(57)【要約】【課題】帯電能の向上と帯電能ムラの低減、及び高耐久性を高次元で両立し、画像品質を飛躍的に向上させた電子写真装置を提供する。【解決手段】除電、帯電、潜像露光、現像、転写の各手段を備えた電子写真装置であって、帯電手段が接触帯電手段であり、感光体の移動方向に沿って複数配置され、感光体が、シリコンを母体とし少なくとも水素原子及び／又はハロケ゛ン原子を含有した非単結晶材料からなる光導電層と、シリコンと炭素を母体とし、周期律表第１３族原子を含有した非単結晶材料からなる上部阻止層と、少なくとも炭素を構成要素として持つ−非単結晶材料からなる表面層とを含み、該表面層のタ゛イナミック硬度が４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）であること、を特徴とする電子写真装置。【選択図】　図１
2004077650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除電、帯電、潜像露光、現像、及び転写の各手段を備えた電子写真装置であって、
前記帯電手段が接触帯電手段であり、感光体の移動方向に沿って複数配置され、
前記感光体が、
シリコンを母体とし少なくとも水素原子及び／又はハロゲン原子を含有した非単結晶材料からなる光導電層と、
シリコンと炭素を母体とし、周期律表第１３族原子を含有した非単結晶材料からなる上部阻止層と、
少なくとも炭素を構成要素として持つ非単結晶材料からなる表面層とを含み、該表面層のダイナミック硬度が４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）であること、
を特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記複数の帯電手段が、感光体の移動方向上流側に導電性ローラー帯電器、下流側に磁気ブラシ帯電器を備えた構成である請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記構成の帯電手段において、感光体表面が上流側の帯電器直下を通過してから、下流側の帯電器直下に到達するまでの時間Ｓ（ｓ）と、前記上部阻止層の膜厚ｔ（μｍ）との関係ｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）が１０以下である、請求項２に記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記現像が反転現像である請求項１ないし３のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記上部阻止層において、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の範囲が、０．０５≦Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）≦０．６である請求項１ないし４のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記上部阻止層において、シリコン原子と炭素原子の和に対する周期律表第１３族原子の含有量が１００原子ｐｐｍ以上３００００原子ｐｐｍ以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記上部阻止層の膜厚が０．０１μｍ以上１μｍ以下である請求項１ないし６のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項８】
前記上部阻止層が水素原子を含有しており、膜厚方向における水素原子の濃度が表面層側に向かって漸減している請求項１ないし７のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項９】
前記表面層と前記上部阻止層との間に、シリコン原子と炭素原子の組成が両層の間の値で膜厚方向で連続的に変化する組成遷移領域を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１０】
前記表面層が、少なくともシリコンと水素を含んでおり、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が、０．７以上である請求項１ないし９のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１１】
前記表面層が、少なくとも水素を含む非晶質炭素膜からなる請求項１ないし９のいずれかに記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁波に対して感受性のある電子写真感光体を用い、被記録画像に対応した静電潜像を、現像剤により現像して用紙等に記録する電子写真装置に関するものである。特に、電子写真感光体としてアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと表記する）感光体を用い、帯電方法として複数の接触帯電部材を用いたことを特徴とする電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像形成分野において、感光体における光受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害であること等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真感光体の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。
【０００３】
この様な点に優れた性質を示す光導電材料にａ−Ｓｉがあり、電子写真感光体の光受容部材として注目されている。
【０００４】
このような感光体は、一般的には、導電性基体を　５０℃〜３５０℃に加熱し、該基体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、基体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
【０００５】
例えば、特開昭５７−１１５５５６号公報には、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記載されている。更に、特開昭６０−６７９５１号公報には、ａ−Ｓｉ、炭素、酸素及び弗素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１６１号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と　４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
【０００６】
また、特開昭６２−０２８７６４号公報には、電荷ブロッキング層、光導電性層、中間層、表面改質層からなる感光体において、周期表第１３族又は第１５族原子がドープされ且つ炭素原子、窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも１種を含有するアモルファス水素化及び／又はフッ素化シリコンからなる中間層をもつ感光体が開示されている。また、特許第２５６６７６２号公報には、第１５族原子含有ａ−Ｓｉからなるキャリア注入阻止層、ａ−Ｓｉからなるキャリア輸送層、ａ−ＳｉＣからなるキャリア発生層および表面層を順次積層した負帯電用電子写真感光体を得る技術が開示されている。
【０００７】
これらの技術により、電子写真感光体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【０００８】
前記ａ−Ｓｉ感光体を帯電する方法としては、コロナ帯電を用いたコロナ帯電方式、導電性ローラーを用い直接放電で帯電を行なうローラー帯電方式、磁性粒子等により接触面積を十分にとり、電荷を感光体表面に直接注入することにより帯電を行なう注入帯電方式などがある。中でも、コロナ帯電方式やローラー帯電方式は放電を用いるために感光体表面に放電生成物が付着しやすい。加えてａ−Ｓｉ感光体は有機感光体などに比べてはるかに高硬度な表面層を持っているために放電生成物が表面に残存しやすく、高湿環境下などで水分の吸着によって放電生成物と水分が結合して表面を低抵抗化させ、表面の電荷が移動しやすくなって画像流れ現象が発生する場合がある。そのため、表面の摺擦方法や感光体の温度管理方法など、様々な工夫が必要となる場合があった。
【０００９】
これに対して、前記注入帯電方式は放電を積極的に用いることはせずに、感光体表面に接触した部分から直接電荷を注入する帯電方式であるために前記の画像流れといった現象は発生しにくい。
【００１０】
また、接触帯電である注入帯電方式は、コロナ帯電方式が電流制御型であるのに対し、電圧制御型であるため、帯電電位のムラを比較的小さくしやすいというメリットがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【００１２】
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。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更なる向上とともに、帯電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばすことが求められている。
【００１３】
例えば、フルカラー複写機における帯電、現像などの最も一般的な組み合わせとして、カラートナーとしては材料選択の範囲が広いネガトナー、潜像の制御性が高く高画質にしやすいイメージ露光（画像部を露光する方法）が考えられ、その際感光体には負電荷を帯電させる必要がある。ａ−Ｓｉ系材料で構成された電子写真感光体を負帯電用電子写真感光体として用いた場合、正孔に比べて移動度が高い電子を主たるキャリアとすることが出来るため光感度が大となり高性能化が期待できること、また負帯電が一般的である有機感光体用の電子写真プロセスと、同様のプロセスを流用しやすい可能性があることなど、利点が大きいと考えられる。反面、正帯電で用いる場合に比べて表面層側からの電荷の注入が比較的起きやすく、帯電能が得にくいことなどの欠点が予想される。よって、上部阻止層を設けて表面からの電子の注入を出来るだけ阻止することが望ましく、この上部阻止層を如何に改善させるかが特性向上のカギを握っている。
【００１４】
特に、近年の電子写真装置の高速度化、小型化に伴い、帯電装置の小型化、被複写物が複写プロセスを通過する速度（以下、プロセススピードと称する）の増加が進行し、帯電器内及び潜像露光における感光体の通過時間が短くなり、高帯電能、高感度な感光体への要求が高まっており、ますます上部阻止層の重要性が増している。よって、この上部阻止層は感光体特性に与える影響が大きいため、注意深く作成しなければならない。
【００１５】
また、前述したように種々のメリットを持つ注入帯電方式であるが、例えば磁気ブラシを用いた注入帯電方式では、帯電部材による感光体表面の研磨が進みやすく、表面層の作成方法を慎重に選ばないと、表面層の削れ量が大きくなったり、削れムラによる感度ムラが生じるなどの弊害が起こる恐れがあり、注意が必要である。
【００１６】
加えて、フルカラー複写機においては、極めて帯電ムラの小さい複写プロセスが要求されるが、前述した上部阻止層の作成時の工夫で感光体の帯電能ムラを抑え、且つ前述した電圧制御型である注入帯電方式を用いても、なお一層の帯電ムラ抑制が望まれているのが現状である。
【００１７】
また、高画質化に向けては、光メモリーに対する要求も厳しくなっている。像露光による光メモリーを抑えるためには、通常帯電器の手前に除電光源を設置し、比較的強露光を用いて大量のキャリアを発生させることにより光メモリーをなくす方法が取られる。しかしこの除電光によるキャリアが帯電電荷を消費してしまうため、例えばコロナ帯電のように電流制御型の場合には、光メモリーを消すために除電光の光量を増やすと、帯電能が低下してしまう。よって一般的には光メモリーと帯電能との間にはトレードオフに近い関係がある。
【００１８】
また、電圧制御型の接触帯電の場合でも、帯電時間が短くなれば、与えられる電荷の量に限界が生じることがあり、やはり除電光の光量に応じて帯電能が低下する場合が生じる。近年の高速化への要求は非常に強く、高速化によって更に帯電能を向上させにくいのが現状であり、光メモリーを低減させつつ、高い帯電能を達成できる複写プロセスが望まれてきた。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の諸問題を解決し、高画質、高耐久、高速の複写プロセスであって、帯電ムラやゴーストがなく、削れムラによる感度ムラが起こりにくく、帯電能が高く高コントラストな複写プロセスを実現するために、鋭意検討した結果、接触帯電手段を複数配置し、更に感光体の作成条件、特に上部阻止層と表面層の作成条件を最適化することで、上記の目的を良好に達成しうることを見出し、本発明に至った。
【００２０】
即ち、本発明の電子写真装置は、除電、帯電、潜像露光、現像、及び転写の各手段を備えた電子写真装置であって、
前記帯電手段が接触帯電手段であり、感光体の移動方向に沿って複数配置され、前記感光体が、
シリコンを母体とし少なくとも水素原子及び／又はハロゲン原子を含有した非単結晶材料からなる光導電層と、
シリコンと炭素を母体とし、周期律表第１３族原子を含有した非単結晶材料からなる上部阻止層と、
少なくとも炭素を構成要素として持つ非単結晶材料からなる表面層とを含み、該表面層のダイナミック硬度が　４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）であること、
を特徴とする。
【００２１】
加えて、前記複数の帯電手段が、感光体の移動方向上流側に導電性ローラー帯電器、下流側に磁気ブラシ帯電器を備えた構成であることが好ましい。
【００２２】
加えて、前記構成の帯電手段において、感光体表面が上流側の帯電器直下を通過してから、下流側の帯電器直下に到達するまでの時間Ｓ（ｓ）と、前記上部阻止層の膜厚ｔ（μｍ）との関係ｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）が、１０　以下であることがより好ましい。
【００２３】
加えて、前記現像が反転現像であることが好ましい。
【００２４】
加えて、前記上部阻止層において、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の範囲が、０．０５≦Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）≦０．６であることが好ましい。
【００２５】
加えて、前記上部阻止層において、シリコン原子と炭素原子の和に対する周期律表第１３族原子の含有量が　１００原子ｐｐｍ以上　３００００原子ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
加えて、前記上部阻止層の膜厚が０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
加えて、前記上部阻止層が水素原子を含有しており、膜厚方向における水素原子の濃度が表面層側に向かって漸減していることが好ましい。
【００２８】
更に、前記表面層と前記上部阻止層との間に、シリコン原子と炭素原子の組成が両層の間の値で膜厚方向で連続的に変化する組成遷移領域を含むことが好ましい。
【００２９】
加えて、前記表面層が、少なくともシリコンと水素を含む構成とすることもできる。この場合、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が、０．７以上とすることが好ましい。
【００３０】
また、前記表面層が、少なくとも水素を含む非晶質炭素膜からなる構成とすることもできる。
【００３１】
（作用）
本発明者らは、注入帯電方式と、負帯電用ａ−Ｓｉ感光体との組み合わせにおいて、更に高画質、高耐久を実現するために、様々な電子写真プロセス、様々な感光体製造条件を組み合わせ、鋭意検討した。
【００３２】
その結果、電子写真プロセスとしては、注入帯電の前に更に帯電部材を置いた多段接触帯電とすること、また感光体としては、上部からの電荷注入を阻止し且つ必要な電荷の通過を妨げない上部阻止層への改良、磁気ブラシなどによる摺擦にも殆ど削れない高硬度な表面層への改良などを組み合わせて行なうことにより、高い帯電能と極めて小さい電位ムラの両立が図れ、また削れや表面抵抗低下による画像不良、感度ムラ、光メモリ等の抑制も同時に図れ、高画質と高耐久性との高い次元での両立が可能となることを見出した。
【００３３】
前述したように、負帯電用ａ−Ｓｉ感光体を用いると、主たるキャリアを電子とすることが出来るため、キャリア移動度を高くすることができる。光感度はこのキャリア移動度と正の相関を示し、一方、光メモリーは負の相関を示す。一般に電子写真プロセスでは光メモリーは低い方がよい。そのため、高感度化や光メモリーの低減が達成できる可能性があり、高性能化が期待できる。しかしデメリットとして、表面側からの電荷注入を阻止するのが難しく、帯電電圧を正帯電より高くすることが難しい、暗減衰が悪い点、帯電極性が負になるために、オゾンの影響を受けやすく、画像流れ特性が悪化しやすい点が指摘されてきた。
【００３４】
よって、これらを改善するために、上部阻止層の改良や帯電方法の改良などを個別に行ってきた。つまり、上部阻止層を改良することによって、上部からの電荷注入を抑え且つ光生成キャリアの走行などをスムーズにし、帯電能の向上、暗減衰の低減、光メモリーの抑制を実現してきた。また、接触帯電、特に注入帯電を用いることにより、電位ムラを抑え且つ表面のオゾン生成物による低抵抗化を抑えてきた。
【００３５】
しかし、前述したようにフルカラープロセスなどにおける近年の高画質化への要求の高まりから、更なる帯電性向上、更なる帯電能ムラの低減、光メモリーの低減など、電子写真特性のもう一段の改善が必要となってきた。
【００３６】
そこで本発明者らは除電光によるキャリアの挙動に着目した。ａ−Ｓｉ感光体では光メモリーを消すために除電光を使用することが多く、この除電光によるキャリアのムラや、キャリアの吐き出しムラ（帯電電荷が膜中に作る電界によってキャリアが膜中を移動する度合いのムラ）が帯電ムラに影響する場合が生じる。この現象を抑えるためには、主たる帯電の前に、除電光によって生じたキャリアを十分に吐き出させるための帯電器を設けることが考えられるが、近年の高いレベルの要求に答えられるレベルには必ずしもならない場合が生じてきた。つまり、帯電器による工夫だけでは限界があり、感光体を含めた総合的な改善が必須となってきた。
【００３７】
そこで本発明者らは上部阻止層の特性に着目し、上部阻止層を、シリコンと炭素を母体とし周期律表第１３族原子を含有した非単結晶材料で作成することにより、キャリアの膜中の走行性が向上し、キャリアの吐き出しが効率よく行なわれ、帯電ムラが更に小さくなることを見出した。このことにより、帯電器と感光体との総合的な改善が実現した。即ち、上部阻止層の組成を最適化し、帯電器を複数の接触帯電器からなる多段構成と組み合わせることで、前段の帯電器による除電光キャリアの吐き出しが極めて効率よく行なわれるようになり、帯電能ムラが激減がすることを見出した。
【００３８】
しかし、このように接触帯電を多段階で設けると、それだけ研磨力が大きくなり、高硬度なａ−Ｓｉ感光体といえども、削れが生じ、耐久性が低下したり、削れムラが生じれば感度ムラが起こったりクリーニング不良が起こったりする可能性が出てきてしまう。
【００３９】
そこで、本発明では、表面層を炭素を母体とする非単結晶物質で作成し、そのダイナミック硬度を　４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）の範囲にすることで、削れと研磨力、クリーニング性との絶妙なバランスを実現した。この結果、高耐久で削れムラなどが起こらず、且つオゾン生成物の付着による画像流れも起こさず、クリーニング不良も起こさないことが判った。
【００４０】
以上のように、上部阻止層の材質の最適化、表面層の材質と硬度の最適化、帯電方法の最適化を組み合わせることで初めて、従来の負帯電用ａ−Ｓｉ感光体を用いた複写プロセスにおける問題点を全て解決することが出来、上記のプロセスがもつポテンシャルを最大限に発揮できることを見出し、本発明に至った。
【００４１】
この際、感光体の移動方向上流側の接触帯電器としては導電性ローラー帯電器を、下流側には磁気ブラシ帯電器を備えた構成の帯電手段が、帯電特性がよく、帯電能ムラ抑制効果が高く、研磨力と画像流れ抑制効果とのバランスが極めて優れており、より好ましいことが判った。この理由としては以下のように考えている。
【００４２】
磁気ブラシ帯電器を用いる時には、磁性粒子担持体を感光体とカウンター方向に移動させた方が帯電性の点から好ましいが、このように磁性粒子による感光体の摺擦がカウンター方向になる場合、感光体表面の磨耗量はかなり大きくなる。これを２段にすると磨耗量がきわめて大きくなってしまい、好ましくない可能性がある。しかし磁性粒子コート量を減らして摺擦力を低減させると、それと同時に磁性粒子担持体自体の帯電能が低下し、場合によっては帯電能ムラが発生したり、磁気ブラシの掃きムラ（画像上に現れるブラシで掃いた跡）が発生してしまう可能性がある。特に、感光体の移動方向に対して最も下流にある帯電手段に帯電能ムラが生じると、感光体表面に一様な帯電を施すことが難しくなり、出力画像に影響を及ぼしやすくなる。よって、下流側の磁気ブラシ帯電器はコート量を下げることが出来ないため、上流側も磁気ブラシの場合には、コート量を減らさねばならず、上流側の帯電効果が低下してしまう。
【００４３】
以上の問題は、上流側を導電性ローラーにすることで解決できることがわかった。即ち、導電性ローラーにすることで磁気ブラシ帯電器に比べて研磨力を減らすように調整することは容易であり、磁気ブラシと組み合わせることで研磨力と帯電特性とのバランスをとりやすい。この際、放電によるオゾン生成物の付着が懸念されるが、下流側にある磁気ブラシ帯電器の研磨力によって除去することが可能であり、表面に残留する可能性が低くなる。また、上流側をコロナ帯電器とする場合と比較してもメリットが多い。即ち、導電性ローラー自体にも研磨力はあり、またオゾン生成物の生成量もコロナ帯電より少なく有利である。また、除電光キャリアの吐き出しをさせる際にも、定電流型であるコロナ帯電よりも吐き出しムラを少なくすることが出来る。
【００４４】
このことから、複数の帯電手段が移動方向上流側に導電性ローラー帯電器、下流側に磁気ブラシ帯電器を組み合わせた２段構成の帯電手段である場合、本発明の効果がより好適に得られる。
【００４５】
また、この２段構成の帯電手段の時間的な間隔と、感光体の上部阻止層の膜厚との間に、一定の関係がある場合に、本発明の効果が更に好適に得られるため好ましいことが判った。具体的には、、感光体表面が上流側の帯電器直下を通過してから、下流側の帯電器直下に到達するまでの時間Ｓ（ｓ）と、上部阻止層の膜厚ｔ（μｍ）との間の関係ｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）が、１０以下であることがより好ましい。この理由に関しては、全てが判明しているわけではないが、以下のように考えている。
【００４６】
ａ−Ｓｉ感光体を用いた複写プロセスにおいては、光メモリを打ち消すために除電光を用いることが多い。感光体が除電光源直下に達すると、感光体中には大量のキャリアが生じるが、表面に電荷が殆どないためにキャリアはドリフト（電界による移動）しない。次に感光体は前段の帯電器直下に達するが、この際に表面が帯電され、除電光キャリアはドリフトを開始する。このとき、キャリアのドリフト速度は例えばボルツマン分布のような統計的な分布を持っていると思われる。
【００４７】
負帯電感光体の場合、光導電層中で発生したキャリアのうち表面側にドリフトするキャリアは正孔（ホール）であり、電子に比べて移動度が小さいのでドリフトしにくく、上部阻止層中を如何にスムーズにドリフトさせるかが重要である。よって、上部阻止層の膜厚が極端に厚ければ、全てのキャリア、即ち統計的分布を持ったキャリアのうち、テール部分も含めて殆どのキャリアが表面の電荷を打ち消さないうちに、下流側の帯電器によって帯電が開始される場合が発生する。このような場合には、除電光により発生したキャリアの吐き出しムラが残ってしまうと考えられる。よって、膜厚はある程度薄い方が好ましい。また、同様にキャリアの流れから考えると、２つの帯電器直下を通過する時間間隔が短いと、キャリアの吐き出しムラが残ってしまうことが考えられる。以上のことから、膜厚が厚いほど、帯電器間の距離が短いほど、プロセススピードが速いほど、全ての除電光キャリアがドリフトしきる確立が低くなり、ムラに対して不利になることが判る。
【００４８】
つまり、上部阻止層の膜厚ｔ（μｍ）に比例し、２つの帯電器を通過するための時間Ｓ（ｓ）に反比例する形、即ちｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）の形で、全ての除電光キャリアがドリフトし終わる限界のようなもの（ドリフト速度分布のテール部分に求められる最低速度のようなもの）が算出できることになる。すなわち、複写プロセスや感光体の層構成によって決定されるｔ／Ｓの値よりも、実際のキャリアのドリフト速度が、分布のテール部分も含めて上回る速度であれば、全ての除電光キャリアが表面の電荷をキャンセルし終わった後に下流側の帯電が開始されることになり、帯電ムラの抑制効果が最大限に得られると考えられる。
【００４９】
実験の結果、上述したｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）が　１０以下となるように、帯電器の位置、プロセススピード、上部阻止層の膜厚の組み合わせを設定すれば、除電光キャリアの吐き出しムラに起因すると思われる帯電能ムラが殆どなく、極めて均一な帯電が得られることが判明した。この値は、本来の上部阻止層中の正孔の移動度（平均値）から考えると大きな（遅い）値であるが、実際には光導電層と上部阻止層との界面の影響、生成されるキャリアの発生分布及び移動度の分布の影響などがあるために、理論値から導くことは難しく、実験的にしか求められなかったと考えられる。また、このキャリアの流れに関しては、除電光の強さや帯電条件にはあまり大きくは依存しないことがわかった。よって、除電光強度や帯電条件が通常の範囲の条件であれば、キャリアの吐き出しムラの抑制は、上述したｔ／Ｓの値にのみ大きく依存し、その値を　１０以下にすることで本発明の効果が更に好適に得られる。
【００５０】
また、本発明では反転現像を用いることで本発明の効果がより好適に得られることが判った。反転現像では、光の当たった部分が現像されるので、画像部を露光するイメージ露光法（以下、ＩＡＥという）が用いられる。逆に非画像部（背景部）を露光する方式はバックグラウンド露光法（以下、ＢＡＥという）と呼ばれ、この場合は正現像が用いられる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
本発明の目的とするムラの低減に関しては、特にフルカラー画像などの高画質化を考えた場合、濃度ムラが最も目立ちやすい低濃度部のムラを低減させることが最も重要である。そこで本発明では帯電能のムラ（特に周方向ムラ）を極限まで押さえ込む構成を見出した。このとき、ＢＡＥと正現像の組み合わせを用いた場合には、低濃度部は露光によって電位が下がっている部分であり、この値は感度に大きく影響される。勿論、帯電電位Ｖｄが均一化されれば、露光部電位の均一性も向上することは期待できるが、低濃度部のムラは、帯電能ムラよりも、感光体が持つ感度ムラの方がより大きく影響する。
【００５２】
一方、ＩＡＥと反転現像の組み合わせであれば、低濃度部は帯電電位Ｖｄに近い部分であり、帯電電位Ｖｄのムラを極限までなくすことが出来れば、低濃度部のムラが低減できることになる。即ち、本発明の構成である帯電方式と感光体からなる電子写真方式においては、ＩＡＥと反転現像の組み合わせを用いた場合が最も好ましく、このことによりハーフトーン濃度均一性を高くでき、またかぶりに対するラチチュードも広くでき、最も濃度ムラが目立つ低濃度部のムラが高い次元で抑えられ、本願の効果がより期待できるため、より好ましい。
【００５３】
また、本発明の上部阻止層は、母体となるシリコン原子と炭素原子の組成比を適切に定めた上で、更にドーパントとして機能する周期律表第１３族原子の含有量を適切に添加することで、阻止能の向上による帯電能の更なる向上、帯電能ムラの抑制、光メモリーの低減など、電子写真特性の更なる向上が期待でき、より好ましい。
【００５４】
具体的には、シリコン原子と炭素原子との和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の範囲が、０．０５≦Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）≦０．６とすることが望ましい。この範囲に設定して膜の作成を行なうことで、阻止能が高く、その他の電子写真特性に関しても良好な膜にすることが可能となる。これよりも炭素含有量を大きくすると、残留電位の上昇が生じたり、また伝導型の制御性が低下する。また、これ以上炭素含有量を小さくすると、暗抵抗が低くなって阻止能が低下することがあるため、注意を要する。より好ましくは０．１以上０．５以下、最適には０．１５以上０．４以下が最も好ましい。
【００５５】
また、具体的な第１３族原子の含有量としては、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、好ましくは膜中の濃度がシリコン原子に対して１００原子ｐｐｍ以上３００００原子ｐｐｍ以下となるように導入すればよい。１００原子ｐｐｍ未満になると、電子に対する阻止能が十分に得られない場合がある。このような観点から、望ましくは５００原子ｐｐｍ以上がより好ましい。また、３００００原子ｐｐｍを超えると、帯電能ムラの改善効果が小さくなることがある。改善効果を最大限に得るためには１００００原子ｐｐｍ以下がより好ましい。
【００５６】
また、この上部阻止層の厚さに関しては、前述した帯電器間の時間的な関係以外にも、最適な条件が存在する。具体的には、０．０１μｍ以上でないと阻止能の向上が期待できず、一方１μｍ以下でないと残留電位が抑えにくくなる場合が生じる。よって、０．０１μｍ以上１μｍ以下、更に望ましくは０．０２μｍ以上０．５μｍ以下、最も望ましくは０．０５μｍ以上０．３μｍ以下が好ましい。
【００５７】
また、この上部阻止層が水素原子を含有しており、その含有量が表面側で少なくなるように分布していることが好ましい。このようにすることで膜の密着性向上が図れ、より好ましい。このメカニズムについては以下のように考えている。
【００５８】
上部阻止層は、シリコンと炭素とを母体とし、その価電子制御を行なうために大量の第１３族原子、例えばボロン原子を含有する。ボロン原子を大量に含有させると剥がれが生じやすくなる場合がある。これは、ボロンが３配位原子であるために結合がゆがんでしまうためであると考えているが詳しくは不明である。このように大量のボロンを混入して作成した場合、上部阻止層と表面層が感光体から剥がれ、剥がれた膜が金粉のように見える現象が、非常にまれにではあるものの、作成条件によっては発生することがあった。
【００５９】
そこで本発明者らは、この応力を緩和するには、膜中に含有する水素原子の濃度を表面に向かって漸減させるようにすることで実現可能であることを突き止めた。水素は結合の終端原子として考えられており、３配位のボロンが大量に混入することによる結合の歪みを水素が緩和し、その緩和具合が光導電層や表面層の持つ応力との組み合わせと相まって、効果的に機能していると考えられるが、厳密な応力測定や結合の仕方の解析は難しく、詳しくは不明である。
【００６０】
このように、膜中の水素原子の濃度を表面側に漸減するように作成することで、応力を緩和し、剥がれの発生を全くなくすることが可能となり、より好ましい。
【００６１】
具体的に本発明のように水素原子の濃度を表面側に漸減させるためには、上部阻止層作成時に、基体の加熱温度を徐々に上げればよい。ただし、急激に上げると逆にひずみが導入されてクラックの原因になったりするため、好ましくない。シリコンと炭素の組成比にもよるが、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．１５〜０．４程度であれば、上部阻止層の開始時と終了時の温度差が５〜３０℃程度、温度変化の速度が３℃／ｍｉｎ以下程度が好ましい。
【００６２】
また、同様に応力の緩和を目的として、シリコンと炭素の組成を連続的に変化させる組成遷移領域を設けてもよい。この場合は周期律表第１３族原子の濃度は一定でもよいが、より好ましくは基体側から表面側に向かって増加させた方が望ましい。即ちシリコンが多い場合には、第１３族原子の量は少なくても価電子制御が可能であるが、炭素が多い場合では第１３族原子の濃度を高くしなければならないためである。応力も勘案して決定すればよい。
【００６３】
本発明の表面層に関しては、炭素を母体とした非単結晶物質からなる表面層とすることにより、高硬度で滑り性もよく、不活性で酸化などの化学変化をしにくく、多段の接触帯電を用いた本発明の電子写真装置を実現するうえで非常に重要である。ここでいう非単結晶物質とは、主に非晶質からなる物質を指すが、部分的に微結晶や多結晶などを含んでいてもよい。
【００６４】
この表面層は、少なくともシリコンと水素を含んでいてもよく、またこの場合には、シリコン原子（Ｓｉ）と炭素原子（Ｃ）の和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の範囲を適切に設定する方が好ましい。具体的には、シリコン原子と炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を、０．７以上の範囲にすることが好ましい。この範囲に設定することで、前述した硬度、滑り性、化学的安定性が高まる上、０．７以上とすることで、表面層の抵抗値を適切な範囲内とすることが出来る。このことにより、例えば高抵抗化による感光体中のキャリアの停留による残留電位増加などを防止することが出来、良好である。
【００６５】
また、表面層が、少なくとも水素を含む非単結晶炭素膜からなっていてもよい。非単結晶炭素膜とすることにより、非晶質炭化シリコンに比べて更に高硬度化が実現可能である。また、非単結晶炭素膜は、それ自体が持つ表面自由エネルギーが極めて小さく、よって下地に付着して成長する際には下地の凹凸を少なくする方向で成長するため、最表面が滑らかになる。よって、クリーニング制御性を向上させることが出来、良好である。また、表面自由エネルギーが低いということは、物質が付着しにくいということであり、オゾン生成物が付着しにくく、画像流れが起こりにくいというメリットもある。
【００６６】
以上のような改善によって、本発明は、多段の接触帯電と電子写真感光体の改良による帯電能向上と帯電ムラの抑制を高い次元で両立し、画像品質を飛躍的に向上させつつ、高寿命感光体によるメンテナンス頻度の劇的な低減を同時に達成することの出来る電子写真装置を提供する。加えて、光メモリーの低減、画像流れ防止などによって画像品質を飛躍的に向上させ、前記した従来技術における諸問題の全てを解決し、極めて優れた画像品質、耐久性及び耐環境性を有する電子写真装置を提供する。
【００６７】
以下、図面に従って本発明の電子写真装置について詳細に説明する。
【００６８】
図１は電子写真装置の画像形成プロセスの一例を示す概略図であって、感光体１０１　が回転して矢印方向に時計まわりに複写操作を行なう。感光体　１０１　の周辺には、導電性ローラー帯電器　１０２、注入帯電方式の磁気ブラシ帯電器　１０３、現像器　１０４、転写紙供給系　１０５、転写帯電器　１０６（ａ）、分離帯電器　１０６（ｂ）、クリーニングユニット　１０７、搬送系　１０８、除電光源　１０９　等が配設されている。
【００６９】
以下、さらに具体的に画像形成プロセスを説明すると、感光体　１０１　はローラー帯電器　１０２　によりプリチャージされ、次に主帯電器である磁気ブラシ帯電器　１０３　によって一様に帯電される。次にレーザーユニット　１１８　から発せられ、ミラー　１１９　を経由した光によって静電潜像が形成され、この潜像に現像器　１０４　からネガ極性トナーが供給されてトナー像が形成される。レーザーユニット　１１８　の制御には、ＣＣＤユニット　１１７　からの信号が用いられる。即ち、ランプ　１１０　から発した光が原稿台ガラス　１１１　上に置かれた原稿　１１２　に反射し、ミラー　１１３、１１４、１１５　を経由し、レンズユニット　１１６　のレンズによって結像され、ＣＣＤユニット　１１７　によって電気信号に変換された信号が導かれている。
【００７０】
一方、転写紙供給系１０５を通って、レジストローラー１２２によって先端タイミングを調整され、感光体１０１方向に供給される転写材Ｍは高電圧を印加した転写帯電器１０６（ａ）と感光体１０１の間隙に於て背面から、トナーとは逆極性の正電界を与えられ、これによって感光体表面のネガ極性のトナー像は転写材Ｍに転写する。次いで、高圧ＡＣ電圧を印加した分離帯電器１０６（ｂ）により、転写材Ｍは転写搬送系１０８を通って定着装置１２４に至り、トナー像が定着されて装置外に搬出される。
【００７１】
感光体　１０１　上に残留するトナーはクリーニングユニット　１０７　のクリーニングブレード　１２１　によって回収され、残留する静電潜像は除電光源　１０９　によって消去される。
【００７２】
図２は、本発明において好適に用いられる画像形成装置の帯電過程部分について模式的に示した説明図である。図２では、ａ−Ｓｉ感光体ドラム　２０１　に対して、回転方向上流側の帯電器として導電性ローラー（帯電器）　２０２　を、下流側の帯電器として注入帯電方式の磁気ブラシ帯電器　２０３　を用いた。
【００７３】
磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性粒子を直接マグネットあるいは、マグネットを内包するスリーブ上に磁気的に拘束させ、停止、あるいは、回転しながら感光体に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電が開始される。本発明で好適に使用される磁気ブラシ帯電器２０３は、内部に固定マグネット２０４が設けられ、回転自在の非磁性の帯電スリーブ２０５上に、磁性粒子規制手段（ブレード）２０７によって規制された帯電用磁性粒子２０６が磁界によってブラシ状に形成されて、非磁性スリーブ２０５の回転にともない帯電用磁性粒子２０６が搬送される。上記帯電スリーブ２０５に、帯電電圧を印加することにより、帯電用磁性粒子２０６から電荷が感光ドラム２０１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。
【００７４】
上記帯電スリーブ　２０５　は感光体　２０１　に対し順方向、或いはカウンター方向に回転させることが出来、また感光体　２０１　との相対速度はいかようにも設定することが出来るが、感光体の表面層の硬度、感光体の設定寿命、磁性粒子の設定寿命、帯電能、掃きムラの有無などの諸特性を総合的に勘案して決定される。具体的には、本発明の炭素を母体とする非単結晶材料からなり、本発明の硬度を持つ表面層を用いた場合、例えば感光体　２０１　の回転速度　３００ｍｍ／ｓに対し磁気ブラシ帯電器　２０３　をカウンター方向に　３６０ｍｍ／ｓで回転させた場合、上記のような諸特性が良好であることが確認された。
【００７５】
磁気ブラシ帯電器　２０３　は、磁性粒子規制手段（ブレード）２０７　とスリーブ　２０５　の間隔を狭めることによって磁性粒子のコート量を減らすことにより、摺擦力を減らし感光体の寿命を延ばすことが出来る。一方で、同時に磁性粒子と感光体との接触点が減少するために帯電器の帯電能も低下するため、摺擦力と帯電能を勘案して決定される。本発明においては、帯電手段が多段構成となっており、帯電能としてはある程度補うことが可能である。
【００７６】
帯電用磁性粒子としては、平均粒径が　１０〜１００μｍ、飽和磁化が２．５×１０−２〜３．１×１０−１Ｗｂ／ｍ２　（２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ３）、抵抗率が　１０２〜１０１０Ω・ｃｍのものが好ましい。帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗率の小さいものを用いる方が良いが、感光ドラムにピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１０６Ω・ｃｍ以上のものを用いることがより好ましい。
【００７７】
実際に実施例で用いたものについて挙げると、例えば、帯電用磁性粒子はフェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ない、平均粒径は　２５μｍ、飽和磁化は　２．５×１０−１Ｗｂ／ｍ２（２００ｅｍｕ／ｃｍ３）、抵抗率は５×１０６Ω・ｃｍ程度のものが好適に用いられる。本実施例において用いた帯電用磁性粒子　２０６　は、その抵抗値は、底面積が　２２８ｍｍ３の金属セルに帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後　６５０ｋＰａ（６．６ｋｇｆ／ｃｍ２）で加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定した。
【００７８】
帯電ローラー　２０２　は導電性芯金　２０８、弾性体層　２０９、表面層　２１０　とを備えている。芯金　２０８　は、鉄、アルミニウム、ステンレス、などが好適に使用可能である。弾性体層　２０９　は、ウレタン、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンの３元共重合体）、などのソリッド又は発泡ソリッド弾性体に、カーボンや、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどの金属酸化物を加え、体積抵抗率１Ｅ４〜１Ｅ１３Ω・ｃｍとしたものが好適に使用できる。
【００７９】
表面層　２１０　は、トレジン（商品名）のようなナイロン系の樹脂又は、ポリエチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリプロピレンなどを導電化した合成樹脂皮膜が好適である。抵抗値は内側の弾性体の抵抗より大きい値であることが望ましい。それにより電子写真感光体の表面にピンホールがあっても、電流が集中して流れ込みにくく、より好ましい。具体的には、例えばウレタンにカーボンを分散し抵抗調整された弾性体層にナイロン系樹脂を導電化した合成樹脂皮膜の表面層を設けた帯電ローラーが好適なものとして挙げられる。帯電ローラー　２０２　は、感光体　２０１　に対して従動し、帯電を行なう。
【００８０】
図３には、カラー画像形成用電子写真装置の一例を示している。このカラー画像形成装置は、装置本体内に例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の可視画像（トナー像）を形成することが出来る第１〜第４の４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄが直線的に配置された構成を有し、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは専用の感光体１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄをそれぞれ含む。各感光体１ａ〜１ｄは図示矢印方向に回転駆動され、その周囲にはそれぞれ専用の画像形成プロセス手段である帯電器２ａ〜２ｄ、像露光装置３ａ〜３ｄ、現像器４ａ〜４ｄ、およびクリーナー５ａ〜５ｄなどが配設されている。
【００８１】
また、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体１ａ〜１ｄの下部には、中間転写体８が複数のローラー間に架張されており、その内部には転写手段６ａ〜６ｄがそれぞれ配設されている。この中間転写体８の移動に伴って各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの転写領域に順次画像が形成される。
【００８２】
更に中間転写体８の下部には、転写ベルト９がローラー間に架張されており、その内部には転写帯電手段　１０　が配設されている。
【００８３】
また、図３において転写ベルト９の右方には給紙部が、左方には定着器７がそれぞれ配置されている。更に、給紙部と転写ベルト８との間には、タイミングを取って記録材Ｍを送給するための一対のレジストローラー　１３　が配置されており、記録材Ｍは給紙部からレジストローラー　１３　を介して転写ベルト８で保持され、中間転写体８上で形成された４色による多重画像が転写帯電手段　１０　の部分で記録材Ｍに転写されたのち、記録材Ｍは転写ベルト９上を移動して定着器７を通り、画像が定着する。
【００８４】
更に詳細に説明すると、第１の画像形成部（ここではＰｄ）では帯電器２ｄによって帯電された感光体１ｄに対してレーザービーム等により原稿画像におけるイエロー成分色の画像情報を走査してイエロー成分色の静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器３ｄにてイエロートナーによって現像されてイエローの可視画像となる。
【００８５】
一方、中間転写体はその間移動しており、第１の画像形成部Ｐｄの感光体１ｄの下側の転写領域において転写帯電手段６ｄの作用により感光体１ｄ上に形成されたイエローの可視画像、即ちトナー像が中間転写体に転写される。このようにイエロートナー像が中間転写体８上に転写されている間に、第２の画像形成部Ｐｃではマゼンタ成分色の静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器３ｃでマゼンタトナー像とされ、中間転写体８が第２の画像形成部Ｐｃの感光体１ｃの下側の転写領域に搬送されるときにはこのマゼンタトナー像が転写領域に移動し、転写帯電手段６ｃの作用により中間転写体８上のイエロートナー像の上に重なった状態で転写される。
【００８６】
以下、第３、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐａにても第１及び第２の画像形成部Ｐｄ、Ｐｃと同様にシアン色、ブラック色の各トナー像が順次形成され、中間転写体８によって搬送され、更に転写ベルト９上を移動してきた記録材Ｍに４色が多重転写されたカラー画像が転写される。
【００８７】
かかる画像形成プロセスが終了すると、記録材Ｍは転写ベルト９より分離されて定着器７に送られ、ここで一括定着されることによって所望のフルカラー画像が得られる。また、転写が終了した各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体１ａ〜１ｄはクリーナー５ａ〜５ｄで残留トナーが除去され、引き続き行なわれる次の静電潜像形成に備える。
【００８８】
図４は、本発明の製造方法によって作成された電子写真感光体の好適な層構成の一例を説明するための模式的構成図である。
【００８９】
図４（ａ）の電子写真感光体は、基体　４０１　の上に、下部阻止層　４０２、シリコンを母体とする光導電層　４０３、シリコンと炭素を母体とする上部阻止層　４０４、炭素を母体とする非単結晶材料からなる表面層　４０５　がこの順で設けられている。
【００９０】
上部阻止層　４０４　には光導電性は必ずしも要求されるものではなく、一方で光導電層　４０３　では実現することが出来ない機能が必要とされ、その機能を実現するために光導電層　４０３　とは明確に異なった作成方法が取られるのは言うまでもない。一方、表面層　４０５　と比較すると、これに必要とされる硬度、オゾンに対する耐久性などは必ずしも要求されるものではなく、一方で表面層　４０５　では実現することの出来ない機能が要求され、その機能を実現するために表面層　４０５　とは明確に異なった作成方法が取られることも言うまでもない。
【００９１】
図４（ｂ）は、他の層構成を説明するための模式的構成図である。図４（ａ）に示す電子写真感光体では光導電層　４０３　が一層構成であるのに対し、図４（ｂ）では光導電層を２つの領域に分けた点が異なる。例えば上部領域　４０７　には光キャリア生成効率が高く、欠陥の少ない良質膜を用い、下部領域　４０６　にはキャリアの膜中走行性を上げることに特化した膜を用いるなど、層設計の自由度を向上させることが可能となる。
【００９２】
また、図４（ａ）、（ｂ）のいずれに於いても、下部阻止層　４０２　は必須の構成ではなく、必要に応じて省略してもよい。また、各層の界面は必ずしも急峻で明確な界面である必要はなく、特に光の干渉が生じ易いレーザーによる露光を用いる場合には、界面において組成を滑らかに変化させて明確な界面を作らないようにする方が望ましい。
【００９３】
〈基体〉
本発明において使用される基体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等の導電性基体が挙げられる。また、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、セラミック等の電気絶縁性材料の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した導電性基体も用いることができる。
【００９４】
本発明に於いて使用される基体　４０１　の形状は平滑表面あるいは微少な凹凸表面を有する円筒状または無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの電子写真感光体を形成し得るように適宜決定する。電子写真感光体としての可撓性が要求される場合には、基体　４０１　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できる。しかしながら、基体　４０１　は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は　１０μｍ以上とされる。
【００９５】
〈光導電層〉
本発明に於いて、光導電層　４０３　は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、所望の特性を有する感光体を製造するに当たっての条件の制御が比較的容易であることからグロー放電法が好適であり、特にＶＨＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
【００９６】
グロー放電法によって光導電層　４０３　を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るシリコン含有ガスを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該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てある所定の基体　１０１　上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。
【００９７】
また、本発明において、光導電層　４０３　作成時に、水素原子（Ｈ）供給用ガス、又は／及びハロゲン原子（Ｘ）供給用ガスを導入することで、光導電層　４０３　中に水素原子または／及びハロゲン原子を含有させることも出来る。これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性の向上が期待出来、より好ましい。
【００９８】
本発明において使用されるシリコン含有ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、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。
【００９９】
そして、形成される光導電層　４０３　中に水素原子やハロゲン原子を構造的に導入し、これらの終端原子の導入割合の制御を容易にする目的で、これらのガスに更にＨ２あるいは水素原子を含む珪素化合物のガス、ハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物等、所望量を混合してもよい。また、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差し支えないものである。
【０１００】
光導電層　４０３　中に含有される水素原子または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば基体　４０１　の温度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【０１０１】
また、これらのガスの他に、希釈ガスとして希ガスを用いてもよく、単独或いは他の希釈ガスと混合して用いても構わない。
【０１０２】
本発明においては、光導電層　４０３　に伝導性を制御する原子を導入する事ができ、さらに分布させても良い。
【０１０３】
前記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、ｐ型伝導特性を与える周期律表第１３族に属する原子（以後「第１３族原子」と略記する）又は／及びｎ型伝導特性を与える周期律表第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。
【０１０４】
第１３族原子としては、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）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。
【０１０５】
第１５族原子としては、具体的には、窒素（Ｎ）、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【０１０６】
第１３族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望ましい。
【０１０７】
例えば第１３族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣｌ３、ＴｌＣｌ３等も挙げることができる。
【０１０８】
第１５族原子導入用の原料物質も同様に、ガス状のもの又は容易にガス化しうるものが望ましい。
【０１０９】
例えば第１５族原子導入用の原料物質として具体的には、燐原子導入用としては、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化燐、ＰＦ３、ＰＣｌ３等のハロゲン化燐等が挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＦ５、ＡｓＣｌ３、ＳｂＨ３、ＳｂＦ５、ＢｉＨ３等も挙げることができる。
【０１１０】
光導電層　４０３　に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、原料ガス中にこれらの原子を含むガスを微量添加して調整する。具体的には、例えばＢ２Ｈ６ガスを用いて硼素を添加したい場合には、微量の調整を行ないやすくするためにＢ２Ｈ６ガスをＨ２やＨｅなどで希釈したうえで添加すればよい。具体的な含有量としては、Ｓｉ原子に対して好ましくは５×１０−３〜５０原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０−２〜３０原子ｐｐｍ、最適には５×１０−２〜２０原子ｐｐｍの間で最大含有量及び最小含有量を適宜選択して含有されるのが望ましい。
【０１１１】
さらに本発明においては、光導電層　４０３　に炭素原子及び／または酸素原子及び／または窒素原子を含有させるために、原料ガスに炭素含有ガス、酸素含有ガス、窒素含有ガスを適宜添加してもよい。炭素原子及び／または酸素原子及び／または窒素原子の含有量はシリコン原子、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の和に対して好ましくは１×１０−５〜１０原子％、より好ましくは１×１０−４〜８原子％、最適には１×１０−３〜５原子％が望ましい。炭素原子及び／または酸素原子及び／または窒素原子は、光導電層中に満遍なく均一に含有されても良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分があっても良い。
【０１１２】
本発明において、光導電層　４０３　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適宜所望にしたがって決定され、好ましくは　１０〜５０μｍ、より好ましくは　１５〜４５μｍ、最適には　２０〜４０μｍとされるのが望ましい。層厚が　１０μｍより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となり、５０μｍより厚くなると、光導電層の作製時間が長くなって製造コストが高くなる。
【０１１３】
本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有する光導電層　４０３　を形成するには、Ｓｉ供給用のガスの流量、希釈する場合には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必要である。
【０１１４】
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、通常の場合　１．０×１０−２〜１．０×１０２Ｐａ、好ましくは　５．０×１０−２〜５．０×１０Ｐａ、最適には　１．０×１０−１〜２．０×１０Ｐａとするのが好ましい。
【０１１５】
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、放電電力Ｐ（単位：Ｗ）とシリコン含有ガスの流量Ｆ（単位：ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ））の比Ｐ／Ｆを、最適には２〜３０、好ましくは５〜２０、最適には８〜１５　の範囲に設定することが望ましい。
【０１１６】
さらに、基体　４０１　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、通常の場合、好ましくは　１５０〜３５０℃、より好ましくは　１７０〜３３０℃、最適には　１９０〜３１０℃とするのが望ましい。
【０１１７】
本発明においては、光導電層を形成するためのガス圧、放電電力、基体温度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望ましい。
【０１１８】
〈上部阻止層〉
上部阻止層は感光体が帯電処理をその自由表面に受けた際、自由表面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。そのような機能を付与するために、上部阻止層はある程度以上の高抵抗が要求され、その実現にはａ−Ｓｉ膜に若干の炭素を加えて高抵抗化すると同時に、周期律表第１３族の添加によりホールに対する抵抗を適切な範囲に設定する必要がある。
【０１１９】
本発明において使用されるシリコン含有ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等水素化珪素（シラン類）、またＳｉＦ４等のハロゲンで置換されたシラン誘導体等が有効に使用されるものとして挙げられ、更に膜特性が良好に出来、層作製時に取り扱い易く、供給効率が良い等の点でＳｉＨ４が最も好ましいものとして挙げられる。
【０１２０】
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に膜特性が良好に出来、層作成時に取り扱い易く、ポリマライズしにくい等の点でＣＨ４が最も好ましい。
【０１２１】
また、必要に応じて適当な希釈ガスを用いて希釈してもよい。具体的な希釈ガスとしては、水素、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒなどの希ガスが適当であり、これらを数種類混合して使用してもよい。
【０１２２】
上部阻止層　４０４　の組成、即ちシリコン原子と炭素原子との和に対する炭素原子の比Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の範囲としては、阻止能が高く、その他の電子写真特性に関しても良好な範囲とすることが望ましい。ａ−Ｓｉ膜に炭素を添加していく場合、光を当てたとき、欠陥準位密度が増大しやすくなると考えられる。即ち、初期の欠陥準位密度をＮ０とし、光誘起欠陥の数をΔＮとすると、ΔＮ／Ｎ０は欠陥準位密度の増大率ということになる。この増大率ΔＮ／Ｎ０は、実験的事実から、炭素を微量添加しただけで劇的に増大し、その後減少に転じると考えているが、ΔＮの正確な測定が難しく、現時点では詳しく判っていない。
【０１２３】
本願の範囲はこの減少に転じた後が好ましいと考えられ、且つ価電子制御が可能な範囲が好ましい。具体的には　０．０５≦Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）≦０．６　の範囲が望ましいことが実験的に明らかとなった。これよりも炭素含有量を大きくすると、価電子制御性が低下するため、残留電位の上昇が生じるなどの悪影響が現れることがある。また、これ以上炭素含有量を小さくすると、欠陥準位密度の増大率が多くなったり、暗抵抗が低くなって阻止能が低下することがあると考えられるため、注意を要する。
【０１２４】
このような組成を実現するためには、前述したようなガスを原料ガスとして用いたとき、その流量や混合比率、希釈率、単位ガス流量あたりの電力などを変化させればよい。ただし、プラズマＣＶＤは一般に装置敏感であるため、装置構成や条件によって、一概にどのようにすればどのような組成に出来るとは定まらず、簡易的には光学的測定（赤外吸収、可視光〜紫外光の吸収係数の測定）などを用いて組成を予測し、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）などを利用して定量しながら、条件を変化させることで所望の組成を設計していくことが望ましい。
【０１２５】
また、本発明において上部阻止層中に伝導性を制御する原子を含有させるには、前述したような第１３族原子を含むガスを、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、及び／又は希ガス・水素などの希釈ガスからなる原料ガスに適量添加することで実現される。具体的な第１３族原子の含有量としては、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、好ましくは膜中の濃度がシリコン原子に対して１００原子ｐｐｍ以上３００００原子ｐｐｍ以下となるように導入すればよい。１００原子ｐｐｍ未満になると、電子に対する阻止能が十分に得られない場合がある。このような観点から、望ましくは　５００原子ｐｐｍ以上がより好ましい。また、３００００原子ｐｐｍを超えると、帯電能ムラの改善効果が小さくなることがある。改善効果を最大限に得るためには　１００００原子ｐｐｍ以下がより好ましい。また、添加量の調整の容易性を高めるために適宜希釈ガスと共に添加してもよい。第１３族原子含有ガスの希釈ガスとしては水素ガス、あるいは希ガスが好適である。
【０１２６】
該層に含有される伝導性を制御する原子は、該層中に満遍なく均一に分布されるために、該層作成時に常時一定量を供給しても良いし、あるいは不均一に分布させるために添加するガス流量を時間的に変化させてもよい。しかしながら、いずれの場合にも表面と平行面内方向において、均一な分布で含有させるために、作成時のガス分布を均一化するように注意する。
【０１２７】
本発明において、上部阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られることから好ましくは　０．０１〜１．０μｍ、より好ましくは　０．０３〜０．７μｍ、最適には　０．０５〜０．５μｍとされるのが望ましい。層厚が　０．０１μｍより薄くなると、表面からの電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電能が得られなくなり、１．０μｍより厚くすると、光導電層からのホールの吐き出し効率が悪くなって感度、シフト、ゴースト、残留電位などの電子写真特性が低下する。
【０１２８】
本発明において上部阻止層を形成するには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積法、即ち高周波を用いたプラズマＣＶＤ法が採用される。その際、本発明の効果を最大限に得るためには、放電に用いる高周波をＶＨＦ帯の周波数とすることが最も好ましい。また、これまでに述べた堆積条件に加え、反応容器内の圧力、基体の温度などを適宜設定することが必要である。
【０１２９】
反応容器内のガス圧は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、ＶＨＦ帯の高周波を使用する場合　１．０×１０−２〜５．０×１０２Ｐａ、好ましくは　５．０×１０−１〜５．０×１０Ｐａ、最適には　１．０×１０−１〜２．０×１０Ｐａとするのが好ましい。
【０１３０】
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、放電電力（Ｐ、単位：Ｗ）の、Ｓｉ供給用のガスとＣ供給用のガスの合計の流量（Ｆ、単位：ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ））に対する比Ｐ／Ｆを、ＶＨＦ帯の高周波を用いる場合１〜４０、好ましくは３〜３０、最適には５〜２０　の範囲に設定することが望ましい。
【０１３１】
さらに、基体　４０１　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、通常の場合、好ましくは　１５０〜３５０℃、より好ましくは　１７０〜３３０℃、最適には　１９０〜３１０℃とするのが望ましい。
【０１３２】
特に、本発明においては上部阻止層の作成時に温度を変化させることで、上部阻止層に含有される水素原子の量を表面側に向かって漸減させることにより、応力の急激な変化が起こりにくく、クラックや剥がれの抑制効果が期待できるため最も望ましい。水素原子の含有量を表面側で減少させるためには、表面側に向かって温度を徐々に上昇させることで実現できる。上部阻止層の開始時と終了時との温度差は、あまり温度差がありすぎても逆に応力の差が生じ、温度差がなさ過ぎると効果が見られない。具体的には、上部阻止層の作成開始時と終了時における温度の差を５℃〜３０℃程度にすればよく、開始時から終了時にかけてなだらかに温度を変化させることが望ましい。
【０１３３】
本発明においては、上部阻止層を形成するため、シリコン含有ガスと炭素含有ガスの混合比、伝導性制御物質を含有するガスの添加量、反応容器内のガス圧、放電電力、基体温度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、これらの層作製ファクター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上部阻止層を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて各層作製ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
【０１３４】
〈表面層〉
本発明においては、上述のようにして基体　４０１　上に形成された光導電層　４０３、上部阻止層　４０４　の上に、更に炭素を母体とする非単結晶材料の表面層　４０５　を形成することが望ましい。この表面層　４０５　は、主に耐研磨性、耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性において本発明の目的を達成するために設けられる。
【０１３５】
表面層　４０５　は、例えば、炭素を母体とし、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更にシリコン原子を含有するアモルファス材料（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）が好適に使用可能である。あるいはこれに更に窒素原子、酸素原子のうち１つ以上の原子を添加してもよい。また、炭素を母体とし、水素及び／又はハロゲンを含む材料である非単結晶炭素（ａ−Ｃ：Ｈ，Ｘ）も好適に用いられる。
【０１３６】
本発明に於いて、その目的を効果的に達成するために、表面層　４０５　は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、電子写真感光体の生産性から光導電層と同等の堆積法によることが好ましい。
【０１３７】
例えば、グロー放電法によってａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘよりなる表面層４０５を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガスまたは／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得る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、該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光導電層４０３、上部阻止層４０４を形成した基体４０１上にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。
【０１３８】
本発明の目的を達成し得る特性を有する表面層　４０５を形成するには、基体　４０１の温度、反応容器内のガス圧、ガス種とその混合比、ガス流量、高周波の周波数と電力等のパラメータを適宜設定することにより、ダイナミック硬度（ＤＨＴ　１１５）を　４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）になるようにすればよい。４９００Ｎ／ｍｍ２（５００ｋｇｆ／ｍｍ２）未満とすると削れ量の点で望ましくなく、また　１２７５０Ｎ／ｍｍ２（１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）より大きいと表面性が変化してクリーニング性が悪化する場合が生じるため望ましくない。
【０１３９】
基体　４０１　の温度（Ｔｓ）は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは　１５０〜３５０℃、より好ましくは　１７０〜３３０℃、最適には　１９０〜３１０℃とするのが望ましい。
【０１４０】
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、通常の場合、好ましくは１×１０−２〜２×１０２Ｐａ、好ましくは５×１０−２〜５×１０Ｐａ、最適には１×１０−１〜２×１０Ｐａとするのが好ましい。
【０１４１】
好適に使用できるガスとしては、前述した上部阻止層の作成時に使用可能なガスが挙げられるが、特にＳｉＨ４、ＣＨ４が好適であり、希釈ガスとしては水素、Ｈｅ、Ａｒが最適であって、適宜希釈して使用してもよい。
【０１４２】
放電パワー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、例えばａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘであれば、放電電力（Ｐ、単位：Ｗ）と、シリコン含有ガスと炭素含有ガスの合計流量（Ｆ、単位：ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ））との比Ｐ／Ｆを、５〜５０　の範囲に設定することが望ましい。また、非単結晶炭素膜においては、Ｐ／Ｆ（炭素含有ガス流量）は　１５〜１５０　の範囲に設定することが望ましい。また、周波数としては、３０ＭＨｚ以上のＶＨＦ帯と呼ばれる周波数帯が好ましく、２５０ＭＨｚ以下程度が様々な扱いやすさの点で好ましい。また、複数のＶＨＦ帯の周波数を同一電極に重畳して定在波による放電ムラを抑制することが膜の均一性を向上させる上で最も好ましい。
【０１４３】
本発明においては、表面層を形成するための基体温度、ガス圧、放電パワー、周波数等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表面層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望ましい。
【０１４４】
このほかに、本発明の感光体においては、前記基体４０１と前記光導電層４０３との間に、前述した上部阻止層とは逆極性のキャリアが基体側から注入するのを阻止するため、下部阻止層を設ける方がより好ましい。この下部阻止層の作成方法は上部阻止層と同様にシリコン含有ガスと炭素含有ガスを用いて作成してもよく、また炭素含有ガスに替えて窒素含有ガス、酸素含有ガスなどを適宜組み合わせるなどして阻止能と密着性向上を図ってもよい。また、炭素、窒素、酸素などを適宜組み合わせて添加した高抵抗型の阻止層でも良いが、周期律表第１５族を含有するガスを適宜添加することでｎ型半導体として、正孔の注入を阻止してもよい。
【０１４５】
次に、電子写真用感光体を作成するための装置及び膜形成方法について詳述する。
【０１４６】
図５は、ＶＨＦ帯の高周波を好適に使用できる堆積膜形成装置の一例であって、円筒状基体　５０１　の上に電子写真用感光体を好適に堆積することが出来る装置の模式的な構成図である。
【０１４７】
図５（ａ）は、カソード電極　５０４　を反応容器　５０２　外に設置し、反応容器　５０２　内に複数の円筒状基体　５０１　を設置する構成としたアモルファスシリコン感光体製造装置である。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図を示している。
【０１４８】
図５に示す装置は、２つの高周波電源　５０７　及び　５０８　から発振された２種類の周波数を持つ高周波電力をマッチングボックス　５０９　で合成し、高周波電力分岐部　５１３　の給電点に印加し、反応容器　５０２　の外部に設置された複数のカソード電極　５０４　から反応容器　５０２　内に電力を供給し、反応容器　５０２　内にプラズマを生起し堆積膜を形成する構成である。このような構成とすることで、ＶＨＦの短い波長に起因する電極上ないしは基体上に現れる定在波の影響を実質的になくす事が出来、膜の均一性を飛躍的に向上させることが可能である。
【０１４９】
カソード電極　５０４　から放出される高周波電力を反応容器　５０２　に効率良く導入するために、円筒形の反応容器　５０２　の側壁には誘電体であるセラミックスが用いられている。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。これらのうち、真空処理時の不純物混入抑制、耐熱性等の点からアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素が好ましい。
【０１５０】
さらに、図５に示す反応装置は反応容器　５０２　内に６本の円筒状基体　５０１　が同一円周上に等間隔に設置される構成となっている。円筒状基体　５０１　の本数は図５においては６本であるが、反応容器と円筒状基体の径に応じて任意に変えることが可能である。また、ガスを導入するガス導入管　５０３　が円筒状基体の配置円外の同一円周上等間隔に６本設置されている。このガス導入管に関しても、ガスを均等に供給することが出来れば任意の数にすることが出来る。
【０１５１】
また、高周波電力分岐部　５１３　と各カソード電極　５０４　の接続にはコンデンサーを介して接続してもよい。
【０１５２】
図５の装置を用いた場合の堆積膜形成の概略を以下に説明する。
【０１５３】
まず、反応容器　５０２　内に円筒状基体　５０１　を設置し、不図示の排気装置により排気管を通して反応容器　５０２　内を排気する。続いて、不活性ガスを流しながらヒーター（不図示）により円筒状基体　５０１　を　２００℃〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【０１５４】
円筒状基体　５０１が所定の温度となったところで、不図示のガス供給及び調整手段を介して、原料ガスを反応容器　５０２内に導入する。その後、不図示の排気コンダクタンス制御手段を用いて、反応容器　５０２内の圧力が　０．０５〜４０Ｐａの間、好適には　０．１〜２０Ｐａの所定の圧力に設定する。反応容器　５０２内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電力を高周波電源　５０７及び　５０８よりマッチングボックス　５０９を介してカソード電極　５０４へ供給する。これにより、反応容器　５０２内に２つの異なる周波数の高周波電力が導入され、反応容器　５０２内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上に堆積膜が形成される。堆積膜形成中、回転軸　５１０を介して円筒状基体　５０１をモーター　５１１により所定の速度で回転させることにより、円筒状基体　５０１表面全周に渡って堆積膜が形成される。
【０１５５】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、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、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【０１５６】
高周波電源５０７、５０８は、好ましくはＶＨＦ帯の周波数を発振するものが好適である。周波数が低すぎるとデポレートが低くなり、また高すぎると高周波の伝播が装置に適合しなくなってくる。よって、ある程度の範囲内の周波数の電力を出力できる方が望ましい。特に、各々の発振周波数の関係が、例えば高周波電源５０７が第１の高周波（周波数ｆ１、電力値Ｐ１）を供給する第１の高周波電源、５０８が第２の高周波（周波数ｆ２、電力値Ｐ２）を供給する第２の高周波電源とした場合、
３０ＭＨｚ≦ｆ２＜ｆ１≦２５０ＭＨｚ
０．１≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．９
とすることで、デポレート、特性、ムラ抑制の観点からバランスが最も好ましく、好適である。
【０１５７】
特にこのような高い周波数の高周波で作成した上部阻止層においては、正孔の移動度が高く、好ましい。また、このような高い周波数の高周波で作成した表面層は、硬度、透明度、共に高く出来、より好ましい。よって、このような高い周波数の高周波を用いて、大面積で均一な膜堆積を行なうためには上述したような範囲の２つの高周波を重畳する技術を使用することが最も好ましい。
【０１５８】
また、第１の高周波電源にはｆ１よりも低く、ｆ２よりも高いカットオフ周波数特性をもつハイパスフィルターを設けてもよい。また、同様に第２の高周波電源にはｆ２よりも高く、ｆ１よりも低いカットオフ周波数特性をもつローパスフィルターを設けてもよい。それらの周波数選択性は高い方が、それぞれの高周波電源に回り込む他方の電力が小さく出来、より好ましい。
【０１５９】
また、前記周波数の範囲が　５０ＭＨｚ以上の場合には堆積速度が更に速くなるのでより好ましい。
【０１６０】
また、前記電力の範囲が
０．２≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．７
となる場合がより好ましく、更に電力比の上限がｆ２／ｆ１になるように設定すると、放電の安定性が高まるため最も好ましい。
【０１６１】
また、前記周波数の範囲が、
０．５＜ｆ２／ｆ１≦０．９
の範囲に設定するのが、より高い定在波抑制効果を得られるのでより好ましい。
【０１６２】
また、図５のような装置の場合、例えば電極毎にｆ１、ｆ２を単独で給電する方法が考えられるが、より好ましくは、ｆ１、ｆ２を同一の棒状電極の同一方向から給電することが望ましい。実際にはｆ１とｆ２とを合成（重畳）した後、分岐を経て各々のカソード電極に同一方向から均等に給電する。このような構成にすることで、定在波の抑制効果がより有効に得られるため、好ましい。
【０１６３】
【実施例】
以下に本発明を実験例、実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【０１６４】
《実験例１》
図５に示す真空処理装置を用い、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１に示す条件で下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層の順に膜の堆積を行って電子写真感光体を作成した。
【０１６５】
図５の装置を用いた堆積膜形成は概略以下の通りとした。
【０１６６】
まず、不図示の排気装置により排気管　５０５　を通して反応容器　５０２　を排気した。続いて、不図示の原料ガス供給手段より反応容器　５０２　中に　１０００ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）のＨｅを供給しながら不図示の発熱体により基体を　１９０℃になるように加熱・制御した。
【０１６７】
次いでＨｅの供給を停止し、反応容器　５０２　を不図示の排気装置により排気したあと、表１に示した堆積膜形成条件にしたがって、アルミニウムシリンダー上に電子写真感光体を堆積させた。なお、上部阻止層の作成時には、密着性向上を狙って成膜中にヒーターの設定温度を　３０℃上昇させた。
【０１６８】
また、上部阻止層と表面層との間は、レーザーによる干渉を防止するために組成をなだらかに変化させた変化領域を設けてある。堆積レートと変化時間から換算して、およそ　１００ｎｍ程度と見積もられる。また、高周波電源としては周波数の異なる２つの電源（１００ＭＨｚと　６０ＭＨｚ）を用い、それぞれの電力を１：１で重畳して堆積膜を形成した。膜堆積中は基体ホルダーを回転させ、周方向でムラが生じないように満遍なく膜を堆積させた。
【０１６９】
堆積膜形成後、反応容器　５０２　をＡｒにてパージしたあと、Ｎ２ガスでリークして堆積膜を取り出した。
【０１７０】
また、これとは別に、表１に示したそれぞれの層のみについて同一の条件で膜を堆積させたサンプルを作成した。この単層サンプルは各々定量分析を行ない、この結果をもとに電子写真感光体の各層の成分を推定した。表１の条件では、上部阻止層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．３であり、ボロン量はＳｉに対して約３０００ｐｐｍであり、表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．７であることが、作成した膜の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって判明している。
【０１７１】
【表１】
2004077650.tif 000003
作製した感光体を、電子写真装置を元にした空回転機（キヤノン製ｉＲ−５０００　を実験用に負帯電システムに改造し、現像器、クリーナー、転写材などを取り去った物）にセットして、電位特性の評価を行なった。
【０１７２】
帯電器としては、導電性ローラ帯電器（移動方向上流側）と磁気ブラシ帯電器（移動方向下流側）とを用いた。２つの帯電器が為す角度を　２５度とした。
【０１７３】
磁気ブラシ帯電器には−５５０Ｖの直流電圧を印加し、更に交番電圧（１．２ｋＶｐｐ、１．０ｋＨｚ）を印加した。
【０１７４】
帯電用磁性粒子はフェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ない、平均粒径は　２５μｍ、飽和磁化は　２．５×１０−１Ｗｂ／ｍ２（２００ｅｍｕ／ｃｍ３）、抵抗値は　１．９×１０６Ωであった。なお、抵抗値は、底面積が　２２８ｍｍ３の金属セルに帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後　６５０ｋＰａ（６．６ｋｇｆ／ｃｍ２）で加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定した。また、導電性ローラーには−１０００Ｖの電圧を印加した。なお、導電性ローラ帯電器の材質は、芯金としてはステンレスを用い、弾性体層としては、ウレタンなどを主に用いた発泡ソリッド弾性体に、カーボン、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどの金属酸化物を加えたものであり、体積抵抗率は１Ｅ４〜１Ｅ１３Ω・ｃｍとしたものを用いた。
【０１７５】
この際、プロセススピードは　２００〜７００ｍｍ／ｓとした。このことにより、ｔ／Ｓは最大で　８．０２μｍ／ｓであった。また除電光に波長　６６０ｎｍのＬＥＤを用い、それぞれのプロセススピードにおける光量を４　ｌｘ・ｓとした。帯電能の測定は、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社　Ｍｏｄｅｌ　３４４）の電位センサーにより感光体の表面電位を測定し、この値を帯電能とした。また、この帯電能を軸方向に　１８点測定し、軸方向、周方向をあわせて面内における帯電能のムラを評価した。
【０１７６】
以上、得られた結果を図６、図７に示す。
【０１７７】
《比較実験例１》
実験例１で作製した感光体を、実験例１と電子写真装置を元にした空回転機にセットして、電位特性の評価を行なった。
【０１７８】
帯電器としては、コロナ帯電器、磁気ブラシ帯電器、の２通りで行なった。
【０１７９】
コロナ帯電器は帯電器幅　３３ｍｍ、グリッド電圧−６００Ｖとし、帯電ワイヤーに流す一次電流は−１５００μＡ程度とした。また、磁気ブラシ帯電器には−５５０Ｖの直流電圧を印加し、更に交番電圧（１．２ｋＶｐｐ、１．０ｋＨｚ）を印加した。磁性粒子の抵抗値は　１．９×１０６Ω、他の条件も実験例１と同じであった。
【０１８０】
この際、プロセススピードは　２００〜７００ｍｍ／ｓとし、除電光に波長　６６０ｎｍのＬＥＤを用い、それぞれのプロセススピードにおける光量を４　ｌｘ・ｓとした。
【０１８１】
以上のような構成で、実験例１と同様に帯電能、帯電能ムラを評価した。
【０１８２】
得られた結果を、実験例１の結果とあわせて図６、図７に示す。
【０１８３】
図６には、プロセススピードに対する帯電能の推移を示している。３種類の帯電器とも、プロセススピードが　２００ｍｍ／ｓの時の帯電能（全ての帯電器とも、４００Ｖ前後）を１とし、この値に対する増減を相対値で示してある。コロナ帯電器では、プロセススピードの増加と共に帯電能が減少していく。これは帯電器が定電流型であって、電荷量がプロセススピードで決まる帯電器の通過時間との積になるため、通過時間が減ることにより帯電能が単調に減少してしまう。これに対し、接触帯電方式である磁気ブラシ帯電器、導電性ローラー＋磁気ブラシ帯電器では、定電圧型のため、プロセススピードに対する依存性が極めて小さい。加えて、接触帯電方式では、プロセススピードが遅くなると帯電能が逆に落ちてしまう。これは感光体の暗減衰がａ−Ｓｉ系の感光体では比較的大きいためである。
【０１８４】
また、磁気ブラシ帯電器だけの場合に比べ、実験例１の導電性ローラー＋磁気ブラシの系では、プロセススピードが　２００ｍｍ／ｓのときよりも大きく帯電能が向上している。これは多段式の帯電器を用いたことによるものと思われる。つまり、導電性ローラーによって前露光キャリアが十分に吐き出され、磁気ブラシ帯電器による帯電が非常に効率よく行なわれたためと考えられる。
【０１８５】
また、図７は、プロセススピードに対する帯電能の周方向ムラ（単位：Ｖ）を表している。図７を見ると、やはり定電圧型である接触帯電方式は、周ムラ抑制に効果的であることが判る。更に、実験例１のように多段式の接触帯電にすることによって、周ムラが更に抑制されることが示されている。
【０１８６】
図６、図７より、帯電方式としては多段式の接触帯電方式を用いた場合、帯電能、そのムラ、共に最も好ましく、更にプロセススピードが　３００ｍｍ／ｓ以上の領域では帯電能の著しい向上が見られ、本発明の効果がより好適に得られることが判った。
【０１８７】
《実験例２》
実験例１と同様に図５に示す真空処理装置を用い、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、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層をこの順で作成し、電子写真感光体を完成させた。このとき、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を作成し、表２に示す条件で上部阻止層を、表３に示す条件で表面層を作成し、これらの組み合わせによる種々の電子写真感光体を作成した。なお、上部阻止層と表面層との間には、実験例１と同様にガス流量や電力などをなだらかに変化させる変化領域を設けてある。
【０１８８】
【表２】
2004077650.tif 000004
【０１８９】
【表３】
2004077650.tif 000005
上部阻止層は表２の範囲内で可変し、Ａ〜Ｆの６種類の感光体を作成した。添加するボロン量に関しては、炭素とシリコンの組成比によって価電子制御の制御性が異なるため、炭素を増やした場合にはボロン量を増やす必要がある。これは別途、膜の抵抗値を測定しながらボロン量を適宜調整する実験を行って決定している。得られた膜はそれぞれ表４に挙げたような組成であることがＳＩＭＳによる測定で明らかとなった。表面層の組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）は　０．７５　であった。
【０１９０】
【表４】
2004077650.tif 000006
作製した感光体を、電子写真装置を元にした空回転機（キヤノン製ｉＲ−５０００　を実験用に負帯電システムに改造し、現像器、クリーナー、転写材などを取り去った物）にセットして、実験例１と同様に電位特性の評価を行なった。
【０１９１】
帯電器としては、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器で行なった。２つの帯電器が為す角度は　２５度とし、磁性体の種類や印加電圧などは実験例１と同等とした。また、プロセススピードは　３５０ｍｍ／ｓ固定とし、除電光なども実験例１と同等とした。
【０１９２】
以上、得られた結果を図８、図９に示す。
【０１９３】
《比較実験例２》
実験例２で作成したＡ〜Ｆの感光体を、実験例２と同様の電子写真装置を元にした空回転機にセットして、実験例２と同様に電位特性の評価を行なった。
【０１９４】
帯電器としては、コロナ帯電器、磁気ブラシ帯電器２通りで行なった。磁性体の種類や印加電圧などは実験例１と同等とした。また、プロセススピードは　３５０ｍｍ／ｓ固定とし、除電光なども実験例１と同等とした。
【０１９５】
以上、得られた結果を実験例２の結果とあわせて図８、図９に示す。
【０１９６】
図８、図９では、感光体Ａでの結果を基準（＝１）とし、それぞれ相対値で表している。つまり、例えば図８の点線で表したコロナ帯電では、感光体Ａとコロナ帯電とを組み合わせたプロセスでの帯電能の値を１とし、感光体Ｂ〜Ｆとコロナ帯電とを組み合わせた場合の相対値をプロットしている。同様に、破線で示した磁気ブラシ帯電器単体のプロットも、実線で表した多段方式のプロットも、それぞれ感光体Ａとの組み合わせた場合の値を基準としている。
【０１９７】
図８、図９からわかるように、接触帯電においては感光体Ｂ〜Ｆは全て感光体Ａに比べて帯電能が向上し、帯電能ムラが改善する方向である。しかし、コロナ帯電においては向上や改善の幅が小さい。また、接触帯電であっても、多段方式である導電性ローラー帯電器と磁気ブラシ帯電器との組み合わせが最も帯電能向上、ムラ改善の効果が高い。この理由はわかっていないが、本発明の感光体層構成と本発明の多段接触帯電プロセスのマッチングが非常に良好であるためではないかと考えている。
【０１９８】
以上の結果から、上部阻止層を設ける場合には、そのシリコン−炭素組成、周期律表第１３族原子のシリコンに対する濃度が適正である場合に、本発明の多段帯電方式とのマッチングが最も良好であり、本発明の効果がより一層得られることが判った。
【０１９９】
《実験例３》
実験例１と同様に図５に示す真空処理装置を用い、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、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層をこの順で作成し、電子写真感光体を完成させた。このとき、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を作成し、表５に示す条件で上部阻止層を、表６に示す条件で表面層を作成し、これらの組み合わせによる種々の電子写真感光体を作成した。なお、上部阻止層と表面層との間には、実験例１と同様にガス流量や電力などをなだらかに変化させる変化領域を設けてある。
【０２００】
【表５】
2004077650.tif 000007
【０２０１】
【表６】
2004077650.tif 000008
ａ−Ｃからなる表面層は表６の範囲内で可変し、Ｇ〜Ｋの５種類の感光体を作成した。硬度の範囲を広く取るために本実験例ではガスの流量と電力の値を振ることで実現している。表面層の硬度に関しては、電力以外の要因もあるが、電力に関しては高い方が高硬度にしやすく、低い方が比較的硬度が低くなる傾向がある。
【０２０２】
また、これとは別に、表５に示した上部阻止層のみについて同一の条件で膜を堆積させたサンプルを作成し、実験例１と同様に定量分析を行なった。上部阻止層の組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）は０．３２、Ｂ量はシリコンに対して　３０００ｐｐｍであった。
【０２０３】
さらに、表５、表６に示した各層と同一条件の単独層のサンプルをＳｉウエハ上に堆積させ、ダイナミック硬度計（島津製作所製、ＤＵＨ−２０１）による測定にかけた。ここで、ダイナミック硬度測定に用いた圧子は、稜間角　１１５°の三角すい圧子（先端曲率半径　０．１μｍ以下）であり、ダイナミック硬度の値はこの圧子を使用して　０．９８ｍＮ（０．１ｇｆ）荷重になるまで圧子を押し込んだ時の値である。
【０２０４】
その結果、得られた膜はそれぞれ表７に挙げたようなダイナミック硬度であることが明らかとなった。
【０２０５】
ここで言うダイナミック硬度とは、その測定原理から、一般的によく用いられるビッカース硬度などのような塑性変形の定量化（圧子を押し込み、それによってついた跡の大きさを測って硬度を算出する方法）とは異なる。即ち、堆積した膜に圧子を微小量押し込むことによる変形を測定するため、膜の表面の粗さ形状の影響や弾性変形に相当する力も合わせて測定される。このように表面形状や弾性変形を含む硬度を指標としたことで、感光体が実際に曝される環境に対する耐久性、具体的には表面層としての削れ特性や、トナー、磁性粒子、ブレードとの摩擦特性などとの相関が取れると考えられる。
【０２０６】
【表７】
2004077650.tif 000009
作製した感光体を、電子写真装置（キヤノン製ｉＲ−５０００　を実験用に負帯電システムに改造した物）にセットして、実際の複写操作を用いて耐久試験を行なった。
【０２０７】
帯電器としては、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器を用いた。２つの帯電器が為す角度は　２５度とした。磁性体の種類や印加電圧などは実験例１と同等とした。また、プロセススピードは　４００ｍｍ／ｓ固定とし、除電光なども実験例１と同等とした。現像器、クリーナーに関してはｉＲ−５０００用のものを流用し、複写原稿としてはキヤノン製テストチャート（部品番号ＦＹ９−９０６０Ａ）を用い、環境試験室中で　２３℃、５０％の通常環境下にて再生紙（キヤノン製リサイクルペーパーＥＷ−５００）による通紙耐久試験を　１０万枚行なった。
【０２０８】
耐久試験後、クリーニング性の評価として、ベタ白画像（レーザー出力ゼロ）を出力し、得られた画像の汚れ具合を見た。定量的な判定のために、Ａ４画像中、汚れている面積を算出して比較した。
【０２０９】
次にムラ削れの評価として、まずレーザーパターンによるハーフトーン（ワンドットワンスペース）を出力し、画像上の濃度差を反射濃度計（マクベス社製）にて評価した。この濃度差は、最も削れている部分と削れていない部分との高低差を反映している。
【０２１０】
得られた結果を表９にしめす。
【０２１１】
《比較実験例３》
実験例３と同様に感光体Ｌを作成した。この際、表面層のみ表８に挙げた条件で作成した。
【０２１２】
得られた感光体の表面層の硬度測定による膜の硬度は　４１２０Ｎ／ｍｍ２（４２０ｋｇｆ／ｍｍ２）であった。
【０２１３】
【表８】
2004077650.tif 000010
作製した感光体を、実験例３と同様の電子写真装置（キヤノン製ｉＲ−５０００　を実験用に負帯電システムに改造した物）にセットして、同様に　１０万枚の耐久試験を行なった。次に実験例３と同様の評価方法でクリーニング性、ムラ削れの度合いを評価した。
【０２１４】
得られた結果を表９に示す。なお、表９においては、比較実験例３で作成した感光体Ｌで得られた評価結果を基準とし、以下のような判断基準でランク付けを行なった。
【０２１５】
クリーニング性の評価においては汚れ部分の面積を、感光体Ｌでの値と比較し、以下のように４つに分類した。
【０２１６】
◎：感光体Ｌに比べて　汚れ部分の面積が２０％以上減少している
○：感光体Ｌに比べて　汚れ部分の面積が１０〜２０％減少している
△：感光体Ｌに比べて　汚れ部分の面積が１０％未満の差である（ほぼ同等である）
×：感光体Ｌに比べて　汚れ部分の面積が大きい
ムラ削れ量の評価においては表面層削れ量の最大値と最小値との差を、感光体Ｌでの値と比較し、以下のように４つに分類した。
【０２１７】
◎：感光体Ｌに比べて削れ量の差が２０％以上減少している
○：感光体Ｌに比べて削れ量の差が１０〜２０％減少している
△：感光体Ｌに比べて削れ量の差が１０％未満の差である（ほぼ同等である）
×：感光体Ｌに比べて削れ量の差が大きい
【０２１８】
【表９】
2004077650.tif 000011
表９から判る通り、ダイナミック硬度が　４１２０Ｎ／ｍｍ２（４２０ｋｇｆ／ｍｍ２）である感光体Ｌと比較すると、硬度の大きい感光体Ｇ〜Ｋはいずれも削れムラが小さい、即ち最も削れた部分と最も削れなかった部分の段差が小さいことが判る。特に感光体Ｇ〜Ｉに関しては、削れムラだけでなく削れの絶対量も非常に少なかった。また、クリーニング性に関しては感光体Ｈ〜Ｋの全てにおいて感光体Ｌよりも改善している。一方、感光体Ｇに関しては感光体Ｌでの値と殆ど違わなかった。これは詳しくは不明であるが、以下のように考えている。非晶質炭化珪素であっても、非晶質炭素であっても共通して言えることは、膜を高硬度にするためには単位ガス量あたりの電力値を大きくする必要があるという点である。このように高いパワーがかかると、プラズマのセルフバイアスの効果（イオン衝撃）によって膜が硬くなると考えられている。その際、このイオン衝撃が大きくなりすぎると、表面にダメージが発生しやすくなると考えられ、このダメージによって表面性が変化し、クリーニング性の向上が阻害されたと考えている。このことから、本発明の効果を得るためには、表面層のダイナミック硬度が　４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）であることが最も望ましいことが判った。
【０２１９】
《実験例４》
実験例１と同様に図５に示す真空処理装置を用い、直径　８０ｍｍアルミニウム円筒上に、コーニング社製　７０５９　ガラス基板（３８．１ｍｍ（１．５インチ）×２５．４ｍｍ（１インチ）×０．５ｍｍ）と直径２５．４ｍｍ（１インチ）のＳｉウエハを基板として設置した。ガラスやＳｉウエハが置かれる部分は水平に削られており、ガラスがアルミニウム円筒に密着するようにした。またガラスやＳｉウエハはステンレス製の爪で抑え、落下しないようにした。このような基板は、実験例１と同様に成膜前にヒータによって加熱され、表面が所定の温度になるように調整した。次に、表１０に示した条件で、ガス流量とその比、高周波電力の値を様々に変えて、表面層に当たる単層膜Ｍ〜Ｑを作成した。
【０２２０】
【表１０】
2004077650.tif 000012
得られた膜は、実験例３と同様にダイナミック硬度計によって硬度を測定した。また、硬度測定された膜は二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって組成の定量が行なわれた。これらの測定結果を表１１に示す。
【０２２１】
表１１から、非晶質炭化珪素からなる表面層を作成する際、本発明において好適な硬度を得るためには、その組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値が　０．７以上である場合が好ましいことが判った。
【０２２２】
《比較実験例４》
実験例４と同様に表面層に当たる単層膜Ｒを作成した。この際、表１０において、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガスをそれぞれ３３、６７ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）とした。ＳＩＭＳによる測定で、表１１に示すように、組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が０．６５である膜であることが判った。この膜のダイナミック硬度を測定すると、ダイナミック硬度が　４１２０Ｎ／ｍｍ２（４２０ｋｇｆ／ｍｍ２）となり、十分な硬度は得られなかった。
【０２２３】
【表１１】
2004077650.tif 000013
《実験例５》
実験例１と同様に図５に示す真空処理装置を用い、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、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層をこの順で作成し、電子写真感光体を完成させた。このとき、表１に示す条件で下部阻止層、光導電層を作成し、表１２に示す条件で上部阻止層を、表１３に示す条件で表面層を作成し、これらの組み合わせによる種々の電子写真感光体を作成した。なお、上部阻止層と表面層との間には、実験例１と同様にガス流量や電力などをなだらかに変化させる変化領域を設けてある。
【０２２４】
【表１２】
2004077650.tif 000014
【０２２５】
【表１３】
2004077650.tif 000015
上部阻止層は表１２の範囲内で膜厚を可変し、０．０５、０．３、０．４　の３通りの厚さの上部阻止層を持つ感光体Ｓ、Ｔ、Ｕを作成した。上部阻止層の組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）は　０．３６、Ｓｉに対するＢ量は　３０００ｐｐｍであった。表面層の組成Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）は　０．７１　であった。
【０２２６】
作製した感光体を、電子写真装置を元にした空回転機（キヤノン製ＧＰ−６０５　を実験用に負帯電システムに改造し、現像器、クリーナー、転写材などを取り去った物）にセットして、実験例１と同様に電位特性の評価を行なった。
【０２２７】
帯電器は、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器であり、磁性体の種類や印加電圧などは実験例１と同等とした。ここで、２つの帯電器を配置する角度を、１７度、３０度と変えることにより、帯電器間の時間Ｓ（秒）を変化させた。このとき、帯電器の配置角度が　１７度のものをプロセスＡ、３０度のものをプロセスＢとした。また、プロセススピードは　４５０ｍｍ／ｓ、５００ｍｍ／ｓの２通りとした。除電光などは実験例１と同等とした。
【０２２８】
以上、得られた結果を図１０　に示す。なお図１０　においては、最もｔ／Ｓ（μｍ／ｓ）の大きい条件で得られた評価結果を基準とし、以下のような判断基準でランク付けを行なった。即ち、感光体Ｕ（上部阻止層の厚さが　０．４μｍのもの）を用い、プロセスＡ（２つの帯電器がなす角が　１７度）と組み合わせ、プロセススピードが　５００ｍｍ／ｓの時、ｔ／Ｓは　１２．５となり最も大きい。この組み合わせでの結果を基準（＝１）とし、ｔ／Ｓと帯電能周ムラとの関係をプロットした。
【０２２９】
図１０　からわかるように、ｔ／Ｓが小さいほどムラ改善の効果が高く、特にｔ／Ｓが　１０以下の領域で改善効果が大きいのが判る。これは除電光キャリアの吐き出しがより完全に行なわれることを意味していると思われ、ｔ／Ｓを小さくするほど、本発明の感光体層構成と本発明の多段接触帯電プロセスのマッチングがより良好となることを示している。
【０２３０】
以上の結果から、上部阻止層を設ける場合には、上部阻止層の膜厚ｔ（μｍ）と２つの帯電器間を感光体が通過する時間Ｓ（ｓ）との間の関係ｔ／Ｓが小さいほどよく、特にこの値が　１０以下である場合に、本発明の効果が最も好適に得られることが判った。
【０２３１】
（実施例１）
図５に示す真空処理装置を用い、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１４　に示す条件で下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層の順に膜の堆積を行って電子写真感光体を作成した。図５の反応容器５０２　の内径は　５００ｍｍ、アルミシリンダーの本数は６本、２つの高周波を　９０ＭＨｚ、５０ＭＨｚとした。それぞれの高周波電力は１：１で重畳した。
【０２３２】
なお、感光体作成前に、あらかじめ表１４　に示したそれぞれの層に対応する膜を作成し、定量分析を行っている。表１２　の条件では、上部阻止層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．２５　であり、ボロン量はＳｉに対して約２０００ｐｐｍであり、表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．８であることが、作成した膜の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって判明している。なお、上部阻止層の作成時には、密着性向上を狙って成膜中にヒーターの設定温度を　１０℃上昇させた。また、上部阻止層と表面層との間は、レーザーによる干渉を防止するために組成をなだらかに変化させた変化領域を設けてある。堆積レートと変化時間から換算して、およそ　２００ｎｍ程度と見積もられる。膜堆積中は基板ホルダーを回転させ、周方向でムラが生じないように満遍なく膜を堆積させた。
【０２３３】
【表１４】
2004077650.tif 000016
作製した感光体を、電子写真装置を元にした改造機（キヤノン製ｉＲ−５０００を実験用に負帯電システムに改造した物）にセットして、電位特性の評価を行なった。
【０２３４】
帯電器としては、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器とした。磁気ブラシ帯電器には−５５０Ｖの直流電圧を印加し、更に交番電圧（１．２ｋＶｐｐ、１．０ｋＨｚ）を印加した。磁性粒子の抵抗値は　１．９×１０６Ω、他の条件も実験例１と同じであった。また、導電性ローラーには−１０００Ｖの電圧を印加した。
【０２３５】
この際、プロセススピードは　４００ｍｍ／ｓとし、２つの帯電器が為す角度は　２０度、除電光に波長　６６０ｎｍのＬＥＤを用い、光量を４　ｌｘ・ｓとした。また、現像器、クリーナーなどに関してはｉＲ−５０００　のものを流用した。
【０２３６】
現像器位置での帯電能は良好であり、周ムラも非常に少なく、磁気ブラシによる掃きムラも見られず、その他、感度、暗減衰、ゴースト、残留電位ともに良好であった。現像器を挿入してテストチャートによる画像評価を行なったが、画像品位も良好で、濃度ムラが殆ど見られず、かぶり、ボケなども全く見られなかった。
【０２３７】
次にこの電子写真装置を用い、１０℃、１５％の低温低湿環境、２３℃、５０％の通常環境、３３℃、９０％の高温高湿環境でそれぞれ５万枚ずつ通紙耐久試験を行なったが、ムラ削れ、クリーニング不良、画像流れによる画像欠陥などは全く見られず、良好な画像が継続して得られることが判った。
【０２３８】
（実施例２）
図５に示す真空処理装置を用い、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１５　に示す条件で下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層の順に膜の堆積を行って電子写真感光体を作成した。図５の反応容器５０２　の内径は　４００ｍｍ、アルミシリンダーの本数は３本、２つの高周波を　１００ＭＨｚ、７０ＭＨｚとした。それぞれの高周波電力は１：１で重畳した。
【０２３９】
なお、感光体作成前に、あらかじめ表１５　に示したそれぞれの層に対応する膜を作成し、定量分析を行っている。表１３　の条件では、上部阻止層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．２７　であり、ボロン量はＳｉに対して約２４００ｐｐｍであり、表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．７８　であることが、作成した膜の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって判明している。なお、上部阻止層の作成時には、密着性向上を狙って成膜中にヒーターの設定温度を　２０℃上昇させた。また、上部阻止層と表面層との間は、レーザーによる干渉を防止するために組成をなだらかに変化させた変化領域を設けてある。堆積レートと変化時間から換算して、およそ　２００ｎｍ程度と見積もられる。膜堆積中は基体ホルダーを回転させ、周方向でムラが生じないように満遍なく膜を堆積させた。
【０２４０】
【表１５】
2004077650.tif 000017
作製した感光体を、電子写真装置を元にした改造機（キヤノン製ＧＰ−６０５を実験用に負帯電システムに改造した物）にセットして、電位特性の評価を行なった。
【０２４１】
帯電器としては、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器とした。磁気ブラシ帯電器には−５５０Ｖの直流電圧を印加し、更に交番電圧（１．２ｋＶｐｐ、１．０ｋＨｚ）を印加した。磁性粒子の抵抗値は　１．９×１０６Ω、他の条件も実験例１と同じであった。また、導電性ローラーには−１０００Ｖの電圧を印加した。
【０２４２】
この際、プロセススピードは　４５０ｍｍ／ｓとし、２つの帯電器の為す角度は　３０度、除電光に波長　６６０ｎｍのＬＥＤを用い、光量を４　ｌｘ・ｓとした。また、現像器、クリーナーなどに関してはＧＰ−６０５　のものを流用した。
【０２４３】
現像器位置での帯電能は良好であり、周ムラも非常に少なく、磁気ブラシによる掃きムラも見られず、その他、感度、暗減衰、ゴースト、残留電位ともに良好であった。現像器を挿入してテストチャートによる画像評価を行なったが、画像品位も良好で、濃度ムラが殆ど見られず、かぶり、ボケなども全く見られなかった。
【０２４４】
次にこの電子写真装置を用い、１０℃、１５％の低温低湿環境、２３℃、５０％の通常環境、３３℃、９０％の高温高湿環境でそれぞれ５万枚ずつ通紙耐久試験を行なったが、ムラ削れ、クリーニング不良、画像流れによる画像欠陥などは全く見られず、良好な画像が継続して得られることが判った。
【０２４５】
（実施例３）
図５に示す真空処理装置を用い、直径　６０ｍｍ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１６　に示す条件で下部阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層の順に膜の堆積を行って電子写真感光体を作成した。図５の反応容器５０２　の内径は　５００ｍｍ、アルミシリンダーの本数は７本、２つの高周波を　８０ＭＨｚ、６０ＭＨｚとした。それぞれの高周波電力は１：１で重畳した。
【０２４６】
なお、感光体作成前に、あらかじめ表１４　に示したそれぞれの層に対応する膜を作成し、定量分析を行っている。表１６　の条件では、上部阻止層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．１９　であり、ボロン量はＳｉに対して約　１０００ｐｐｍであり、表面層のＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）の値は約０．８５　であることが、作成した膜の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって判明している。なお、上部阻止層の作成時には、密着性向上を狙って成膜中にヒーターの設定温度を　１０℃上昇させた。また、上部阻止層と表面層との間は、レーザーによる干渉を防止するために組成をなだらかに変化させた変化領域を設けてある。堆積レートと変化時間から換算して、およそ　３００ｎｍ程度と見積もられる。膜堆積中は基体ホルダーを回転させ、周方向でムラが生じないように満遍なく膜を堆積させた。
【０２４７】
【表１６】
2004077650.tif 000018
作製した感光体４本を、電子写真装置を元にした改造機（キヤノン製ＣＬＣ−５０００　をベースマシンとし、ａ−Ｓｉ用システムに改造した物）にセットして、電位特性の評価を行なった。
【０２４８】
帯電器としては、実験例１と同様の導電性ローラ帯電器と磁気ブラシ帯電器との多段帯電器とした。磁気ブラシ帯電器には−５５０Ｖの直流電圧を印加し、更に交番電圧（１．２ｋＶｐｐ、１．０ｋＨｚ）を印加した。磁性粒子の抵抗値は　１．９×１０６Ω、他の条件も実験例１と同じであった。また、導電性ローラーには−１０００Ｖの電圧を印加した。
【０２４９】
この際、プロセススピードは　４００ｍｍ／ｓとし、２つの帯電器の為す角度は　２０度、除電光に波長　６６０ｎｍのＬＥＤを用い、光量を４　ｌｘ・ｓとした。また、現像器、トナー、クリーナーなどに関してはＣＬＣ−５０００　のものを流用した。
【０２５０】
各色の現像器位置での帯電能は良好であり、周ムラも非常に少なく、磁気ブラシによる掃きムラも見られず、その他、感度、暗減衰、ゴースト、残留電位ともに良好であった。また各色間の特性ムラも非常に少なかった。次に現像器を挿入してテストチャートによる画像評価を行なったが、画像品位も良好で、濃度ムラが殆ど見られず、かぶり、ボケなども全く見られず、高品位なフルカラー画像が得られた。
【０２５１】
次にこの電子写真装置を用い、１０℃、１５％の低温低湿環境、２３℃、５０％の通常環境、３３℃、９０％の高温高湿環境でそれぞれ５万枚ずつ通紙耐久試験を行なったが、ムラ削れ、クリーニング不良、画像流れによる画像欠陥などは全く見られず、良好な画像が継続して得られることが判った。
【０２５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、除電、帯電、潜像露光、現像、転写等により画像形成を行なう電子写真装置であって、
帯電手段が接触帯電手段であり、該感光体の移動方向に沿って複数段配置され、感光体が、
シリコンを母体とし少なくとも水素原子及び／又はハロゲン原子を含有した非単結晶材料からなる光導電層と、
シリコンと炭素を母体とし、周期律表第１３族原子を含有した非単結晶材料からなる上部阻止層と、
少なくとも炭素を構成要素として持つ非単結晶材料からなる表面層とを含み、該表面層のダイナミック硬度が　４９００〜１２７５０Ｎ／ｍｍ２（５００〜１３００ｋｇｆ／ｍｍ２）であること
によって、良好な帯電能と極めて小さい帯電能ムラが実現でき、且つドラムの削れが殆どなく、超寿命且つ高安定を実現でき、その他、感度、ゴースト、暗減衰などに代表される電気特性、画像特性も優れており、極めて良好な特性を高次元で同時に達成できる電子写真装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置を模式的に説明した図である。
【図２】本発明の帯電手段を模式的に説明する図である。
【図３】本発明の電子写真装置の他の例として、４つの感光体を用いたフルカラー電子写真装置を模式的に説明する図である。
【図４】本発明の電子写真装置に必須の感光体の層構成を説明するための、感光体の模式的断面図である。
【図５】本発明の電子写真装置に必須の感光体を作成に、好適に使用できる膜堆積装置の１つを模式的に表した図である。図５（ａ）・・・縦断面図、図５（ｂ）・・・横断面図。
【図６】実験例１、比較実験例１における、帯電能のプロセススピードに対する依存性を、３種類の帯電方式で比較した図である。
【図７】実験例１、比較実験例１における、帯電能ムラのプロセススピードに対する依存性を、３種類の帯電方式で比較した図である。
【図８】実験例２、比較実験例２における、上部阻止層の違いによる帯電能の相対値を、３種類の帯電方式で比較した図である。
【図９】実験例２、比較実験例２における、上部阻止層の違いによる帯電能ムラの相対値を、３種類の帯電方式で比較した図である。
【図１０】実験例５において、上部阻止層膜厚、帯電器配置、プロセススピードを変化させることによる、ｔ／Ｓに対する帯電能ムラの相対値を表した図である。
【符号の説明】
１０１　　　　　感光体
１０２　　　　　導電性ローラー帯電器
１０３　　　　　磁気ブラシ帯電器
１０４　　　　　現像器
１０５　　　　　転写紙供給系
１０６（ａ）　　転写帯電器
１０６（ｂ）　　分離帯電器
１０７　　　　　クリーニングユニット
１０８　　　　　搬送系
１０９　　　　　除電光源
１１０　　　　　ハロゲンランプ
１１１　　　　　原稿台
１１２　　　　　原稿
１１３　　　　　ミラー
１１４　　　　　ミラー
１１５　　　　　ミラー
１１６　　　　　レンズユニット
１１７　　　　　ＣＣＤユニット
１１８　　　　　レーザーユニット
１１９　　　　　ミラー
１２１　　　　　クリーニングブレード
１２２　　　　　レジストローラー
１２４　　　　　定着器
２０１　　　　　感光体
２０２　　　　　導電性ローラー帯電器
２０３　　　　　磁気ブラシ帯電器
２０４　　　　　固定マグネット
２０５　　　　　帯電スリーブ
２０６　　　　　帯電用磁性粒子
２０７　　　　　磁性粒子規制手段（ブレード）
２０８　　　　　導電性芯金
２０９　　　　　弾性体層
２１０　　　　　表面層
２１１，２１２　　　　　電流検知装置
２１３，２１４　　　　　バイアス装置
Ｐａ〜Ｐｄ　　　　　画像形成部
１ａ〜１ｄ　　　　　感光体
２ａ〜２ｄ　　　　　帯電ユニット
３ａ〜３ｄ　　　　　像露光装置
４ａ〜４ｄ　　　　　現像器
５ａ〜５ｄ　　　　　クリーナー
６ａ〜６ｄ　　　　　転写手段
７　　　　　　定着器
８　　　　　　中間転写体
９　　　　　　転写ベルト
１０　　　　　　転写帯電手段
１３　　　　　　レジストローラー
Ｍ　　　　　　記録材（紙など）
４０１　　　　　基体
４０２　　　　　下部阻止層
４０３　　　　　光導電層
４０４　　　　　上部阻止層
４０５　　　　　表面層
４０６　　　　　光導電層
４０７　　　　　光導電層
５０１　　　　　円筒状基体
５０２　　　　　反応容器
５０３　　　　　ガス導入管
５０４　　　　　カソード電極
５０５　　　　　排気配管
５０６　　　　　基体支持体
５０７　　　　　高周波電源
５０８　　　　　高周波電源
５０９　　　　　マッチングボックス
５１０　　　　　回転軸
５１１　　　　　モーター
５１２　　　　　ギア
５１３　　　　　高周波電力分岐部
５１５　　　　　シールド
【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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