(57)【要約】【課題】次世代の超高画質カラー電子写真装置に搭載可能で、総合的な耐磨耗性に優れた電子写真感光体を供給すること。【構成】本発明の電子写真感光体は、基体と、該基体上に順次設けられた光導電層と、表面層とを有する電子写真感光体において、感光体を回転させる回転手段および表面層に当接する導電性の接触体を有する帯電手段を備えた電子写真装置に搭載されたとき、表面層の磨耗に伴う層の厚さの減少につき、式（１）[Ｗｎ≦Ｗｐ×３]（式中、Ｗｐは、接触体をプラスの電圧を印加したときの感光体の１万回転当たりの磨耗量 [ｎｍ／１万回転]を示し、Ｗｎは、接触体をマイナスの電圧を印加したときの感光体の１万回転当たりの磨耗量 [ｎｍ／１万回転]を示す。）で表される関係を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体上に順次設けられた光導電層と、表面層とを有する電子写真感光体において、
感光体を回転させる回転手段および表面層に当接する導電性の接触体を有する帯電手段を備えた電子写真装置に搭載されたとき、
表面層の磨耗に伴う層の厚さの減少につき、式（１）
Ｗｎ≦Ｗｐ×３      （１）
（式中、Ｗｐは、接触体をプラスの電圧を印加したときの感光体の１万回転当たりの磨耗量 [ｎｍ／１万回転]を示し、
Ｗｎは、接触体をマイナスの電圧を印加したときの感光体の１万回転当たりの磨耗量 [ｎｍ／１万回転]を示す。）
で表される関係を有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記導電性の接触体は、磁性部材表面に電圧を印加した導電性磁性粒子を保持した磁気ブラシであることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記感光体は、少なくとも３８０〜５００ｎｍの波長の光に感度を有し、前記光導電層が、シリコン原子を母体とし、水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料からなり、
前記表面層が、シリコン原子と窒素原子を母体とし、酸素原子を含有する非単結晶材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記表面層が、式（２）
０．３≦Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）≦０．７      （２）
（式中、Ｎは窒素原子の数を示し、Ｓｉはシリコン原子の数を示す。）で表される平均濃度として窒素原子を含有することを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記表面層が、式（３）
０．０００１≦Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）≦０．２      （３）
（式中、Ｎは窒素原子の数を示し、Ｓｉはシリコン原子の数を示し、Ｏは酸素原子の数を示す。）で表される平均濃度として酸素原子を含有することを特徴とする請求項３または４に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記光導電層と前記表面層との間に、シリコン原子と窒素原子を母体とし、周期表第１３族元素を含む非単結晶材料からなる上部注入阻止層を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項７】
前記光導電層と前記表面層との間に、シリコン原子と窒素原子を母体とし、厚さ方向の単位長さ当たりに含有されるシリコン原子の数Ｓｉに対する、厚さ方向の単位長さ当たりに含有される窒素原子の数Ｎの比Ｎ／Ｓｉの値が、表面層に向かって増加するようにシリコン原子および窒素原子を含有する変化層を有することを特徴とする、請求項の３〜６のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の電子写真感光体と、回転手段により回転される感光体に、印加した導電性の接触体を接触し感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した感光体の表面に画像パターンにしたがって光ビームを照射して静電潜像を形成する画像露光手段と、静電潜像が形成された表面上にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、現像されたトナー像を感光体表面から転写部材上に転写する転写手段とを有し、転写部材上において複数色のトナー像を重畳することによってカラー画像を形成することを特徴とする電子写真装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか記載の電子写真感光体と、回転手段により回転される感光体に、印加した導電性の接触体を接触し感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した感光体の表面に画像パターンにしたがって光ビームを照射して静電潜像を形成する画像露光手段と、静電潜像が形成された表面上にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成部が複数並列に配置されて設けられ、各画像形成部で現像されたトナー像を転写部材上に重畳して転写する転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項１０】
前記帯電手段が、磁性部材と、磁性部材表面に保持され、電圧が印加される導電性磁性粒子とを有する磁気ブラシを感光体に接触させる帯電手段であることを特徴とする請求項８または９に記載の電子写真装置。
【請求項１１】
前記帯電手段がマイナス帯電方式であり、前記画像露光が画像部分を露光するイメージエリア露光方式であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１２】
前記画像露光手段が３８０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の波長の光ビームを用いることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高画質の画像を得ることができる耐磨耗性に優れた電子写真感光体およびこれを用いた電子写真装置に関するものである。
【０００２】
より詳しくは、波長が３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長帯の光を露光に用いた電子写真装置に最適な電子写真感光体およびこれを用いた電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
プリンター、ファクシミリ、複写機などに用いられる電子写真装置においては、帯電手段により帯電した感光体に画像を通して光を照射し、画像に相当する部分以外、あるいは画像に相当する部分を放電することにより画像に対応した静電潜像を感光体に形成し、これにトナーを供給して静電潜像を現像し、静電潜像に付着したトナーを転写部材上へ転写した後、更に転写部材上のトナーを給紙上へ転写、定着し、その後感光体表面を除電する工程を経て、給紙上への画像の形成が行われている。
【０００４】
従来、複写機やレーザービームプリンタに用いられる高性能、高耐久、無公害な電子写真感光体の材料の一つとして、水素または／およびハロゲン元素を含有するアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉ）堆積膜が用いられている。ａ−Ｓｉ堆積膜を用いた電子写真感光体の構成としては、主として光導電性を有する光導電層と、この上に電荷の阻止能や感光安定性の付与や、耐磨耗性等を目的とした表面層等とを有する構成、さらに、導電性の基体を用いた場合に基体から電荷の注入を阻止する働きを持つ下部阻止層などを設けた構成が選択されている。このような構成の電子写真感光体においては、表面層は電子写真感光体の電気的、光学的特性及び使用環境特性、耐久性を左右するものであるところから、これまでに様々な構成元素や組成の表面層の改良がなされ、これらの表面層の改良を含めた種々の構成の電子写真感光体が提案されている。
【０００５】
例えば、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が知られている。
【０００６】
また、基板、障壁層、光導電層、表面層からなるアモルファスシリコン感光体を、ＳｉＨ4、Ｈ2、Ｎ2、Ｂ2Ｈ6から作成し、それぞれの流量比を規定する事でｐ−ｉ−ｎ接合の逆バイアス状態となるように構成した電子写真感光体などが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、基体上に少なくとも光導電層とａ−ＳｉＮ：Ｈからなる表面層とを有する感光体であり、表面層の窒素濃度を自由表面側に向けて増大させることにより、レーザーを用いたデジタル複写システムにおける画像ムラの低減が可能な電子写真感光体についても報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、導電性基体上にアモルファスシリコンからなる光導電層とアモルファス窒化ケイ素からなる表面層を有する電子写真感光体において、感光体の最表面におけるＮ／Ｓｉの元素組成比が０．８〜１．３３の範囲で、Ｏ／Ｓｉの元素組成比が０〜０．９の範囲にあることを特徴とする電子写真感光体（例えば、特許文献３参照）や、表面層が窒素含有アモルファスシリコンか、窒素並びに第III族元素及び/又は第V族元素を含有するアモルファスシリコンからなり、表面層の赤外吸収スペクトル伸縮振動の吸光度がN-H＞Si-Hの関係を有し、且つ、水素量が1〜7atm％の範囲にあることを特徴とする電子写真感光体（例えば、特許文献４参照）や、アモルファスシリコン感光体の表面層として、窒素、炭素、酸素のうち、少なくとも1つを含むアモルファスシリコンで構成されており、その含有量が最表面に向かって連続的に増大する組成にする（例えば、特許文献５参照）などが知られている。
【０００９】
従来のａ−Ｓｉ系電子写真感光体は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電特性、及び使用環境特性の点、さらには経時安定性および耐久性の点において、各々個々には特性の向上が図られてはいるが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実状である。
【００１０】
特に、近年急速にデジタル化、カラー化へのシフトが進み、電子写真装置の高画質化への要求は以前に増して高まっている。ここでいう高画質とは、高解像であること、高精細であること、濃度ムラがないこと、画像欠陥(白抜けや黒点など)がないことを指している。加えて、高速化、高耐久化への要求も急速に増しており、電子写真感光体においては電気的特性や光導電特性の向上、均一性や画像欠陥低減の向上とともに、耐久性や耐環境性(温度・湿度変化追従性)も含めて大幅に性能を延ばすことが求められている。
【００１１】
特に、濃度ムラに関しては、例えば、写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像をプリントアウトする場合において、出力画像の品質を左右する大きな要素の一つであるため、感光体の持つ特性ムラに対しても従来より非常に厳しいスペックが要求される。しかし、ａ−Ｓｉ感光体に関しては、堆積膜を成膜する面積が非常に広く、電子写真プロセスにおいて必要とされるさまざまな特性に関して、すべての特性ムラをゼロにすることは、極めて難しい技術である。従って、感光体が搭載される電子写真装置の使いこなしの工夫によって、感光体の特性ムラがプリントアウトされる画像に反映され難い構成が必要となる。このため、例えば、帯電手段の構成としては、帯電工程において感光体の持つ帯電特性のムラを軽減し、帯電後の電位が均一化され易い構成が好ましい。
【００１２】
電子写真装置の画像形成における感光体の帯電手段としては、コロナ放電方式の帯電手段が一般的に広く用いられている。しかしながら、最近においては、電源の低電圧化が図れ、また、オゾンの発生が極めて微量或は皆無である等の長所を有していることから、導電部材を感光体に接触させる接触式の帯電手段が、実用化されるようになってきた。このような接触式の帯電手段としては、電圧を印加した帯電部材を感光体表面に当接させてその表面を所定の電位に帯電するものや、磁性体と磁性粒子（あるいは粉体）からなる磁気ブラシ状粒子の接触帯電部材を感光体表面に接触させて電荷を付与するものや、導電性と弾性を有する担持体の表面に帯電粒子を担持するように構成された担持体を感光体表面に接触させて電荷を付与するもの、などが知られている。
【００１３】
これらの帯電手段の中で、感光体の特性ムラを軽減し、帯電後の電位を均一化する効果に着目すると、コロナ帯電方式より、接触帯電方式のほうが有利である。しかしながら、接触帯電方式は、何らかの部材が感光体に接触し、それが感光体表面を摺擦する構成であるため、感光体にとっては厳しい環境に曝されることとなる。その上、接触帯電方式の場合は、接触帯電部材の被帯電体への接触状態が変化すると、磨耗ムラが生じるおそれがあり、微視的な帯電不均一や感度不均一につながって、ブラシで掃いたような掃きムラといわれる画像となる場合がある。このため、表面層の耐磨耗性に関しては、更なる改善が求められている。
【００１４】
感光体の磨耗特性の評価に関する従来の方法としては、弾性ゴムブレードでスクレープクリーニングする電子写真装置を用い、Ａ４紙へのプリント工程を行った場合の１万枚当たりの磨耗量を規定した耐久試験（例えば、参考文献６参照）や、研磨用のラッピングテープを使った磨耗試験での磨耗量を規定した磨耗試験（例えば、参考文献７参照）などが報告されている。しかしながら、本発明者らが、それらの磨耗特性評価方法を含むさまざまな評価方法を用いて、感光体の耐磨耗特性と磨耗ムラの関係を検討したところ、上記のような従来から知られている磨耗評価方法において磨耗特性がよいと評価される感光体が、接触帯電方式の帯電を用いたときにおける磨耗レートや磨耗ムラ性能まで含めた、総合的な耐磨耗特性という観点では、必ずしもよいというわけではないことが判った。
【００１５】
これは、磨耗はその形態として、アブレッシブ磨耗、ディラミネーション（疲労）磨耗、凝着磨耗、化学（腐食）磨耗というように分類され、使用される電子写真プロセスや材料等により、主体になる磨耗形態が異なるためであると推測される。このような背景から、接触帯電方式の帯電手段を用いる場合において、総合的な耐磨耗特性に優れる感光体が強く要請されている。
【００１６】
一方、高画質化の要請に対応する方法としては、トナーの小粒径化と並んで、静電潜像の高精細化の方法を挙げることができる。静電潜像の高精細化を達成するためには、画像露光用レーザー光のスポット径を小さくすることが有効である。レーザー光のスポット径はレーザー光の波長と結像レンズの開口率で決まる回折限界までしか絞ることができないため、レーザー光のスポット径を小さくする手段としては、レーザー光の光学系の精度を向上させたり、結像レンズの開口率を大きくしたりすること等が挙げられるが、レンズの大型化や機械精度の向上等の理由により装置の大型化やコスト上昇は避け難い。
【００１７】
このため、レーザー光のスポット径の小径化手段として、レーザー光のスポット径の下限がレーザー光の波長に比例することから、レーザー光の波長を短くしてスポット径を小さくし、静電潜像の解像度を高めるという技術が注目されている。従来の電子写真装置においては、画像露光の際に６００〜８００ｎｍの発振波長を有するレーザー光が一般的に用いられており、この波長をさらに短くすることで画像の解像度を高めることができる。近年、発振波長の短い半導体レーザーの開発が急速に進んでおり、４００ｎｍ近辺に発振波長を有する半導体レーザーが実用化されている。
【００１８】
かかる短波長のレーザー光を画像露光に使用することに対応するためは、感光体がそのような短波長帯の光に対応できるように、感光層がこの波長に対して十分な感度を有すること、表面層がこの波長に対して感度を有しない、即ち、ほとんど吸収しないことの二つの条件を満たすことが必要である。
【００１９】
例えばアモルファスシリコン系の感光層は感度のピークが６００〜７００ｎｍ付近であるため、ピーク感度に比べればやや劣るものの、条件を工夫すれば４００〜４１０ｎｍ付近の感度は有しており、例えば、４０５ｎｍの短波長レーザーを用いた場合でも使用可能である。ただし、４０５ｎｍ波長に対する感度としてはピーク感度に比べて半分前後となる場合もあり、表面層における吸収が殆どないことが好ましいことになる。
【００２０】
しかし、従来表面層に好適に用いられてきた水素化アモルファス炭化シリコン(a-SiC:H)系材料や水素化アモルファスカーボン(a-C:H)系材料の場合、４００〜４１０ｎｍ近辺では吸収が大きくなりやすい傾向があった。即ち、ａ−ＳｉＣ系材料では、条件を工夫することで透過率を向上させ、またある程度膜厚を薄くすることで対処することも可能であったが、表面層は複写機内で摺擦によって徐々に削られていくという宿命にあり、長寿命というａ−Ｓｉ系感光体の特性を十分に生かしきるためには、ある程度以上の膜厚が必要である。よって、表面領域における吸収量と寿命とがトレードオフの関係に陥る場合がある。また、ａ−Ｃ系材料の場合、条件によっては透過率のよい膜も作成可能であったが、その場合にはポリマーに近い構造となり、硬度が低くなったり、抵抗値が高くなりすぎたりする場合があった。よって、ａ−Ｃ系材料の場合には、透過率と硬度あるいは抵抗とのトレードオフになる場合がある。
【００２１】
これらの材料に対して、水素化アモルファス窒化シリコン(a-SiN)系材料を用いた場合、条件を最適化することにより４００〜４１０ｎｍ付近の吸収係数を下げられることが判っていたが、そのような膜は感光体の表面層としては使用が難しく、これまで実用化に至らなかった。例えば、特許文献１においては、ａ−ＳｉＮの原料ガスの違いによって様々な利点と欠点があることが示されており、表面層として好適な条件を得るためには一定の工夫が必要であることを示している。特許文献１における工夫により、表面層として好適なａ−ＳｉＮ系の膜の作成条件が開示されているが、この場合でも露光に供される波長は５５０ｎｍまでしか考慮されておらず、それよりさらに短波長の露光における感度についての言及はない。一方で、特許文献１では表面層の膜厚が０．８μｍを超えると感度が低下することに言及されている。即ち、５５０ｎｍの露光波長でも、０．８μｍを越えると感度が低下する。
【特許文献１】特開平０５−１５０５３２号公報
【特許文献２】特公平０５−０７３２３４号公報
【特許文献３】特開平０８−１７１２２０号公報
【特許文献４】特開平０８−０８２９４３号公報
【特許文献５】特開平０７−３０６５３９号公報
【特許文献６】特開平１１−１８４３４１号公報
【特許文献７】特開平０６−３３２１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の課題は、電子写真装置における接触式の帯電手段に対しても耐磨耗性を有する表面層を備え、使用環境特性、経時安定性、耐久性を有し、３８０〜５００ｎｍの波長帯の光に対しても、実用上充分な感度を有し、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気写真特性に優れ、総合的な特性が向上した電子写真感光体や、このような感光体を備えた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】
【００２３】
本発明者らは上記の諸問題を解決し、高画質、高耐久、高速の電子写真装置に好適に使用でき、総合的な耐磨耗特性に優れ、短波長露光に対して実用上十分な感度を有する電子写真感光体について鋭意検討した。
【００２４】
本発明者らは、表面層に求められる重要な特性の一つである耐磨耗特性の評価に関して特許文献７や特許文献８などにあるような感光体の磨耗特性の評価が、接触帯電方式の電子写真装置に実際に搭載したときの感光体の磨耗特性の評価と一致しない理由を探求するうち、感光体の磨耗に関しては、接触帯電部材やクリーニングブレード等の何らかの部材と感光体表面との摺擦による物理的な磨耗だけでなく、帯電による電気的な作用が関与しているとの知見を得た。実際の電子写真プロセスにおける帯電工程は、一次帯電だけでなく、転写帯電や分離帯電など複数の帯電工程があり、そのいずれかには感光体の帯電極性と逆極性の帯電が行われる場合が普通である。従って、総合的な磨耗特性の良し悪しを評価していくためには、上述の電気的な作用による磨耗までも評価に加えることが重要であり、それにはプラスとマイナスの両極性に対して、磨耗特性を評価することが重要であることがわかった。そして更に帯電方式における感光体の磨耗について鋭意検討の結果、プラスの電圧を印加しながら測定したときの感光体表面層の磨耗量Ｗｐ[ｎｍ／１万回転]とし、マイナスの電圧を印加しながら測定したときの感光体表面層の磨耗量Ｗｎ[ｎｍ／１万回転]としたとき、Ｗｎ≦Ｗｐ×３なる関係式を満足する感光体を用いることで、僅かなムラ削れであっても、その影響が濃度ムラとなり得る写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される高画質カラー画像をプリントアウトするような場合においても、非常に良好な画像が得られることを見い出した。
【００２５】
この現象に対するメカニズムは、詳細には明らかになっていないが、現状では次のように推察している。即ち、実際の電子写真装置本体を使用した通紙耐久では、一次帯電の影響だけでなく、転写や分離帯電といった全ての帯電による電気的な影響が磨耗量に関与していると考えられる。このため、Ｗｎ／Ｗｐの値が３以下となる感光体は、帯電による電気的な作用に対する耐性が、プラスとマイナスで、ほぼ同等と考えられる。この結果、プラス帯電とマイナス帯電の両方の環境に曝される場合においても、それらの影響はほぼ均一であり、磨耗に対しても、さまざまな要因が平均化される方向で作用するために、均一に磨耗され易く、ムラ削れし難いと考えられる。逆に、Ｗｎ／Ｗｐの値が３を超え、即ち、ＷｎとＷｐの値が大きく異なる値となる感光体は、マイナスの帯電による電気的な作用による磨耗に弱いと考えられる。この結果、プラス帯電とマイナス帯電の両方の環境に曝される場合においては、マイナスの影響を強く受け易く、このため、ある特定の帯電からの影響をより強く受けることになり易い。その結果、摺擦や帯電などに何らかの不均一が発生すると、ムラ削れの原因になりうると考えられる。
【００２６】
一方、４００〜４１０ｎｍ付近の波長の光を使用したより高画質を目指した電子写真装置に搭載するために、表面層の材料的な特性について、更に詳しく検討を行った。本発明者らは、特許文献１などにあるような従来の方法により、表面層として好適なａ−ＳｉＮ：Ｈ系材料の薄膜を作成したが、これらの方法で作成した膜は短波長の光、例えば波長４０５ｎｍ付近の光に対する吸収係数が比較的大きく、そのような表面層をもつ感光体では、波長４０５ｎｍ付近の光に対しては感度が不十分であった。その後検討を重ね、原料ガス種、原料ガスの流量とこれらの比率、投入電力とガス量に対する比などを適切に、これらが限定された特定の範囲において作製したとき、初めて４０５ｎｍなどの短波長光に対して吸収の少ない表面層が得られることが判った。ここで、吸収が少ない膜とは、定量的に表すとすれば、入射光の光量をＴ0、透過光の光量をＴ、膜厚をｔ（ｃｍ）としたとき、下記式
α＝−（ｌｎＴ／Ｔ0）／ｔ
で表される吸収係数αが、５０００ｃｍ-1以下、好ましくは３０００ｃｍ-1以下の膜をいう。
【００２７】
このような特定の限定された条件で作成した表面層を、最表面の環境による影響を受けた部分を取り除いた上で、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分光法）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）などで分析したところ、窒素の含有範囲としては、実用膜厚における吸収が許容できる値として、Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）（式中、Ｎは窒素原子の数を示し、Ｓｉはシリコン原子の数を示す。）と表記した場合で０．３以上が好ましく、より好ましくは０．３５以上であることが分かった。また、上限としては、膜の歩留まりの関係から、０．７以下が好ましく、より好ましくは０．６以下であることが分かった。この範囲を超えるような条件で作成した場合、膜厚や硬度、抵抗などのムラが発生しやすくなり、歩留まり率が大きく低下する場合があることが分かった。この理由としては、窒素が多くなりすぎると膜の結合が非常に不安定になるためではないかと予想される。また、０．７以下の範囲が、膜の強度が保て、表面層として使用する際にはより望ましいことが判った。
【００２８】
ここで、最表面の環境による影響を受けた部分とは、最表面に吸着した元素や表面に形成された酸化膜の影響を受けた部分のことを指している。シリコンを含む化合物は、表面にあるシリコン原子が空気中では容易に酸化されてしまう。この影響を除去する方法としては、真空中でＡｒ原子などを用いたスパッタを施すことにより、表面をおよそ１０ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ程度除去する手段が採られる。例えば、ＳＩＭＳなどでチャージアップを防ぐための導電膜を蒸着してから測定する場合には、蒸着膜の厚さと、除去膜厚２０ｎｍ程度とを合計した膜厚相当分をスパッタしてやればよい。このようにすることで、最表面の吸着原子や自然酸化膜の影響を実質的に除去することが可能である。
【００２９】
本発明者らは、別途の切り口から、露光用レーザーのスポットの小径化を図ることができる表面層の材質を見い出すべく、６５５ｎｍと４０５ｎｍの波長のレーザー光を用いて、アモルファスシリコン系光導電層と各種アモルファス窒化シリコン系表面層を有する感光体(1)〜(5)に画像露光したときの、スポット径と画像上または感光体の静電潜像上のドット径の関係について検討した。各感光体毎にレーザー光を照射し、横軸にレーザーポット径、縦軸に静電潜像や画像上のドット径をとったグラフ上にプロットすると、図１１に示すように、６５５ｎｍのレーザー光を用いた場合（図１１の(1)、以下、感光体(1)という。）では、スポット径は光学系の開口数などで何とか絞ることが可能でも、ある程度限界があるのに対し、４０５ｎｍのレーザー光を用いた場合（図１１の(2)〜(5)、以下、感光体(2)〜(5)という。）では、短波長露光を用いているので、更にスポット径を絞ることが可能であることが分かった。
【００３０】
また、露光波長の違いは、光導電層における光吸収にも影響する。短い露光波長では光導電層における光吸収が非常に薄い領域に限られる。光生成キャリアは、表面電荷が形成する電界によって加速され、膜の厚さ方向に移動する。そして、表面電荷と逆極性のキャリアが表面に移動し、電荷をキャンセルすることで、静電潜像が形成される。しかし、キャリア移動の際に、キャリア同士の静電的な反発力によって、膜の面方向（厚さ方向と垂直方向）にも移動する可能性があり、潜像のぼけにつながるおそれがある。従って、露光パターンにより忠実な静電潜像パターンを形成するためには、光生成キャリアが表面電荷をキャンセルするために移動する距離を短くした方が好ましく、即ち、光キャリアの生成領域は、表面に近い方が好ましい。従来の６００〜８００ｎｍの露光では、ａ−Ｓｉ感光体の光学特性から光導電層の上部数μｍ〜十数μｍまで光が到達してキャリア生成が起こる。一方、例えば４０５ｎｍの露光では、光導電層最上部の極めて薄い範囲で光吸収が終了し、光生成キャリアが上部に到達するまでに広がる余地が殆どないため、更に高解像が期待できることとなる。このことから、仮に同じスポット径（図１１のイにおける(1)と(2)に相当）でも、解像力に差がでることが期待できる。
【００３１】
一方、感光体の実力から、ある程度以上スポット径を絞ってもそれ以上ドット径が小さくならない場合が発生する。例えば、例えば、レーザー光として同じ４０５ｎｍ波長光を用い最小スポット径は同じような大きさであっても、感光体(5)においては感光体(2)〜(4)と比較して画像上または感光体の静電潜像上のドット径が小さくならない。同じ短波長のレーザー光を用いて画像露光を行っても、スポット径を小さくしたことによるメリットが得られない場合があることが示された。これとは逆に、感光体(3)、(4)では、スポット径を最小まで絞った場合、同じ最小径のスポット径を有する感光体(2)における画像上または潜像上のドット径より小さいドット径とすることができる。このように、作成条件を工夫して短波長レーザー光の透過性のよいアモルファス窒化シリコン系膜を作成したとしても、解像力の向上には直結しない場合があることがわかった。感光体(5)では、表面層などの膜中の欠陥などに起因して潜像がぼけてしまうのではないかと思われ、感光体(3)、(4)では、表面層の最適化により更に解像力を向上させることが予測できた。
【００３２】
そこで、本発明者らは、３８０〜５００ｎｍ付近の波長に対し吸収が少ない表面層を備え、解像力に優れた感光体を見い出すべく作成条件を変更して種々の表面層を作製し、更に検討を重ねたところ、微量の酸素を添加することにより、吸収係数を小さく抑えながら解像力を大きく向上させることが可能であることがわかった。具体的には、酸素の含有量として、表面の環境による影響を受けた部分を除いた上で、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分光法）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）などで分析したところ、Ｏ／（Ｓｉ+Ｎ+Ｏ）の形で、膜中の平均濃度が０．０００１以上０．２以下である場合に、これらの電子写真特性が飛躍的に向上することが判った。
【００３３】
この原因としては、キャリアの走行が複雑である点、過渡現象なので正確な現象を追いにくい点などから、すべてを明らかにすることは難しいが、現時点では以下のように考えている。
【００３４】
前述したような短波長の光に対する吸収係数が小さい膜を得るためには、窒素原子の濃度が比較的高い膜である必要があるが、一般にアモルファスシリコン系の膜においては、炭素原子や窒素原子の量が増えるにしたがって、エネルギーバンドギャップ中に存在する準位の数が増大することが知られている。また、一般的にエネルギーバンドギャップの広い材料は高抵抗になりやすく、キャリアが通り抜けにくくなるという傾向が見られる。また、光導電層材料であるアモルファスシリコン膜のバンドギャップは１．７〜２．０ｅＶ程度であるが、前述したように条件を選んだａ−ＳｉＮ：Ｈ系材料であれば、バンドギャップは２．８ｅＶ以上となり、バンドギャップの不整合が大きくなることもキャリアの流れを妨げる要因となる可能性がある。
【００３５】
まず、これらの解決のために積極的な水素終端やフッ素終端などを試みたが、十分ではなかった。そこで、さまざまなガスについて微量添加による膜質改善を試みたところ、酸素を適量添加することにより、バンド中の準位が減少し、抵抗値を適切な範囲に調整でき、またバンドの不整合によるキャリアの蓄積などが起こりにくくなることが分かってきた。これらのことにより、解像力が大きく向上することになったと考えられる。
【００３６】
この理由としてはまだ分かっていないが、酸素を微量添加することにより、応力の大きなａ−ＳｉＮなどの膜において結合の緩和が起こり、結果として欠陥が減少したと考えられる。前述したように窒素濃度の高いａ−ＳｉＮ系の膜は吸収係数が小さく硬度も非常に大きいので、表面層として使用するには好適であるが、硬度が大きいと膜中の応力も大きくなる場合があり、非常に大きな残留応力が膜中に残ってしまう場合がある。このような場合には応力による歪を緩和するために結合が切れたりして、膜堆積後に欠陥（トラップ）が生成されることが考えられる。酸素は結合手の数が２本であることから、原子間に効果的に入り結合のひずみを緩和する働きをすることが予想でき、欠陥生成を効果的に抑制するのではないかと考えられる。一方、水素終端などは膜形成中に欠陥を修復する効果はあるものの、無理な結合や弱い結合が膜堆積後に欠陥に変わってしまうような場合には効果が得られない。微量酸素によって結合の緩和が起こり、水素による欠陥修復と並行して、これまで成膜後に生成されていた欠陥を効果的に低減させ、総合的に欠陥低減が実現できたのではないかと考えられる。このように、低欠陥化やバンド構造の最適化が実現すると、膜中にある浅いトラップが減り、例えば帯電後にトラップに束縛されたキャリアが、現像までの間に再励起して出てくることが低減される。本来、このような浅いトラップから出てくるキャリアは、潜像形成によって生じた電位差を埋めるようにドリフトすると考えられるので、潜像をなまらせたり、潜像の深さを浅くしたりしてしまうと考えられる。このため、トラップの低減を図ることができれば、潜像をなまらせる原因が減り、解像度が高まると考えられる。
【００３７】
また、バンドの不整合が低減していると考えられる点に関しては、未確定ではあるが微量な酸素がドーパントのような役割を果たしており、そのためにバンドがシフトし、キャリアの蓄積などが起こりにくくなったのではないかと考えられる。このことから、キャリア蓄積による横流れを抑制することができ、潜像のボケが低減し、解像度が向上すると考えられる。
【００３８】
ここで、酸素の平均濃度としては、０．０１ａｔｍ％以上含有させることで上述の添加効果が効果的に得られ、２０ａｔｍ％以下の範囲で含有させることにより、添加物的な役割にとどまることで構造材的な役割に変化することがなく、膜の硬度を維持できるばかりか、抵抗値の上昇が抑えられるために残留電位の上昇が発生しにくいことが分かった。また、親水性のＳｉＯ結合が増加しないことで表面が親水性になりにくく、感光体の表面層としては、高温高湿下で画像がボケたりする現象が発生しにくくなることが分かった。本発明者らは上記知見に基づき、本発明をするに至った。
【００３９】
すなわち、本発明は、基体と、該基体上に順次設けられた光導電層と、表面層とを有する電子写真感光体において、感光体を回転させる回転手段および表面層に接触する導電性の接触体を有する帯電手段を備えた電子写真装置に搭載されたとき、表面層の磨耗に伴う層の厚さの減少につき、式（１）
Ｗｎ≦Ｗｐ×３        （１）
（式中、Ｗｎは接触体をマイナスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示し、Ｗｐは接触体をプラスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示す。）で表される関係を有する電子写真感光体に関する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の電子写真感光体は、耐久による表面層の耐磨耗性能に優れるだけでなく、スジ削れといった磨耗要因のミクロな帯電不均一や感度不均一による濃度ムラも含めた総合的な耐磨耗性に優れ、高画質な画像を長期に亘って得ることができる。このため、接触帯電方式の帯電器を使用し、感光体の耐磨耗性に関して厳しい環境に曝される構成の電子写真装置においても、カラー写真画像のような高い品質が要求される画質レベルを、長期間に亘って高いレベルで維持できる。本発明の電子写真感光体において、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯の光に対して、十分な感度を有する結果、露光系の光源に青色発光半導体レーザーを用い、レーザースポット径を小径化した次世代超高画質を狙った電子写真装置に搭載することを可能とし、その高解像な画質を長期間に亘って安定的に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、図を参照して本発明についてより詳しく説明する。
【００４２】
図１（ａ）の概略模式図に示すように、本発明の電子写真感光体１０は、基体１０１と、該基体の上に順次設けられる光導電層１０２、表面層１０３とを有する電子写真装置用感光体において、回転手段により回転される感光体の表面に接触する導電性の接触体を有する電子写真装置の帯電手段により帯電されたとき、表面層が、接触体の接触による磨耗に伴う層の厚さの減少につき、式（１）
Ｗｎ≦Ｗｐ×３        （１）
（式中、Ｗｎは接触体をマイナスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示し、Ｗｐは接触体をプラスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示す。）で表される関係を有するものであれば、特に制限されるものではない。
【００４３】
また、本発明の電子写真感光体は、図１（ｂ）に示すように、基体１０１上に導電性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上に光導電層１０２と、表面層１０３とを順次設けた電子写真感光体１１であってもよい。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。
【００４４】
また、本発明の電子写真感光体は、図１（ｃ）に示すように、基体１０１と、該基体１０１上に、下部電荷注入阻止層１０４と、光導電層１０２と、上部電荷注入阻止層１０５と、表面層１０３とを順次設けた電子写真感光体１２とし、上部からの電荷注入を低減し、帯電性を向上させる目的で上部電荷注入阻止層１０５を設け負帯電用電子写真感光体に特に好適なものとしてもよい。
【００４５】
また、本発明の電子写真感光体は、図１（ｄ）に示すように、基体１０１と、該基体１０１上に、下部電荷注入阻止層１０４と、光導電層１０２と、上部電荷注入阻止層１０５と、組成傾斜層１０６と、表面層１０３とを順次設けた電子写真感光体１３であってもよい。
【００４６】
以下、前述した各層について詳細に説明する。
【００４７】
[基体]
本発明の電子写真感光体において使用される基体としては、その上に光導電層を設けることができるものであれば、特に制限されるものではなく、材質も導電性でも電気絶縁性であってもよい。かかる基体が導電性の場合の材質としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｃ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等を挙げることができる。
【００４８】
また、電気絶縁性の場合の基体の材質としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等を挙げることができる。これらの電気絶縁性基体の場合は、少なくとも感光層を形成する側の表面は、蒸着法や、スパッタ法などにより導電性物質を堆積させ導電性に処理されたものが好ましい。
【００４９】
基体の形状は円筒状または無端ベルト状であることが搭載される電子写真装置の構造上好ましく、その表面は平滑表面であっても、または凹凸を有する表面であってもよい。基体の厚さは、搭載される電子写真装置の関連において要求される強度、上層に設けられる光導電層などにより適宜決定することができ、感光体としての可撓性が要求される場合には、基体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることが好ましいが、製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から例えば１０μｍ以上とすることができる。
[光導電層]
本発明の電子写真装置用感光体における光導電層は、特に制限されるものではないが、３８０〜５００ｎｍの波長の光に感度を有する非単結晶材料からなるものが好ましく、かかる非単結晶材料としては多結晶や微結晶など単結晶材料でない材料であればよいが、非晶質の状態、即ちアモルファスの状態の部分を主体として構成されるものが好ましい。
【００５０】
光導電層のかかる波長の光に感度を有する材質として、シリコン原子を母体とするアモルファス材料を含むことが好ましい。シリコン原子を母体とするとは、水素原子および／またはハロゲン原子を除いて総てがシリコン原子であってもよいが、アモルファス材料中シリコン原子が、例えば５０％以上を占める場合をいう。
【００５１】
また、光導電層には、光導電性および電荷保持特性を向上させるため、水素原子および／またはハロゲン原子を含有していてもよい。これらの原子はシリコン原子の未結合手と結合し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させ得る。水素原子の含有量は、シリコン原子と水素原子の数の和に対して１０〜４０ａｔｍ％であることが好ましく、また、その分布形状に関しても、露光系の波長に合わせて含有量を変化させるなど、適宜調整することができる。特に、水素原子やハロゲン原子の含有量をある程度多くすると、光学的バンドギャップが大きくなり、感度のピークが短波長側にシフトすることが知られている。このような光学的バンドギャップの拡大は、短波長、３８０〜５００ｎｍの波長の露光を用いる際には好ましく、その場合にはシリコンと水素原子の数の和に対して１５ａｔｍ％以上とすることが好ましい。
【００５２】
加えて、光導電層には伝導性を制御する原子を含有させてもよい。伝導性を制御する原子は、光導電層の層厚方向に対して単位長さ当たりの原子の数が不均一な分布状態で含有されることが好ましい。光導電層のキャリアの走行性を調整し、或は補償して走行性を高次でバランスさせることにより、帯電能の向上、光メモリー低減、感度の向上のために有効である。
【００５３】
この伝導性制御原子は、膜厚方向の単位長さ当たりの含有量が連続的に、または段階的に漸増または漸減するように含有されていてもよく、漸増または漸減して含有される状態において厚さ方向の一定長あたりの含有量が変化しない状態で含有されていてもよい。
【００５４】
伝導性を制御する原子としては、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、周期表第１３族に属する原子（第１３族原子とも略記する）、又は周期表第１５族に属する原子（第１５族原子とも略記する）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）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第１５族原子として、具体的には、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓ、Ｓｂが好適である。
【００５５】
伝導性を制御する原子の光導電層における含有量は、０．０５〜５ａｔｍｐｐｍとすることができる。また、光の到達する範囲においては、伝導性を制御する原子を実質的に含有しないものであってもよい。
【００５６】
かかる光導電層はいずれの波長の光に対して感度を有するものであってもよいが、３８０〜５００ｎｍの波長の光に対して感度を有するものが好ましい。ここで感度としては、暗電位の表面電位を有するところ波長３８０〜５００ｎｍの波長光を照射することにより、表面電位が変化するものであればよく、そのときの露光量が少ないものを高感度として判断することができる。
【００５７】
光導電層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、作製が容易であること、及び経済的効果等の点から適宜選択することができ、感光体の形態により異なるが、例えば、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜４５μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。層厚が５μｍ以上であれば帯電能や感度等の実用上の電子写真特性を備えたものとなり、５０μｍ以下であれば光導電層の作製に時間を要せず製造コストを抑えることができる。層厚が１０〜４５μｍ、２０〜４０μｍとなるに伴いかかる効果を顕著に得ることができる。
【００５８】
このような膜特性を有する光導電層を形成するには、基体上に例えばグロー放電法によって光導電層を形成することができる。かかるグロー放電法としては、後述する高周波プラズマＣＶＤ装置を用いた方法を挙げることができ、内部を減圧できる反応容器内の載置台に基体を載置し、この反応容器内にシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガスおよび／またはハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスとを、所望のガス状態で導入して、反応容器内にグロー放電を生起させ、基体上にシリコン、水素原子、ハロゲン原子などを含むアモルファス膜を形成する方法などを挙げることができる。
【００５９】
上記Ｓｉ供給用ガスとしては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る水素化ケイ素（シラン類）を挙げることができ、更に層作製時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率のよさ等の点でＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6を好ましいものとして挙げることができる。なお、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても用いることができ、膜の物性の制御性、ガスの供給の利便性などを考慮し、これらのガスに更に、Ｈ2、Ｈｅ及び水素原子を含むケイ素化合物から選ばれる１種以上のガスを所望量混合して層形成することもできる。ハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、具体的には、フッ素ガス（Ｆ2）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＢｒＦ5、ＩＦ3、ＩＦ7等のハロゲン間化合物、ＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6等のフッ化ケイ素を好ましいものとして挙げることができる。
【００６０】
また、光導電層の伝導性を制御する原子を導入するための原料物質として、第１３族原子導入用の原料物質としては、具体的には、ホウ素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10、Ｂ5Ｈ9、Ｂ5Ｈ11、Ｂ6Ｈ10、Ｂ6Ｈ12、Ｂ6Ｈ14等の水素化ホウ素、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3等のハロゲン化ホウ素等この他、ＡｌＣｌ3、ＧａＣｌ3、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＩｎＣｌ3、ＴｌＣｌ3等も挙げることができる。第１５族原子導入用の原料物質としてリン原子導入用としては、ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等の水素化リン、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣｌ5、ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3等のハロゲン化リンが挙げられる。この他、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＦ5、ＳｂＣｌ3、ＳｂＣｌ5、ＢｉＨ3、ＢｉＣｌ3、ＢｉＢｒ3等も第１５族原子導入用の出発物質として挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質は適宜選択して１種または２種以上を混合して用いることができ、必要に応じてＨ2および／またはＨｅにより希釈して使用してもよい。
【００６１】
これらの原料ガスを用いて光導電層を作製するには、Ｓｉ供給用、ハロゲン添加用等のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体温度を適宜設定することが望ましい。希釈ガスとして使用するＨ2および／またはＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対し、例えば３〜３０倍、好ましくは４〜１５倍、より好ましくは５〜１０倍である。反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、例えば１×１０-2〜１×１０3Ｐａ、好ましくは５×１０-2〜５×１０2Ｐａ、より好ましくは１×１０-1〜２×１０2Ｐａである。
【００６２】
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量ｍｌ／ｍｉｎ(normal)に対する放電電力Ｗの比を、例えば０．５〜８、好ましくは２〜６の範囲に設定することができる。
【００６３】
さらに、基体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、例えば２００〜３５０℃とすることができ、好ましくは２１０〜３３０℃、より好ましくは２２０〜３００℃である。
【００６４】
光導電層を形成するための基体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが好ましい。
[表面層]
本発明の電子写真感光体に用いられる表面層は、主に３８０〜５００ｎｍ波長光透過性、高解像度、連続繰り返し使用耐性、耐湿性、使用環境耐性、良好な電気特性などに関して良好な特性を得るために設けられており、正帯電用電子写真感光体の場合には帯電保持層としての役割も有している。負帯電用電子写真感光体の場合にも、それ自体が帯電保持層としての役割を持ってもよいが、後述する上部電荷注入阻止層に帯電保持の機能を持たせ、表面層の組成設計の自由度を得ることとしてもよい。
【００６５】
本発明における表面層は、感光体を回転させる回転手段および表面層に接触する導電性の接触体を有する帯電手段を備えた電子写真装置に搭載されたとき、接触体の接触による磨耗に伴う層の厚さの減少につき、式（１）
Ｗｎ≦Ｗｐ×３        （１）
（式中、Ｗｎは接触体をマイナスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示し、Ｗｐは接触体をプラスに印加したときの感光体が１万回転した後の減少を示す。）で表される関係を有するものであれば、特に制限されるものではない。ここで、式（１）の関係は、電子写真装置の帯電手段における磨耗による関係であって、表面層の磨耗に伴う層の厚さの減少の特定は、回転手段により回転される感光体の表面に接触する導電性の接触体を有する電子写真装置の帯電手段に接触してなされ、電子写真装置の感光体の内外に設けられる帯電手段以外の例えば、感光体のクリーナーや、転写ドラムあるいは転写ベルトなどは除き、例えば、図２に示すような、感光体２１外周に帯電手段２２と、除電露光２３を備えた状態の実験装置を用いて行うことができる。帯電手段に設けられる帯電の両極性の磨耗に伴い減少する層の厚さが、式（１）で表される関係を有する表面層においては、かかる表面層を有する感光体が導電性の接触体を有する帯電手段を備えた電子写真装置に搭載されたとき、接触体がローラー、ブラシなどの形態を問わず、静電潜像を形成するための露光前の帯電や、それを転写するための印加、クリーニングなど、感光体が両極の帯電により受ける影響を平均化することができ、磨耗による削れが抑制できる。かかる電子写真装置の感光体を回転させる回転手段は電子写真装置における感光体の回転手段であれば、いずれのものであってもよく、その回転速度も電子写真装置の作動状態における感光体の回転速度で行うことができるものであればよい。また、帯電手段も電子写真装置に用いられる感光体を帯電させる導電性の接触体を備えたものであれば、接触体がローラー、ブラシ、ベルト、ブレードなど何れの形態の接触体であってもよいが、接触体としては、磁性部材と、この磁性部材に導電性磁性粒子を保持させたブラシを有し、導電性磁性粒子に電圧を印加したものであってもよい。
【００６６】
本発明における表面層の材質としては、マイナス帯電、プラス帯電のときの磨耗に伴う層厚の減少がこのような関係を有する材質であればいずれのものであってもよく、例えば、シリコン原子と窒素原子を母体とし、酸素原子を含む非単結晶材料からなるものが好ましく、かかる非単結晶材料としては多結晶や微結晶など単結晶材料でない材料であればよいが、非晶質の状態、即ちアモルファスの状態の部分を主体として構成されるものが好ましい。非単結晶材料において、シリコン原子と窒素原子を母体とするとは、シリコン原子と窒素原子を本体とするものであればよく、酸素原子を除いて総てがシリコン原子と窒素原子であってもよいが、非単結晶材料中シリコン原子と窒素原子が例えば５０％以上を占める場合をいう。
【００６７】
表面層中の窒素原子の含有量としてはシリコン原子と共に母体を構成する範囲であればよいが、平均濃度において式（２）
０．３≦Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）≦０．７    （２）
（式中、Ｎは窒素原子の数を示し、Ｓｉはシリコン原子の数を示す。）で表される範囲であると、均一な表面層を作製することが容易であり製造上歩留まりがよく、３８０〜５００ｎｍの波長光の吸収が殆どないため好ましい。窒素原子の含有量が０．４≦Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）≦０．６で表される範囲であれば、上記効果を更に顕著に得ることができる。
【００６８】
また、表面層における酸素原子含有量は、表面層中、平均濃度において式（３）
０．０００１≦Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）≦０．２        （３）
（式中、Ｎは窒素原子の数を示し、Ｓｉはシリコン原子の数を示し、Ｏは酸素原子の数を示す。）で表される範囲であると、３８０〜５００ｎｍ波長の画像露光を吸収しないため好ましい。酸素原子の含有量が０．００１≦Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）≦０．１で表される範囲であれば、上記効果を顕著に得ることができ、０．００５≦Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）≦０．０８で表される範囲であれば、上記効果をより顕著に得ることができる。酸素原子を上記範囲で含有する表面層を持った電子写真感光体は、３８０〜５００ｎｍ波長の透過性を十分に保ちつつ、電子写真特性に優れた特性を有する。すなわち、通常ａ−ＳｉＮ：Ｈなどのワイドバンドギャップ半導体は、ギャップ中に多くの欠陥準位をもつようになり、欠陥を低減することが難しくなってくる。表面層内に存在する欠陥（主にシリコン原子や窒素原子のダングリングボンド）は電子写真感光体としての特性に悪影響を及ぼすことが知られている。特に短波長の露光を用いた場合には、光のエネルギーが大きいために結合を壊す可能性もあり、壊れた結合はダングリングボンドを生成してしまうことが考えられる。このダングリングボンドによる悪影響としては、例えば自由表面から電荷の注入による帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表面構造が変化することによる帯電特性の変動、更にコロナ帯電時や光照射時に光導電層により表面層に電荷が注入され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることにより繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響として挙げられる。
【００６９】
このような表面層には、他の原子を含有させることができ、かかる原子として、水素原子、ハロゲン原子が含有されることが好ましい。これらの原子はシリコン原子の未結合手と結合し、層品質を向上させる。水素含有量は、構成原子の総量に対して例えば５〜７０ａｔｍ％とすることができ、好ましくは８〜６０ａｔｍ％、より好ましくは１０〜５０ａｔｍ％である。また、ハロゲン原子の含有量として、例えば０．０１〜１５ａｔｍ％とすることができ、好ましくは０．１〜１０ａｔｍ％、より好ましくは０．６〜４ａｔｍ％である。
【００７０】
さらに、表面層には必要に応じて、周期表第１３族原子または第１５族原子などの伝導性を制御する原子を含有させてもよい。伝導性を制御する原子は、表面層中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよく、あるいは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。これら伝導性を制御する原子の表面層中の含有量としては、例えば１×１０-3〜１×１０3原子ｐｐｍとすることができ、好ましくは１×１０-2〜５×１０2原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０-1〜１０2原子ｐｐｍである。
【００７１】
表面層の層厚としては、例えば０．０１〜３μｍとすることができ、好ましくは０．０５〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。層厚が０．０１μｍ以上であれば感光体の耐磨耗性を向上させることができ、３μｍ以下であれば残留電位が増加することなく感光体において優れた電子写真特性を得ることができる。
【００７２】
このような表面層を作製するには、上記光導電層上に、例えば、グロー放電法によってアモルファス膜として作製することができる。かかるグロー放電法としては、Ｓｉ供給用の原料ガスと、Ｎ供給用の原料ガスと、Ｏ供給用の原料ガスと、Ｈ供給用の原料ガス及び／又はハロゲン原子（Ｘ）供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された基体上の光導電層上にａ−ＳｉＮ：Ｏ：Ｈ，Ｘなどを含む膜を形成する方法を挙げることができる。
【００７３】
Ｓｉ供給用ガスとしては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10等のガス状物、またはガス化し得る水素化ケイ素（シラン類）が挙げられ、更に層作製時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスは１種または２種以上を所望の混合比で混合して用いることができ、必要に応じてＨ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【００７４】
窒素または酸素供給用ガスとしては、Ｎ2、ＮＨ3、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、ＮＯ2、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2、等のガス状物、またはガス化し得る化合物が挙げられる。中でも、窒素供給用ガスとしては窒素が最も良好な特性が得られるため、好ましい。また、酸素供給用ガスとしては同様にＮＯが好ましい。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスは１種または２種以上を所望の混合比で混合して用いることができ、必要に応じてＨ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。特に酸素を微量添加する場合、例えばＮＯガスをＨｅガスで予め希釈して供給することで、流量の正確な制御が可能となる。
【００７５】
また、ハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、フッ素ガス（Ｆ2）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＢｒＦ5、ＩＦ3、ＩＦ7等のハロゲン間化合物や、ＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6等のフッ化ケイ素を用いることができる。
【００７６】
これらの原料ガスを用いて表面層を作製するには、反応容器のガス圧、放電電力、ならびに基体の温度を適宜設定することができる。基体温度は、層設計に従って最適範囲が適宜選択されるが、例えば１５０℃以上３５０℃以下とすることができ、好ましくは１８０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２００℃以上３００℃以下である。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば１×１０-2Ｐａ以上１×１０3Ｐａ以下とすることができ、好ましくは５×１０-2Ｐａ以上５×１０2Ｐａ以下、より好ましくは１×１０-1Ｐａ以上１×１０2Ｐａ以下である。本発明においては、表面層を作製するための基体の温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが好ましい。
【００７７】
また、本発明における表面層を作製するに当たり、例えばＲＦ帯の高周波を用いたグロー放電法の場合には、放電電力としては１０〜５０００Ｗ、カソード電極面積あたりに換算すると２ｍＷ／ｃｍ2から１．４Ｗ／ｃｍ2程度の範囲が好適である。中でも、前述した窒素原子の濃度範囲アモルファス膜を得るためには、シリコン含有ガスの流量ＦSi（単位：ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ））、窒素含有ガスの流量ＦN（単位：ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ））、放電電力Ｐ（単位：Ｗ）を適切な関係にすることが好ましい。即ち、単位ガス量あたりの電力、特にシリコン原子含有ガスの単位ガス量に対する電力（Ｐ／ＦSi）と、窒素含有ガスとシリコン含有ガスのガス濃度比（ＦN／ＦSi）との積であるＰ・ＦN／ＦSi2が５０以上３００Ｗ・ｍｉｎ／ｍｌ（ｎｏｒｍａｌ）以下、より好ましくは８０以上２００Ｗ・ｍｉｎ／ｍｌ（ｎｏｒｍａｌ）以下とすることが好ましい。この範囲に設定することで、総合的な耐磨耗性に優れた、本発明の表面層に好適な膜が作成でき、更に、膜の光学的バンドギャップとしては２．８ｅＶ以上程度となり、吸収係数も３０００ｃｍ-1以下となり、短波長の光を効率よく透過できる膜が作成できる。この電力と流量比の積が５０Ｗ・ｍｉｎ／ｍｌ（ｎｏｒｍａｌ）以上であれば、３８０〜５００ｎｍの波長の光の吸収を抑制し高い透過率を有する表面層に好適な膜を得ることができ、３００Ｗ・ｍｉｎ／ｍｌ（ｎｏｒｍａｌ）以下であれば、硬度の高い膜を得ることができる。この理由としては明らかではないが、窒素原子を上記範囲で含有する膜を得るためには、プラズマ中に存在する原料物質のラジカルが適切なバランスをとっていることが好ましく、原料ガスが分解された際のラジカルの濃度は、複数の原料ガスを使用する場合、原料ガス濃度比と電力によって決まると考えられ、ガス種によって分解効率に差があるため、シリコン原子含有ガスの単位ガス量に対する電力（Ｐ／ＦSi）と、窒素原子含有ガスとシリコン原子含有ガスのガス濃度比（ＦN／ＦSi）との積をこの範囲に調整することにより、ラジカル濃度が適切な範囲となると考えられる。
【００７８】
また、本発明における表面層を作製するに当たり、上記範囲で酸素原子を含有するように含有量を調整するためには、例えばＮＯのような酸素原子含有ガスをＨｅなどのガスで希釈したものを、マスフローコントローラーを介して正確に流量制御して添加すればよい。酸素原子は原料ガスを微量添加しただけで、膜中に容易に取り込まれるため、希釈した上で微量添加することが好ましい。
[下部電荷注入阻止層]
本発明の電子写真感光体において、図１（ｂ）から図１（ｄ）に示すように、導電性基体１０１の上層には、基体１０１側からの電荷の注入を阻止する働きのある下部電荷注入阻止層１０４を設けるのが効果的である。下部電荷注入阻止層は表面層が一定極性の帯電処理をその開放表面に受けた際、基体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有している。
【００７９】
下部電荷注入阻止層の材質としては、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなるものが好ましく、かかる非単結晶材料としては多結晶や微結晶など単結晶材料でない材料であればよいが、主としてアモルファス材料を含むものを挙げることができる。下部電荷注入阻止層としては、導電性を制御する不純物を光導電層に比べて比較的多く含有したものが好ましい。電子写真感光体がプラス帯電用の場合、下部電荷注入阻止層に含有される不純物元素としては、周期表第１３族元素を用いることが好ましく、また、マイナス帯電用の場合、下部電荷注入阻止層に含有される不純物元素としては、周期表第１５族元素を用いることが好ましい。本発明においては下部電荷注入阻止層中に含有される不純物元素の含有量率は、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定されるが、下部電荷注入阻止層中の構成原子の総量に対して例えば１０ａｔｍｐｍ以上１００００ａｔｍｐｐｍ以下とすることができ、好ましくは５０ａｔｍｐｐｍ以上７０００ａｔｍｐｐｍ以下、より好ましくは１００ａｔｍｐｐｍ以上５０００ａｔｍｐｐｍ以下である。
【００８０】
更に、下部電荷注入阻止層は、窒素及び酸素を含有することによって、該下部電荷注入阻止層と基体との間の密着性を向上させることができる。また、マイナス帯電用電子写真感光体の場合には、下部電荷注入阻止層に不純物元素をドープしなくても窒素および酸素を最適に含有させることで優れた電荷注入阻止能を有するものとなる。下部電荷注入阻止層の全層領域に含有される窒素原子および酸素原子の含有量率は、窒素原子および酸素原子の数の和を下部電荷注入阻止層中の構成原子の総量に対して、例えば０.１ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下とすることができ、より好ましくは１.２ａｔｍ％以上２０ａｔｍ％以下であり、４０ａｔｍ％以下、より好ましくは２０ａｔｍ％以下とすることにより、電荷注入阻止能が向上する。
【００８１】
また、本発明における下部電荷注入阻止層には水素原子を含有させるのが好ましく、この場合、含有される水素原子は、層内に存在する未結合手に結合し膜質の向上に効果を奏する。下部電荷注入阻止層中の水素原子の含有量は、下部電荷注入阻止層中の構成原子の総量に対して例えば１ａｔｍ％以上５０ａｔｍ％以下、好ましくは５ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下、より好ましくは１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。
【００８２】
本発明において、下部電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から例えば１００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下とすることができ、好ましくは３００ｎｍ以上４０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。層厚を１００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下とすることにより、基体からの電荷の注入阻止能が充分となり、充分な帯電能が得られると共に電子写真特性の向上が期待でき、残留電位の上昇を抑制することができる。
【００８３】
下部電荷注入阻止層を形成するには、上記基体上に、例えば、グロー放電法によってアモルファス膜として作製することができる。かかるグロー放電法としては、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体の温度を適宜設定して行うことができる。導電性基体温度（Ｔｓ）は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば１５０℃以上３５０℃以下とすることができ、好ましくは１８０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２００℃以上３００℃以下である。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば１×１０-2Ｐａ以上１×１０3Ｐａ以下とすることができ、好ましくは５×１０-2Ｐａ以上５×１０2Ｐａ以下、より好ましくは１×１０-1Ｐａ以上１×１０2Ｐａ以下である。
【００８４】
[上部電荷注入阻止層]
本発明の電子写真感光体において、例えば図１（ｃ）に示すように、光導電層１０２と表面層１０３の間に上部電荷注入阻止層１０５を設けることが、負帯電電子写真感光体の場合、その目的を効果的に達成するためには好ましい。本発明における上部電荷注入阻止層は、表面層側からの電荷の注入を低減し、表面層における帯電能を向上させる。
【００８５】
上部電荷注入阻止層の材質としては、表面層と同じくシリコン原子と窒素原子を母体とした非単結晶材料からなるものが好ましく、かかる非単結晶材料としては多結晶や微結晶など単結晶材料でない材料であればよいが、主としてアモルファス材料を含むものを挙げることができる。上部電荷注入阻止層に含有されるシリコン原子および窒素原子は、該層中に万偏なく均一に分布されてもよく、あるいは密着性の向上や干渉防止等の効果を得るために層厚方向に不均一に分布する状態で含有されていてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも好ましい。
【００８６】
上部電荷注入阻止層中の窒素原子の含有量は、構成原子のシリコン原子と窒素原子の数の総和に対して５ａｔｍ％以上３５ａｔｍ％以下の範囲とするのが好ましい。より好ましくは１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下、更に好ましくは１５ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。
【００８７】
上部電荷注入阻止層を構成するシリコン原子と窒素原子を母体とする非単結晶材料には不純物として、周期表第１３族元素を、光導電層に比べて比較的多く含有したものが好ましい。前記周期表第１３族元素としては、具体的には、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）等を挙げることができ、このうち特にホウ素が好適である。上部電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子は、上部電荷注入阻止層に万偏なく均一に分布されていてもよく、あるいは層厚方向に不均一に分布する状態で含有されていてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。上部電荷注入阻止層中の周期表第１３族元素の含有量は、構成原子の総量に対して３０ａｔｍｐｐｍ以上５０００ａｔｍｐｐｍ以下、好適には１００ａｔｍｐｐｍ以上３０００ａｔｍｐｐｍ以下の範囲である。
【００８８】
また、上部電荷注入阻止層には、水素原子が含有されることが好ましい。水素原子はシリコン原子の未結合手と結合し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させる効果を奏する。水素原子の上部電荷注入阻止層中の含有量は、構成原子の総量に対して例えば３０ａｔｍ％以上７０ａｔｍ％以下とすることができ、好適には３５ａｔｍ％以上６５ａｔｍ％以下、より好ましくは４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。
【００８９】
上部電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から、例えば５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができ、好ましくは１０ｎｍ以上８００ｎｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。層厚を５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることにより、表面側からの電荷の注入阻止が充分に行われ表面層の帯電が保持され感光体において優れた電子写真特性を得ることができる。
【００９０】
このような上部電荷注入阻止層を作製するには、グロー放電法などによることができ、上記したシリコン原子供給用のガスと炭素原子供給用のガスと同様の原料ガスを用いて、その混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体の温度を適宜設定して行う。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば１×１０-2Ｐａ以上１×１０3Ｐａ以下とすることができ、好ましくは５×１０-2Ｐａ以上５×１０2Ｐａ以下、より好ましくは１×１０-1Ｐａ以上１×１０2Ｐａ以下である。さらに、基体の温度は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば１５０℃以上３５０℃以下とすることができ、好ましくは１８０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２００℃以上３００℃以下である。
[組成傾斜層]
組成傾斜層１０６は、表面層１０３と上部電荷注入阻止層１０５との間に設けられ、屈折率が連続的に変化するものである。このように、表面層１０３の屈折率と上部電荷注入阻止層１０５の屈折率とをなだらかに接続することにより、この層界面における光の反射が抑えられ、可干渉光を露光に用いた場合の表面での干渉を防ぐことができる。また、露光に可干渉光以外の光（例えばＬＥＤなど）を用いた場合でも、このような界面における干渉を持っていると削れによる感度の変動が起こりやすく、僅かな削れムラが画像濃度の顕著なムラとなる場合がある。従って、このような界面における反射をできるだけ少なくすることがより好ましい。また、図１（ｄ）の例では、上部注入阻止層１０５を設けた場合を示したが、上部注入阻止層１０５を設けない場合には光導電層１０２と表面層１０３の間で組成変化をなだらかにすることにより屈折率の差に起因する層界面をなくすことができる。また、図１（ｄ）は上部注入阻止層と光導電層の屈折率差が少ない場合に好適な一例であるが、この屈折率差が大きい場合には、上部注入阻止層１０５と光導電層１０２との間にも屈折率がなだらかに変化する変化領域を設けてもよい。
（本発明の電子写真感光体の製造方法）
本発明の電子写真感光体の製造方法について、以下に説明する。
【００９１】
本発明の電子写真感光体は、高周波プラズマＣＶＤ装置を用いて基体上に光導電層、表面層を作製することができる。図３に示すように、本発明の電子写真感光体の製造に使用することが可能なＲＦ帯の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積装置は大別すると、堆積装置２１００、原料ガスの供給系２２００、反応容器２１１０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２１００中の反応容器２１１０内には円筒状基体２１１０を載置する載置台２１１２、基体加熱用ヒーター２１１３、原料ガス導入管２１１４が設置され、更に高周波マッチングボックス２１１５を介して高周波電源（図示せず）が反応容器を兼ねるカソード電極２１１１に接続されている。
【００９２】
原料ガス供給装置２２００は、原料ガスのボンベ２２２１〜２２２６とバルブ２２３１〜２２３６、２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６、及び、マスフローコントローラー２２１１〜２２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６０を介して反応容器２１１０内のガス導入管２１１４に接続されている。
【００９３】
この装置を用いた堆膜の形成は、例えば以下のような手順によって行われる。
【００９４】
まず、反応容器２１１０内に円筒状基体２１１２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２１１０内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター２１１３により円筒状基体２１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。
【００９５】
次に、堆積膜形成用の原料ガスを、ガス供給装置２２００により流量制御し、反応容器２１１０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。
【００９６】
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。
【００９７】
内圧が安定したところで、高周波電源２１２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス２１１５を通じてカソード電極２１１１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。
【００９８】
この放電エネルギーによって反応容器２１１０内に導入された各原料ガスが分解され、円筒状基体２１１２上に所定のシリコン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２１１０への各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００９９】
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２１１２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、上述のガス種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。
【０１００】
本発明の電子写真感光体の製造に使用することが可能なＶＨＦ帯の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積装置は、図４（ａ）の概略断面図、図４（ｂ）の（ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図に示すように、大別すると、ガス供給装置(図示せず)、円筒状基体６０９が設置される反応容器６０１、及び、反応容器６０１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。
【０１０１】
反応容器６０１には、その容器内の気体を反応容器６０１の外部に排出するための排気管６０２が一体的に形成されている。排気管６０２はガス排気バルブ６１９およびガス排気接続部６２０を介してガス排気部（図示せず）に接続されている。反応容器６０１の上部には開口部が形成されており、その開口部が蓋６１４によって密閉されている。反応容器６０１内は、その容器と同心の円筒状の隔壁６０７によって区分けされている。隔壁６０７の少なくとも一部は誘電体部材で構成されており、円筒状の隔壁６０７の内側の空間がプラズマ処理空間６０６となっている。反応容器６０１内における隔壁６０７の外側の空間には、反応容器６０１内に高周波電力を導入するための電極６０３が複数設置されている。複数の電極６０３は、反応容器６０１と同心の円周上に所定の間隔をおいて並んでいる。高周波電源６０４より高周波電力が出力され、出力された高周波電力がマッチングボックス６０５およびコンデンサ６１６を経てそれぞれの電極６０３よりプラズマ処理空間６０６内に供給される。放電に用いる周波数は５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦ帯が好適に使用できる。
【０１０２】
プラズマ処理空間６０６内には、円筒状基体６０９が複数配置されている。それらの円筒状基体６０９は反応容器６０１と同心の円周上に所定のピッチで等間隔に並べられており、それぞれの円筒状基体６０９上に堆積膜が形成される。各々の円筒状基体６０９は、その基体の中心軸と平行な方向に延びる軸６１０によって保持されている。また、各々の円筒状基体６０９の内側には、必要に応じて発熱体６１１が配置され、発熱体６１１によって円筒状基体６０９が加熱されるようになっている。
【０１０３】
さらに、それぞれの円筒状基体６０９を回転させる機構を必要に応じて設けてもよい。図４に示される装置では、円筒状基体６０９を支持する軸６１０の下端部は反応容器６０１の底面６０８より反応容器６０１の外部に突出しており、その軸６１０の下端部が、反応容器６０１の外部にある減速ギア６１３を介してモーター６１２の回転軸に繋がっている。モーター６１２を駆動することにより、減速ギア６１３を介して軸６１０が回転し、軸６１０の回転に伴って円筒状基体６０９がその中心軸のまわりで回転する。
【０１０４】
反応容器６０１のほぼ中央部にはガス供給管６１５の一端部が配置され、ガス供給管６１５の他端部は反応容器６０１の外部でガス供給バルブ６１７およびガス供給接続部６１８を介してガス供給部（図示せず）に接続されている。そのガス供給部より、ガス供給管６１５を通してプラズマ処理空間６０６内に所望のプラズマ処理用ガスが供給される。
【０１０５】
図４に示した装置を用いた堆積膜の形成は、概略以下のような手順によって行われる。
【０１０６】
まず、反応容器６０１内に円筒状基体６０９を設置し、不図示の排気装置により排気管６０２を通して反応容器６０１内を排気する。続いて、発熱体６１１により円筒状基体６０９を２００〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【０１０７】
円筒状基体６０９が所定の温度となったところで、不図示のガス供給装置から供給される原料ガスを、ガス供給管６１５を介して反応容器６０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器６０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源６０４からマッチングボックス６０５を介して電極６０３へ所定のＶＨＦ電力を供給する。これにより、ＶＨＦ電力が反応容器６０１に導入され、プラズマ処理空間６０６にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体６０９上に堆積膜が形成される。
【０１０８】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。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。
【０１０９】
（感光体の耐磨耗特性の評価装置）
感光体の耐磨耗性についての良し悪しを評価する為に、図２に示した評価装置を用いた。図２は、使用した評価装置の断面図であり、２１が評価する感光体、２２が帯電手段、２３が除電露光である。図２に示したように、この装置においては、クリーニングブレード等を用いたクリーニング手段を有していない。これは、クリーニング手段に起因する磨耗と、その他の要因による磨耗とを分離して評価を行い、帯電手段に起因する磨耗量をのみを評価する為に、そのような構成とした。帯電手段は、磁気ブラシ方式の帯電手段を用いたが、ローラ帯電方式の帯電手段や帯電粒子方式の帯電手段を用いても、同様の評価が可能である。
（電子写真装置）
１．転写ドラムを用いた画像形成装置
本発明の電子写真装置は、本発明の電子写真感光体を搭載したものであれば特に制限されるものではない。
【０１１０】
本発明の電子写真装置を適用したカラー画像形成装置について図５の概略構成図を参照して説明する。
【０１１１】
図５に示すカラー電子写真装置は、円筒状に張設された誘電体の記録材担持シートからなる転写ドラム７０５を用いて転写を行う電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（複写機またはレーザービームプリンター）の一例である。
【０１１２】
図５に示すカラー電子写真装置には、上述の基体上に光導電層と表面層とが順次積層され、回転手段（図示せず）により回転される感光体である感光ドラム７０１が備えられ、感光体ドラム７０１の周りには、感光体ドラム７０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる磁気ブラシなどが備えられた１次帯電器７０２と、帯電された感光体ドラム７０１の表面に画像露光７０３を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置とが配置されている。画像露光装置には、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ービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系などが備えられる。更に、感光体７０１の周りには、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器として、ブラックトナーＢを付着させる現像器とイエロートナーＹを付着させる現像器とマゼンタトナーＭを付着させる現像器とシアントナーＣを付着させる現像器とを内蔵した回転型の現像器７０４が配置されている。さらに、転写部材である転写ドラム７０５にトナー像を転写した後、感光体ドラム７０１上をクリーニングする感光体クリーナ７０６、及び、感光体ドラム７０１の除電を行う除電露光７０７が設けられている。
【０１１３】
転写ドラム７０５は、感光体ドラム７０１に当接して回転可能なように配置されており、内側には、感光体ドラム７０１上に形成されたトナー像を転写ドラム７０５に静電吸着された記録材７１３に転写するための転写帯電器７０８が配備されている。転写帯電器７０８には感光体ドラム７０１上のトナー像を転写するための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。また、記録材７１３を転写ドラム７０５に静電吸着させるための吸着帯電器７１１ａ、吸着ローラ７１１ｂが、転写ドラム７０５の内側、及び、外側にそれぞれ配置される。また、所望のトナー像を転写ドラム７０５に静電吸着された記録材７１３に転写が終了した後、記録材７１３を転写ドラム７０５から分離するための分離帯電器７１２ａ、分離爪７１２ｂが配置されている。
【０１１４】
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７１３を保持する給紙カセット７１４と、記録材７１３を給紙カセット７１４から転写ドラム７０５を介して搬送する搬送機構とが設けられている。記録材７１３の搬送経路上には、記録材７１３上に転写されたトナー像を記録材７１３上に定着させる定着器７１５が配置されている。
【０１１５】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
【０１１６】
まず、図５に矢印で示すように、感光体ドラム７０１が、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、転写ドラム７０５が、反時計方向に、感光体ドラム７０１と同じ周速度で回転駆動される。
【０１１７】
感光体ドラム７０１は、回転過程で、一次帯電器７０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光７０３を受け、これにより感光体ドラム７０１の表面上には、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される。次いで、現像器が回転し、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。
【０１１８】
一方、所定のタイミングで給紙カセット７１４から記録材７１３が給送され、吸着帯電器７１１ａ、吸着ローラ７１１ｂによって転写ドラム７０５の外周に記録材７１３が静電吸着される。そして、感光体ドラム７０１上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像は、感光体ドラム７０１と転写ドラム７０５の外周に静電吸着された記録材７１３との当接ニップ部を通過する過程で、転写帯電器７０８に印加された電界により記録材７１３に順次転写される。
【０１１９】
記録材７１３に第１色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体ドラム７０１の表面は、感光体クリーナ７０６によりクリーニングされる。次に、感光体ドラム７０１の清掃された表面上に、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記録材７１３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）が記録材７１３上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。
【０１２０】
次に、合成カラートナー像が転写された記録材７１３は、分離帯電器７１２ａ、及び、分離爪７１２ｂによって、転写ドラム７０５から分離され、定着器７１５へと搬送されて、ここで記録材７１３上にトナー像が加熱定着される。
【０１２１】
本画像形成装置の動作において、感光体ドラム７０１から転写ドラム７０５上に静電吸着された記録材７１３への第１〜第４色のトナー像の順次転写実行時には、吸着ローラ７１１ｂ、及び、分離爪７１２ｂは転写ドラム７０５から離間させるようにしてもよい。
【０１２２】
２．中間転写体を用いた電子写真装置
本発明の電子写真装置を適用した、中程度の抵抗の弾性ローラである中間転写体２０５を用いて転写を行う電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（複写機またはレーザービームプリンター）について、図６の概略構成図を参照して説明する。
【０１２３】
図６に示すカラー画像形成装置には、上述の基体上に光導電層と表面層とが順次積層され、回転機構（図示せず）により回転される感光体である感光ドラム２０１が備えられ、感光体ドラム２０１の周りには、感光体ドラム２０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる磁気ブラシなどが備えられた一次帯電器２０２と、帯電された感光体ドラム２０１の表面に画像露光２０３を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置とが配置されている。この画像露光装置には、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ービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系などが備えられる。また、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器として、マゼンタトナーＭを付着させる第１現像器２０４ａと、シアントナーＣを付着させる第２現像器２０４ｂと、イエロートナーＹを付着させる第３現像器２０４ｃと、ブラックトナーＢを付着させる第４現像器２０４ｄとが配置されている。さらに、転写部材である中間転写体２０５にトナー像を転写した後、感光体ドラム２０１上をクリーニングする感光体クリーナ２０６、及び、感光体ドラム２０１の除電を行う除電露光２０７が設けられている。
【０１２４】
中間転写体２０５は、感光体ドラム２０１に当接して回転可能なように配置されており、パイプ状の芯金２０５ａと、芯金２０５ａの外周面に形成された弾性層２０５ｂとを有している。芯金２０５ａには、感光体ドラム２０１上に形成されたトナー像を中間転写体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が接続されている。バイアス電源からは、トナーとは逆極性（＋）の、例えば＋２ｋＶ〜＋５ｋＶの範囲の電圧が印加される。中間転写体２０５の周りには、中間転写体２０５に転写されたトナー像を記録材２１３にさらに二次転写するための二次転写ローラ２０９が、中間転写体２０５の回転軸に平行に軸支されて中間転写体２０５の下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ２０９には、中間転写体２０５上のトナー像を記録材２１３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、中間転写体２０５上のトナー像を記録材２１３に転写した後、中間転写体２０５の表面上に残留した転写残トナーをクリーニングするための中間転写体クリーナ２１０が設けられている。
【０１２５】
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２１３を保持する給紙カセット２１４と、記録材２１３を給紙カセット２１４から中間転写体２０５と二次転写ローラ２０９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２１３の搬送経路上には、記録材２１３上に転写されたトナー像を記録材２１３上に定着させる定着器２１５が配置されている。
【０１２６】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
【０１２７】
まず、図６に矢印で示すように、感光体ドラム２０１が、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、中間転写体２０５が、反時計方向に、感光体ドラム２０１と同じ周速度で回転駆動される。
【０１２８】
感光体ドラム２０１は、回転過程で、一次帯電器２０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光２０３を受け、これにより感光体ドラム２０１の表面上には、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される。次いで、その静電潜像が第１現像器２０４ａにより第１色であるマゼンタトナーＭにより現像される。このとき、第２現像器２０４ｂ、第３現像器２０４ｃ、第４現像器２０４ｄは、作動オフになっていて感光体ドラム２０１には作用せず、第１色のマゼンタトナー像に影響を与えることはない。
【０１２９】
このようにして、感光体ドラム２０１上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像は、感光体ドラム２０１と中間転写体２０５とのニップ部を通過する過程で、バイアス電源から印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写体２０５外周面に順次中間転写される。
【０１３０】
中間転写体２０５に第１色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体ドラム２０１の表面は、感光体クリーナ２０６によりクリーニングされる。次に、感光体ドラム２０１の清掃された表面上に、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体２０５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）が中間転写体２０５上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。
【０１３１】
次に、給紙カセット２１４から中間転写体２０５と二次転写ローラ２０９との当接ニップ部に所定のタイミングで記録材２１３が給送され、二次転写ローラ２０９が中間転写体２０５に当接されると共に、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ２０９に印加されることにより、中間転写体２０５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２１３に転写される。記録材２１３へのトナー像の転写終了後、中間転写体２０５上の転写残トナーは中間転写体クリーナ２１０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２１３は定着器２１５に導かれ、ここで記録材２１３上にトナー像が加熱定着される。
【０１３２】
本画像形成装置の動作において、感光体ドラム２０１から中間転写体２０５への第１〜第４色のトナー像の順次転写実行時には、二次転写ローラ２０９および中間転写体クリーナ２１０は中間転写体２０５から離間させるようにしてもよい。
【０１３３】
このような中間転写体を用いた電子写真によるカラー画像形成装置は、以下に示す特徴を有している。第一に、重ね合わせ時に各色のトナー像の形成位置がずれる色ズレが少ない。また、図６に示すように、記録材２１３をなんら加工、制御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率を持たせるなど）する必要なしに、中間転写体２０５からトナー像を転写させることができ、記録材２１３として多種多様なものを用いることができる。例えば、薄い紙（４０ｇ／ｍ2紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ2紙）までの種々の厚みのものを選択して記録材２１３として使用可能である。また、幅の広狭または長さの長短によらず種々の大きさのものを記録材２１３として使用可能である。さらには、封筒、ハガキ、ラベル紙などを記録材２１３として使用可能である。また、中間転写体２０５に剛性が優れたものを用いることができ、こうすることにより、繰り返し使用によるへこみ、ひずみ、変形などを抑えて、寸法精度の狂いの発生を抑制でき、さらに、中間転写体２０５の交換頻度を少なくすることができる。
【０１３４】
３．中間転写ベルトを用いた電子写真装置
本発明の電子写真装置を適用した、フィルム状の誘電体ベルトからなる中間転写ベルトを用いて転写を行う電子写真プロセスを利用したカラー画像形成電子写真装置（複写機またはレーザービームプリンター）について、図７の概略構成図を参照して説明する。
【０１３５】
図７に示すカラー画像形成電子写真装置には、上述の基体上に光導電層と表面層とが順次積層され、回転機構（図示せず）により回転される感光体である感光体ドラム３０１が備えられ、感光体ドラム３０１の周りには、感光体ドラム３０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる磁気ブラシを備えた１次帯電器３０２と、帯電された感光体ドラム３０１の表面に画像露光３０３を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置とが配置されている。この画像露光装置には、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ービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系などが備えられる。また、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器として、ブラックトナーＢを付着させる第１現像器３０４ａと、イエロートナーＹを付着させる現像器とマゼンタトナーＭを付着させる現像器とシアントナーＣを付着させる現像器とを内蔵した回転型の第２の現像器３０４ｂとが配置されている。さらに、転写  部材である中間転写ベルト３０５にトナー像を転写した後、感光体ドラム３０１上をクリーニングする感光体クリーナ３０６、及び、感光体ドラム３０１の除電を行う除電露光３０７が設けられている。
【０１３６】
中間転写ベルト３０５は、感光体ドラム３０１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、内側には感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト３０５に転写するための一次転写ローラ３０８が配備されている。一次転写ローラ３０８には、感光体ドラム３０１上のトナー像を中間転写ベルト３０５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３０５の周りには、中間転写ベルト３０５に転写されたトナー像を記録材３１３にさらに転写するための二次転写ローラ３０９が、中間転写ベルト３０５の下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ３０９には、中間転写ベルト３０５上のトナー像を記録材３１３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３０５上のトナー像を記録材３１３に転写した後、中間転写ベルト３０５の表面上に残留した転写残トナーをクリーニングするための中間転写ベルトクリーナ３１０が設けられている。
【０１３７】
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３１３を保持する給紙カセット３１４と、記録材３１３を給紙カセット３１４から中間転写ベルト３０５と二次転写ローラ３０９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３１３の搬送経路上には、記録材３１３上に転写されたトナー像を記録材３１３上に定着させる定着器３１５が配置されている。
【０１３８】
次に、この画像形成電子写真装置の動作について説明する。
【０１３９】
まず、図７に矢印で示すように、感光体ドラム３０１が、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３０５が、反時計方向に、感光体ドラム３０１と同じ周速度で回転駆動される。
【０１４０】
感光体ドラム３０１は、回転過程で、一次帯電器３０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光３０３を受け、これにより感光体ドラム３０１の表面上には、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される。次いで、第２現像器が回転し、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。この時、第１現像器３０４ａは、作動オフになっていて感光体ドラム３０１には作用せず、第１色のマゼンタトナー像に影響を与えることはない。
【０１４１】
このようにして、感光体ドラム３０１上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像は、感光体ドラム３０１と中間転写ベルト３０５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３０８に印加されることによって形成される電界により、中間転写ベルト３０５外周面に順次中間転写される。
【０１４２】
中間転写ベルト３０５に第１色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体ドラム３０１の表面は、感光体クリーナ３０６によりクリーニングされる。次に、感光体ドラム３０１の清掃された表面上に、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３０５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３０５上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。
【０１４３】
次に、給紙カセット３１４から中間転写ベルト３０５と二次転写ローラ３０９との当接ニップ部に所定のタイミングで記録材３１３が給送され、二次転写ローラ３０９が中間転写ベルト３０５に当接されると共に、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ３０９に印加されることにより、中間転写ベルト３０５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３１３に転写される。記録材３１３へのトナー像の転写終了後、中間転写ベルト３０５上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ３１０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３１３は定着器３１５に導かれ、ここで記録材３１３上にトナー像が加熱定着される。
【０１４４】
本画像形成電子写真装置の動作において、感光体ドラム３０１から中間転写ベルト３０５への第１〜第４色のトナー像の順次転写実行時には、二次転写ローラ３０９および中間転写ベルトクリーナ３１０は中間転写ベルト３０５から離間させるようにしてもよい。
【０１４５】
このような中間転写ベルトを用いた電子写真によるカラー画像形成電子写真装置は、以下に示す特徴を有している。第一に、重ね合わせ時に各色のトナー像の形成位置がずれる色ズレが少ない。また、図７に示すように、記録材３１３をなんら加工、制御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率を持たせるなど）する必要なしに、中間転写ベルト３０５からトナー像を転写させることができ、記録材３１３として多種多様なものを用いることができる。例えば、薄い紙（４０ｇ／ｍ2紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ2紙）までの種々の厚みのものを選択して記録材３１３として使用可能である。また、幅の広狭または長さの長短によらず種々の大きさのものを記録材３１３として使用可能である。さらには、封筒、ハガキ、ラベル紙などを記録材３１３として使用可能である。
【０１４６】
また、中間転写ベルト３０５は、柔軟性に優れており、感光体ドラム３０１や記録材３１３とのニップを自由に設定することができるため、設計の自由度が高く、転写効率などを最適化しやすいといった特徴がある。
【０１４７】
４．タンデム方式の電子写真装置
本発明の電子写真装置を適用した、電子写真感光体をタンデム式に配列したカラー画像形成電子写真装置（複写機またはレーザービームプリンター）について、図８の概略構成図を参照して説明する。
【０１４８】
図８に示すカラー画像形成装置には、装置本体内にたとえばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの可視画像を形成することができる第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｉ、II、III、IVをタンデムに配列している。各画像形成部Ｉ〜IVは、それぞれ本発明の電子写真感光体である感光体８０１ａ〜ｄを有し、その周りには、感光体８０１ａ〜ｄの表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる磁気ブラシを備えた１次帯電器８０２ａ〜ｄ、帯電された感光体の表面に画像露光８０３ａ〜ｄを行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器８０４ａ〜ｄ、転写部材である中間転写ベルト８０５にトナー像を転写した後、感光体をクリーニングする感光体クリーナ８０６ａ〜ｄ、及び、感光体の除電を行う除電露光８０７ａ〜ｄなどが、それぞれ配置されている。上記画像露光装置としては、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ービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系などが用いられる。
【０１４９】
中間転写ベルト８０５は、感光体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、内側には感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８０５に転写するための一次転写ローラ８０８ａ〜ｄが配備されている。一次転写ローラ８０８ａ〜ｄには、感光体上のトナー像を中間転写ベルト８０５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８０５の周りには、中間転写ベルト８０５に転写されたトナー像を記録材８１３にさらに転写するための二次転写ローラ８０９が、中間転写ベルト８０５の下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ８０９には、中間転写ベルト８０５上のトナー像を記録材８１３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。
【０１５０】
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８１３を保持する給紙カセット８１４と、記録材８１３を給紙カセット８１４から中間転写ベルト８０５と二次転写ローラ８０９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８１３の搬送経路上には、記録材８１３上に転写されたトナー像を記録材８１３上に定着させる定着器８１５が配置されている。
【０１５１】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
【０１５２】
まず、図８に矢印で示すように、感光体８０１ａ〜ｄが、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８０５が、反時計方向に、感光体８０１ａ〜ｄと同じ周速度で回転駆動される。
【０１５３】
カラー画像形成を行うには、まず、第一画像形成部Ｉにおいて、感光体８０１ａは、
回転過程で、一次帯電器８０２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光８０３ａを受け、これにより感光体ドラム８０１ａの表面上には、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される。次いで、その静電潜像は、現像器８０４ａにより第１色であるマゼンタトナー像として現像される。このようにして、感光体ドラム８０１ａ上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像は、感光体ドラム８０１と中間転写ベルト８０５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８０８ａに印加されることによって形成される電界により、中間転写ベルト８０５の外周面に順次中間転写される。第２の画像形成部IIにおいても同様な工程が行われ、２色目のたとえばシアントナー像が中間転写ベルト８０５の外周面に中間転写され、同様な工程を第３、第４の画像形成部III、IVにおいても行うことにより、中間転写ベルト３０５上に、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）が順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。
【０１５４】
次に、給紙カセット８１４から中間転写ベルト８０５と二次転写ローラ８０９との当接ニップ部に所定のタイミングで記録材８１３が給送され、二次転写ローラ８０９が中間転写ベルト８０５に当接されると共に、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ８０９に印加されることにより、中間転写ベルト８０５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８１３に転写される。記録材８１３へのトナー像の転写終了後、中間転写ベルト８０５上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ（不図示）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８１３は定着器８１５に導かれ、ここで記録材８１３上にトナー像が加熱定着される。
【０１５５】
このようなタンデム方式の電子写真によるカラー画像形成装置は、１パスで４色の画像を重ねたカラー画像が得られるため高速でカラー記録を行うのに適している。
【実施例】
【０１５６】
次に、以下の実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の電子写真感光体の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
[実施例１および比較例１]
図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図１（ｂ）に示した層構成となるように、直径８０ｍｍ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、及び、表２に示した条件で、下部阻止層、光導電層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、Ａ（実施例１）、Ｂ（比較例１）の２種類の層設計に基づく感光体を作製した。表１には共通条件として下部阻止層、光導電層の成膜条件を、表２にはそれぞれ異なる表面層の成膜条件を示した。
【０１５７】
このようにして製作した感光体Ａ、Ｂを、図２に示した電子写真装置の帯電手段にセットし、帯電手段１０２にプラスの電圧を印加させながら、感光体を回転させて、感光体表面層の磨耗量を測定し、１万回転当たりの磨耗量を算出し、その値をＷｐ（ｎｍ／１万回転）とした。続いて、帯電手段１０２にマイナスの電圧を印加させながら、感光体を回転させて、感光体表面層の磨耗量を測定し、１万回転当たりの磨耗量を算出し、その値をＷｎ（ｎｍ／１万回転）とした。磨耗量の測定は、大塚電子製分光測定装置ＭＣＰＤ−２０００を使用して反射スペクトルを測定し、表面層材料の屈折率等から表面層厚を算出し、磨耗評価前の膜厚との差で感光体表面層の磨耗量を求め、Ｗｎ／Ｗｐを計算した。その結果を表２に示す。
【０１５８】
結果から明らかなように、感光体Ａと感光体Ｂは、プラスの電圧を印加させながら回転させたときは、ほぼ同等の磨耗量であるのに対し、マイナスの電圧を印加させながら回転させたときは、明らかに、感光体Ａの方が感光体Ｂよりも磨耗量が少ない結果が得られた。この結果より、感光体の磨耗特性に対しては、接触帯電部材等の摺擦による物理的な磨耗だけでなく、帯電による電気的な作用が関与していることが明らかとなった。実際の電子写真プロセスにおける帯電工程は、一次帯電だけでなく、転写帯電や分離帯電など複数の帯電工程があり、そのいずれかには感光体の帯電極性と逆極性の帯電が行われる場合が普通である。従って、総合的な磨耗特性の良し悪しを評価していくためには、上述の電気的な作用による磨耗までも評価に加えることが重要であり、感光体に対してプラスとマイナスの両極性に対して、磨耗特性を評価することが重要であることが明らかとなった。
【０１５９】
【表１】
2006133524.tif 000002
【０１６０】
【表２】
2006133524.tif 000003
【０１６１】
[実施例２]
図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８０ｍｍ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３に示した条件で堆積膜を順次積層し、図１（ｂ）に示す下部阻止層、光導電層、及び、表面層からなる感光体を製作した。下部阻止層と光導電層は、共通条件として、すべて表３に示した条件で成膜し、表面層に関しては、基体温度を表５に示すように各感光体毎に変化させて成膜し、表面層の構成のみが異なる感光体Ｃ〜Ｅを製作した。表面層成膜時の具体的な基板温度は、表６に示す。
[比較例２]
比較例として、表面層として基体温度を１５０℃として成膜した他は、実施例２と同様にして感光体Ｉを製作した。
【０１６２】
【表３】
2006133524.tif 000004
【０１６３】
このようにして製作した感光体Ｃ〜Ｅ、Ｉを、図６に示した電子写真装置の帯電手段にセットし、実施例１と同様の方法で、Ｗｐ、Ｗｎを求め、それらの値の比を計算した。その結果を表５に示す。また、感光体Ｃ〜Ｅ、Ｉの表面層中における実際の窒素原子濃度と酸素原子濃度を、表面をおよそ２０ｎｍ程度除去することで最表面の影響を取り除いた上でＳＩＭＳ(二次イオン質量分析法)により分析した。結果を表５に合わせて示す。表５における窒素原子、酸素原子の濃度は、表面層中の平均濃度を表している。
【０１６４】
一方、それらの感光体Ｃ〜Ｅ、Ｉを、電子写真方式の画像形成装置（キヤノン製電子写真装置ｉＲ−６０００を実験用に帯電器を磁気ブラシ方式に改造し、帯電極性を変更可能に改造した機械）にセットし、Ａ４コピー紙５０万枚の通紙耐久試験を行いながら、所定の間隔にて、感光体のムラ削れと磨耗レートの評価を行った。ムラ削れに関しては、べた黒画像、ハーフトーン画像、べた白、及び、バイアスハーフトーン画像（画像露光を照射しない状態で、現像バイアスを調整して出すハーフトーン）における、濃度均一性によって評価を行い、特に、微視的な帯電不均一や感度不均一によるミクロな濃度ムラにまでも着目して、ムラ削れの評価を行った。通常のモノクロ機に於いては、軽微なムラ削れが発生し、若干の濃度ムラや、所謂「掃きムラ」が発生しても、その程度によっては、実用上問題とはならない場合があった。しかし、更なる高画質を目指した、いわゆる、超ピクトリアルカラー機においては、写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像をプリントアウトする場合が多く、僅かな濃度ムラであっても、画像上で問題となる場合が考えられる。このため、本実施例では、超ピクトリアルカラー機へ搭載するため、より厳しい評価基準によって、評価を行った。また、磨耗レートに関しては、実施例１と同様の方法で測定した表面層厚と、耐久試験開始前の膜厚との差で感光体表面層の磨耗量を求め、評価時点の通紙枚数から、１万枚通紙当たりの磨耗量に換算して求めた数値によって評価を行った。どちらの評価も、ＳｉＣ系表面層を有する感光体Ｂをリファレンスドラムとして、以下に示す基準によって、評価を行った。以上の結果についても表５に合わせて示す。
【０１６５】
◎：リファレンスに比べて２０％以上改善され、非常に良いレベル
○：リファレンスに比べて１０％以上改善され、良いレベル
△：リファレンスに比べて１０％未満の改善であり、略リファレンスと同等レベル
[実施例３]
直径８０ｍｍ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４に示した条件で、堆積膜を順次積層し、図１（ｃ）に示す下部阻止層、光導電層、上部阻止層、及び、表面層からなる感光体を製作した。下部阻止層と光導電層と上部阻止層は、共通条件として、すべて表４に示した条件で成膜し、表面層に関しては、基体温度を表５示すように各感光体毎に変化させて成膜し、表面層の構成のみが異なる感光体Ｆ〜Ｈを製作した。
[比較例３]
比較例として、表面層として基体温度を１２０℃として成膜した他は、実施例３と同様にして感光体Ｊを製作した。
【０１６６】
【表４】
2006133524.tif 000005
【０１６７】
作製した感光体Ｆ〜Ｈと、感光体Ｊとを実施例２と同様にして、帯電下の磨耗量、Ｗｎ／Ｗｐの値、表面層における窒素原子および酸素原子の濃度を測定し、ムラ削れ性能、磨耗レート、通紙試験による評価を行った。結果を表５に示す。
【０１６８】
【表５】
2006133524.tif 000006
【０１６９】
結果から明らかなように、Ｗｎ／Ｗｐの値とムラ削れは非常によい相関関係にあり、Ｗｎ／Ｗｐの値が３以下である感光体Ｃ〜Ｈは、３以上である感光体Ｉ、Ｊ（比較例２、３）と比較して、ムラ削れ性能に関して１０％以上改善でき、磨耗レートに関しては、Ｗｎと相関があり、Ｗｎを０．５ｎｍ／１万回転以下にすると、磨耗量そのものが１０％以上改善できることがわかった。
[実施例４]
図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８０ｍｍ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６に示した条件で堆積膜を順次積層し、図１（ｂ）に示した層構成となるように、下部阻止層、光導電層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、感光体を製作した。下部阻止層と光導電層は、共通条件として、すべて表６に示した条件で成膜し、表面層に関しては、ＳｉＨ4のガス流量、ＳｉＨ4とＮ2の混合比、ＳｉＨ4あたりの電力量を表７に示すように各感光体毎に変化させその他の条件は表６に示した条件で成膜し、表面層中における窒素原子濃度が異なる感光体Ｋ〜Ｐを製作した。
【０１７０】
【表６】
2006133524.tif 000007
【０１７１】
このようにして製作した感光体Ｋ〜Ｐを、実施例２と同様にして、Ｗｎ／Ｗｐの値、表面層中における実際の窒素原子濃度と酸素原子濃度、ムラ削れ性能、磨耗レート、通紙試験による評価を行った。結果についても表７に合わせて示す。
【０１７２】
また、４００〜４１０ｎｍ付近の短波光への適応性を評価するために、感光体Ｋ〜Ｐの分光感度特性を測定した。ここで分光感度特性とは、一定暗部電位から一定明部電位まで光減衰させるのに必要な光量の逆数、即ち、光の単位エネルギー量当たりの電位減衰量を各波長毎に求め、その最大値を有する波長における電位減衰量を１００としたときの各波長における電位減衰量を表している。図９にその一例として感光体Ｌ分光感度特性の測定結果を示す。感光体Ｋ〜Ｐについて４０５ｎｍの波長の光に対する感度の値を表７に合わせて示す。更に、図１０に、表面層中における窒素原子濃度と４０５ｎｍの波長の光に対する感度との相関についてプロットしたグラフを示す。
【０１７３】
【表７】
2006133524.tif 000008
【０１７４】
結果から、窒素原子濃度と４０５ｎｍの光に対する感度との間には、相関が見られ、概ね窒素原子の表面層中における平均濃度が高くなるにつれて、４０５ｎｍの光に対する感度がよくなり、即ち、４００〜４１０ｎｍ付近の短波光に対する適応性が向上する傾向を示すことがわかる。
【０１７５】
しかしながら、感光体Ｋに関しては、波長４０５ｎｍの光に対する感度が不十分であり、４００〜４１０ｎｍ付近の短波光を画像露光光源として用いる電子写真に搭載する場合には、十分な電位コントラストを得ることが困難であった。電子写真プロセスにおいて必要とされる感光体の感度の値に関しては、使用するレーザー素子や光学系の性能に依存するものであり、一概にその絶対値を言及することは難しいが、本発明者らのさまざまな検討の結果、図９に示したような分光感度特性のピーク値で規格化した指標で、３０％以上の感度を有することが好ましく、望ましくは４０％以上の感度を有することがより好ましい。従って、そのような感度を得るためには、窒素原子濃度を、表面層中における平均値で３０ａｔｍ％以上、より好ましくは３５ａｔｍ％以上が好適であることがわかる。そうすることで、４００〜４１０ｎｍ付近の短波光に対しても電子写真プロセスにおいても必要とされる感度を十分有するようになり、青色発光半導体レーザーのような短波長レーザーを画像露光光源として用いる電子写真装置への搭載が可能となり、更なる高画質化を達成できることが明らかとなった。
【０１７６】
その一方、感光体Ｆでは膜厚ムラが大きく、表面層中の窒素原子濃度は、好ましくは７０ａｔｍ％以下、より好ましくは６０ａｔｍ％以下が好適であることがわかった。
[実施例５]
図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８０ｍｍ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８に示した条件で堆積膜を順次積層し、図１（ｃ）に示した下部阻止層、光導電層、上部阻止層、及び、表面層からなる感光体を製作した。下部阻止層と光導電層と上部阻止層は、共通条件として、すべて表８に示した条件で成膜し、表面層に関しては、ＳｉＨ4とＮＯの混合比を表９に示すように各感光体毎に変化させその他の条件は表８に示した条件で成膜し、表面層中における酸素原子濃度が異なる感光体Ｑ〜Ｗを製作した。
【０１７７】
【表８】
2006133524.tif 000009
【０１７８】
このようにして製作した感光体を実施例２と同様にして、Ｗｎ／Ｗｐの値、表面層中における実際の窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度を測定した。結果についても表９に合わせて示す。表９における窒素原子、酸素原子の濃度は、表面層中の平均濃度を表している。
【０１７９】
一方、それらの感光体Ｑ〜Ｗを、ｉＲ-６０００改造機（キヤノン製電子写真装置ｉＲ−６０００を実験用に帯電器をマイナス帯電の磁気ブラシ方式に改造し、画像露光方式をＩＡＥ方式に改造し、画像露光の光源を発振波長４０５ｎｍの青色発光半導体レーザーに改造し、ドラム面照射スポット径が調整可能に画像露光の光学系を改造した機械）にセットし、次の評価を行った。
（１）解像度
まず、感光体の解像度を測定するために、１ドット１スペース画像をプリントアウトし、その画像におけるドットの再現性によって解像度の評価を行った。出力画像を光学顕微鏡で拡大観察し、ドットサイズを求め、その数値と画像形成光レーザーのスポットサイズとの比較を行った。画像上で計測したドットサイズとレーザースポット径との差の絶対値をドットの歪みとし、ドットの歪み／レーザースポット径の値によって、感光体の解像度の評価を行った。図１１で説明したように、感光体の解像度は、レーザースポット径を絞っていったときのドットの歪みによって、その良し悪しを判断することが可能である。そこで、レーザースポット径を２０μｍとした場合の、ドットの歪み／レーザースポット径の値に着目し、感光体Ｑ〜Ｗに対しての解像度測定を行った。得られた結果は、ＳｉＣ系の表面層を有する感光体Ｂに、表８に記載の条件の上部電荷注入阻止層を追加した層構成の感光体をリファレンスドラムとし、下記に示す基準によって、各々の感光体の解像度の判定を行った。その評価結果を表９に示す。
【０１８０】
ここで、リファレンスドラムに関しては、表面層において４００〜４１０ｎｍ付近の波長帯の光に対する吸収が大きく、４０５ｎｍの青色半導体レーザーに対しては十分な感度が得られなかったため、リファレンスドラムの評価条件は、画像露光の光源を発振波長６５５ｎｍの赤色半導体レーザーとし、レーザースポット径を３０μｍとした。レーザースポット径を３０μｍとした理由は、本実施例の装置構成で６５５ｎｍのレーザー光に対しては、２０μｍまでスポット径を絞ることが困難であったため、安定して調整可能であった３０μｍのスポット径をリファレンス条件とした。
【０１８１】
☆：リファレンスに比べて２０％以上向上し、極めてよいレベル
◎：リファレンスに比べて１０％以上向上し、非常によいレベル
○：リファレンスに比べて５％以上向上し、よいレベル
△：リファレンスに比べて５％未満の向上であり、略リファレンス同等レベル
（２）環境特性
次に、感光体の耐環境特性を評価するため、室温３０℃、湿度８０％の高温高湿環境実験室に、上記実験用電子写真装置を設置し、Ａ４コピー紙５０万枚の通紙耐久試験を行いながら、所定の間隔にて、画像特性の評価を行った。画像特性は、
(1)  画素密度が０％〜１００％まで段階的に変化している画像
(2)  ５ポイントサイズの文字を配列した画像
の２種類の画像を用いて評価を行った。(1)を用いてドットレベルでのミクロな画像流れの有無を、ハーフトーンの階調性、即ち、画素密度と画像濃度とのリニアリティによって評価し、(2)を用いて文字レベルにおいて確認できる画像流れの有無を評価した。そして更に、以上に説明した高温高湿環境における画像特性評価を、露光光学系を６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉに調整してそれぞれ行った。以上の測定により得られた結果は、下記に示す基準によって、各々の感光体に対して判定を行った。
【０１８２】
◎：耐久期間にわたって、画像流れがまったく発生せず、非常によい
○：耐久が進んだ時に、朝一の機械立上げ直後において、ハーフトーン階調性が低下  する場合があったが、数枚の通紙で完全に回復し、よい
△：耐久が進んだ時に、朝一の機械立上げ直後において、文字レベルで確認できる画像流れが発生する場合があったが、数枚の通紙で完全に回復し、実用は問題なし
【０１８３】
【表９】
2006133524.tif 000010
【０１８４】
結果から明らかなように、酸素原子を添加することで、酸素原子を添加していない場合に比べて解像度が向上していることが確認できる。より具体的には、酸素原子濃度を０．０１ａｔｍ％以上とすることで、リファレンス条件より１０％以上解像度が向上し、更に、酸素原子濃度を０．５ａｔｍ％以上とすることで、リファレンス条件より２０％以上解像度が向上することがわかる。
【０１８５】
その一方で、酸素原子濃度が高くなりすぎると、高温高湿環境における画像流れが発生し易くなる傾向を示すことがわかった。即ち、本実施例における実験の結果では、６００ｄｐｉの場合においては、酸素濃度によらず全ての感光体で、高温高湿流れはまったく発生しなかったが、１２００ｄｐｉや２４００ｄｐｉにし、より高画質を狙った条件においては、酸素濃度が高くなったときに、高温高湿流れの評価ランク低下が認められた。この結果より、酸素濃度の好適な範囲としては上限があり、好ましくは２０ａｔｍ％以下、より好ましくは１０ａｔｍ％以下が好適であることがわかった。
[実施例６]
図３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１０に示した条件で堆積膜を成膜し、図１（ｂ）に示す下部阻止層、光導電層、及び、表面層からなる感光体を製作した。
【０１８６】
【表１０】
2006133524.tif 000011
【０１８７】
このようにして製作した感光体を、実施例２と同様の方法で、磨耗量Ｗｎ、Ｗｐ、表面層中における実際の窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度を測定した。磨耗量Ｗｎ、Ｗｐ、Ｗｎ／Ｗｐの値については表１１に示す。表面層中における窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度は平均濃度で、
Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）    ：  ５２ atm％
Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）：  １．２ atm％
であった。
【０１８８】
一方、電子写真装置としては、図７に示した構成の電子写真装置を準備した。帯電手段には、磁気ブラシ方式の帯電器を使用し、極性はプラス帯電とした。また、画像露光の光には波長６５５ｎｍの赤色発光半導体レーザーを使用した。また、一次帯電の極性がプラス帯電であるため、画像露光方式は、非画像部（背景部）を露光するバックグラウンド露光方式（以下、ＢＡＥ方式という。）とし、トナーはネガトナーを使用した。このようなＢＡＥ方式では、現像機構、クリーニング機構、現像剤等をアナログ方式の電子写真装置と共通化できる。
【０１８９】
この電子写真装置に、作製した感光体をセットし、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０１９０】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。また、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、初期とまったく同等の非常に良好な画像が得られ、感光体の磨耗ムラによる濃度ムラは一切発生しなかった。
[比較例４]
また、比較例として、感光体Ｂと同じ表面層とした他は、実施例６と同様に作製した感光体を用いて、実施例６と同様に評価を行った。
【０１９１】
耐磨耗性の評価結果に関しては、表１１に実施例６の結果と合わせて示す。そして、実施例６で使用した電子写真装置にセットし、実施例６と同様の方法において、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０１９２】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。しかしながら、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、モノクロ画像のような単色画像においては、ほとんどわからない軽微なレベルであったが、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像において、識別できるレベルの、スジ削れに起因する濃度ムラが、若干発生した。
【０１９３】
【表１１】
2006133524.tif 000012
【０１９４】
以上から明らかなように、本実施例の感光体を用いることによって、接触帯電方式の帯電器を使用し、感光体の耐磨耗性に関して厳しい構成の電子写真装置においても、カラー写真画像のような高い品質が要求される画質レベルを、長期間にわたって高いレベルで維持できること明らかとなった。
【０１９５】
[実施例７]
図４に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図１（ｃ）に示した層構成となるように、直径８０ｍｍ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１２に示した条件で堆積膜を順次積層し、図１（ｃ）に示す下部阻止層、光導電層、上部阻止層、及び、表面層からなる感光体を製作した。
【０１９６】
【表１２】
2006133524.tif 000013
【０１９７】
このようにして製作した感光体について、実施例２と同様の方法で、Ｗｎ／Ｗｐの値を求めた。その結果を表１１に示す。また、製作した感光体の表面層中における実際の窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度を実施例２と同様の方法で分析した結果、表面層中における平均濃度で、
Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）    ：  ４８ atm％
Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）：  ４．６ atm％
であった。
【０１９８】
一方、電子写真装置としては、図６に示した構成の電子写真装置を準備した。帯電手段には、磁気ブラシ方式の帯電器を使用し、極性はマイナス帯電とした。また、画像露光の光には波長６５５ｎｍの赤色発光半導体レーザーを使用した。また、一次帯電の極性がマイナス帯電であるため、画像露光方式は、画像部を露光するイメージエリア露光方式（以下、ＩＡＥ方式という。）とし、トナーはネガトナーを使用した。このようなＩＡＥ方式では、画像部に直接露光をする方式であるため、潜像形成のラティテュードが広く、高画質化という観点では有利な方式である。
【０１９９】
この電子写真装置に、作製した感光体をセットし、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２００】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。また、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、初期とまったく同等の非常に良好な画像が得られ、感光体の磨耗ムラによる濃度ムラは一切発生しなかった。
[比較例５]
また、比較例として、感光体Ｂと同じ表面層とした他は、実施例７と同様に感光体を作製しこれを用いて、実施例７と同様の評価を行った。
【０２０１】
耐磨耗性の評価結果に関しては、表１１に実施例７の結果と合わせて示す。そして、実施例７と同様の方法において、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２０２】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。しかしながら、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、モノクロ画像のような単色画像においては、ほとんどわからない軽微なレベルであったが、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像において、識別できるレベルの、スジ削れに起因する濃度ムラが、若干発生した。
【０２０３】
以上から明らかなように、実施例７の感光体を用いることによって、接触帯電方式の帯電器を使用し、感光体の耐磨耗性に関して厳しい構成の電子写真装置においても、カラー写真画像のような高い品質が要求される画質レベルを、長期間にわたって高いレベルで維持できること明らかとなった。
【０２０４】
更に、実施例７の構成の電子写真装置においては、帯電器の極性をマイナス帯電とし、画像露光方式にＩＡＥ方式を用いているため、特に、孤立ドット再現の安定性やドットサイズを小さくしていった場合のドット再現性などの点で、実施例６の構成よりも画質を向上させることができた。
[実施例８]
図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径１０８ｍｍ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１３に示す条件で堆積膜を成膜し、図１（ｃ）に示す下部阻止層、光導電層、上部阻止層、及び、表面層からなる感光体を製作した。
【０２０５】
このようにして製作した感光体を、実施例２と同様の方法で、Ｗｎ／Ｗｐの値を求めた。その結果を表１１に示す。また、製作した感光体の表面層中における実際の窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度を、実施例２と同様の方法で測定した。表面層中における平均濃度で、
Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）    ：  ５８ atm％
Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）：  ０．７ atm％
であった。
【０２０６】
一方、電子写真装置としては、図５に示した構成の電子写真装置を準備した。帯電手段には、磁気ブラシ方式の帯電器を使用し、帯電後の電位を均一化する効果をより高める為に、そのような磁気ブラシを２本配備する構成の帯電器を使用した。また、画像露光の光には波長４０５ｎｍの青色発光半導体レーザーを使用し、レーザースポットサイズを１２００ｄｐｉに相当する約２５μｍとし、更なる高解像な画像が得られる構成とした。また、一次帯電の極性をマイナス帯電とし、画像露光方式は、ＩＡＥ方式とし、トナーはネガトナーを使用した。
【０２０７】
この電子写真装置に、作製した感光体をセットし、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２０８】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られ、本実施例の感光体は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの比較的短い波長帯の光に対して、十分な感度を有していた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。また、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、初期とまったく同等の非常に良好な画像が得られ、感光体の磨耗ムラによる濃度ムラは一切発生しなかった。
[比較例６]
また、比較例として、感光体Ｂと同じ表面層とした他は、実施例８と同様に感光体を作製し、これを用いて、実施例８と同様に評価を行った。
【０２０９】
耐磨耗性の評価結果に関しては、表１１にあわせて示す。実施例８と同様の方法において、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２１０】
電位特性に関しては、帯電特性は十分に良好な特性が得られたが、感光特性に関しては、波長４０５ｎｍの光に対するＳｉＣ表面層の吸収が大きく、電子写真に用いるのに十分な感度が得られなかった。
【０２１１】
そこで、耐磨耗性に関する評価を行うために、露光系の条件だけ変更し、画像露光に用いる光の光源を６５５ｎｍのレーザーに改造し、画像特性の評価を行った。その結果、初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。しかしながら、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、モノクロ画像のような単色画像においては、ほとんどわからない軽微なレベルであったが、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像において、識別できるレベルの、スジ削れに起因する濃度ムラが、若干発生した。
【０２１２】
以上から明らかなように、実施例８の感光体を用いることによって、接触帯電方式の帯電器を使用し、感光体の耐磨耗性に関して厳しい構成の電子写真装置においても、カラー写真画像のような高い品質が要求される画質レベルを、長期間にわたって高いレベルで維持できること明らかとなった。
【０２１３】
更に、実施例８の感光体は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯の光に対して、十分な感度を有しており、露光系の光源に青色発光半導体レーザーを用いた電子写真装置に搭載することが可能である。このため、レーザースポット径を小径化でき、実施例７の構成よりも、更に画質を向上させることができた。
[実施例９]
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）を用いた他は、実施例８と同様にして、表１３に示した条件で堆積膜を順次積層し、図１（ｃ）に示す下部阻止層、光導電層、上部阻止層、及び、表面層からなる感光体を製作した。
【０２１４】
【表１３】
2006133524.tif 000014
【０２１５】
このようにして製作した感光体を実施例１と同様の方法で、Ｗｎ／Ｗｐの値を測定した。その結果を表１１に示す。また、製作した感光体の表面層中における実際の窒素原子濃度、及び、酸素原子濃度を、実施例８と同様の方法で測定した。表面層中における平均濃度で、
Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ）    ：  ５５ atm％
Ｏ／（Ｓｉ＋Ｎ＋Ｏ）：  ２．１ atm％
であった。
【０２１６】
一方、電子写真装置としては、図８に示した構成の電子写真装置を準備した。帯電手段には、磁気ブラシ方式の帯電器を使用し、帯電後の電位を均一化する効果をより高める為に、そのような磁気ブラシを２本配備する構成の帯電器を使用した。また、画像露光の光には波長４０５ｎｍの青色発光半導体レーザーを使用し、レーザースポットサイズを１２００ｄｐｉに相当する約２５μｍとし、更なる高解像な画像が得られる構成とした。また、一次帯電の極性をマイナス帯電とし、画像露光方式は、ＩＡＥ方式とし、トナーはネガトナーを使用した。
【０２１７】
この電子写真装置に、作製した感光体をセットし、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２１８】
電位特性に関しては、帯電特性、感光特性とも十分に良好な特性が得られ、本実施例の感光体は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの比較的短い波長帯の光に対して、十分な感度を有していた。初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。また、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、初期とまったく同等の非常に良好な画像が得られ、感光体の磨耗ムラによる濃度ムラは一切発生しなかった。
[比較例７]
また、比較例として、感光体Ｂと同じ表面層とした他は、実施例９と同様に感光体を作製し、これを用いて、実施例９と同様の評価を行った。
【０２１９】
耐磨耗性の評価結果に関しては、表１１にあわせて示す。実施例９と同様の方法において、電位特性、画像特性、耐久特性などの評価を行った。
【０２２０】
電位特性に関しては、帯電特性は十分に良好な特性が得られたが、感光特性に関しては、波長４０５ｎｍの光に対するＳｉＣ表面層の吸収が大きく、電子写真に用いるのに十分な感度が得られなかった。
【０２２１】
そこで、耐磨耗性に関する評価を行うために、露光系の条件だけ変更し、画像露光に用いる光の光源を６５５ｎｍのレーザーに改造し、画像特性の評価を行った。その結果、初期画像特性における画質に関しては、孤立ドットの再現性、細線の再現性、階調性、濃度の均一性に関して、十分に良好な特性が得られ、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像に関しても、十分に良好な画像を得ることができた。しかしながら、Ａ４紙３００万枚を通紙しての耐久試験の結果、モノクロ画像のような単色画像においては、ほとんどわからない軽微なレベルであったが、カラー写真画像のような微妙な濃淡差の再現性が要求される画像において、識別できるレベルの、スジ削れに起因する濃度ムラが、若干発生した。
【０２２２】
以上から明らかなように、実施例９の感光体を用いることによって、接触帯電方式の帯電器を使用し、感光体の耐磨耗性に関して厳しい構成の電子写真装置においても、カラー写真画像のような高い品質が要求される画質レベルを、長期間に亘って高いレベルで維持できること明らかとなった。
【０２２３】
更に、実施例９の感光体は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯の光に対して、十分な感度を有しており、露光系の光源に青色発光半導体レーザーを用いた電子写真装置に搭載することが可能である。このため、レーザースポット径を小径化でき、実施例７の構成よりも、更に画質を向上させることができた。
【０２２４】
更に、本実施例の電子写真装置は、電子写真感光体、および、それを中心とした画像形成部を４式配備した、タンデム方式の電子写真装置であり、１パスで４色の画像を重ねたカラー画像を得ることが可能であり、実施例８の構成よりも高速化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】（ａ）本発明の電子写真感光体の一実施例を示す概略模式図である。（ｂ）本発明の電子写真感光体の一実施例を示す概略模式図である。（ｃ）本発明の電子写真感光体の一実施例を示す概略模式図である。（ｄ）本発明の電子写真感光体の一実施例を示す概略模式図である。
【図２】本発明の電子写真感光体が適用される帯電手段を示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子写真感光体の製造に用いるＲＦ帯高周波使用のプラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図である。
【図４】（ａ）本発明の電子写真感光体の製造に用いるＶＨＦ帯高周波使用のプラズマＣＶＤ装置を示す概略断面構成図である。（ｂ）（ａ）に示す概略断面構成図のＡＡ´における断面図である。
【図５】本発明の電子写真装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明の電子写真装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の電子写真装置の他の例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の電子写真装置の他の例を示す概略構成図である。
【図９】本発明の電子写真感光体の各波長に対する分光感度特性の測定結果の一例を表すグラフである。
【図１０】本発明の電子写真感光体の表面層中における窒素原子濃度と波長４０５ｎｍの光に対する感度との相関を測定した結果を表すグラフである。
【図１１】本発明の電子写真感光体のドット径とレーザー光のスポット径との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２２６】
１０、１１、１２、１３、２１・・・電子写真感光体
１０１・・・基体
１０２・・・光導電層
１０３・・・表面層
１０５・・・上部電荷注入阻止層
１０６・・・組成傾斜層
２０４ａ〜２０４ｄ、３０４ａ、３０４ｂ、７０４・・・現像手段
２０５、３０５、７０５、８０５・・・転写手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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