JPH11242349A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間の使用において剥がれや傷、摩耗の発
生することがない、電気特性の良好な、高画質の電子写
真感光体を提供する。 【解決手段】 導電性基体上にシリコン原子を母体とす
る非単結晶材料で構成された光導電層を有し、少なくと
も水素を含む非単結晶炭素からなる表面層が形成された
電子写真感光体において、表面層は、基準長さを５μｍ
とした場合の表面粗さＲｚが５００オングストローム以
上、２０００オングストローム以下であり、かつ表面層
中に少なくとも酸素、窒素、フッ素、硼素原子を全て同
時に含有し、これら原子の含有量が、この表面層の接す
る層中の含有量よりも多い層構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体、さ
らに詳しくはいかなる電子写真プロセルにおいても傷や
摩耗の発生がなく、耐刷性に優れ、長寿命で、電位特性
の変動が少なく、高感度で残像現象の少ない電子写真感
光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体に用いる素子部材の材料
としては、セレン、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、フタ
ロシアニン、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓ
ｉ」と記す）等、各種のものが提案されている。中でも
ａ−Ｓｉに代表される珪素原子を主成分として含む非単
結晶質堆積膜、例えば水素および／またはハロゲン（例
えばフッ素、塩素等）で補償されたａ−Ｓｉ等のアモル
ファス堆積膜は高性能、高耐久、無公害な感光体として
提案され、その幾つかは実用化されている。このような
堆積膜の形成法として従来、スパッタリング法、熱によ
り原料ガスを分解する方法（熱ＣＶＤ法）、光により原
料ガスを分解する方法（光ＣＶＤ法）、プラズマにより
原料ガスを分解する方法（プラズマＣＶＤ法）等、多数
知られている。中でもプラズマＣＶＤ法、すなわち原料
ガスを直流または高周波、（ＲＦ，ＶＨＦ）、マイクロ
波、等のグロー放電等によって分解し、ガラス、石英、
耐熱性合成樹脂フィルム、ステンレス、アルミニウム等
の導電性基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、電
子写真用ａ−Ｓｉ堆積膜の形成方法等において現在、実
用化が非常に進んでおり、そのための装置も各種提案さ
れている。

【０００３】例えば特開昭５７−１１５５５１号公報に
は、シリコン原子を主体とし、水素原子またはハロゲン
原子の少なくともいずれか一方を含むアモルファス材料
で構成されている光導電層の上にシリコン原子および炭
素原子を母体とし、水素原子を含む非光導電性のアモル
ファス材料で構成された表面障壁層を設けた光導電部材
の例が開示されている。特開昭６１−２１９９６１号公
報には、ａ−Ｓｉ系の感光層の上に形成された表面保護
層として、１０〜４０原子％の水素原子を含有するａ−
Ｃ：Ｈで構成された電子写真感光体の例が開示されてい
る。特開平６−３１７９２０号公報には２０ＭＨｚ以上
の周波数の高周波を用い、シリコン原子を母体とする非
単結晶シリコン系材料からなる光導電層と、水素原子含
有量８〜４５原子％のａ−Ｃ：Ｈ表面保護層から構成さ
れる電子写真感光体の製造方法が開示されている。特開
昭６０−１８６８４９号公報には、原料ガスの分解源と
して、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）を用
いたマイクロ波プラズマＣＶＤ法による頂部阻止層をも
った電子写真デバイスの形成方法および装置が開示され
ている。

【０００４】これらの技術により、電子写真感光体は電
気的、光学的、光導電率的特性および使用環境特性、耐
久性が向上し、さらに画像品位の向上も可能になってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
電子写真装置はさらに高速化と同時に高画質化を求めら
れている。電子写真装置において高速化を図ろうとする
とき、帯電、露光、現像、転写、除電のサイクルを早め
ることで複写用紙の送りスピードを速めなければならな
い。この場合、電子写真感光体が複写用紙、クリーニン
グメカニズム等と接触する単位時間当たりの回数、時間
は飛躍的に増加していく。また、高速プロセスになれば
なるほど完全なクリーニングが難しくなるため、クリー
ニングブレードのビビリやトナーのすり抜けを防止する
ために電子写真感光体に対して摺擦力を増加させる傾向
にある。このためプロセススピードが上がれば上がるほ
ど相対的にドラム自体が摺擦される力が増加するために
擦り傷がつく、あるいはこれまでのプロセスでは全く摩
耗しなかった表面層であっても摩耗が発生する、という
物理的な損傷が顕著になりつつある。

【０００６】このため、どのような高速プロセスにおい
ても感光体削れの心配のない電子写真感光体が望まれて
いた。このような削れの問題は、特に電子写真装置の小
型化を目指して電子写真感光体のサイズを小さくしてい
く場合にはさらに顕著になるという問題であった。これ
らの対策としては電子写真感光体の最表面をより硬くし
たり、より滑りやすくして傷、摩耗を防ぐという手法が
取られる。

【０００７】この目的に適う材料として近年、注目を集
めているものに水素を含有したアモルファス炭素膜（以
下、ａ−Ｃ：Ｈ膜と呼ぶ）がある。このａ−Ｃ：Ｈ膜は
別名ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれる
ように非常に硬度が高く、また、特異な潤滑性をもって
いるので上記の目的に使うためには最適の材料と考えら
れる。しかし、硬度が非常に高い反面、膜中の内部応力
が大きく、剥がれやすいという欠点をも併せもってい
る。このため、必要な膜厚を剥がれることなく堆積する
ことが従来困難であった。さらに、電子写真感光体に用
いるという観点でその膜質を見た場合、半導体膜として
不充分な点がある。すなわち、ａ−Ｃ：Ｈ膜を電子写真
感光体の表面に用いると、感度が低下したり、残像現象
が悪化したり、さらには残留電位が増加する、というよ
うな副作用が見られることがしばしばあった。

【０００８】他方で高速化のためにプロセススピードを
増加させると帯電にかける時間が短くなるために帯電能
が下がるという問題がある。帯電能が下がるとそれに応
じて帯電電荷を増やさなければ所望の帯電電位が得られ
るなくなり、したがって、その帯電電荷を打ち消すため
に必要とされる光キャリアの総量も増加する。つまり、
一般に高速プロセスになればなるほど帯電能は下がり、
かつ感度も低下するという傾向にある。このため、さら
なる帯電能の向上、感度の向上が従来にも増して要求さ
れることが多くなりつつある。

【０００９】さらに、高画質化に関しては、従来の高速
の電子写真装置には生産性が主に求められ、画質につい
てはそれほど高い要求がない場合が多かったが、近年で
は高速化と共に高画質化も強く求められつつある。特に
ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体では前回複写した画像
が次の画像の中間濃度の部分に薄く転写されるという残
像現象が出やすい傾向にある。しかし、上記のように高
画質を求められる近年においては要求がさらに厳しくな
りつつある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は次のよ
うである。 （１）高速化、長寿命化された近年の電子写真装置にお
いて、いかなる電子写真装置本体の装置構成であっても
長期間の使用において傷や摩耗の発生することのない、
耐久性に富んだ優れた電子写真感光体を提供すること。 （２）どのような条件下においても膜剥がれ等の問題が
発生しない表面層を提供すること。 （３）高速の電子写真プロセスにおいても、充分な帯電
能が得られ、感度が高く、残留電位が充分に低い、使い
やすく電子写真装置に最適な電子写真感光体を提供する
こと。 （４）近年の電子写真装置における高画質化に充分対応
し得る電子写真感光体、すなわち、残像現象が少なく、
均一な濃度のハーフトーン画像が得られ、高解像度で鮮
明な画像を長期間にわたって安定して出力できる電子写
真感光体を提供すること。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は次のようである。

【００１２】１．導電性基体上にシリコン原子を母体と
する非単結晶材料で構成された光導電層を有し、少なく
とも水素を含む非単結晶炭素から成る表面層が形成され
た電子写真感光体において、該表面層は、基準長さを５
μｍとした場合の表面粗さＲｚが５００オングストロー
ム以上、２０００オングストローム以下であり、かつ該
表面層中に少なくとも酸素、窒素、フッ素、硼素原子を
全て同時に含有することを特徴とする電子写真感光体。

【００１３】２．前記表面層の酸素、窒素、フッ素、硼
素原子の含有量が該表面層の接する層よりも多いことを
特徴とする上記１に記載の電子写真感光体。

【００１４】３．前記光導電層と前記表面層の間に、さ
らにバッファ層を設けたことを特徴とする上記１または
２に記載の電子写真感光体。

【００１５】４．前記バッファ層がシリコン原子を母体
とし、さらに炭素原子を含有する非単結晶材料で構成さ
れたことを特徴とする上記３に記載の電子写真感光体。

【００１６】５．前記バッファ層がさらに酸素、窒素、
フッ素、硼素原子を全て同時に含有し、各原子の含有量
が、該バッファ層の接する光導電層の含有量よりも多い
ことを特徴とする上記３または４に記載の電子写真感光
体。

【００１７】６．前記表面層に含まれる酸素、窒素、フ
ッ素、硼素原子の含有量の和が、０．００１原子％〜５
原子％であることを特徴とする上記１乃至５に記載の電
子写真感光体。

【００１８】本発明者らは、従来技術の種々の問題点を
解決する方法として、非単結晶炭素膜（以下、ａ−Ｃ：
Ｈ膜と呼ぶ）を表面保護層に用いることに注目した。ａ
−Ｃ：Ｈ膜は別名ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）と呼ばれるように非常に硬度が高く、従来の電子写
真感光体にａ−Ｃ：Ｈ膜の表面保護層を用いると感光体
の削れや傷に対して著しい効果が得られることが判明し
た。しかし、このように削れに非常に強いａ−Ｃ：Ｈ膜
は同時に内部応力が強く、非常に剥がれやすいという性
質も併せもっているため、所望の膜厚で再現性よく堆積
することが難しく、効果的に電子写真感光体の表面層と
して用いることが困難であった。

【００１９】この剥がれやすさを詳細に検討した結果、
ａ−Ｃ：Ｈ表面層の表面粗さと相関があることが明らか
となった。すなわち、表面層の表面粗さを基準長さを５
μｍとした場合のＲｚを５００オングストローム以上と
する場合に良好な結果が得られた。ａ−Ｃ：Ｈ表面層の
表面粗さが大きいということはすなわち、表面層と光導
電層の界面が粗れていることを示しており、この結果、
接触面積が増加することにより接着性が向上したのであ
ろうと考えている。しかし、その一方で表面粗さがＲ
ｚ：２０００オングストロームを越えた場合、感度の低
下が見られることが判明した。この理由についての詳細
は現時点で不明であるが、表面が粗れることによる光の
散乱効果が関係しているのではないかと想像している。
この剥がれにくさはａ−Ｃ：Ｈ表面層自体の表面粗さを
Ｒｚ＝５００オングストローム以上２０００オングスト
ローム以下とすることにより充分にその効果を得ること
ができ、光導電層の表面粗さを直接規定する必要は見ら
れなかった。

【００２０】さらに、本発明の要点は前記ａ−Ｃ：Ｈ表
面層にＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子を同時に含有させ、さらにａ
−Ｃ：Ｈ表面層が接している層に対して、より多く含有
させることにある。これらの原子を全て同時に含有させ
る場合、表面層の密着性がさらに改善されることが判明
した。表面粗さを上記の範囲に制御しても時折発生する
原因不明の剥がれによる不良の発生を、これらの原子を
含有させることで皆無にまで改善することができる。

【００２１】Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子の含有の効果は密着性
に対してのみならず、電子写真感光体の帯電能を向上さ
せ、光感度を改善し、残像現象の低減をもたらすことが
判明した。これはＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂといった原子がａ−
Ｃ：Ｈ膜の構造緩和を促すことにより構造欠陥を取り除
くと共に、さらにターミネーターとして有効に働いてい
るためではないかと想像している。ａ−Ｃ：Ｈ膜の半導
体としての特性はまだ研究途上であり、必ずしも完成さ
れたものではなく、改善すべき余地があるが、このａ−
Ｃ：Ｈ膜とＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子の相性が特異的によく、
膜中に存在する構造欠陥から発生する局在準位密度を効
果的に減少させるものと想像している。このため、表面
層中の構造欠陥を介して帯電キャリアが注入するのを防
止し、帯電能改善に寄与する。また、光キャリアが局在
準位にトラップされるのを防止するので、光感度の向
上、残像現象の低減に結びつく。

【００２２】このＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ各原子の含有量の和は
０．００１原子％〜５原子％が望ましい。ここでいう原
子％とは、全元素の原子数に対する該当原子数の割合で
ある。含有量が０．００１原子％よりも少ない場合、上
記の効果が得られない。また、５原子％を越えて含有す
る場合、ａ−Ｃ：Ｈ膜のバンドギャップが低下し、逆に
光感度の悪化につながる。また、各々の原子の含有量は
少なくとも０．０００１原子％以上含有されている必要
がある。

【００２３】上記の効果は、Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子が同時
に含有されている場合のみ得られた。これらの原子のう
ち、一つでも欠けた場合には帯電能、感度、残像現象の
改善が見られないことから、これらの特定の原子の組み
合わせが非常に大切で本発明の特徴の一つである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明を具体
的に説明する。図１は本発明による電子写真感光体を説
明する模式図である。図１は光導電層を機能分離してい
ない単層型と呼んでいる感光体で、導電性基体１０１の
上に少なくとも水素を含むａ−Ｓｉからなる光導電層１
０２、非単結晶炭素からなる表面層１０３が積層された
感光体である。表面層１０３にはＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子を
光導電層１０２に対してより多く含有しており、かつ、
その表面の凹凸は基準長さ５μｍにおけるＲｚが５００
オングストローム以上２０００オングストローム以下に
制御されている。

【００２５】図２は図１に示した本発明の電子写真感光
体の表面層２０３と光導電層２０２の間に、さらにバッ
ファ層２０４を設けた場合の模式図である。表面層２０
３にはＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子を少なくともバッファ層２０
４よりも多く含有している。かつ、その表面の凹凸は基
準長さ５μｍにおけるＲｚが５００オングストローム以
上２０００オングストローム以下に制御されている。こ
の場合、バッファ層２０４のＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子の含有
量を光導電層２０２より増やしてもよい。

【００２６】図３は図１に示した本発明の電子写真感光
体の光導電層３０２と導電性基体３０１の間に、さらに
下部阻止層３０５を設けた場合の模式図である。

【００２７】図４には光導電層を電荷発生層と電荷輸送
層の２つに機能分離しているため、機能分離型と呼んで
いる感光体を示したいる。導電性基体４０１の上に必要
に応じて下部阻止層４０５を設け、その上に電荷輸送層
４０６、電荷発生層４０２’の機能分離された、少なく
とも水素を含むａ−Ｓｉからなる層が堆積され、その上
に非単結晶炭素からなる表面層４０３が積層されてい
る。ここで電荷輸送層４０６と電荷発生層４０２’の順
序は、本模式図に示した順序だけではなく、任意であっ
てもよい。また、機能分離を組成変化で行う場合に、そ
の組成変化を連続的に行ってもよい。

【００２８】図５は導電性基体５０１、下部阻止層５０
５、光導電層５０２、バッファ層５０４、表面層５０３
を設けた場合の模式図である。

【００２９】図１〜５に挙げた感光体において、それぞ
れの層は連続的な組成変化を伴ってもよく、明確な界面
をもたなくてもよい。

【００３０】本発明において使用される導電性基体１０
１，２０１，３０１，４０１または５０１は、使用目的
に応じた材質や形状等を有するものである。例えば形状
に関しては、電子写真用感光体に供する場合には円筒状
が望ましいが、必要に応じて、平板状や板状無端ベルト
状、その他の形状であってもよい。その厚さは、所望通
りの電子写真感光体を形成し得るように適宜決定する
が、可撓性が要求される場合には、支持体としての機能
が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることがで
きる。しかしながら、支持体は製造上および取り扱い
上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされ
る。材質は銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッ
ケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ス
テンレス、およびこれらの材料の中の２種以上の複合材
料、さらにはポリエステル、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、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ガラ
ス、セラミックス、紙等の絶縁材料に導電性材料を被覆
したもの等が使用できる。

【００３１】本発明の電子写真感光体における下部阻止
層３０５，４０５，５０５は、電子写真感光体が一定極
性の帯電処理をその自由表面に受けた際、導電性支持体
側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能
を有し、逆に極性の帯電処理を受けた際にはそのような
機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有してい
る。そのような機能を付与するために、下部阻止層３０
５，４０５，５０５には伝導性を制御する原子を光導電
層に比べ比較的多く含有させる。下部阻止層３０５，４
０５，５０５に含有される伝導性を制御する原子として
は、第３ｂ族原子または第５ｂ族原子を用いることがで
きる。本発明において下部阻止層３０５，４０５，５０
５中に含有される伝導性を制御する原子の含有量として
は、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にし
たがって適宜決定されるが、好ましくは１０〜１×１０
⁴ 原子ｐｐｍ、より好適には５０〜５×１０³ 原子ｐｐ
ｍ、最適には１×１０² 〜１×１０³ 原子ｐｐｍであ
る。

【００３２】下部阻止層３０５，４０５，５０５には、
炭素原子、窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を
含有させることによって、この下部阻止層に直接接触し
て設けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっそ
う図ることができる。下部阻止層の全層領域に含有され
る炭素原子および／または窒素原子および／または酸素
原子の含有量は、一種の場合はその量として、二種以上
の場合はその総和として、好ましくは１×１０^-3〜５０
原子％、より好適には５×１０^-3〜３０原子％、最適に
は１×１０^-2〜１０原子％である。

【００３３】下部阻止層に含有される水素原子および／
またはハロゲン原子は層内に存在する未結合手を補償し
膜質の向上に効果を奏する。下部阻止層中の水素原子ま
たはハロゲン原子あるいは水素原子とハロゲン原子の和
の合計量は、好適には１〜５０原子％、より好適には５
〜４０原子％、最適には１０〜３０原子％である。

【００３４】下部阻止層の層厚は所望の電子写真特性が
得られること、および経済的高感度の点から好ましくは
０．１〜５μｍ、最適には１〜４μｍである。

【００３５】本発明の電子写真感光体における光導電層
１０２，２０２，３０２，４０２または５０２は膜中に
水素原子または／およびハロゲン原子が含有されること
が必要である。これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を
向上させるために必須不可欠であるからである。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
ゲン原子の和の量はシリコン原子と水素原子または／お
よびハロゲン原子の和に対して１０〜３０原子％、より
好ましくは１５〜２５原子％とするのが望ましい。光導
電層中に含有される水素原子または／およびハロゲン原
子の量を制御するには、層形成時に例えば支持体の温
度、水素原子または／およびハロゲン原子を含有させる
ために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、
放電電力等を制御すればよい。

【００３６】光導電層１０２，２０２，３０２，４０２
または５０２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とし
ては下部阻止層と同様の原子を用いることができる。光
導電層に含有される伝導性を制御する原子の含有量とし
ては、好ましくは１×１０^-2〜１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、
より好ましくは５×１０^-2〜５×１０³ 原子ｐｐｍ、最
適には１×１０^-1〜１×１０³ 原子ｐｐｍである。

【００３７】光導電層に炭素原子および／または酸素原
子および／または窒素原子を含有させることも有効であ
る。これら原子の含有量はシリコン原子、炭素原子、酸
素原子および窒素原子の和に対して好ましくは１×１０
^-5〜１０原子％、より好ましくは１×１０^-4〜８原子
％、最適には１×１０^-3〜５原子％が望ましい。炭素原
子および／または酸素原子および／または窒素原子は必
ずしも全層にわたって含有される必要はなく、一部分の
み、あるいは膜厚方向で濃度に濃淡があるように分布し
ていてもよい。

【００３８】光導電層の層厚は所望の電子写真特性が得
られることおよび経済的効果等の点から適宜決定され、
好ましくは１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４５
μｍ、最適には２５〜４０μｍとするのが望ましい。

【００３９】バッファ層２０４，５０４は、光導電層２
０２，５０２と表面層２０３，５０３の機械的、電気的
整合を図るために必要に応じて設けられる。この場合、
材料としては光導電層２０２，５０２と表面層２０３，
５０３との整合性の観点から中間の組成を有するＳｉＣ
層を用いることが望ましい。バッファ層２０４，５０４
は一定組成の均一な層としてもよいし、組成を連続的に
変化させてもよい。バッファ層には必要に応じてＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂ原子を含有させることができる。この場合、
含有量は光導電層よりも多くすることにより密着性を改
善することができる。

【００４０】バッファ層２０４，５０４には下部阻止層
３０５，５０５と同様に伝導性を制御する原子を含有さ
せてもよい。バッファ層に含有される伝導性を制御する
原子としては、第３ｂ族原子または第５ｂ族原子を用い
ることができる。本発明においてバッファ層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように適宜決定されるが、好
ましくは１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、より好適には５
０〜５×１０³ 原子ｐｐｍ、最適には１×１０ ² 〜１×
１０³ 原子ｐｐｍとするのが望ましい。

【００４１】バッファ層の膜厚はその目的に応じて適宜
最適な値に設定されるが、一般に０．０１μｍ〜１０μ
ｍ、好ましくは０．０５μｍ〜５μｍ、最適には０．１
μｍ〜１μｍである。

【００４２】本発明の表面層１０３，２０３，３０３，
４０４，５０３は非単結晶質の炭素からなる。ここでい
う非単結晶炭素とは、黒鉛（グラファイト）とダイヤモ
ンドとの中間的な性質をもつアモルファス状の炭素を主
に表しているが、微結晶や多結晶を部分的に含んでいて
もよい。この表面層は自由表面を有し、剥がれや残留電
位、残像現象の増加なしに、主に長期間の使用における
傷や摩耗の防止、帯電能、感度の改善といった本発明の
目的を達成するために設けられる。

【００４３】本発明の表面層は原料ガスとしては常温常
圧でガス状の炭化水素を用い、プラズマＣＶＤ法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法等によって作成
可能であるが、プラズマＣＶＤ法を用いて作成した膜は
透明度、硬度共に高く、電子写真感光体の表面層として
用いるには好ましい。表面層を作成する際のプラズマＣ
ＶＤ法に用いる放電周波数としてはいかなる周波数も用
いることができる。工業的にはＲＦ周波数帯と呼ばれる
１〜４５０ＭＨｚ、特に１３．５６ＭＨｚの高周波が好
適に用いることができる。また、特に５０〜４５０ＭＨ
ｚのＶＨＦと呼ばれる周波数帯の高周波を用いた場合に
は、透明度、硬度共にさらに高くできるので、表面層形
成時の使用により好ましい。

【００４４】本発明の表面層１０３，２０３，３０３，
４０３，５０３は表面粗さが、基準長さ５μｍ当たりＲ
ｚが５００オングストローム以上２０００オングストロ
ーム以下である必要がある。この粗さ範囲に表面層を制
御するには、例えば導電性基体の切削条件を最適化し
て、微細な凹凸を作成してもよい。また、光導電層１０
２，２０２，３０２，４０２，５０２の製造上の様々な
パラメータを調整することによっても粗さを制御するこ
とができる。一般に、放電励起パワーが大きいほど、バ
イアスが大きいほど、表面の粗れは大きくなる傾向があ
る。また、光導電層あるいはバッファ層まで堆積後にフ
ッ素含有ガスあるいは水素ガスでプラズマ放電を立て、
エッチングすることにより表面を粗らして調整してもよ
い。

【００４５】本発明の目的を達成するためには、さらに
表面層中にＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子を全て含有している必要
がある。これらの原子の共存はａ−Ｃ：Ｈ膜との特有の
相乗効果で効果的に膜中の構造欠陥が補償され、局在準
位密度を低減させると考えられる。この結果、膜の透明
性が改善され、表面層中では好ましくない不要の光吸収
が抑えられることによって光感度が劇的に改善される。
また、表面層が緻密化するために帯電キャリアの注入が
抑えられ、帯電特性が改善される。同時にＮ，Ｏ，Ｆ，
Ｂ原子は膜の密着性を改善する効果を示すため、内部応
力の大きいａ−Ｃ：Ｈのような材料であっても膜剥がれ
せずに用いることが可能となる。

【００４６】このＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂ原子の含有量の和は
０．００１原子％〜５原子％が望ましい。含有量が０．
００１原子％よりも少ない場合、上記の効果が低下す
る。また、５原子％を越えてて含有する場合、ａ−Ｃ：
Ｈ膜のバンドギャップが低下し、逆に光感度の悪化につ
ながる。また、各々の原子の含有量は少なくとも０．０
００１原子％以上含有されていることが望ましい。

【００４７】本発明の表面層に用いられるａ−Ｃ膜中に
は水素原子を適宜含有していることが必要である。ａ−
Ｃ：Ｈ膜中に含まれる水素原子の含有量はＨ／（Ｃ＋
Ｈ）で１０原子％〜６０原子％、さらに好適には２０原
子％〜４０原子％である。水素量が１０原子％未満であ
ると光学的バンドギャップが狭くなり、感度の面で適さ
なくなる。また、６０原子％を越えると硬度が低下し、
削れが発生しやすくなる。光学的バンドギャップは一般
には１．２ｅＶ〜２．２ｅＶ程度の値であれば好適に用
いることができ、感度の点からは１．６ｅＶ以上とする
ことがさらに望ましい。屈折率は１．８〜２．８程度で
あれば好適に用いられる。膜厚は５０オングストローム
から１００００オングストローム、好ましくは１００オ
ングストオロームから２０００オングストロームであ
る。５０オングストロームより薄くなると機械的強度に
問題を生じ、１００００オングストロームを越えると光
感度の点で問題が発生する。

【００４８】さらに本発明においては、表面層には必要
に応じて伝導性を制御する原子を含有させてもよい。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型電導特性を与える
周期律表第３ｂ族に属する原子（以後「第３ｂ族原子」
と略記する）またはｎ型伝導特性を与える周期律表第５
ｂ族に属する原子（以後「第５族原子」と略記する）を
用いることができる。伝導性を制御する原子の含有量と
しては、所望にしたがって適宜決定されるが、好ましく
は１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、より好適には５０〜５
×１０³ 原子ｐｐｍ、最適には１×１０² 〜１×１０³
原子ｐｐｍである。

【００４９】また、本発明のａ−Ｃ：Ｈからなる表面層
には、必要に応じてハロゲン原子が含まれていてもよ
い。

【００５０】表面層の層厚としては、通常０．０１〜３
μｍ、好適には０．１〜２μｍ、最適には０．５〜１μ
ｍとするのが望ましいものである。層厚が０．０１μｍ
よりも薄いと電子写真感光体を使用中に摩耗等の理由に
より表面層が失われてしまい、３μｍを越えると残留電
位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。

【００５１】層形成時の基板温度は室温から３５０℃ま
でに調整されるが、あまり基板温度が高すぎるとバンド
ギャップが低下して透明度が低下するため低めの温度設
定が好ましい。高周波電力については、できるだけ高い
方が炭化水素の分解が充分に進むため好ましく、具体的
には炭化水素の原料ガスに対して５Ｗ／ｃｃ以上が好ま
しいが、あまり高くなると異常放電が発生してしまい、
電子写真感光体の特性を劣化させるので、異常放電が発
生しない程度の電力に抑える必要がある。放電空間の圧
力については、炭化水素のように分解されにくい原料ガ
スで成膜する場合には気相中での分解種同士の衝突があ
るとポリマーが発生し易いため、比較的高真空が望まし
い。通常のＲＦ（代表的には１３．５６ＭＨｚ）電力を
用いる場合には１３．３Ｐａ〜１３３０Ｐａ、ＶＨＦ帯
（代表的には５０〜４５０ＭＨｚ）を用いる場合には１
３．３ｍＰａ〜１３．３Ｐａ程度に保たれる。

【００５２】本発明で用いられる伝導性を制御する原
子、例えば、第３ｂ族原子としては、具体的には、Ｂ
（ほう素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウ
ム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｔａ（タリウム）等があ
り、特にＢ，Ａｌ，Ｇａが好適である。第５ｂ族原子と
しては、具体的にはＰ（リン）、Ａｓ（砒素），Ｓｂ
（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）等があり、特にＰ，
Ａｓが好適である。

【００５３】第３ｂ族原子あるいは第５ｂ族原子を構造
的に導入するには、層形成の際に、第３ｂ族原子導入用
の原料物質あるいは第５ｂ族原子導入用の原料物質をガ
ス状態で反応容器中に他のガスと共に導入すればよい。
第３ｂ族原子導入用の原料物質あるいは第５ｂ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
し得るものが採用されるのが望ましい。そのような第３
ｂ族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子
導入用としては、Ｂ₂ Ｈ₆ ，Ｂ₄ Ｈ₁₀，Ｂ₅ Ｈ₉ ，Ｂ₅
Ｈ₁₁，Ｂ₆ Ｈ₁₀，Ｂ₆ Ｈ₁₂，Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、
ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃ ，ＢＢｒ₃ 等のハロゲン化硼素等が挙
げられる。この他、ＡｌＣｌ₃ ，ＧａＣｌ₃ ，Ｇｄ（Ｃ
Ｈ₃ ）₃，ＩｎＣｌ₃ ，ＴｉＣｌ₃ 等も挙げることがで
きる。第５ｂ族原子導入用の原料物質として有効に使用
されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃ ，Ｐ₂ Ｈ₄
等の水素化燐、ＰＨ₄ Ｉ，ＰＦ₃ ，ＰＦ₅ ，ＰＣｌ₃ ，
ＰＣｌ₅ ，ＰＢｒ₃ ．ＰＢｒ₅ ，ＰＩ₃ 等のハロゲン化
燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ ，ＡｓＦ₃ ，ＡｓＣ
ｌ₃ ，ＡｓＢｒ₃ ，ＡｓＦ₅ ，ＳｂＨ₃ ，ＳｂＦ₃ ，Ｓ
ｂＦ₅ ，ＳｂＣｌ₃，ＳｂＣｌ₅ ，ＢｉＨ₃ ，ＢｉＣｌ₃
，ＢｉＢｒ₃ 等も第５ｂ族原子導入用の出発物質の有
効なものとして挙げることができる。これらの伝導性を
制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ₂ およ
び／またはＨｅにより希釈して使用してもよい。

【００５４】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂ Ｈ₆ ，Ｓｉ₃
Ｈ₈ ，Ｓｉ₄ Ｈ₁₀等のガス状態の、またはガス化し得
る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとし
て挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給
効率のよさ等の点でＳｉＨ₄ ，Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいも
のとして挙げられる。

【００５５】そして、形成される各層中に水素原子を構
造的に導入し、水素原子の導入割合の制御をいっそう容
易になるようにはかり、本発明の目的を達成する膜特性
を得るために、これらのガスにさらにＨ₂ および／また
はＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望
量混合して層形成することもできる。また、各ガスは単
独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支
えないものである。

【００５６】希釈ガスとして使用するＨ₂ および／また
はＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対してＨ₂ および／また
はＨｅを、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５
倍、最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望まし
い。

【００５７】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、例えばハロゲン
ガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置
換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得る
ハロゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さらには
シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状
のまたはガス化し得るハロゲン原子を含む水素化珪素化
合物も有用なものとして挙げることができる。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 等のハロゲン間化
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 ，Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等
の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。

【００５８】炭素供給ガスとなり得る物質としては、Ｃ
Ｈ₄ ，Ｃ₂ Ｈ₆ ，Ｃ₃ Ｈ₈ ，Ｃ₄ Ｈ ₁₀等のガス状態の、
またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものと
して挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供
給効率のよさ等の点でＣＨ₄，Ｃ₂ Ｈ₆ が好ましいもの
として挙げられる。

【００５９】窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質
としては、ＮＨ₃ ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ ，Ｏ₂ ，Ｃ
Ｏ，ＣＯ₂ ，Ｎ₂ 等のガス状態の、またはガス化し得る
化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。

【００６０】各層に含有される原子は、該層中に万遍な
く均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万
遍なく含有されているが、不均一に分布する状態で含有
している部分があってもよい。しかしながら、いずれの
場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、均一
な分布で万遍なく含有されることが面内方向における特
性の均一化を図る点からも必要である。

【００６１】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１３．
３ｍＰａ〜１３３Ｐａ、好ましくは６６．５ｍＰａ〜６
６５Ｐａ．最適には１３３ｍＰａ〜１３３Ｐａである。

【００６２】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力を、通常の場合２〜７倍、好ましくは
２．５〜６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定すること
が望ましい。

【００６３】支持体の温度は、層設計にしたがって適宜
最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは５０
〜５００℃、より好ましくは２００〜３５０℃とする。

【００６４】本発明においては、各層を形成するための
原料ガスの混合比、ガス圧、支持体温度、放電電力の望
ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条
件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所
望の特性を有する堆積膜を形成すべく相互的かつ有機的
関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。

【００６５】以下、高周波プラズマＣＶＤ法によって堆
積膜を形成するための装置および形成方法について詳述
する。

【００６６】図６は高周波プラズマＣＶＤ（以下「ＲＦ
−ＰＣＶＤ」と表記する）法による電子写真感光体の製
造装置の一例を示す模式的な構成図である。図６に示す
ＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積膜の製造装置の構成は以下
の通りである。この装置は大別すると、堆積装置５１０
０、原料ガスの供給装置５２００、反応容器５１１１内
を減圧するための排気装置５１１７から構成されてい
る。堆積装置５１００中の反応容器５１１１内には、導
電性支持体５１１２、基体加熱用ヒータ５１１３、原料
ガス導入管５１１４が設置され、さらに高周波マッチン
グボックス５１１５が接続されている。

【００６７】原料ガス供給装置５２００は、ＳｉＨ₄ ，
Ｈ₂ ，ＣＨ₄ ，ＮＯ，Ｂ₂ Ｈ₆ ，ＧｅＨ₄ 等の原料ガス
のボンベ５２２１〜５２２６とバルブ５２３１〜５２３
６、５２４１〜５２４６，５２５１〜５２５６およびマ
スフローコントローラ５２１１〜５２１６から構成さ
れ、各原料ガスのボンベはバルブ５２６０を介して反応
容器５１１１内のガス導入管５１１４に接続されてい
る。

【００６８】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行うことができる。まず、導電性基体５１
１２を反応容器５１１１に設置する。導電性基体５１１
２は電子写真感光体の場合、円筒状が望ましい。設置
後、排気装置（５１１７、例えば真空ポンプ）により反
応容器５１１１内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒ
ーター５１１３をＯＮし、導電性支持体５１１２の温度
を２５０℃〜５００℃の所定の温度に制御する。

【００６９】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器５１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ５２３１〜５
２３６、反応容器のリークバルブ５１２３が閉じられて
いることを確認し、また、流入バルブ５２５１〜５２５
６、流出バルブ５２４１〜５２４６、補助バルブ５２６
０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ５
１１８を開いて反応容器５１１１およびガス配管内を排
気する。次に真空計５１２４の読みが約６．６５×１０
^-4Ｐａになった時点で補助バルブ５２６０、流出バルブ
５２４５１〜５２５６を閉じる。

【００７０】その後、ガスボンベ５２２１〜５２２６よ
り各ガスをバルブ５２３１〜５２３６を開いて導入し、
圧力調整器５２６１〜５２６６により各ガス圧を（たと
えば２００ＫＰａ）調整する。次に、流入バルブ５２４
１〜５２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコン
トローラー５２１１〜５２１６内に導入する。

【００７１】導電性支持体５１２２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ５２５１〜５２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブを徐々に開き、ガスボンベ５２
２１〜５２２６から所定のガスをガス導入管５１１４を
介して反応容器５１１１内に導入する。次にマスフロー
コントローラー５２１１〜５２１６によって各原料ガス
が所定の流量になるように調整する。その際、反応容器
５１１１内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になる
ように真空計５１２４を見ながらメインバルブ５１１８
の開口を調整する。内圧が安定したところで、ＲＦ電源
（図示せず）を所望の電力に設定して、高周波マッチン
グボックス５１１５を通じて反応容器５１１１内にＲＦ
電力を導入し、ＲＦグロー放電を生起させる。この放電
エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが
分解され、導電性支持体５１１２上に所定の堆積膜が形
成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた
後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容
器へのガスの流入を止め下引き層の形成を終える。同様
の操作を複数回繰り返すことによって、たとえば下部阻
止層、光導電層、表面保護層等の多層構造の電子写真感
光体が形成される。

【００７２】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブは全て閉じられていることはいうまで
もなく、また、それぞれのガスが反応容器５１１１内、
流出バルブ５２５１〜５２５６から反応容器５１１１に
至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
５２５１〜５２５６を閉じ、補助バルブ５２６０を開
き、さらにメインバルブ５１１８を全開にして系内を一
旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。また、膜
形成の均一化を図る場合は、膜形成を行っている間は、
導電性支持体５１１２を駆動装置（図示せず）によって
所定の速度で回転させる。上述のガス種およびバルブ操
作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられる
ことはいうまでもない。

【００７３】次に、ＶＨＦ体の周波数を用いた高周波プ
ラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）
法によって形成される電子写真用電子写真感光体の製造
方法について説明する。図６に示した製造装置における
ＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積装置５１００を、図７に示
す堆積装置６１００に交換して原料ガス供給装置５２０
０と接続することにより、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による電
子写真用電子写真感光体製造装置を得ることができる。

【００７４】この装置は大別すると、真空気密化構造と
した減圧にし得る反応容器６１１１、原料ガスの供給装
置５２００、および反応容器内を減圧にするための排気
装置（不図示）から構成されている。反応容器６１１１
内には導電性支持体６１１２、支持体加熱用ヒーター６
１１３、原料ガス導入管（不図示）、電極６１１５が設
置され、電極にはさらに高周波マッチングボックス６１
１６が接続されている。また、反応容器６１１１内は排
気管６１２１を通じて不図示の拡散ポンプに接続されて
いる。

【００７５】原料ガス供給装置５２００は前述のよう
に、ＳｉＨ₄ ，ＧｅＨ₄ ，Ｈ₂ ，ＣＨ ₄ ，Ｂ₂ Ｈ₆ ，Ｐ
Ｈ₃ 等の原料ガスのボンベ５２２１〜５２２６とバルブ
５２３１〜５２３６，５２４１〜５２４６，５２５１〜
５２５６およびマスフローコントローラー５２１１〜５
２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ５２
６０を介して反応容器６１１１内のガス導入管（不図
示）に接続されている。また、導電性支持体６１１２に
よって取り囲まれた空間６１３０が放電空間を形成して
いる。

【００７６】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆
積膜の形成は、以下のように行うことができる。まず、
反応容器６１１１内に導電性支持体６１１２を設置し、
駆動装置６１２０によって支持体６１１２を回転し、不
図示の排気装置（たとえば拡散ポンプ）により反応容器
６１１１内を排気管６１２１を介して排気し、反応容器
６１１１内の圧力を１．３３×１０^-5Ｐａ以下に調整す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター６１１３により導電
性支持体６１１２の温度を５０℃乃至５００℃の所定の
温度に加熱保持する。

【００７７】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器６１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ５２３１〜５
２３６、反応容器のリークバルブ（不図示）が閉じられ
ていることを確認し、また、流入バルブ５２４１〜５２
４６、流出バルブ５２５１〜５２５６、補助バルブ５２
６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ
（不図示）を開いて反応容器６１１１およびガス配管内
を排気する。

【００７８】次に真空計（不図示）の読みが約６．６５
×１０^-4Ｐａになった時点で補助バルブ５２６０、流出
バルブ５２５１〜５２５６を閉じる。その後、ガスボン
ベ５２２１〜５２２６より各ガスをバルブ５２３１〜５
２３６を開いて導入し、圧力調整器５２６１〜５２６６
により各ガス圧を２×１０⁵ Ｐａに調整する。次に、流
入バルブ５２４１〜５２４６を徐々に開けて、各ガスを
マスフローコントローラー５２１１〜５２１６内に導入
する。以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下
のようにして導電性支持体６１１２上に堆積膜の形成を
行う。

【００７９】導電性支持体６１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ５２５１〜５２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ５２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ５２１１〜５２２６から所定のガスをガス導入管
（不図示）を介して反応容器６１１１内の放電空間６１
３０に導入する。次に、マスフローコントローラー５２
１１〜５２１６によって各原料ガスが所定の流量になる
ように調整する。その際、放電空間３１３０内の圧力が
１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（不図
示）を見ながらメインバルブ（不図示）の開口を調整す
る。

【００８０】圧力が安定したところで、例えば周波数５
００ＭＨｚのＶＨＦ電源（不図示）を所望の電力に設定
して、マッチングボックス６１１６を通じて放電空間６
１３０にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させ
る。かくして支持体６１１２により取り囲まれた放電空
間において、導入された原料ガスは、放電エネルギーに
より励起された解離し、支持体６１１２上に所定の堆積
膜が形成される。このときＶＨＦ電力導入と同時に、支
持体加熱用ヒーター６１１３の出力を調整し導電性支持
体の温度を所定の値で変化させる。このとき、層形成の
均一化を図るため支持体回転用モーター６１２０によっ
て、所望の回転速度で回転させる。所望の膜厚の形成が
行われた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉
じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜を形成を終
える。同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望
の多層構造の電子写真感光体が形成される。

【００８１】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブは全て閉じられていることはいうまで
もなく、また、それぞれのガスが反応容器６１１１内、
流出バルブ５２５１〜５２５６から反応容器６１１１に
至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
５２５１〜５２５６を閉じ、補助バルブ５２６０を開
き、さらにメインバルブ（不図示）を全開にして系内を
一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。上述の
ガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたが
って変更が加えられることはいうまでもない。

【００８２】導電性支持体５１１２，６１１２の加熱方
法は、真空仕様である発熱体であればよく、より具体的
にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒータ
ー、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲン
ランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、
気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられ
る。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、ア
ルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分
子樹脂等を使用することができる。また、それ以外に
も、反応容器５１１１，６１１１以外に加熱専用の容器
を設け、導電性支持体５１１２，６１１２を加熱した
後、反応容器５１１１，６１１１内に真空中で導電性支
持体５１１２，６１１２を搬送する等の方法が用いられ
る。

【００８３】また、特にＶＨＦ−ＰＣＶＤ法における放
電空間の圧力として、好ましくは０．１３３Ｐａ以上６
６．５Ｐａ以下、より好ましくは０．１３３３Ｐａ以上
４０Ｐａ以下、最も好ましくは０．１３３Ｐａ以上１
３．３Ｐａ以下に設定することが望ましい。

【００８４】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間に設
けられる電極６１１５の大きさおよび形状は、放電を乱
さないならばいずれのものでもよいが、実用上は直径１
ｍｍ以上１０ｃｍ以下の円筒状が好ましい。このとき、
電極６１１５の長さも、導電性支持体６１１２に電界が
均一にかかる長さであれば任意に設定できる。

【００８５】電極６１１５の材質としては、表面が導電
性となるものならばいずれのものでもよく、例えば、ス
テンレス、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔ
ｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｆｅ等の金属、これらの合
金または表面を導電処理したガラス、セラミック等が通
常使用される。

【００８６】本発明の方法で製造された電子写真感光体
は、電子写真複写機に利用するのみならず、レーザービ
ームプリンタ、ＣＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、
液晶プリンター、レーザー製版機等の電子写真応用分野
にも広く用いることができる。

【００８７】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明
するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではな
い。

【００８８】実施例１ 図６に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
順次積層した。次に表２に示した条件で表面をエッチン
グし、表面の凹凸を変化させた。その後表３に示す表面
層を積層し、電子写真感光体を完成させた。本実施例で
はエッチングの条件を変化させて７本（Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．７）の感光体を作成した。

【００８９】

【表１】

【００９０】

【表２】

【００９１】

【表３】

【００９２】作成した電子写真感光体の表面層中のＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩＭＳ分析によって
測定したところ、各々０．５％、０．８％、０．１２
％、２．５％であり、表面層が接している光導電層中の
含有量は各々０．００５％、０．００７％、０．００３
５％、０．００１２％であった。また、得られた電子写
真感光体の表面粗さはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）によっ
て測定した。

【００９３】このように作成した電子写真感光体を次の
ように評価した。

【００９４】密着性試験…作成した電子写真感光体の表
面に鋭利な針を用いて１ｃｍ間隔にクロスハッチ状に筋
傷を付けた。これを１週間水に浸した後に取り出し、傷
を付けた部分から膜剥がれが生じていないかを目視にて
点検した。

【００９５】 ◎ 剥がれは発生せず、非常に良好 △ 筋傷からごく一部分に剥がれが広がった × 広範囲に剥がれが発生した 耐久試験…電子写真感光体をキヤノン製複写機ＮＰ−５
０６０改造機に搭載し、Ａ４コピー用紙を通紙しながら
１０万枚の耐久を行った。耐久中の画像、および耐久後
の感光体表面を目視点検し、表面層の剥がれが発生して
いないかどうかを確認した。

【００９６】 ◎ 剥がれは発生せず、非常に良好 △ ごく一部分に剥がれが発生した × 広範囲に剥がれが発生し、実用上問題あり 強制ジャム試験…電子写真装置に設置し、通紙している
際に強制的に紙詰まり状態を発生させた。この作業を１
０回繰り返し、感光体に剥がれが発生しないかを画像上
でチェックした。

【００９７】 ◎ 傷はつかず、非常に良好 △ 感光体にはかすかに傷が付いたが画像には出ず、
実用上問題なし × 画像に出る傷が付き、実用上問題あり 帯電能…電子写真感光体を電子写真装置に設置し、帯電
器に＋６ｋＶの高電圧を印加しコロナ帯電を行い、表面
電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を現像位置
で測定した。

【００９８】感度…電子写真感光体を、一定の暗部表面
電位に帯電させる。そして直ちにフィルターを用いて５
５０ｎｍ以上の波長域の光を除いたハロゲンランプ光を
照射し、電子写真感光体の明部表面電位が所定の値にな
るように光量を調整する。このときに必要な光量をハロ
ゲンランプ光源の点灯電圧から換算する。この光量から
感度を評価した。

【００９９】残留電位…電子写真用光受容部材を、一定
の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに一定光量の
比較的強い光（例えば２Ｌ．ｓ）を照射する。光像はハ
ロゲンランプ光源を用い、フィルターを用いて５５０ｎ
ｍ以上の波長域の光を除いた光を照射した。このとき表
面電位計により電子写真用光受容部材の明部表面電位を
測定した。

【０１００】ゴースト…キヤノン製ゴーストテストチャ
ート（部品番号：ＦＹ９−９０４０）に反射濃度１．
１、φ５ｍｍの黒丸を貼り付けたものを原稿台の画像先
端部に置き、その上にキヤノン製中間調チャート（部品
番号：ＦＹ９−９０４２）を重ねて置いた際のコピー画
像において、中間コピー上に認められるゴーストチャー
トのφ５ｍｍの反射濃度と中間調部分の反射濃度の差を
測定し、評価した。

【０１０１】以上、帯電能、感度、残留電位、ゴース
ト、それぞれについて、次のようなランク付けを行っ
た。

【０１０２】 ◎ 非常に良好 ○ 良好 △ 従来レベルであり、実用上問題なし × 実用上問題あり 評価結果を表４に示す。実施例１から本発明の効果は表
面粗さを５００オングストローム〜２０００オングスト
ロームに制御し、かつ、Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｂを０．００１％
〜５％含有した場合、特に顕著な効果があることが判明
した。

【０１０３】

【表４】

【０１０４】実施例２ 図６に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
順次積層した。次に表２に示した条件で表面をエッチン
グし、表面の凹凸を約８００オングストロームに制御し
た。その後表５に示す表面層を積層し、電子写真感光体
を完成させた。本実施例では表面層に含まれるＮ，Ｏ，
Ｆ，Ｂの含有量を変化させた電子写真感光体を８本（Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．８）作成した。作成した電子写真感光体
の表面層中のＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩ
ＭＳ分析によって測定した。また、表面層が接している
光導電層中の含有量は各々０．００５％、０．００７
％、０．００３５％、０．０００１％であった。

【０１０５】

【表５】

【０１０６】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した。

【０１０７】実施例２の結果を表６に示す。実施例２か
ら本発明の効果は表面粗さを５００オングストローム〜
２０００オングストロームに制御し、かつＮ，Ｏ，Ｆ，
Ｂを０．００１％〜５％含有した場合、特に顕著な効果
があることが判明した。

【０１０８】

【表６】

【０１０９】比較例１ 図６に記載のプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
順次積層した。次に表２に示した条件で表面をエッチン
グし、表面の凹凸を制御した。その後表７に示す表面層
を積層し、電子写真感光体を完成させた。

【０１１０】

【表７】

【０１１１】作成した電子写真感光体の表面層および表
面層が接している光導電層中のＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量
をＳＩＭＳ分析によって測定したところ、両者に大きな
濃度差は見られなかった。また、得られた電子写真感光
体の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）によって測定
したところ、Ｒｚは約１５００オングストロームであっ
た。

【０１１２】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した。比較例１の結果を表８に示す。
比較例１の結果からは表面粗さを５００オングストロー
ム〜２０００オングストロームに制御しても、表面層が
接する層に比べてＮ，Ｏ，Ｆ，Ｂが同時に多く含有され
ていない場合には、本発明のような結果が得られないこ
とがわかる。

【０１１３】

【表８】

【０１１４】実施例３ 図６に記載のプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
成膜し、さらに引き続いて表９に示したａ−ＳｉＣバッ
ファ層を各々積層した電子写真感光体を作成した。

【０１１５】

【表９】

【０１１６】次に表２に示した条件で表面をエッチング
し、表面の凹凸を制御した。その後表３に示す表面層を
積層し、電子写真感光体を完成させた。

【０１１７】作成した電子写真感光体の表面層中のＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩＭＳ分析によって
測定したところ、各々０．５％、０．８％、０．１２
％、２．５％であり、表面層が接しているａ−ＳｉＣバ
ッファ層中の含有量は各々０．００４５％、０．００８
５％、０．００２５％、０．０００３％、ａ−ＳｉＣバ
ッファ層が接している光導電層中の含有量は、各々０．
００２５％、０．００４５％、０．００１５％、０．０
００１％であった。また、得られた電子写真感光体の表
面粗さをＡＦＭ（原子力間顕微鏡）によって測定したと
ころ、Ｒｚは約１０００オングストロームであった。

【０１１８】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した結果を表１０に示す。実施例３か
ら本発明の効果は光導電層と表面層の間にａ−ＳｉＣと
いったようなバッファ層があっても同様に得られること
が判明した。

【０１１９】

【表１０】

【０１２０】実施例４ 図６に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
成膜し、さらに引き続いて表９に示したａ−ＳｉＣバッ
ファ層を積層した電子写真感光体を作成した。本実施例
では表面の凹凸の制御は一切せずに表３に示す表面層を
積層し、電子写真感光体を完成させた。

【０１２１】作成した電子写真感光体の表面層中のＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩＭＳ分析によって
測定したところ、各々０．５％、０．８％、０．１２
％、２．５％であり、表面層が接しているａ−ＳｉＣバ
ッファ層中の含有量は各々０．００４５％、０．００８
５％、０．００２５％、０．０００３％、ａ−ＳｉＣバ
ッファ層が接している光導電層中の含有量は、各々０．
００２５％、０．００４５％、０．００１５％、０．０
００１％であった。また、得られた電子写真感光体の表
面粗さをＡＦＭ（原子力間顕微鏡）によって測定したと
ころ、Ｒｚは約２０００オングストロームであった。

【０１２２】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した結果、実施例３と同様に非常に良
好な結果が得られた。このことから、表面の凹凸は本件
の範囲内にあれば、敢えてエッチング等で制御する必要
はなく、本件の効果が得られることが判明した。

【０１２３】実施例５ 図６に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示した
条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻止層、光導電層を
成膜し、さらに引き続いて表１１に示したａ−ＳｉＣバ
ッファ層を積層した電子写真感光体を作成した。

【０１２４】本実施例のａ−ＳｉＣバッファ層は全層変
化型とし、光導電層から表面層に向かって滑らかに組成
が変化するように作成した。したがって表面層の凹凸の
制御は一切せずに、さらに表１１に示す表面層を積層
し、電子写真感光体を完成させた。

【０１２５】

【表１１】

【０１２６】作成した電子写真感光体の表面層中のＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩＭＳ分析によって
測定したところ、各々０．５％、０．８％、０．１２
％、２．５％であり、表面層が接しているａ−ＳｉＣバ
ッファ層中の膜厚方向の中央位置での含有量は各々０．
００４０％、０．００８％、０．００３０％、０．００
０２％、ａ−ＳｉＣバッファ層が接している光導電層中
の含有量は、各々０．００１５％、０．００４０％、
０．００１０％、０．０００１％であった。また、得ら
れた電子写真感光体の表面粗さをＡＦＭ（原子力間顕微
鏡）によって測定したところ、Ｒｚは約１８００オング
ストロームであった。

【０１２７】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した結果、実施例３と同様な非常に良
好な結果が得られた。このことから、バッファ層の組成
は膜厚方向で変化していても同様には本発明の効果が得
られることが判明した。

【０１２８】実施例６ 図６に示したプラズマＣＶＤ装置の代わりに図７に示し
たＶＨＦプラズマＣＶＤ法を用いた量産型の装置を用い
て表１２に示した条件により円筒形のＡｌ基体に下部阻
止層、光導電層、ａ−ＳｉＣバッファ層、表面層を積層
した電子写真感光体を作成した。表面層の凹凸の制御は
一切せずに電子写真感光体を完成させた。

【０１２９】

【表１２】

【０１３０】作成した電子写真感光体の表面層中のＮ，
Ｏ，Ｆ，Ｂの含有量（原子％）をＳＩＭＳ分析によって
測定したところ、各々０．５％、０．８％、０．１２
％、２．５％であり、表面層が接しているａ−ＳｉＣバ
ッファ層中の含有量は各々０．００３５％、０．０７５
％、０．００１５％、０．０００４％、ａ−ＳｉＣバッ
ファ層が接している光導電層中の含有量は、各々０．０
０２５％、０．００４５％、０．００１０％、０．００
０２％であった。また、得られた電子写真感光体の表面
粗さをＡＦＭ（原子力間顕微鏡）によって測定したとこ
ろ、Ｒｚは約１８００オングストロームであった。

【０１３１】このように作成した電子写真感光体を実施
例１と同様に評価した結果、実施例４と同様な非常に良
好な結果が得られた。このことから、成膜方法はいかな
る方法であっても、本件の効果が得られることが判明し
た。

【０１３２】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上にシリコ
ン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層
を有し、少なくとも水素を含む非単結晶炭素からなる表
面層が形成された電子写真感光体において、この表面層
は、基準長さを５μｍとした場合の表面粗さＲｚが５０
０オングストローム以上、２０００オングストローム以
下であり、かつこの表面層中に少なくとも酸素、窒素、
フッ素、硼素原子を全て同時に含有し、これらの含有量
が、表面層の接する層よりも多い層構成とすることによ
り、長期間の使用において剥がれや傷、摩耗の発生する
ことがない、電気特性の良好な、高画質の電子写真感光
体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の一例の単層型の模式
的断面図である。

【図２】図１にバッファ層を加えた模式的断面図であ
る。

【図３】図１に下部阻止層を加えた模式的断面図であ
る。

【図４】本発明の電子写真感光体の一例の機能分離型の
模式的断面図である。

【図５】図２にさらに下部阻止層を加えた模式的断面図
である。

【図６】本発明による電子写真感光体を形成するための
装置の一例のＲＦグロー放電法による製造装置の模式的
説明図である。

【図７】本発明における電子写真用感光体を形成するた
めの装置の一例のＶＨＦグロー放電法による量産型の製
造装置の模式的説明図である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 導電性基
体 １０２，２０２，３０２，５０２ 光導電層 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 表面層 ２０４，５０４ バッファ層 ３０５，４０５，５０５ 下部阻止層 ４０２’ 電荷発生層 ４０６ 電荷輸送層 ５１００，６１００ 堆積装置 ５１１１，６１１１ 反応容器 ５１１２，６１１２ 導電性支持体 ５１１３，６１１３ 支持体加熱用ヒーター ５１１４ 原料ガス導入管 ５１１５，６１１５ マッチングボックス ５１１６ 原料ガス配管 ５１１７ 反応容器リークバルブ ５１１８ メイン排気バルブ ５１１９ 真空計 ５２００ 原料ガス供給装置 ５２１１〜５２１６ マスフローコントローラ ５２２１〜５２２６ 原料ガスボンベ ５２３１〜５２３６ 原料ガスボンベバルブ ５２４１〜５２４６ ガス流入バルブ ５２５１〜５２５６ ガス流出バルブ ５２６１〜５２６６ 圧力調整器 ６１１５ 電極 ６１２０ 支持体回転用モーター ６１２１ 排気管 ６１３０ 放電空間

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上にシリコン原子を母体とす
   る非単結晶材料で構成された光導電層を有し、少なくと
   も水素を含む非単結晶炭素から成る表面層が形成された
   電子写真感光体において、該表面層は、基準長さを５μ
   ｍとした場合の表面粗さＲｚが５００オングストローム
   以上、２０００オングストローム以下であり、かつ該表
   面層中に少なくとも酸素、窒素、フッ素、硼素原子を全
   て同時に含有することを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記表面層の酸素、窒素、フッ素、硼素
   原子の含有量が該表面層の接する層よりも多いことを特
   徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記光導電層と前記表面層の間に、さら
   にバッファ層を設けたことを特徴とする請求項１または
   ２に記載の電子写真感光体。
4. 【請求項４】 前記バッファ層がシリコン原子を母体と
   し、さらに炭素原子を含有する非単結晶材料で構成され
   たことを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体。
5. 【請求項５】 前記バッファ層がさらに酸素、窒素、フ
   ッ素、硼素原子を全て同時に含有し、各原子の含有量
   が、該バッファ層の接する光導電層の含有量よりも多い
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の電子写真感
   光体。
6. 【請求項６】 前記表面層に含まれる酸素、窒素、フッ
   素、硼素原子の含有量の和が、０．００１原子％〜５原
   子％であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の電
   子写真感光体。