JP2019219624A - 電子写真感光体および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、基体上の表面被覆層全体を薄く構成する場合でも、印写画像の画質の低下を抑制することができる電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】本開示の電子写真感光体は、導電性の基体１と、基体の外表面１ａを被覆する表面被覆層２とを備える。表面被覆層２は、表面側の光導電層２２と、電荷注入阻止層２３と、電荷注入阻止層２３よりも基体１側に位置する第１耐電圧層２４と、第１耐電圧層２４よりも基体１側に位置する第２耐電圧層２５と、を含む。第１耐電圧層２４および第２耐電圧層２５は、アモルファス窒化シリコンを含有する層であり、第２耐電圧層２５中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｙは、第１耐電圧層２４中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｘよりも、大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられる電子写真感光体は、たとえば、円筒状の導電性基体などの外周面の表面である外表面（最表面ともいう）に、電荷注入阻止層，光導電層，表面保護層等からなる表面被覆層を形成した構成をとる。この電子写真感光体に関し、本出願人は、特許文献１において、導電性基体と表面層（感光層）との間に、耐電圧層または耐圧層と呼ばれる、アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）含有層を含む電子写真感光体を提案している。なお、耐電圧層は、耐圧保持層とも呼ばれる。

上記提案によれば、基体と、表面被覆層の最下層である電荷注入阻止層との間に、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕が０．３２以下で、厚さ０．５〜１５μｍのアモルファス窒化シリコン含有層を耐電圧層（耐圧層）として配置することによって、感光層の厚さが薄い高画質化電子写真感光体であっても、比較的高い耐電圧特性と低い残留電位特性とを、バランス良く維持することができる。

国際公開第２００９／１０４４６６

前記提案は、耐電圧層および感光層を含む電子写真感光体表面の被覆層全体の厚さを、薄く構成できるため、当該電子写真感光体により得られる印写画像の高画質化に対応できるものである。

しかしながら、さらなる印写画像の高画質化および高精細化を目指して、耐電圧層を含む表面被覆層全体をより薄く構成しようとした場合、耐電圧層の耐電圧特性が不足して、印写動作時に、画像形成装置の現像器または帯電ローラ等から、電流のリークが発生してしまう可能性がある。

ここで、前述の耐電圧層の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕を高く設定して、耐電圧層の厚さを薄くする解決策が考えられる。しかしながら、電荷注入阻止層に接する耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は、印写画像の画質に影響する残留電位特性等の観点から、なるべく低く、たとえば残留電位が１０Ｖ以下となる「０．３以下」に抑えることが好適とされる。そのため、同じ構成，同じ層厚のまま、耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率のみを上げていくことは難しい。

本開示の目的は、基体上の表面被覆層全体を薄く構成する場合でも、印写画像の画質の低下を抑制することができる、高品質な電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

本開示の電子写真感光体は、導電性の基体と、該基体の外表面を被覆する表面被覆層と、を備え、
該表面被覆層は、表面側の光導電層と、該光導電層よりも前記基体側に位置する電荷注入阻止層と、該電荷注入阻止層よりも前記基体側に位置する第１耐電圧層と、該第１耐電圧層よりも前記基体側に位置する第２耐電圧層と、を含み、
前記第１耐電圧層および前記第２耐電圧層は、アモルファス窒化シリコン含有層であり、
前記第１耐電圧層中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率をＸとし、前記第２耐電圧層中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率をＹとしたとき、前記比率Ｙは前記比率Ｘよりも大きい。

また、本開示の電子写真感光体は、導電性の基体と、該基体の外表面を被覆する表面被覆層と、を備え、
該表面被覆層は、表面側の光導電層と、該光導電層よりも前記基体側に位置する電荷注入阻止層と、該電荷注入阻止層と前記基体との間に位置する第３耐電圧層と、を含み、
該第３耐電圧層は、アモルファス窒化シリコン含有層であり、
前記第３耐電圧層において、前記基体に接する領域の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｗが０．３０以上０．８０以下であり、前記電荷注入阻止層に接する領域の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｚが０．３０未満である。

そして、本開示の画像形成装置は、前述の電子写真感光体を備える。

本開示の電子写真感光体によれば、基体上の表面被覆層全体を薄く構成する場合でも、印写画像の画質の低下を抑制することができる。また、この電子写真感光体を備える画像形成装置も、画像の印写時に、同様の効果を奏することができる。

（ａ）は実施形態の電子写真感光体の半断面図であり、（ｂ）は電子写真感光体の外周面を覆う表面被覆層の構成を説明する模式的断面図である。 （ａ）は図１（ｂ）の耐電圧層における断面方向の窒素原子の比率および分布の状態を説明するイメージ図であり、（ｂ），（ｃ）は他の構成の耐電圧層における窒素原子の分布の状態を説明するイメージ図である。 実施形態に係る画像形成装置の構成を一部断面で示す構造図である。

以下、実施形態の電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置について、図面を参照しつつ説明する。

実施形態の電子写真感光体１０は、図３に示す画像形成装置１００に、電子写真感光体単体で、または、電子写真感光体ユニットとして、組み込んで使用されるものである。電子写真感光体１０は、図１（ａ）に示すような、導電性基体である円筒状の基体１の外周面１ａに、図１（ｂ）に示すような、多層からなる表面被覆層２が、積層形成（成膜）された構成をとる。

表面被覆層２を構成する各層２１〜２３および導電性を有する基体１について簡単に説明すると、図１（ｂ）に示すように、表面被覆層２の最表面（図示上側）に位置する表面保護層２１は、後記の光導電層２２の表面を保護する役割を有するものである。表面保護層２１は、たとえばアモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）あるいはアモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）などのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料または、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を用いるか、あるいはそれらの多層構造とすればよい。実施形態では、耐摩耗性の観点から、耐性の高いａ−Ｃが採用される。表面保護層２１の好適な厚さは、たとえば０．１〜２μｍ、より具体的には０．５〜１．５μｍである。

光導電層２２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有するものである。光導電層２２は、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料ならびにＳｅ−ＴｅあるいはＡｓ_２Ｓｅ_３などのアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料で形成される。実施形態の光導電層２２は、ａ−Ｓｉならびにａ−Ｓｉに、炭素（Ｃ），窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）などを加えたａ−Ｓｉ系材料で形成されており、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）あるいはリン（Ｐ）を含有する。ａ−Ｓｉ系材料を用いて光導電層２２を形成する場合、その好適な厚さは５〜１００μｍ程度、より具体的には１０〜８０μｍである。

電荷注入阻止層２３は、正帯電の場合であれば、導電性の基体１からのキャリアである電子の注入を阻止する役割を有するものであり、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成される。この電荷注入阻止層２３は、正帯電の場合であれば、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）と、場合により窒素（Ｎ）もしくは酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたもので構成する。また、負帯電の場合であれば、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとしてリン（Ｐ）と、場合により窒素（Ｎ）もしくは酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたものを用いる。電荷注入阻止層２３の好適な厚さは、２〜１０μｍである。

なお、電荷注入阻止層２３と光導電層２２とを合わせて「感光層」と呼ぶ場合もある。また、図に記載の表面被覆層２は、各層または各膜の厚みを強調して描いているため、層厚さおよび層厚比等は、実際のものとは異なる。

円筒状の基体１は、表面被覆層２の支持体となるものであり、少なくとも基体１の表面は導電性を有し、図１（ａ）の半断面図に示すように、筒長方向である軸線方向に連続する円周状の外周面１ａおよび内周面１ｂと、軸線方向両端部に形成された基体端面（以下、単に「端面」という）である端面１ｃとを備える。

なお、内周面１ｂにおける円筒の両端開口縁部で、かつ、前記の端面１ｃと隣接する領域には、フランジ３と呼ばれるドラムアタッチメントを、一点鎖線で示す基体１の回転軸に芯出しして精密にインロー（印籠）嵌合するための円周段部１ｄが、それぞれ形成される。

基体１は、円筒状で、たとえばアルミニウム（Ａｌ），ステンレススチール（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），銀（Ａｇ），マグネシウム（Ｍｇ）およびマンガン（Ｍｎ）などの金属材料、あるいはこれら例示した金属材料を含む合金によって、全体が導電性を有するものとして形成される。また、基体１は、樹脂，ガラスあるいはセラミックスなどの表面に、例示した金属材料あるいはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）または二酸化すず（ＳｎＯ_２）などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。

これらの例示した材料のうち、基体１を形成するための材料としては、アルミニウム（Ａｌ）系材料を用いればよく、実施形態の基体１は、全体をアルミニウム系材料で形成した。アルミニウム系材料は、電子写真感光体１０を軽量かつ低コストで製造可能であり、その上、電荷注入阻止層２３および光導電層２２をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成する場合には、それらの層と基体１との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。

ここで、本実施形態の電子写真感光体１０では、表面被覆層２における、最も基体１側（図示下側）の、基体１に密着する部位に、比較的高い耐電圧特性を有する第２耐電圧層２５が形成され、その外側にある電荷注入阻止層２３側（図示上側）には、比較的低い耐電圧特性を有する第１耐電圧層２４が形成されている。

これら第１耐電圧層２４と第２耐電圧層２５とは、アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）を含有する層であり、本実施形態においては、第１耐電圧層２４中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕を変数Ｘと定義し、第２耐電圧層２５中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕を変数Ｙと定義すると、第２耐電圧層２５の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を表すＹは、第１耐電圧層２４の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を表すＸよりも、大きい。すなわち、比率Ｘと比率Ｙとの間には、「Ｘ＜Ｙ」の関係式が成り立つ。

なお、各層中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率を、簡略に、「〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率」という場合がある。

さらに、本実施形態の電子写真感光体１０において、第１耐電圧層２４の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率Ｘの好適範囲は、０．０５以上０．３０未満であり、第２耐電圧層２５の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率Ｙの好適範囲は、０．３０以上０．８０以下である。そして、比率Ｘに対する比率Ｙの比である「Ｙ／Ｘ」は、１．２以上６．０以下になっている。

なお、以降、〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が０．３０未満の第１耐電圧層２４を「低耐電圧層」と、〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が０．３０以上の第２耐電圧層２５を「高耐電圧層」と呼ぶ場合がある。

以上の構成を有する、実施形態の電子写真感光体１０によれば、第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の基体１側に、より高〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率の第２耐電圧層２５（高耐電圧層）を設けることによって、従来品のような単層の耐電圧層全体の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を高くする場合に比べ、厚さを厚くすることなく、耐電圧特性と残留電位特性とを向上させることができる。これにより、電子写真感光体１０は、基体１上の表面被覆層２全体を、薄く構成することが可能になる。したがって、本実施形態の電子写真感光体１０は、印写画像の画質の低下を抑制しつつ、表面被覆層２全体を薄く構成することができる。さらに、その結果、電子写真感光体１０およびそれを組み込んだ画像形成装置の、印写画質の向上に貢献する。

また、円筒状基体１の表面に、成膜前から、アルミ粉等の導電性異物が付着していた場合、その導電性異物が核となって、成膜時に突起状の欠陥を生じ、この欠陥に帯電ローラ等から電流が流れ込んで、画像上で黒点サイズが大きくなる現象が知られている。このような場合でも、本実施形態の電子写真感光体１０であれば、帯電ローラ等からの電流の流れ込みが抑制されるため、前述のような黒点サイズの拡大を、抑えることができる。したがって、この場合でも、印画品質が維持される。

本実施形態の電子写真感光体１０の構成およびそれによる効果は、後記の実施例において具体的に説明する。

なお、本実施形態の電子写真感光体１０の構成における、表面被覆層２の第１耐電圧層２４および第２耐電圧層２５（両者を合わせて、単に「耐電圧層」と呼ぶ場合もある）は、成膜時の製造方法や製造条件等によっては、図１（ｂ）に示すような、はっきりとした境界（層界）が、顕微鏡観察等でも視認できないか、あるいは分析等によっても境界が特定できず、単層構成であるように見える場合がある。

たとえば、プラズマＣＶＤ装置等の堆積膜形成装置を用いて、前述の耐電圧層を含む表面被覆層２を構成する各層の形成処理を行なう場合、第２耐電圧層２５（高耐電圧層）の形成の後、一旦、堆積膜形成装置を停止して真空反応室を開放し、その後、改めて堆積膜形成を再開して第１耐電圧層２４（低耐電圧層）を形成すれば、図１（ｂ）およびその断面イメージである図２（ａ）に示すような、明確な境界（層界）を有する耐電圧層を形成することができる。

これに対して、膜形成操作の効率化のために、堆積膜形成装置の真空反応室内の真空状態を維持したまま、各層の表面被覆層２を構成する各層の形成を、連続的に行なう場合がある。その場合、先に基体１側に形成される第２耐電圧層２５（高耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率と、後にその上に形成される第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率の変更および制御は、たとえば、真空反応室内へ供給する原料ガスである、ＮＨ_３ガスとＳｉＨ_４ガスとの流量比（ＮＨ_３／ＳｉＨ_４）を、膜形成操作の途中に変えて対応する。

すなわち、基体１側の第２耐電圧層２５（高耐電圧層）の形成終了と同時に、原料ガスの流量比（ＮＨ_３／ＳｉＨ_４）を急激に変更した場合、図２（ｂ）の窒素の濃度分布のイメージ図に示すように、第１耐電圧層２４と第２耐電圧層２５との境界は、特定が難しい曖昧なものとなる。なお、図２（ｂ）中の二点鎖線は、仮想的な２層の境界を示すものである。

また、原料ガスの流量比（ＮＨ_３／ＳｉＨ_４）を、基体１側の第２耐電圧層（高耐電圧層）の形成開始から徐々に変更した場合、第１耐電圧層と第２耐電圧層との境界は、より曖昧ではっきりしないものとなる。すなわち、窒素の濃度分布は、図２（ｃ）のイメージ図に示すような、〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が基体１側（図示下側）から電荷注入阻止層２３側（図示上側）にかけて漸次低下する、いわゆる濃度傾斜層または濃度勾配層（第３耐電圧層２６）として形成される。

なお、これらの例のように、高耐電圧層と低耐電圧層との境界が不明瞭な場合でも、たとえば第３耐電圧層２６における、基体１に接する図示下側の領域の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を表す変数Ｗは、０．３０以上０．８０以下であり、電荷注入阻止層２３に接する図示上側の領域の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を表す変数Ｚは、０．３０未満となるように構成されている。

また、明確な２層構成である、第１耐電圧層２４と第２耐電圧層２５とからなる耐電圧層の場合と同様、第３耐電圧層２６においても、比率Ｗに対する比率Ｚの比である「Ｗ／Ｚ」は、１．２以上６．０以下になっている。

したがって、前記２例のように、耐電圧層の境界（層界）が顕微鏡観察等でも視認できない、図２（ｂ）のような場合や、分析等によっても境界が特定できず単層構成であるように見える、第３耐電圧層２６の場合でも、先に説明した明確な境界を有する耐電圧層の場合と同様、従来品のように耐電圧層全体の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を高くする場合に比べ、厚さを厚くすることなく、耐電圧特性と残留電位特性とを向上させることができる。

また、電子写真感光体１０は、図２（ｂ），（ｃ）に示した前記２例のような場合でも、基体１上の表面被覆層２全体を、薄く構成することが可能で、その結果、画像形成装置に組み込んだ際は、印写画像の画質の低下を抑制できるという効果を奏する。

つぎに、以上のようにして製造された電子写真感光体１０が組み込まれる画像形成装置１００の構成例を、図３に示す。

実施形態に係る画像形成装置１００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、先述の電子写真感光体１０と、帯電器１１１、露光器１１２、現像ローラ１１３Ａを含む現像器１１３、転写器１１４、定着器１１５である１１５Ａおよび１１５Ｂと、電子写真感光体に接触するクリーニングローラ１１６Ｂとクリーニングブレード１１６Ａとを含むクリーニング器１１６、および、除電器１１７等を備える。なお、図中の記録媒体Ｐに沿った矢印は、記録媒体Ｐである用紙の移動方向を示す。

画像形成装置１００の構成を簡単に説明する。

帯電器（帯電ローラ）１１１は、たとえば負帯電の電子写真感光体１０の表面を負極性に帯電させる役割を有するものである。本実施形態において帯電器１１１は、たとえば芯金を導電性ゴムあるいは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る。

露光器１１２は、電子写真感光体１０に静電潜像を形成する役割を有するものである。露光器１１２としては、たとえば複数のＬＥＤ素子（波長：６８０ｎｍ）を配列させてなるＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）ヘッドを採用することができる。

現像器１１３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有するものである。本例における現像器１１３は、現像剤（以下、トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ１１３Ａを備える。

トナー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１１３において摩擦帯電する。トナーＴとしては、たとえば、磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる２成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる１成分系現像剤とが挙げられる。

磁気ローラ１１３Ａは、電子写真感光体１０の表面の現像領域にトナーＴを搬送する役割を有するものである。磁気ローラ１１３Ａは、現像器１１３において摩擦帯電したトナーＴを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で電子写真感光体１０の表面に搬送する。

転写器１１４は、電子写真感光体１０と転写器１１４との間の転写領域に供給された、紙等の記録媒体Ｐに、電子写真感光体１０のトナー像を転写する役割を有するものである。本例における転写器１１４は、転写用チャージャ１１４Ａおよび分離用チャージャ１１４Ｂを備える。

定着器１１５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有するものであり、一対の定着ローラ１１５Ａ，１１５Ｂを備える。定着ローラ１１５Ａ，１１５Ｂは、たとえば金属ローラ上に四フッ化エチレンなどで表面被覆したものである。

クリーニング器１１６は、電子写真感光体１０の表面に残存するトナーＴを除去する役割を有するものであり、クリーニングローラ１１６Ｂおよびクリーニングブレード１１６Ａを備える。

除電器１１７は、電子写真感光体１０の表面電荷を除去する役割を有するものであり、特定波長（たとえば６３０ｎｍ以上）の光を出射可能なデバイスが用いられる。

本実施形態の画像形成装置１００は、先に述べた、基体１上の表面被覆層２全体が薄く構成された電子写真感光体１０が用いられているため、印写画質が向上している。

以下、本実施形態にかかる電子写真感光体１０の構成およびそれによる効果について、具体的な例をあげて説明する。

実施例においては、まず、電荷注入阻止層２３側（図示上側でかつ反基体１側）に設ける第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率を０．０５から０．３０まで変化させて、後記の２つの判断基準を満たす、最適な［第２耐電圧層２５（高耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］（以下、［〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕の高／低比］と略称する）を設定した。

なお、本実施例における、好適な第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は、０．０５以上０．３０未満を基準とするものであるため、後記の第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が０．０２の結果、および、比率が０．３０〜０．３５の結果は、参考として示しているものである。また、各表中では、（括弧）付きで表示している。

判断基準（１）
・基体１上の耐電圧層全体（第１耐電圧層２４＋第２耐電圧層２５）の耐電圧特性
耐電圧は、接触針耐圧法にて測定した。より具体的には、電極針を、電子写真感光体（サンプル：層厚さ 第１耐電圧層５μｍ、第２耐電圧層０．５μｍ）の表面と接触させた状態で、定電圧電源（ＴＲＥＫ社製 ＭＯＤＥＬ：６１０Ｃ）を用いて感光体表面に電圧を印加し、絶縁破壊が生じた電圧を、耐電圧とした。電極針としては、先端径が１．４ｍｍφのものを用い、測定温度は２３℃とした。

耐電圧の測定結果の評価については、表１，表２に示した。なお、本実施例（表１，表２）における良結果の基準は、耐電圧が２．６ｋＶ以上のものとしている。その理由は、耐電圧が２．６ｋＶ以上であれば、電子写真プロセスにおいて、リークの発生を抑えることができるからである。また、耐電圧が２．６ｋＶを下回る表中の結果に、不良を示す「×」印を付与した。

判断基準（２）
・基体１上の耐電圧層全体（第１耐電圧層２４＋第２耐電圧層２５）の残留電位特性
残留電位は、電子写真感光体（サンプル：層厚さ 第１耐電圧層５μｍ、第２耐電圧層０．５μｍ）を組み込んだ画像形成装置を用いて、帯電・露光・除電のサイクルを１回行なうとともに、そのサイクルにおける除電後に電位検査機（ＱＥＡ社製 ＰＤＴ１０００）を用いて計測される電圧値とした。帯電・露光・除電のサイクルにおいては、電子写真感光体の表面温度は２３℃、回転速度は１５０ｍｍ／秒、帯電圧は３５０Ｖ、除電光量は３μＪ／ｃｍ^２に設定した。

残留電位の測定結果の評価については、表３，表４に示した。なお、本実施例（表３，表４）における良結果の基準は、残留電位が１０Ｖ以下のものとしている。その理由は、残留電位が１０Ｖ以下であれば、電子写真プロセスの設計を、より容易に行なうことができるからである。また、残留電位が１０Ｖを超える表中の結果に、不良を示す「×」印を付与した。

また、サンプルの〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）の測定により、窒素含有量（原子数比率）を算出した。また、表面被覆層２を構成する各層は、たとえばプラズマＣＶＤ装置等の堆積膜形成装置を用いて、基体１上に積層形成されたものであるため、第１耐電圧層２４の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は、電荷注入阻止層２３（図示上側でかつ反基体１側）から０．５μｍ距離をあけた低耐電圧層（厚さ５μｍ）中の位置において計測したものである。また、第２耐電圧層２５の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は、基体１（図示下側）から０．２μｍ距離をあけた高耐電圧層（厚さ０．５μｍ）中の位置において計測したものである。

また、各層の層厚さ（膜厚）は、光学式膜厚計（大塚電子社製 型番：ＭＣ−８５０Ａ）を用いて測定した。

「耐電圧」測定の結果
なお、表内で「Ｘ」印を付けた数値は、不良（基準に不適合）であることを示す。
また、（括弧）内の数値は、参考値であり、「----」は、測定を行なっていないことを意味する。

「残留電位」測定の結果
なお、表内で「Ｘ」印を付けた数値は、不良（基準に不適合）であることを示す。
また、（括弧）内の数値は、参考値であり、「----」は、測定を行なっていないことを意味する。

以下の表５，表６は、前述の「耐電圧」特性と「残留電位」特性の測定結果をまとめたものであり、両特性が共に良評価（×印なし）の部分に該当する［〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕の高／低比］を記載したものである。なお、表中の「△」印は、［〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕の高／低比］が本実施例における好適範囲ではあるが、どちらか一方の特性（特に残留電位特性）が、判定基準を超えるものを示す。すなわち、表中の「△」印の部分は、本開示の実施例の適用除外（参考例）の部分である。

表５，表６より、第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が下限の「０．０５」の時、好適な第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は「０．３０」であり、第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が上限に近い「０．２５」の時の、好適な第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率は「０．３０〜０．７５」であることがわかる。

すなわち、言い換えれば、第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率が「０．３０〜０．８０」である場合、それを満たす好適な［高耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］の範囲は、表５，表６の結果から、１．２以上６．０以下であるといえる。

つぎに、第１耐電圧層２４および第２耐電圧層２５の好適な層厚さについて、検討を行なった。

後記の表７〜表１０は、前述の表５，表６中にある４つの条件にて、第１耐電圧層２４または第２耐電圧層２５の層厚さ（膜厚）を変えて、耐電圧（ｋＶ）および残留電位（Ｖ）の変化を測定したものである。

［第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝０．２８
［第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝１．５
ただし、第２耐電圧層（高耐電圧層）の層厚さは０．５μｍである。

［第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝０．１４
［第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝５．５
ただし、第２耐電圧層（高耐電圧層）の層厚さは０．５μｍである。

以上の表７，表８の結果から、２つの特性を満たす、第１耐電圧層（低耐電圧層）の好適な層厚さは、耐電圧が「２．６ｋＶ以上」の０．５μｍ以上１５μｍ以下であることがわかる。

［第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝０．２８
［第２耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／第１耐電圧層の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝１．５
ただし、第１耐電圧層（低耐電圧層）の層厚さは５μｍである。

［第１耐電圧層（耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝０．１４
［第２耐電圧層（高耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率／第１耐電圧層（耐電圧層）の〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率］＝５．５
ただし、第１耐電圧層（低耐電圧層）の層厚さは５μｍである。

以上の表９，表１０の結果から、２つの特性を満たす、第２耐電圧層（高耐電圧層）の好適な層厚さは、残留電位が「１０Ｖ以下」の、１．０μｍ以下であることがわかる。

以上のように、実施例の電子写真感光体１０によれば、図２（ａ），（ｂ）に記載のように、第１耐電圧層２４（低耐電圧層）の基体１側に、より高〔Ｎ／(Ｓｉ＋Ｎ)〕比率の第２耐電圧層２５（高耐電圧層）が設けられているため、耐電圧層の厚みを厚くしなくても、耐電圧特性と残留電位特性とが、向上している。

なお、詳細な結果は省略するが、耐電圧層を、図２（ｃ）に記載の第３耐電圧層２６のような濃度勾配層とした場合でも、前述の、耐電圧層を第２耐電圧層２５（高耐電圧層）と第１耐電圧層２４（低耐電圧層）とから構成した電子写真感光体（実施例）と同様の結果が得られることを、確認している。

本発明は上述の実施形態および実施例に示したものだけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良または変更ができる。

１ 基体
２ 表面被覆層
２１ 表面保護層
２２ 光導電層
２３ 電荷注入阻止層
２４ 第１耐電圧層
２５ 第２耐電圧層
２６ 第３耐電圧層
１０ 電子写真感光体
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 導電性の基体と、該基体の外表面を被覆する表面被覆層と、を備え、
   該表面被覆層は、
   表面側の光導電層と、
   該光導電層よりも前記基体側に位置する電荷注入阻止層と、
   該電荷注入阻止層よりも前記基体側に位置する第１耐電圧層と、
   該第１耐電圧層よりも前記基体側に位置する第２耐電圧層と、を含み、
   前記第１耐電圧層および前記第２耐電圧層は、アモルファス窒化シリコン含有層であり、
   前記第１耐電圧層中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率をＸとし、前記第２耐電圧層中の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率をＹとしたとき、
   前記比率Ｙは前記比率Ｘよりも大きい、電子写真感光体。
2. 前記第１耐電圧層の比率Ｘは、０．３０未満であり、
   前記第２耐電圧層の比率Ｙは０．３０以上０．８０以下である、請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 前記比率Ｘに対する前記比率Ｙの比であるＹ／Ｘが、１．２以上６．０以下である、請求項１または２に記載の電子写真感光体。
4. 導電性の基体と、該基体の外表面を被覆する表面被覆層と、を備え、
   該表面被覆層は、
   表面側の光導電層と、
   該光導電層よりも前記基体側に位置する電荷注入阻止層と、
   該電荷注入阻止層と前記基体との間に位置する第３耐電圧層と、を含み、
   該第３耐電圧層は、アモルファス窒化シリコン含有層であり、
   前記第３耐電圧層において、
   前記基体に接する領域の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｗが０．３０以上０．８０以下であり、
   前記電荷注入阻止層に接する領域の、窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率Ｚが０．３０未満である、電子写真感光体。
5. 前記比率Ｗに対する前記比率Ｚの比であるＺ／Ｗが、１．２以上６．０以下である、請求項４に記載の電子写真感光体。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子写真感光体を備える画像形成装置。