JP4996684B2 - 電子写真感光体およびその製造方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンを主体とする非単結晶材料を含んでなる光導電層を備えた電子写真感光体およびその製造方法、並びに画像形成装置に関するものである。

紙などの記録媒体に画像を形成する方法としては、電子写真方式がある。このような電子写真方式では、感光体に対して、帯電と、露光と、現像と、転写と、除電とを繰り返すことによって記録媒体に画像が形成される。電子写真方式は、コピー機あるいはプリンタなどに採用されている。感光体としては、基体の表面に感光層を形成したものが使用されている。感光層としては、アモルファスシリコンからなる光導電層を備えたものが採用されている。

電子写真方式の画像形成では、先の印画工程における露光に起因する残像が後の印画工程時に影響を与える（ゴースト）などの光メモリが現れる場合があった。光メモリは、露光時に強い光が照射された部位に発生したフォトキャリアが感光層にトラップされ、後の帯電時に影響を与えるために生じるものと考えられている。また、光メモリは、露光時に強い光が照射されなかった部位の帯電を除去するために除電光を照射する場合にも現れる場合がある。すなわち、露光光だけでなく除電光によって発生したフォトキャリアが感光層にトラップされ、後の帯電時に影響を与えてしまう場合がある。特に、露光時における光メモリの影響を低減するために、強い除電光を照射すると、この影響は更に顕著となる。

一般に、アモルファス半導体の光吸収スペクトルにおいて、吸収端から低エネルギ側でエネルギ変化に対して指数関数的に吸収が変化する領域が観測される。この領域は、指数関数裾（アーバックテイル）と呼ばれる領域である。この領域において光吸収係数αと入射光の光子エネルギｈωとの間には、下記数式１が成立する。なお、数式１におけるＥは特性エネルギと呼ばれるものである。

［数１］

数式１において、両辺の自然対数をとると、下記数式２が成立する。

特性エネルギＥの逆数（１／Ｅ）は、光吸収係数αの対数（ｌｎα）を縦軸、光子エネルギ（ｈω）を横軸としたときの傾きに相当するものである。光吸収スペクトルは、指数関数裾の領域でほぼ直線になる。この直線状の領域における特性エネルギＥの大きさは、バンドテイルに捕獲されるキャリアの量と相関関係がある。例えば、特性エネルギＥを小さく（１／Ｅを大きく）することにより、バンドテイルに捕獲されるキャリアを少なくすることができ、露光時のメモリを低減できる（例えば特許文献１，２参照）。

特許文献１には、光導電層の特性エネルギＥを０．０９ｅＶ以下に保つことによりメモリを低減することが開示されている。特許文献２には、光導電層を、特性エネルギＥが５０ｍｅＶ〜６５ｍｅＶである第１層と、特性エネルギＥが５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶである第２層とによって構成することによりメモリを低減することが開示されている。

確かに、露光時および除電時のメモリを小さくするには、特性エネルギＥの小さい膜に適切な露光量を与えるのが有効である。しかしながら、光導電層の特性エネルギＥを小さくするためには、一般に、成膜レートが低くなるか、あるいは大流量のガスが必要となり、いずれも製造コストの点で問題が大きかった。

特開昭６２−８３４７０号公報 特許第３７５４７５１号公報

本発明は、露光時および除電時のメモリが小さく、製造コストに負担の少ない電写真感光体およびその製造方法、並びに画像形成装置を提供することを課題としている。

本発明の一つの観点によれば、電子写真感光体は、基体および光導電層を備えている。前記光導電層は、基体上に形成され、且つ、シリコンを主体とする非単結晶材料を含んでなる。また、前記光導電層は、光吸収係数α（ｃｍ^-1）との関係において下記数式１を満たす特性エネルギＥ（ｅＶ）に関し、光子エネルギｈωが１．８０ｅＶよりも大きい露光波長に対する特性エネルギＥ１が、光子エネルギｈωが１．８０ｅＶよりも小さい除電波長に対する特性エネルギＥ２（ｅＶ）よりも大きい。

◎［数１］

本発明の他の観点によれば、電子写真感光体の製造方法は、上述の本発明に係る電子写真感光体の製造方法である。この製造方法は、反応室において第１導体に前記基体を支持させるステップと、前記反応室を反応ガス雰囲気とするステップと、前記第１導体と前記反応室において前記第１導体に離間して配置された第２導体との間にパルス状の直流電圧を印加するステップと、を含む。

本発明の更に他の観点によれば、画像形成装置は、上述の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を露光するための露光器と、前記電子写真感光体を除電するための除電器と、を備える。

本発明の一形態に係る電子写真感光体によれば、感光層が露光波長に対して比較的大きい特性エネルギＥ１を持っていても、除電光により残存キャリアが有効に発散される。したがって、このような電子写真感光体を備える画像形成装置では、次の画像形成まで光メモリが残存するのを抑制することができる。また、本発明の一形態に係る電子写真感光体およびその製造方法によれば、感光層の成膜速度を高く、あるいは、使用する原料ガスの量を少なくすることができるため、生産性を向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置１について、図１ないし図４を参照しつつ説明する。

画像形成装置１は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものである。画像形成装置１は、電子写真感光体１０と、帯電器１１と、露光器１２と、現像器１３と、転写器１４と、定着器１５と、クリーニング器１６と、除電器１７とを備えている。

帯電器１１は、電子写真感光体１０を正極性または負極性に帯電する機能を有するものである。帯電電圧は、例えば２００Ｖ以上１０００Ｖ以下に設定される。本実施形態において帯電器１１は、接触型帯電器を採用して説明するが、これに代えて、非接触型帯電器を採用してもよい。接触型帯電器は、電子写真感光体１０を押圧するように配置されており、例えば芯金を導電性ゴムおよびＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって被覆することにより構成されている。非接触型帯電器は、電子写真感光体１０とは離間して配置されており、例えば放電ワイヤを有する構成とされている。

露光器１２は、電子写真感光体１０に静電潜像を形成する機能を有するものである。具体的には、露光器１２は、画像信号に応じて特定波長（例えば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の露光光を電子写真感光体１０に照射することにより、帯電状態にある電子写真感光体１０の露光光照射部分の電位を減衰させて静電潜像を形成する。露光器１２としては、例えば複数のＬＥＤ素子を配列させてなるＬＥＤヘッドを採用することができる。

もちろん、露光器１２の光源としては、ＬＥＤ素子に代えてレーザ光を出射可能なものを使用することもできる。つまり、ＬＥＤヘッドなどの露光器１２に代えて、ポリゴンミラーを含んでなる光学系、あるいは、原稿からの反射光を通すレンズおよびミラーを含んでなる光学系を採用することにより、複写機の構成の画像形成装置とすることもできる。

現像器１３は、電子写真感光体１０の静電潜像を現像してトナー像を形成する機能を有するものである。本実施形態における現像器１３は、現像剤（トナー）ＴＮを磁気的に保持する磁気ローラ１３Ａを備えている。

現像剤ＴＮは、電子写真感光体１０の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器１３において摩擦帯電させられる。現像剤ＴＮとしては、例えば、磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる二成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる一成分系現像剤とが挙げられる。

磁気ローラ１３Ａは、電子写真感光体１０の表面（現像領域）に現像剤を搬送する機能を有するものである。磁気ローラ１３Ａは、現像器１３において摩擦帯電した現像剤ＴＮを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送された現像剤ＴＮは、電子写真感光体１０の現像領域において、静電潜像との静電引力により感光体表面に付着してトナー像を形成する（静電潜像を可視化する）。トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１０の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１０の表面の帯電極性と同極性とされる。

なお、本実施形態において現像器１３は、乾式現像方式を採用しているが、液体現像剤を用いた湿式現像方式を採用してもよい。
転写器１４は、電子写真感光体１０と転写器１４との間の転写領域に供給された記録媒体Ｐに、電子写真感光体１０のトナー像を転写する機能を有するものである。本実施形態における転写器１４は、転写用チャージャ１４Ａおよび分離用チャージャ１４Ｂを備えている。転写器１４では、転写用チャージャ１４Ａにおいて記録媒体Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。また、転写器１４では、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ１４Ｂにおいて記録媒体Ｐの背面が交流帯電させられ、記録媒体Ｐが電子写真感光体１０の表面から速やかに分離させられる。

転写器１４としては、電子写真感光体１０の回転に従動し、且つ、電子写真感光体１０とは微小間隙（通常０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この転写ローラは、例えば直流電源により、電子写真感光体１０上のトナー像を記録媒体Ｐ上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ１４Ｂのような転写分離装置は省略することもできる。

定着器１５は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させる機能を有するものであり、一対の定着ローラ１５Ａ，１５Ｂを備えている。定着ローラ１５Ａ，１５Ｂは、例えば金属ローラ上にフッ素樹脂などで表面被覆したものとされている。定着器１５では、一対の定着ローラ１５Ａ，１５Ｂの間を通過させる記録媒体Ｐに対して、熱および圧力などを作用させることにより、記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。

クリーニング器１６は、電子写真感光体１０の表面に残存するトナーを除去する機能を有するものであり、クリーニングブレード１６Ａを備えている。クリーニングブレード１６Ａは、電子写真感光体１０の表面から、残留トナーを掻きとる機能を有するものである。クリーニングブレード１６Ａは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料などにより所望の弾性を有する構造とされている。

除電器１７は、電子写真感光体１０の表面電荷を除去する機能を有するものであり、特定波長（例えば７８０ｎｍ以上）の光を出射可能とされている。除電器１７は、例えばＬＥＤなどの光源によって電子写真感光体１０の表面における軸方向全体を光照射することにより、電子写真感光体１０の表面電荷（残余の静電潜像）を除去するように構成されている。

図２に示したように、電子写真感光体１は、基体１８の外周面上に感光層１９を形成したものである。

基体１８は、電子写真感光体１の支持母体としての機能を有するものであり、少なくとも表面において導電性を有している。本実施形態における基体１８の形状は円筒状であるが、これには限られず、例えば無端ベルト状としてもよい。基体１８は、金属材料あるいは該金属材料を含む合金材料により、実質的に全体が導電性を有するものとして形成されている。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）などが挙げられる。また、基体１８は、絶縁体の表面に導電性膜を被着した構成としてもよい。絶縁体の構成材料としては、例えば、樹脂、ガラス、およびセラミックスなどの絶縁材料が挙げられる。導電性膜の構成材料としては、例えば、上述の金属材料および合金材料と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＳｎＯ_２などの透明導電性材料とが挙げられる。このような構造の基体１８としては、軽量化および低コスト化の観点から、構成材料としてＡｌ系材料を採用したものが好ましく、中でも全体にＡｌ系材料を採用したものがより好ましい。Ａｌ系材料としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金などが挙げられる。なお、Ａｌ系材料を採用してなる基体１８は、該基体１８の外周面上に形成される感光層１９をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に、基体１８と感光層１９との密着性（ひいては信頼性）を高めるうえで好適である。

基体１８における感光層１９の形成面は、旋盤などにより表面処理が施される。表面処理としては、鏡面加工および線状溝加工などが挙げられる。

感光層１９は、基体１８の外周面１８ａ上に形成されている。感光層１９の厚みは、例えば１５μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。感光層１９の厚みを１５μｍ以上にすると、長波長光吸収層などを設けなくても記録画像における干渉縞を低減することができ、感光層１９の厚みを１２０μｍ以下にすると、応力に起因して基体１８から感光層１９が剥がれてしまうのを適切に抑制することができる。

本実施形態において感光層１９は、電荷注入阻止層１９Ａと、光導電層１９Ｂと、表面層１９Ｃとを順次積層形成したものである。

電荷注入阻止層１９Ａは、基体１８側からの電荷が光導電層１９Ｂ側に注入されるのを阻止する機能を有するものである。電荷注入阻止層１９Ａは、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成されている。非単結晶材料とは、多結晶、微結晶、および非晶質のうちの少なくとも一つの部分を含む材料を意味している。例えば、電荷注入阻止層１９Ａをアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料により形成する場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガスと、Ｂ_２Ｈ_６などのドーパント含有ガスと、水素（Ｈ_２）およびヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスとを混合してなる混合ガスなどが挙げられる。

電荷注入阻止層１９Ａは、エネルギ障壁をより適切に形成する観点から、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）および周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）の少なくとも一方を含んでいてもよい。また、電荷注入阻止層１９Ａは、電気伝導度をより小さくする観点から、炭素（Ｃ）および酸素（Ｏ）などの元素を含んでいてもよい。電荷注入阻止層１９Ａに含まれる第１３族元素あるいは第１５族元素は、該電荷注入阻止層１９Ａ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよいが、残留電荷の発生を低減する観点から実質的に均一に分布されているのが好ましい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。

電荷注入阻止層１９Ａ対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、電荷注入阻止層１９Ａに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設ける場合には、光導電層１９Ｂにおける第１３族元素あるいは第１５族元素の含有量は、光導電層１９Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。

第１３族元素としては、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）などが挙げられ、中でもＣＶＤ法による成膜時のドーピング濃度の制御容易性の観点から硼素が特に好ましい。電荷注入阻止層１９Ａに第１３族元素を導入するための原料としては、例えば、Ｂ_２Ｈ_６、Ｂ_４Ｈ_１０、Ｂ_５Ｈ_９、Ｂ_５Ｈ_１１、Ｂ_６Ｈ_１０、Ｂ_６Ｈ_１２、およびＢ_６Ｈ_１４などの水素化硼素と、ＢＦ_３、ＢＣｌ_３、およびＢＢｒ_３などのハロゲン化硼素と、ＡｌＣｌ_３と、ＧａＣｌ_３と、Ｇａ（ＣＨ_３）_３と、ＩｎＣｌ_３と、ＴｌＣｌ_３とが挙げられる。

第１５族元素としては、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などが挙げられ、中でも電荷注入阻止層１９Ａを構成する非単結晶材料の主体であるシリコンとの原子径の差に起因する格子の歪みを低減する観点から、リンが特に好ましい。電荷注入阻止層１９Ａに第１５族元素を導入するための原料としては、例えば、ＰＨ_３およびＰ_２Ｈ_４などの水素化リンと、ＰＦ_３、ＰＦ_５、ＰＣｌ_３、ＰＣｌ_５、ＰＢｒ_３、ＰＢｒ_５、およびＰＩ_３などのハロゲン化リンと、ＡｓＨ_３と、ＡｓＦ_３と、ＡｓＣｌ_３と、ＡｓＢｒ_３と、ＡｓＦ_５と、ＳｂＨ_３と、ＳｂＦ_３と、ＳｂＦ_５と、ＳｂＣｌ_３と、ＳｂＣｌ_５と、ＢｉＨ_３と、ＢｉＣｌ_３と、ＢｉＢｒ_３とが挙げられる。

電荷注入阻止層１９Ａには、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を添加してもよい。この添加元素は、電荷注入阻止層１９Ａ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよい。但し、分布濃度が不均一である場合は、残留電荷の発生を低減するとともに、密着性を向上する観点から、基体１８側における添加元素の濃度が大きくなるように含有させるのが好ましい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。

電荷注入阻止層１９Ａの厚さは、所望の電子写真特性および経済的効果などの観点から、０．１μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。電荷注入阻止層１９Ａの厚さが０．１μｍ未満であると、基体１８側からの電荷の注入を充分に阻止することができない場合があり、電荷注入阻止層１９Ａの厚さが１０μｍを超えると、残留電荷が発生してしまう場合がある。

光導電層１９Ｂは、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させる機能を有するものである。光導電層１９Ｂは、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成されている。光導電層１９Ｂが微結晶シリコンを含んでなる場合は、暗導電率あるいは光導電率を高めることができるため、光導電層１９Ｂの設計自由度を高めることができる。このような微結晶シリコンは、成膜条件を変えることによって形成することができ、例えばグロー放電分解法を採用する場合、基体１８の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガス（例えば水素）の流量を増すことによって形成することができる。

光導電層１９Ｂは、特定波長における光吸収係数α（ｃｍ^−１）との関係において下記数式１を満たす特性エネルギＥ（ｅＶ）に関し、露光波長に対する特性エネルギＥ１が、除電波長に対する特性エネルギＥ２（ｅＶ）よりも大きくされている。

◎［数１］

光導電層１９Ｂは、露光波長に対する特性エネルギＥ１が、例えば０．０９ｅＶより大きく０．１６ｅＶ以下、好ましくは０．１０ｅＶ以上０．１４ｅＶ以下とされている。光導電層１９Ｂはさらに、除電波長に対する特性エネルギＥ２が、例えば０．０９ｅＶ以下、好ましくは０．０７ｅＶ以下とされている。なお、光導電層１９Ｂの製膜条件、例えば使用する水素ガスの流量や基板の温度を考慮した場合には、除電波長に対する特性エネルギＥ２は０．０６ｅＶ以上に設定するのが好ましい。

光導電層１９Ｂは、シリコンの未結合手を補償する観点から、水素およびハロゲン元素の少なくとも一方を含むのが好ましい。光導電層１９Ｂが含有する水素およびハロゲン元素の総和は、シリコンと水素とハロゲン元素との総和に対して１原子％以上４０原子％以下とされるのが好ましい。光導電層１９Ｂにシリコンを導入するための原料としては、ＳｉＨ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６、Ｓｉ_３Ｈ_８、Ｓｉ_４Ｈ₁₀などの水素化珪素（シラン類）が挙げられ、中でもシリコンの供給効率あるいは取扱い容易性などの観点からＳｉＨ_４およびＳｉ_２Ｈ_６が特に好ましい。光導電層１９Ｂにハロゲン元素を導入するための原料としては、Ｆ_２、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ_３、ＢｒＦ_３、ＢｒＦ_５、ＩＦ_３、ＩＦ_７、ＳｉＦ_４、およびＳｉ_２Ｆ_６などが挙げられる。なお、光導電層１９Ｂにシリコンを導入するための原料は、必要に応じてＨ_２およびＨｅの少なくとも一方により希釈してもよい。光導電層１９Ｂにおける水素あるいはハロゲン元素の含有量を制御するには、例えば、基体１８の温度、光導電層１９Ｂに各元素を導入するための原料の供給量、あるいは放電電力などを調整すればよい。

光導電層１９Ｂは、暗導電率などの電気的特性あるいは光学的バンドギャップについて所望の特性を得るべく、第１３族元素および第１５族元素の少なくとも一方を含んでいてもよい。また、光導電層１９Ｂは、上述の特性を調整すべく、炭素（Ｃ）および酸素（Ｏ）などの元素を含んでいてもよい。光導電層１９Ｂに含まれる第１３族元素あるいは第１５族元素は、該光導電層１９Ｂ中に実質的に均一に分布されていてもよいし、層厚方向において不均一に分布されている部位を有していてもよいが、光感度を高める観点から、基体１８側の端部領域が表面層１９Ｃ側（基体１８とは反対側）の端部領域より濃度が小さくなるように分布されているのが好ましい。なお、いずれの場合においても、面内方向における特性の均一化を図る観点から、基体１８の表面に平行な面内方向において実質的に均一に分布されているのが好ましい。

光導電層１９Ｂに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素とともに含有させる場合、あるいは、光導電層１９Ｂに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設ける場合には、光導電層１９Ｂにおける第１３族元素あるいは第１５族元素の含有量は、光導電層１９Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。

光導電層１９Ｂには、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を含有させてもよい。光導電層１９Ｂが含有する炭素と酸素と窒素との総和は、これらの元素とシリコンとの総和に対して１×１０^−５原子％以上２原子％以下とされるのが好ましい。

光導電層１９Ｂの厚さは、所望の電子写真特性および経済的効果などの観点から、５μｍ以上１００μｍ（好適には１０μｍ以上８０μｍ以下）に設定されている。光導電層１９Ｂの厚さが５μｍ未満であると、帯電能あるいは光感度を充分に確保できない場合があり、光導電層１９Ｂの厚さが１００μｍを超えると、不必要に形成時間が長くなり、製造コストの増大に繋がってしまう場合がある。

表面層１９Ｃは、主として電子写真感光体１０の耐湿性、繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、あるいは耐久性を高める機能を有するものである。表面層１９Ｃは、シリコンおよび炭素の少なくとも一方を主体とする非単結晶材料により構成されている。また、表面層１９Ｃは、電子写真感光体１０に照射されるレーザ光などの光が不適切に吸収されることのないように、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有している。さらに、表面層１９Ｃは、画像形成における静電潜像を保持し得る抵抗値（一般的には１０^１１Ω・ｃｍ以上）を有するように構成されている。

表面層１９Ｃをａ−ＳｉＣ系により形成する場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガスと、ＣＨ_４などのＣ含有ガスとを混合してなる混合ガスが挙げられる。この原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。例えば、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１９Ｃにおける光導電層１９Ｂに近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１９Ｃを形成してもよい。

また、表面層１９Ｃは、光導電層１９Ｂ側（界面側）に位置し、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ_１−ｘＣ_ｘ：Ｈ）におけるＸ値（炭素比率）が０を超えて０．８未満の第１ＳｉＣ層と、該Ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満の第２ＳｉＣ層と積層してなる２層構造としてもよい。第１ＳｉＣ層の膜厚は、耐圧、残留電位、あるいは膜強度などの観点から、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下に設定される。第２ＳｉＣ層の膜厚は、耐圧、残留電位、膜強度、あるいは寿命（耐摩耗性）などの観点から、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、好適には０．０２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．０５μｍ以上０．８μｍ以下に設定される。

一方、表面層１９Ｃをａ−Ｃ系材料により形成する場合、原料ガスとしては、Ｃ_２Ｈ_２（アセチレンガス）およびＣＨ_４（メタンガス）などのＣ含有ガスが挙げられる。この場合における表面層１９Ｃの膜厚は、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下に設定される。このように、表面層１９Ｃをａ−Ｃ系材料により形成する場合は、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合の結合エネルギが相対的に小さいため、表面層１９Ｃをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１９Ｃの表面が酸化するのをより確実に抑制することができる。つまり、表面層１９Ｃをａ−Ｃ系材料により形成する場合は、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどに起因して、表面層１９Ｃの表面が酸化されるのをより適切に抑制することができ、ひいては高温高湿環境下などにおける画像流れの発生をより適切に抑制することができる。

表面層１９Ｃは、シリコンの未結合手を補償する観点から、水素およびハロゲン元素の少なくとも一方を含むのが好ましい。表面層１９Ｃにおける水素の含有量は、構成元素の総和に対して１原子％以上７０原子％以下（好適には１原子％以上４５原子％以下）とされるのが好ましい。表面層１９Ｃにおける水素の含有量が１原子％未満であると、水素を含有させることによる効果を充分に得ることができない場合があり、表面層１９Ｃにおける水素の含有量が７０原子％を超えると、表面層１０４の表面に光が照射される際に生じる電荷のトラップを充分に抑制できない（ひいては残留電位に起因する画像不良の発生を充分に抑制できない）場合がある。

表面層１９Ｃの厚さは、耐久性あるいは残留電位などの観点から、０．２μｍ以上１．５μｍ以下（好適には、０．５μｍ以上１μｍ以下）に設定されている。表面層１９Ｃの厚さが０．２μｍ未満であると、耐刷による画像キズあるいは画像濃度ムラの発生を充分に抑制できない場合があり、表面層１９Ｃの厚さが１．５μｍを超えると、残留電位に起因する画像不良の発生を適切に抑制できない場合がある。

図３は、電子写真感光体１０における電荷注入阻止層１９Ａ、光導電層１９Ｂおよび表面層１９Ｃを形成するプラズマＣＶＤ装置２の一例を示す模式図である。

プラズマＣＶＤ装置２は、反応室２０と、支持機構３０と、直流電圧供給機構４０と、温度制御機構５０と、回転機構６０と、ガス供給機構７０と、排気機構８０と、を備えている。

反応室２０は、基体１８に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極２１と、一対のプレート２２，２３と、絶縁部材２４，２５により規定されている。

円筒状電極２１は、堆積膜の形成空間を規定するとともに、第１導体としての機能を有するものである。本実施形態に係る円筒状電極２１は、基体１８と同様の導電性材料により構成されており、絶縁部材２４，２５を介して一対のプレート２２，２３に接合されている。本実施形態における円筒状電極２１は、支持機構３０に支持させた基体１８と円筒状電極２１との離間距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように形成されている。これは、基体１８と円筒状電極２１との距離が１０ｍｍよりも小さくなると、基体１８と円筒状電極２１との間で安定した放電を得難くなる場合があり、基体１８と円筒状電極２１との距離が１００ｍｍよりも大きくなると、プラズマＣＶＤ装置２が必要以上に大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が低下する場合があるからである。

円筒状電極２１は、ガス導入口２１ａおよび複数のガス吹き出し孔２１ｂを有しており、その一端において接地されている。円筒状電極２１の接地は必須の要件ではなく、後述の直流電源４１とは別の基準電源に接続する構成としてもよい。なお、円筒状電極２１を直流電源４１とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、例えば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。

ガス導入口２１ａは、洗浄ガスおよび原料ガスを反応室２０に導入するための開口であり、ガス供給機構７０に接続されている。

複数のガス吹き出し孔２１ｂは、円筒状電極２１の内部に導入された洗浄ガスおよび原料ガスを基体１８に向けて吹き出すための開口であり、図の上下方向および周方向において等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔２１ｂは、同一形状の円形に形成されており、その孔径は例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。なお、複数のガス吹き出し孔２１ｂの孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。

プレート２２は、反応室２０の開放状態と閉塞状態とを選択することが可能な構成とされており、プレート２２を開閉することにより反応室２０に対する後述の支持体３１の出し入れが可能とされている。プレート２２は、基体１８と同様の導電性材料により形成されているが、その下面側に防着板２６が取り付けられている。これにより、プレート２２に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。なお、防着板２６は、基体１８と同様の導電性材料により形成されており、プレート２２に対して着脱自在とされている。

プレート２３は、反応室２０のベースとなるものであり、基体１８と同様の導電性材料により形成されている。プレート２３と円筒状電極２１との間に介在する絶縁部材２５は、円筒状電極２１とプレート２３との間にアーク放電が発生するのを抑制する機能を有するものである。このような絶縁部材２５は、例えばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であれば特に限定はない。ただし、絶縁部材２５は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。例えば、絶縁部材２５をフッ素樹脂（熱膨張率３×１０^−５／Ｋ以上１０×１０^５／Ｋ以下）により形成する場合には、絶縁部材２５の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材２５の厚みを設定した場合には、絶縁部材２５と基体１８に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（基体１８の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で１ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材２５を繰り返し使用することが可能となる。

プレート２３および絶縁部材２５には、ガス排出口２３Ａ，２５Ａおよび圧力計２７が設けられている。ガス排出口２３Ａ，２５Ａは、反応室２０の内部の気体を排出する機能を有するものであり、排気機構８０に接続されている。圧力計２７は、反応室２０の圧力をモニタリングする機能を有するものであり、公知の種々のものを使用することができる。

支持機構３０は、基体１８を支持するとともに、第２導体としての機能を有するものである。支持機構３０は、支持体３１と、導電性支柱３２と、絶縁材３３とを含んで構成されている。本実施形態における支持機構３０は、２つの基体１８を支持することができる長さ（寸法）に形成されており、支持体３１が導電性支柱３２に対して着脱自在とされている。このような構成によると、支持した２つの基体１８の表面に直接触れることなく、反応室２０に対して２つの基体１８の出し入れを行なうことができる。

支持体３１は、フランジ部３１ａを有する中空状の部材であり、基体１８と同様の導電性材料により全体が導体として構成されている。

導電性支柱３２は、導板３２ａを有する筒状の部材であり、基体１８と同様の導電性材料により全体が導体として構成されている。導電性支柱３２は、その上端部において支持体３１の内壁面に当接するように構成されている。

絶縁材３３は、導電性支柱３２とプレート２３との間の電気的絶縁性を確保する機能を有するものであり、反応室２０の略中央において導電性支柱３２とプレート２３との間に介在している。

直流電圧供給機構４０は、導電性支柱３２に対して直流電圧を供給する機構であり、直流電源４１および制御部４２を有している。

直流電源４１は、導電性支柱３２に対して印加する直流電圧を発生させる機能を有するものであり、導板３２ａを介して導電性支柱３２に接続されている。

制御部４２は、直流電源４１の動作を制御する機能を有するものであり、該直流電源４１に接続されている。制御部４２は、直流電源４１の動作を制御して、導電性支柱３２を介して支持体３１にパルス状の直流電圧（図４参照）を印加することができるように構成されている。

温度制御機構５０は、基体１８の温度を制御する機能を有するものであり、セラミックパイプ５１およびヒータ５２を有している。

セラミックパイプ５１は、絶縁性および熱伝導性を確保する機能を有するものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。

ヒータ５２は、基体１８を加熱する機能を有するものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。基体１８の温度制御は、例えば支持体３１あるいは導電性支柱３２に熱電対（図示せず）を取り付け、そのモニタ結果に基づいてヒータ５２をオン／オフ制御することにより行われる。基体１８の温度は、例えば２００℃以上４００℃以下の範囲における所定温度に維持される。なお、ヒータ５２としては、例えばニクロム線およびカートリッジヒータが挙げられる。

回転機構６０は、支持体３１を回転させる機能を有するものであり、回転モータ６１と、回転導入端子６２と、絶縁軸部材６３と、絶縁平板６４とを有している。回転機構６０により支持機構３０を回転させて成膜を行う場合、支持体３１とともに基体１８が回転させられるために、原料ガスの分解成分を基体１８の外周に対して略均等に堆積させるうえで好適である。

回転モータ６１は、基体１８に回転力を付与する機能を有するものである。回転モータ６１は、例えば基体１８を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の一定の回転数で回転させるように動作制御される。回転モータ６１としては、公知の種々のものを使用することができる。

回転導入端子６２は、反応室２０内を所定の真空度に保ちながら回転力を伝達する機能を有するものである。このような回転導入端子６２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールあるいはメカニカルシールなどの真空シール手段を用いることができる。

絶縁軸部材６３および絶縁平板６４は、支持機構３０とプレート２２との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ６１からの回転力を支持機構３０に伝達する機能を有するものであり、例えば絶縁部材２５と同様の絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材６３の外径は、成膜時において、支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における基体１８の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材６３の外径は、支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（例えば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材６３の外径と支持体３１の外径（後述する上ダミー基体Ｄ３の内径）との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。

絶縁平板６４は、プレート２２を取り外す際に落下するゴミあるいは粉塵などの異物が基体１８へ付着するのを防止する機能を有するものである。絶縁平板６４は、上ダミー基体Ｄ３の内径より大きな外径を有する円板状に形成されている。絶縁平板６４の直径は、基体１８の直径の１．５倍以上３．０倍以下とされ、例えば基体１８として直径が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板６４の直径は５０ｍｍ程度とされる。このような絶縁平板６４を設けた場合には、基体１８に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１０を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１０を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。

ガス供給機構７０は、複数の原料ガスタンク７１，７２，７３，７４と、複数の配管７１Ａ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａと、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃと、複数のマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄとを含んでなり、配管７５およびガス導入口２１ａを介して円筒状電極２１に接続されている。

各原料ガスタンク７１，７２，７３，７４は、原料ガスが充填されたものである。原料ガスとしては、例えばＳｉＨ_４、Ｈ_２、Ｂ_２Ｈ_６、ＣＨ_４、Ｎ_２、あるいはＮＯが用いられる。

バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃおよびマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄは、反応室２０に導入するガス成分の流量、組成およびガス圧を調整する機能を有するものである。なお、ガス供給機構７０においては、各原料ガスタンク７１，７２，７３，７４に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料ガスタンク７１，７２，７３，７４の数は、基体１８に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。

排気機構８０は、反応室２０のガスをガス排出口２３Ａ，２５Ａを介して外部に排出する機能を有するものであり、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２を有している。これらのポンプ８１，８２は、圧力計２７でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気機構８０では、圧力計２７でのモニタリング結果に基づいて、反応室２０を所定の真空状態に維持できるとともに、反応室２０のガス圧を目的値に設定することができる。なお、反応室２０の圧力は、例えば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。

次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、電子写真感光体１０（図２参照）を作製する場合を例にとって説明する。

まず、プラズマＣＶＤ装置２のプレート２２を取り外した上で、複数の基体１８（図面上は２つ）を支持させた支持機構３０を、反応室２０の内部にセットし、再びプレート２２を取り付ける。支持機構３０における２つの基体１８の支持は、支持体３１のフランジ部３１ａ上において、下ダミー基体Ｄ１、基体１８、中間ダミー基体Ｄ２、基体１８、および上ダミー基体Ｄ３を順次積み上げる形で行われる。各ダミー基体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３としては、例えば、全体が導電性を有する構成のもの、あるいは絶縁体の表面に導電性膜を形成した構成のものが挙げられるが、中でも基体１８と同様の構成のものが特に好ましい。下ダミー基体Ｄ１は、基体１８の高さ位置を調整する機能を有するものである。中間ダミー基体Ｄ２は、隣接する基体１８の端部間にアーク放電が発生するのを抑制する機能を有するものである。中間ダミー基体Ｄ２としては、その長さがアーク放電の発生を充分に抑制できる長さ（例えば１ｃｍ以上）に設定され、その外周面側角部が曲面加工（例えば曲率半径０．５ｍｍ以上）あるいは面取り加工（カットされた部分の軸方向の長さおよび深さ方向の長さがそれぞれ０．５ｍｍ以上）が施されたものが採用される。上ダミー基体Ｄ３は、支持体３１に堆積膜が形成されるのを抑制する機能を有するものである。上ダミー基体Ｄ３としては、その一部が支持体３１の最上部より上方に突出するように構成されたものが採用される。

次いで、温度制御機構５０により基体１８を所定温度に制御するとともに、排気機構８０により反応室２０を減圧する。基体１８の温度制御は、ヒータ５２を発熱させることにより所定温度近傍まで昇温させた後、ヒータ５２をオンあるいはオフすることによって所定温度に維持される。基体１８の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって適宜設定されるが、例えばａ−Ｓｉ系膜を形成する場合は２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定される。一方、反応室２０の減圧は、圧力計２７での反応室２０の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２の動作を制御することにより、ガス排出口２３Ａ，２５Ａを介して反応室２０からガスを排出させることによって行なわれる。なお、反応室２０の減圧は、例えば１×１０^−３Ｐａ程度に至るまで行われる。

次いで、基体１８の温度を所定温度で維持するとともに、反応室２０を所定圧力まで減圧した状態で、ガス供給機構７０により反応室２０に原料ガスを供給するとともに、円筒状電極２１と支持体３１との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極２１と支持体３１（基体１８）との間にグロー放電が発生して原料ガスが分解され、その分解成分が基体１８の表面に堆積されることとなる。排気機構８０においては、圧力計２７のモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ８１およびロータリーポンプ８２の動作を制御することにより、反応室２０の圧力を所定範囲（例えば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）に維持する。すなわち、反応室２０の内部は、ガス供給機構７０におけるマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄと排気機構８０におけるポンプ８１，８２によって圧力を所定範囲に維持する。反応室２０への原料ガスの供給は、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄを制御することにより、原料ガスタンク７１，７２，７３，７４の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管７１Ａ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａ，７５およびガス導入口２１ａを介して円筒状電極２１の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極２１の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔２１ｂを介して基体１８に向けて吹き出される。そして、バルブ７１Ｂ，７２Ｂ，７３Ｂ，７４Ｂ，７１Ｃ，７２Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃおよびマスフローコントローラ７１Ｄ，７２Ｄ，７３Ｄ，７４Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替える。一方、円筒状電極２１と支持体３１との間におけるパルス状直流電圧の印加は、円筒状電極２１が接地されている場合、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下（好適には−３０００Ｖ以上−５００Ｖ以下）の負のパルス状直流電位Ｖ１（図４参照）となるように行われ、円筒状電極２１が基準電源（図示せず）に接続されている場合、基準電源により供給される電位Ｖ２を基準電位として、目的とする電位差トＶ（例えば−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下）となるように行われる。また、支持体３１（基体１８）に対して負のパルス状電圧（図４参照）を印加する場合、基準電源により供給される電位Ｖ２は、例えば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下に設定される。制御部４２は、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源４１を制御する。本実施形態におけるｄｕｔｙ比とは、図４に示したようにパルス状の直流電圧の１周期Ｔ（基体１８と円筒状電極２１との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生時間Ｔ１が占める時間割合と定義される。例えば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生時間が１周期全体の２０％であることを意味する。以上のようにして、基体１８の表面には、電荷注入阻止層１９Ａ、光導電層１９Ｂ、および表面層１９Ｃが順次積層形成される。

本発明者は、上述のようなパルス状直流電圧を利用したプラズマＣＶＤ法を採用する場合において、理由は定かではないが成膜レートを調整することにより、露光波長（例えば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）に対する特性エネルギＥ１が除電波長（例えば７８０ｎｍ以上）に対する特性エネルギＥ２よりも大きな光導電層１９Ｂを形成することが可能であることを見出した。これは、成膜レートが低いと膜への物理的衝撃が小さくなり、結果として特性エネルギが小さくなるからであると推測される。つまり、高波長のため深部まで光が到達する領域では特性エネルギを小さく、低波長で深部まで光が到達し難い領域では特性エネルギを大きくなるように、成膜レートを調整することにより、光導電層１９Ｂを有する電子写真感光体１０を得ることができる。

その一方で、本発明者は、露光波長に対する特性エネルギＥ１よりも、除電波長に対する特性エネルギＥ２のほうが、メモリ値に対して与える影響が大きいことを見出した。すなわち、上述のように、特性エネルギＥの逆数は、バンドテイルに捕獲されるキャリアの量と相関関係があり、指数関数裾と呼ばれる領域では、特性エネルギＥの逆数（１／Ｅ）が大きいほど、バンドテイルに捕獲されるキャリアを少なくすることができる。そのため、露光波長に対する特性エネルギＥ１を除電波長に対する特性エネルギＥ２よりも大きくすれば（除電波長に対する特性エネルギＥ２の逆数（１／Ｅ２）を露光波長に対する特性エネルギＥ１の逆数（１／Ｅ１）よりも大きくすれば）、露光時に発生した残存キャリアを除電時に効率よく発散させることができる。すなわち、光導電層１９Ｂが露光波長に対して比較的大きい特性エネルギＥ１を持っていても、除電光により残存キャリアが発散されるため、次回の画像形成時までメモリが残存するのを抑制することができる。

また、電子写真感光体１０は、露光波長に対する特性エネルギＥ１を比較的高くできるため、光導電層１９Ｂの成膜速度を高くする、あるいは、使用する原料ガスの量を少なくすることができる。したがって、電子写真感光体１０は、その生産性の面でも優れている。

本実施例では、電子写真感光体における光導電層について、特性エネルギを評価した。

（電子写真感光体の作製）
電子写真感光体は、下記表１に示す条件で、円筒状基体上に光導電層のみを形成することによって作製した。

円筒状基体としては、実質的にアルミニウムからなる外径８４ｍｍ、長さ３６０ｍｍのものを採用した。

サンプル１，２，３について、光導電層は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて形成した。直流電圧は、パルス周波数が３０ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比が５０％のパルス状直流電圧として、支持体が負極性となるように印加した。また、光導電層の成膜時において、円筒状基体の回転速度は１０ｒｐｍに設定した。

一方、サンプル４，５について、光導電層は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置２の直流電源３４に代えて、高周波発振器を採用したものを用いて形成した。光導電層の成膜時において、高周波周波数は１３．５６ＭＨｚとし、円筒状基体の回転速度は１０ｒｐｍに設定した。

（特性エネルギの算出）
特性エネルギＥは、下記数式２に基づいて、光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数（α）の対数（ｌｎα）との傾き（１／Ｅ）の逆数として算出した。

数式２において、Ｃは定数、ｈは有理化されたプランク定数、ωは振動数である。

（光吸収係数の導出）
光吸収係数は、紫外可視分光光度計を用いて測定した結果に基づいて導出した。具体的には、ガラス基板上に約１μｍの単層膜を形成することによりテストピースを作製した後、紫外可視分光光度計（型番：ＵＶ−２４００ＰＣ、株式会社島津製作所製）を用いて、作製したテストピースに照射した透過光の透過率（波長範囲：４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を測定した結果に基づいて、各電子写真感光体の光吸収係数を導出した。各テストピースにおける光吸収係数と波長との関係については、横軸を光子エネルギ（ｈω）、縦軸を吸光係数の対数（ｌｎα）として図５ないし図９に示した。

これらの図から分かるように、所望の成膜レート調整をしつつ、パルス状直流電圧を印加して光導電層を形成したサンプル１，２，３では、ｈωが大きくなるにつれてｌｎαが増加し、且つ、傾きの異なる２つの直線が連続した形態となった。すなわち、２つの直線の交点の前後においては、特性エネルギが異なっており、２つの直線の交点に相当する境界波長よりも波長が短い光に対する特性エネルギが、前記境界波長よりも波長が長い光に対する特性エネルギに比べて大きくなった。２つの直線の交点は、概ねｈωが１．８０ｅＶ前後であり、波長でいえば６９０ｎｍ〜７００ｎｍ程度に相当する。

これに対して、高周波電力を供給して光導電層を形成したサンプル４，５では、ｈωが大きくなるにつれてｌｎαが一定の割合で増加する１つの直線状の形態となった。

ここで、サンプル１，２，３，４，５の傾きの逆数である特性エネルギを算出した結果について、下記表２に示した。

本実施例では、電子写真感光体における光導電層について、露光光および除電光に対する特性エネルギＥ１，Ｅ２がメモリ特性に与える影響について検討した。また、本実施例では、電子写真感光体の帯電電圧、および光導電層の成膜速度についても評価した。

（電子写真感光体の作製）
電子写真感光体は、円筒状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層、および表面層を順次積層することにより形成した。サンプル１，２，３，４，５について、電荷注入阻止層は下記表３に示す条件で、光導電層は上記表１に示す条件で、表面層は下記表４に示す条件でそれぞれ形成した。サンプル６については、光導電層を形成するときの直流電圧を−５８０Ｖとした以外はサンプル１と同一の条件で電荷注入阻止層、光導電層、および表面層を順次積層形成した。

サンプル１，２，３について、電荷注入阻止層、光導電層、および表面層は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて形成した。直流電圧は、パルス周波数が３０ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比が５０％のパルス状直流電圧として、支持体が負極性となるように印加した。また、各層の成膜時において、円筒状基体の回転速度は１０ｒｐｍに設定した。

一方、サンプル４，５について、電荷注入阻止層、光導電層、および表面層は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置２の直流電源３４に代えて、高周波発振器を採用したものを用いて形成した。各層の成膜時において、高周波周波数は１３．５６ＭＨｚとし、円筒状基体の回転速度は１０ｒｐｍに設定した。

（メモリ特性）
メモリ特性は、電子写真感光体を画像形成装置（型番：ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に組み込んで画像を印刷したときに、電子写真感光体の１回転目の画像が残って２回転目に現れるか否かを確認することにより評価した。画像形成装置において、露光波長は６８０ｎｍ（露光光の光子エネルギｈωが１．８２ｅＶ）、除電波長は７８０ｎｍ（除電光の光子エネルギｈωが１．５９ｅＶ）に設定した。

メモリ特性は、２回転目に１回転目の画像が視認不可能であった場合を「◎」、２回転目に１回転目の画像がわずかに視認可能なレベルで現れるものの実用上充分に許容される場合を「○」、２回転目に１回転目の画像が視認可能なレベルで現れるものの実用上許容される場合を「△」、２回転目に１回転目の画像が充分に視認可能なレベルで現れ且つ実用上許容できない場合を「×」として評価した。評価結果については下記表５に示した。

（帯電電圧の評価）
帯電電圧は、露光および除電を複数回繰り返した後、定常状態（帯電電圧が安定した状態）になったときの電圧として評価した。評価結果については表５に併せて示した。

（成膜速度の評価）
成膜速度は、従来手法による成膜速度（例えばサンプル５）を基準として、それと同等の成膜速度を維持できているものを「○」、従来に比べて成膜速度が向上したものを「◎」、従来に比べて成膜速度が大きく低下したものを「×」として評価した。

表５から分かるように、サンプル１，２，６は、メモリ特性が良好で、帯電電圧も高く、成膜速度も良好であった。サンプル３は、サンプル１，２に比べて若干メモリ特性が悪化したものの実用上問題の生じる程度ではなく、また帯電電圧が高く、成膜速度も非常に良好だった。

サンプル４は、メモリ特性および帯電電圧については問題なかったが、成膜速度が極めて低かった。サンプル５は、メモリ特性が不充分で、帯電特性も低下した。

良好な結果が得られたサンプル１，２，３，６は、パルス状直流電圧を印加して成膜するとともに、露光波長に対する特性エネルギＥ１が除電波長に対する特性エネルギＥ２よりも大きいものである。これに対して、良好な結果が得られなかったサンプル４，５は、ＲＦ電力を供給して成膜するとともに、露光波長に対する特性エネルギＥ１と除電波長に対する特性エネルギＥ２が同程度のものである。

したがって、露光波長に対する特性エネルギＥ１が除電波長に対する特性エネルギＥ２よりも大きく、例えば露光波長に対する特性エネルギＥ１を０．１ｅＶ以上０．１６ｅＶ以下の範囲とし、除電波長に対する特性エネルギＥ２を０．０７ｅＶ以下の範囲することにより、メモリ特性に実用上問題なく、帯電電圧が良好で、成膜速度を速くすることができる。すなわち、サンプル１，２，３の電子写真感光体では、従来、メモリ特性が悪いとされる露光波長に対する特性エネルギＥ１が０．１ｅＶ以上の光導電層を備えていても、十分実用的なものとすることができ、比較的高い成膜速度でも製造可能なため、生産性を向上させることができる。

また、上述の特性エネルギを有する光導電層は、パルス状直流電圧を利用して形成することができ、このときの原料ガスの供給は特別多くする必要はなく、円筒状基体の加熱温度も特別高くする必要はかった。このような点からも、実用上問題のないメモリ特性を有する電子写真感光体を、製造コスト的に有利に生産することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す断面図およびその要部拡大図である。 図２に示した電子写真感光体の感光層を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例を示す縦断面図である。 図３に示したプラズマＣＶＤ装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。 実施例２におけるサンプル１の光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数αとの関係を示すグラフである。 実施例２におけるサンプル２の光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数αとの関係を示すグラフである。 実施例２におけるサンプル３の光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数αとの関係を示すグラフである。 実施例２におけるサンプル４の光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数αとの関係を示すグラフである。 実施例２におけるサンプル５の光子エネルギ（ｈω）と光吸収係数αとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 電子写真感光体
１８ 円筒状基体（基体）
１９Ｂ 光導電層
３ 支持体（第１導体）
４ 反応室
４０ 円筒状電極（第２導体）

Claims (13)

1. 基体と、該基体上に形成され且つシリコンを主体とする非単結晶材料を含んでなる光導電層と、を備え、
   前記光導電層は、光吸収係数α（ｃｍ^-1）との関係において下記数式１を満たす特性エネルギＥ（ｅＶ）に関し、光子エネルギｈωが１．８０ｅＶよりも大きい露光波長に対する特性エネルギＥ１が、光子エネルギｈωが１．８０ｅＶよりも小さい除電波長に対する特性エネルギＥ２（ｅＶ）よりも大きいことを特徴とする、電子写真感光体。
   

   
2. 露光波長に対する特性エネルギＥ１は０．０９ｅＶより大きく０．１６ｅＶ以下である、請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 露光波長に対する特性エネルギＥ１は０．１ｅＶ以上０．１４ｅＶ以下である、請求項２に記載の電子写真感光体。
4. 除電波長に対する特性エネルギＥ２は０．０９ｅＶ以下である、請求項１に記載の電子写真感光体。
5. 除電波長に対する特性エネルギＥ２は０．０７ｅＶ以下である、請求項４に記載の電子写真感光体。
6. 除電波長に対する特性エネルギＥ２は０．０６ｅＶ以上である、請求項４に記載の電子写真感光体。
7. 前記非単結晶材料はアモルファスシリコンを主成分とする、請求項１に記載の電子写真感光体。
8. 前記非単結晶材料は微結晶シリコンを含む、請求項１に記載の電子写真感光体。
9. 前記光導電層上に水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ_1-XＣ_X：Ｈ）を含んでなる表面層を更に備え、
   前記表面層は、前記Ｘ値が０を超えて０．８未満の第１層と、該第１層上に積層形成され且つ前記Ｘ値が０．９５以上１．０未満の第２層とを含んでなる、請求項１に記載の電子写真感光体。
10. 前記光導電層上にアモルファスカーボンを含んでなる表面層を更に備える、請求項１に記載の電子写真感光体。
11. 請求項１に記載の電子写真感光体の製造方法であって、
    反応室において第１導体に前記基体を支持させるステップと、
    前記反応室を反応ガス雰囲気とするステップと、
    前記第１導体と前記反応室において前記第１導体に離間して配置された第２導体との間にパルス状の直流電圧を印加するステップと、を含むことを特徴する、電子写真感光体の製造方法。
12. 請求項１に記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を露光するための露光器と、前記電子写真感光体を除電するための除電器と、を備えることを特徴とする、画像形成装置。
13. 前記露光器から出射される露光光の波長は、前記除電器から出射される除電光の波長よりも短い、請求項１２に記載の画像形成装置。

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