JPWO2006126690A1 - 電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、導電性基体２０と、導電性基体２０上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層２２と、光導電層２２上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層２３と、を備えた電子写真感光体２、およびこの電子写真感光体２を備えた画像形成装置に関するものである。光導電層２２は、その表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下である。表面層２３は、たとえば非研磨時の表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下である。

Description

本発明は、導電性基体上に、少なくともアモルファスシリコンを含む光導電層および表面層を積層した電子写真感光体、およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置は、静電潜像およびトナー像が形成される電子写真感光体を備えている。この電子写真感光体には、電位特性（帯電能、光感度、残留電位など）および画像特性（画像濃度、解像度、コントラスト、階調性など）などの電子写真特性の質および安定性はもちろんのこと、耐久性（耐磨耗性、耐刷性、耐環境性、および耐薬品性など）も求められる。これらの特性を向上させるために、電子写真感光体としては、導電性基体上に積層された光導電層に対して、表面層をさらに積層したものが提案されている。

この表面層には、従来から種々の材料および層構成が提案されており、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」略記する）系材料、とりわけ、カーボン（Ｃ）を含有させたアモルファスシリコンカーバイド（以下「ａ−ＳｉＣ」と略記する）を用いた表面層が、優れた電気特性、光学的特性、画像特性および高硬度に基づく耐久性などを有している点で注目されている。さらにａ−ＳｉＣ表面層とａ−Ｓｉ系光導電層と組み合わせた電子写真感光体が、すでに実用化されている。

ところが、ａ−ＳｉＣ系表面層を有する電子写真感光体を画像形成装置に搭載して耐刷を行った場合には、しばしば画像流れと呼ばれる画像不良が発生するという問題があった。このような問題は、とくに高湿環境下で耐刷を行った場合に生じやすい。

この画像流れは、印刷時おけるコロナ放電に起因して表面層の吸水性・吸湿性が高くなるためであると考えられる。すなわち、コロナ放電時には、硝酸イオンやアンモニウムイオン等の放電生成物が生成されて表面層に吸収されるが、この放電生成物が高湿環境下で大気中の水分を吸収するために表面層の吸水性が高くなる。また、表面層の表面に位置するＳｉ原子がコロナ放電により酸化され、その表面の親水性が高くなるために表面層の吸湿性が高くなる。表面層の吸水性・吸湿性が高くなった場合には、表面層の電気抵抗が低下して表面層上に形成された静電潜像の電荷が移動するため、静電潜像のパターンが維持されなくなって、画像流れが生じる。

画像流れの発生を防止する方法としては、種々の方法が提案されている。その一例としては、ヒータを用いて感光体を加熱することにより表面層に吸着した水分を飛散させる方法がある。この方法では、ヒータを用いる分だけ装置構成が複雑化して製造コストが上昇するのに加え、ヒータを駆動させる必要があるためにランニングコストが高くなるといった問題がある。

画像流れの発生の防止する別の方法としては、製造後の感光体表面を炭酸バリウム等の研磨物質を用いて研磨することにより、表面粗さを所定の範囲内に設定する方法がある（たとえば特許文献１参照）。この方法では、ヒータの使用を回避することが可能であるものの、表面層の研磨が必要なために作業性が悪化し、製造コストが高くなる。

画像流れを防止するさらに別の方法としては、表面層のカーボンとシリコンの原子濃度や動的押し込み硬さなどを所定の範囲内に設定する方法がある（たとえば特許文献２参照）。この方法では、表面層におけるカーボンとシリコンの原子濃度は、表面層の組成式（ａ−Ｓｉ_１−ｘＣ_ｘ：Ｈ）におけるｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．００未満に設定される。また、表面層の動的押し込み硬さは、プリンタに設けられたクリーニング手段等により複写プロセス毎に適度に表面が研磨されるように、光導電層との界面側から自由表面側に向かって漸次小さくされる。この技術によれば、表面に微細な凹凸が存在する使用の初期段階において凹部に入り込んでいる放電生成物を、使用と共に凹凸を平坦化することにより除去できる。また、磨耗の進行に伴って表面層の硬度が徐々に大きくなることから、研磨による削れ量が小さくなるとともに、表面を傷付きにくくすることができるため、優れた電子写真特性を長期にわたって保持することができる。

特公平７−８９２３１号公報 特許第３２７９９２６号公報

しかしながら、敢えて研磨されやすい表面層を形成した電子写真感光体においては、使用により表面層に傷、削れスジ、研磨ムラ等が発生することがあり、これにより画質が劣化するという事態を生ずることがあった。また、成膜後に研磨装置等を用いて高硬度のａ−ＳｉＣ系の表面を均一に研磨するために製造コストの大幅な上昇も招いていた。

近年、画像形成装置は高解像度化、高速化、低価格化が一層進み、それに伴って電子写真感光体への高画質化、高耐久性かつ低価格化の要求も一層強くなっており、安価で製造可能である高硬度なａ−ＳｉＣ系の電子写真感光体において、画像流れ防止策が求められていた。

本発明は、成膜後における表面層の研磨を必要とせず、ヒータを使用しなくても高湿環境下で画像流れが生じない長寿命で長期信頼性に優れた安価な電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置を提供することを課題としている。

本発明の第１の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記光導電層は、その表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

表面層は、その表面粗さが、たとえば１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下とされる。

本発明の第２の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記光導電層は、その表面粗さが、測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

表面層は、その表面粗さが、たとえば測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下とされる。

本発明の第３の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記光導電層の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記光導電層と前記表面層との界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ａ)としたとき、Ｒａ(ａ)が１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

表面層は、その表面粗さが、たとえば電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ｂ)としたとき、Ｒａ(ｂ)が１０ｎｍ以下とされる。

本発明の第４の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記光導電層の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記光導電層と前記表面層の界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さをＲｚ(ａ)としたとき、Ｒｚ(ａ)が５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

表面層は、その表面粗さが、たとえば電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さをＲｚ(ｂ)としたとき、Ｒｚ(ｂ)が５０ｎｍ以下とされる。

本発明の第５の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

本発明の第６の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

本発明の第７の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ｂ)としたとき、Ｒａ(ｂ)が１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

本発明の第８の側面では、導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さをＲｚ(ｂ)としたとき、Ｒｚ(ｂ)が５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体が提供される。

本発明の第９の側面では、本発明の第１ないし第８の側面に係る電子写真感光体を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、表面層を積層する前の光導電層の表面粗さが所定の値以下に設定されていることにより、該光導電層上に形成される表面層の表面粗さを、研磨することなく容易に所定の値以下に形成することができる。

表面層の表面粗さを所定の値以下にすることにより、使用時におけるコロナ放電による放電生成物が表面に吸着するのを抑制でき、また表面層に吸着した放電生成物をクリーニングにより容易に除去することができる。その結果、高硬度で研磨されにくい表面層であっても、高温高湿環境で画像流れが発生しにくく、長期に亘って高画質を維持することが可能な高耐久性の感光体を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す断面図である。 本発明に係る電子写真感光体の一例を示す概略構成図である。 実施例３におけるＡｌ製の円筒状基体のＡＦＭによるイメージ画像である。 実施例３における感光体Ａ（本案）のＡＦＭによるイメージ画像である。 実施例３における感光体Ｄ（本案）のＡＦＭによるイメージ画像である。 実施例３における感光体Ｅ（比較）のＡＦＭによるイメージ画像である。 実施例３における感光体Ｆ（比較）のＡＦＭによるイメージ画像である。 実施例４における感光体Ａ（本案）の表面粗さプロファイルである。 実施例４における感光体Ｄ（本案）の表面粗さプロファイルである。 実施例４における感光体Ｅ（比較）の表面粗さプロファイルである。 実施例４における感光体Ｆ（比較）の表面粗さプロファイルである。 実施例５における感光体Ａ（本案）のＦＥ−ＳＥＭによる断面写真である。 実施例５における感光体Ｅ（比較）のＦＥ−ＳＥＭによる断面写真である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 電子写真感光体
２０ 円筒状基体（導電性基体）
２２ 光導電層
２３ 表面層

以下、本発明に係る画像形成装置および電子写真感光体ついて、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１に示した画像形成装置１は、電子写真感光体２、帯電装置３、露光装置４、現像装置５、転写装置６、定着装置７、クリーニング装置８、および除電装置９を備えたものである。

電子写真感光体２は、画像信号に基づいた静電潜像およびトナー像が形成されるものであり、図中の矢印Ａ方向に回転可能とされている。なお、電子写真感光体２の詳細については、後述する。

帯電装置３は、電子写真感光体２の表面を、電子写真感光体２の光導電層の種類に応じて、正又は負極性に一様に帯電させるためのものである。電子写真感光体２の帯電電位は、通常、２００Ｖ以上１０００Ｖ以下とされる。

露光装置４は、電子写真感光体２の表面に静電潜像を形成するためのものであり、レーザ光を出射可能とされている。この露光装置４では、画像信号に応じてレーザ光を電子写真感光体２の表面に照射することにより、光照射部分の電位を減衰させて静電潜像が形成される。

現像装置５は、電子写真感光体２の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像装置５は、現像剤を保持しているとともに、現像スリーブ５０を備えている。

現像剤は、電子写真感光体２の表面に形成されるトナー像を構成するためのものであり、現像装置５において摩擦帯電させられる。現像剤としては、磁性キャリアと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤、あるいは磁性トナーから成る一成分系現像剤を使用することができる。

現像スリーブ５０は、電子写真感光体２と現像スリーブ５０との間の現像領域に現像剤を搬送する役割を果すものである。

現像装置５においては、現像スリーブ５０により摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、電子写真感光２と現像スリーブ５０との間の現像域において、このトナーによって静電潜像が現像されてトナー像が形成される。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２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２の表面の帯電極性と同極性とされる。

転写装置６は、電子写真感光体２と転写装置６との間の転写領域に給紙された記録紙Ｐにトナー像を転写するためのものであり、転写用チャージャ６０および分離用チャージヤ６１を備えている。この転写装置６では、転写用チャージャ６０において記録紙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、記録紙Ｐ上にトナー像が転写される。転写装置６ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ６１において記録紙Ｐの背面が交流帯電させられ、記録紙Ｐが電子写真感光体２の表面から速やかに分離させられる。

なお、転写装置６としては、電子写真感光体２の回転に従動し、かつ電子写真感光体２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。この場合の転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体２上のトナー像を記録紙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。このような転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ６１のような転写材分離装置は省略される。

定着装置７は、記録紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるためのものであり、一対の定着ローラ７０，７１を備えている。この定着装置７では、一対のローラ７０，７１の間に記録紙Ｐを通過させることにより、熱、圧力等によって記録紙Ｐに対してトナー像が定着させられる。

クリーニング装置８は、電子写真感光体２の表面に残存するトナーを除去するためのものであり、クリーニングブレード８０を備えている。このクリーニング装置８では、クリーニングブレード８０によって、電子写真感光体２の表面に残存するトナーが掻き取られて回収される。クリーニング装置８において回収されたトナーは、必要により、現像装置５内にリサイクルされて再使用に供される。

除電装置９は、電子写真感光体２の表面電荷を除去するためのものである。この除電装置９は、たとえば光照射により、電子写真感光体２の表面電荷を除去するように構成される。

図２に示したように、電子写真感光体２は、円筒状基体２０の外表面に、電荷注入阻止層２１、光導電層２２および表面層２３を形成したものである。

円筒状基体２０は、電子写真感光体２の骨格をなすものであり、少なくとも表面に導電性を有するものとされる。この円筒状基体２０は、全体を導電性材料により形成してもよく、また絶縁性材料により形成した円筒体の表面に導電性膜を形成したものであってもよい。ただし、円筒状基体２０は、その表面に形成される電荷注入阻止層２１、光導電層２２および表面層２３を平滑な膜として形成するために、その表面に十分な平滑性を有するものとして形成されている。円筒状基体２０の１０μｍ×１０μｍの範囲における平均表面粗さは、たとえば０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とされる。

円筒状基体２０のための導電性材料としては、たとえばアルミニウム（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）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）などの金属材料、それらの金属材料を含む合金材料を挙げることができる。

円筒状基体２０のための絶縁性材料としては、絶縁樹脂、ガラス、あるいはセラミックスなどを挙げることができる。一方、導電性膜を構成する材料としては、先に例示した金属材料の他、ＩＴＯおよびＳｎＯ_２などの透明導電性材料を用いることができる。

円筒状基体２０は、全体をＡｌ合金材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体２が軽量かつ低コストに製造可能となり、その上、電荷注入阻止層２１や光導電層２２をａ−Ｓｉ系材料により形成した場合に、それらの層との密着性が高くなって信頼性が向上する。

円筒状基体２０の内部には、平板状ヒータ２４が設けられている。平板状ヒータ２４は、表面層２３の表面の水分を蒸発させるためのものであり、円筒状基体２０の内面に密着させられている。平板状ヒータ２４は、シリコン樹脂などの絶縁性ベースに線条発熱体が蛇行した状態で埋設されたものである。この平板状ヒータ２４により表面層２３の表面の水分を蒸発させた場合には、水分による表面層２３の電気抵抗の低下が抑制されるため、画像流れをより確実に抑制することができる。

ただし、電子写真感光体２においては、後述するように表面層２３の表面粗さが小さくされているために、表面層２３に水分が付着することが防止されている。そのため、電子写真感光体２においてヒータ２４は必須の構成ではなく、選択的なものである。

電荷注入阻止層２１は、円筒状基体２０からのキャリア（電荷）の注入を阻止するためのものであり、ａ−Ｓｉ系材料により形成されている。この電荷注入阻止層２１は、十分な平滑性を有する円筒状基体２０の表面に厚みが２μｍ以上１０μｍ以下程度の平滑な膜として形成されている。そのため、円筒状基体２０と光導電層２２との間に、この電荷注入阻止層２１を介在させても、その上に形成される光導電層２２および表面層２３の平滑性が十分に確保できる。

光導電層２２は、露光装置４（図１参照）によるレーザ光の照射によって電子が励起され、自由電子あるいは正孔などのキャリアを発生させるためのものであり、ａ−Ｓｉ系材料により形成されている。

光導電層２２の膜厚は、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定するが、ａ−Ｓｉ系材料を用いる場合には、通常５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。また、光導電層２２の軸方向の膜厚ムラは、中央の膜厚の±３％以内にすることが好ましい。これは、光導電層２２の軸方向の膜厚ムラが大きいと、感光体の耐圧（リーク）及び外径寸法に差が現れ、軸方向における画像に問題が生じるおそれがあるからである。

この光導電層２２は、その表面が以下のいずれかの条件を満たす平滑面に形成されている。

（１）１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａが１０ｎｍ（１０×１０^−３μｍ）以下
（２）測定長さ１００μｍにおいて十点平均粗さＲｚが５０ｎｍ（５０×１０^−３μｍ）以下
（３）電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における光導電層２２と表面層２３との界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さＲａ(ａ)が１０ｎｍ（１０×１０^−３μｍ）以下
（４）電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における光導電層２２と表面層２３の界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さＲｚ(ａ)が５０ｎｍ（５０×１０^−３μｍ）以下

このような平滑な表面を有する光導電層２２においては、その表面に、光導電層２２と略同程度の表面粗さを有する表面層２３を容易に形成できる。そのため、表面層３における水分の付着に起因する画像流れを抑制するための表面層２３の研磨を、ほとんど必要とせず、または全く必要とはしない。そのため、表面層２３を研磨することによる製造コストの上昇を抑制することが可能なる。また、表面層２３の水分を蒸発させるためのヒータ２４を省略することも可能であり、その場合には、ヒータ２４の分だけ製造コストを低減し、ヒータ２４の駆動に必要なランニングコストを抑制することができる。

ここで、光導電層２２における表面粗さの定義及び測定方法について説明する。

１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａおよび測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚは、原子間力顕微鏡（以下「ＡＦＭ」と表記する）であるデジタルインスツルメンツ社製「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ」（１９９５年２月製造）を用いて測定したものである。光導電層２２や表面層２３の成膜時の核成長に起因する微細な凹凸を高い精度で再現良く測定する為には、１０μｍ×１０μｍの測定範囲で、かつサンプルの曲率傾きによる誤差を避けるように測定した結果であることが望ましい。

具体的には、デジタルインスツルメンツ社製「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ」のｏｆｆ−ｌｉｎｅ ＭｏｄｉｆｙメニューのＰｌａｎｅＦｉｔ Ａｕｔｏコマンドにより試料のＡＦＭ像の持つ曲率及び傾きを平坦化する補正を行うことが挙げられる。電子写真感光体は一般に円筒形状である為、上記の手法を好適に用いることができる。この操作を行うことにより、データに歪みを生じさせない範囲でサンプルの傾きを適宜補正することが可能である。

この様にして得られた１０μｍ×１０μｍの平面画像において、ＡｎａｌｙｚｅメニューのＳｅｃｔｉｏｎ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓコマンドで平均粗さＲａが得られる。

なお、平均粗さＲａの定義は、デジタルインスツルメンツ社製の「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ走査型プローブ顕微鏡 コマンドリファレンスマニュアル Ｖｅｒ４．１０」の１２−５４、または株式会社東陽テクニカ発行の取扱説明書「ＮａｎｏＳｃｏｐｅIII Ｏｆｆ−ｌｉｎｅ機能 Ｖｅｒ．３．２０」のＲｏｕｇｈｎｅｓｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ項に記載の下記数式１により定義される。

一方、測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚとは、上記Ｒａの測定と同様の方法で得られた１００μｍ×１００μｍの平面画像において、ＡｎａｌｙｚｅメニューのＳｅｃｔｉｏｎコマンドで任意の直線を選択し、該選択した直線上の粗さ曲線から得られる十点の平均値である。一般的なａ−Ｓｉの成膜時の核成長に起因する微細な凹凸の大きさは、小さいもので１μｍ以上２μｍ以下、大きいものでは数μｍであり、十点平均で粗さを規定する上では１０μｍ×１０μｍの範囲ではピークの個数が十分ではない。したがって、その際は５０μｍ以上の長さで測定することが望ましく、本発明では１００μｍ×１００μｍの範囲で測定した。

Ｒｚの定義は、十点平均法による値で、下記数式２により定義される。

なお、本発明者らは、ＡＭＦの測定に際し様々なスキャンサイズで測定を行った。スキャンサイズとは、スキャンする矩形状の範囲の一辺の長さであり、従ってスキャンサイズ１０μｍとは１０μｍ×１０μｍ、すなわち１００μｍ^２の範囲をスキャンすることを意味する。

スキャンサイズを大きくする、すなわち測定範囲を大きくすると測定値は安定するものの、試料基体のうねりや加工形状の影響、突起やピンホール等の異常点を含みやすい。一方、サイズが小さすぎるとばらつきが大きくなる。従って、本発明においてはａ−Ｓｉの核成長による微細な表面凹凸を最も安定して測定できる１０μｍ×１０μｍの視野を採用したが、本発明の技術思想は１０μｍ×１０μｍ（スキャンサイズ１０μｍ）に限定されるものではない。このことは本発明における測定長さについても同様である。

この場合、通常のＪＩＳ規格等で規定されるカットオフ（測定メニューのＬｏｗｐａｓｓ ＦｉｌｔｅｒおよびＨｉｇｈｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒの設定がそれに相当）については、測定範囲が極めて短い（狭い）ため、設定してもしなくてもどちらでもよい。

一方、本発明において電界放出型走査電子顕微鏡（以下、「ＦＥ−ＳＥＭ」と表記する）により測定される断面写真における光導電層と表面層の界面曲線ａと、表面層の曲線ｂとから算出した各々の測定長さ２．５μｍにおける中心線表面粗さおよび十点平均粗さは、以下の手順により得られる。

まず、本発明の電子写真感光体を切り出した試料を日本電子社製のＦＥ−ＳＥＭ「ＪＳＭ７４０１Ｆ」を用いてその断面を撮影する。この断面写真の倍率は、凹凸が観察できる１万倍以上、好適には５万倍程度が望ましい。

ここで得られた電子顕微鏡断面写真においては、ａ−Ｓｉからなる光導電層２２と、ａ−ＳｉＣからなる表面層２３とでは、その組成の違いに起因して色（濃淡）が異なって見える。その結果、電子顕微鏡断面写真中において光導電層２２と表面層２３の界面は色（濃淡）の違いとして明確に現れる。そして、この界面の曲線と、感光体表面の曲線からＲａ、Ｒｚを測定する。具体的には５万倍の断面写真において観測される最大幅２．５μｍでの中心線粗さＲａと、十点平均粗さＲｚとを算出した。ＲａおよびＲｚは、それぞれ下記数式３および下記数式４として定義される。

本発明者らは、この電子顕微鏡の断面写真から得られたＲａおよびＲｚの値と、光導電層２２のみ成膜して表面層２３を積層しなかった感光体を前記ＡＦＭにより測定して得られた値とを比較したところ、概ね一致した。したがって、この方法によれば、表面層２３が積層された電子写真感光体１においても、表面層２３を形成する前の光導電層２２の表面粗さを正確に得ることが可能である。

なお、本発明に係る電子写真感光体１に使用する円筒状基体２０は、その外周面を切削、研磨等の表面処理により周方向に切削バイト等の加工跡が加工ピッチで周期的に形成されることがあるが、以上の定義は、円筒状基体２０上の加工跡の影響による特異部（たとえば山、谷などで、隣接する山から山への間隔が１０μｍ以上５００μｍ以下で、山と谷との高低差が０．０３μｍ程度以上のもの）を避けた箇所、たとえば山と谷との間に位置する斜面領域等において測定したものである。特に十点平均粗さＲｚの測定において、その測定長さが１００μｍの場合については、円筒状基体２０の長手方向（軸方向）に沿って測定した場合、測定範囲内にこれら特異部が含まれる可能性が高い為、これら特異部を避けた周方向に沿って測定することが望ましい。

電荷注入阻止層２１および光導電層２２は、上述のようにａ−Ｓｉなどのａ−Ｓｉ系材料により形成されるが、特にａ−Ｓｉに、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）等の元素を加えた合金のａ−Ｓｉ系材料を用いるのが好ましい。そうすれば、高い光導電性特性・高速応答性・繰り返し安定性・耐熱性・耐久性などに優れた電子写真特性が安定して得られ、さらにａ−Ｓｉ系材料により形成される表面層２３との整合性に優れたものとなる。

ここで、ａ−Ｓｉに、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）等の元素を加えた合金のａ−Ｓｉ系材料としては、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＧｅ、ａ−ＳｉＣＮ、ａ−ＳｉＮＯ、ａ−ＳｉＣＯおよびａ−ＳｉＣＮＯなどを挙げることができる。これらのａ−Ｓｉ系材料により構成される電荷注入阻止層２１および光導電層２２は、たとえばグロ−放電分解法、各種スパッタリング法、各種蒸着法、ＥＣＲ法、光ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、および反応性蒸着法などにより成膜形成され、その成膜形成に当たってダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（ＦやＣｌ）を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させる。また、電荷注入阻止層２１および光導電層２２の成膜にあたっては、各層の暗導電率や光導電率などの電気的特性および光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第１３族元素（以下、「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下、「第１５族元素」と略す）を含有させたり、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）などの元素の含有量を調整して上記諸特性を調整することもできる。

第１３族元素および第１５族元素としては、共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点でホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）を用いるのが望ましい。電荷注入阻止層２１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以下であるのが好ましく、また、光導電層２２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、電荷注入阻止層２１および光導電層２２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族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。これらの元素は、層厚方向にわたって勾配を設けてもよく、その場合には層全体の平均含有量が上記範囲内であればよい。

電荷注入阻止層２１については、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）や窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）を含有させ、光導電層２２と比べて、より多くの第１３族元素や第１５族元素を含有させて導電型を調整し、また多くの炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）の元素を含有させて高抵抗化するとよい。平滑な電荷注入阻止層２１を得るにはイオンスパッタリング効果が十分得られることが必要となる。

光導電層２２については、ａ−Ｓｉ系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、このμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・光導電率を高めることができるので、光導電層２２の設計自由度が増すといった利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明した成膜方法を採用し、その成膜条件を変えることにより形成することができる。たとえば、グロー放電分解法では、導電性基体２０の温度および高周波電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む光導電層２２においても、先に説明したのと同様な元素（第１３族元素、第１５族元素、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。

次に、上述の表面粗さを有する光導電層２３の成膜方法について、より詳細に説明する。以下においては、ａ−Ｓｉからなる光導電層２３を形成する場合を例にとって説明する。

なお、光導電層２３の成膜方法を説明する前に、光導電層２３の表面粗さを決定付ける要素である核成長による微細な凹凸の生成について先に説明する。

一般的なプラズマＣＶＤ法によるａ−Ｓｉの膜成長では、成長初期段階において円筒状基体２０上に成長核が被着し、いわゆる“島”を形成する。

円筒状基体２０上に被着した幾つもの“島”は徐々に成長し、やがてそれらが重なり合って膜が形成される。膜の成長においてはこのプロセスが繰り返されることから、２０μｍ程度の厚みを有するａ−Ｓｉの表面には、成長初期段階での“島”の跡である０．５μｍ以上数μｍ以下の凹凸上に、さらに小さい凹凸が幾つも観測されるようになる。この凹凸は、膜厚が厚くなるに従ってさらに大きくなる。

このことから、表面粗さが数ｎｍ程度しかない円筒状基体２０上にａ−Ｓｉを成膜した場合、光導電層２２の表面粗さが１０ｎｍ以上と大きくなる場合があるのは、円筒状基体２０の表面の粗さの影響ではなく、上述した核成長に起因するものであると考えられる。

そして、本発明者らが鋭意研究した結果、光導電層２２であるａ−Ｓｉの表面粗さを小さくするには、プラズマ中のイオン衝撃を利用して核成長による凹凸を小さくすることが有効であることを見出した。

一般にプラズマＣＶＤ法では、プラズマＣＶＤ装置内に送り込まれた原料ガスを、たとえば周波数が１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域、５０ＭＨｚ以上１５０ＭＨｚ以下のＶＨＦ帯域、あるいは、周波数がそれ以上のマイクロ波帯域等の電力により分解することで堆積種を生成することが行われている。原料ガスの一種であるＳｉＨ_４ガス（モノシランガス）のプラズマにおいては、プラズマ中に堆積種の主成分であるＳｉＨ_３ラジカルの他に、ＳｉＨ_Ｘ ^＋，Ｈ_２ ^＋などの正イオン種（カチオン）と、ＳｉＨ_３ ⁻等の負イオン種（アニオン）が存在している。

また、プラズマＣＶＤ装置内では、放電電極と円筒状基体２０との間に適正な放電ギャップが設けられるように両者が配置されており、上記したＳｉＨ_３ラジカルや正・負イオンが両者間に存在する。

そして、１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域以上の高周波電力を使用した場合、空間で生成されたイオン種が電界によって加速され、正・負の極性に応じた方向に引き寄せられることになるが、高周波交流により電界が連続して反転することから、前記イオン種が円筒状基体２０あるいは放電電極に到達するより前に、空間中で再結合を繰り返し、再度ガスまたはポリシリコン粉体などのシリコン化合物となって排気される。そこで本発明者らは、積極的にイオンを円筒状基体２０に衝突させるべく正または負の片側の極性の電界を持った電力を印加してプラズマを発生させ、原料ガスの分解を行った。

本発明においては、具体的には、円筒状基体２０側が負の極性になるようなパルス状の矩形波電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体２０に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらａ−Ｓｉの成膜を行ったところ、極めて凹凸の少ない表面をもったａ−Ｓｉが得られた。本発明者らはこの現象を“イオンスパッタリング効果”と名付けた。

このようなプラズマＣＶＤ法において、効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、極性の連続的な反転を避けるような電力を印加することが必要であり、前記パルス状の矩形波の他には、三角波、直流電力、直流電圧が有用である。また、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電力等でも同様の効果が得られる。印加電圧の極性は、原料ガスの種類によってイオン種の密度や堆積種の極性などから決まる成膜速度などを考慮して自由に調整できる。

ここで、パルス状電圧により効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、パルス状の矩形波電圧は、たとえば電位が−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下、周波数が３００ＫＨｚ以下に、パルスのオン（ＯＮ）：オフ（ＯＦＦ）のｄｕｔｙ（デューティ）比はパルスのＯＮ時を基準として２０％以上９０％以下とされる。

このイオンスパッタリング効果を利用して得られたａ−Ｓｉの光導電層２２は、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面の微細凹凸が小さく平滑性がほとんど損なわれない。そのため、光導電層２２上に表面層２３であるａ−ＳｉＣを１μｍ程度積層した場合において、表面層２３の表面形状は、光導電層２２の表面形状を反映した滑らかな面となる。したがって、表面層２３の成膜後に、表面層２３に対して、平滑性を向上させるための研磨等を行う必要がなくなるのである。

一方、表面層２３は、電子写真感光体２における電位特性（帯電能、光感度、残留電位など）および画像特性（画像濃度、解像度、コントラスト、階調性など）などの電子写真特性の質および安定性、ならびに耐久性（耐磨耗性、耐刷性、耐環境性、耐薬品性など）を向上させるためのものである。すなわち、表面層２３は、画像形成装置１（図１参照）において電子写真感光体２に照射される光が表面層２３で不当に吸収されることなく光導電層２２へと到達できるように、照射される光に対して十分広い光学バンドギャップを有するものとされているとともに、画像形成における静電潜像を保持でき得る抵抗値（一般的には１０^１１Ω・ｃｍ^２以上）を有するものとされている。

この表面層２３は、画像形成装置１（図１参照）内での摺擦による削れに耐え得る高い硬度を持つように、たとえばａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮにより形成されており、その膜厚は、たとえば０．２μｍ以上１．５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上１．０μｍ以下に設定されている。

この表面層２３は、非研磨時の表面粗さが以下のいずれかの条件を満たす平滑面に形成されている。なお、以下における表面層２３の表面粗さの定義および測定方法については、光導電層２２と同様である。

（１）１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａが１０ｎｍ（１０×１０^−３μｍ）以下
（２）測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚが５０ｎｍ（５０×１０^−３μｍ）以下
（３）電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における表面層３の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さＲａ(ｂ)が１０ｎｍ（１０×１０^−３μｍ）以下
（４）電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における表面層３の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さＲｚ(ｂ)が５０ｎｍ（５０×１０^−３μｍ）以下

このような表面粗さを有する表面層２３を形成した場合、印刷時における帯電装置３（図１参照）のコロナ放電による放電生成物が表面層２３の表面に吸着するのを抑制でき、また表面層２３に吸着した放電生成物をクリーニング装置８（図１参照）により容易に除去することができる。その結果、高硬度で研磨されにくい表面層２３であっても、高温高湿環境で画像流れが発生しにくく、長期に亘って高画質を維持することが可能な高耐久性の電子写真感光体２を得ることができる。

表面層２３の硬度は、ＣとＳｉとの組成比、成膜時のＨ_２ガスの希釈量、パルス電圧などによって制御され、動的押し込み硬さで３０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下程度まで変化する。この表面層２３の硬度は、感光体のクリーニング性能や、耐久性、耐環境性（耐画像流れ性）といった電子写真感光体２の性能を決定する重要なパラメータであり、表面硬度が極めて高い従来の電子写真感光体においては画像流れが発生しやすいことは前述の特許第３２７９９２６号公報においても述べられている。具体的には、特許第３２７９９２６号公報に感光体は、動的押し込み硬さが光導電層２３と界面側から自由表面側へ向かって漸次小さくなっており自由表面側の動的押し込み硬さを４５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上２２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下にすることで、適度に表面層が削れて画像流れを防止するようにしている。

これに対して本発明の電子写真感光体２においては、耐刷初期から表面の微細凹凸が小さく平滑性が確保されていることから、自由表面側において表面層を意図的に削れ易くする為に動的押し込み硬さを敢えて小さくする必要はなく、自由表面側において３００ｋｇｆ／ｍｍ^２を超える硬さにしても画像流れを十分抑制することが出来る。

このような表面層２３は、原料ガス中にＣ源あるいはＮ源を含ませる以外は、基本的には電荷注入阻止層２１および光導電層２２と同様な手法により形成することができる。

表面層２３を成膜する場合に使用するＣ源としては、たとえばＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_３Ｈ_８、ＣＯ、あるいはＣＯ_２を使用することができ、Ｎ源としては、たとえばＮＯを使用することができる。たとえばａ−ＳｉＣからなる表面層２３は、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ_４（メタンガス）などのＣ含有ガスを含む原料ガスをグロー放電等により分解し、分解生成物を光導電層２２の表面に堆積させることにより形成することができる。

表面層２３は、一般的にＣの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる等の製法上の理由から、光導電層２２側（内側）においてはＳｉ比率を比較的に大きくする一方で、表面層２２の表面側（外側）においてはＳｉ比率を比較的に小さくしてもよい。たとえば、表面層２３は、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未満の比較的Ｓｉ構成比の高い第１のＳｉＣ層を堆積した後、ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満程度までＣ濃度を高くした第２のＳｉＣ層を堆積した２層構造であってもよい。ＳｉとＣとの組成比は、Ｓｉ含有ガスとＣ含有ガスの混合比を変化させることにより制御できる。

第１のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度などから決定され、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以下とされる。第２のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度、寿命（耐摩耗性）等から決定され、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以下とされる。

表面層２３の表面側でＣの比率を高くした場合には、Ｓｉの比率が小さくなるため、画像形成装置１（図１参照）においてコロナ放電により発生するオゾン等によって、表面層２３の表面に存在するＳｉが酸化されことが抑制できる。そのため、表面層２３の酸化により表面層２３の吸湿性が高まることを抑制できるため、高温高湿環境下等で画像流れが発生することを防止することができる。

表面層２３の成膜では、光導電層２２を形成する場合と同様に、プラズマＣＶＤ法においてパルス状の矩形波電圧を印加することが行われる。この場合、光導電層２２を形成する場合と同様に、イオンスパッタリング効果は発生するため、光導電層２２の平滑性が十分に確保されている限りは、表面層２３の平滑性も十分に確保できる。

その一方で、前述のように表面層２３の膜厚は一般的に数μｍ以下のため、光導電層２２においてイオンスパッタリング効果が不十分であった場合には、光導電層２２で発生した微細凹凸を表面層２３の成膜時のイオンスパッタリング効果のみで平滑にすることは困難である。本発明者らの実験においても、光導電層２２を従来からの製造方法である１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法で成膜（光導電層で微細凹凸が発生する成膜）をした後、イオンスパッタリング効果が十分得られるようにパルス状の矩形波電圧で表面層２３としてＳｉＣを１μｍの膜厚で成膜したところ、表面粗さの小さい良好な感光体は得られなかった。

従って、本発明の効果、すなわち表面層２３の平滑性が従来の電子写真感光体に比して研磨しなくても十分高いという効果が十分に得られるような電子感光体２の構成としては、光導電層２２の表面において、微細凹凸の少ない平滑性の高い状態を有することが必要となる。

本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に変更可能である。たとえば、電子写真感光体においては、電荷注入阻止層を省略してもよく、また電荷注入阻止層に代えて、あるいは電荷注入阻止層に加えて、長波長吸収層を設けても良い。この長波長吸収層は、長波長光である露光の光が円筒状基体２０の表面で反射して記録画像に干渉渦が発生するのを防止するためのものである。また、光導電層２２と表面層２３の間に、遷移層やキャリア励起層をさらに設けた構成であってもよい。

本実施例においては、以下の方法により作製した電子写真感光体について、表面層の表面粗さおよび組成、表面層と光導電層との界面における動的押し込み硬さを評価するとともに、先の電子写真感光体を用いた場合の感光体磨耗量および画像流れの評価を行った。

［電子写真感光体の作製］
本実施例で用いる電子写真感光体は、円筒状基体の表面に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成することにより作製した。

円筒状基体としては、アルミニウム合金からなる外径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの引き抜き管の外周面を鏡面加工して洗浄したものを用いた。

電荷注入阻止層、光導電層および表面層は、先の円筒状基体をグロー放電分解装置にセットして、表１に示す成膜条件により形成した。なお、表面層は、元素比率が組成式ａ−Ｓｉ_１−ｘＣ_ｘ：Ｈと表したときにｘ値が０．５以上０．８以下である光導電層側（内側）の第１層と、ｘ値が０．９５以上１．００未満である表面側（外側）の第２層からなる２層構成とした。本実施例では、光導電層の膜厚の異なる２種類の電子写真感光体Ａ，Ｂを作製した。

なお、印加電圧は、周波数が３３ｋＨｚ、ＯＮ：ＯＦＦのｄｕｔｙ（デューティ）比を７０％：３０％の矩形波パルス電圧とした。また、表１におけるパルス電圧値は、ＯＮ時の値である。

実施例ではさらに、表２に示すように表１の場合と異なるパルス電圧で、感光体Ｃ，Ｄを作製した。

一方、比較として、グロー放電分解装置において、一般的な１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を使用して表３の条件にて感光体Ｅ、Ｆを作製するとともに、表４に示す条件にて表面層の第２層の水素希釈量を変更して表面層を形成した感光体Ｇ、Ｈを作製した。

［表面層の表面粗さの評価］
表面層の表面粗さは、ＡＦＭ（デジタルインスツルメンツ社製「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ」）にて、１０μｍ×１０μｍの平均粗さＲａおよび十点平均粗さＲｚとして測定した。表面層の表面粗さの測定結果については、堆積膜を形成していないＡｌ基体の表面粗さの測定結果とともに、下記表５に示した。

［表面層の組成の評価］
表面層の組成は、ＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分光分析）によって分析し、ｘ値（炭素原子比率）として評価した。表面層の組成の測定結果については、下記表５に示した。

［動的押し込み硬さの評価］
動的押し込み硬さは、超微少硬度計（島津製作所製ＤＵＨ―２０１）を用いて測定した。動的押し込み硬さについては、下記表５に示した。

［感光体磨耗量の評価］
感光体磨耗量は、各感光体を電子写真プリンタ（京セラミタ製ＫＭ−２５５０）に搭載して１万枚の耐刷試験を行うとともに、耐刷前と１万枚耐刷後の表面層の厚みをそれぞれ光学干渉計で測定し、それらの測定値の差として評価した。感光体磨耗量の測定結果については、下記表５に示した。

［画像流れの評価］
画像流れは、１万枚耐刷した後の電子写真プリンタを、高温高湿環境下（３２℃、８５％ＲＨ）に８時間放置し、その後に画像形成を行って、画像流れの発生状況について目視により確認することにより評価した。画像流れの評価結果については、下記表５に示した。下記表５においては、画像流れが認められない場合を○印で、わずかに発生が認められた場合を△印で、実用上支障がある程度に発生が認められた場合を×印として示してある。

本実施例では、実施例１における感光体Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆと同一条件にて、表面層を積層しないサンプルＡ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’をそれぞれ作製し、同様にＡＦＭにて光導電層の表面粗さを測定した。光導電層の表面粗さの測定結果については、実施例１の表面層の表面粗さの測定結果とともに下記表６に示した。

表６に示した結果から分かるように、表面層を形成していないサンプルＡ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’における光導電層の表面粗さは、感光体Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆにおける表面層の表面粗さとほぼ同程度であった。したがって、各感光体における光導電層と、表面層の両方において同程度の表面粗さを有しており、光導電層の表面粗さを所定値よりも小さくした場合には、光導電層の表面に形成される表面層の表面粗さも十分に小さくなると言える。

本実施例では、各感光体を形成するために使用した円筒状基体と同様な円筒状基体、および感光体Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆの表面について、ＡＦＭイメージ画像を撮影した。ＡＦＭイメージ画像は、デジタルインスツルメンツ社製「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ」を用いて撮影した。ＡＦＭイメージ画像の撮影結果は、円筒状基体については図３に、感光体Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆについては図４、図５、図６、図７にそれぞれ示した。なお、図３、図４、図５、図６、図７におけるイメージ画像は、１０μｍ×１０μｍの範囲を示してある。

図４および図５から分かるように、感光体Ａ，Ｄにおいては、感光体Ｅ，Ｆに比べて感光体（表面層）の表面の微細凹凸構造の凹凸が小さくなっている。これは、成膜時におけるイオンスパッタリング効果によるものと考えられる。このように、感光体Ａ，Ｄでは、その表面の微細凹凸構造の凹凸が小さくなるため、放電生成物が付着しにくく、また凹部に入り込んだ放電生成物が電子写真プリンタのクリーニング装置により除去しやすくなるものと考えられる。その結果、感光体Ａ，Ｄでは、表面層が高硬度とされていても、実施例１において、耐刷後の高温高湿環境でも画像流れのない良好な画像が得られたことがわかる。

本実施例では、感光体Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｆについて、表面粗さのプロファイルを評価した。表面粗さのプロファイルは、デジタルインスツルメンツ社製の「ＮａｎｏＳｃｏｐｅ走査型プローブ顕微鏡」を用いて評価した。感光体Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆの表面粗さプロファイルは、それぞれ図８、図９、図１０、図１１に示す。これらの図においては、測定長さ１００μｍの範囲について示してある。

感光体Ａ，Ｄの結果である図８および図９と、感光体Ｅ，Ｆの結果である図１０および図１１とを比較すれば明らかなように、表面粗さのプロファイルにおいても、感光体Ａ，Ｄは、感光体Ｅ，Ｆに比べて表面の平滑性が向上している。この点からも、感光体Ａ，Ｄは、感光体Ｅ，Ｆよりも放電生成物が除去しやすくなっていることがわかる。

本実施例では、感光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈについて、光導電層および表面層の表面粗さを評価した。これらの表面粗さは、各感光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを切断した上で、先に説明したＦＥ−ＳＥＭによりその断面写真を撮影し、光導電層および表面層の表面粗さを前述の定義により求めた。表面粗さの測定結果については、実施例１におけるＡＦＭによる表面粗さの測定結果とともに、下記表７に示した。

表７に示した結果から分かるように、ＡＦＭによる表面層の表面粗さとＦＥ−ＳＥＭから計算した光導電層および表面層の表面粗さは概ね合致している。さらに、表５と表７から、ＦＥ−ＳＥＭで計測した場合においても、表面層を積層する前の光導電層の表面粗さと、表面層積層後の感光体表面の表面粗さがいずれもＲａ１０ｎｍ以下（Ｒｚ５０ｎｍ以下）の感光体においては高硬度でも耐刷後の高温高湿環境で良好な画像が得られたことがわかる。

本実施例では、３０万枚の耐刷試験において、耐刷途中を含めた各段階での画像特性および表面層の削れ量を評価した。

感光体としては、実施例１における感光体Ａと同様にして作製した本案感光体Ｉを用いた。比較として、実施例１における感光体Ｅと同様にして作製した比較感光体Ｊを用いた。

画像特性は、画像流れの発生状況、および感光体の削れスジに起因するハーフトーン上でのスジの発生の有無として評価した。表面層の削れ量は実施例１と同様にして評価した。画像特性および表面層の削れ量の評価結果については下記表８に示した。

ここで、耐刷試験枚数を３０万枚に設定しているのは、円筒状基体の径が３０ｍｍ程度である感光体は、一般的に低速機、中速機といわれる画像形成装置に搭載されるものであり、３０万枚の寿命を有していることで、実用上十分な耐久性が得られるからである。また、画像流れの評価基準は前述の実施例１と同様であり、ハーフトーンのスジについては、画像上でほとんど認められない場合は○、少し認められる場合は△、多数認められる場合は×として表した。

表８に示した結果から分かるように、本案感光体Ｉは、比較感光体Ｊに比べてハーフトーン画像での画像スジも認められない高画質で、良好な画像を３０万枚の寿命まで有していることが明らかとなった。また、本案感光体Ｉは、小型の高速プリンタでの耐刷試験で削れ量が比較感光体Ｊの１／２以下であり、耐久性に優れていることが分かる。

Claims (13)

1. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
   前記光導電層は、その表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 前記表面層は、その表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
   前記光導電層は、その表面粗さが、測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
4. 前記表面層は、その表面粗さが、測定長さ１００μｍにおける十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体。
5. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
   前記光導電層は、その表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記光導電層と前記表面層との界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ａ)としたとき、Ｒａ(ａ)が１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
6. 前記表面層は、その表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ｂ)としたとき、Ｒａ(ｂ)が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子写真感光体。
7. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
   前記光導電層は、その表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記光導電層と前記表面層の界面曲線ａから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さをＲｚ(ａ)としたとき、Ｒｚ(ａ)が５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
8. 前記光導電層上に積層される表面層の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの十点平均表面粗さをＲｚ(ｂ)としたとき、Ｒｚ(ｂ)が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の電子写真感光体。
9. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
   前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、１０μｍ×１０μｍの範囲における平均粗さＲａで１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
10. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
    前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、測定長さ１００μｍにおいて十点平均粗さＲｚで５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
11. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
    前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍでの中心線平均粗さをＲａ(ｂ)としたとき、Ｒａ(ｂ)が１０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
12. 導電性基体と、前記導電性基体上に形成されたアモルファスシリコンを含む光導電層と、前記光導電層上に形成されたアモルファスシリコンを含む表面層と、を備えた電子写真感光体であって、
    前記表面層は、非研磨時の表面粗さが、電界放出型走査電子顕微鏡で測定した断面写真における前記表面層の表面曲線ｂから算出した測定長さ２．５μｍにおける十点平均表面粗さをＲｚ(ｂ)としたとき、Ｒｚ(ｂ)が５０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真感光体。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の電子写真感光体を備えたことを特徴とする画像形成装置。