(57)【要約】【課題】本発明の目的は繰り返し使用時における摩耗量を抑え、かつ潜像電位の変動を抑えた電子写真用感光体を提供することにある。【解決手段】本発明は、導電性の円筒状基体上に少なくとも光導電層と表面層を順次積層した電子写真用感光体であって、表面層が、円筒状基体の法線に対して傾斜している柱状構造を有し、柱状構造が円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をθ、回転軸を含む平面内における断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をφとした時に、θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満足することを特徴とする電子写真用感光体及びこの電子写真感光体を用いた電子写真装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の円筒状基体上に少なくとも光導電層と表面層を順次積層した電子写真用感光体であって、
前記表面層が、前記円筒状基体の法線に対して傾斜している柱状構造を有し、
前記柱状構造が前記円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をθ、回転軸を含む平面内における断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をφとした時に、θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満足することを特徴とする電子写真用感光体。
【請求項２】
前記θが、５度≦θ≦４５度であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用感光体。
【請求項３】
前記表面層の材料が、フッ化マグネシウム、フッ化ランタンあるいはフッ化バリウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用感光体。
【請求項４】
前記光導電層がアモルファスシリコンよりなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真用感光体。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真用感光体を用いたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項６】
前記電子写真感光体を、基体の回転軸に対して垂直な平面内における斜め成長方向を回転方向の下流に向けて設置することを特徴とする請求項５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、表面層が傾斜した柱状構造である電子写真用感光体および、前記電子写真用感光体を搭載した電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では電子写真装置は、画像のカラー化に伴い、より細密な画像形成を行う高精細化、高速化および長寿命化が求められている。
【０００３】
電子写真用感光体に用いる素子部材の１つとして、珪素原子を主成分として含む非単結晶堆積膜、例えば水素および／またはハロゲンで補償されたアモルファスシリコン堆積膜は高性能、高耐久、無公害な感光体として提案され、そのいくつかは実用化されている。
【０００４】
電子写真用感光体はさまざまな性能要求に合わせて、種々の層構成を有するものが提案されているが、中でも表面層は電子写真用感光体の耐摩耗性、電荷保持性、耐環境性、光透過性など、さまざまな特性を得るための重要な層として認識されている。
【０００５】
電子写真装置の高精細化が進むにつれ、画像露光の短波長化が計画されるようになると、表面層として、特に短波長光の吸収が少ない、広いバンドギャップを有する特性が要求されるようになってきた。このような特性を満足しえる材料として、金属化合物が電子写真用感光体表面層の材料として注目されている。
【０００６】
また、画像露光としてブルーレーザーが用いられた場合、電子写真用感光体の表面層で、短波長光の透過性に優れたバンドギャップの広い金属フッ化物を材料として用いることが好ましい。金属フッ化物の形成法として適しているスパッタリング法で形成された膜は、プラズマからのイオン衝撃を受けにくいため、３次元的な結合が促進されず柱状構造が発達する特徴が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０１２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、高速化に伴いプロセススピードが大きくなると、クリーニングブレードのびびり等による現像剤などのすり抜けが発生しクリーニング性が低下する。クリーニング性の低下を防止するために、クリーニングブレードの押し付け圧力を上げるという方法がある。しかしながら、プロセススピードが大きい状態でクリーニングブレードの押し付け圧力を上げると摩擦力が大きくなり、摩耗量が増加すると同時に感光体および電子写真装置に対する負荷が大きくなる。
【０００８】
このように、電子写真装置の高速化を図る場合、電子写真用感光体の摩耗量が大きくなり、それに伴いさまざまな問題が発生する場合があった。
【０００９】
その問題の一つとして、傷の発生がある。摩耗により薄くなった表面層では、分離爪との摩擦や、稀に発生する異物の巻き込みなどを原因とし、傷が発生しやすく、さらには露光用レーザーの短波長化やスポット径の微小化により、画像上に現れやすくなっている。特に、高温高湿環境においては紙自体に含有される水分量が多いため、紙の巻き込みが起こり易くそれに伴い傷が発生しやすい。
【００１０】
また摩耗に伴う問題として、帯電能、光感度に代表される潜像電位の変動があげられる。繰り返し使用時に、表面層が摩耗して、膜厚が減少するとともに、潜像電位が徐々に変動し、帯電能が下がる、あるいは光感度が変化するといった問題が生じる場合があった。
【００１１】
電子写真装置のカラー化に伴い、より細密な画像形成を行う高精細化に合わせて、電子写真用感光体のさらなる長寿命化が求められている。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は繰り返し使用時における摩耗量を抑え、かつ潜像電位の変動を抑えた電子写真用感光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、導電性の円筒状基体上に少なくとも光導電層と表面層を順次積層した電子写真用感光体であって、表面層の柱状構造が、前記円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をθ、回転軸を含む平面内における断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度をφとした場合、θとφにおいて、θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）が成り立つことを特徴とする電子写真用感光体を提案する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、繰り返し使用時における表面層の摩耗量を抑え、かつ潜像電位の変動を小さく抑え、傷の発生しにくい電子写真用感光体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
一般的に、電子写真用感光体の表面層には、画像形成過程においてクリーニングブレードや分離爪など機械的ストレスがかかるため、長時間繰り返し使用した場合、表面層の摩耗が見られ、それに伴う傷の発生や、潜像電位の変動が見られる。
【００１６】
上記事情を鑑みて研究を行った結果、電子写真用感光体の表面層の柱状構造が、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θ、回転軸を含む平面内における断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度φにおいて、θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）である場合、θ＜φ、およびθ＜２度かつφ＜２度である場合に比べて、摩耗量を少なく抑えることができ、傷の発生や潜像電位の変動を効果的に抑えることができるということがわかった。
【００１７】
一般に、物質表面上に堆積膜を形成する場合、断面の形態が、柱が林立しているように見える柱状構造という形態をとる場合がある。この構造は射影効果によって生じると考えられており、影になった部分には原子が供給されず、３次元的な結合が促進されないため、空孔や空隙が含まれた粒界を持つ構造となる。このような、柱状構造が斜めに成長している薄膜では、基板に堆積する原子は斜め方向から入射している。この場合、原子が垂直に入射する場合よりも入射方向にばらつきが生じる。そのため、柱状構造の成長方向は、斜め入射角度が大きなものほど、大きなばらつきが見られる。
【００１８】
そのため、このような柱状構造において、斜め成長した柱状構造を持つ表面層が、クリーニングブレード等の機械的ストレスを受けた場合、θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）であるものはその力が分散しやすくなるため、摩耗量を小さく抑えることが可能であると考えられる。
【００１９】
しかし、θ≧φであっても、θ＜２度、かつφ＜２度である場合は、原子がほぼ垂直に入射しており、成長方向のばらつきが小さく、クリーニングブレード等の機械的ストレスの分散も小さいため、摩耗量の低減効果も小さくなる。
【００２０】
更に、回転軸に対して垂直な平面で柱状構造の成長方向と基体法線の成す角度θが５度以上である場合、柱状構造の成長方向で、クリーニングブレード等の機械的ストレスが効果的に分散される程のばらつきが見られるため、θは５度以上にすることが好ましい。
【００２１】
また、θが大きくなるほど、単位面積当たりに入射する原子の数が少なくなり、膜の成長核の密度が小さくなるため、基板との密着力の低下が見られる。そのため、θは４５度以下にすることが好ましい。
【００２２】
柱状構造をとる表面層の下地層として光導電層をアモルファスシリコンで形成すると、クリーニングブレード等の機械的ストレスを受けても、耐久性の向上に効果的である。これは、アモルファスシリコンが高硬度であるため、クリーニングブレード等の機械的ストレスを受けても、界面に応力がかかりにくく、膜剥がれを抑えることができるためであると考えられる。
【００２３】
上述の電子写真用感光体は、柱状構造の成長方向を回転方向の下流に向けて設置することが好ましい。表面層における柱状構造の斜め成長方向が回転方向の下流に向けて電子写真装置に設置した時、柱状構造はクリーニングブレードの方に向かって成長している位置関係となる。このように柱状構造の成長方向が回転方向の下流に向いている場合、上流に向いている場合よりも摩耗量が小さくなる。
【００２４】
この理由は、柱状構造の成長方向が回転方向の下流に向いている場合、上流に向いている場合よりも、クリーニングブレードから受ける機械的ストレスによる応力が蓄積しにくく、結果として摩耗量が小さくなると考えられる。
【００２５】
図面を用いて、本発明の第１の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、電子写真用感光体の層構成の一例を模式的に示した断面図である。
【００２７】
図１に示す電子写真用感光体１００は、導電性基体１０３と導電性基体１０３の表面に光導電層１０２、および表面層１０１が順次積層されている。
【００２８】
表面層１０１は電子写真用感光体１００の表面を保護するとともに、電子写真用感光体１００に耐湿性、繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性を付与する機能を有している。
【００２９】
図２（ａ）は、円筒状基体と柱状構造の成長角度を規定するのに用いた平面を示す模式図である。柱状構造２０１を円筒状基体２００の回転軸２０２に垂直な面２０３および、回転軸２０２を含む平面２０４より観察を行い、それぞれにおいて基体法線２０５となす角度を測定し、柱状構造２０１の成長方向を規定した。
【００３０】
図２（ｂ）は、回転軸２０２に対して垂直な平面２０３内における断面から観察される円筒状基体２００と柱状構造２０１である。このとき、観察される柱状構造２０１の成長方向と基体法線２０５の成す角度をθとすると、θは、柱状構造２０１を平面２０３へ投影した状態で、基体法線２０５となす角度を示している。
【００３１】
図２（ｃ）は、回転軸２０２を含む平面２０４内における断面から観察される円筒状基体２００と柱状構造２０１である。このとき観察される柱状構造２０１の成長方向と基体法線２０５の成す角度をφとすると、φは、柱状構造２０１を平面２０４へ投影した状態で、基体法線２０５となす角度を示している。
【００３２】
次に、θおよびφの測定方法の一例について説明する。θおよびφの測定が可能であればこの方法にとらわれず、いかなる方法でもよい。
【００３３】
まずイオンビームにより、電子写真用感光体より測定サンプルの切り出しを行い、走査電子顕微鏡（（株）日立製作所製、ＦＥ−ＳＥＭ４７００）を用いて断面観察を行い、柱状構造の基体法線に対する角度の測定を行った。
【００３４】
測定サンプルの切り出しは、回転軸に対して垂直な平面２０３および回転軸を含む平面２０４を持つように、電子写真用感光体の中心点、および母線上の左右方向に中心点より５０ｍｍ離れた２点、１００ｍｍ離れた２点の計５箇所から行った。感光体上に形成された柱状構造の傾きを代表できるのであれば、測定サンプルの測定箇所および測定数は本実施形態以外であっても良い。
【００３５】
測定サンプルの大きさは走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置にセット可能であればどの様な大きさでもよいが、ここでは７ｍｍ×７ｍｍの大きさに切り出した。曲率を持った電子写真用感光体底部の平面加工を行い、表面から底面までが最も厚い部分の、厚さが５ｍｍとした。
【００３６】
そして、回転軸に対して垂直な平面２０３を含む断面のＳＥＭ観察を行い、５つのサンプルの、断面より観察される柱状構造を１０本ずつ、計５０本の基体法線に対する傾斜角度を測定し、その平均値をθとした。
【００３７】
また、同様に回転軸を含む平面２０４内も、断面のＳＥＭ観察を行い、各サンプルにそれぞれの断面より観察される柱状構造を１０本ずつ、計５０本の基体法線に対する傾斜角度を測定し、その平均値をφとした。
【００３８】
回転軸に対して垂直な平面２０３で見られる柱状構造の成長方向と基体法線の成す角度θが５度以上である場合、柱状構造の成長方向において、クリーニングブレード等の機械的ストレスが効果的に分散される程のばらつきが見られるため、摩耗量低減に効果的である。
【００３９】
また、θが大きくなるほど、単位面積当たりに入射する原子の数が少なくなり、膜の成長核の密度が小さくなるため、基板との密着力の低下が見られる。そのため、θは４５度以下にすることが好ましい。
【００４０】
柱状構造が、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θが、５度≦θ≦４５度であることが好ましい。
【００４１】
表面層の材料としては、基体法線に対して傾斜している柱状構造をとるものであれば、いずれのものでもよい。例えば、アモルファス窒化珪素、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム等を材料として用いることができる。特に、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、フッ化バリウムを表面層の材料として用いた場合、その高い硬度により、高耐久性が得られる。また膜厚は、所望の電子写真特性、十分な機械的強度が得られ、本発明の効果が十分に得られるので、０．１μｍ以上であることが好ましい。また、均一な膜になりやすく、残留電位を十分少なくでき、所望の電子写真特性が得られ、経済的な面からも、３μｍ以下、特に１μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
光導電層１０２は少なくとも光導電性を示すもので、電子写真用感光体として実用可能な特性を有するものであればよい。例えば、材料としては有機半導体、セレン、アモルファスシリコン等があげられる。その中で、アモルファスシリコンは、高硬度であるため、柱状構造をとる表面層の下地層として用いた場合、クリーニングブレード等の機械的ストレスを受けても、界面に応力がかかりにくく、膜剥がれを抑え、耐久性の向上に効果的である。
【００４３】
導電性基体１０３は表面に形成される光導電層１０２や表面層１０１を保持しえるものであれば特に限定されず、いずれのものであってもよい。例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル等の金属、および、これらの合金、また電気絶縁性支持体の少なくとも光導電層１０２を形成する側の表面を導電処理したものを導電性の基体として用いることができる。
【００４４】
電子写真装置に本発明の電子写真感光体を設置する場合、表面層の柱状構造の成長方向を回転方向の下流に向けて設置することが好ましい。
【００４５】
図３は、電子写真装置でのクリーニングブレードと電子写真用感光体の位置関係を示した模式図である。表面層における柱状構造３０１の斜め成長方向が回転方向３０３の下流に向けて電子写真装置に設置した時、柱状構造３０１はクリーニングブレード３０２の方に向かって成長している位置関係となる。このように柱状構造の成長方向が回転方向の下流に向いている場合、上流に向いている場合よりも摩耗量が小さくなる。
【００４６】
この理由としてはまだ分かっていないが、柱状構造の成長方向が回転方向の下流に向いている場合、上流に向いている場合よりも、クリーニングブレードから受ける機械的ストレスによる応力が蓄積しにくく、結果として摩耗量が小さくなると考えられる。
【００４７】
柱状構造が、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θが、５度≦θ≦４５度であるとクリーニングブレード等の機械的ストレスをさらに効果的に分散させ、かつ下地との密着性および耐久性が改善できる。
【００４８】
次に図面を用いて本発明の電子写真用感光体の作製方法と、その効果について具体的に説明する。
【００４９】
本発明の一例として、光導電層にアモルファスシリコンを、表面層にフッ化マグネシウムを用いた場合の作製手順について述べる。
【００５０】
まず、光導電層として用いるアモルファスシリコンについて説明する。アモルファスシリコンの形成方法として、グロー放電法（直流または交流ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ、熱ＣＶＤ法などが挙げられる。これらの堆積膜形成法は、製造条件、投資負荷、製造規模、望まれる特性等によって適宜選択することができるが、所望の特性を有するアモルファスシリコン層を形成するに当たっての条件制御が比較的容易であることから、グロー放電法、特にＲＦ帯、ＶＨＦ帯、μＷ帯等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。
【００５１】
グロー放電法によって光導電層１０２を形成するには、基本的には周知のごとくシリコン原子（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、ハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスの少なくともいずれかを、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、該反応容器内にグロー放電を生起させ、導入した原料ガスを分解し、あらかじめ所定の位置に設置されてある所定の導電性基体１０３上に水素及び／又はハロゲン元素を含有するアモルファスシリコンからなる層を形成すればよい。
【００５２】
また、シリコン原子の未結合手を補償し、層品質、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるためには、光導電層１０２中に水素原子およびハロゲン原子の少なくともいずれかが含有されることが必要であるが、水素原子またはハロゲン原子の含有量、または、水素原子とハロゲン原子の合計含有量は、シリコン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、シリコン原子と水素原子およびハロゲン原子の和に対して３０原子％以下、特に２５原子％以下であることが好ましい。
【００５３】
本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には、弗素ガス（Ｆ2）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＢｒＦ5、ＩＦ3、ＩＦ7等のハロゲン化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、例えば、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。
【００５４】
本発明において、光導電層１０２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１０２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、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。
【００５５】
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表第１３族に属する原子（以後「第１３族原子」と略記する）またはｎ型伝導特性を与える周期表第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。
【００５６】
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。第１５族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【００５７】
光導電層１０２に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、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く、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。
【００５８】
伝導性を制御する原子、例えば、第１３族原子または第１５族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第１３族原子導入用の原料物質または第１５族原子導入用の原料物質をガス状態で、光導電層１０２を形成するための他のガスとともに、反応容器中に導入してやればよい。第１３族原子導入用の原料物質または第１５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もの、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を採用することが好ましい。
【００５９】
また、必要に応じて、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質をＨ2やＨｅ等により希釈して使用してもよい。
【００６０】
さらに本発明においては、光導電層１０２に炭素原子、酸素原子または窒素原子のいずれか１種以上を含有させることも有効である。炭素原子、酸素原子および窒素原子の含有量（合計量）は、シリコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に対して、１×１０-5原子％以上、特に１×１０-4原子％以上、さらには１×１０-3原子％以上であることが好ましく、また、シリコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に対して、１０原子％以下、特に８原子％以下、さらには５原子％以下であることが好ましい。炭素原子、酸素原子および窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含有されていてもよいし、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よい。
【００６１】
本発明において、光導電層１０２の層厚は、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適宜所望にしたがって決定されるが、１５μｍ以上、特に２０μｍ以上とすることが好ましく、また、６０μｍ以下、特に５０μｍ以下、さらには４０μｍ以下とすることが好ましい。光導電層１０２の層厚が１５μｍ未満であると、帯電部材への通過電流量が増大し、劣化が早まりやすい傾向がある。光導電層１０２の層厚が６０μｍを超えると、アモルファスシリコン感光体の異常成長部位が大きくなることがあり、具体的には水平方向で５０〜１５０μｍ、高さ方向で５〜２０μｍとなり、表面を摺擦する部材へのダメージが無視できなくなり、画像欠陥となる場合がある。
【００６２】
また、図７に示すように、光導電層７０２と導電性基体７０３の間に電荷注入阻止層７０４を設けることができる。
【００６３】
電荷注入阻止層７０４は導電性基体７０３から光導電層７０２への電荷の注入を阻止するものであり、一般的に水素及び／又はハロゲン元素を含有するアモルファスシリコンをベースとし、第１３族元素、第１５族元素などのドーパントを含有させることにより伝導型を制御している。この場合、必要に応じて、炭素原子、窒素原子および酸素原子から選ばれる少なくとも１種の原子を含有させることで応力を調整し、光導電層の密着性向上の機能を持たせることもできる。
【００６４】
次に、シリコン感光体を作製する装置の一例を述べる。図４は、高周波電源を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による感光体の堆積装置の一例を模式的に示した図である。
【００６５】
この装置は大別すると、反応容器４１１０を有する堆積装置４１００、原料ガス供給装置４２００、および、反応容器４１１０内を減圧する為の排気装置（図示せず）から構成されている。
【００６６】
堆積装置４１００中の反応容器４１１０内にはアースに接続された導電性基体４１１２、導電性基体加熱用ヒーター４１１３、および、原料ガス導入管４１１４が設置され、さらに高周波マッチングボックス４１１５を介して高周波電源４１２０が接続されている。
【００６７】
原料ガス供給装置４２００は、ＳｉＨ4，Ｈ2，ＣＨ4，ＮＯ，Ｂ2Ｈ6，ＣＦ4等の原料ガスボンベ４２２１〜４２２５、バルブ４２３１〜４２３５、圧力調整器４２６１〜４２６５、流入バルブ４２４１〜４２４５、流出バルブ４２５１〜４２５５およびマスフローコントローラ４２１１〜４２１５から構成され、各原料ガスを封入したガスのボンベは補助バルブ４２６０を介して反応容器４１１０内の原料ガス導入管４１１４に接続されている。
【００６８】
次にこの装置を使った堆積膜の形成方法について説明する。まず、反応容器４１１０を固定しておき、あらかじめ脱脂洗浄した導電性基体４１１２を反応容器４１１０に受け台４１２３を介して設置する。次に、排気装置（図示せず）を運転し、反応容器４１１０内を排気する。真空計４１１９の表示を見ながら、反応容器４１１０内の圧力がたとえば１Ｐａ以下の所定の圧力になったところで、基体加熱用ヒーター４１１３に電力を供給し、導電性基体４１１２をたとえば５０℃から３５０℃の所望の温度に加熱する。このとき、ガス供給装置４２００より、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器４１１０に供給して、不活性ガス雰囲気中で加熱を行うこともできる。
【００６９】
次に、ガス供給装置４２００より堆積膜形成に用いるガスを反応容器４１１０に供給する。すなわち、必要に応じバルブ４２３１〜４２３５、流入バルブ４２４１〜４２４５、流出バルブ４２５１〜４２５５を開き、マスフローコントローラ４２１１〜４２１５に流量設定を行う。各マスフローコントローラの流量が安定したところで、真空計４１１９の表示を見ながらメインバルブ４１１８を操作し、反応容器４１１０内の圧力が所望の圧力になるように調整する。所望の圧力が得られたところで高周波電源４１２０より高周波電力を印加すると同時に高周波マッチングボックス４１１５を操作し、反応容器４１１０内にプラズマ放電を生起する。その後、速やかに高周波電力を所望の電力に調整し、堆積膜の形成を行う。
【００７０】
所定の堆積膜の形成が終わったところで、高周波電力の印加を停止し、バルブ４２３１〜４２３５、流入バルブ４２４１〜４２４５、流出バルブ４２５１〜４２５５、および補助バルブ４２６０を閉じ、原料ガスの供給を終えると同時に、メインバルブ４１１８を開き、反応容器４１１０内を１Ｐａ以下の圧力まで排気する。
【００７１】
以上で、堆積層の形成を終えるが、複数の堆積層（たとえば下部電荷注入阻止層と光導電層など）を形成する場合、再び上記の手順を繰り返してそれぞれの層を形成すれば良い。原料ガス流量や、圧力等を光導電層形成用の条件に一定の時間で変化させて、中間層の形成を行うこともできる。
【００７２】
すべての堆積膜形成が終わったのち、メインバルブ４１１８を閉じ、反応容器４１１０内に不活性ガスを導入し大気圧に戻した後、導電性基体４１１２を取り出す。
【００７３】
次に表面層として、フッ化マグネシウムを用いた場合の形成方法を説明する。形成方法については、柱状構造が斜め成長する方法であれば、いずれの方法でもよい。例えば、基体に対してターゲットを斜めに設置して行うスパッタリング法や真空蒸着法、あるいは基板に対して分子が斜め方向に入射するように、斜め方向に開口部がある防着板を備えたＣＶＤ法などが挙げられる。本件ではスパッタリング法によるフッ化マグネシウム表面層について説明する。
【００７４】
図５は、本発明の表面層の形成に用いるＤＣマグネトロンスッパッタリング装置の一例の模式的な断面図である。この図に示すように、スパッタリング装置には、内部をほぼ真空状態に維持する真空容器５０１が設けられている。この真空容器５０１の底部の中央部には、ターゲットユニット５０２が設けられている。その内部には磁石を収められ、外部から供給される冷却水を内部に流通させて、ターゲットの冷却を行う冷却ボックス５０３が設けられている。この冷却ボックス５０３の上面には、カソード電極５０４が配置されており、この電極５０４の上面に高純度Ｍｇ金属ターゲット５０５が固定されている。ターゲット材料としては、フッ素添加金属などからなるターゲットであってもよい。そして、このターゲット５０５との間に所定の間隙をおいて外方に配置されたアノード電極５０６が真空容器５０１に固定されている。なお、アノード電極５０６とカソード電極５０４との間には、絶縁材５０７が配置されている。
【００７５】
なお図５に示したスパッタリング装置は、ターゲット５０５および被処理基体５０８を水平に配置した構成であるが、ターゲット５０５および被処理基体５０８を鉛直に配置した構成であってもよい。
【００７６】
真空容器５０１の上部には、被処理基体５０８がゲートバルブ５０９を介してロードロック室５１０との間を移動自在に搬送されるように、図示しない移動機構が設けられている。被処理基体５０８とターゲット５０５との間には、放電が安定するまで被処理基体５０８に膜が付着しないよう、シャッター５１１が設けられている。このシャッターは、図示しない移動機構により、高速で開閉可能となっている。また、処理を行っている間は、図示しない回転機構により、基体回転軸５１７を介して被処理基体５０８を回転させる。なお、特に符号を付さないが、真空容器５０１内の漏れを防止するため、適宜箇所にはシール部材が設けられている。
【００７７】
スパッタされた粒子はプラズマ中および基板表面で活性なＦ原子を含む分子と反応し、被処理基体５０８にフッ化マグネシウム薄膜が堆積する。成膜終了後、シャッターを閉じ、放電を停止する。ここで、ロードロック室５１０を介して、基体を大気に搬出する。
【００７８】
次に柱状構造の斜め成長について説明する。
【００７９】
スパッタリング法で柱状構造を斜め成長させる手段として、基体表面に入射するスパッタ原子の角度を規制するなどの方法をとることができる。図６（ａ）に、スパッタ原子が斜め方向から基板に入射する時の積み重なりの模式図を示す。
【００８０】
薄膜作製ハンドブック（共立出版株式会社）等に示されるように、一般的に、ターゲット６０１から基体６０２へスパッタ原子６０３が入射する方向６０４と基体法線のなす角度αと柱状構造６０５の成長方向６０６と基体法線の成す角度βの間には、ｔａｎα＝２ｔａｎβ、が成り立つことが知られている。
【００８１】
斜め柱状構造を成長させる方法の一例として、図６（ｂ）に本発明で用いたスパッタリング装置におけるターゲットユニットと電子写真用感光体の位置関係を表す模式図を示す。
【００８２】
ターゲットユニット６０７には、移動子６０８が接続されている。電子写真用感光体６００近傍には、成長角度を調整するために、開口部６０９を有する防着板６１０が設けられている。
【００８３】
作製する電子写真用感光体において所望の特性を得るために、垂直な移動機構６１２上で移動させることにより、防着板６１０とターゲットユニット６０７間距離を任意に設定することが可能である。
【００８４】
また、その距離と等しい半径を持つ円弧状の移動機構６１３を設置しておくことで、移動機構６１２上で調節した防着板６１０とターゲットユニット６０７間距離を保ったまま、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θを変化させることができる。
【００８５】
また、防着板６１０を基体の回転軸と平行に移動させることによって、基体回転軸６１１を含む平面内における断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度φを変化させることができる。
【００８６】
成膜中はターゲットと防着板の位置を固定して、電子写真用感光体６００を回転させつつ、基体回転軸６１１方向に移動させることで、全周に薄膜を形成することが可能である。
【００８７】
また、ここではターゲットユニット６０７に移動子６０８が設けられている構成について説明したが、基体法線に対して、防着板開口部とターゲットユニットを結ぶ線のなす角度が変化すればいかなる構成でもよく、ターゲットユニット６０７を固定して、その周りに移動子のついた電子写真用感光体を円弧状に回転運動させてもよい。
【００８８】
なお、表面層のフッ化マグネシウムは量論組成でなくてもよく、また、表面層には、フッ化マグネシウム以外に、Ｏ，Ｈ，Ｃ，Ｎ等が含まれていてもよいが、光吸収の小さい膜を得るためには、これら不純物の含有量は少ない方がより好ましい。
【００８９】
＜実施例および比較例＞
本発明における実施例を、図を用いて以下に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９０】
＜実施例１、比較例１及び２＞
本実施例では、図７に示す層構成の電子写真用感光体を用いた。基体として直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミニウム製導電性基体を用い、その上に図４に示したＣＶＤ装置を用いて、表１に示した条件により、電荷注入阻止層と、光導電層としてアモルファスシリコン層を順次積層した。なお、電源には、周波数が１３．５６ＭＨｚのものを用いた。
【００９１】
【表１】
2007328089.tif 000003
【００９２】
光導電層を形成後、図５及び図６（ｂ）に示したスパッタリング装置を用いて、表２に示した条件により、フッ化マグネシウムを材料とする表面層が積層された電子写真用感光体を作製した。なお、フッ素ガスは、アルゴンガスで１０％に希釈したものを用いた。この時、表面層の膜厚が１．０μｍとなるように成膜を行った。ターゲットには基体の中心軸方向の長さが１２０ｍｍ、幅が８０ｍｍの平板状のマグネシウムを用いた。
【００９３】
【表２】
2007328089.tif 000004
【００９４】
このとき、電子写真用感光体とターゲットのスパッタリング面の距離が１２０ｍｍとなるように、回転軸に対して垂直な移動機構６１２上にターゲットを配した。ターゲットが固定されているターゲットユニットは、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θを変化させることを可能にする必要がある。このため、ターゲットユニットが回転軸からの半径が一定な円弧状の移動機構６１３上でターゲットユニット位置を調節して固定し、表面層の形成を行った。
【００９５】
その際に、円筒状基体の回転軸に対して垂直な断面から観察される成長方向と基体法線の成す角度θがθ≧２度となるように、防着板の開口部が形成する平面に対して、ターゲットユニットを斜め方向に配置した。さらに、防着板の開口部とターゲットユニットとの位置関係を、防着板の開口部を基体の回転軸方向に移動させた位置で固定することで、実施例１−１から１−４および、比較例２−１から２−３を作成した。
【００９６】
また、比較例１として、ターゲットユニットを防着板の開口部正面に固定し、θ＝φ＝０度となる電子写真用感光体を作成した。
【００９７】
今回の実施例に先立ち、所望のθおよびφが得られる成膜条件として、ターゲットと防着板開口部の位置関係を調べ、それに基づいてターゲットと防着板開口部の位置調整を行った上で、実施した。具体的にはθ＝２５度で、φ＝５度、１０度、１５度、２０度、２７度、３５度、５０度となる位置を予め調べておき、そのデータを基に実施例１−１〜１−４、比較例２−１〜２−３の電子写真感光体を各々作成した。
【００９８】
各電子写真感光体は、基体を６ｒｐｍの速度で回転させつつ、回転軸方向に１２ｍｍ／ｓの速度で順次移動させて、全周に表面層を形成し電子写真用感光体を作製した。
【００９９】
得られる電子写真用感光体の表面層を構成する柱状構造のθおよびφを測定するために、ターゲットユニットと防着板の位置関係が同じである８種類の電子写真用感光体を各２本作製し、そのうち各１本を、前述の方法で、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による成長角度測定を行った。結果を表３に示した。
【０１００】
表２の条件で作製された実施例１、比較例１および２の電子写真用感光体において、表面層の膜厚測定、帯電能と光感度測定、耐久試験による摩耗量、摩耗に伴う帯電能と光感度の変動率および、傷の発生しやすさを調べた。
【０１０１】
まず、膜厚の測定について説明する。得られた電子写真用感光体について、反射分光式干渉計（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ２０００）を用いて表面層の膜厚を測定した。測定点はドラムの中心点および、母線方向に中心点より５０ｍｍ、１００ｍｍ、１３０ｍｍ離れた計７点を測定し、その平均値を表面層の膜厚とした。
【０１０２】
次に、帯電能の測定について説明する。得られた電子写真用感光体をデジタル複写機（キヤノン（株）製ｉＲ６０００の改造機）に装着し、画像露光（レーザー波長  ４０５ｎｍ）を切った上で、帯電器に＋６ｋＶの高電圧を印加してコロナ帯電を行う。この際の電子写真用感光体上に発生する表面電位（すなわち暗部帯電電位）を現像器に相当する位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製  Ｍｏｄｅｌ３３４）のセンサを設置して測定し、帯電能とした。
【０１０３】
光感度の測定について説明する。電子写真用感光体を上記複写機に搭載し、現像器位置での暗部帯電電位が４５０Ｖとなるように帯電器に印加する帯電電流を調整する。この帯電電流を維持したまま、画像露光（レーザー）を照射し、現像器位置での明部表面電位が５０Ｖとなるようにレーザー強度を調整する。このときのレーザー強度をもって光感度とした。
【０１０４】
耐久試験について説明する。斜め成長方向が回転方向の下流側になるように、得られた電子写真用感光体を上記複写機に搭載し、２００万枚の連続複写を行った。連続複写は傷の発生が起こりやすい３５℃、８０％の高温・高湿状態環境で行い、複写原稿にはＡ４サイズの中間調チャート（ハーフトーンチャート）を用いた。
【０１０５】
次に耐久試験による摩耗量の測定について説明する。耐久試験後の電子写真用感光体において、反射式干渉計を用いて表面層の膜厚を測定し、その差分を摩耗量とした。表３には、それぞれの摩耗量を比較例１の電子写真用感光体の摩耗量を１．００とした時の相対値で示す。この値は、小さいほど摩耗量が少なく好ましい。
【０１０６】
摩耗に伴う帯電能と光感度の変動の評価として、耐久試験前後におけるそれぞれの変動率を調べた。前述の手順で帯電能および光感度の測定を行い、それぞれの電子写真用感光体において耐久試験前における値を１．００とした時の、耐久試験後の相対値を変動率とした。変動率は１．００に近い値ほど好ましい。
【０１０７】
傷の評価は、耐久試験後に電子写真用感光体表面における分離爪と接触する部分について顕微鏡観察を行った。また、１５倍ルーペを用いて、得られた中間調チャートを観察し、画像上における傷の発生の有無について以下の基準で評価を行った。
◎：ドラム上、画像上、ともに傷の発生が認められない。
○：ドラム上に傷が発生しているが、画像上では確認されない。
△：ドラム上に傷が発生し、画像上においてもルーペ観察により傷が確認されるが、目視では認識できない。
×：ドラム上に傷が発生しており、画像上で傷が顕著に現れている。
【０１０８】
表３に得られた電子写真用感光体から観察された５０本の柱状構造におけるθとφの平均値、およびθとφの最大値と最小値、比較例１の帯電能と光感度と耐久試験による摩耗量を１．００とした時の、それぞれの初期帯電能および光感度の相対値、耐久試験による摩耗量の相対値、および耐久前後の帯電能と光感度の変動率、傷の発生しやすさを示す。
【０１０９】
【表３】
2007328089.tif 000005
【０１１０】
表３において、今回用いた電子写真用感光体の帯電能および光感度は、初期値に関してはいずれも良好な値であった。
【０１１１】
また、θとφの平均値がθ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満たす場合、θ＜φ、およびθ＜２度かつφ＜２度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体を得られるということがわかった。
【０１１２】
＜実施例２＞
本実施例では、実施例１と同じ条件で図４に示したＣＶＤ装置を用いて、電荷注入阻止層と、光導電層としてアモルファスシリコン層を順次積層した。その後、図５及び図６（ｂ）に示したスパッタリング装置を用いて、表２に示した条件によりフッ化マグネシウムを材料とする表面層の電子写真用感光体を作製した。この時、表面層の膜厚が１．０μｍとなるように成膜を行った。ターゲットには基体の中心軸方向の長さが１２０ｍｍ、幅が８０ｍｍの平板状のマグネシウムを用いた。  また、電子写真用感光体とターゲットのスパッタリング面の距離が１２０ｍｍとなるように、回転軸に対して垂直な移動機構６１２上にターゲットを配した。
【０１１３】
実施例１と同様に、この時、得られる電子写真用感光体の表面層における柱状構造において、φが０度となるように、回転軸に垂直な平面２０３のうち、防着板の開口部中央を含む平面内においてターゲットを適宜移動させた。また、θを変化させるため、ターゲットが防着板の開口部中央を中心とする円弧上に位置するように、適宜変化させて表面層を形成した。
【０１１４】
実施例１と同様に、今回の実験に先立ち、所望のθおよびφが得られる成膜条件として、ターゲットと防着板開口部の位置関係を調べ、それに基づいてターゲットと防着板開口部の位置調整を行った上で電子写真用感光体を作製した。
【０１１５】
具体的にはφ＝１度で、θ＝２度、４度、９度、１８度、２５度、４５度、５０度となるような位置に調整して、実施例２−１〜２−７を実施した。
【０１１６】
この時、同じθおよびφを持つ柱状構造を形成するために、ターゲットと防着板の位置を固定したまま、それぞれ３本ずつ電子写真用感光体を作製した。
【０１１７】
こうして得られた電子写真用感光体において、それぞれ１本を実施例１と同様の手順で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、柱状構造の成長角度測定を行い、θおよびφを調べた。結果を表４に示した。
【０１１８】
また、実施例１と同様の手順で、表面層の膜厚測定、帯電能と光感度測定、耐久試験による摩耗量、摩耗に伴う帯電能と光感度の変動率および、傷の発生しやすさを調べた。
【０１１９】
同じθおよびφである柱状構造を有する各２本の電子写真用感光体において、１本を斜め成長方向が回転方向の下流側になるように、もう１本を斜め成長方向が回転方向の上流側になるように電子写真装置に搭載した。
【０１２０】
耐久試験は実施例１と同様の環境下において、同様に２００万枚の連続複写を行った。
【０１２１】
表４に得られた電子写真用感光体のθとφ、および耐久試験を行った際の電子写真用感光体の回転方向に対する柱状構造の斜め成長方向および、比較例１の電子写真用感光体の耐久前における帯電能と光感度と耐久試験による摩耗量を１．００とした時の、それぞれの初期帯電能および光感度の相対値、耐久試験による摩耗量の相対値、および耐久試験前後の帯電能と光感度の変動率、傷の発生しやすさを示す。
【０１２２】
また、それぞれの摩耗量の相対値は、小さいほど摩耗量が少なく好ましい。
【０１２３】
【表４】
2007328089.tif 000006
【０１２４】
表４において、今回用いた電子写真用感光体の帯電能および光感度は、初期値に関してはいずれも良好な値であった。
【０１２５】
θ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満足する実施例２は、柱状構造体の向きが上流側あるいは下流側であっても、θ＜φあるいはθ＜２度、かつφ＜２度の比較例１及び２よりも耐久試験後の耐電能、光感度、摩耗量及び傷の変動は抑えられることがわかる。
【０１２６】
更にθが、５度≦θ≦４５度である場合、θが、０度≦θ＜５度および４５度＜θ＜９０度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体が得られるということがわかった。
【０１２７】
さらに、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である場合、上流側である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真装置が得られるということがわかった。
【０１２８】
このように、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である電子写真装置を用いることで、更なる耐久性の向上を見込むことができる。
【０１２９】
＜実施例３、比較例３＞
本実施例では、実施例１と同じ条件で図４に示したＣＶＤ装置を用いて、電荷注入阻止層と、光導電層としてアモルファスシリコン層を順次積層した。その後、図５及び図６（ｂ）に示したスパッタリング装置を用いて、表５に示した条件によりフッ化ランタンを材料とする表面層の電子写真用感光体を作製した。この時、表面層の膜厚が１．０μｍとなるように成膜を行った。ターゲットには基体の中心軸方向の長さが１２０ｍｍ、幅が８０ｍｍの平板状のランタンを用いた。
【０１３０】
【表５】
2007328089.tif 000007
【０１３１】
実施例１と同様に、今回の実験に先立ち、所望のθおよびφが得られる成膜条件として、ターゲットと防着板開口部の位置関係を調べ、それに基づいてターゲットと防着板開口部の位置調整を行った上で実施した。
【０１３２】
具体的には、θ＝５度、φ＝１度となるような位置関係で、実施例３−１を実施した。
以下同様にθとφが括弧内の数値となるような位置関係で、実施例３−２（θ＝２５度、φ＝１５度）、実施例３−３（θ＝５５度、φ＝４０度）、比較例３−１（θ＝５度、φ＝７度）、比較例３−２（θ＝３５度、φ＝５０度）、比較例３−３（θ＝５０度、φ＝５５度）の電子写真用感光体を作製した。
【０１３３】
この時、同じθおよびφを持つ柱状構造を形成するために、ターゲットと防着板の位置を固定したまま、それぞれ３本ずつ電子写真用感光体を作製した。
【０１３４】
こうして得られた電子写真用感光体において、それぞれ１本を実施例１と同様の手順で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、柱状構造の成長角度測定を行い、θおよびφを調べた。結果を表６に示した。
【０１３５】
以上の条件で作製された実施例３および比較例３の電子写真用感光体において、実施例１と同様の手順で、表面層の膜厚測定、帯電能と光感度測定、耐久試験による摩耗量、摩耗に伴う帯電能と光感度の変動率および、傷の発生しやすさを調べた。
【０１３６】
同じθおよびφである柱状構造を有する各２本の電子写真用感光体において、１本を斜め成長方向が回転方向の下流側になるように、もう１本を斜め成長方向が回転方向の上流側になるように電子写真装置に搭載した。
【０１３７】
耐久試験は実施例１と同様の環境下において、同様に２００万枚の連続複写を行った。
【０１３８】
表６に得られた電子写真用感光体のθとφ、および耐久試験を行った際の電子写真用感光体の回転方向に対する柱状構造の斜め成長方向および、比較例１の電子写真用感光体の帯電能と光感度と耐久試験による摩耗量を１．００とした時の、それぞれの初期帯電能および光感度の相対値、および耐久試験による摩耗量の相対値、および耐久試験前後の帯電能と光感度の変動率、傷の発生しやすさを示す。
【０１３９】
また、それぞれの摩耗量の相対値は、小さいほど摩耗量が少なく好ましい。
【０１４０】
【表６】
2007328089.tif 000008
【０１４１】
表６において、今回用いた電子写真用感光体の帯電能および光感度は、初期値に関してはいずれも良好な値であった。
【０１４２】
また、θとφがθ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満たす場合、θ＜φ、およびθ＜２度かつφ＜２度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体が得られるということがわかった。
【０１４３】
また、５度≦θ≦４５度である場合、０度≦θ＜５度および４５度＜θ＜９０度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体が得られるということがわかった。
【０１４４】
また、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である場合、上流側である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真装置が得られるということがわかった。
【０１４５】
このように、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である電子写真装置を用いることで、更なる耐久性の向上を見込むことができる。
【０１４６】
＜実施例４、比較例４＞
本実施例では、実施例１と同じ条件で図４に示したＣＶＤ装置を用いて、電荷注入阻止層と、光導電層としてアモルファスシリコン層を順次積層した。その後、図５及び図６（ｂ）に示したスパッタリング装置を用いて、表７に示した条件によりフッ化バリウムを材料とする表面層の電子写真用感光体を作製した。この時、表面層の膜厚が１．０μｍとなるように成膜を行った。ターゲットには基体の中心軸方向の長さが１２０ｍｍ、幅が８０ｍｍの平板状のバリウムを用いた。
【０１４７】
【表７】
2007328089.tif 000009
【０１４８】
実施例１と同様に、今回の実験に先立ち、所望のθおよびφが得られる成膜条件として、ターゲットと防着板開口部の位置関係を調べ、それに基づいてターゲットと防着板開口部の位置調整を行った上で実施した。
【０１４９】
具体的には、θ＝５度、φ＝１度となるような位置関係で、実施例４−１を実施した。
【０１５０】
以下同様にθとφが括弧内の数値となるような位置関係で、実施例４−２（θ＝４５度、φ＝１５度）、実施例４−３（θ＝５５度、φ＝４０度）、比較例４−１（θ＝４度、φ＝７度）、比較例４−２（θ＝３２度、φ＝４５度）、比較例４−３（θ＝５５度、φ＝６０度）の電子写真用感光体を作製した。
【０１５１】
この時、同じθおよびφを持つ柱状構造を形成するために、ターゲットと防着板の位置を固定したまま、それぞれ３本ずつ電子写真用感光体を作製した。
【０１５２】
こうして得られた電子写真用感光体において、それぞれ１本を実施例１と同様の手順で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、柱状構造の成長角度測定を行い、θおよびφを調べた。結果を表８に示した。
【０１５３】
表７の条件で作製された実施例４および比較例４の電子写真用感光体において、実施例１と同様の手順で、表面層の膜厚測定、帯電能と光感度測定、耐久試験による摩耗量、摩耗に伴う帯電能と光感度の変動率および、傷の発生しやすさを調べた。
【０１５４】
同じθおよびφである柱状構造を有する各２本の電子写真用感光体において、１本を斜め成長方向が回転方向の下流側になるように、もう１本を斜め成長方向が回転方向の上流側になるように電子写真装置に搭載した。
【０１５５】
耐久試験は実施例１と同様の環境下において、同様に２００万枚の連続複写を行った。
【０１５６】
表８に得られた電子写真用感光体のθとφ、および耐久試験を行った際の電子写真用感光体の回転方向に対する柱状構造の斜め成長方向および、比較例１で得られた電子写真用感光体の耐久前における帯電能と光感度と耐久試験による摩耗量を１．００とした時の、それぞれの初期帯電能および光感度の相対値、および耐久試験による摩耗量の相対値、および耐久試験前後の帯電能と光感度の変動率、傷の発生しやすさを示した。
【０１５７】
また、それぞれの摩耗量の相対値は、小さいほど摩耗量が少なく好ましい。
【０１５８】
【表８】
2007328089.tif 000010
【０１５９】
表８において、今回用いた電子写真用感光体の帯電能および光感度は、初期値に関してはいずれも良好な値であった。
【０１６０】
また、θとφがθ≧φ（但し、θ＞２度とする。）を満たす場合、θ＜φ、およびθ＜２度かつφ＜２度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体が得られるということがわかった。
【０１６１】
また、５度≦θ≦４５度である場合、０度≦θ＜５度および４５度＜θ＜９０度である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真用感光体が得られるということがわかった。
【０１６２】
また、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である場合、上流側である場合に比べて、耐久試験による摩耗量が小さく、結果として、耐久試験前後における帯電能と光感度において潜像電位の変動率が小さくなり、傷が発生しにくい良好な電子写真装置が得られるということがわかった。
【０１６３】
このように、回転方向に対する柱状構造の成長方向が下流側である電子写真装置を用いることで、更なる耐久性の向上を見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明に係る電子写真用感光体の層構成の一例である。
【図２】（ａ）電子写真用感光体と柱状構造の成長角度を規定するのに用いた平面を示す模式図である。（ｂ）回転軸に対して垂直な断面から観察される円筒状基体と柱状構造である。（ｃ）回転軸を含む平面内における断面から観察される円筒状基体と柱状構造である。
【図３】本出願に係る第６の発明における電子写真装置の電子写真用感光体とクリーニングブレードの位置関係を示した模式図である。
【図４】アモルファスシリコンを主成分とする光導電層を形成するために用いる、プラズマＣＶＤ法装置の一例の模式図を示した図である。
【図５】表面層を形成するために用いる、スパッタリング装置の一例の模式図を示した図である。
【図６】（ａ）スパッタ原子が斜め方向から基板に入射する時の積み重なりの模式図を示す。（ｂ）本発明で用いたスパッタリング装置におけるターゲットユニットと電子写真用感光体の位置関係を表す模式図を示す。
【図７】本発明の実施例に係る電子写真用感光体の層構成の一例である。
【符号の説明】
【０１６５】
１００、７００  電子写真用感光体
１０１、７０１  表面層
１０２、７０２  光導電層
１０３、７０３  導電性基体
２００  基体
２０１  柱状構造
２０２  基体の回転軸
２０３  回転軸に対して垂直な平面
２０４  回転軸を含む平面
２０５  基体法線
３００  電子写真用感光体
３０１  表面層における柱状構造
３０２  クリーニングブレード
３０３  ドラムの回転方向
４１００  堆積装置
４１１０  反応容器
４１１１  カソード電極
４１１２  導電性基体
４１１３  基体加熱用ヒーター
４１１４  ガス導入管
４１１５  高周波マッチングボックス
４１１６  ガス配管
４１１７  リークバルブ
４１１８  メインバルブ
４１１９  真空計
４１２０  高周波電源
４１２１  絶縁材料
４１２３  受け台
４２００  ガス供給装置
４２１１〜４２１５  マスフローコントローラ
４２２１〜４２２５  ボンベ
４２３１〜４２３５  バルブ
４２４１〜４２４５  流入バルブ
４２５１〜４２５５  流出バルブ
４２６０  補助バルブ
４２６１〜４２６５  圧力調整器
５０１  真空容器
５０２  ターゲットユニット
５０３  冷却ボックス
５０４  カソード電極
５０５  ターゲット
５０６  アノード電極
５０７  絶縁材
５０８  被処理基体
５０９  ゲートバルブ
５１０  ロードロック室
５１１  シャッター
５１２  排気系
５１３  スパッタガス導入ポート
５１４  直流電源
５１５  演算、制御装置
５１６  磁石
５１７  基体回転軸
５１８  防着板
６００  電子写真用感光体
６０１  ターゲット
６０２  基体
６０３  スパッタ原子
６０４  スパッタ原子が入射する方向
６０５  柱状構造
６０６  柱状構造の成長方向
６０７  ターゲットユニット
６０８  移動子
６０９  開口部
６１０  防着板
６１１  基体回転軸
６１２  回転軸に対して垂直な移動機構
６１３  回転軸と垂直な面内にある円弧状の移動機構
７０４  電荷注入阻止層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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