図５に示すようなものである。図５に示す電子写真感光体５０００は、導電性の基体５００１の上にａ−Ｓｉで構成された光導電層（以下「ａ−Ｓｉ光導電層」とも表記する。）５００２が形成されており、光導電層５００２の上にａ−ＳｉＣ表面層５００５が形成されたものである。
ａ−ＳｉＣ表面層５００５は、電子写真特性に係る重要な層である。電子写真感光体の表面層に要求される特性としては、耐摩耗性、耐湿性、電荷保持性、光透過性などが挙げられる。ａ−ＳｉＣ表面層は、耐摩耗性に特に優れるとともに、上記その他の特性のバランスも優れていることから、主にプロセススピードの速い電子写真装置で用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、従来のａ−ＳｉＣ表面層は、高湿環境下で使用した場合に画像流れ（以下「高湿流れ」とも表記する。）が発生する場合があった。
高湿流れとは、高湿環境下で、電子写真プロセスで画像形成を繰り返し行い、しばらく時間をあけた後、再び画像を出力したときに、文字がぼける、または、文字が印字されずに白抜けが生じるという画像不良のことである。この現象は、電子写真感光体の表面に吸着した水分が原因の１つである。
従来、高湿流れの発生を抑えるために、常時、感光体用ヒーターにより電子写真感光体を加熱し、電子写真感光体の表面に吸着した水分を低減または除去することが行われてきた。また、感光体用ヒーターを用いる方法以外の方法で高湿流れを抑制するための電子写真感光体も提案されている。
【０００４】
特許文献１には、基体の上に光導電層とａ−ＳｉＣ表面層が順次形成されたａ−Ｓｉ感光体において、ａ−ＳｉＣ表面層中のケイ素原子、炭素原子、水素原子またはフッ素原子の原子密度を所定の値よりも小さくする技術が開示されている。特許文献１には、ａ−ＳｉＣ表面層を構成する各原子の原子密度を所定の値よりも小さくすることにより、ａ−ＳｉＣ表面層を比較的粗な膜構造とし、電子写真プロセスのクリーニング工程において削れやすくしている。これにより、常に水分吸着量の少ない新しい表面を得ることで高湿流れの抑制が可能であると特許文献１には記載されている。
また、ａ−Ｓｉ感光体において、ａ−Ｓｉ光導電層およびａ−ＳｉＣ表面層を改善することによる電子写真感光体の特性の向上に関する技術に関しても、提案されている。
【０００５】
特許文献２には、基体の上にキャリア注入阻止層、感光層および表面層が順次積層してなる電子写真感光体において、各層におけるアモルファス状態の原子密度を所定の値より小さくし、ダングリングボンドを補償する原子の原子密度を所定の値より大きくする技術が記載されている。特許文献２では最表面側の欠陥密度を大きくすることにより、電荷の移動性を改善し、残留電位増加を防止しながら、耐摩耗性を確保するのに必要な層厚を積層可能であると記載されている。また同時に、光導電層側の表面層の欠陥密度を小さくすることにより電荷保持性を確保できると記載されている。
【０００６】
特許文献３には、基体の上にａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ表面層を順次形成したａ−Ｓｉ感光体において、ａ−ＳｉＣ表面層が２層化された電子写真感光体が提案されている。特許文献３は、この２層化された表面層において、欠陥密度が光導電層側の表面層よりも最表面側の表面層の方が高いａ−ＳｉＣ表面層とする技術を開示している。このように、最表面側の欠陥密度を大きくすることにより、残留電位の増加を抑制することが可能となるため、耐久性を確保するために必要な層厚の表面層を形成可能であると特許文献３には記載されている。また、その結果、欠陥密度が高い比較的粗な膜構造にすることで、電気的特性に優れた電子写真感光体の作製が可能であると特許文献３には記載されている。
【０００７】
特許文献４には、所定の波長以下の像露光光源を使用する場合、光導電層を構成する骨格用のアモルファス状態の原子の原子密度を所定の値より大きくし、ダングリングボンド補償用原子の原子密度を小さくする技術が記載されている。このように、光導電層を構成する骨格用のアモルファス状態の原子の原子密度を所定の値以上にすることにより、各原子間の結合間距離が短くなるため所要どおりのバンドギャップが得られる。また、ダングリングボンド補償用原子の原子密度を小さくすることにより、所定の像露光波長以下の高エネルギー光量に対して、バンドギャップを超えた光キャリアの生成と生成キャリアのバンド伝導による高移動度伝導とが可能となる。この結果、帯電能が高くなり、露光電位が低下し、残像の発生が抑制可能な電子写真感光体の作製が可能となると特許文献４には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３１２４８４１号公報
【特許文献２】特許第３２３６６９２号公報
【特許文献３】特公平０５−０１８４７１号公報
【特許文献４】特許第３１５２８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、電子写真プロセスにおいては、高速化、高画質化、長寿命化の要求を満足しながら、環境への配慮の観点から省電力性も満足することが求められている。つまり、電子写真感光体には、さらなる改善が要望されている。
例えば、耐湿性については、高湿流れが発生すると画像品質の低下につながることから、高湿下においても高湿流れが発生せず、高画質が維持可能な電子写真感光体が要求されている。ここで、高湿下での高画質維持のために、上述の感光体用ヒーターを設置した場合、電子写真装置が稼動していないときにも待機電力として相応の電力を必要とするため、省電力性の改善が困難となる。
【００１０】
また、特許文献１に開示された技術を用いる場合であっても、電子写真感光体の表面をある程度の摩耗速度で削る必要があるため、特にプロセススピードの速い電子写真装置では、電子写真感光体の耐久性を十分に確保できない場合がある。電子写真感光体の耐久性が十分に確保できない要因としては、上述した表面の摩耗以外に、膜剥がれが挙げられる。ａ−ＳｉＣ表面層の層厚を長寿命の要求に対応可能なまでに厚くすると、表面層の内部応力が大きくなる。表面層の内部応力が大きくなると、急激な環境の変化（温度、湿度などの急激な変化）が生じた場合に、光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍で膜剥がれが生じる場合があった。このような急激な環境の変化が起きる場合の一例としては、電子写真感光体の航空機輸送などが挙げられる。
【００１１】
この光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍で膜剥がれが生じる原因は、ａ−ＳｉＣ表面層の内部応力が大きくなると、光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との内部応力の差が広がるため、これら２つの間の界面近傍に応力集中が生じるためと思われる。
この光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍での膜剥がれを抑制するために、光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との間に中間層を設けることで、光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍での応力集中を緩和することが可能である。
しかしながら、内部応力が大きい表面層を用いた場合、上記中間層を設けたとしても、表面層から受ける高い応力に耐えられずに光導電層と中間層との界面近傍で膜剥がれが発生する場合があった。
【００１２】
また、中間層を設けることにより光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍での膜剥がれを抑制したとしても、急激な環境の変化が生じた場合に、光導電層が破壊されることにより膜剥がれが生じる場合があった。
この光導電層が破壊されることにより膜剥がれが生じる原因は、中間層を設けることにより、光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との界面近傍での膜剥がれの発生が抑制され、これにより、表面層からの応力が光導電層自体に集中するためであると思われる。
本発明の目的は、高湿流れに対する耐性と耐摩耗性に優れ、膜剥がれに対する耐性にも優れた電子写真感光体、および、該電子写真感光体を有する電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基体と、該基体上の水素化アモルファスシリコンで構成された光導電層と、該光導電層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された中間層と、該中間層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された表面層とを有する電子写真感光体において、該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））をＣＳとしたとき、該ＣＳが０．６１以上０．７５以下であり、該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）と水素原子の原子数（Ｈ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ））をＨＳとしたとき、該ＨＳが０．２０以上０．４５以下であり、該表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下であり、該中間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））をＣＭとしたとき、該ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下であり、該中間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）と水素原子の原子数（Ｈ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ））をＨＭとしたとき、該ＨＭが０．２０以上０．４５以下であり、該中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、該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をＤＳ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＳが６．６０以上であり、該中間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をＤＭ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＭが６．６０よりも小さく、該光導電層におけるケイ素原子の原子密度をＤＰ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、該ＤＰが４．２０以上４．８０以下であり、該光導電層の層厚方向の水素量分布におけるケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ））の最大値をＨＰｍａｘとしたとき、該ＤＳと該ＨＰｍａｘが下記数式（２）を満たし、該光導電層の層厚方向の中央位置より該中間層側でのケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ））をＨＰ２としたとき、該ＤＳと該ＨＰ２が下記数式（１）を満たすことを特徴とする電子写真感光体である。
数式（１）  ＨＰ２≧０．０７×ＤＳ−０．３８
数式（２）  ＨＰｍａｘ≦−０．０４×ＤＳ＋０．６０
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高湿流れに対する耐性と耐摩耗性に優れ、膜剥がれに対する耐性にも優れた電子写真感光体、および、該電子写真感光体を有する電子写真装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電子写真感光体の層構成の例を示す図である。
【図２】光導電層における層厚方向のケイ素原子の原子数と水素原子の原子数との和に対する水素原子の原子数の比を説明するための説明図である。
【図３】本発明の電子写真感光体の作製に用いられるプラズマＣＶＤ装置の例を示す図である。
【図４】実施例で用いた電子写真装置の概略断面図である。
【図５】従来の電子写真感光体の層構成の一例を示す図である。
【図６】実施例でゴースト評価に用いたテストチャートである。
【図７】ＨＰ１およびＨＰ２の算出方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の電子写真感光体は、基体と、該基体上の水素化アモルファスシリコンで構成された光導電層と、該光導電層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された中間層と、該中間層上の水素化アモルファスシリコンカーバイドで構成された表面層とを有する。
図１は、本発明の電子写真感光体の層構成の例を示す図である。
図１（ａ）に示す層構成の電子写真感光体１０００は、アルミニウムなどの円筒状で導電性の基体１００１と、基体１００１上に順次積層された電荷注入阻止層１００５、光導電層１００４、中間層１００３および表面層１００２とを有する。また、図１（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体１０００は、基体１００１と、基体１００１上に順次積層された密着層１００６、電荷注入阻止層１００５、光導電層１００４、中間層１００３および表面層１００２とを有する。
以下、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））を単に「Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）」とも表記する。また、以下、ケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と炭素原子の原子数（Ｃ）と水素原子の原子数（Ｈ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ））を単に「Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）」とも表記する。また、以下、ケイ素原子の原子数（Ｓｉ）と水素原子の原子数（Ｈ）の和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ））を単に「Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）」とも表記する。また、以下、表面層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）を「ＣＳ」とも表記し、中間層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）を「ＣＭ」とも表記する。また、以下、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を「Ｓｉ＋Ｃ原子密度」とも表記し、ケイ素原子の原子密度を「Ｓｉ原子密度」とも表記し、炭素原子の原子密度を「Ｃ原子密度」とも表記する。また、以下、表面層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を「ＨＳ」とも表記し、中間層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を「ＨＭ」とも表記する。また、以下、光導電層の層厚方向の中央位置より基体側を「第１光導電領域」とも表記し、光導電層の層厚方向の中央位置より中間層側を「第２光導電領域」とも表記する。また、以下、ａ−ＳｉＣで構成された中間層を「ａ−ＳｉＣ中間層」とも表記し、ａ−Ｓｉで構成された光導電層を「ａ−Ｓｉ光導電層」とも表記する。
【００１７】
本発明の電子写真感光体の表面層は、ａ−ＳｉＣ（水素化アモルファスシリコンカーバイド）で構成された層である。そして、ａ−ＳｉＣ表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度をＤＳ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、ＤＳは６．６０以上であることを特徴とする。これにより、電子写真感光体の耐摩耗性が向上し、さらに耐湿性が向上することによって高湿流れに対する耐性も向上する。
以下に、ＤＳを６．６０以上とすることの作用について、詳細に説明する。
高湿流れは、上述のように電子写真感光体の表面への水分の吸着が原因の１つであるが、電子写真感光体の使用初期の段階では、水分の吸着量は少なく、画像流れは発生しにくい。電子写真感光体をある程度使用した際に、主に電子写真装置内での帯電工程によって、オゾンの影響により、表面層が酸化し、電子写真感光体の表面に酸化層が形成され、蓄積していく。この酸化層は、電子写真感光体の表面に極性基を生成するため、これによって水分の吸着量が増大すると考えられる。さらに電子写真感光体の使用を続ければ、電子写真感光体の表面には酸化層が蓄積しつづけ、これにより水分の吸着量も増加し、結果として高湿流れを引き起こすほどの水分の吸着量に至ると考えられる。したがって、高湿流れを抑制するためには、この酸化層を除去するか、あるいは、酸化層の形成を抑制する必要がある。
【００１８】
本発明では、この酸化層の形成を抑制することで、水分の吸着量を減少させ、高湿流れを抑制している。
本発明の電子写真感光体のａ−ＳｉＣ表面層の構成によって酸化層の形成を抑制できる理由については、以下のように推察している。
すなわち、ａ−ＳｉＣ表面層の酸化は、ａ−ＳｉＣにオゾンなどの酸化作用を有する物質が作用することにより、ケイ素原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の結合が切れ、炭素原子（Ｃ）が遊離し、替わりに酸素原子（Ｏ）がケイ素原子（Ｓｉ）と結合することによって起こると推測される。本発明では、ａ−ＳｉＣの骨格構成原子であるケイ素原子と炭素原子との原子密度を高めることにより、原子間の平均距離を短くし、また、空間率を減少させることで、上記のような炭素原子（Ｃ）の遊離によるａ−ＳｉＣ表面層の酸化を抑制しているものと思われる。
また、このような原子密度を高めたａ−ＳｉＣは、骨格構成原子間の結合力も高くなるため、ａ−ＳｉＣ表面層の高硬度化にもつながり、電子写真感光体の耐摩耗性も向上すると推察される。
【００１９】
本発明では、上述のように電子写真感光体の表面の酸化層の形成を抑制しているため、酸化層を除去するために電子写真感光体の表面を削れやすくする必要がない。そのため、電子写真感光体の耐摩耗性を向上させながら、高湿流れに対する耐性も高めることができる。
上述した理由により、ａ−ＳｉＣ表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度は高い方がより好ましく、ＤＳは６．８１以上であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明では、電子写真感光体のａ−Ｓｉ光導電層の層厚方向の水素量分布におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値をＨＰｍａｘとしたとき、ＤＳとＨＰｍａｘが下記数式（２）を満たすことを特徴とする。また、第２光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）をＨＰ２としたとき、ＤＳとＨＰ２が下記数式（１）を満たすことを特徴とする。
数式（１）  ＨＰ２≧０．０７×ＤＳ−０．３８
数式（２）  ＨＰｍａｘ≦−０．０４×ＤＳ＋０．６０
ＤＳとＨＰ２が上記数式（１）を満たすことにより、Ｓｉ＋Ｃ原子密度が高いａ−ＳｉＣ表面層を用いた場合であっても、急激な環境の変化によるａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍における膜剥がれを抑制することができる。さらに、ＤＳとＨＰｍａｘが上記数式（２）を満たすことにより、急激な環境の変化によるａ−Ｓｉ光導電層の破壊による膜剥がれも抑制することができる。
【００２１】
なお、ＤＳとＨＰ２が上記数式（１）を満たし、ＤＳとＨＰｍａｘが上記数式（２）を満たすことによって上記膜剥がれが抑制できることを本発明者らが確認しているのは、ａ−Ｓｉ光導電層、ａ−ＳｉＣ中間層およびａ−ＳｉＣ表面層が以下の条件を満たす場合である。
まず、ａ−ＳｉＣ表面層においては、ＣＳが０．６１以上０．７５以下であり、ＨＳが０．２０以上０．４５以下であり、層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下である範囲である。以下、この範囲を「ａ−ＳｉＣ表面層の成立条件」とも表記する。
また、ａ−ＳｉＣ中間層においては、ａ−ＳｉＣ中間層のＳｉ＋Ｃ原子密度をＤＭ×１０２２原子／ｃｍ３としたときのＤＭが６．６０よりも小さく、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下であり、ＨＭが０．２０以上０．４５以下であり、層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下である範囲である。以下、この範囲を「ａ−ＳｉＣ中間層の成立条件」とも表記する。
また、ａ−Ｓｉ光導電層においては、Ｓｉ原子密度をＤＰ×１０２２原子／ｃｍ３としたときのＤＰが４．２０以上４．８０以下である範囲である。以下、この範囲を「ａ−Ｓｉ光導電層の成立条件」とも表記する。
【００２２】
以下に、ＤＳとＨＰ２が上記数式（１）を満たすことの作用について、詳細に説明する。
まず、ａ−ＳｉＣ表面層の内部応力の傾向について説明する。
上述したａ−ＳｉＣ表面層の成立条件においては、ａ−ＳｉＣ表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度を高めるほど、内部応力が高くなると推測される。そこで、ａ−ＳｉＣ表面層の層厚を一定としたうえで、ＤＳを変化させたところ、ＤＳが大きくなるほどａ−ＳｉＣ表面層の内部応力が大きくなることがわかった。
【００２３】
Ｓｉ＋Ｃ原子密度が高いａ−ＳｉＣ表面層により生じる高い応力は、ａ−ＳｉＣ表面層より基体側に存在する各層あるいは各層間の界面の中で、内部応力の差が最も大きい領域に集中する。本発明の電子写真感光体のような層構成を採った場合においては、ａ−ＳｉＣ表面層とａ−ＳｉＣ中間層の界面近傍、ａ−ＳｉＣ中間層とａ−Ｓｉ光導電層の界面近傍、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−Ｓｉ光導電層の基体側の層または基体との界面近傍で応力が集中しやすくなる。また、上記界面の中でも、ａ−ＳｉＣ同士であるａ−ＳｉＣ表面層とａ−ＳｉＣ中間層の界面よりも、ａ−Ｓｉとａ−ＳｉＣであるａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面の方が、膜構造の違いから内部応力の差が大きくなる。そのため、本発明の電子写真感光体のような層構成では、上述したａ−ＳｉＣ中間層の成立条件の範囲においては、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍にａ−ＳｉＣ表面層からの高い応力が集中すると考えられる。
【００２４】
ａ−Ｓｉ光導電層において、上述したａ−Ｓｉ光導電層の成立条件の範囲においては、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）が大きいほど、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を緩和することができると考えられる。これは、ａ−Ｓｉの中に水素原子を多く含有させると、ケイ素原子間の結合の自由度が上がるためであると推察される。
そのため、ａ−ＳｉＣ中間層に接している第２光導電領域のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であるＨＰ２を大きくすることによりケイ素原子間の結合の自由度が向上するため、急激な環境の変化が生じた場合であっても、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を緩和することができる。
以上のことから、ａ−ＳｉＣ表面層の応力を決めるＤＳとａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を緩和する能力を決めるＨＰ２とを制御することにより、急激な環境の変化が生じた場合であっても、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制することができる。
【００２５】
本発明者らは、検討を行ったところ、ａ−ＳｉＣ表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度を高くするほどａ−ＳｉＣ表面層の内部応力が大きくなり、この応力を緩和するためには、内部応力の増加に伴ってＨＰ２を大きくすることが効果的であることがわかった。さらに、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれの抑制可能範囲を規定する境界でのＤＳおよびＨＰ２の各値の間には正の相関があることがわかった。
【００２６】
そして、ＤＳとＨＰ２が上記数式（１）を満たすようにすることにより、急激な環境の変化によるａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制可能であることが実験により確認できた。
また、ＤＳとＨＰ２が下記数式（３）を満たすようにすることにより、さらに急激な環境の変化によるａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制可能であることが確認できた。
数式（３）  ＨＰ２≧０．０８×ＤＳ−０．４１
【００２７】
次に、ＤＳとＨＰｍａｘが上記数式（２）を満たすようにすることの作用について、詳細に説明する。
ａ−ＳｉＣ表面層の内部応力の傾向については上述したとおりである。上述したように、ＨＰ２を大きくすることでａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を緩和することができるため、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制することができる。
しかしながら、ａ−Ｓｉ光導電層中のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を大きくしすぎると、ａ−Ｓｉ自体が疎な膜となってしまう場合がある。そのため、ａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）が大きい領域が、急激な環境の変化によりａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力に耐えきれずに破壊され、ａ−Ｓｉ光導電層の途中から膜剥がれが生じる場合がある。
【００２８】
以上から、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制した場合に、さらに、ａ−ＳｉＣ表面層の応力を決めるＤＳとａ−Ｓｉ光導電層の緻密性を決めるＨＰｍａｘを制御することで、急激な環境の変化によるａ−Ｓｉ光導電層の破壊による膜剥がれを抑制することができる。本発明者らは、鋭意検討を行ったところ、ａ−ＳｉＣ表面層を高密度にするほどａ−ＳｉＣ表面層の内部応力が大きくなり、また、この応力に耐え、上記膜剥がれを生じさせないためには、内部応力の増加に伴ってＨＰｍａｘを小さくすることが効果的であることがわかった。さらに、膜剥がれの抑制可能範囲を規定する境界でのＤＳとＨＰｍａｘの各値の間には負の相関があることがわかった。
【００２９】
そして、ＤＳとＨＰｍａｘが上記数式（２）を満たすようにすることにより、ａ−Ｓｉ光導電層が破壊されることによる膜剥がれを抑制可能であることが実験により確認できた。
また、ＨＰｍａｘを０．３１以下とすることにより、さらに急激な環境の変化によってａ−Ｓｉ光導電層が破壊されることによる膜剥がれの抑制に大きな効果が得られることが確認できた。
以上のように、本発明においては、ＤＳを６．６０以上とし、かつ、上記数式（１）および上記数式（２）を満たすようにすることが重要であり、これにより、高密度なａ−ＳｉＣ表面層を用いた場合であっても膜剥がれを抑制でき、耐湿性および耐久性に優れた電子写真感光体を提供できる。
以下、各層および基体の構成について、詳細に説明する。
【００３０】
（ａ−Ｓｉ光導電層）
本発明においては、ＤＰが４．２０以上４．８０以下の範囲を満たし、ＤＳとＨＰ２が上記数式（１）を満たし、ＤＳとＨＰｍａｘが上記数式（２）を満たす。
以下、ＨＰ１およびＨＰ２について図２を用いて説明する。なお、ＨＰ１は第１光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であり、ＨＰ２は第２光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であり、ＨＰｍａｘはａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布における最大値である。より具体的には、ＨＰ１は第１光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値であり、ＨＰ２は第２光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値である。
ＨＰ１およびＨＰ２の算出方法について、図７を用いて説明する。図７は、ａ−Ｓｉ光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布を示したものである。図７に示すａは最もａ−ＳｉＣ中間層側でのａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であり、ｂはａ−Ｓｉ光導電層の層厚における中央値でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であり、ｃは最も基体側でのａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）である。
【００３１】
まず、ＨＰ１の算出方法を説明する。第１光導電領域における層厚方向のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の任意の点をｑとする。そして、横軸に平行なｑを通る直線を引き、この直線と光導電層の層厚中央位置との交点をｇ、ａ−Ｓｉ光導電層の最も基体側となる位置との交点をｈとする（ｇ、ｈおよびｑのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）は同じ）。これにより得られた線分ｃｈ、線分ｈｑおよび線分ｑｃで囲まれた領域の面積と線分ｂｇ、線分ｇｑおよび線分ｑｂで囲われた領域の面積とが同じとなるｑを求め、そのときのｑのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）がＨＰ１となる。
ＨＰ２に関しても同様の算出を行う。すなわち、第２光導電領域における層厚方向のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の任意の点をｐとし、横軸に平行なｐを通る直線を引き、この直線と光導電層の層厚中央位置およびａ−Ｓｉ光導電層の最もａ−ＳｉＣ中間層側となる位置との交点をそれぞれｆおよびｅとする（ｅ、ｆおよびｐのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）は同じ）。これにより得られた線分ａｅ、線分ｅｐおよび線分ｐａで囲まれた領域の面積と線分ｂｆ、線分ｆｐおよび線分ｐｂで囲われた領域の面積とが同じとなるｐを求め、そのときのｐのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）がＨＰ２となる。
【００３２】
図２も、図７と同様にａ−Ｓｉ光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布を示したものである。
図２（ａ）のように、ａ−Ｓｉ光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布が一定の場合、ＨＰ１、ＨＰ２およびＨＰｍａｘは同じ値となる。図２（ｂ）のように、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布が基体側からａ−ＳｉＣ中間層側に向かって直線的に減少している場合、ＨＰ１およびＨＰ２は、それぞれ第１光導電領域および第２光導電領域でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値となり、ＨＰｍａｘはａ−Ｓｉ光導電層の最も基体側のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の値となる。図２（ｃ）のように、ａ−Ｓｉ光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布が図２（ｂ）と反対の場合、ＨＰ１とＨＰ２の算出方法は図２（ｂ）と同様であり、ＨＰｍａｘはａ−Ｓｉ光導電層の最もａ−ＳｉＣ中間層側のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の値となる。図２（ｄ）〜（ｆ）に関しても、ＨＰ１とＨＰ２の算出方法は図２（ｂ）と同様である。ただし、ＨＰｍａｘは、図２（ｄ）ではａ−Ｓｉ光導電層の基体側に存在するＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）が一定となっている領域のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の値となり、図２（ｅ）ではＨＰ１と同じ値となり、図２（ｆ）では、ａ−Ｓｉ光導電層の最も基体側のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の値となる。
【００３３】
なお、ＨＰ２は第２光導電領域におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値である。ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍における膜剥がれの抑制に対して重要なパラメーターがＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値や最小値ではなく、平均値であるのは、以下のような理由によるものと推察される。
まず、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍で生じる膜剥がれは、この界面近傍にａ−ＳｉＣ表面層からの高い応力が集中することにより発生する。この膜剥がれが発生する理由は、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との間にａ−ＳｉＣ中間層を設けたとしても、ａ−ＳｉＣ中間層全体でａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を吸収することが不十分であるためであると考えられる。そのため、さらに上記膜剥がれを抑制するためには、ａ−ＳｉＣ中間層で吸収しきれなかったａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力をａ−ＳｉＣ中間層と接しているａ−Ｓｉ光導電層のａ−ＳｉＣ中間層側の領域で吸収し、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力を緩和させることが必要となる。このことから、上記膜剥がれを抑制するためには、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力の緩和に寄与するａ−Ｓｉ光導電層のａ−ＳｉＣ中間層側でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）、すなわち、第２光導電領域におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値を制御することが必要となる。
【００３４】
よって、上述したａ−Ｓｉ光導電層の成立条件、ａ−ＳｉＣ中間層の成立条件およびａ−ＳｉＣ表面層の成立条件において、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力の緩和に寄与するＨＰ２とａ−ＳｉＣ表面層の内部応力を決めるＤＳとを制御することで、急激な環境の変化が生じてもａ−ＳｉＣ中間層とａ−Ｓｉ光導電層との界面近傍での膜剥がれの抑制が可能となる。上述したように、ａ−Ｓｉ光導電層のａ−ＳｉＣ中間層側でａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力を吸収させることから、第２光導電領域の一部の領域でＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）が上記数式（１）および上記数式（２）から外れていても、第２光導電領域のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値ＨＰ２が上記数式（１）および上記数式（２）を満たせば、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制することができる。
そのため、図２（ｆ）に示すように第２光導電領域の一部が所定のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）より小さくても、第２光導電領域全体でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値が所定の値を満たせば、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける高い応力を緩和し、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれを抑制することができる。
【００３５】
また、ＨＰｍａｘはａ−Ｓｉ光導電層全体におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値である。ａ−Ｓｉ光導電層の破壊による膜剥がれの抑制に対して重要なパラメーターがＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値であるのは、以下のような理由によるものと推察される。
上述したように、ＨＰ２を大きくしてケイ素原子間の結合の自由度を上げることで、ａ−ＳｉＣ表面層からの高い応力を第２光導電領域とａ−ＳｉＣ中間層とにより緩和するため、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれが抑制される。
【００３６】
しかしながら、ａ−Ｓｉ光導電層中のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を大きくしすぎると、ａ−Ｓｉの緻密性が低下してしまう場合がある。このような緻密性の低いａ−Ｓｉにａ−ＳｉＣ表面層からの応力がかかると、応力に耐え切れずにａ−Ｓｉ自体が破壊されてしまう場合がある。そのため、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層との界面近傍での膜剥がれが発生していない電子写真感光体において、ａ−Ｓｉ光導電層の中に緻密性の低い領域が存在すると、ａ−ＳｉＣ表面層から応力を受けた際に、その領域のａ−Ｓｉが破壊され、膜剥がれが生じると考えられる。このことから、ａ−Ｓｉ光導電層が破壊されることにより生じる膜剥がれを抑制するためには、ａ−Ｓｉ光導電層全体において、所定の緻密性を有するａ−Ｓｉであることが必要である。よって、ａ−Ｓｉ光導電層の緻密性を決めるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）において、ａ−Ｓｉ光導電層の層厚方向におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値ＨＰｍａｘを制御することが必要となる。
以上のことから、ＨＰ２は第２光導電領域におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値であり、ＨＰｍａｘはａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布における最大値であり、このＨＰ２およびＨＰｍａｘがそれぞれ膜剥がれに対して大きな影響を与える物性値となる。
【００３７】
本発明において、図２（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、良好な電子写真感光体特性を得るうえで、ＨＰ１よりもＨＰ２の方が小さいことが好ましい。
ａ−Ｓｉにおいては、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）を小さくすると、ａ−Ｓｉ中の欠陥を低減することができ、像露光によって生成された光キャリアがａ−Ｓｉ光導電層中の欠陥に補足されにくくなる。そのため、像露光により光キャリアが生成される第２光導電領域においてＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を小さくする、すなわちＨＰ２を小さくすることにより、像露光で生成されたキャリアが欠陥に補足されにくくなり、像露光ゴーストを低減することができる。
逆に、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）を大きくすると、光学的バンドギャップが広がるため、帯電特性が向上する。そのため、像露光による光キャリア生成に寄与しない第１光導電領域のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）、すなわちＨＰ１をＨＰ２よりも大きくすることで帯電特性が向上し、高速な電子写真プロセスにおいても良好な帯電特性を維持することができる。
【００３８】
本発明において、ＨＰ１は第１光導電領域におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値であり、このＨＰ１が帯電特性に影響を与える物性値である。以下に、この理由を示す。
上述したようにａ−Ｓｉ光導電層の帯電特性の変化は、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）の変化による光学バンドギャップの変化により決まる。そのため、第１光導電領域としての帯電特性は、第１光導電領域全体のＨＰの平均値により決まることから、第１光導電領域におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値ＨＰ１を制御することが必要となる。
本発明において、ａ−Ｓｉ光導電層には必要に応じて伝導性を制御するための原子を含有させてもよい。そのとき、伝導性を制御するための原子は、ａ−Ｓｉ光導電層の中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよいし、また、層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【００３９】
この伝導性を制御するための原子の含有量がケイ素原子に対して０原子ｐｐｍ（実質的に伝導性を制御するための原子を用いずにａ−Ｓｉ光導電層を形成した場合）以上１×１０４原子ｐｐｍ以下であれば、本発明における上記数式（１）および上記数式（２）の関係に影響を及ぼさないことが、実験により確認できた。
伝導性を制御するための原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができる。すなわち、ｐ型伝導性を与える周期表第１３族に属する原子（以下、単に「第１３族原子」とも表記する）またはｎ型伝導性を与える周期表第１５族に属する原子（以下、単に「第１５族原子」とも表記する）を用いることができる。
第１３族原子としては、具体的には、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）があり、これらの中でも、Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第１５族原子としては、具体的には、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）があり、これらの中でも、Ｐ、Ａｓが好適である。
【００４０】
本発明において、ａ−Ｓｉ光導電層の層厚は、電子写真感光体特性の点から１０μｍ以上にすることが好ましい。さらに、４０μｍ以上とすることで静電容量が低減し、高速な電子写真プロセスにおいても良好な帯電特性を有する電子写真感光体を作製することができる。
本発明において、ケイ素原子供給用の原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）などのシラン類が好適に使用できる。また、水素（Ｈ２）を、上記のガスとともに使用してもよい。
【００４１】
ａ−Ｓｉ光導電層は、例えば、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法によって形成することができるが、これらの中でも、原料供給の容易さなどから、プラズマＣＶＤ法が好ましい。
ａ−Ｓｉ光導電層のＤＰを大きくするには、反応容器に供給するＳｉ供給原料ガスが少なくなる方向に、高周波電力が高くなる方向に、反応容器の中の圧力が低くなる方向に、基体温度が高くなる方向に、ａ−Ｓｉ光導電層の形成条件を設定すればよい。また、ａ−Ｓｉ光導電層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を大きくするには、反応容器に供給するＳｉ供給原料ガスが多くなる方向に、反応容器の中の圧力が低くなる方向に、高周波電力が低くなる方向に、基体温度が低くなる方向に、ａ−Ｓｉ光導電層の形成条件を設定すればよい。
ａ−Ｓｉ光導電層を形成する際には、これらの条件を適宜組み合わせて設定すればよい。
【００４２】
（ａ−ＳｉＣ中間層）
本発明におけるａ−ＳｉＣ中間層は、以下に示す境界により定められた領域とする。
まず、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ中間層の境界は、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の層厚方向の分布において、ａ−Ｓｉ光導電層からａ−ＳｉＣ表面層側の領域で実質的に炭素原子が検出された位置とする。
また、ａ−ＳｉＣ表面層とａ−ＳｉＣ中間層の境界は、以下のように決定する。電子写真感光体の最表面側から基体方向に向かうＳｉ＋Ｃ原子密度の層厚方向の分布において、Ｓｉ＋Ｃ原子密度が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３よりも小さくなる位置の中で最も電子写真感光体の最表面側にある位置とする。
本発明におけるａ−ＳｉＣ中間層は、ａ−Ｓｉ光導電層とａ−ＳｉＣ表面層との間に形成されたすべての層である。そのため、ａ−ＳｉＣ中間層が複数の層により構成されていてもよい。
【００４３】
本発明において、ａ−ＳｉＣ中間層は、上記数式（１）および上記数式（２）を満たし、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下であり、ＨＭが０．２０以上０．４５以下であり、ＤＭが６．６０よりも小さい。なお、ＨＭはａ−ＳｉＣ中間層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）であり、ＣＭはａ−ＳｉＣ中間層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）である。より具体的には、ＨＭはａ−ＳｉＣ中間層のＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の層厚方向分布の平均値であり、ＣＭはａ−ＳｉＣ中間層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の層厚方向分布の平均値である。
本発明の効果を得るにあたって重要なパラメーターがＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の最大値や最小値ではなく、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値であるのは、上述したＨＰ１、ＨＰ２と同様に、ａ−ＳｉＣ中間層全体でａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力を吸収することが重要であるためである。
また、本発明の効果を得るにあたって重要なパラメーターがＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の最大値や最小値ではなく、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の平均値であるのも、上述したＨＭと同様に、ａ−ＳｉＣ表面層から受ける応力に対するａ−ＳｉＣ中間層全体での緩和能力が重要なためである。
【００４４】
また、ａ−ＳｉＣ中間層のＳｉ＋Ｃ原子密度を５．５０以上とすることにより、圧傷を抑制することができる。
ａ−ＳｉＣ中間層は、高密度なａ−ＳｉＣ表面層との組み合わせにおいて、ａ−ＳｉＣ表面層の密着性を向上させ、膜剥がれを抑制するとともに、ａ−Ｓｉ光導電層を機械的なストレスから保護して圧傷を防止する機能を有する。
圧傷の原因は、電子写真感光体の表面が機械的なストレスを受けることにより発生すると考えられる。しかし、必ずしも電子写真感光体の表面に傷を伴うものではない。また、一度圧傷が発生した電子写真感光体を、例えば２００℃で１時間加熱することで、圧傷が消失する場合も見られる。このため、電子写真感光体の表面そのものではなく、ａ−ＳｉＣ表面層を介してａ−Ｓｉ光導電層に過度のストレスが加わったために発生するものと考えられている。本発明においては、ａ−ＳｉＣ中間層のＳｉ＋Ｃ原子密度をａ−ＳｉＣ表面層に比べて小さくすることで、ａ−ＳｉＣ表面層が受ける機械的なストレスをａ−ＳｉＣ中間層により効果的に緩和できると推測される。
以上の作用を得るため、本発明の電子写真感光体のａ−ＳｉＣ中間層は、そのＤＭをａ−ＳｉＣ表面層のＤＳよりも低くする必要があるが、ＤＭがあまり低くなると、圧傷防止効果が損なわれてくる。そのため、本発明では、上述したａ−ＳｉＣ表面層のＤＳの範囲に対して、効果の確認されたａ−ＳｉＣ中間層のＤＭの範囲として５．５０以上とすることが好ましい。
【００４５】
また、本発明者の検討によれば、ａ−ＳｉＣ中間層の光透過性に対する影響は、ＣＭおよびＤＭが支配的であり、ＨＭへの依存性はほぼ見られなかった。これは、Ｓｉ＋Ｃ原子密度がａ−ＳｉＣ表面層と比べて低いため、光透過率におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）への依存性が小さいためと考えられる。
本発明において、ａ−ＳｉＣ中間層を形成するには、上記のａ−ＳｉＣ表面層を形成する場合と同様の方法が採用でき、層形成条件（成膜条件）を適宜調整することで設定すればよい。
【００４６】
（ａ−ＳｉＣ表面層）
本発明において、ａ−ＳｉＣ表面層は、上記数式（１）および上記数式（２）を満たし、ＣＳが０．６１以上０．７５以下であり、ＨＳが０．２０以上０．４５以下であり、層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下である。
上述したａ−ＳｉＣ表面層のＣＳおよびＨＳの範囲においては、ａ−ＳｉＣ表面層の層厚が厚くなるほどａ−ＳｉＣ表面層の内部応力は大きくなると推測される。しかしながら、ａ−ＳｉＣ表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲においては、上記数式（１）および上記数式（２）を満たせば、上記２つの膜剥がれが生じないことが確認できた。
ａ−ＳｉＣ表面層の層厚が薄くなりすぎると、電子写真プロセスにおけるａ−ＳｉＣ表面層の摩耗量を十分に確保することが困難な場合があるため、層厚は０．２μｍ以上とする。
【００４７】
なお、ＨＳはａ−ＳｉＣ表面層のＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）であり、ＣＳはａ−ＳｉＣ表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）である。より具体的には、ＨＳはａ−ＳｉＣ表面層のＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の層厚方向分布の平均値であり、ＣＳはａ−ＳｉＣ表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の層厚方向分布の平均値である。それぞれ、最大値や最小値ではなく、平均値であるのは、ａ−ＳｉＣ表面層全体の影響により、ａ−ＳｉＣ表面層で生じる応力が決まるためである。
本発明では、さらに、ＨＳを０．３０以上とすることで、高湿流れおよび耐摩耗性を維持しながら、光感度のさらなる向上が可能となる。この理由は、ａ−ＳｉＣ表面層においてＨＳを０．３０以上とすることで光学的バンドギャップが広がるためである。これにより、光感度の向上が可能となる。そのため、本発明では、上述したＨＳの範囲において、さらにＨＳを０．３０以上とすることが好ましい。
【００４８】
本発明のａ−ＳｉＣ表面層は、例えば、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法によって形成することができるが、これらの中でも、原料供給の容易さなどから、プラズマＣＶＤ法が好ましい。
ａ−ＳｉＣ表面層の形成方法としてプラズマＣＶＤ法を選択した場合、ａ−ＳｉＣ表面層の形成方法は以下のとおりである。
ケイ素原子供給用の原料ガスと炭素原子供給用の原料ガスとを、内部を減圧にしうる反応容器の中に所望のガス状態で導入し、反応容器の中にグロー放電を生起させる。これによって導入した原料ガスを分解し、ａ−ＳｉＣで構成された層を形成すればよい。
【００４９】
本発明において、ケイ素原子供給用の原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）などのようなシラン類が好適に使用できる。また、炭素原子供給用の原料ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）などの炭化水素ガスが好適に使用できる。また、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の調整などを目的として、水素（Ｈ２）を、上記のガスとともに使用してもよい。
ａ−ＳｉＣ表面層のＤＳを大きくするには、反応容器に供給する全原料ガスの流量が少なくなる方向に、高周波電力が高くなる方向に、反応容器の中の圧力が高くなる方向に、基体温度が高くなる方向に、ａ−ＳｉＣ表面層の形成条件を設定すればよい。
また、ａ−ＳｉＣ表面層のＣＳを大きくするには、反応容器に供給する全原料ガスの流量が少なくなる方向に、ケイ素原子供給用の原料ガスが少なくなる方向に、炭素原子供給用の原料ガスが多くなる方向に、高周波電力が高くなる方向に、ａ−ＳｉＣ表面層の形成条件を設定すればよい。
さらに、ａ−ＳｉＣ表面層のＨＳを小さくするには、反応容器に供給する全原料ガスの流量が少なくなる方向に、ケイ素原子供給用の原料ガスが少なくなる方向に、炭素原子供給用の原料ガスが少なくなる方向に、高周波電力が高くなる方向に、ａ−ＳｉＣ表面層の形成条件を設定すればよい。
ａ−ＳｉＣ表面層を形成する際には、これらの条件を適宜組み合わせて設定すればよい。
【００５０】
（電荷注入阻止層、密着層）
本発明においては、図１（ａ）に示すように、基体１００１とａ−Ｓｉ光導電層１００４との間にａ−Ｓｉで構成され、炭素原子（Ｃ）、窒素原子（Ｎ）および酸素原子（Ｏ）のうち少なくとも１種の原子を含有する電荷注入阻止層１００５を設けることが好ましい。これにより、電子写真感光体１０００の製造時に製造装置の中の部材から生じる膜剥がれを抑制することができ、画像欠陥の低減が可能となる。電荷注入阻止層１００５に含有されるＣ、ＮおよびＯのうち少なくとも１種の原子は、電荷注入阻止層１００５の中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよいし、また、層厚方向に不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。
【００５１】
電荷注入阻止層１００５の層厚は、電子写真特性および経済的効果などの点から、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．３〜５μｍであることがより好ましく、０．５〜３μｍであることがより一層好ましい。
電荷注入阻止層１００５とａ−Ｓｉ光導電層１００４の間では、それぞれの層の組成へと連続的につなぐ、いわゆる変化層を必要に応じて設けてもよい。
本発明において、電子写真感光体１０００の製造装置内の部材からの膜剥がれをさらに抑制し、画像欠陥をさらに低減するために、図１（ｂ）に示すように基体１００１と電荷注入阻止層１００５の間に、水素化アモルファスシリコンナイトライド（以下「ａ−ＳｉＮ」とも表記する。）で構成された密着層１００６を形成することが好ましい。また、電荷注入阻止層１００５を設けない層構成の場合、基体１００１と光導電層１００４の間に、ａ−ＳｉＮで構成された密着層１００６を形成してもよい。
【００５２】
（基体）
基体の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金を用いることができる。これらの中でも、加工性や製造コストの点から、アルミニウムが好ましい。アルミニウムを用いる場合、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金を用いることが好ましい。
次に、本発明の電子写真感光体を製造する手順を、プラズマＣＶＤ法を用いて製造する場合を例にとって、図面を用いて詳細に説明する。
【００５３】
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法による電子写真感光体の製造装置の一例を、模式的に示した構成図である。この製造装置は、大別すると、堆積膜形成装置３１００、原料ガス供給装置３２００、反応容器３１１０の中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。堆積膜形成装置３１００は、碍子３１２１、カソード電極３１１１から構成され、高周波マッチングボックス３１１５を介して高周波電源３１２０がカソード電極３１１１に接続されている。また、反応容器３１１０の中には円筒状の基体３１１２を載置する載置台３１２３、基体加熱用ヒーター３１１３、原料ガス導入管３１１４が設置されている。反応容器３１１０は排気バルブ３１１８を介して排気装置（図示せず）に接続され、真空排気可能となっている。原料ガス供給装置３２００は、原料ガスのボンベ３２２１〜３２２５とバルブ３２３１〜３２３５、３２４１〜３２４５、３２５１〜３２５５、圧力調整器３２６１〜３２６５、および、マスフローコントローラー３２１１〜３２１５から構成される。各原料ガスのボンベはバルブ３２６０およびガス配管３１１６を介して反応容器３１１０の中のガス導入管３１１４に接続されている。
【００５４】
この製造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３１１０の中に基体３１１２を設置し、例えば真空ポンプのような排気装置（図示せず）により反応容器３１１０の中を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター３１１３により基体３１１２の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。
次に、堆積層形成用の原料ガスを、ガス供給装置３２００により流量制御し、反応容器３１１０の中に導入する。そして、真空計３１１９の表示を見ながら排気バルブ３１１８を操作し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。
【００５５】
圧力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、高周波マッチングボックス３１１５を通じてカソード電極３１１１に高周波電力を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反応容器３１１０の中に導入された各原料ガスが分解され、基体３１１２の上に所定のケイ素原子を主成分とする堆積層が形成される。所望の層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３２００の各バルブを閉じて反応容器３１１０への各原料ガスの流入を止め、堆積層の形成を終える。
同様の操作を、原料ガスの流量、圧力、高周波電力などの条件を変えながら複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の電子写真感光体が製造される。
また、層形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、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。
すべての層形成が終わったのち、リークバルブ３１１７を開き、反応容器３１１０の中を大気圧として、基体３１１２を取り出す。
次に、図４を用いてａ−Ｓｉ感光体を用いた電子写真装置による画像形成方法を説明する。
まず、電子写真感光体４００１を回転させ、電子写真感光体４００１の表面を主帯電器４００２により均一に帯電させる。その後、像露光光源４００６により電子写真感光体４００１の表面に像露光光を照射し、電子写真感光体４００１の表面に静電潜像を形成した後、現像器４０１２より供給されるトナーを用いて現像を行う。この結果、電子写真感光体４００１の表面にトナー像が形成される。そして、このトナー像を転写帯電器４００４により転写材４０１０に転写し、電子写真感光体４００１から分離帯電器４００５により転写材４０１０を分離して、定着手段（不図示）によりトナー像を転写材に定着させる。
一方、トナー像が転写された電子写真感光体４００１の表面に残留するトナーをクリーナー４００９により除去し、その後、電子写真感光体４００１の表面を露光することにより電子写真感光体４００１中の静電潜像時の残キャリアを除電する。この一連のプロセスを繰り返すことで連続して画像形成が行われる。なお、４００３は除電器であり、４００７はマグネットローラーであり、４００８はクリーニングブレードであり、４０１１は搬送手段である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
＜実験例１＞
図３に示すＲＦ帯の高周波電源を用いたプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体（直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ３ｍｍの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム基体）の上に電子写真感光体サンプルを作製した。
その際の、電荷注入阻止層の形成条件を下記表１に、光導電層の形成条件を下記表２に、中間層の形成条件を下記表３に、表面層の形成条件を下記表４に、作製した電子写真感光体サンプルの積層条件を下記表５に示す。また、下記表５に示す電子写真感光体の層構成に関しては、実質的に電荷注入阻止層と光導電層、光導電層と中間層、中間層と表面層の間の層厚が０μｍとなるように、高周波電力、ＳｉＨ４流量、ＣＨ４流量、内圧を切り替えて形成した。さらに、表２に示す光導電層成膜条件Ｎｏ．Ｐ１２は周波数として４０ＭＨｚの高周波電源を、光導電層成膜条件Ｎｏ．Ｐ１３は周波数として４００ｋＨｚの高周波電源を用いて形成した。電子写真感光体サンプルの作製時には、電荷注入阻止層をＲＦ帯の高周波電源を用いて作製した後、高周波電源を切り替えて光導電層を形成した。
【００５７】
【表１】
0005607499.tif 000002
【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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なお、中間層成膜条件Ｎｏ．Ｍ６に関しては、矢印の左側の条件から右側の条件に向かって、ＳｉＨ４流量、ＣＨ４流量および高周波電力を直線的に変化させて形成したことを示している。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
【表５】
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【００６２】
なお、光導電層の層厚は、電荷注入阻止層および光導電層のみを積層させた場合は０．３μｍ、光導電層の上にさらに中間層を積層させた場合は４０μｍとした。中間層の層厚は、電荷注入阻止層、光導電層および中間層のみを積層させた場合は０．３μｍ、さらに表面層を積層させた場合は０．５μｍとした。表面層の層厚は０．３μｍとした。
実験例１により作製したサンプル条件Ｎｏ．サ１〜サ１５を用いて、光導電層におけるＳｉ原子密度、Ｈ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を後述の分析方法により求めた。また、実験例１により作製したサンプル条件Ｎｏ．サ１６〜サ２４を用いて、中間層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）、Ｓｉ＋Ｃ原子密度を後述の分析方法により求めた。さらに、実験例１により作製したサンプル条件Ｎｏ．サ２５〜サ４４を用いて、表面層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）およびＳｉ＋Ｃ原子密度を後述の分析方法により求めた。これら結果を表６に示す。
【００６３】
（Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の測定）
実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ１〜サ１５により作製した電子写真感光体サンプルの任意の周方向における長手方向の中央部を１５ｍｍ四方の正方形で切り出し、測定用試料を作製した。そして、測定用試料を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光導電層中のケイ素原子の原子数の深さ方向測定を行った。
ＲＢＳと同時に、上述した測定用試料をＨＦＳ（水素前方散乱法）（日新ハイボルテージ（株）製：後方散乱測定装置  ＡＮ−２５００）により、ＨＦＳの測定面積における水素原子の原子数の深さ方向測定を行った。
【００６４】
そして、ＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子の原子数と、ＨＦＳの測定面積から求めた水素原子の原子数を用いて、光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を求めた。
光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の算出方法と同様にして、実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ１６〜サ２４により作製した電子写真感光体から中間層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を求めた。ただし、中間層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を算出するために、ＲＢＳにより測定面積における中間層中のケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数の深さ方向測定を行った。そして、ＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数とＨＦＳの測定面積から求めた水素原子の原子数とを用いて中間層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を算出した。また、中間層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）は、ＲＢＳにより測定面積における中間層中のケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数の深さ方向測定からえられたＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数を用いて算出した。
【００６５】
さらに、実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ２５〜サ４４により作製した電子写真感光体サンプルから表面層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）およびＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を中間層におけるＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）およびＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の算出と同様にして求めた。
なお、ＲＢＳおよびＨＦＳ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とした。ＲＢＳの検出器は、散乱角：１６０°、アパーチャ径：８ｍｍ、ＨＦＳの検出器は、反跳角：３０°、アパーチャ径：８ｍｍ＋Ｓｌｉｔにより測定を行った。
【００６６】
（層厚測定）
Ｈ／（Ｓｉ＋Ｈ）の測定、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の測定およびＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の測定で用いた測定用試料を縦３ｍｍ、横３ｍｍ、高さ１ｍｍに切り出した。この切り出した測定用試料を、ＦＩＢ（日立ハイテクノロジーズ製：ＦＢ−２１００）を用いて、幅２０〜３０μｍ、厚さ０．０５μｍ〜０．１５μｍ、深さ（層厚方向）４５μｍ〜５０μｍに薄片加工した。次に、この薄片加工した測定用試料を透過型電子顕微鏡：ＴＥＭ（日立ハイテクノロジーズ製：Ｈ−７５００形）により層厚方向に垂直な方向から観察した。得られた透過像から、実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ１〜サ１５からは光導電層、実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ１６〜サ２４からは中間層、実験例１のサンプル条件Ｎｏ．サ２５〜サ４４からは表面層の層厚を算出した。
【００６７】
（Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度、Ｈ原子密度およびＳｉ＋Ｃ原子密度の算出）
上述したＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の測定により得られたＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子の原子数とＨＦＳの測定面積から求めた水素原子の原子数と、上述した層厚測定により求めた光導電層の層厚を用いて、光導電層のＳｉ原子密度およびＨ原子密度を求めた。
また、上述したＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）およびＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の測定により得られたＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子および炭素原子の原子数と、上述した層厚測定により求めた中間層および表面層の層厚を用いて、中間層および表面層のＳｉ原子密度、Ｃ原子密度およびＳｉ＋Ｃ原子密度を求めた。
【００６８】
【表６】
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【００６９】
なお、分光エリプソメトリーによる表面層の層厚測定をしたところ、ＦＩＢおよびＴＥＭを用いて算出した表面層の層厚と同じ値が得られた。
【００７０】
分光エリプソメトリーによる表面層の層厚測定は、以下のように行った。  
まず、電荷注入阻止層および光導電層のみを形成したリファレンス電子写真感光体を作製し、任意の周方向における長手方向の中央部を１５ｍｍ四方の正方形で切り出し、リファレンス試料を作製した。  
次に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成した電子写真感光体を同様に切り出し、測定用試料を作製した。  
リファレンス試料と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、表面層の膜厚を求めた。  
分光エリプソメトリーの具体的な測定条件は、入射角：６０°、６５°、７０°、測定波長：１９５ｎｍから７００ｎｍ、ビーム径：１ｍｍ×２ｍｍである。  
まず、リファレンス試料を分光エリプソメトリーにより各入射角で波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係を求めた。  
次に、リファレンス試料の測定結果をリファレンスとして、測定用試料をリファレンス試料と同様に分光エリプソメトリーにより各入射角で波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係を求めた。  
さらに、電荷注入阻止層および光導電層、表面層を順次形成し、最表面に表面層と空気層とが共存する粗さ層を有する層構成を計算モデルとして用いて、解析ソフトにより粗さ層の表面層と空気層の体積比を変化させて、各入射角における波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係を計算により求めた。そして、各入射角における上記計算により求めた波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係と測定用試料を測定して求めた波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係との平均二乗誤差が最小となるときの計算モデルを選択した。この選択した計算モデルにより表面層の膜厚を算出し、得られた値を表面層の膜厚とした。なお、解析ソフトはＪ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製のＷＶＡＳＥ３２を用いた。また、粗さ層の表面層と空気層の体積比に関しては、表面層：空気層を１０：０から１：９まで粗さ層における空気層の比率を１ずつ変化させて計算をした。本実施例の各成膜条件で作製されたプラス帯電用ａ−Ｓｉ感光体においては、粗さ層の表面層と空気層の体積比が８：２のときに計算によって求められた波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係と測定して求められた波長と振幅比Ψおよび位相差Δの関係との平均二乗誤差が最小となった。
【００７１】
分光エリプソメトリーによる測定が終了した後、上記測定用試料を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。測定したケイ素原子および炭素原子の原子数から、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を求めた。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、分光エリプソメトリーにより求めた表面層の膜厚を用いて、Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度およびＳｉ＋Ｃ原子密度を求めた。  
ＲＢＳと同時に、上記測定用試料をＨＦＳ（水素前方散乱法）（日新ハイボルテージ（株）製：後方散乱測定装置  ＡＮ−２５００）により、ＨＦＳの測定面積における表面層中の水素原子の原子数を測定した。ＨＦＳの測定面積から求めた水素原子の原子数と、ＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数により、Ｈ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を求めた。次に、ＨＦＳ測定面積から求めた水素原子数に対し、分光エリプソメトリーにより求めた表面層の膜厚を用いて、Ｈ原子密度を求めた。  
ＲＢＳおよびＨＦＳ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、ＨＦＳの検出器は、反跳角：３０°、アパーチャ径：８ｍｍ＋Ｓｌｉｔで測定を行った。
【００７２】
＜実施例１〜７、比較例１〜２＞
実験例１と同様に、円筒状基体の上に上記表１に示す電荷注入阻止層を形成した後、下記表７〜１５の条件によりプラス帯電用ａ−Ｓｉ感光体を作製した。
なお、電子写真感光体は、各成膜条件（層形成条件）で２本ずつ作製した。
【００７３】
【表７】
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【００７４】
【表８】
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【００７５】
【表９】
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【００７６】
【表１０】
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【００７７】
【表１１】
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【００７８】
【表１２】
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【００７９】
【表１３】
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【００８０】
【表１４】
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【００８１】
【表１５】
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【００８２】
実施例１〜７および比較例１〜２で作製した各成膜条件の１本の電子写真感光体を用いて、後述の評価条件にて膜剥がれの評価を行った。そして、各成膜条件の残り１本の電子写真感光体を用いて、後述の評価条件にて高湿流れ、耐摩耗性の評価を行った。それらの結果を表１６〜２７に示す。
なお、実施例７では、ＤＳおよび光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．２０と同じとし、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚を変更した電子写真感光体を作製し、各々の電子写真感光体について評価を行った。ＤＰの差による効果の差を確認した電子写真感光体が成膜条件Ｎｏ．２３、２４、光導電層の中に含有されるホウ素量の差による効果の差を確認したのが成膜条件Ｎｏ．２５、２６である。
【００８３】
また、中間層の層厚の差による効果の差を確認した電子写真感光体が成膜条件Ｎｏ．２０、２７、ＣＭの差による効果の差を確認したのが成膜条件Ｎｏ．２８、２９、ＨＭの差による効果の差を確認したのが成膜条件Ｎｏ．３０、３１である。ＣＭ、ＨＭおよびＤＭを連続的に変化させたのが成膜条件Ｎｏ．３２である。さらに、表面層の層厚の差による効果の差を確認した電子写真感光体が成膜条件Ｎｏ．２０、３３、ＣＳの差による効果の差を確認したのが成膜条件Ｎｏ．３４、３５、ＨＳの差による効果の差を確認したのが成膜条件Ｎｏ．３５、３６である。それら結果を表２２に示す。
【００８４】
また、同様にして、ＤＳと光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．８と同じとし、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚を変更した電子写真感光体を作製し、各々の電子写真感光体について評価を行った。各電子写真感光体の成膜条件はＮｏ．３７〜４９とし、それらの評価結果を表２３に示す。
ＤＳと光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．１１と同じとした場合、成膜条件Ｎｏ．１２と同じとした場合、成膜条件Ｎｏ．１４と同じとした場合についても同様の電子写真感光体の作製、および評価を行った。ＤＳと光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．１１と同じとして作製した電子写真感光体の成膜条件をＮｏ．５０〜６２とし、それらの評価結果を表２４に示す。ＤＳと光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．１２と同じとして作製した電子写真感光体の成膜条件をＮｏ．６３〜７５とし、それらの評価結果を表２５に示す。ＤＳと光導電層におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を成膜条件Ｎｏ．１４と同じとして作製した電子写真感光体の成膜条件をＮｏ．７６〜８８とし、それらの評価結果を表２６に示す。
【００８５】
（膜剥がれ評価）
電子写真感光体の表面にカッターナイフを用いて、５０ｍｍ×５０ｍｍの範囲内に約０．３〜０．５ｍｍ幅の傷をつけ、５ｍｍ間隔で１００個の升目を描いたクロスハッチパターンを作製する。このとき作製した傷は、基体まで到達させるように傷をつけた。このクロスハッチパターンを、電子写真感光体の周方向、軸方向にランダムに１２箇所描いたものを膜剥がれ評価用の電子写真感光体とした。
膜剥がれ評価用の電子写真感光体を、温度２０℃、相対湿度５０％に保たれた環境下に１時間放置した後、−５０℃まで温度を下げ、その環境下に１２時間放置した。１２時間放置後、直ちに、温度３０℃、相対湿度８０％に保たれた環境下に膜剥がれ評価用の電子写真感光体を移し２時間放置した。上記のサイクルを５回繰り替えした後、次に同じ膜剥がれ評価用の電子写真感光体を温度２５℃の水道水の中に入れ、５日間放置した。
【００８６】
以上の処理を行った膜剥がれ評価用の電子写真感光体を目視で観察し、升目内の一部でも膜剥がれが生じた升目数を目視で確認した。その後、膜剥がれが生じた領域を上述した「層厚測定」と同様にＦＩＢおよびＴＥＭを用いて層厚を測定し、電子写真感光体層厚方向で膜剥がれが発生した位置を特定した。上述した測定により得られた目視により確認した膜剥がれが生じた升目数と膜剥がれの発生位置とにより、中間層と光導電層との界面近傍での膜剥がれの個数および光導電層の破壊により生じた膜剥がれの個数を求め、膜剥がれの評価とした。
【００８７】
膜剥がれの評価において、中間層と光導電層との界面近傍での膜剥がれ、または光導電層の破壊により膜剥がれが生じた升目が５個未満をＡ、１０個未満をＢ、３０個未満をＣ、３０個以上をＤとした。
以上の評価において、Ｂ評価以上であれば、輸送状態も含めた電子写真感光体の使用状況において、膜剥がれのリスクは大幅に低減され、さらにＡ評価では、膜剥がれリスクはほとんど生じないと考えられる。
【００８８】
（高湿流れ評価）
高湿流れ評価で使用した電子写真装置は、図４に示す構成の電子写真装置を準備した。より具体的には、キヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲ−５０６５」（商品名）である。
上記電子写真装置に作製した電子写真感光体を設置し、温度２５℃、相対湿度７５％の高湿環境下で連続通紙試験前のＡ３文字チャート（４ｐｔ、印字率４％）の画像を出力した。このとき、感光体用ヒーターをＯＮにする条件で実施した。
連続通紙試験前の画像出力後、連続通紙試験を実施した。連続通紙試験時は、電子写真装置を稼働して連続通紙試験を実施している間および電子写真装置を停止している間を通じて常に感光体用ヒーターをＯＦＦにする条件で実施した。
【００８９】
具体的には、印字率１％のＡ４テストパターンを用いて、１日当たり２．５万枚の連続通紙試験を１０日間実施して２５万枚まで行った。連続通紙試験終了後、温度２５℃、相対湿度７５％の環境下で１５時間放置した。
１５時間後、感光体用ヒーターをＯＦＦのまま立ち上げ、Ａ３文字チャート（４ｐｔ、印字率４％）の画像を出力した。連続通紙試験前に出力した画像と連続通紙試験後に出力した画像とを、それぞれキヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲＣ−５８７０」（商品名）を用いて、モノクロ３００ｄｐｉの２値の条件でＰＤＦファイルに電子化した。電子化した画像をＡｄｏｂｅ製の画像編集ソフト「Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ」（商品名）を用いて、電子写真感光体１周分の画像領域（２５１．３ｍｍ×２７３ｍｍ）の黒比率を測定した。次に、連続通紙耐久前に出力した画像に対する連続通紙試験後に出力した画像の黒比率の比率を求め、高湿流れの評価を行った。
【００９０】
高湿流れが発生した場合、画像全体で文字がぼける、または、文字が印字されずに白抜けするため、連続通紙試験前の正常な画像と比較した場合、出力された画像における黒比率が低下する。よって、連続通紙試験前の正常な画像に対する連続通紙試験後に出力された画像の黒比率の比率が１００％に近いほど高湿流れが良好となる。
高湿流れの評価において、連続通紙試験前の画像に対する連続通紙試験後に出力した画像の黒比率が９５％以上１０５％以下をＡ、９０％以上９５％未満をＢ、８５％以上９０％未満をＣ、８０％以上８５％未満をＤ、７０％以上８０％未満をＥ、７０％未満をＦとした。なお、高湿流れ評価に対して、Ｄ以上で本発明の効果が得られていると判断した。
【００９１】
（耐摩耗性評価）
耐摩耗性の評価方法は、作製直後の電子写真感光体の表面層の層厚を電子写真感光体の任意の周方向で長手方向９点（電子写真感光体の長手方向中央を基準として、０ｍｍ、±５０ｍｍ、±９０ｍｍ、±１３０ｍｍ、±１５０ｍｍ）、および、上記任意の周方向から１８０°回転させた位置での長手方向９点、合計１８点を測定し、その１８点の平均値により算出した。
測定方法は、２ｍｍのスポット径で電子写真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った。得られた反射波形をもとに表面層の層厚を算出した。このとき、波長範囲を５００ｎｍから７５０ｎｍ、光導電層の屈折率は３．３０とし、表面層の屈折率は上述したＳｉ＋Ｃ原子密度測定の際に行った分光エリプソメトリーの測定より求まる値を用いた。
【００９２】
層厚測定後、高湿流れ評価と同様に、キヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲ−５０６５」（商品名）に作製した電子写真感光体を設置し、温度２５℃、相対湿度７５％の高湿環境下で高湿流れ評価１と同様の条件により連続通紙試験を実施した。２５万枚連続通紙試験が終了した後、電子写真感光体を電子写真装置から取り出し、作製直後と同じ位置で層厚を測定し、作製直後と同様に連続通紙試験した後の表面層の層厚を算出した。そして、作製直後および連続通紙試験後で得られた表面層の平均層厚から差分を求め、２５万枚での摩耗量を算出した。そして、成膜条件Ｎｏ．８８の電子写真感光体の作製直後および連続通紙試験後で得られた表面層の平均層厚の差分に対する各電子写真感光体の表面層の平均層厚の差分の比率を求め、相対評価を行った。
耐摩耗性評価において、成膜条件Ｎｏ．８８の電子写真感光体の表面層の平均層厚の差分に対する各成膜条件にて作製された電子写真感光体の表面層の平均層厚の差分の比率が６０％以下をＡ、６０％より大きく７０％以下をＢ、７０％より大きく８０％以下をＣ、８０％より大きく９０％以下をＤ、９０％より大きく１００％未満をＥ、１００％以上をＦとした。なお、耐摩耗性評価に対して、Ｄ以上で本発明の効果が得られていると判断した。
【００９３】
以上の評価結果を各層の分析結果とともに表１６〜表２６に示す。また、ＤＳの値を前記数式（１）、前記数式（２）および前記数式（３）の右辺に代入した際の値を求め、表１６〜表２６に示した。なお、表中には、光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれを界面、光導電層の破壊による膜剥がれを破壊と記載している。また、ＤＳの値を前記数式（１）、前記数式（２）および前記数式（３）の右辺に代入して求めた値を、それぞれ式（１）、式（２）および式（３）と記載している。また、表１６以下の表中、「ＤＰ」は「ＤＰ」を意味し、「ＨＰ１」は「ＨＰ１」を意味し、「ＨＰ２」は「ＨＰ２」を意味し、「ＨＰ」は「ＨＰｍａｘ」を意味し、「ＣＭ」は「ＣＭ」を意味し、「ＨＭ」は「ＨＭ」を意味し、「ＤＭ」は「ＤＭ」を意味し、「ＣＳ」は「ＣＳ」を意味し、「ＤＳ」は「ＤＳ」を意味し、「ＨＳ」は「ＨＳ」を意味し、「式（１）」は「数式（１）の右辺」を意味し、「式（２）」は「数式（２）の右辺」を意味し、「式（３）」は「式（３）の右辺」を意味する。
【００９４】
【表１６】
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【００９５】
表１６の結果より、ＨＰ２が前記数式（１）を満たすことで、光導電層と中間層との界面近傍での膜剥がれに対する抑制効果が得られることが確認できた。そして、ＨＰ２が前記数式（３）を満たすことで、光導電層と中間層との界面近傍での膜剥がれに対するより高い抑制効果が得られることが確認できた。
また、ＨＰｍａｘを前記数式（２）の上限値以下とすることで、光導電層が破壊されることにより生じる膜剥がれに対する高い抑制効果が得られることが確認できた。そして、ＨＰｍａｘを０．３１以下とすることで、光導電層の破壊による膜剥がれに対するより高い抑制効果が得られることが確認できた。
【００９６】
【表１７】
0005607499.tif 000018
【００９７】
表１７の結果より、前記数式（１）を満たすことで、光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれに対してＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られることが確認できた。
また、表１６および表１７の結果より、ＨＰ２を、前記数式（１）を満たす範囲とすることにより、光導電層と中間層との界面近傍での膜剥がれに対する高い抑制効果が得られることが確認できた。
【００９８】
【表１８】
0005607499.tif 000019
【００９９】
表１８の結果より、前記数式（２）を満たすことで、光導電層の破壊により生じる膜剥がれに対して高い抑制効果が得られることが確認できた。そして、ＨＰｍａｘを０．３１以下とすることで、光導電層の破壊による膜剥がれに対するより高い抑制効果が得られることが確認できた。
【０１００】
【表１９】
0005607499.tif 000020
【０１０１】
表１９の結果より、表面層におけるＳｉ＋Ｃ原子密度をＤＳ×１０２２原子／ｃｍ３としたとき、ＤＳを６．６０以上にすることで、耐高湿流れ性および耐摩耗性が向上することが確認できた。また、ＤＳを６．８１以上にすることで、耐高湿流れ性および耐摩耗性がさらに向上することがわかった。このように、感光体用ヒーターが無い電子写真装置を用いた場合であっても高湿流れが良好となることから、表面層におけるＳｉ＋Ｃ原子密度を上記範囲とすることで省エネルギー性に対しても良好な電子写真感光体が得られることが確認できた。
以上、表１６〜表１９の結果より、ＤＳを６．６０以上とし、さらに、ＨＰ２とＤＳが前記数式（１）および前記数式（２）を満たすことにより、耐高湿流れ性および耐摩耗性に優れ、さらに、急激な環境の変化による膜剥がれに対する耐性に優れた電子写真感光体を作製することができることが確認できた。
【０１０２】
【表２０】
0005607499.tif 000021
【０１０３】
表２０の結果より、前記数式（３）を満たすことで、光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれに対して同等の効果が得られることが確認できた。
また、表１６、表１７および表２０の結果より、ＨＰ２を、前記数式（３）を満たす範囲とすることにより、光導電層と中間層との界面近傍での膜剥がれに対するさらに高い抑制効果が得られることが確認できた。
【０１０４】
【表２１】
0005607499.tif 000022
【０１０５】
表２１の結果より、ＨＰｍａｘを０．３１以下とすることで、光導電層の破壊による膜剥がれに対して同等の効果が得られることが確認できた。
また、表１６、表１８および表２１の結果より、ＨＰｍａｘを０．３１以下とすることにより、光導電層の破壊による膜剥がれに対するさらに高い抑制効果が得られることが確認できた。
【０１０６】
【表２２】
0005607499.tif 000023
【０１０７】
表２２は、成膜条件Ｎｏ．２０を基準として、光導電層のＤＰおよびホウ素量、中間層の層厚、ＣＭおよびＨＭ、表面層の層厚、ＣＳおよびＨＳを変化させた時の結果を示したものである。この結果より、以下の条件を満たせば、耐高湿流れ性、耐摩耗性および光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれに対して、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られることが確認できた。
以下の条件とは、次のとおりである。ＤＳが６．６０で、かつ前記数式（３）を満たすＤＳおよびＨＰ２において、ＤＰが４．２０以上４．８０以下。光導電層中のホウ素量が０以上１ｐｐｍ以下、中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭが０．２０以上０．４５以下。表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下、ＣＳが０．６１以上０．７５以下、ＨＳが０．２０以上０．４５以下。
【０１０８】
また、成膜条件Ｎｏ．３２の結果より、中間層のＣＭ、ＨＭおよびＤＭを連続的に変化させた場合であっても、以下の条件を満たせば、光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれに対して成膜条件Ｎｏ．２０と同等の効果が得られることが確認できた。
以下の条件とは、次のとおりである。ＣＭの平均値が０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭの平均値が０．２０以上０．４５以下、ＤＭの平均値が６．６０よりも小さい。
【０１０９】
【表２３】
0005607499.tif 000024
【０１１０】
表２３は、成膜条件Ｎｏ．８を基準として、光導電層のＤＰおよびホウ素量、中間層の層厚、ＣＭおよびＨＭ、表面層の層厚、ＣＳおよびＨＳを変化させた時の結果を示したものである。この結果より、以下の条件を満たせば、耐高湿流れ性、耐摩耗性および光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれに対して、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られることが確認できた。
以下の条件とは、次のとおりである。ＤＳが６．６０で、かつ、前記数式（１）を満たすＤＳおよびＨＰ２において、ＤＰが４．２０以上４．８０以下、光導電層中のホウ素量が０以上１ｐｐｍ以下。中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭが０．２０以上０．４５以下。表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下、ＣＳが０．６１以上０．７５以下、ＨＳが０．２０以上０．４５以下。
【０１１１】
【表２４】
0005607499.tif 000025
【０１１２】
表２４は、成膜条件Ｎｏ．１１を基準として、光導電層のＤＰおよびホウ素量、中間層の層厚、ＣＭおよびＨＭ、表面層の層厚、ＣＳおよびＨＳを変化させた時の結果を示したものである。この結果より、以下の条件を満たせば、以下の効果が得られることが確認できた。以下の条件とは、次のとおりである。前記数式（１）および前記数式（２）を満たすＤＳおよびＨＰ２において、ＤＰが４．２０以上４．８０以下、光導電層中のホウ素量が０以上１ｐｐｍ以下。中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭが０．２０以上０．４５以下。表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下、ＣＳが０．６１以上０．７５以下、ＨＳが０．２０以上０．４５以下。
以下の効果とは、次のとおりである。光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれおよび光導電層の破壊による膜剥がれの両方に対して、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られる。
【０１１３】
【表２５】
0005607499.tif 000026
【０１１４】
表２５は、成膜条件Ｎｏ．１２を基準として、光導電層のＤＰおよびホウ素量、中間層の層厚、ＣＭおよびＨＭ、表面層の層厚、ＣＳおよびＨＳを変化させた時の結果を示したものである。この結果より、以下の条件を満たせば、以下の効果が得られることが確認できた。以下の条件とは、次のとおりである。ＤＳが６．６０で、かつ、前記数式（２）を満たすＤＳおよびＨＰ２において、ＤＰが４．２０以上４．８０以下、光導電層中のホウ素量が０以上１ｐｐｍ以下。中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭが０．２０以上０．４５以下。表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下、ＣＳが０．６１以上０．７５以下、ＨＳが０．２０以上０．４５以下。
以下の効果とは、次のとおりである。耐高湿流れ性、耐摩耗性および光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれおよび光導電層の破壊による膜剥がれの両方に対して、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られる。
【０１１５】
【表２６】
0005607499.tif 000027
【０１１６】
表２６は、成膜条件Ｎｏ．１４を基準として、光導電層のＤＰおよびホウ素量、中間層の層厚、ＣＭおよびＨＭ、表面層の層厚、ＣＳおよびＨＳを変化させた時の結果を示したものである。この結果より、以下の条件を満たせば、以下の効果が得られることが確認できた。以下の条件とは、次のとおりである。前記数式（２）および前記数式（３）を満たすＤＳおよびＨＰ２において、ＤＰが４．２０以上４．８０以下、光導電層中のホウ素量が０以上１ｐｐｍ以下。中間層の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下、ＣＭが０．２５以上０．９×ＣＳ以下、ＨＭが０．２０以上０．４５以下。表面層の層厚が０．２μｍ以上３．０μｍ以下、ＣＳが０．６１以上０．７５以下、ＨＳが０．２０以上０．４５以下。
以下の効果とは、次のとおりである。光導電層と中間層との界面近傍における膜剥がれおよび光導電層の破壊による膜剥がれの両方に対して、ＤＰ、光導電層中のホウ素量、ＣＭ、ＨＭ、中間層の層厚、ＣＳ、ＨＳ、表面層の層厚によらず同等の効果が得られる。
【０１１７】
＜実施例８〜１２＞
実験例１と同様に、円筒状基体の上に下記表２８〜表３３の条件によりプラス帯電用ａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、密着層および電荷注入阻止層は下記表２７に示す条件とした。
なお、電子写真感光体の作製本数は、各成膜条件（層形成条件）で２本ずつ作製した。
【０１１８】
【表２７】
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【０１１９】
【表２８】
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【０１２０】
【表２９】
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【０１２１】
【表３０】
0005607499.tif 000031
【０１２２】
【表３１】
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【０１２３】
【表３２】
0005607499.tif 000033
【０１２４】
【表３３】
0005607499.tif 000034
【０１２５】
なお、成膜条件Ｎｏ．１０８の光導電層に関しては、光導電層の層厚２０μｍの間にサンプル条件Ｎｏ．Ｐ９からＰ６の成膜条件へと直線的に変化させた。さらに光導電層の層厚２０μｍから４０μｍの間にサンプル条件Ｎｏ．Ｐ６からＰ３の成膜条件へと直線的に変化させた。また、成膜条件Ｎｏ．１１１の光導電層に関しては、光導電層の層厚３５μｍまでをサンプル条件Ｎｏ．Ｐ９の成膜条件で形成し、その後、光導電層の層厚５μｍをサンプル条件Ｎｏ．Ｐ４の成膜条件で形成した。
【０１２６】
実施例８〜１２で作製した各成膜条件の１本の電子写真感光体を用いて、後述の評価方法にて圧傷を評価した後、実施例１と同様に膜剥がれの評価を行った。そして、各成膜条件の残り１本の電子写真感光体を用いて、後述の評価方法にて帯電特性、感度、ゴーストおよび画像欠陥を評価した後、実施例１と同様に高湿流れ、耐摩耗性の評価を行った。それらの結果を表３４〜表３９に示す。
【０１２７】
（感度評価）
感度評価には、主帯電器のワイヤーおよびグリッドにそれぞれ高圧電源を接続したキヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲ−５０６５」（商品名）の改造機を用いた。
作製した電子写真感光体を上述の電子写真装置に設置した。その後、像露光を照射していない状態で、グリッド電位を８２０Ｖとし、主帯電器のワイヤーへ供給する電流を調整して現像器の位置の電子写真感光体の長手方向中央での電子写真感光体の表面電位が４００Ｖとなるように設定した。
次に、先に設定した帯電条件で帯電させた状態で、像露光を連続的に照射し、その照射エネルギーを調整することにより、現像器の位置の平均電位を１００Ｖとした。その際の照射エネルギーを用いて評価した。
【０１２８】
感度評価で用いた電子写真装置の像露光光源は、発振波長が６５８ｎｍの半導体レーザーである。評価結果は成膜条件Ｎｏ．９４の電子写真感光体を搭載した場合の照射エネルギーを１．００とした相対比較で示した。
感度の評価について、成膜条件Ｎｏ．９４の電子写真感光体での照射エネルギーに対する照射エネルギーの比が１．１０未満をＡとし、１．１０以上１．１５未満をＢとし、１．１５以上をＣとした。
【０１２９】
（圧傷の評価）
表面性試験装置（ＨＥＩＤＯＮ社製：ＨＥＩＤＯＮ−１４）を用いて、０．４ｍｍの曲率半径を有するダイヤモンド針に一定の荷重を加えて電子写真感光体の表面に接触させた。
この状態でダイヤモンド針を電子写真感光体の母線方向（長手方向）に５０ｍｍ／分の一定速度で移動させた。移動距離は任意に設定できるが、ここでは１０ｍｍとした。
この操作を、電子写真感光体上の針を接触させる部位を変えながら、ダイヤモンド針に加える荷重を５０ｇから５ｇずつ増やして繰り返した。
こうして表面性試験を行った電子写真感光体の表面を顕微鏡で観察し、引っかき傷が無いことを確認した。その後、キヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲ−５０６５」（商品名）に設置し、ハーフトーンが印刷された原稿を用いて、反射濃度が０．５となる画像を出力した。
【０１３０】
以上の手順で出力した画像を目視で観察し、圧傷が画像上で認められる最低の荷重を成膜条件Ｎｏ．８９での最低の荷重と比較した。よって、成膜条件Ｎｏ．８９での最低の荷重との比が大きいほど、圧傷に対して良好となる。
圧傷の評価において、成膜条件Ｎｏ．８９での最低の荷重に対する各成膜条件にて作製された電子写真感光体での最低の荷重の比が０．６０以上をＡ、０．６０未満をＢとした。
【０１３１】
（帯電能評価）
帯電能の評価には、キヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉＲ−５０６５」（商品名）の改造機を用いた。この電子写真装置は、主帯電器のワイヤーおよび波長６３０ｎｍの前露光ＬＥＤに外部電源を接続した。また、グリッド用のワイヤーを除去した主帯電器を用いた。
この電子写真装置を、温度２５℃、相対湿度５０％の環境下に設置し、感光体用ヒーターをＯＮとした。また、前露光ＬＥＤに接続されている外部電源により、前露光ＬＥＤから出力される光量を所定の値に調整した。
【０１３２】
作製した電子写真感光体を上述の電子写真装置に設置した後、現像器の位置に電位センサーを電子写真感光体の長手方向中央位置に相当する場所に設置した。次に、上述の条件にて前露光を点灯させて、像露光を照射していない状態で主帯電器のワイヤーに＋７５０μＡを印加した時の現像器の位置での表面電位を測定した。この表面電位を用いて、帯電能の評価を行った。なお、評価結果は成膜条件Ｎｏ．８８の電子写真感光体を搭載した場合の表面電位を１．００とした相対比較で示した。
電子写真感光体の帯電能が低い場合、主帯電器のワイヤーに印加される電流を一定とすると、表面電位は低下する。よって、表面電位が高いほど帯電能が良好となるため、この評価においては、数値が大きいほど帯電能に対して良好である。
帯電能の評価について、成膜条件Ｎｏ．８８の電子写真感光体での表面電位に対する表面電位の比が１．３０以上をＡ、１．１５以上１．３０未満をＢ、１．１５未満をＣとした。
【０１３３】
（ゴースト評価）
ゴーストの評価は、帯電能評価と同じ評価用の改造機を用いて行った。この電子写真装置は、主帯電器のワイヤー、グリッドおよび波長６３０ｎｍの前露光ＬＥＤに不図示の外部電源が接続されている。
まず、前露光ＬＥＤに接続されている外部電源により、前露光ＬＥＤから出力される光量を所定の光量となるように調整した。
次に、作製した電子写真感光体を上述の電子写真装置に設置した後、現像器の位置に電位センサーを電子写真感光体長手方向中央位置に相当する場所に設置した。次に、上述の条件にて前露光を点灯させて、像露光光源をＯＦＦにしてグリッド電位を８２０Ｖとし、主帯電器のワイヤーに供給する電流を調整して現像器の位置での電子写真感光体の表面電位が＋４００Ｖとなるように設定した。次いで、像露光光源から像露光を照射し、その照射エネルギーを調整することにより現像器の位置での電位を１００Ｖとした。その後、電位センサーを取り出し、現像器を設置した。
【０１３４】
ゴーストの評価は、図６に示す画像左端部側にＡ３チャートの短辺の中央位置、左端から４０ｍｍ位置を中心に４０ｍｍ□の範囲に反射濃度１．４の黒色四角を有し、左端から８０ｍｍの位置から右端から５ｍｍの位置まで反射濃度０．４のハーフトーン（ＨＴ）が形成されているテストチャートを用いた。
テストチャートを用い、テストチャート左端側を原稿先端として原稿台に置き、現像バイアスを調整して、出力された画像におけるテストチャートのＨＴ部の反射濃度が０．４となるように設定した。その状態でＡ３の電子写真画像を出力し、出力された画像の反射濃度を測定した。
【０１３５】
なお、テストチャートの出力は、電子写真装置を温度２２℃、相対湿度５０％の環境下に設置し、感光体用ヒーターをＯＮにして、電子写真感光体の表面を約４０℃に保った条件で行った。
測定位置は、Ａ３の画像短辺の中央位置で、Ａ３の画像左端から２９１ｍｍ位置（上述の黒色四角の中心から電子写真感光体の１周分離れた位置）を基準位置とし、基準位置と比較位置（基準位置に対してＡ３の画像短辺方向±３０ｍｍ、長辺方向±３０ｍｍの４点）の合計５点である。次に、４点の比較位置で測定した反射濃度の平均値Ｇを求めた。反射濃度の測定は、反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｉｎｃ製：５０４分光濃度計）を用いて測定した。
【０１３６】
そして、前記基準位置での反射濃度Ｆと前記比較位置での反射濃度の平均値Ｇの差の絶対値（│Ｆ−Ｇ│）を求め、この差を用いてゴーストの評価を行った。なお、評価結果は成膜条件Ｎｏ．１１５の電子写真感光体を搭載した場合の前記基準位置での反射濃度Ｆと前記比較位置での反射濃度の平均値Ｇとの差（│Ｆ−Ｇ│）を１．００とした相対比較で示した。
ゴーストが発生した場合、前記比較位置での反射濃度の平均値Ｇよりも基準位置での反射濃度Ｆが高くなる。よって、この評価においては、数値が小さいほどゴーストに対して良好である。
ゴーストの評価について、上記（│Ｆ−Ｇ│）の値が成膜条件Ｎｏ．１１５の電子写真感光体に対して０．８未満をＡとし、０．８以上１．０未満をＢとした。
【０１３７】
（画像欠陥の評価）
画像欠陥の評価は、画像欠陥の原因となる電子写真感光体に形成された異常成長部の数を測定することにより行った。作製した電子写真感光体をラインセンサーＣＣＤ（竹中システム機器株式会社製  ＴＬ−７４００ＣＬ）を用いて、電子写真感光体の全面についてスキャンを行い、長径１０μｍ以上の異常成長部の数を測定した。
「成膜条件Ｎｏ．１０２の電子写真感光体に形成された異常成長部の数」に対する「各成膜条件により作製した電子写真感光体に形成された異常成長部の数」の比を求め比較した。
画像欠陥の評価について、成膜条件Ｎｏ．１０２の電子写真感光体での異常成長部の数に対する異常成長部の数の比が０．１０未満をＡとし、０．１０以上０．５０未満をＢとし、０．５０以上をＣとした。
以上の評価結果を各層の分析結果とともに表３４〜表３９に示す。
【０１３８】
【表３４】
0005607499.tif 000035
【０１３９】
表３４の結果より、ＤＳが６．６０以上、かつ前記数式（１）および前記数式（２）を満たすＤＳ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘであるとき、さらに、光導電層全体の層厚を４０μｍ以上とすることで優れた帯電特性が得られることが確認できた。
【０１４０】
【表３５】
0005607499.tif 000036
【０１４１】
表３５の結果より、ＤＳが６．６０以上、かつ前記数式（１）および前記数式（２）を満たすＤＳ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘであるとき、さらに、中間層におけるＳｉ＋Ｃ原子密度ＤＭを５．５０以上とすることにより、圧傷が良好となることが確認できた。
【０１４２】
【表３６】
0005607499.tif 000037
【０１４３】
表３６の結果より、ＤＳが６．６０以上、かつ前記数式（１）および前記数式（２）を満たすＤＳ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘであるとき、さらに、表面層におけるＨＳを０．３０以上０．４５以下の範囲においては、光吸収が抑制され、良好な感度が得られることが確認できた。
【０１４４】
【表３７】
0005607499.tif 000038
【０１４５】
【表３８】
0005607499.tif 000039
【０１４６】
実施例１１で作製された成膜条件Ｎｏ．１０２〜１０６に関しては、光導電層、中間層および表面層の形成条件は同じである。これら電子写真感光体のＤＰ、ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰｍａｘ、ＣＭ、ＨＭ、ＤＭ、ＣＳ，ＨＳ、ＤＳは同じ値となり、その結果をまとめて表３８に示した。この成膜条件Ｎｏ．１０２〜１０６に関して、膜剥がれ、高湿流れ、耐摩耗性、帯電能、感度、圧傷およびゴーストの評価を行ったところ、同等の結果が確認された。
また、表３８より、基体と光導電層の間にＣ、Ｎ、およびＯのうち少なくとも１種の原子を含有させた電荷注入阻止層を形成することにより、画像欠陥が低減することが確認できた。また、基体と光導電層の間に水素化アモルファスＳｉＮで構成された密着層を形成することでも画像欠陥が低減することが確認できた。さらに、基体と光導電層の間に水素化アモルファスＳｉＮで構成された密着層と、Ｃ、Ｎ、またはＯの少なくとも１種の原子を含有させた電荷注入阻止層とを順次形成することにより、さらに画像欠陥が低減することが確認できた。
【０１４７】
【表３９】
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【０１４８】
実施例１２で作製された成膜条件Ｎｏ．１０７〜１１１に関しては、中間層の形成条件は同じであり、これら電子写真感光体のＣＭは０．４９、ＨＭは０．３５、ＤＭは６．５５および中間層の層厚０．８μｍであった。
成膜条件Ｎｏ．１０８に関して、二次イオン質量分析法（アルバック・ファイ製：Ｍｏｄｅｌ  ６６５０）を用いて光導電層中のＨ原子密度の層厚方向分布を確認した。その結果、光導電層の基体側から中間層側に向かってＨ原子密度が連続的に減少していることが確認された。さらに、成膜条件Ｎｏ．１０８の電子写真感光体を最表面から研磨し、光導電層の層厚が０．５μｍ、７μｍ、１４μｍ、２０μｍ、２６μｍ、３３μｍおよび４０μｍとなる７種類のサンプルを作製した。そして、上述したＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）の測定と同様に上述の光導電層の層厚でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を測定した。そして、上述の光導電層の層厚でのＨ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）よりＳｉ原子密度を算出した。その結果、成膜条件Ｎｏ．１０８での光導電層の最も基体側はサンプル条件Ｎｏ．Ｐ９、光導電層の層厚２０μｍではサンプル条件Ｎｏ．Ｐ６、光導電層の最も中間層側はサンプル条件Ｎｏ．Ｐ３と同じａ−Ｓｉ膜が形成されていることが確認できた。また、光導電層の基体側から２０μｍおよび２０μｍから４０μｍの間の領域では、Ｓｉ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）が直線的に変化していることが確認できた。そして、これら結果より算出した第１光導電領域でのＤＰ、ＨＰ１、第２光導電領域でのＤＰ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘを表３９に示している。
【０１４９】
また、成膜条件Ｎｏ．１０９、１１０に関して、成膜条件Ｎｏ．１０８と同様に光導電層中のＨ原子密度の層厚方向分布を確認した。その結果、光導電層の基体側から２０μｍまでの間および２０μｍから４０μｍの間で、光導電層中のＨ原子密度の層厚方向分布が一定であることが確認できた。さらに、成膜条件Ｎｏ．１０８と同様に、光導電層の層厚が１０μｍおよび３０μｍでのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を測定し、光導電層の層厚が１０μｍおよび３０μｍでのＨ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）よりＳｉ原子密度を算出した。その結果、成膜条件Ｎｏ．１０９での光導電層の基体側から２０μｍの間の領域と成膜条件Ｎｏ．１１０での光導電層の基体側から２０μｍから４０μｍの間の領域は、サンプル条件Ｎｏ．Ｐ９と同じａ−Ｓｉ膜が形成されていることが確認できた。また、成膜条件Ｎｏ．１０９での光導電層の基体側から２０μｍから４０μｍの間の領域と成膜条件Ｎｏ．１１０での光導電層の基体側から２０μｍの間の領域は、サンプル条件Ｎｏ．Ｐ６と同じａ−Ｓｉ膜が形成されていることが確認できた。そして、これら結果より算出した第１光導電領域でのＤＰ、ＨＰ１、第２光導電領域でのＤＰ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘを表３９に示している。
【０１５０】
さらに、成膜条件Ｎｏ．１１１に関して、成膜条件Ｎｏ．１０８と同様に光導電層中のＨ原子密度の層厚方向分布を確認した。その結果、光導電層の基体から３５μｍまでの間と３５μｍから４０μｍの間では、光導電層中のＨ原子密度の層厚方向分布が一定であることが確認できた。さらに、成膜条件Ｎｏ．１０９と同様に、光導電層の層厚が１０μｍおよび３７μｍでのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）を測定し、光導電層の層厚が１０μｍおよび３０μｍでのＨ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）よりＳｉ原子密度を算出した。その結果、成膜条件Ｎｏ．１１１での光導電層の基体側から３５μｍの間の領域はサンプル条件Ｎｏ．Ｐ９と、３５μｍから４０μｍの間の領域とサンプル条件Ｎｏ．Ｐ４と同じａ−Ｓｉ膜が形成されていることが確認できた。そして、これら結果より算出した第１光導電領域でのＤＰ、ＨＰ１、第２光導電領域でのＤＰ、ＨＰ２およびＨＰｍａｘを表３９に示している。
【０１５１】
表３９の結果より、光導電層中でＳｉ原子密度およびＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）が変化している場合であっても、以下の条件を満たせば、膜剥がれが抑制されることが確認できた。
以下の条件とは、次のとおりである。光導電層の層厚方向中央位置より中間層側でのＨ／（Ｓｉ＋Ｈ）の平均値をＨＰ２としたとき、ＨＰ２が前記数式（１）を満たし、ＨＰｍａｘが前記数式（２）を満たす。
また、表３９の結果より、光導電層の層厚方向中央位置より基体側のＨＰ１よりも層厚方向中央位置より中間層側のＨＰ２を小さくすることにより、帯電特性を維持しつつゴーストが良好となることが確認できた。
【符号の説明】
【０１５２】
１０００  電子写真感光体
１００１  基体
１００２  表面層
１００３  中間層
１００４  光導電層
１００５  電荷注入阻止層
１００６  密着層
【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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【図６】
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【図７】
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