(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電効率の良い接触帯電器を用いた画像形成装置において、ａ−ＳｉＣ表面層の放電による変質を抑制することにより従来に比べ、良好なクリーニング特性が長期間に渡って維持され、耐磨耗性に優れ長寿命で帯電能力、画像品質を高次で満たす画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と帯電手段と、露光手段と、その潜像を現像してトナー像を形成するための現像手段と、そのトナー像を像担持体に転写するための転写手段と、感光体表面をクリーニングするためのクリーニングブレードを有する画像形成装置において、帯電手段が接触帯電器で、感光体が光導電層と、水素化アモルファス炭化ケイ素で形成されている表面層とを順次積層した感光体で、表面層がＳｉの原子密度とＣの原子密度の和に対するＣの原子密度の比が０．６１以上０．７５以下であり、且つＳｉの原子密度とＣの原子密度の和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上である感光体を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体の表面に静電潜像を形成するための露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成するための現像手段と、前記トナー像を像担持体に転写するための転写手段と、前記感光体の前記表面をクリーニングするためのクリーニングブレードを有する画像形成装置において、
前記帯電手段が接触帯電器で、
前記感光体が少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化ケイ素で形成されている表面層とを順次積層した感光体で、
前記表面層がケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が０．６１以上０．７５以下であり、且つケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上である感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面層は、ケイ素原子の原子数、炭素原子の原子数及び水素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比が０．３０以上０．４５以下である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面層は、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が６．８１×１０２２原子／ｃｍ３以上である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表面層は、表面層のラマンスペクトルにおける１３９０ｃｍ−１のピーク強度ＩＤに対する１４８０ｃｍ−１のピーク強度ＩＧの比が、０．２０以上０．７０以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光導電層が、水素化アモルファスシリコンで形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体の全層厚が、４０μｍ以上８０μｍ以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体表面の線速度が３００ｍｍ／秒以上６００ｍｍ／秒以下である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記接触帯電器が、帯電ローラーである請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記接触帯電器が、ファーブラシである請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記接触帯電器が、帯電ローラーとファーブラシを有している請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素化アモルファス炭化ケイ素で構成された表面層（以下、「ａ−ＳｉＣ表面層」とも称する。）を有する感光体を用いた複写機、プリンター、ファックス等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は、数多く考案されている。
このような電子写真画像形成装置に用いられる感光体としては、有機感光体やアモルファスシリコン系感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」とも称する。）等がよく用いられている。
ａ−Ｓｉ系感光体は、表面硬度が高く、半導体レーザなどに高い感度を示す。しかも繰返し使用による劣化もほとんど認められないことから、高速複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）などの電子写真感光体（以下「感光体」とも称する。）として用いられている。
【０００３】
ａ−Ｓｉ系感光体の基本的な構成としては、図２に示すような層構成が知られている。マイナス帯電用ａ−Ｓｉ系感光体は、導電性基体２００１にアモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」とも称する。）で構成された光受容層２００２を形成し、更にａ−ＳｉＣ表面層２００５を積層した構成となっている。光受容層２００２は、下部注入阻止層２００３、光導電層２００４及び上部注入阻止層２００６からなる。なお、光受容層２００２の中で上部注入阻止層２００６が無い層構成も、検討されている。
【０００４】
感光体表面のクリーニングに関しては、特許文献１に感光体表面の残留物をクリーニングブレードによって除去する時の感光体の表面自由エネルギーとクリーニングブレードの表面自由エネルギーとトナーの表面自由エネルギーの相関関係について記載されている。また、特許文献２には、研磨粒子が含まれた磁気ブラシで感光体表面を摺擦することにより、クリーニングブレードの反転やクリーニング不良を抑制するという技術が明示されている。
ａ−Ｓｉ系感光体を帯電する方法としては、コロナ放電を用いたコロナ帯電方式、導電性ローラや導電性ブラシを用い帯電を行う接触帯電方式などがある。
【０００５】
近年、これらの内、被帯電体としての感光体に電圧（帯電バイアス）を印加した帯電部材（接触帯電部材）を当接させて感光体表面を所定の極性、電位に帯電させる接触帯電方式の帯電装置が多く提案され、また実用化されている。これは、上記の非接触タイプのコロナ帯電器による場合に比べて低オゾン、低電力等の利点を有するためである。
このような接触帯電方式の帯電装置において、被帯電体としての感光体に接触させる帯電部材にはローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型（帯電ブレード）など種々の形態があり、また様々な改善提案がある。
接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、帯電原理）には、以下に述べる放電帯電系と注入帯電系の２種類の帯電機構がある。接触帯電において、どちらの帯電機構が主として帯電がおこなわれるか設定が可能である。
【０００６】
（ａ）放電帯電系
接触帯電器の放電帯電系は、接触帯電部材と感光体（被帯電体）との微小間隙に生じる放電現象により感光体表面を帯電する系である。放電帯電系は、接触帯電部材と感光体間電圧に対して一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少ないけれども放電生成物を生じることが原理的に避けられないため、オゾンなど活性イオンによる弊害は避けられない。
【０００７】
（ｂ）注入帯電系
接触帯電器の直接注入帯電系は、接触帯電部材から感光体（被帯電体）に直接電荷が注入されることで感光体表面が帯電する系であり、直接帯電、注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材が感光体表面に接触して、感光体表面に直接電荷注入を行うものである。接触帯電部材への印加電圧が放電閾値以下の印加電圧であっても、感光体を印加電圧相当の電位に帯電することができる。
【０００８】
注入帯電系であっても、接触帯電部材と感光体表面の近傍で、微小僅少ではあるが放電が生じており、長期の使用によっては表面変質がみられる。
これら二つの系の内、条件設定的には放電帯電系を主として機能させることが、帯電能力、コスト、簡便性から多く採用されている。さらに、感光体周りの省スペース性と高速プロセスでの帯電効率（印加電流と帯電電位の関係）で有利な放電帯電系の接触帯電方式が多く用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−０２１１３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
放電帯電系では上述したようなメリットがあるものの近接放電を必ず伴うために、感光体の表面変質が生じやすい。この表面変質により、表面摩擦抵抗が変化し、クリーニングブレードの接触状況が変わりクリーニング不良が発生することがあった。クリーニング不良が生じると、クリーニング出来ずに感光体表面に残ったトナ−、外添剤、紙粉等々が接触帯電器に付着し接触帯電器表面が汚れる。そのために、画像欠陥や、帯電電位の低下や電位均一不良といった帯電不良を引き起こすことがあった。
【００１１】
特に、高速プロセスでは、帯電電位を確保するために接触帯電器に印加する電流が増加し、そのために感光体の表面変質も進みやすい。このため、感光体の初期状態でクリーニング条件を最適に設定しても、使用が進むにつれて感光体の表面状態が変化し、このため接触帯電器を用いた画像形成装置において、良好なクリーニング状態を常時維持することは、非常に困難な課題であった。
そこで、本発明の目的は、接触帯電を用いた電子写真装置において、使用期間中を通じて良好なクリーニング状態を維持し、接触帯電器の汚れを防止し、画像不良の生じない画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明者らは、使用期間中を通じて良好なクリーニング状態の維持を実現するために鋭意検討を行った。その過程で、クリーニングブレードとａ−ＳｉＣ表面層との摩擦抵抗の変化に着目して検討を行った。
その結果、以下の二つがクリーニング不良を生じさせる原因の候補として浮かび上がってきた。
（１）ａ−ＳｉＣ表面層最表面の微細形状が使用に伴う摩耗により、平滑化してクリーニングブレードとの接触面積が増加し、その結果、摩擦抵抗が増加する。
（２）近接放電により感光体最表面が変質し摩擦抵抗が変化する。
これら二つのうちどちらがクリーニング不良の主原因となっているか見極めるため、研磨により平滑化した感光体で耐久画像出力評価を行った。その結果、近接放電による表面変質が摩擦抵抗を変化させることが主原因であり、これによりクリーニング不良をまねく場合があることがわかった。
【００１３】
そこで、本発明者らは、ａ−ＳｉＣ表面層の近接放電による変質を抑制することにより、摩擦抵抗の変化を抑え、使用期間中を通じて良好なクリーニング状態を維持できる画像形成装置を提供するために鋭意検討を行った。その結果、ａ−ＳｉＣ表面層を構成するケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を所定の範囲内とした上で、ケイ素原子及び炭素原子の原子密度の和を所定の値より大きくすることにより、上述した課題に対して大きな効果があることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
即ち、本発明は、少なくとも、感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成するための露光手段と、その静電潜像を現像してトナー像を形成するための現像手段と、そのトナー像を像担持体に転写するための転写手段と、感光体表面をクリーニングするためのクリーニングブレードを有する画像形成装置において、
前記帯電手段が接触帯電器で、前記感光体が少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化ケイ素で形成されている表面層とを順次積層した感光体で、該表面層がケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が０．６１以上０．７５以下であり、且つケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上である感光体を用いていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、接触帯電を用いた高速電子写真プロセスであっても、使用期間中を通じて良好なクリーニング状態を維持でき、安定して良好な画像出力が可能な画像形成装置を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の画像形成装置を説明するための模式的な説明図である。
【図２】ａ−Ｓｉ感光体の層構成を示す模式的概略断面図である。
【図３】本発明の画像形成装置を説明するための模式的な説明図である。
【図４】タンデム式の画像形成装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述のように、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも、感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成するための露光手段と、その静電潜像を現像してトナー像を形成するための現像手段と、そのトナー像を像担持体に転写するための転写手段と、感光体表面をクリーニングするためのクリーニングブレードを有する画像形成装置において、
前記帯電手段が接触帯電器で、前記感光体が少なくとも光導電層と、水素化アモルファス炭化ケイ素で形成されている表面層とを順次積層した感光体で、該表面層がケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比（以下「Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）」とも称する。）が０．６１以上０．７５以下であり、且つケイ素原子の原子密度（以下「Ｓｉ原子密度」とも称する。）と炭素原子の原子密度（以下「Ｃ原子密度」とも称する。）の和（以下「Ｓｉ＋Ｃ原子密度」とも称する。）が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上である感光体を用いていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る感光体のａ−ＳｉＣ表面層は原子密度が高いため（ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上）、膜構造の骨格を形成するケイ素原子及び炭素原子の原子間距離が短くなる。そのため、骨格を形成する原子同士の結合力が向上すると推測される。このような表面層を積層した感光体を画像形成装置で用いた場合、近接放電による表面層変質の進行が小さくなると考えられる。
近接放電による表面層の変質は、ミクロには生じていると考えられるが、従来の表面層と比べて、その度合いは小さい。そのために、感光体表面の摺擦による摩耗で変質部分が消失していると推測している。このため、表面摩擦抵抗の変化が小さくなり、良好なクリーニング状態が維持されると推測している。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
上述したように本発明では、ａ−ＳｉＣ表面層を構成するケイ素原子及び炭素原子の原子密度を高くする。このことにより、ケイ素原子と炭素原子との結合が接触帯電器の近接放電により切断されにくくなり、また空間率が低減するため放電生成物（オゾン等）が層中に侵入しにくくなり、変質を低減させることが可能になると考えられる。
更に、表面層の構成原子の結合力が高くなるため、高硬度な表面層が得られ、その結果、耐磨耗性も向上すると推察される。
【００２０】
そのため、ａ−ＳｉＣ表面層のケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が高い方がより好ましい。６．８１×１０２２原子／ｃｍ３以上にすることで、さらに良好なクリーニング状態の維持に加えて、耐磨耗性の向上も見られる。なお、ａ−ＳｉＣにおいては、結晶以上に高密度化することはないため、本発明の組成範囲のａ−Ｓｉについては、１３．０×１０２２原子／ｃｍ３という原子密度が、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和の上限となる。
ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を上記範囲とし、且つ、ａ−ＳｉＣ表面層のケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を０．６１以上０．７５以下の組成範囲とすることが、優れた感光体特性を得る上では必要である。
【００２１】
ａ−ＳｉＣ表面層において、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を０．６１よりも小さくすると、特に、原子密度の高いａ−ＳｉＣを作製した場合、ａ−ＳｉＣの抵抗が低下する場合がある。このような場合、静電潜像形成時にキャリアが表面層中で横流れを生じやすくなる。そのため、静電潜像として孤立ドットを形成した場合に、表面層中でのキャリアの横流れにより孤立ドットが小さくなる。その結果、出力された画像において、特に、低濃度側での画像濃度が低下してしまうために、階調性やドット再現性の低下を生じる場合がある。このような理由により、原子密度の高いａ−ＳｉＣ表面層においては、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を０．６１以上にする必要がある。
【００２２】
また、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を０．７５より大きくすると、特に、原子密度の高いａ−ＳｉＣを作製した場合、ａ−ＳｉＣ表面層での光吸収が急激に増加する場合がある。このような場合、静電潜像形成時に必要となる画像露光光量が多くなり、感度が極端に低下してしまう。また、ａ−ＳｉＣ表面層の磨耗量に対する感度変動が大きくなることから、感光体に削れムラが生じた場合に、画像濃度ムラが生じる場合がある。このような理由により、原子密度の高いａ−ＳｉＣ表面層においては、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比を０．７５以下にする必要がある。
【００２３】
以上の理由により、実用上好ましい感光体特性を維持しつつ、ａ−ＳｉＣ表面層の耐変質性を向上させるためには、ａ−ＳｉＣ表面層のケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上、且つ、ａ−ＳｉＣ表面層のケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が０．６１以上０．７５以下の組成範囲とする必要がある。
【００２４】
また、本発明において、ケイ素原子の原子数、炭素原子の原子数及び水素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比（以下、「Ｈ原子比」とも称する。）を０．３０以上０．４５以下にすることが好ましい。
原子密度の高いａ−ＳｉＣ表面層において、光学的バンドギャップが狭くなり、光吸収が増加することにより感度が低下する場合がある。しかしながら、Ｈ原子比を０．３０以上含有させることで光学的バンドギャップが広がり、感度の良化が図れる。よって、Ｈ原子比を０．３０以上とすることが好ましい。
【００２５】
一方、Ｈ原子比を０．４５より多くすると、ａ−ＳｉＣ表面層中には、メチル基のような水素原子の多い終端基が増加する傾向がみられる。メチル基のような複数の水素原子を有する終端基がａ−ＳｉＣ表面層中に存在すると、ａ−ＳｉＣの構造中に大きな空間を形成するとともに、周囲に存在する原子間の結合にひずみを生じさせる。このような構造上弱い部分は、変質しやすい部分となってしまうと考えられる。また、水素原子をａ−ＳｉＣ表面層中に多量に含有させると、ａ−ＳｉＣ表面層における骨格原子であるケイ素原子と炭素原子のネットワーク化の促進が図りづらくなる。
このような理由により、Ｈ原子比を０．４５以下とすることで、ａ−ＳｉＣ表面層における骨格原子であるケイ素原子と炭素原子のネットワーク化の促進及び原子間の結合に生じていたひずみの低減が可能となると考えられる。その結果、更にａ−ＳｉＣ表面層の変質の進行が小さくなり、かつ耐磨耗性も良好となる。
【００２６】
また、ａ−ＳｉＣ表面層のラマンスペクトルにおける１４８０ｃｍ−１のピーク強度ＩＧに対する１３９０ｃｍ−１のピーク強度ＩＤの比を、０．２０以上０．７０以下にすることにより、良好なクリーニング状態の維持に大きな効果が得られる。
まず、ａ−ＳｉＣ表面層のラマンスペクトルについて、ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」とも称する。）と比較しながら説明する。
【００２７】
ｓｐ３構造とｓｐ２構造から形成されているＤＬＣのラマンスペクトルは、１５４０ｃｍ−１付近に主ピークを持ち、１３９０ｃｍ−１付近にショルダーバンドを有する非対称なラマンスペクトルが観察される。ＲＦ−ＣＶＤ法で作製されたａ−ＳｉＣ表面層では、１４８０ｃｍ−１付近に主ピークを持ち、１３９０ｃｍ−１付近にショルダーバンドを有するＤＬＣに類似したラマンスペクトルが観察される。ａ−ＳｉＣ表面層の主ピークがＤＬＣよりも低波数側にシフトしているのは、ａ−ＳｉＣ表面層にはケイ素原子が含まれているためである。このことから、ＲＦ−ＣＶＤ法で作製されたａ−ＳｉＣ表面層は、ＤＬＣに非常に近い構造を有する材料であることが分かる。
【００２８】
一般的に、ＤＬＣのラマンスペクトルにおいて、高波数バンドのピーク強度に対する低波数バンドのピーク強度の比が小さいほど、ＤＬＣのｓｐ３性が高い傾向があることが知られている。よって、ａ−ＳｉＣ表面層においても、ＤＬＣと非常に近い構造であることから、高波数バンドのピーク強度に対する低波数バンドのピーク強度の比が小さいほど、ｓｐ３性が高い傾向を示すと考えられる。
本発明のａ−ＳｉＣ表面層において、ａ−ＳｉＣ表面層におけるＩＤ／ＩＧを０．７０以下にすることにより、クリーニング耐久性をさらに向上させることができる。
【００２９】
この理由としては、ｓｐ３性が向上すると、ｓｐ２の２次元のネットワーク数が減少し、ｓｐ３の３次元ネットワークが増加するため、骨格原子の結合数が増加し、強固な構造体が形成可能になるためだと考えている。
そのため、ａ−ＳｉＣ表面層のラマンスペクトルにおける１４８０ｃｍ−１のピーク強度ＩＧに対する１３９０ｃｍ−１のピーク強度ＩＤの比が小さい方がより好ましいが、量産レベルで作製されるａ−ＳｉＣ表面層では、完全にｓｐ２構造を取り除くことはできない。そのため、本発明において、ａ−ＳｉＣ表面層のラマンスペクトルにおける１４８０ｃｍ−１のピーク強度ＩＧに対する１３９０ｃｍ−１のピーク強度ＩＤの比の下限値としては、本実施例でクリーニング維持の良好な範囲として確認された０．２とする。
【００３０】
なお、感光体表面の微細形状が、摩擦係数に影響を与える因子か否かを見極めるために、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により感光体表面を１０μｍ×１０μｍの範囲で測定したときに求められる表面粗さＲａと、クリーニング耐久性との相関を評価した。その結果、実施例の感光体で確認された表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）の範囲７ｎｍから４４ｎｍでは特段の差が無く、良好な結果であった。
【００３１】
また、特許文献２に記載されているようにクリーニングブレードとの摩擦に影響する因子として、本発明の画像形成装置に用いる感光体表面の表面自由エネルギーについて、クリーニング耐久性との相関を評価した。その結果、実施例及び比較例の感光体で確認された表面自由エネルギー（γ）が３７ｍＮ／ｍから５２ｍＮ／ｍの範囲では、クリーニング耐久性について特段の差が無く、良好な結果であった。
【００３２】
さらに、摩擦係数をオイラーベルト式で測定し、クリーニング耐久性との相関を評価した。その結果、実施例及び比較例の感光体で確認された耐久試験実施前の摩擦係数（μｓ）の範囲０．２０から０．７９ではクリーニング性について特段の差が無く、良好な結果であった。しかしながら、使用に伴い摩擦係数が大きく変化した場合には、クリーニング性が悪化して、帯電ローラー汚れが目だってくる状況にあった。
【００３３】
（光導電層）
本発明の感光体における光導電層は、電子写真特性上の性能を満足できる光導電特性を有するものであればいずれのものであっても差し支えない。
しかし、ａ−Ｓｉから形成された光導電層が、耐久性、安定性の観点から望ましく、水素化アモルファスシリコンがより望ましい。
本発明で光導電層としてａ−Ｓｉを用いる場合は、ａ−Ｓｉ中の未結合手を補償するため、水素原子に加えて、ハロゲン原子を含有させることができる。
水素原子（Ｈ）およびハロゲン原子の含有量の合計は、ケイ素原子と水素原子およびハロゲン原子の和に対して１０原子％以上、特に１５原子％以上であることが好ましく、また、３０原子％以下、特に２５原子％以下であることが好ましい。
【００３４】
本発明において、光導電層には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層中に万偏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、面内方向には均一に含有されてはいるが、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。
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る。すなわち、ｐ型伝導性を与える周期表１３族に属する原子（以後「第１３族原子」と略記する）またはｎ型伝導性を与える周期表１５族に属する原子（以後「第１５族原子」と略記する）を用いることができる。
【００３５】
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、特にホウ素、アルミニウム、ガリウムが好適である。第１５族原子としては、具体的にはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にリン、砒素が好適である。
光導電層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、ケイ素に対して１×１０−２原子ｐｐｍ以上、特に５×１０−２原子ｐｐｍ以上、さらには１×１０−１原子ｐｐｍ以上であることが好ましい。また、１×１０４原子ｐｐｍ以下、特に５×１０３原子ｐｐｍ以下、さらには１×１０３原子ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
本発明において、感光体の全層厚は、所望の電子写真特性が得られること、経済的効果等の点から所望にしたがって適宜決定されるが、特に高速プロセスで用いる場合には、帯電特性の観点から、４０μｍ以上８０μｍ以下の範囲が好ましい。
【００３７】
（下部注入阻止層）
本発明の感光体において、基体側からの電荷の注入を阻止する働きを有する下部注入阻止層を基体と光導電層との間に設けることが効果的である。即ち、下部注入阻止層は感光体の自由表面が一定極性の帯電処理を受けた際、基体から光導電層への電荷の注入を阻止する機能を有している。このような機能を付与するために、下部注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べて比較的多く含有させる。
【００３８】
伝導性を制御するために下部注入阻止層に含有させる原子は、下部注入阻止層中に万偏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、面内方向には均一に含有されてはいるが、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。分布濃度が不均一な場合には、基体側に多く分布するように含有させるのが好適である。しかしながら、いずれの場合においても、伝導性を制御する原子を基体表面に対して平行面内方向に均一な分布で含有されることが、特性の均一化を図る上からも望ましい。
伝導性を制御するために下部注入阻止層に含有させる原子としては、帯電極性に応じて第１３族原子又は第１５族原子を用いることができる。
【００３９】
更に、下部注入阻止層に、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子を含有させることにより、下部注入阻止層と基体との間の密着性の向上を図ることが可能となる。
下部注入阻止層に含有される炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子は、下部注入阻止層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。また、面内方向には均一に含有されてはいるが、膜厚方向には不均一に分布する状態で含有していてもよい。いずれの場合にも、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子が基体の表面に対して平行面内方向に均一な分布で下部注入阻止層に含有されることが、特性の均一化を図る上からも好ましい。
【００４０】
下部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、好ましくは０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．３〜５μｍ、さらに好ましくは０．５〜３μｍとされる。層厚を０．１μｍ以上とすることにより、基体からの電荷の注入阻止能を十分に有することができ、好ましい帯電能を得ることができる。一方、１０μｍ以下とすることにより、作製時間の延長による製造コストの増加を防ぐことができる。
【００４１】
（上部注入阻止層）
上部注入阻止層は、上部からの電荷の注入を阻止し、帯電能を向上させると共に、強露光の照射により大量の光キャリアが生成され、この光キャリアが動きやすい部分へと集中して流れ込む現象を、阻止する役割も果たしている。
【００４２】
高抵抗の表面層で上部阻止能を持たせる場合、光照射で生成した帯電極性と逆極性のキャリアが表面層に溜まることがあり、このキャリアが横流れすることで、文字部分がぼやけてしまい階調性が低下することがある。
上部注入阻止層に対して、帯電極性に応じて周期表の第１３族原子又は周期表の第１５族原子を所望の量含有させることで、帯電極性と逆極性のキャリアを通過させつつ横流れしない最適な抵抗値に調整できる。このため、階調性に関して格段の改善が見られる。
【００４３】
本発明における上部注入阻止層は、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数和に対する炭素原子の原子数の比が０．１０以上、０．６０以下の範囲とするのが好ましい。
上部注入阻止層には帯電極性に応じて、伝導性を制御する原子として、周期表の第１３族原子又は周期表の第１５族原子を含有させる。
ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が０．１０以上であれば、電荷注入の阻止能力を損なわずに、良好な階調性が得られる。
【００４４】
また、ケイ素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する炭素原子の原子数の比が０．６０以下であれば、周期表の第１３族原子又は周期表の第１５族原子の含有効果が得られるため、電気抵抗の制御が容易である。
上部注入阻止層における周期表の第１３族原子又は周期表の第１５族原子の含有量は、階調性、電荷注入の阻止能力及び画像品質の観点からケイ素に対して１０原子ｐｐｍ以上、３００００原子ｐｐｍ以下とする。
周期表の第１３族原子又は周期表の第１５族原子の含有量がケイ素に対して１０原子ｐｐｍ以上とすることで、表面からの電荷注入を十分阻止することができ、３００００原子ｐｐｍ以下であれば、良好な階調性が得られる。
【００４５】
上部注入阻止層は光導電層側から表面層に向かって組成を連続的に変化させることが好ましく、密着性の向上や干渉防止等に効果がある。
本発明において、上部注入阻止層の層厚は、光導電層および表面層の層厚や、求められる電子写真特性によって総合的に判断して決定される。表面からの電荷注入の阻止能力を十分発揮し、かつ画像品質に影響を与えない観点から、通常は０．０１μｍ〜０．５μｍで設計する。
【００４６】
（基体）
円筒状基体の材質としては、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。中でも加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れている。この場合、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００４７】
＜本発明の画像形成装置＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
同図に示す画像形成装置は、光受容部材としてドラム型の感光体１００１を備えている。感光体１００１は、画像形成装置本体（不図示）に回転自在に支持されていて、駆動手段（不図示）によって矢印Ｘ方向に所定のプロセス速度（周速度）で回転駆動される。
【００４８】
感光体１００１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電装置（帯電手段）１０１２、露光装置（露光手段）１００３、現像装置（現像手段）１００４、転写装置（転写手段）１００５、クリーニング装置（クリーニング手段）１００６、前露光装置（前露光手段）１００７が配設されている。また、転写材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）の搬送方向（矢印Ｋｐ方向）に沿っての下流側には、定着装置（不図示）が配設されている。
【００４９】
上述構成の画像形成装置において、矢印Ｘ方向に回転駆動された感光体１００１は、帯電部材として感光体表面に接触された帯電ローラ１０１２ａによって帯電される。帯電ローラ１０１２ａには、帯電バイアス印加電源（不図示）によって帯電バイアスが印加され、これにより感光体１００１の表面は、所定の極性、電位に均一に帯電される。
帯電後の感光体１００１の表面では、画像情報に基づいて露光装置１００３から照射される露光光によって照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。露光装置１００３としては、例えばレーザスキャナやＬＥＤを使用することができる。
【００５０】
この静電潜像は、現像装置１００４によって現像される。現像装置１００４は、感光体１００１の表面に対向するように配置された現像スリーブ１００４ａを有している。この現像スリーブ１００４ａの表面に担持されて感光体１００１の表面に対向する現像位置に現像剤が搬送される。搬送された現像剤は、現像スリーブ１００４ａに対して現像バイアス印加電源（不図示）から印加された現像バイアスによって感光体１００１の表面の静電潜像に静電的に付着される。これにより、感光体１００１の上の静電潜像は、トナー像として現像される。
【００５１】
こうして感光体１００１の表面に形成されたトナー像は、感光体１００１と転写装置１００５との間の転写部に供給される他部材としての転写材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）に転写される。転写装置１００５としては、例えば感光体１００１の表面に接触するように配置された転写ローラ（転写部材）を使用することができる。また転写材Ｐは、給紙部（不図示）から給搬送手段（不図示）によって搬送され、レジストローラ（不図示）によって感光体１００１の上のトナー像にタイミングを合わせるようにして上述の転写部に供給されるようになっている。転写部に供給された転写材Ｐは、転写バイアス印加電源（不図示）から転写装置１００５に印加された転写バイアスによって、また、感光体１００１から加圧を受けることによって感光体１００１の表面上から転写材Ｐの表面に転写される。なお、カラーの画像形成装置等の、例えば中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体を有する画像形成装置では、これら中間転写ドラムや中間転写ベルトが上述の他部材に相当する。
【００５２】
トナー像転写後の感光体１００１では、転写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置１００６のクリーニングブレード１００６ａによって除去される。さらに表面に残った電荷が前露光装置１００７によって除去され、次の画像形成に供される。
一方、トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置に搬送され、ここで定着ローラー、加圧ローラによって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
トナー像定着後の転写材Ｐは、画像形成装置本体外部に排出され、これにより、転写材Ｐに対する画像形成（プリント、コピー）が終了する。
【００５３】
＜帯電装置＞
感光体１００１の帯電方式は、感光体１００１に接触させた帯電部材１０１２により帯電する接触帯電方式である。接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯電部材・接触帯電器）１０１２を接触させる。そして、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【００５４】
帯電装置１０１２に印加する電圧としては直流電圧のみでもよいし、直流交流成分重畳電圧でもよい。
注入帯電方法の場合、交流成分としては、装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度の周波数で、印加交流成分のピーク間電圧（ピーク・ツウ・ピーク電圧）は１０００Ｖ程度以下が好ましい。１０００Ｖを越えると、印加電圧に応じた感光体電位が得られてしまうので、潜像面が電位的に波打ち、かぶりや濃度うすを生じることがある。
放電を用いる帯電方法の場合、交流成分としては、装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度の周波数で、印加交流成分のピーク間電圧は１０００Ｖ程度以上で、放電開始電圧の２倍以上が好ましい。印加する交流成分の波形はサイン波、矩形波、鋸波等が使用できる。
【００５５】
（Ａ）ローラー帯電
各種の接触帯電装置のなかでも、接触帯電部材として導電ローラー（帯電ローラー）を用いるローラー帯電方式が、本発明において好ましい。この帯電方式は、帯電の安定性というメリットがあり、高速プロセスにも有用である。
このローラー帯電では、その帯電機構は前記の放電帯電機構が支配的である。
本発明の帯電ローラーは、導電性または中抵抗のゴム材あるいは発泡体を用いて作成されている。さらに、これらローラー材料を、積層した構成として、所望の特性に調整したものも利用することがきる。
【００５６】
本発明の帯電ローラーは、弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ることが可能とされている。同時に、移動する被帯電体を充電するのに十分低い抵抗を有している。一方では被帯電体にピンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。そのために、十分な帯電性と耐リークを得るために１０４〜１０７Ωの抵抗に調整している。帯電ローラの硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪くなる。そのため、本発明の帯電ローラーは、アスカーＣ硬度で２５度から５０度が好ましい範囲である。
【００５７】
本発明の帯電ローラの材質としては、弾性発泡体に限定するものではない。弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をしたものも利用することができる。ＥＰＤＭはエチレンプロピレンジエンゴムを、ＮＢＲはニトリルゴムを、ＩＲはイソプレンゴムを意味する。
【００５８】
感光体１００１の帯電は、帯電部材１０１２に対して、感光体が所望の電位となるよう直流電圧値を設定して印加し、これに感光体表面に電荷をのせるエネルギーとなる交流電圧を重畳させて行う。たとえば−４００Ｖの電位を感光体表面に与える際には、−４００Ｖの直流電圧を印加し、さらに、帯電部材や感光体の抵抗にもよるが０．１〜３．０ｋＶ程度の交流電圧を重畳する。
【００５９】
本発明の帯電ローラーの接触帯電においては、帯電印加によって充分な帯電性を確保するために帯電部材１０１２と感光体１００１の間で近接放電を起こさせることが必要である。特に帯電均一性に優れる交流電圧を印加して帯電を行う場合には、放電による電位の安定化は不可欠である。この放電が不十分であると、帯電ムラが生じてハーフトーンでムラがでたり、砂地カブリという画像白地部に黒ポチができる帯電不良が生じたり、さらには帯電部材１０１２が汚れたときに、帯電性が大きく変わり、画像への影響が出やすくなったりする。
【００６０】
（Ｂ）ファーブラシ帯電
本発明のファーブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性または中抵抗繊維のブラシ部を有する部材（ファーブラシ帯電器）を用いる。ファーブラシ帯電器に帯電バイアスを印加して、その導電性繊維ブラシ部を被帯電面に接触させ、被帯電面を所定の極性・電位に帯電させる。
ファーブラシ帯電器としては、固定タイプとロールタイプが実用化されている。固定タイプは、中抵抗の繊維を基布に折り込みパイル状に形成したものを電極に接着したものであり、ロールタイプは、パイルを芯金に巻き付けて、ブラシ状に形成したものである。
本発明のファーブラシ帯電器は、どちらのタイプも利用可能であるが、ロールタイプの方が帯電性、高速プロセス対応ではより好ましい。本発明のファーブラシ帯電器の繊維としては、ビニル、ＰＥＴ、ポリスチレンなどの繊維にカーボンを分散させて抵抗を調整したもの等が利用可能である。
【００６１】
本発明のファーブラシ帯電器のブラシ部の繊維密度としては、一般的なファーブラシ帯電器と同等のものが利用でき、例えば１００本／ｍｍ２程度のものが利用可能である。
ファーブラシ帯電器では、注入帯電機構により帯電させることも可能である。しかし、注入帯電機構により十分均一な帯電を行うためには、前記の繊維密度では接触性は十分ではない。注入帯電機構により十分均一な帯電を行うためには、接触頻度を高くすることが必須となり、感光体ドラム表面に対して極めて大きな相対的な速度差を持たせている。しかし、このような速度差を設けることは、機械構成上大ききな制約となる。例えば、高速プロセスでは、ファーブラシ帯電器の回転速度を非常に大きくしなければならなくなり、機構的にもコスト的にも実用的でない。さらに、感光体の小径化が進むと必要な速度差を設けることは容易でない。
従って、ファーブラシ帯電器において、その帯電機構は前記の放電帯電機構がある程度生じるように、抵抗を調整した繊維を用い、帯電均一性の向上のために交流電圧を重畳する構成とすることが好ましい。
【００６２】
＜クリーニングブレード＞
本発明に使用するクリーニングブレードとしては、弾性体として作用する樹脂であれば特に制限されるものではない。反応性を有する液状の数種類の原料を混合し、加熱等の手段により硬貨させて弾性体として得られる、熱硬化性ポリウレタンポリマーを使用することが、弾性特性の環境安定性の点から好ましい。
ポリウレタンの一方の反応性原料であるポリオールとしては、特に限定されるものではない。例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリカプロラクタムの開環重合性ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等、公知の多価アルコールを使用することができる。本発明のクリーニングブレードとしては、弾性特性、及びブレード状形状作製の容易さから、ポリエーテルポリオールが好ましい。
【００６３】
ポリウレタンのもう一方の反応性原料であるジイソシアネートとしては、特に限定されるものではない。例えばジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートや、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート等、公知のジイソシアネート化合物を使用することができる。本発明のクリーニングブレードとしては、ブレード形状に成形した後の表面研磨処理の容易性、及び研磨粒子の表面移向性の観点から、脂肪族ジイソシアネート化合物が好ましい。
【００６４】
また、弾性体形成用の混合液の粘性や、形成されたブレードの弾性特性を制御する目的で、架橋剤を添加することも可能である。
架橋剤としては、特に限定されるものではないが、エチレングリコール、ブタンジオール等のアルコール系架橋剤や、４，４’−ジアミノ−ジフェニルアミン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルアミン等の芳香族ジアミン、エチレンジアミン、ブチレンジアミン等のアミン系架橋剤を使用することができる。
【００６５】
上述の弾性体をブレードの形に成形する手段としては、複数種の原材料からなる混合液体を回転式のドラムロールの裏側に遠心成形させて加熱し、作製されたエンドレスシートを所望の大きさに切断する方法等が挙げられる。
上述のクリーニングブレードの表面性を変える手段として、研磨手段による研磨、ブレード中に研磨性微粒子を含有させる、等が挙げられ、研磨粒子を含有させる手段がより好ましい。また、これら複数の手段を組み合わせて施しても良い。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例及び比較例により本発明を更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。
＜実施例１＞
ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置を用いて、円筒状基体（直径８４ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、厚さ３ｍｍの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム基体）上に下記表１に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を下記表２に示す条件とした。また、感光体の作製本数は、各成膜条件で３本ずつ作製した。
【００６７】
【表１】
2011138006.tif 000003
【００６８】
【表２】
2011138006.tif 000004
【００６９】
実施例１により作製した各成膜条件３本ずつの感光体について、後述の方法で評価した。各成膜条件１本の感光体を用いて、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）、Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度、Ｓｉ＋Ｃ原子密度、Ｈ原子比、Ｈ原子密度、及びｓｐ３性を求めた。そして、各成膜条件の残りの２本の感光体について、図１のような本発明の構成の画像形成装置で画像出力耐久評価をおこなった。二つの印刷環境にそれぞれ設置した画像形成装置に、それぞれ１本ずつの感光体を用いて評価した。その画像出力耐久評価で使用した感光体を用いて、表面自由エネルギー、表面摩擦係数、表面粗さ、クリーニング耐久性、ローラー汚れ、ドット再現性、階調性、耐摩耗性及び感度の評価を行った。これら結果を表４中に示す。
【００７０】
＜比較例１＞
実施例１と同様に、円筒状基体上に上記表１に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。但し、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を下記表３に示す条件として、１条件につき３本の感光体を作成した。
成膜条件Ｎｏ．１１の表面層は、従来の代表例として、評価した。
【００７１】
【表３】
2011138006.tif 000005
【００７２】
比較例１により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価を行った。それら結果を表４中に示す。
【００７３】
＜比較例２＞
比較例１のＮｏ．１１と同じ条件で、ａ−Ｓｉ感光体を３本作成した。
本比較例では、画像評価装置をコロナ帯電器とし、ａ−Ｓｉ感光体の条件に調整したものを用いた。それ以外は実施例１と同様に、測定及び評価を行った。それら結果を表４中に示す。
【００７４】
（Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の測定、Ｓｉ＋Ｃ原子密度、Ｈ原子比の測定）
表１の下部注入阻止層２００３及び光導電層２００４、上部注入阻止層２００６を積層させたリファレンス感光体を作製し、任意の周方向における長手方向の中央部を１５ｍｍ□（１５ｍｍｘ１５ｍｍ）で切り出し、リファレンス試料を作製した。
さらに、実施例および比較例で作製した感光体をリファレンス試料と同様に切り出し、表面層測定用試料を作製した。
リファレンス試料と表面層測定用試料を分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製：高速分光エリプソメトリー  Ｍ−２０００）により測定し、表面層の膜厚および屈折率を求めた。
【００７５】
具体的な測定条件は、入射角：６０°、６５°、７０°、測定波長：１９５ｎｍから７００ｎｍ、解析ソフト：ＷＶＡＳＥ３２、ビーム径：１ｍｍ×２ｍｍである。
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、各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。
【００７６】
そして、下部注入阻止層および光導電層、上部注入阻止層、表面層を順次形成した。最表面に表面層と空気層の体積比が８：２とな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：Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．製  ＷＶＡＳＥ３２により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。
さらに、この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、表面層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の関係の平均二乗誤差が最小となるときの表面層の膜厚を算出し、この値を表面層の膜厚とした。
【００７７】
その後、上記測定用試料について、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱法）（日新ハイボルテージ（株）製：後方散乱測定装置  ＡＮ−２５００）を用いて、ＲＢＳの測定面積における表面層および上部注入阻止層のケイ素原子および炭素原子の原子数を測定した。
こうして得られた値を用いてＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）を算出した。
【００７８】
また、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原子密度を算出した。
ＲＢＳと同時に、上記試料について、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）を用いて、ＨＦＳの測定面積における表面層および上部注入阻止層の水素原子の原子数を測定した。
ＨＦＳの測定面積における水素原子の原子数に対し、上記エリプソメトリーより求めた膜厚を用いて水素原子の原子密度を求めた。また、ＲＢＳの測定面積におけるケイ素原子の原子数および炭素原子の原子数により、ＨＦＳの測定面積におけるＨ／（Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ）を求めた。
【００７９】
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であり、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。
【００８０】
（ｓｐ３性評価）
ｓｐ３性は、感光体の任意の周方向における長手方向の中央部を１０ｍｍ□（１０ｍｍｘ１０ｍｍ）で切り出した試料を、レーザーラマン分光光度計（日本分光（株）製：ＮＲＳ−２０００）により算出した。
具体的な測定条件は、光源：Ａｒ＋レーザー  ５１４．５ｎｍ、レーザー強度：２０ｍＡ、対物レンズ：５０倍とし、中心波長を１３８０ｃｍ−１、露光時間３０秒、積算５回で３回測定した。得られたラマンスペクトルの解析方法を以下に示す。ショルダーラマンバンドのピーク波数を１３９０ｃｍ−１で固定し、主ラマンバンドのピーク波数を１４８０ｃｍ−１に設定して固定せずに、ガウシアン分布を用いてカーブフィッティングを行った。このとき、ベースラインは直線近似とした。カーブフィッティングより得られた主ラマンバンドのピーク強度ＩＧとショルダーラマンバンドのピーク強度ＩＤよりＩＤ／ＩＧを求め、３回の平均値をｓｐ３性の評価に用いた。
【００８１】
（表面自由エネルギー測定）
本測定は、画像出力耐久評価を行う前に行った。感光体の軸方向中心から５０ｍｍ間隔で５点測定した。２本の感光体について同様に測定し、その平均値を求めた。
表面自由エネルギーは、ｐ（双極子成分）、ｄ（分散成分）、ｈ（水素結合成分）の表面自由エネルギー各成分が既知の試薬を使用し、該試薬との付着性を測定し、算出した。
具体的には、試薬に純水、ヨウ化メチレン、α−ブロモナフタレンを使用し、協和界面（株）製の接触角計ＣＡ−ＳＲＯＬＬを使用して上記各試薬の感光体表面への接触角を測定した。そして、同社製表面自由エネルギー解析ソフトＥＧ−１１にて表面自由エネルギーγを算出した。
【００８２】
（表面粗さの測定）
本測定は、画像出力耐久評価を行う前と、中間（５０万枚終了時）と、終了時（１００万枚出力後）に行った。感光体の軸方向中心から３０ｍｍ間隔で１１点測定した。２本の感光体について同様に測定し、その平均値を求めた。
感光体の任意の周方向における長手方向の中央部を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（Ｑｕｅｓａｎｔ社製：Ｑ−ＳＣＯＰＥ２５０（Ｖｅｒｓｉｏｎ３．１８１））により測定し、Ｒａを算出した。２本各１０点を測定して得られたＲａの平均値をＲａの値とした。
【００８３】
具体的には、ヘッド：Ｔａｐｅ１０、プローブ：ＮＳＣ１６を用い、１０μｍ×１０μｍの範囲をＳＣＡＮＲＡＴＥ：４Ｈｚ、Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｇａｉｎ：６００、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｇａｉｎ：５００、Ｓｃａｎ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：３００の測定条件で、Ｗａｖｅｍａｄｅにて測定した。
解析ソフト：Ｑｕｅｓａｎｔ社製  Ｑ−ＳＣＯＰＥ２５０により得られたＡＦＭ観察像をＴｉｌｔ  ＲｅｍｏｖａｌのＰａｒａｂｏｌｉｃ  Ｌｉｎｅ  Ｂｙ  Ｌｉｎｅを用いて、補正を行った。
補正したＡＦＭ観察像をＨｉｓｔｏｇｒａｍ  ＡｎａｌｙｓｉｓにてＲａ、Δａを算出した。但し、Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ  ＡｎａｌｙｓｉｓでのＲａは、Ｍｅａｓ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎで表される値を用いた。
【００８４】
（表面摩擦係数の測定）
本測定は、画像出力耐久評価を行う前に行った。感光体の軸方向中心で、３回測定した。２本の感光体について同様に測定し、その平均値を求めた。
表面摩擦係数の測定方法は、オイラーベルト方式にて測定したものである。
この方法は、下記の方法で実施されるが、測定が簡便で感光体径に関係なく測定でき、繰り返し安定性が優れている。なお、本発明での測定環境は温度２０〜２４℃、湿度６１〜６５％ＲＨである。
【００８５】
測定方法：
測定用の感光体を台座に固定する。次に、幅５０ｍｍ、長さ２９０ｍｍにカットした厚み９２μｍの上質紙（キヤノンマーケティングジャパン、タイプＣＳ−８１４ペーパー）をベルトとして用意し、前記感光体表面のドラム円周の１／４に張架した。ベルト端部の一方に１００ｇの重りを取り付け、もう一方の片端に重量測定用のデジタル・フォース・ゲージを取り付け、デジタル・フォース・ゲージをゆっくり引き、ベルトの移動開始時の重量を読みとり、下記式（２）より（静止）摩擦係数（μｓ）を計算する。
μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）…式（２）
（ただし上記式中、μｓ：静止摩擦係数、Ｆ：読みとり荷重（ｇ）、Ｗ：分銅の重さ（ｇ）、π：円周率を表す。）
【００８６】
（画像出力耐久評価）
評価で使用した画像形成装置は、図４に示すような４本の感光体及び電子写真プロセス部を有する構成の装置であり、図１に示す構成の電子写真プロセス部を４セット有する画像形成装置である。
Ｐａ（Ｙｅｌｌｏｗステーション）、Ｐｂ（Ｍａｇｅｎｔａステーション）、Ｐｃ（Ｃｙａｎステーション）、Ｐｄ（ＢＫステーション）の４ステーションからなり、それぞれ感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、現像器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ等が配置されている。
【００８７】
感光体からＩＴＢ（中間転写ベルト）８１の上にトナー像が転写され、さらに紙Ｐなどに転写されて、定着器２１１で加熱定着されて出力される。
本評価においては、Ｐｃ（Ｃｙａｎステーション）の感光体１ｃとしてａ−Ｓｉ感光体を設置した。
より具体的には、キヤノン製デジタル画像形成装置ｉＰ−Ｃ７０００ＶＰのＣｙａｎステーションを帯電ローラーに改造したものを２台用いた。
帯電ローラー及び現像、転写の各高圧条件及び画像露光のレーザー光量をａ−Ｓｉ系感光体の条件に合わせた。
【００８８】
さらに、クリーナーはクリーニングブレードのみとし、図１記載の、補助ブラシ１００６ｂは、機能しないように措置した。
作製した感光体を上記の画像形成装置のＣｙａｎステーションに設置して行った。
画像出力条件は、次の印刷環境で各々１台の画像形成装置を用いて、各１本の感光体の画像出力耐久評価を行った。
【００８９】
印刷環境      温度２３℃／湿度６０ＲＨ％（以下「Ｎ／Ｎ」とも称する。）
温度２３℃／湿度５ＲＨ％（以下「Ｎ／Ｌ」とも称する。）
出力紙、出力画像は以下のとおりとし、各環境で１００万枚の評価を行った。
紙            ＣＳ−８１４（８１．４ｇ／ｍ２）
キヤノンマーケティングジャパン株式会社）
画像形成速度  ７０枚（Ａ４）／分
耐久画像      日本画像学会テストチャートＮｏ．８（画像比率１５％）
（ＢＷ画像ををＣｙａｎ／ＷｈｉｔｅにＡｄｏｂｅ：ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ（登録商標）で変換した画像）
印刷枚数        １００万枚
【００９０】
（感度評価）
評価は、上記の画像形成装置を用いて「Ｎ／Ｎ」環境で行った。感光体の表面電位は、感光体の軸方向位置の中央部を測定した。
画像露光を切った状態で帯電ローラーのＤＣ成分（電圧）を調整して感光体の表面電位を５００Ｖ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、画像露光光を照射し、その照射エネルギーを調整することにより現像器位置の電位を１５０Ｖとした。その際の照射エネルギーにより評価した。
評価結果は比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の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。
【００９１】
Ａ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の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。
Ｂ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の作製した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以上１．１５未満。
Ｃ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１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１．１５以上。  
なお、感度評価に対して、小さいほど良く、ＡまたはＢであれば良好であると判断した。
【００９２】
（耐磨耗性評価）
耐磨耗性の評価方法は、以下のとおりである。
作製直後の感光体の表面層膜厚を感光体の任意の周方向で長手方向９点（感光体の長手方向中央を基準として、０ｍｍ、±５０ｍｍ、±９０ｍｍ、±１３０ｍｍ、±１５０ｍｍ）、及び前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点の平均値を算出、さらに２本の感光体の平均値で評価した。
測定方法は、２ｍｍのスポット径で感光体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膜厚を算出した。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、表面層の屈折率は前述した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。
【００９３】
膜厚測定後、画像出力耐久評価を行った。その後クリーニング耐久性、ローラー汚れ、ドット再現性、階調性の評価を行った後、感光体を画像形成装置から取り出し、作製直後と同じ位置で膜厚を測定した。そして、作製直後及び画像出力耐久評価後で得られた表面層の平均膜厚から差分を求め１００万枚での磨耗量を算出した。そして、比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の摩耗量に対する比率を求め、相対評価を行った。
【００９４】
Ａ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が６０％以下。
Ｂ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が６０％より大きく７０％以下。
Ｃ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が７０％より大きく８０％以下。
Ｄ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が８０％より大きく９０％以下。
Ｅ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が９０％より大きく１００％未満。
Ｆ‥比較例１で作製した成膜条件Ｎｏ．１１の感光体の表面層の摩耗量に対する各成膜条件にて作製された感光体の表面層の摩耗量の比率が１００％以上。
本評価は、摩耗量の比率が小さいほど良い。比較例２の成膜条件Ｎｏ．１１がコロナ帯電で、Ｅ評価であったので、Ａ〜Ｄを良好とした。
【００９５】
（クリーニング耐久性）
評価は、以下のとおりとした。
画像出力耐久評価後でトナーの載り量が０．５ｍｇ／ｃｍ２のベタ画像を出力した。トナー転写直後の感光体の表面Ａと、トナー転写後にクリーニングを行った後の感光体の表面Ｂにそれぞれ透明なテープ（リンテック（株）社製  スーパーステック）を貼って転写残トナーを採取する。
表面Ａから転写残トナーを採取した透明テープを、テープＡとして、上質紙（ＣＳ−８１４）に貼り付けた。さらに、表面Ｂから転写残トナーを採取した透明テープを、テープＢとして上記の上質紙に貼り付けた。上質紙に貼り付けたテープＡ及びテープＢをＸ−Ｒｉｔｅ分光濃度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ  Ｘ−Ｒｉｔｅ  ５０４）によって画像濃度測定し、次式によりクリーニング耐久性の評価を行った。
【００９６】
テープＡ部のカラー反射濃度計による画像濃度をＤＡとし、テープＢ部のカラー反射濃度計による画像濃度をＤＢとしたときに
（式）：クリーニング耐久性    ＝    〔１−（ＤＢ／ＤＡ）〕×１００（％）
として評価した。
各環境の２本の感光体について同様に評価し、その平均値を求めた。
【００９７】
［評価基準］
Ａ：非常に良好                          （９８％以上）
Ｂ：良好                                （９５％〜９８％未満）
Ｃ：淡色の画像で、僅かに汚れがある      （９２％〜９５％未満）
Ｄ：画像上に汚れとして目に付く          （８９％〜９２％未満）
Ｅ：汚れがかなり目立つ                  （８９％未満）
本評価は平均値が、１００％に近いほど良く、Ｃランク以上で本発明の効果が得られていると判断した。
【００９８】
（帯電ローラ汚れ）
クリーニング状態が劣化した場合に、極小の外添剤等が帯電ローラーに達して、ローラーに付着する。この付着により帯電ローラーの表面状況の変化が、帯電性に影響を与えて、感光体の帯電電位の低下や、不均一を生じさせる。その電位低下及び不均一性が大きくなると画像ムラ等の画像欠陥として現れることから、この帯電ローラー汚れを感光体表面電位として測定、評価を行った。
具体的評価方法は以下の通りである。
「Ｎ／Ｎ」、「Ｎ／Ｌ」各環境で画像出力耐久評価後に、感光体表面電位について評価した。
【００９９】
画像出力耐久評価前に画像露光光を切った状態で帯電ローラーのＤＣ成分（電圧）を調整して、所定の感光体の表面電位に設定する。その時のＤＣ成分（電位）と表面電位の分布を記録しておく。
画像出力耐久評価終了後に、記録していたＤＣ成分（電位）に再調整し、表面電位を測定した。表面電位の測定は、感光体の軸方向中心から等間隔で７点、その各点で周方向を３６０分割で測定した。２本の感光体について同様に測定した。感光体の同じ位置の表面電位について、（画像出力耐久評価前の表面電位）−（画像出力耐久評価後の表面電位）によって差分を計算した。その差分の最大値で評価した。
【０１００】
Ａ：０Ｖ以上３Ｖ未満の電位低下で、画像影響無し
Ｂ：３Ｖ以上５Ｖ未満の電位低下が発生するが画像に目立った影響無し
Ｃ：５Ｖ以上１０Ｖ未満の電位低下が発生し、わずかに画像濃度が低下するが目立った濃度低下ではない
Ｄ：１０Ｖ以上の感光体電位低下が発生し、大きく画像濃度が低下する
本評価は、電位低下無し、即ち０Ｖに近いほど良く、Ｃランク以上で本発明の効果が得られていると判断した。
【０１０１】
（ドット再現性）
評価は、以下のとおりとした。
「Ｎ／Ｎ」、「Ｎ／Ｌ」各環境で画像出力耐久評価後、それぞれの環境の画像形成装置で６００ｄｐｉの画像データで、１画素を３×３ドットで形成するドット画像を作成した。
出力した画像はデジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００（ワイドレンジズームレンズＶＨ−Ｚ１００・キーエンス社製）を用い、ドット１０００個の面積を測定した。ドット面積の個数平均（Ｓ）とドット面積の標準偏差（σ）を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出し、ドット再現性の指標とし、２本の感光体の平均値で評価した。
（式）：ドット再現性指数（Ｉ）＝σ／Ｓ×１００
【０１０２】
［評価基準］
Ａ：Ｉが５．０未満
Ｂ：Ｉが５．０以上７．０未満
Ｃ：Ｉが７．０以上１０．０未満
Ｄ：Ｉが１０．０以上
本評価は、全てのドットが安定して同じ面積で形成されるほど良いので、ドット再現性指数は小さいほど良く、Ｃランク以上で本発明の効果が得られていると判断した。
【０１０３】
（階調性評価）
評価は、以下のとおりとした。
「Ｎ／Ｎ」、「Ｎ／Ｌ」各環境で画像出力耐久評価後、以下の出力画像をそれぞれの環境で出力して評価した。
出力画像として、４５度１７０ｌｐｉ（１インチあたり１７０線）で面積階調ドットスクリーンを用い面積階調（画素点の大きさを変えて濃淡階調する）によって、ベタ画像から白（印刷画素点なし）までの全階調範囲を１８段階に均等配分した階調データを作成した。
【０１０４】
このとき最も濃い階調を１７、最も薄い階調を０として各階調に番号を割り当て、階調段階とした。
画像出力は、画像形成装置及びプリンタドライバのスクリーン処理等の画像処理が行われないように設定して、Ａ３用紙に出力する。
得られた画像を各階調ごとに反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｉｎｃ製：５０４  分光濃度計）により画像濃度を測定した。なお、反射濃度測定では各々の階調毎に３枚の画像を出力し、それら濃度の平均値を算出し、２本のドラムの平均値で評価値とした。
こうして得られた評価値と階調段階との相関係数を算出し、各階調の反射濃度が完全に直線的に変化する階調表現が得られた場合である相関係数＝１．００からの差分を求めた。
【０１０５】
そして、成膜条件Ｎｏ．２で作製した感光体の相関係数から算出される差分（ΔＡ）に対する、各成膜条件にて作製された感光体の相関係数から算出される差分（ΔＢ）との比（ΔＢ／ΔＡ）を階調性の指標として評価した。
Ａ‥差分の比（ΔＢ／ΔＡ）が１．８０以下。
Ｂ‥差分の比（ΔＢ／ΔＡ）が１．８０より大きい。
本評価は、数値が小さいほど階調性が優れており、直線的に近い階調表現がなされていることを示している。Ａランクで本発明の効果が得られていると判断した。
【０１０６】
実施例１及び比較例１、２について、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）、Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度、Ｓｉ＋Ｃ原子密度、Ｈ原子比、Ｈ原子密度、ｓｐ３性、表面自由エネルギー、摩擦係数、表面粗さ（Ｒａ）、クリーニング耐久性、ローラー汚れ、ドット再現性、階調性、耐磨耗性及び感度に関する結果を表４中に示す。
表４の結果より、Ｓｉ＋Ｃ原子密度を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上にすることにより、クリーニング耐久性及びローラー汚れが良化することが解った。また、Ｓｉ＋Ｃ原子密度を６．８１×１０２２原子／ｃｍ３以上にすることにより、クリーニング耐久性及びローラー汚れが更に良好となることが解った。
この結果より、表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度を上記範囲とした感光体を用いることで、クリーニング耐久性及びローラー汚れが良好な画像形成装置が得られることが解った。
【０１０７】
実施例１及び比較例１で作製した感光体の表面粗さＲａ及び表面自由エネルギー、表面摩擦係数とクリーニング耐久性及びローラー汚れには明確な相関は無く、本発明の感光体はクリーニング耐久性及びローラー汚れについて全て良好な結果が得られた。
また、比較例１の成膜条件１４と実施例１から表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上であって、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．６１以上にすることでドット再現性及び階調性が良好となることが解った。
さらに、比較例１の成膜条件１５と実施例１から表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上とした上でＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．７５以下にすることで、光吸収が抑制され、感度が良好となることが解った。
【０１０８】
同じ表面層（成膜条件Ｎｏ．１１）の比較例１（帯電ローラーを使用）と比較例２（コロナ帯電器を使用）との比較から、コロナ帯電に比べて、帯電ローラーの方がクリーニング耐久性の劣化が激しいことが分かる。
この結果より、本発明のＳｉ＋Ｃ原子密度を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上とし、表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．６１以上０．７５以下の範囲とした感光体を用いることで、接触帯電である帯電ローラーを用いた表面層変質に厳しい条件でも、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ、ドット再現性、階調性及び感度に優れた感光体が得られ、良好な画像出力が使用期間を通じて得られる優れた画像形成装置が得られることが分かった。
【０１０９】
【表４】
2011138006.tif 000006
【０１１０】
＜実施例２＞
実施例１と同様に、円筒状基体上にａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、上記表１に示す条件で下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を下記表５に示す条件とした。
【０１１１】
【表５】
2011138006.tif 000007
【０１１２】
実施例２により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。それら結果を実施例１の成膜条件Ｎｏ．８と合わせて表６中に示す。
表６の結果より、表面層のＨ原子比を０．３０以上にすることにより、光吸収が抑制されたため感度が良化した。また、表面層のＨ原子比を０．４５以下にすることにより、耐磨耗性が更に良化した。
この結果より、Ｓｉ＋Ｃ原子密度を６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上とし、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．６１以上０．７５以下とした上で、表面層のＨ原子比を上記範囲とすることで、優れた画像形成装置が得られることが分かった。具体的には、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ感度及び耐摩耗性が良好な感光体が得られ、使用期間を通じて良好な画像出力ができる画像形成装置が得られることが分かった。
【０１１３】
【表６】
2011138006.tif 000008
【０１１４】
＜実施例３＞
表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を下記表７に示す条件とした以外は、実施例１と同様にしてａ−Ｓｉ感光体を作成した。
【０１１５】
【表７】
2011138006.tif 000009
【０１１６】
実施例３により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。それら結果を、実施例１の成膜条件Ｎｏ．４、５及び７とを合わせて表８中に示す。
表８の結果より、表面層のｓｐ３性を０．７０以下にすることにより、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ耐摩耗性が向上した感光体が得られ、良好な画像出力が使用期間を通じて可能な、優れた画像形成装置が得られることが分かった。
そして、今回確認できた表面層のｓｐ３性が０．２０以上０．７０以下の範囲では、更にクリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ耐摩耗性が、更に向上した感光体が得られ、使用期間を通じて良好な画像出力ができる優れた画像形成装置が得られた。
【０１１７】
【表８】
2011138006.tif 000010
【０１１８】
＜比較例３＞
実施例１と同様に、円筒状基体上に帯電ａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、上記表１に示す条件で下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を高周波電力を下記表９に示す条件とした。
【０１１９】
【表９】
2011138006.tif 000011
【０１２０】
比較例３により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。それら結果を、実施例１の成膜条件Ｎｏ．４、１０及び実施例２の成膜条件Ｎｏ．２０、２１と合わせて表１０中に示す。
表１０の結果より、表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上、且つ、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．６１以上０．７５以下、さらにＨ原子比が０．３０以上０．４５以下の感光体を用いることにより優れた画像形成装置が得られることが分かった。具体的には、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ耐摩耗性及び、ドット再現性、階調性、感度に優れた画像形成装置が得られることが分かった。
更に、ｓｐ３性の範囲を０．７０以下とすることにより更に耐摩耗性が向上した感光体が得られ、使用期間を通じて良好な画像出力ができる優れた画像形成装置が得られた。
【０１２１】
【表１０】
2011138006.tif 000012
【０１２２】
＜実施例４＞
実施例１と同様に、円筒状基体上にａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、上記表１に示す条件で下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を高周波電力を下記表１１に示す条件とした。
【０１２３】
【表１１】
2011138006.tif 000013
【０１２４】
実施例４により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。それら結果を表１３中に示す。
【０１２５】
＜比較例４＞
実施例１と同様に、円筒状基体上にａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、上記表１に示す条件で下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、表面層作製時の高周波電力、内圧、基体温度、ＳｉＨ４流量及びＣＨ４流量を高周波電力を下記表１２示す条件とした。
【０１２６】
【表１２】
2011138006.tif 000014
【０１２７】
比較例４により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。それら結果を表１３中に示す。
実施例４及び比較例４について、評価結果を、実施例１の成膜条件Ｎｏ．７、比較例１の成膜条件Ｎｏ．１３、実施例２の成膜条件Ｎｏ．１６、１７、１９と合わせて表１３中に示す。
【０１２８】
【表１３】
2011138006.tif 000015
【０１２９】
表１３の結果より、表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上、且つ、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．６１以上０．７５以下、さらにＨ原子比が０．３０以上０．４５以下の感光体を用いることにより優れた画像形成装置が得られることが分かった。具体的には、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ耐摩耗性及び、ドット再現性、階調性、感度に優れた画像形成装置が得られることが分かった。
更に、ｓｐ３性の範囲を０．７０以下とすることにより耐摩耗性が特に向上した感光体が得られ、使用期間を通じて良好な画像出力ができる優れた画像形成装置が得られた。
【０１３０】
＜実施例５＞
実施例１と同様に、円筒状基体上にａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、表１４に示す条件で下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行い、光導電層作成時の膜厚を表１５に示す条件とした。また、表面層作製時の成膜条件は実施例１の成膜条件Ｎｏ．５と同じ条件とした。
【０１３１】
【表１４】
2011138006.tif 000016
【０１３２】
【表１５】
2011138006.tif 000017
【０１３３】
実施例５により作製した感光体について、実施例１と同様に、測定及び評価した。
また、成膜条件Ｎｏ．４２を基準としてコストと帯電能を比較した。
【０１３４】
（コスト評価）
評価は、Ｎｏ．４２の製造コストに対する、各々の感光体製造コストの比率で行った。
Ａ：１．０以下
Ｂ：１．０超〜１．４以下
Ｃ：１．４超〜１．８以下
Ｄ：１．８超
本評価は、比率が小さいほど良く、Ａ〜Ｃを良好とした。
【０１３５】
（帯電能評価）
帯電能評価の評価方法は、以下のとおりである。
評価は、画像出力耐久評価の開始前に行った。
実施例１と同じ画像形成装置を用いて「Ｎ／Ｎ」環境で感光体１本の測定を行った。感光体の表面電位は、感光体の軸方向位置の中央部を測定した。
画像露光を切った状態で帯電ローラーのＤＣ成分（電圧）を調整して感光体の表面電位を５００Ｖとなるように設定し、その際のＤＣ成分（電圧）を用いて評価を行った。
評価結果は実施例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体を搭載した場合のＤＣ成分（電圧）を１．００とした相対比較で示した。
【０１３６】
Ａ‥比較例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体でのＤＣ成分（電圧）に対する評価感光体のＤＣ成分（電圧）の比が１．１５以上。
Ｂ‥比較例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体でのＤＣ成分（電圧）に対する評価感光体のＤＣ成分（電圧）の比が１．００以上１．１５未満。
Ｃ‥比較例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体でのＤＣ成分（電圧）に対する評価感光体のＤＣ成分（電圧）の比が０．９７以上１．００未満。
Ｄ‥比較例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体でのＤＣ成分（電圧）に対する評価感光体のＤＣ成分（電圧）の比が０．９３以上０．９７未満。
Ｅ‥比較例５で作製した成膜条件Ｎｏ．４２の感光体でのＤＣ成分（電圧）に対する評価感光体のＤＣ成分（電圧）の比が０．９３未満。  
本評価は、比率が大きいほど良く、Ａ〜Ｄを良好と判断した。
【０１３７】
【表１６】
2011138006.tif 000018
【０１３８】
表１６の結果より、感光体の全層厚さが４０μｍ以上で、帯電能、感度が特に良好な特性となることが分かった。コストも含めて総合的には、感光体の全層厚さは８０μｍ以下が好ましいと判断した。
【０１３９】
＜実施例６＞
ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置を用いて、円筒状基体（直径３０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、厚さ１ｍｍの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム基体）上に下記表１７に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。その際、下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に成膜を行った。表１７の成膜条件をＮｏ．４７とした。
また、感光体の作製本数は、各成膜条件で３本ずつ作製した。
【０１４０】
【表１７】
2011138006.tif 000019
【０１４１】
本実施例の評価で使用した画像形成装置には、図１に示すような本発明の構成の電子写真プロセス部を有する画像形成装置を準備した。より具体的には、キヤノン製デジタル画像形成装置ｉＲ−ＡＤＶ９０７５ＰｒｏのＣｙａｎステーションを改造し、ａ−Ｓｉ感光体の条件に合わせたものである。
帯電ローラー及び現像、転写の各電圧条件及び画像露光のレーザー光量をａ−Ｓｉ系感光体の条件に合わせた。
さらに、クリーナーはクリーニングブレードのみとし、図１記載の、補助ブラシ１００６ｂは、機能しないように措置した。
【０１４２】
作成した感光体を上記の画像形成装置のＣｙａｎステーションに設置した。
その他、条件は、画像形成速度を７５枚（Ａ４）／分とする以外は、実施例１と同様に画像出力耐久評価を行った。
その他の評価に関しても、画像形成装置を変更した以外は、実施例１と同様に、測定及び評価した。
評価結果は、表１９に実施例７と共に示す。
【０１４３】
＜実施例７＞
実施例６と同様に、円筒状基体上に下記表１８に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。表１８の成膜条件をＮｏ．４８とした。
本実施例では、実施例６の画像形成装置の帯電ローラーをファーブラシ帯電器（ロールタイプ）とし、図３（ａ）のような構成に電子写真プロセス部を改造した装置を用いた。ファーブラシ帯電器３０１３は、感光体３００１とのニップが１ｃｍ幅となるように設置した。
使用したファーブラシ帯電器３０１３は、繊維径１０μｍ、繊維密度２００本／ｍｍ２で、樹脂繊維（ＰＥＴ）にカーボンを分散し、抵抗をａ−Ｓｉ系感光体用に調整したものを用いた。
画像形成装置を変更した以外は、実施例１と同様に、測定及び評価した。評価結果は、表１９に実施例６と共に示す。
【０１４４】
【表１８】
2011138006.tif 000020
【０１４５】
【表１９】
2011138006.tif 000021
【０１４６】
表１９の結果より、小径の感光体で、プロセスサイクル（帯電から次回の帯電までの時間）が短く、近接放電を受ける回数が増えても、表面層のＳｉ＋Ｃ原子密度が６．６０×１０２２原子／ｃｍ３以上、且つ、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．６１以上０．７５以下の感光体を用いることにより優れた画像形成装置が得られることが分かった。具体的には、クリーニング耐久性及びローラー汚れが抑制され、かつ耐摩耗性及び、ドット再現性、階調性、感度に優れた画像形成装置が得られることが分かった。
また、接触帯電器は、帯電ローラーだけでなく、ファーブラシであっても同様の良好な結果が得られた。
【０１４７】
＜実施例８＞
実施例１と同様に、円筒状基体上に下記表２０に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。表面層は、実施例２の成膜条件Ｎｏ．１８と同じにした。
ただし、実施例１で用いた評価用の画像形成装置のキヤノン製デジタル画像形成装置ｉＰ−Ｃ７０００ＶＰを改造して、感光体の回転速度、すなわち円周の線速度を変更できるようにした。またそれに合わせて、電子写真プロセスの各速度も調整して、毎分当たりの出力枚数を変更できるようにした。
上記の画像形成装置のＣｙａｎステーションに感光体を設置し、表２１に示すような線速度２５０ｍｍ／秒から７５０ｍｍｍｍ／秒までの各条件で画像出力耐久評価を行った。線速度を変更した以外は、実施例１と同様に、測定及び評価した。その結果は表２２中に示す。
【０１４８】
【表２０】
2011138006.tif 000022
【０１４９】
【表２１】
2011138006.tif 000023
【０１５０】
【表２２】
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【０１５１】
表２２の結果より、感光体の線速度が、６００ｍｍ／秒以下で特に良好なクリーニング耐久性が得られた。３００ｍｍ／秒未満で、ドット境界がやや揺らいだように観測され、そのためドット面積のバラツキが増加し若干、標準偏差が若干大きい結果となった。そのため、評価Ｎｏ．８−１のドット再現性がＢとなった。したがって、総合的には３００ｍｍ／秒以上６００ｍｍ／秒以下で良好な結果が得られた。
【０１５２】
＜実施例９＞
実施例１と同様に、円筒状基体上に上記表２０に示す条件でａ−Ｓｉ感光体を作製した。
表面層は、実施例２の成膜条件Ｎｏ．１８と同じとし、その時の成膜条件をＮｏ．４９とした。
ただし、評価用の画像形成装置は、キヤノン製デジタル画像形成装置ｉＰ−Ｃ７０００ＶＰのＣｙａｎステーションの帯電ローラーを図３（ａ）のようにファーブラシに改造したものを用いた。ファーブラシ帯電器３０１３は、実施例７と同じものを用いた。
ファーブラシ帯電器３０１３は、感光体とのニップが１ｃｍ幅からなるように設置して用いた。
それ以外は、実施例１と同じとした。それらの結果を表２３中に示す。
【０１５３】
＜実施例１０＞
実施例９と同じａ−Ｓｉ感光体を作製した。
本実施例では、評価用の画像形成装置を図３（ｂ）に示すように感光体３００１の回転方向の上流側にファーブラシ帯電器３０１３を、下流側に帯電ローラー３０１２を、各々１本、合計２本の接触帯電器を設置できるように改造したものを用いた。
帯電ローラー３０１２は実施例１と同じものを用い、実施例１と同じように設置した。また、ファーブラシ帯電器３０１３は実施例９と同じものを用い実施例９と同様に設置した。
それ以外は、実施例１と同様に評価した。それらの結果を表２３中に示す。
【０１５４】
【表２３】
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【０１５５】
表２３の結果から、実施例９のように帯電装置にファーブラシを用いた場合も、実施例２（Ｎｏ．１８）と同様に良好な結果が得られた。また、実施例１０のように帯電ローラーとファーブラシの両方を用いた場合も、同様に良好な結果が得られた。接触帯電器を２本つけたことで、２本合計のＤＣ電圧で比較した帯電能が帯電ローラーのみやファーブラシ帯電器のみに比べて若干、良い傾向を示したのでＡ＋と表記した。
【符号の説明】
【０１５６】
１００１‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥感光体
１００３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥露光装置
１００４‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥現像装置
１００４ａ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥現像スリーブ
１００５‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥転写装置
１００６‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥クリーニング装置
１００６ａ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥クリーニングブレード
１００６ｂ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥補助ブラシ
１００７‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥前露光装置
１０１２‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥帯電装置
１０１２ａ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥帯電ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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