JP2010008653A - 電子写真感光体および該電子写真感光体を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させることが可能な電子写真感光体および画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る負帯電用電子写真感光体１０は、導電性基体１０Ａと、該導電性基体１０Ａ上に位置する光導電層１０２と、を備えている。光導電層１０２は、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成され、周期律表第１３族元素を２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下の原子濃度で含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基体上に感光層を形成してなる電子写真感光体および該電子写真感光体を備える電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用した画像形成装置では、例えばアルミニウム製の円筒状基体の外周面に、感光層を含む成膜層を形成してなる電子写真感光体が搭載されている。このような電子写真感光体には、表面電荷を負とする負帯電用電子写真感光体がある。一般的に、負帯電用電子写真感光体は、円筒状基体上に、下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入阻止層、および表面層の順で成膜層を形成してなる。このような構成の負帯電用電子写真感光体の下部電荷注入阻止層としては、通常、第１３族元素および第１５族元素などの
不純物がドープされていない構成（例えば、特許文献１，２参照）、あるいは、下部電荷注入阻止層における電荷注入阻止機能を高めるべく、第１５族元素がドープされた構成（例えば、特許文献３参照）が採用されている。
特開２００３−１５３３５号公報 特開２００３−１５３３７号公報 特開２００３−１０７７６５号公報

このような構成の負帯電用電子写真感光体は、正帯電用電子写真感光体に比べて導電率が大きいため、残像（ゴースト）が低減される傾向にあるものの、例えば転写時のように非常に高い正電荷が作用すると、リーク電流が発生する場合がある。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させることが可能な電子写真感光体および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電子写真感光体は、導電性基体と、該導電性基体上に位置する光導電層と、を備えるものであって、前記光導電層は、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成され、周期律表第１３族元素を２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下の原子濃度で含むことを特徴としている。ここで、原子濃度の単位である「１／ｃｍ^３」は、単位体積（１ｃｍ^３）に存在する対象元素の原子数を意味する。

本電子写真感光体において前記周期律表第１３族元素は硼素であるのが好ましい。

本電子写真感光体において前記周期律表第１３族元素の濃度分布は、前記電荷注入阻止層の層厚方向において略一定であるのが好ましい。

本電子写真感光体は、前記導電性基体と前記光導電層との間に位置する珪酸塩層を更に備えるのが好ましい。本構成における電子写真感光体の前記珪酸塩層は窒素を更に含むのがより好ましい。

本電子写真感光体において前記光導電層は、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を更に含むのが好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、上述の本発明に係る電子写真感光体を備えることを特徴としている。

本発明に係る電子写真感光体では、光導電層が２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下の原子濃度で第１３族元素を含んでなるため、残留電位が基準値（例えば２０Ｖ）以下に維持されるとともに、正電荷に対する耐電圧が基準値（例えば第１３族元素の原子濃度が０の場合の１．５倍）以上に高められている。したがって、本電子写真感光体は、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させるうえで好適である。

本電子写真感光体において第１３属元素が硼素である場合、光導電層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ことができる。また、硼素の水素化合物（例えばＢ_２Ｈ_６）は常温においてガス状で存在するため、ガリウム、アルミニウム、インジウムなどに比べて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法による成膜時のドーピング濃度の制御がし易い。

本電子写真感光体において、光導電層における導電性基体側の端部領域が該導電性基体とは反対側の端部領域より周期律表第１３族元素濃度の小さい場合、光導電層の導電性基体側におけるキャリア（電子）の走行性を高めることが可能となる。このようにして、キャリア（電子）の走行性を高めることができれば、光感度を高めることが可能となる。

本電子写真感光体が導電性基体と光導電層との間に位置する珪酸塩層を更に備える場合（特に珪酸塩層が窒素を更に含む場合）、リーク電流が流れ始める電圧を高めることができるため、耐電圧を向上させることができる。

本電子写真感光体において、光導電層が、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を更に含む場合、残留電位を基準値（例えば２０Ｖ）以下に維持しつつ、正電荷に対する耐電圧をより高めるうえで好適である。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る電子写真感光体を備えているため、上述の本発明に係る電子写真感光体の有する効果と同様の効果を享受することができる。すなわち、本画像形成装置は、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させるうえで好適である。

図１は、本発明に係る画像形成装置Ｘの概略構成を表す図である。画像形成装置Ｘ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り、電子写真感光体１０、帯電器１１、露光器１２、現像器１３、転写器１４、定着器１５、クリーニング器１６、および除電器１７を備えている。

帯電器１１は、電子写真感光体１０の表面を負極性に帯電する役割を担うものである。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、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）によって被覆して構成される接触型帯電器が採用されているが、これに代えて、放電ワイヤを備える非接触型帯電器（例えばコロナ帯電器）を採用してもよい。

露光器１２は、電子写真感光体１０に静電潜像を形成する役割を担うものである。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（例えばレーザ光）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（波長：６８０ｎｍ）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役割を担うものである。本実施形態における現像器１３は、現像剤（トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ１３Ａを備えている。

現像剤Ｔ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Ｔ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役割を担うものである。磁気ローラ１３Ａは、現像器１３において摩擦帯電した現像剤Ｔ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Ｔ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役割を担うものである。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に定着させる役割を担うものであり、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テフロン（登録商標）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、熱や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役割を担うものであり、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役割を担うものである。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により形成されている。

除電器１７は、電子写真感光体１０の表面電荷を除去する役割を担うものであり、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の表面の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は、電子写真感光体１０の概略構成を表す断面図である。電子写真感光体１０は、基体１０Ａおよび感光層１０Ｂを有しており、画像信号に基づいた静電潜像やトナー像が形成されるものである。なお、電子写真感光体１０は、図外の回転機構によって図１の矢印Ａ方向に回転可能とされる。

基体１０Ａは、電子写真感光体１０の支持母体となるものであり、少なくとも表面に導電性を有するように構成されている。本実施形態に係る基体１０Ａ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１０Ａは、例えば金属あるいは該金属を含んでなる合金により、全体が導電性を有する構成としてもよいし、合成樹脂やガラス、セラミックスなどにより構成される絶縁体の表面に金属および透明導電性材料などの導電性膜を形成することにより、表面に導電性を有する構成としてもよい。金属としては、例えばアルミニウム（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）、モリブデン（Ｍｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、テルル（Ｔｅ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）が挙げられる。合成樹脂としては、例えば、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、およびポリアミドが挙げられる。透明導電性材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＳｎＯ_２が挙げられる。以上のような構成の中でも、アモルファスシリコン系（ａ−Ｓｉ系）材料により感光層１０Ｂを形成する場合における該感光層１０Ｂとの密着性を高める観点から、基体１０Ａの少なくとも表面をＡｌ系合金（例えばＡｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）により構成するものが特に好ましい。

基体１０Ａにおける感光層１０Ｂ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、例えば鏡面加工および線状溝加工が挙げられる。

感光層１０Ｂは、基体１０Ａの外周面１０Ａａ上に形成されており、その厚みは例えば１５μｍ以上９０μｍ以下に設定されている。感光層１０Ｂの厚みを１５μｍ以上にすると、例えば長波長光吸収層を設けなくても記録画像に干渉縞が発生するのを適切に抑制することができ、感光層１０Ｂの厚みを９０μｍ以下にすると、応力に起因して基体１０Ａから感光層１０Ｂ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１０Ｂは、下部電荷注入阻止層１０１、光導電層１０２、上部電荷注入阻止層１０３、および表面層１０４を積層形成したものである。

下部電荷注入阻止層１０１は、基体１０Ａ側からの電荷が光導電層１０２側に注入されるのを阻止する役割を担うものである。具体的に、下部電荷注入阻止層１０１は、負極性の帯電処理を感光層１０Ｂの自由表面に受けた際に、基体１０Ａ側より光導電層１０２側にホールが注入されるのを阻止する機能を有している。

下部電荷注入阻止層１０１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。本明細書において非単結晶材料とは、多結晶、微結晶、あるいは非晶質の部分を含む材料を意味している。

下部電荷注入阻止層１０１は、周期律表第１５族元素（以下、「第１５族元素」とする）を含んでいる。下部電荷注入阻止層１０１に含まれる第１５族元素は、該下部電荷注入阻止層１０１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１０Ａ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。

下部電荷注入阻止層１０１における第１５族元素の原子濃度は、５×１０^１７［１／ｃｍ^３］以上５×１０^１９［１／ｃｍ^３］以下とされている。下部電荷注入阻止層１０１における第１５族元素の原子濃度が５×１０^１７［１／ｃｍ^３］未満であると、電荷注入阻止能力を充分に確保できない場合があり、下部電荷注入阻止層１０１における第１５族元素の原子濃度が５×１０^１９［１／ｃｍ^３］を超えると、光導電層を構成する非単結晶材料の主体であるシリコンに比べて原子径が相対的に大きい第１５族元素が過剰となり、膜質が脆くなってしまう場合がある。

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、中でも下部電荷注入阻止層１０１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。

下部電荷注入阻止層１０１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。

下部電荷注入阻止層１０１には、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を添加させてもよい。この添加元素は、下部電荷注入阻止層１０１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１０Ａ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１０Ａ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。

下部電荷注入阻止層１０１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。下部電荷注入阻止層１０１の厚さが０．１μｍ未満であると、基体１０Ａ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、下部電荷注入阻止層１０１の厚さが１０μｍを超えると、残留電荷が発生し、メモリ特性が悪化してしまう場合がある。

光導電層１０２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役割を担うものである。光導電層１０２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おり、微結晶シリコンを含んでなる場合は、暗導電率・光導電率を高めることができ、光導電層１０２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１０Ａ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できる。

光導電層１０２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１０２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１０２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_４Ｈ_１０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１０２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１０２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１０２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１０Ａの温度、光導電層１０２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１０２は、周期律表第１３族元素（以下、「第１３族元素」とする）を含んでいる。光導電層１０２に含まれる第１３族元素は、該光導電層１０２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１０Ａ側の端部領域が表面層１０４側（基体１０Ａ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１０Ａ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１０２における第１３族元素の原子濃度は、２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下とされている。光導電層１０２における第１３族元素の原子濃度が２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］未満であると、正電荷に対する耐電圧を充分に（例えば第１３族元素の原子濃度が０の場合の１．５倍以上に）高めることが困難となり、下部電荷注入阻止層１０１における第１３族元素の原子濃度が４×１０^１５［１／ｃｍ^３］を超えると、残留電位を充分に低い状態（例えば残留電位２０Ｖ以下の状態）に維持することが困難となる。

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。

光導電層１０２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。

光導電層１０２に対する第１３族元素の導入は、層形成時に、光導電層１０２の主たる構成元素を導入する原料とともに、第１３族元素を導入するための原料を反応容器中に供給することにより行われる。また、伝第１３族元素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。さらに、原料における第１３族元素の含有量を経時的に変化させたり、希釈の程度を変化させたりすることにより、光導電層１０２における第１３族元素の濃度を層厚方向に変化させてもよい。このような構成の場合、光導電層１０２における第１３族元素の含有量は、光導電層１０２の全体における平均含有量が所定範囲内であればよい。

さらに、光導電層１０２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１０２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１０２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１０２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１０２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。

上部電荷注入阻止層１０３は、帯電器１１により感光層１０Ｂの表面に帯電した電荷が光導電層１０２側に注入されるのを阻止する役割を担うものであり、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。

上部電荷注入阻止層１０３が含有する炭素の量は、シリコンおよび炭素の総和に対して１０原子％以上７０原子％以下の範囲であり、表面層１０４における炭素の含有量よりも少ないことが好ましい。上部電荷注入阻止層１０３が含有する炭素の量が１０原子％未満であると、電荷注入を阻止する能力が充分に確保できない場合があり、上部電荷注入阻止層１０３が含有する炭素の量が７０原子％を超えると、電荷の横流れ（ＥＶ流れ）を充分に抑制できない場合がある。また、上部電荷注入阻止層１０３における炭素の含有量を表面層１０４における炭素の含有量よりも少なくすることにより、上部電荷注入阻止層１０３と表面層１０４との界面における電荷の滞在が抑制され、残留電位を低減することが可能となる。

上部電荷注入阻止層１０３は、第１３族元素を含んでいる。上部電荷注入阻止層１０３に含まれる第１３族元素は、該上部電荷注入阻止層１０３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、電荷注入阻止機能を効果的に得る観点から、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１０Ａ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。

上部電荷注入阻止層１０３における第１３族元素の原子濃度は、５×１０^１７［１／ｃｍ^３］以上５×１０^１９［１／ｃｍ^３］以下とされている。上部電荷注入阻止層１０３における第１３族元素の原子濃度が５×１０^１７［１／ｃｍ^３］未満であると、電荷注入阻止能力を充分に確保できない場合があり、上部電荷注入阻止層１０３における第１３族元素の原子濃度が５×１０^１９［１／ｃｍ^３］を超えると、残留電荷が発生し、メモリ特性が悪化してしまう場合がある。

第１３族元素としては、光導電層１０２に含有される第１３族元素と同様のものが挙げられる。また、上部電荷注入阻止層１０３に第１３族元素を導入するための原料としては、光導電層１０２に第１３族元素を導入するための原料と同様のものが挙げられる。

上部電荷注入阻止層１０３に対する第１３族元素の導入は、層形成時に、上部電荷注入阻止層１０３の主たる構成元素を導入する原料とともに、第１３族元素を導入するための原料を反応容器中に供給することにより行われる。

上部電荷注入阻止層１０３は、窒素、酸素、および炭素のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。上部電荷注入阻止層１０３に含まれる窒素、酸素、あるいは炭素は、該上部電荷注入阻止層１０３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。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１０Ａ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。

上部電荷注入阻止層１０３に含有される窒素、酸素、および炭素の総和は、これらの各元素とシリコンとの総和に対して１０原子％以上７０原子％以下であるのが好ましい。

上部電荷注入阻止層１０３の厚さは、電荷注入の阻止能力あるいは画像品質などの電子写真特性の観点から、０．０１μｍ以上１μｍ以下に設定されている。上部電荷注入阻止層１０３の厚さが０．０１μｍ未満であると、電荷注入阻止能力を充分に確保できない場合があり、上部電荷注入阻止層１０３の厚さが１μｍを超えると、残留電荷が発生し、メモリ特性が悪化してしまう場合がある。

表面層１０４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役割を担うものであり、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。

表面層１０４は、例えば、アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）により構成される場合、ａ−ＳｉＣ中の炭素含有量がシリコンおよび炭素の総和に対して４０原子％以上９０原子％以下であるのが好ましく、水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）により構成される場合、ａ−ＳｉＣ：Ｈ中の炭素含有量がシリコンおよび炭素の総和に対して５５原子％以上９３原子％以下（好適には６０原子％以上７０原子％以下）であるのが好ましい。

表面層１０４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１０４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１０４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１０４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１０４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１０４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１０４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における下部電荷注入阻止層１０１、光導電層１０２、上部電荷注入阻止層１０３、および表面層１０４を形成するプラズマＣＶＤ装置Ｙの一例を示す模式的構成図である。

プラズマＣＶＤ装置Ｙ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１０Ａ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２導体としての役割を担うものである。円筒状電極２１は、基体１０Ａ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１０Ａ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１０Ａと円筒状電極２１との距離が１０ｍｍよりも小さくなると、基体１０Ａ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１０Ａ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Ｙ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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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役割を担うものである。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（テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、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。

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役割を担うものであり、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ためのものであり、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１０Ａを支持するとともに、第１導体としての役割を担うものである。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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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役割を担うものであり、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役割を担うものであり、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の動作を制御する役割を担うものであり、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１１の温度を制御する役割を担うものであり、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役割を担うものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。

ヒータ５２は、基体１０Ａを加熱する役割を担うものであり、導電性支柱３２の内部に収容されている。基体１０Ａ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１０Ａ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を回転させる役割を担うものであり、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１０Ａが回転させられるために、原料ガスの分解成分を基体１０Ａ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１０Ａに回転力を付与する役割を担うものである。回転モータ６１は、例えば基体１０Ａ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役割を担うものである。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に伝達する役割を担うものであり、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。

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１０Ａへ付着するのを防止する役割を担うものである。このような絶縁平板６４を有する場合、基体１０Ａに異物が付着することに起因する異常放電の発生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。

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ためのものである。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１０Ａ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役割を担うものであり、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Ｙ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Ｙのプレート２２を取り外した上で、複数の基体１０Ａ（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１０Ａ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１０Ａ、中間ダミー基体Ｄ２、基体１０Ａ、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や、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１０Ａと同様の構成のものが特に好ましい。下ダミー基体Ｄ１は、主として基体１０Ａの高さ位置を調整する役割を担うものである。中間ダミー基体Ｄ２は、主として隣接する基体１０Ａの端部間にアーク放電が発生するのを抑制する役割を担うものである。中間ダミー基体３８Ｂ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、主として支持体３１に堆積膜が形成されるのを抑制する役割を担うものである。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１０Ａ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１０Ａ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・オフすることによって所定温度に維持される。基体１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ）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１０Ａ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１０Ａ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ΔＶ（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１０Ａ）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１０Ａ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１０Ａの表面には、下部電荷注入阻止層１０１、光導電層１０２、上部電荷注入阻止層１０３、および表面層１０４が順次積層形成される。

本実施形態に係る電子写真感光体１０では、光導電層１０２が２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下の原子濃度で第１３族元素を含んでなるため、残留電位が基準値（例えば２０Ｖ）以下に維持されるとともに、正電荷に対する耐電圧が基準値（例えば第１３族元素の原子濃度が０の場合の１．５倍）以上に高められている。したがって、電子写真感光体１０は、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させるうえで好適である。

電子写真感光体１０において第１３属元素が硼素であると、光導電層１０２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ことができる。また、硼素の水素化合物（例えばＢ_２Ｈ_６）は常温においてガス状で存在するため、ガリウム、アルミニウム、インジウムなどに比べて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法による成膜時のドーピング濃度の制御がし易い。

電子写真感光体１０において、光導電層１０２における基体１０Ａ側の端部領域が表面層１０４側（基体１０Ａとは反対側）の端部領域より第１３族元素の濃度が小さい場合、光導電層１０２の基体１０Ａ側におけるキャリア（電子）の走行性を高めることが可能となる。このようにして、キャリア（電子）の走行性を高めることができれば、光感度を高めることが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置Ｘは、電子写真感光体１０を備えているため、電子写真感光体１０の有する効果と同様の効果を享受することができる。すなわち、画像形成装置Ｘは、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させるうえで好適である。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

図５に示すように、電子写真感光体１０は、基体１０Ａと光導電層１０２との間に珪酸塩層１０５を形成してもよい。珪酸塩層１０５は、基体１０Ａの構成材料（例えばアルミニウム）とシリコンと酸素とを主成分とするものである。珪酸塩層１０５の厚さは、該珪酸塩層１０５の存在効果を充分に確保する観点から０．５ｎｍ以上が好ましく、基体１０Ａの導電性を充分に確保する観点から１５ｎｍ以下が好ましい。珪酸塩層１０５の形成は、例えば主としてアルミニウムからなる基体１０Ａを珪酸塩含有水溶液中に浸漬することにより行われる。珪酸塩としては、珪酸カリウムおよび珪酸ナトリウムなどが挙げられる。珪酸塩含有水溶液における珪酸塩の濃度は、珪酸塩障害の発生を抑制する観点から、１質量％以上２質量％以下とするのが好ましい。このように、基体１０Ａと光導電層１０２との間に位置する珪酸塩層１０５を更に備える構成とすると、リーク電流が流れ始める電圧を高めることができるため、耐電圧を向上させることができる。

電子写真感光体１０は、下部電荷注入阻止層１０１を有する構成とされているが、これに代えて、障壁層を有する構成としてもよい。この障壁層としては、例えば上述の珪酸塩層１０５と、酸化金属層（酸化アルミニウムなど）と、窒化金属層（窒化アルミニウムなど）とが挙げられる。

電子写真感光体１０における下部電荷注入阻止層１０１は、第１５族元素を含んでいるが、これに代えて、第１５族元素を含まない構成としてもよい。このような構成によると、例えば基体１０Ａ上に珪酸塩層１０５を形成する場合において、基体１０Ａと下部電荷注入阻止層１０１との間の密着性を高めることができる。

［実施例］
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体は、円筒状基体としてアルミニウム合金素管（外径：８４ｍｍ、長さ３６０ｍｍ）を用いて作製した。このアルミニウム素管に対しては、図３に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、表１に示す条件で感光層（下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入阻止層、および表面層）を形成した。表１におけるＢ_２Ｈ_６の流量は、ＳｉＨ_４の流量に対する比で表している。なお、プラズマＣＶＤ装置の電源としては、直流パルス電源（パルス周波数：５０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比：７０％）を使用した。また、膜厚の測定は、その断面をＳＥＭおよびＸＭＡで分析することにより行なった。

＜第１３族元素の原子濃度の測定＞
二次イオン質量分析装置（型番：ＰＨＩ ＡＤＥＰＴ−１０１０、アルバック・ファイ株式会社製）を用いて、試験用サンプルに対してＯ_２ ^＋イオンを８．０ｋｅＶの加速電圧で照射し、試験用サンプルから放出される二次イオンを質量分析することによって測定した。試験用サンプルは、アルミニウム合金素管（外径：８４ｍｍ、長さ３６０ｍｍ）上に、図３に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示す条件で下部電荷注入阻止層のみを形成することにより作製した。このような試験サンプルは、上述のようにして作製した電子写真感光体における下部電荷注入阻止層上の各層（光導電層、上部電荷注入阻止層、および表面層）を取り除いたものと実質的の同様の状態であると考えられる。

＜耐電圧の測定＞
各電子写真感光体の最表層に対して高電圧発生装置（型番：Ｍｏｄｅｌ ６１０Ｃ、トレック・ジャパン株式会社製）のプローブを接触させた状態で所定電圧（例えば１〜２．２ｋＶ）を印加したときのリーク電流を測定し、そのリーク電流が基準値（２ｍＡ）となった場合に印加した電圧を耐電圧として表２に示した。

＜残留電位（表面電位）の測定＞
各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）に搭載し、電子写真感光体の表面に対してマイナス電位で０．３μＣ／ｃｍ^２の電荷を与えたときの表面電位を、現像位置に設置した表面電位計（商品名：Ｍｏｄｅｌ ３４４、トレック・ジャパン株式会社製）により測定した。その測定結果は表２に示した。

＜評価＞
実施例１〜９の電子写真感光体は、いずれも残留電位が基準値（２０Ｖ）以下に維持されるとともに、正電荷に対する耐電圧が基準値（第１３族元素の原子濃度が０の場合の１．５倍）以上に高められている。したがって、実施例１〜９の電子写真感光体では、残像を低減させつつ、正電荷に対する耐電圧特性を向上させることができた。

一方、比較例１，２の電子写真感光体は、正電荷に対する耐電圧が基準値（第１３族元素の原子濃度が０の場合の１．５倍）以下であり、正電荷に対する耐電圧特性を充分に向上させることができなかった。また、比較例３，４の電子写真感光体は、残留電位が基準値（２０Ｖ）を超えており、残像を充分に低減させることができなかった。具体的には、画像出力を行うと、黒ベタ濃度が低下し、コントラストの悪化が見られた。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成を表す断面図である。 本発明の実施形態に係る負帯電用電子写真感光体の一例の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。 本発明の実施形態に係る負帯電用電子写真感光体の他の例の断面図およびその要部拡大図である。

符号の説明

Ｘ 画像形成装置
Ｙ プラズマＣＶＤ装置
１０ 負帯電用電子写真感光体
１０Ａ 基体
１０Ｂ 感光層
１１ 帯電器
１２ 露光器
１３ 現像器
１４ 転写器
１５ 定着器
１６ クリーニング器
１７ 除電器
２０ 反応室
３０ 支持機構
４０ 直流電圧供給機構
５０ 温度制御機構
６０ 回転機構
７０ ガス供給機構
８０ 排気機構
１０１ 下部電荷注入阻止層
１０２ 光導電層
１０３ 上部電荷注入阻止層
１０４ 表面層
１０５ 珪酸塩層

Claims (7)

1. 導電性基体と、該導電性基体上に位置する光導電層と、を備える電子写真感光体であって、
   前記光導電層は、シリコンを主体とする非単結晶材料により構成され、周期律表第１３族元素を２．５×１０^１４［１／ｃｍ^３］以上４×１０^１５［１／ｃｍ^３］以下の原子濃度で含むことを特徴とする、電子写真感光体。
2. 前記周期律表第１３族元素は硼素である、請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 前記周期律表第１３族元素の濃度は、前記光導電層における前記導電性基体側の端部領域が該導電性基体とは反対側の端部領域より小さい、請求項１または２に記載の電子写真感光体。
4. 前記導電性基体と前記光導電層との間に位置する珪酸塩層を更に備える、請求項１から３のいずれかに記載の電子写真感光体。
5. 前記珪酸塩層は窒素を更に含む、請求項４に記載の電子写真感光体。
6. 前記光導電層は、炭素、酸素、および窒素のうちの少なくとも１種の元素を更に含む、請求項１から５のいずれかに記載の電子写真感光体。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の電子写真感光体を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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