(57)【要約】【課題】  電子写真感光体の電位特性の均一性は向上させ、且つ、表面特性に関しては、軸方向に対して分布を持たせ、耐キズ性能の向上とクリーニングラチテュード確保を両立させる。【解決手段】  光導電層と、水素化アモルファスシリコンカーバイドを有する表面層とを少なくとも有する電子写真感光体を有する電子写真装置であって、表面層において、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和は、一方の端部から他方の端部に向かって３％以上増加しており、電子写真装置の電子写真感光体の取り出し方向に、表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が大きい方の端部を配置し、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は、０．６０以上０．７８以下であり、電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下であり、表面層において、膜厚の前記電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下である。【選択図】  図１
2012048057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導電層と、水素化アモルファスシリコンカーバイドを有する表面層とを少なくとも有する電子写真感光体を有する電子写真装置であって、
前記表面層において、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和は、一方の端部から他方の端部に向かって３％以上増加しており、
前記電子写真装置の前記電子写真感光体の取り出し方向に、前記表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が大きい方の端部を配置し、
前記表面層において、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は、０．６０以上０．７８以下であり、前記電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下であり、
前記表面層において、膜厚の前記電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下であること
を特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導電層と水素化アモルファスシリコンカーバイドを有する表面層とを少なくとも有する電子写真感光体を備えた電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した電子写真装置は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタとして一般に利用されている。そのような電子写真装置では、光導電層が設けられた電子写真感光体の表面を一様に帯電させ、画像情報に応じたレーザやＬＥＤによって露光させることにより電子写真感光体の表面上に静電潜像を形成する。そして、形成した静電潜像に応じて電子写真感光体の表面にトナーを付着させることでトナー像を形成し、これを紙などの如き転写材へ転写させて画像形成が行なわれる。その後、転写されずに電子写真感光体の上に残った残留トナーはクリーニング部材により除去され、次の画像形成プロセスが繰返して行われる。
【０００３】
このような電子写真装置に好適に用いることが可能な電子写真感光体として、水素化アモルファスシリコンを有する光導電層と、水素化アモルファスシリコンカーバイド（以下、ａ−ＳｉＣ：Ｈとも略記する。）を有する表面層とを積層した電子写真感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体とも略記する。）が挙げられる。ａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成された表面層を有する電子写真感光体は、そのビッカース硬度が１０００ｋｇｆ／ｍｍ２以上と硬く、耐久性、耐熱性、環境安定性に優れている。そのため、特に高信頼性が要求される高速機において好ましい。
従来のａ−Ｓｉ感光体を備えた電子写真装置には、ａ−Ｓｉ感光体の回転駆動系に接続される側の端部の動的押し込み硬さを、他方の端部の動的押し込み硬さに比べて大きくしたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、動的押し込み硬さを変化させる具体的な方法として光導電層の膜厚、表面層の膜厚、及び、表面層の炭素含有量を変化させているために、以下に示すような改善の余地を有していた。
近年、フルカラー化、システム化、デジタル化が進むと共に、出力画像の高画質化、高速化、高安定化の要求が高まっており、電子写真装置のプリント・オン・ディマンドといわれる軽印刷市場への進出が期待されている。電子写真方式で、印刷市場に割って入っていくためには、特に高画質化の達成は重要で、電子写真感光体の電位特性の均一化への要求が高くなってきている。このため、電位特性に少なからず影響を与えるパラメータである光導電層の膜厚、表面層の膜厚、及び、表面層の炭素含有量に関しては、電子写真感光体の軸方向で分布させるより、均一化させる方向に改善する必要が出てきた。
【０００６】
その一方で、表面特性に関しては、必ずしも均一であることが好適とは限らないことがわかってきた。即ち、電子写真装置において、電子写真感光体を取り外す方向は、装置外部からの異物が混入しやすく耐キズ性能が最も重要である。これに対し、その反対側となる電子写真装置の奥側においては、長期間に渡って使用を続けていった場合には、紙粉やホコリなどが溜まりやすく、それらの影響があっても最適なクリーニングが行われるようにラチテュードの確保が重要である。このように、表面特性に関しては、電子写真感光体の軸方向において求められる特性が異なることがわかってきた。
【０００７】
以上のように、電位特性の均一性向上と表面特性の分布を両立させるためには、更なる改善の余地を有していた。
本出願に係る発明の目的は上記課題を解決すること、即ち、電子写真感光体の電位特性の均一性は向上させ、且つ、表面特性に関しては、軸方向に対して分布を持たせ、耐キズ性能の向上とクリーニングラチテュードの確保を両立させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、光導電層と、水素化アモルファスシリコンカーバイドを有する表面層とを少なくとも有する電子写真感光体を有する電子写真装置であって、前記表面層において、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和は、一方の端部から他方の端部に向かって３％以上増加しており、前記電子写真装置の前記電子写真感光体の取り出し方向に、前記表面層におけるケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和が大きい方の端部を配置し、前記表面層において、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は、０．６０以上０．７８以下であり、前記電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下であり、前記表面層において、膜厚の前記電子写真感光体の軸方向における最大と最小の差が平均に対して１０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、電子写真感光体の電位特性の均一性は向上させて、更に、表面特性に関しては、軸方向に対して分布を持たせ、耐キズ性能の向上とクリーニングラチテュードの確保を両立させることができる。この理由に関しては次のように推測している。
電子写真感光体の表面層において、膜厚、及び、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、電子写真感光体の軸方向において均一化することにより、電位特性の均一性を向上させることできた。以下、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「Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）」とも表記する。これは、表面層を透過して光導電層に到達する光の量が均一化されたことによる。通常、表面層は、電子写真プロセスで用いられる波長帯の光に対しては、高い透過率が得られるように材料設計がなされる。しかし、１００％完全に光を透過させることは難しく、若干は吸収してしまうことから、表面層の膜厚を均一にすることで、より透過する光の量を均一にすることができたと推察される。また、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）に関しては、前述の透過率に若干は影響を与えていると考えられることから、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を均一にすることで、より透過する光の量を均一にすることができたと推察される。これに対し、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和に関しては、硬度には影響するものの、透過率にはほとんど影響しないことがわかってきた。このため、ケイ素原子の原子密度と炭素原子の原子密度の和を、電子写真感光体の軸方向において適宜分布させることによって、光の透過率は均一化したまま、表面特性は分布させることが可能となった。この結果、表面層を透過する光の量は均一にできるため、電位特性に関しては、均一にすることができ、表面特性に関しては分布を持たせることができたと推察している。
以降、ケイ素原子の原子密度を「Ｓｉ原子密度」、炭素原子の原子密度を「Ｃ原子密度」、Ｓｉ原子密度とＣ原子密度の和を「（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度」とも表記する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に好適に用いられる電子写真感光体の（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度の軸方向分布を示すグラフである。
【図２】本発明に好適に用いられる電子写真感光体の層構成の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に好適に用いられる電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に好適に用いられる電子写真感光体の（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度と耐キズ性の関係を示すグラフである。
【図５】本発明に好適に用いられる電子写真感光体を製造するための装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、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。なお、本発明の技術的範囲はかかる実施の形態によって制限されるものではない。
（電子写真感光体）
まず、本発明の電子写真装置に好適に用いることができる電子写真感光体の層構成について、図２の模式的構成図を参照して説明する。
図２（ａ）に示す電子写真感光体２００は、基体２０１と、基体２０１の上に順次設けられる光導電層２０２と表面層２０３とから構成される。
【００１２】
また、図２（ｂ）に示すように、基体２０１の上に、基体側からの電荷の注入を阻止するために、下部電荷注入阻止層２０４を設け、下部電荷注入阻止層２０４の上に光導電層２０２と、表面層２０３とを順次設けた層構成であってもよい。必要に応じて、光導電層２０２は、基体２０１側から第一の層領域と第二の層領域とからなる２層構成にしてもよい。また、光導電層２０２と表面層２０３との界面に関しては、連続的に変化させ界面反射を抑制する界面制御を施してもよい。
【００１３】
本発明の電子写真装置に好適に用いることができる電子写真感光体は、ａ−ＳｉＣ：Ｈ（水素化アモルファスシリコンカーバイド）を有する表面層を少なくとも有する。そして、表面層の膜厚とＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）に関しては、電子写真感光体の軸方向において均一であることが好ましい。これは、近年の電子写真装置に求められている高画質化への要望に応えるためであり、高画質化の一つの指標である画像濃度の均一性を向上させるには、電位特性を均一化することが不可欠である。このため、電位特性に影響を与え得るパラメータである表面層の膜厚とＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）については、均一化することが好ましい。電子写真感光体の電位特性の均一化をするために、表面層に求められるのは、表面層を透過して光導電層に到達する光の量が均一化することである。通常、表面層は、電子写真プロセスで用いられる波長帯の光に対しては、高い透過率が得られるように材料設計がなされている。しかし、１００％完全に光を透過させることは難しく、若干は吸収成分を有しているのが現状である。このため、表面層の膜厚を均一にすることで、透過する光の量をより均一にすることができ、その分布を１０％以下にすれば、画像への影響は小さくすることが可能となる。また、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）に関しては、透過率そのものに影響を与えていると考えられる。このため、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を均一にすることで透過する光の量を均一にすることができ、その分布を１０％以下にすれば、画像への影響は小さくすることが可能となる。
また、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）に関しては、０．６０以上０．７８以下であることが、優れた電子写真特性を得るうえで好ましい。Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．６０より小さくすると、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り、静電潜像として孤立ドットを形成した場合に、孤立ドットが小さくなる場合がある。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い、階調性の低下を生じる場合がある。また、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を０．７８より大きくすると、表面層中のグラファイト構造に起因する炭素原子の結合が増加する場合がある。その結果、光吸収が増加し、所望の感度特性が得られ難くなる場合がある。
【００１４】
これに対し（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度に関しては、硬度には影響するものの、透過率にはほとんど影響しないことがわかってきた。このため、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度を、電子写真感光体の一方の端部から他方の端部に向かって増加させれば、光の透過率は均一化したまま、表面特性は分布させられることを見出した。ここで表面特性に関しては、前述のように必ずしも均一であることが好適とは限らないことがわかってきた。即ち、電子写真装置において、電子写真感光体を取り外す方向は、装置外部からの異物が混入しやすく耐キズ性能が最も重要である。これに対し、その反対側となる電子写真装置の奥側においては、長期間に渡って使用を続けていった場合には、紙粉やホコリなどが溜まりやすく、それらの影響があっても最適なクリーニングが行われるようにラチテュード確保が重要である。このように、表面特性に関しては、電子写真感光体の軸方向において求められる特性が異なることがわかってきた。
【００１５】
本発明において、電子写真感光体を取り外す方向とは、電子写真装置から電子写真感光体を取り外すときに、引き出す方向のことを指している。電子写真感光体がその周辺のプロセス機器とともにユニット化されており、そのユニットごと電子写真装置から引き出した後に、ユニットから電子写真感光体を取り外す構成になっている場合は、ユニットを引き出す方向を指している。そのような電子写真装置では、装置本体の前扉を開けて、電子写真感光体やユニットを引き出す構成になっており、電子写真感光体の取り出し側は、その反対側に比べると、外部からの異物が混入しやすくなる。また、給紙カセットに関しても電子写真感光体の取り出し側に引き出す構成となっている場合があり、そのような場合では、給紙カセットから混入する異物に対しても、電子写真感光体の取り出し側の方が混入しやすくなる。
【００１６】
そこで、まず電子写真感光体として、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度を、電子写真感光体の一方の端部から他方の端部に向かって増加させた。そして、電子写真装置の電子写真感光体の取り出し方向に、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度が大きい方の端部を配置する構成とした。これにより、取り外し方向については耐キズ性能を向上させることができ、且つ、その反対方向に関してはクリーニングラチテュードを十分に確保可能な構成とすることができ、本発明に至った。ここで、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度の分布に関しては、クリーニングラチテュードが十分確保される効果を得るためには、電子写真感光体の軸方向において３％以上増加させるとことが好ましい。あまり増加量が少なく、比較的均一になってしまうと、クリーニングラチテュードが十分確保されない場合があることがある。この原因としては、上述のように使用を続けていった場合、取り出し側と奥側とではクリーニングの状態が変化してくることに起因すると推察される。即ち、使用を続けて、紙紛やホコリ等の蓄積が軸方向で分布を持つようになると、電子写真感光体の表面に与える影響に関しても、軸方向で分布を持つようになると推測される。このような状態になっても、電子写真感光体の表面特性に分布を有していると、上記の紙紛やホコリ等に起因するアンバランスをある程度は吸収でき、良好なクリーニング状態が維持できるのではないかと推測される。
【００１７】
上記の電子写真感光体は、一般的に知られている真空蒸着法、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法の如き成膜方法により、基体の上に図２に示すような層構成の電子写真感光体を形成すればよい。それらの中でも、原料ガスにＲＦ帯やＶＨＦ帯の高周波電力を印加してグロー放電により分解し、基体の上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法を用いると、アモルファスシリコン系電子写真感光体を好適に作製することができる。
【００１８】
次に、本発明の電子写真装置に好適に用いることができる電子写真感光体の製造に使用することができる装置、及び、これを用いた電子写真感光体の製造方法について、以下に説明する。図５は、電源周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤと略記する）による電子写真感光体製造装置の一例を、模式的に示した構成図である。
【００１９】
この装置は、大別すると、堆積装置５１００、原料ガスの供給装置５２００、反応容器５１１１の内部を減圧するための排気装置(図示せず)から構成されている。堆積装置５１００を構成する反応容器５１１１の内部には円筒状基体５１１２を載置する載置台５１１０、基体加熱用ヒータ５１１３、原料ガス導入管５１１４が設置される。更に高周波マッチングボックス５１１５を介して高周波電源５１２０が反応容器５１１１を兼ねるカソード電極に接続されている。
【００２０】
原料ガス供給装置５２００は、原料ガスのボンベ５２２１〜５２２６とバルブ５２３１〜５２３６、５２４１〜５２４６、５２５１〜５２５６、及び、マスフローコントローラ５２１１〜５２１６から構成される。各原料ガスのボンベはバルブ５２６０を介して反応容器５１１１の内部のガス導入管５１１４に接続されている。
この装置を用いた堆堆膜の形成は、例えば以下のような手順によって行われる。
【００２１】
まず、反応容器５１１１の内部に円筒状基体５１１２を設置し、例えば真空ポンプの如き排気装置（図示せず）により反応容器５１１１の内部を排気する。続いて、基体加熱用ヒータ５１１３により円筒状基体５１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。
次に、堆積膜形成用の原料ガスを、原料ガス供給装置５２００により流量制御し、反応容器５１１１の内部に導入する。そして、排気速度を調整することにより所定の圧力に設定する。
【００２２】
以上のようにして堆積の準備が完了した後、以下に示す手順で各層の形成をおこなう。
内圧が安定したところで、高周波電源５１２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス５１１５を通じてカソード電極に供給し高周波グロー放電を生起させる。放電に用いる周波数は１〜３０ＭＨzのＲＦ帯が好適に使用できる。
この放電エネルギーによって反応容器５１１１の内部に導入された各原料ガスが分解され、円筒状基体５１１２の上に所定のケイ素原子を主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、ガス供給装置の各バルブを閉じて反応容器５１１１への各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００２３】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の感光層が形成される。また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状基体５１１２を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。さらに、上述のガス種、及びバルブ操作は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００２４】
（電子写真装置）
次に、本発明に好適に用いられる電子写真装置について、図３の概略構成図を参照して説明する。この電子写真装置は、表面に静電潜像が形成され、この静電潜像上にトナーが付着されてトナー像が形成されるドラム型の電子写真感光体３０１を有している。電子写真感光体３０１の周りには、電子写真感光体３０１の表面を所定の極性・電位に帯電させる帯電器３０２と、帯電された電子写真感光体３０１の表面に画像露光光３０３を照射して静電潜像を形成する画像露光手段（不図示）とが配置されている。また、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器３０４が配置されている。また、電子写真感光体の上でトナー像を形成しているトナーに電荷を与え、安定した転写をおこなうようにするための転写前帯電器３０５が配置されている。さらに、記録材３０９にトナー像を転写するための転写帯電器３０６が配置されている。そして、転写後の電子写真感光体３０１の上をクリーニングする電子写真感光体クリーナ３０７、及び電子写真感光体３０１の除電をおこなう除電露光器３０８とが配置されている。また、画像が形成される複数の記録材３０９を保持する給紙カセット３１０と、給紙カセット３１０から記録材３０９を搬送する搬送機構とが設けられている。記録材３０９の搬送経路上には、記録材３０９の上に転写されたトナー像を記録材３０９の上に定着させる定着器３１１が配置されている。
【００２５】
次に、この電子写真装置の動作について説明する。まず、図３に矢印Ｘで示すように、電子写真感光体３０１が、時計方向に所定の周速度で回転駆動される。ここで、周速度とは、電子写真感光体の外周上の１点が１秒間に進む道のりを表している。電子写真感光体３０１は、回転過程で、帯電器３０２により所定の極性・電位に帯電処理される。次いで、前述の画像露光光３０３を受け、これにより電子写真感光体３０１の表面上には、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。次いで、現像器３０４によって、その静電潜像がトナーにより現像され、電子写真感光体３０１の上にトナー像が形成される。
【００２６】
次に、給紙カセット３１０から、所定のタイミングで記録材３０９が給送される。そして、転写バイアスがバイアス電源（不図示）から転写帯電器３０６に印加されることによって、転写帯電器３０６と電子写真感光体３０１との間に電界が形成される。形成された電界によって、電子写真感光体３０１の上に形成担持されたトナー像は、記録材３０９に転写される。トナー像が転写された記録材３０９は定着器３１１に導かれ、ここで記録材３０９の上にトナー像が加熱定着される。
【００２７】
（実験例１）
以下に示す条件にて、電子写真感光体を製作した。基体としては、長さ３５８ｍｍ、外径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダを準備した。準備したアルミニウムシリンダの外周面上に、図５に示したＲＦ−ＰＣＶＤ装置を用い、表１、表２に示した条件で、下部電荷注入阻止層、光導電層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、図２（ｂ）に示した層構成の電子写真感光体を製作した。表２に示すように、表面層の成膜時における基体温度を変化させて、６種類の電子写真感光体を製作した。
【００２８】
【表１】
2012048057.tif 000003
【００２９】
【表２】
2012048057.tif 000004
【００３０】
製作した電子写真感光体のＳｉ原子密度、Ｃ原子密度、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）、及び、耐キズ性について、以下に示す方法で測定を行った。それらの結果を表２に示す。
（Ｓｉ原子密度、Ｃ原子密度、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度、Ｃ／（Ｓｉ+Ｃ））
実験例１で作製した電子写真感光体と同一条件で、基体の上に下部電荷注入阻止層のみを形成したもの、下部電荷注入阻止層と光導電層のみを形成したものを作製した。これらを軸方向の中央部を１５ｍｍ角で切り出し、リファレンス試料を作製した。さらに、実験例１で作製した電子写真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。上記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、商品名）により測定し、表面層の層厚、及び層の屈折率を求めた。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とした。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及び位相差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及び位相差Δの関係を求めた。そして、下部電荷注入阻止層、光導電層、及び、表面層を順次積層し、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、各入射角における波長とΨ及びΔの関係を計算により求めた。上記計算には、Ｊ．Ａ．  Ｗｏｏｌｌａｍ社製の解析ソフトＷＶＡＳＥ３２（商品名）を使用した。更に、この計算により求めた波長とΨ及びΔの関係と、測定用試料を測定して求めた波長とΨ及び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。
【００３１】
その後、上記表面層測定用試料を用い、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、商品名）により、ＲＢＳの測定面積における表面層のケイ素原子及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。また、ＲＢＳの測定面積から求めたケイ素原子及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、及び、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度を算出した。
【００３２】
（耐キズ性）
表面性試験装置（ＨＥＩＤＯＮ社製）を用いて、直径０．８ｍｍの曲率を持つダイヤモンド針に一定の荷重を加えて電子写真感光体の表面上に接触させた。この状態でダイヤモンド針を電子写真感光体の軸方向に５０ｍｍ／分の一定速度で移動させた。移動距離は任意に設定できるが、ここでは１０ｍｍとした。この操作を、電子写真感光体の上の針を接触させる部位を変えながら、ダイヤモンド針に加える荷重を５０ｇから５ｇずつ増やして繰り返した。こうして表面性試験を行った電子写真感光体の表面を顕微鏡で観察し、引っかき傷の有無を確認した後、電子写真装置（キヤノン（株）製：ｉＲ５０６５、商品名）に設置し、画素密度が２５％、３７．５％、５０％となる３種類のハーフトーン画像を出力した。以上の手順で出力した画像を視察し、圧キズが画像上で認められる最低の荷重を比較した。この評価方法では、数値が大きいほど、圧キズが発生し難く、即ち、耐キズ性に優れることを示している。なお、本実験例においては、基板温度２９０℃で作製した電子写真感光体の評価値を基準とした相対評価で示している。
【００３３】
図４は、表２に示した（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度と耐キズ性の関係を表したグラフである。表２及び図４から明らかなように、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度と耐キズ性は相関していることがわかる。この結果より、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度は耐キズ性に影響しており、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度を大きくすると耐キズ性が向上することが確認される。
【００３４】
＜実施例１〜４、及び、比較例１〜４＞
以下に示す条件にて、電子写真感光体を製作した。基体としては、長さ３５８ｍｍ、外径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダを準備した。準備したアルミニウムシリンダの外周面上に、図５に示したＲＦ−ＰＣＶＤ装置を用い、下部電荷注入阻止層、光導電層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、図２（ｂ）に示した層構成の電子写真感光体を製作した。各層の堆積条件を表３、及び、表４に示す。下部電荷注入阻止層と光導電層は、全ての実施例、比較例において表３の条件で堆積膜を形成し、表面層は、実施例、比較例毎に表４に示した条件で堆積膜を形成した。
【００３５】
表面層の成膜時における基板温度に関しては、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度が所望の分布となるように、軸方向の温度分布を設定した。より具体的には、実施例１〜４、及び、比較例１〜３については、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度が一方の端部から他方の端部に向かって増加するように、２７０〜３００℃の範囲で軸方向に温度分布させた条件とした。比較例４は、基板温度が２９０℃で一定となるように設定した。
【００３６】
また、表面層の膜厚とＣ／（Ｓｉ＋Ｃ）に関しても、所望の特性分布となるように成膜条件を設定した。より具体的には、ガス導入管５１１４のガス穴の分布を調整することで表面層の膜厚の軸方向分布を制御することができる。また、原料ガスのＳｉＨ４とＣＨ４を別々のガス導入管５１１４から導入するように接続することで、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の軸方向分布を制御することができる。これらの手法を用い、表面層の膜厚、及び、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）が所望の特性分布となるように、ガス導入管５１１４のガス穴分布や原料ガスボンベとの接続条件を設定した。
【００３７】
製作した電子写真感光体は、軸方向の中央部と中央から±１３ｃｍ部の合計３箇所を、実験例１と同様の方法で、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度、表面層の膜厚、及び、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）を測定した。それらの結果を表５〜７、及び、図１に示す。ここで、表５〜７における「取り出し側」「奥側」とは、後述する電子写真装置に設置するときの電子写真感光体の向きが電子写真感光体の取り出し側かその反対側（即ち、奥側）かを表している。そして、それぞれの方向における中央から±１３ｃｍ部の測定結果を示している。また、表５〜７の最右列の「分布」とは、上記３箇所の測定値における、最大値と最小値の差の平均値に対する割合を示している。
【００３８】
電子写真装置としては、キヤノン製複合機ｉＲ５０６５（商品名）を用意した。用意した電子写真装置に、作製した電子写真感光体を順次セットし、次に示す手順で評価を行った。評価結果を表８に示す。
【００３９】
評価１、初期画像評価
まず、初期特性として、画像評価を行った。画像形成条件として、電子写真装置本体の自動制御による通常条件と、通常条件より厳しい条件となる強化条件の２条件で画像サンプリングを行った。強化条件とは、具体的には、設定コントラスト電位が通常より低コントラストとなるように、暗電位／露光部電位／現像スリーブ電位が、それぞれ２５０Ｖ／１００Ｖ／１５０Ｖとなるように帯電条件、露光条件、及び、現像条件を設定した条件である。低コントラストになると、現像プロセスにとって厳しい条件となるため、より僅かな電位バラツキであっても画像に影響しやすくなり、画像の均一性にとっては、厳しい条件となる。そのような２条件において、画素密度が２５％、３７．５％、５０％となる３種類のハーフトーン画像をＡ３用紙に出力し、出力した画像によって視察により濃度の均一性について、以下に示す基準で判定した。この判定基準においては、ランクＡ以上で本発明の効果が得られているとみなすことができる。
Ａ：まったく濃度ムラが確認できず、非常に優れている。
Ｂ：注視して見るとごく軽微な濃度ムラが確認できる程度であり、優れている。
Ｃ：濃度ムラが確認できる。
【００４０】
評価２、通紙耐久テスト
次に、初期画像評価において、Ａランク以上の非常に優れた評価が得られた電子写真感光体については、通紙耐久テストを行い、耐キズ性、及びクリーニングラチテュードの評価を行った。通紙耐久の条件としては、耐久用紙として紙紛の多い再生紙を使用し、さらに、耐久の開始時と１万枚通紙毎に故意に紙紛を電子写真感光体の近傍に供給することでクリーニングプロセスにとってより厳しい条件で耐久を行った。以上の通紙耐久テストをＡ４サイズ用紙で１００万枚分行った。通紙耐久テストの実施中は、クリーニングブレードの交換や清掃等のメンテナンスは行わないようにした。これによって、更に、クリーニングプロセスにとってより厳しい条件とした。
【００４１】
耐久の終了後に、画素密度が２５％、３７．５％、５０％となる３種類のハーフトーン画像をＡ３用紙に出力し、その後、電子写真感光体を装置から取り外した。出力した画像と、電子写真感光体、及び、クリーニングユニットを観察し、耐キズ性、及びクリーニングラチテュードについて、次に示す基準で判定した。これらの判定基準においては、ランクＡ以上で本発明の効果が得られているとみなすことができる。
【００４２】
（耐キズ性）
Ａ：画像上にまったくキズが確認できず、非常に優れている。
Ｂ：画像上でごく軽微なキズが確認できるが、電子写真感光体にはキズは確認できない。
Ｃ：電子写真感光体にキズが確認できる。
【００４３】
（クリーニングラチテュード）
Ａ：クリーニングユニット内においてまったくクリーニング不良が確認できず、非常に優れている。
Ｂ：クリーニングユニット内でごく軽微なクリーニング不良が確認できるが、画像上では確認できない。
Ｃ：画像上においてクリーニング不良が確認できる。
【００４４】
評価３、総合判定
上記の初期画像評価、通紙耐久テストの結果で最も下位の判定を総合判定とした。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
【表４】
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【００４７】
【表５】
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【００４８】
【表６】
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【００４９】
【表７】
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【００５０】
【表８】
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【００５１】
まず、初期画像評価結果について考える。比較例１と比較例２では、強化条件での画像にごく軽微な濃度ムラが確認される結果になったが、それら以外はすべて画像の均一性に優れる結果が得られた。比較例１は、表６に示したように、表面層の膜厚の分布が本発明の構成となる実施例１〜４より大きく、１０％を越える分布となっている。この結果より、表面層の膜厚は、電位特性に影響しており、軸方向において均一であることが好ましく、分布が１０％を越えると、画像上にまで影響が及ぶ場合があることが確認できる。また、比較例２は、表７に示したように、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）の分布が本発明の構成となる実施例１〜４より大きく、１０％を越える分布となっている。この結果より、Ｃ／（Ｓｉ＋Ｃ）は、電位特性に影響しており、軸方向において均一であることが好ましく、分布が１０％を越えると、画像上にまで影響が及ぶ場合があることが確認できる。また、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度に関しては、本実施例で示した範囲で軸方向において分布を有していても、画像上においては極めて良好な均一性が得られることがわかる。
【００５２】
次に、通紙耐久テストの結果について考える。耐キズ性に関しては、通紙耐久テストを行った全ての電子写真装置において、キズは発生せず、十分な耐キズ性を有していることが確認できる。一方、比較例３と比較例４では、画像上では確認できないレベルではあるものの、クリーニング不良が確認される結果となった。これに対し、本発明の構成となる実施例１〜４では、クリーニング不良は確認されず、十分なクリーニングラチテュードを有する結果が得られた。比較例３は、図１に示したように、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度は、一方の端部から他方の端部に向かって増加しているが、増減の方向が本発明の構成となる実施例１〜４とは逆向きになっている。また、比較例４は、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度が本発明の構成となる実施例１〜４より均一に分布している。この結果より、クリーニングラチテュードを十分に確保するためには、（Ｓｉ＋Ｃ）原子密度を一方の端部から他方の端部に向かって増加させ、且つ、取り出し方向に大きい方の端部を配置することが重要であることがわかる。
【００５３】
以上のように、実施例１〜４に示した本発明の構成となる電子写真装置は、いずれも画像の均一性、及び、耐キズ性に優れ、且つ、クリーニングラチテュードが十分に確保できることが確認できる。
【符号の説明】
【００５４】
２００・・・電子写真感光体
２０１・・・基体
２０２・・・光導電層
２０３・・・表面層
２０４・・・下部電荷注入阻止層
３０１・・・電子写真感光体
３０２・・・帯電器
３０３・・・画像露光光
３０４・・・現像器
３０５・・・転写前帯電器
３０６・・・転写帯電器
３０７・・・電子写真感光体クリーナ
３０８・・・除電露光器
３０９・・・記録材
３１０・・・給紙カセット
３１１・・・定着器
【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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