特許 6971289 電子写真感光体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971289

(24)【登録日】2021年11月4日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】電子写真感光体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 5/08 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G03G5/08 301

   G03G5/08 105

   G03G5/08 303

   G03G5/08 350

   G03G5/08 360

【請求項の数】5

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-206144(P2019-206144)

(22)【出願日】2019年11月14日

(62)【分割の表示】特願2017-526445(P2017-526445)の分割

【原出願日】2016年6月30日

(65)【公開番号】特開2020-24469(P2020-24469A)

(43)【公開日】2020年2月13日

【審査請求日】2019年11月14日

(31)【優先権主張番号】特願2015-130800(P2015-130800)

(32)【優先日】2015年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】中津川 晴紀

【審査官】 野田 定文

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１２９２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７５２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２１９５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９１３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４９８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９６６７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ５／００ − ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状基体の表面を鏡面加工する工程と、
鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、ウェットブラスト加工、スパッタエッチング加工、ガスエッチング加工、またはウェットエッチング加工によって粗面化する工程と、
粗面化した前記円筒状基体の表面に電荷注入阻止層を形成する工程と、
前記電荷注入阻止層上に光導電層を形成する工程と、
前記光導電層上に、表面粗さがＳｔｒ≧０．６７およびＳａｌ≦１０．３μｍに粗面化された表面層を形成する工程と、を備え、
前記電荷注入阻止層、前記光導電層および前記表面層の少なくとも１つを、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成する、電子写真感光体の製造方法。

【請求項2】

円筒状基体の表面を鏡面加工する工程と、
鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、ウェットブラスト加工、スパッタエッチング加工、ガスエッチング加工、またはウェットエッチング加工によって粗面化する工程と、
粗面化した前記円筒状基体の表面に電荷注入阻止層を形成する工程と、
前記電荷注入阻止層上に光導電層を形成する工程と、
前記光導電層上に、表面粗さがＳｔｒ≧０．６７およびＳａｌ≦１０．３μｍに粗面化された表面層を形成する工程と、を備え、
前記表面層を、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を用いて形成する、電子写真感光体の製造方法。

【請求項3】

前記表面層を形成する工程において、表面粗さがＳａｌ≧０．９μｍに粗面化された前記表面層を形成する、請求項１または２記載の電子写真感光体の製造方法。

【請求項4】

前記粗面化する工程において、鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、前記ウェットブラスト加工によって粗面化する、請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。

【請求項5】

前記粗面化する工程において、鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、表面粗さが５０ｎｍ＜Ｓａ＜１４０ｎｍに粗面化する、請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真感光体の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電子写真感光体は、例えば特許文献１に記載されているように円筒状の基体などの表面に、光導電層および表面層などを形成した構成を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６３−１２９３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような電子写真感光体は、画像形成装置において多数回繰り返して使用すると、周辺部材との摩擦によって表面被覆層が平滑化あるいは磨耗するおそれがあった。ここでいう周辺部材とは、電子写真感光体の表面に残存する現像剤を除去するクリーニングブレード、電子写真感光体の表面を帯電する帯電ローラなどである。そしてその結果、例えば、電子写真感光体の表面被覆層とクリーニングブレードとの接触面積が増大して摩擦抵抗が増加することによって、クリーニングブレードが欠損し、印画した画像に異常スジなどの画像欠陥が発生するおそれがあった。

【0005】

そこで、多数回繰り返して使用しても、優れた耐久特性および低い画像欠陥を実現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が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係る電子写真感光体の製造方法は、円筒状基体の表面を鏡面加工する工程と、鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、ウェットブラスト加工、スパッタエッチング加工、ガスエッチング加工、またはウェットエッチング加工によって粗面化する工程と、粗面化した前記円筒状基体の表面に電荷注入阻止層を形成する工程と、前記電荷注入阻止層上に光導電層を形成する工程と、前記光導電層上に、表面粗さがＳｔｒ≧０．６７およびＳａｌ≦１０．３μｍに粗面化された表面層を形成する工程と、を備え、前記電荷注入阻止層、前記光導電層および前記表面層の少なくとも１つを、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成する。
また本発明の実施形態に係る電子写真感光体の製造方法は、円筒状基体の表面を鏡面加工する工程と、鏡面加工した前記円筒状基体の表面を、ウェットブラスト加工、スパッタエッチング加工、ガスエッチング加工、またはウェットエッチング加工によって粗面化する工程と、粗面化した前記円筒状基体の表面に電荷注入阻止層を形成する工程と、前記電荷注入阻止層上に光導電層を形成する工程と、前記光導電層上に、表面粗さがＳｔｒ≧０．６７およびＳａｌ≦１０．３μｍに粗面化された表面層を形成する工程と、を備え、前記表面層を、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を用いて形成する。

【0007】

本発明の実施形態に係る電子写真感光体の製造方法によれば、光導電層上に形成された表面層の表面粗さがＳｔｒ≧０．６７およびＳａｌ≦１０．３μｍに設定され、電荷注入阻止層、光導電層および表面層の少なくとも１つを、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成するか、または、表面層を、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を用いて形成することから、優れた耐久特性および低い画像欠陥を実現する電子写真感光体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（ａ）は本発明の実施形態に係る電子写真感光体を示す断面図である。（ｂ）は（ａ）の要部断面図である。

【図2】堆積膜形成装置の縦断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態に係る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。なお、以下の内容は、本発明の実施形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施形態の例に限定されるものではない。

【0010】

（電子写真感光体）
本発明の実施形態に係る電子写真感光体について、図１を用いて説明する。

【0011】

図１に示した電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面に、電荷注入阻止層１１ａおよび光導電層１１ｂを順次形成した感光層１１を有しており、感光層１１上には表面層１２が被着されている。

【0012】

円筒状基体１０は、感光層１１の支持体となるものであり、少なくとも円筒状基体１０の表面は導電性を有する。

【0013】

この円筒状基体１０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）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）および銀（Ａｇ）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材料によって、全体が導電性を有するものとして形成されている。また、円筒状基体１０は、樹脂、ガラスあるいはセラミックスなどの絶縁体の表面に、例示した金属材料ならびにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）あるいはＳｎＯ_２（二酸化すず）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、円筒状基体１０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、円筒状基体１０の全体をアルミニウム（Ａｌ）系材料で形成すればよい。そうすれば、電子写真感光体１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１１ａおよび光導電層１１ｂ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、それらの層と円筒状基体１０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。

【0014】

円筒状基体１０の表面は、粗面化されていてもよい。円筒状基体１０の表面粗さは、粗面化後で、例えば、５０ｎｍ＜Ｓａ＜１４０ｎｍとすればよい。また、粗面化を行なう方法としては、例えば、ウェットブラスト、スパッタエッチング、ガスエッチング、研磨、旋削加工、ウェットエッチング、ガルバニック電喰などを用いればよい。なお、上記表面粗さを満たす抽伸管であれば、表面形状を調整するための表面処理をせずにそのまま用いることもできる。

【0015】

なお、円筒状基体１０の表面は、上述の粗面化の前に、鏡面加工を行なってもよいが、各処理の前には油分除去が必要となる。円筒状基体１０の表面粗さは、鏡面加工後で、例えば、Ｓａ＜２５ｎｍとすればよい。

【0016】

なお、本明細書において、Ｓａ（算術平均粗さ）とは、ＩＳＯ２５１７８によって定義される三次元の表面性状を表すパラメータの一つであって、測定対象領域中の表面の平均面からの高さの絶対値の算術平均粗さ（ｎｍ）を示す。

【0017】

なお、電子写真感光体１の表面性状は、必ずしも表面層１２の全面において、所定の範囲を満たす必要はない。例えば、クリーニングブレード１１６Ａに接触しない、円筒状基体１０の軸方向両端部等においては、表面性状が範囲外の値となってもよい。このことは、以下に記載される表面性状の全てのパラメータについて同様である。

【0018】

電荷注入阻止層１１ａは、円筒状基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止する役割を有するものである。

【0019】

この電荷注入阻止層１１ａは、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成されている。この電荷注入阻止層１１ａは、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）と場合により窒素（Ｎ）か酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたもの、あるいはリン（Ｐ）と場合により窒素（Ｎ）か酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたものを用いることができ、その厚みは２μｍ以上１０μｍ以下とされている。なお、電荷注入阻止層１１ａは、円筒状基体１０の表面を加工することによって円筒状基体１０と一体的に形成されてもよい。

【0020】

光導電層１１ｂ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。

【0021】

この光導電層１１ｂは、例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）系材料で形成されている。本例の光導電層１１ｂは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ならびにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）などを加えたアモルファスシリコン（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）が含有される。

【0022】

また、光導電層１１ｂの厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性に応じて適宜設定すればよく、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いて光導電層１１ｂを形成する場合には、光導電層１１ｂの厚みは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下、より具体的には１０μｍ以上８０μｍ以下に設定すればよい。

【0023】

表面層１２は、感光層１１の表面を保護する役割を有するものである。

【0024】

表面層１２は、例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。本例では、表面層１２を３層構造とし、最表面となる表面層１２の第３層は、画像形成装置内での摺擦に対する耐摩耗性の観点から、耐性の高いアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を採用している。

【0025】

本実施形態において、表面層１２の表面粗さは、Ｓｔｒ≧０．６７に設定すればよく、より具体的にはＳｔｒ≧０．７９に設定すればよい。これによれば、優れた耐久特性および画像欠陥の低減を発揮することができる。すなわち、初期におけるクリーニングブレードなどとの摩擦抵抗を抑制することができるとともに、耐久使用時において、表面が徐々に磨耗しても表面粗さを一定範囲内に維持し続けることが可能である。その結果、表面層とクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗の増大を効果的に抑制し続けることができることから、クリーニングブレードの欠損を抑制することができ、印画した画像に異常スジなどの画像欠陥を低減することが可能となる。

【0026】

また、表面層１２の表面粗さは、Ｓａｌ≦１０．３μｍに設定すればよい。さらに、表面層１２の表面粗さは、Ｓａｌ≧０．９μｍに設定すればよく、より具体的にはＳａｌ≧１．６μｍに設定すればよい。これによれば、上述のような優れた耐久特性および低い画像欠陥をより効果的に発揮することができる。すなわち、表面層の表面の面方向において、上記数値で規定される狭いピッチで凹凸が存在することによって、初期不良の低減および耐久使用時の摩擦抵抗増大の抑制を実現することができる。

【0027】

なお、本明細書において、Ｓｔｒ（表面性状のアスペクト比）とは、ＩＳＯ２５１７８によって定義される三次元の表面性状を表すパラメータの一つであって、表面性状のアスペクト比を示す。すなわち、表面性状の均一性を表す尺度であり、表面の自己相関が相関値０．２に減衰する最も遠い横方向の距離とＳａｌとの比で定義される。Ｓｔｒは０〜１の範囲の値を有し、値が大きければ大きいほど強い等方性を示し、低ければ低いほど強い異方性を示す。また、本明細書において、Ｓａｌ（最短自己相関距離）とは、ＩＳＯ２５１７８によって定義される三次元の表面性状を表すパラメータの一つであって、最短の自己相関距離（μｍ）を示す。表面の自己相関が相関値０．２に減衰する最も近い横方向の距離を表す。すなわち、横方向の支配的な最小凹凸ピッチを示す。

【0028】

ここで、ＳａｌおよびＳｔｒは、初期状態の電子写真感光体１、すなわち画像形成装置において多数回繰り返して使用される前の電子写真感光体１の表面層１２の表面性状を示す値である。これは、市場製品の電子写真感光体１について、工場出荷時の表面性状を示す値であることを意味する。

【0029】

なお、この表面層１２は、電子写真感光体１に照射されるレーザ光などの光が吸収されたり、反射されたりすることのないように透過性に優れており、また、画像形成における静電潜像を保持でき得る表面抵抗値（一般的には１０^１１Ω・ｃｍ以上）を有するものを用いればよい。

【0030】

以上のような、電子写真感光体１における電荷注入阻止層１１ａ、光導電層１１ｂおよび表面層１２は、例えば図２に示したプラズマＣＶＤ（化学気相成長：Chemical Vapor Deposition）装置２を用いて形成される。

【0031】

（プラズマＣＶＤ装置）
プラズマＣＶＤ装置２は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転手段５、原料ガス供給手段６および排気手段７をさらに備えている。

【0032】

支持体３は、円筒状基体１０を支持する役割を有するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０と同様な導電性材料で全体が導体として形成されている。本例の場合において、支持体３は、２つの円筒状基体１０を支持できる長さに形成されており、導電性支柱３１に対して着脱自在とされている。そのため、支持体３では、支持した２つの円筒状基体１０の表面に直接触れることなく、真空反応室４に対して２つの円筒状基体１０の出し入れを行なうことができる。

【0033】

導電性支柱３１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料で全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。この直流電源３４は、制御部３５によってその動作が制御されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給させるように構成されている。

【0034】

導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。セラミックパイプ３６は、絶縁性および熱伝導性を確保する役割を有するものである。ヒータ３７は、円筒状基体１０を加熱する役割を有するものである。ヒータ３７としては、例えばニクロム線あるいはカートリッジヒーターを使用することができる。

【0035】

ここで、支持体３の温度は、例えば支持体３あるいは導電性支柱３１に取り付けられた熱電対（図示を省略）によってモニタされており、この熱電対におけるモニタ結果に基づいてヒータ３７をオン・オフさせることによって、円筒状基体１０の温度が目的範囲、例えば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。

【0036】

真空反応室４は、円筒状基体１０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４０および一対のプレート４１，４２によって規定されている。

【0037】

円筒状電極４０は、支持体３の周囲を囲む円筒状に形成される。この円筒状電極４０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料で中空に形成されており、絶縁部材４３，４４を介して一対のプレート４１，４２に接合されている。

【0038】

円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。これは、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１０ｍｍよりも小さい場合には、真空反応室４に対する円筒状基体１０の出し入れなどにおいて作業性を充分に確保できず、また円筒状基体１０と円筒状電極４０との間で安定した放電を得ることが困難となるためである。逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１００ｍｍよりも大きい場合には、プラズマＣＶＤ装置２が大きくなってしまい、単位設置面積当たりの生産性が悪くなるためである。

【0039】

円筒状電極４０は、ガス導入口４５ａ，４５ｂおよび複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されている。なお、円筒状電極４０は、必ずしも接地する必要はなく、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。円筒状電極４０を直流電源３４とは別の基準電源に接続する場合には、基準電源における基準電圧は−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とすればよい。

【0040】

ガス導入口４５ａは、真空反応室４に供給すべき光導電層１１ｂのドーパント専用の原料ガスを導入する役割を有するものであり、ガス導入口４５ｂは、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入する役割を有するものであり、いずれのガス導入口４５ａ，４５ｂも原料ガス供給手段６に接続されている。ガス導入口４５ａは、真空反応室４の略中央の高さ位置に設置されていて、ガス導入口４５ｂは、真空反応室４内に設置される支持体３の両端位置に相当する高さ位置にそれぞれ設置されている。

【0041】

複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１０に向けて吹き出す役割を有するものであり、図の上下方向に等間隔になるように配置されているとともに、周方向にも等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔４６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２ｍｍ以下とすればよい。

【0042】

プレート４１は、真空反応室４が開放された状態と閉塞された状態とを選択可能とする役割を有するものであり、プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料で形成されているが、下面側に防着板４７が取着されている。これにより、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのを防止している。この防着板４７もまた、円筒状基体１０と同様な導電性材料で形成されているが、防着板４７はプレート４１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板４７は、プレート４１から取り外すことによって洗浄が可能であり、繰り返し使用することができる。

【0043】

プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものであり、円筒状基体１０と同様な導電性材料で形成されている。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。このような絶縁部材４４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（四フッ化エチレンなどのフッ素樹脂、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、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材など）で形成することができる。絶縁部材４４は、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、特に限定されない。ただし、絶縁部材４４は、成膜体の内部応力あるいは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って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４４を四フッ化エチレンのような熱膨張率が３×１０^−５／Ｋ以上１０×１０^−５／Ｋ以下の材料で形成する場合には、絶縁部材４４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４４の厚みを設定した場合には、絶縁部材４４と円筒状基体１０に成膜される厚み１０μｍ以上３０μｍ以下のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜との界面に発生する応力に起因する反り量が、水平方向（円筒状基体１０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４４を繰り返し使用することが可能となる。

【0044】

プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。ガス排出口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出する役割を有するものであり、排気手段７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングする役割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。

【0045】

図２に示したように、回転手段５は、支持体３を回転させる役割を有するものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。回転手段５によって支持体３を回転させて成膜を行なった場合には、支持体３とともに円筒状基体１０が回転するために、円筒状基体１０の外周に対して均等に原料ガスの分解成分を堆積させることが可能となる。

【0046】

回転モータ５０は、円筒状基体１０に回転力を付与するものである。この回転モータ５０は、例えば円筒状基体１０を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下で回転させるように動作制御される。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。

【0047】

回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１０に伝達・入力する役割を有するものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。

【0048】

回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達する役割を有するものである。このような回転導入端子５２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。

【0049】

絶縁軸部材５３および絶縁平板５４は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力する役割を有するものであり、例えば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料で形成されている。ここで、絶縁軸部材５３の外径Ｄ２は、成膜時において、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３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、成膜時における円筒状基体１０の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合であれば、絶縁軸部材５３の外径Ｄ２は、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、より具体的には３ｍｍ程度大きくなるように設定すればよい。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５３の外径Ｄ２と支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定すればよい。

【0050】

絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１０へ付着するのを防止する役割を有するものであり、上ダミー基体３８Ｃの内径Ｄ３より大きな外径Ｄ４を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径Ｄ４は、円筒状基体１０の直径Ｄ３の１．５倍以上３倍以下とすればよく、例えば円筒状基体１０として直径Ｄ３が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径Ｄ４は５０ｍｍ程度とすればよい。

【0051】

このような絶縁平板５４を設けた場合には、円筒状基体１０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１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１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。

【0052】

図２に示したように、原料ガス供給手段６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、光導電層１１ｂのドーパント専用ガスタンク６４、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ，６４Ｃおよび複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄ，６４Ｄを備えたものであり、配管６５ａ，６５ｂおよびガス導入口４５ａ，４５ｂを介して円筒状電極４０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６４は、例えばＢ_２Ｈ_６（またはＰＨ_３）、Ｈ_２（またはＨｅ）、ＣＨ_４あるいはＳｉＨ_４が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６４Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分または光導電層１１ｂのドーパント専用ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整する役割を有するものである。もちろん、原料ガス供給手段６においては、各原料ガスタンク６０〜６４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６０〜６４の数は、円筒状基体１０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。

【0053】

排気手段７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出する役割を有するものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果に応じて動作制御されるものである。すなわち、排気手段７では、圧力計４９でのモニタリング結果に基づいて、真空反応室４を真空に維持できるとともに、真空反応室４のガス圧を目的値に設定することができる。真空反応室４の圧力は、例えば１Ｐａ以上１００Ｐａ以下とすればよい。

【0054】

このようなプラズマＣＶＤ装置２は、上記のとおり、一つの装置にて真空反応室４内の真空状態を維持したまま連続的に粗面化、感光層１１および表面層１２の形成処理を行なうことが可能であり、粗面化部と、電荷注入阻止層形成部と、光導電層形成部と、表面層形成部と、を備える電子写真感光体の製造装置の一例である。

【0055】

（堆積膜の形成方法）
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、円筒状基体１０に感光層１１としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜が、表面層１２としてアモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）膜とアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）膜とが積層された電子写真感光体１（図１を参照）を作製する場合を例にとって説明する。

【0056】

まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成するにあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持した支持体３を真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。

【0057】

支持体３に対する２つの円筒状基体１０の支持にあたっては、フランジ部３０上に、支持体３の主要部を覆って下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１０、中間ダミー基体３８Ｂ、円筒状基体１０および上ダミー基体３８Ｃが順次積み上げられる。

【0058】

各ダミー基体３８Ａ〜３８Ｃとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１０と同様な材料で円筒状に形成されたものが使用される。

【0059】

ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１０の高さ位置を調整する役割を有するものである。中間ダミー基体３８Ｂは、隣接する円筒状基体１０の端部間で生じるアーク放電に起因する円筒状基体１０に成膜不良が発生するのを抑制する役割を有するものである。この中間ダミー基体３８Ｂとしては、その長さがアーク放電を防止できる最低限の長さ（本例では１ｃｍ）以上を有し、その表面側角部が曲面加工で曲率０．５ｍｍ以上または端面加工で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０．５ｍｍ以上となるように面取りされたものが使用される。上ダミー基体３８Ｃは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制する役割を有するものである。上ダミー基体３８Ｃは、一部が支持体３の上方に突出した状態とされる。

【0060】

次いで、真空反応室４を密閉状態とし、回転手段５によって支持体３を介して円筒状基体１０を回転させるとともに、円筒状基体１０を加熱し、排気手段７によって真空反応室４を減圧する。

【0061】

円筒状基体１０の加熱は、例えばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることによって行なわれる。このようなヒータ３７の発熱によって、円筒状基体１０が目的とする温度に昇温される。円筒状基体１０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選択されるが、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定され、ヒータ３７をオン・オフすることによって略一定に維持される。

【0062】

一方、真空反応室４の減圧は、排気手段７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出させることによって行なわれる。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９（図２を参照）での真空反応室４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７１（図２を参照）およびロータリーポンプ７２（図２参照）の動作を制御することにより、例えば１０^−３Ｐａ程度とすればよい。

【0063】

次いで、円筒状基体１０の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった場合には、原料ガス供給手段６によって真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、円筒状電極４０と支持体３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４０と支持体３（円筒状基体１０）との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１０の表面に堆積する。

【0064】

一方、排気手段７においては、圧力計４９のモニタリングをしつつ、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２の動作を制御することにより、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。すなわち、真空反応室４の内部は、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄと排気手段７におけるポンプ７１，７２とによって安定したガス圧に維持される。真空反応室４におけるガス圧は、例えば１Ｐａ以上１００Ｐａ以下とすればよい。

【0065】

真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６４Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６４の原料ガスを所望の組成および流量で配管６０Ａ〜６４Ａ，６５ａ，６５ｂおよびガス導入口４５ａ，４５ｂを介して円筒状電極４０の内部に導入することによって行なわれる。円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔４６を介して円筒状基体１０に向けて吹き出される。そして、バルブ６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６４Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替えることによって、円筒状基体１０の表面には、電荷注入阻止層１１ａ、光導電層１１ｂおよび表面層１２が順次積層形成される。

【0066】

円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧の印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することによって行なわれる。

【0067】

１３．５６ＭＨｚのＲＦ（Radio Frequency）帯域以上の高周波電力を使用した場合は、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、高周波交流によって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１０あるいは放電電極に到達するよりも前に、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。

【0068】

これに対して、円筒状基体１０側が正負いずれかの極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１０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アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の成膜を行なった場合には、大きな突起状の成長が抑制された均一性の高い凹凸を有する表面を備えるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が得られる。この現象を以下においてイオンスパッタリング効果と言う場合がある。

【0069】

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、極性の反転しない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圧など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および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。

【0070】

ここで、パルス状電圧によって効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０との間の電位差は、例えば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされ、成膜レートを考慮した場合には、より具体的には５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とすればよい。

【0071】

より具体的には、制御部３５は、円筒状電極４０が接地されている場合には、支持体（導電性支柱３１）に対して、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の範囲内の負のパルス状直流電位Ｖ１を供給し、あるいは５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内の正のパルス状直流電位Ｖ１を供給する。

【0072】

一方、円筒状電極４０が基準電極（図示を省略）に接続されている場合には、支持体（導電性支柱３１）に対して供給するパルス状直流電位Ｖ１は、目的とする電位差ΔＶと基準電源から供給される電位Ｖ２との差の値（ΔＶ−Ｖ２）とされる。基準電源から供給する電位Ｖ２は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とすればよい。

【0073】

制御部３５はまた、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％以下になるように直流電源３４を制御する。

【0074】

なお、本実施形態におけるＤｕｔｙ比とは、パルス状の直流電圧の１周期（Ｔ）（円筒状基体１０と円筒状電極４０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（ＯＮ）時間が１周期全体の２０％であることをいう。

【0075】

このイオンスパッタリング効果を利用して得られたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の光導電層１１ｂは、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面には上述のような大きな突起状の成長が抑制された均一性の高い凹凸が存在する。そのため、光導電層１１ｂ上に、表面層１２であるアモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）とアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）とを計１μｍ程度積層すればよい。この場合の表面層１２の表面形状は、光導電層１１ｂの表面形状を反映した面とすることが可能となる。すなわち、光導電層１１ｂ上に表面層１２を積層する場合においても、イオンスパッタリング効果を利用することにより、表面層１２を大きな突起状の成長が抑制された均一性の高い凹凸を有する膜として形成することができる。

【0076】

ここで、電荷注入阻止層１１ａ、光導電層１１ｂおよび表面層１２の形成にあたっては、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄおよびバルブ６０Ｂ〜６３Ｂ、６０Ｃ〜６３Ｃを制御し、目的とする組成の原料ガスが真空反応室４に供給されるのは上述の通りである。

【0077】

例えば、電荷注入阻止層１１ａをアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガス、Ｂ_２Ｈ_６やＰＨ_３などのドーパント含有ガスおよび水素（Ｈ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスと場合により窒素（Ｎ）含有ガスか酸素（Ｏ）含有ガスまたはその両方を含有させたもの、あるいはリン（Ｐ）含有ガスと場合により窒素（Ｎ）含有ガスか酸素（Ｏ）含有ガスまたはその両方を含有させたものを用いることもできる。

【0078】

光導電層１１ｂをアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ₄（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガスおよび水素（Ｈ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１１ｂにおいては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）あるいはハロゲン元素（フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ））を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。また、原料ガスには、暗導電率および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、ドーパントとして周期表第１２族、第１３族元素（以下「第１２族元素」、「第１３族元素」と略す）あるいは周期表第１５族、第１６族元素（以下「第１５族元素」、「第１６族元素」と略す）を含有させ、上記諸特性を調整するために炭素（Ｃ）および酸素（Ｏ）などの元素を含有させてもよい。

【0079】

例えば、第１３族元素および第１５族元素としては、それぞれホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が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望ましい。電荷注入阻止層１１ａに対して第１３族元素あるいは第１５族元素を炭素（Ｃ）および酸素（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、光導電層１１ｂに対して第１３族元素あるいは第１５族元素を炭素（Ｃ）および酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、あるいは、電荷注入阻止層１１ａおよび光導電層１１ｂに対して炭素（Ｃ）および酸素（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族元素あるいは第１５族元素の含有量を経時的に変化させることによって、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ようにしてもよい。この場合には、光導電層１１ｂ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１１ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。

【0080】

また、光導電層１１ｂについては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、この微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含ませた場合には、暗導電率および光導電率を高めることができるので、光導電層１１ｂの設計自由度が増すといった利点がある。このような微結晶シリコン（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って形成することができる。例えば、グロー放電分解法では、円筒状基体１０の温度および直流パルス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、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含む光導電層１１ｂ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）および酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。

【0081】

表面層１２は、上述のようにａ−ＳｉＣ層とａ−Ｃ層との多層構造として形成する。この場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ₄（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガスおよびＣ_２Ｈ_２（アセチレンガス）あるいはＣＨ_４（メタンガス）などのＣ含有ガスが用いられる。ここで、表面層１２の第３層であるａ−Ｃ層は、その膜厚が、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、具体的には０．０２μｍ以上１μｍ以下、より具体的には０．０３μｍ以上０．８μｍ以下に設定すればよい。また、表面層１２は、その膜厚が、通常０．１μｍ以上６μｍ以下、具体的には０．２５μｍ以上３μｍ以下、より具体的には０．４μｍ以上２．５μｍ以下に設定すればよい。

【0082】

表面層１２の第３層をａ−Ｃ層として形成した場合には、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合の方が結合エネルギーが小さいため、表面層１２をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料のみで形成する場合に比べて、表面層１２の表面が酸化することをより確実に抑制できる。そのため、表面層１２の第３層をアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）層として形成した場合には、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどによって表面層１２の表面が酸化されることが適切に抑制されるため、高温高湿環境下などでの画像流れの発生を抑制することができる。

【0083】

以上のようにして、円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、支持体３から円筒状基体１０を抜き取ることにより、図１に示した電子写真感光体１を得ることができる。そして、成膜後は、成膜残渣を取り除くため、真空反応室４内の各部材を分解し、酸、アルカリあるいはブラストなどの洗浄を行ない、次回の成膜時に欠陥不良となる発塵が無いようにウェットエッチングを行なう。また、ウェットエッチングに代えて、ハロゲン系（ＣｌＦ_３、ＣＦ_４、ＮＦ_３、ＳｉＦ_６またはこれらの混合ガス）のガスを用いてガスエッチングを行なうことも有効である。

【0084】

（画像形成装置）
本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図３を用いて説明する。

【0085】

図３に示す画像形成装置は、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１、帯電器１１１、露光器１１２、現像器１１３、転写器１１４、定着器１１５、クリーニング器１１６および除電器１１７を備えている。

【0086】

帯電器１１１は、電子写真感光体１の表面を負極性に帯電する役割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１１１は、例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。

【0087】

露光器１１２は、電子写真感光体１に静電潜像を形成する役割を有するものである。具体的には、露光器１１２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１に照射することによって、帯電状態にある電子写真感光体１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１１２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（発光ダイオード：Light Emitting Diode）ヘッドを採用することができる。

【0088】

もちろん、露光器１１２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１１２に代えて、ポリゴンミラーを含んでなる光学系を使用してもよい。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って、複写機の構成の画像形成装置とすることもできる。

【0089】

現像器１１３は、電子写真感光体１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（トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ１１３Ａを備えている。

【0090】

現像剤Ｔは、電子写真感光体１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。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。

【0091】

磁気ローラ１１３Ａは、電子写真感光体１の表面（現像領域）に現像剤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１の現像領域において、静電潜像との静電引力によって電子写真感光体１の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、正規現像によって画像形成が行なわれる場合には電子写真感光体１の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像によって画像形成が行なわれる場合には電子写真感光体１の表面の帯電極性と同極性とされる。

【0092】

なお、現像器１１３は、本例において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。

【0093】

転写器１１４は、電子写真感光体１と転写器１１４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１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を備えている。転写器１１４では、転写用チャージャ１１４Ａ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１１４では、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ１１４Ｂにおいて記録媒体Ｐの背面が交流帯電され、記録媒体Ｐが電子写真感光体１の表面から速やかに分離させられる。

【0094】

転写器１１４としては、電子写真感光体１の回転に従動し、且つ、電子写真感光体１とは微小間隙（例えば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１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１１４Ｂのような転写分離装置は省略することもできる。

【0095】

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を備えている。定着ローラ１１５Ａ、１１５Ｂは、例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。定着器１１５では、一対の定着ローラ１１５Ａ、１１５Ｂ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って、記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。

【0096】

クリーニング器１１６は、電子写真感光体１の表面に残存するトナーを除去する役割を有するものであり、クリーニングブレード１１６Ａを備えている。クリーニングブレード１１６Ａは、電子写真感光体１の表面から残留トナーを掻きとる役割を有するものである。クリーニングブレード１１６Ａは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料で形成されている。

【0097】

除電器１１７は、電子写真感光体１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（例えば７８０ｎｍ以上）の光を出射可能とされている。除電器１１７は、例えばＬＥＤなどの光源によって電子写真感光体１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１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。

【0098】

本実施形態の画像形成装置１００では、電子写真感光体１の有する上述の効果を奏することができる。

【0099】

（実施例）
本発明の実施形態に係る電子写真感光体１について、次の通り評価を行なった。

【0100】

電子写真感光体１の作製について
＜円筒状基体１０＞
円筒状基体１０は、アルミニウム合金素管（外径：３０ｍｍ、長さ３６０ｍｍ）を用いて作製した。円筒状基体１０の外周面に対して、鏡面加工、およびウェットブラスト加工を行ない、洗浄した。

【0101】

まず、円筒状基体１０の表面の鏡面加工として、円筒状基体１０を両端保持し、１５００〜８０００ｒｐｍにて高速回転させた状態で、ダイヤモンドバイトを押し当てて、送り０．０８〜０．５ｍｍにてバニッシング加工した。すなわち、バイトの仕上げ面に、ワーク回転方向に奥行きを持たせたダイヤモンドバイトを円筒状基体１０の表面に押し当てることで、滑らかな仕上げ面を得た。

【0102】

このような鏡面加工の後、円筒状基体１０に対して脱脂洗浄を行なった。

【0103】

次に、ウェットブラスト加工として、アルミナなどの高硬度な研磨材と水とを攪拌し、圧縮空気と混合・加速させて、鏡面加工された円筒状基体１０の表面に投射することによって粗面化を行なった。これによれば、円筒状基体１０を回転させながら加工処理することによって、短時間で均一な加工面を形成することができる。本実施例のように、ウェットブラスト加工によれば、他の加工方法と比べて、粒径の小さい研磨材を一様に投射することを比較的容易に行なうことが可能であることから、均一性に優れた加工面を得ることができる。

【0104】

具体的には、ウェットブラスト加工の条件として、次のパラメータを調整することによって、１５種類の異なる表面を有する円筒状基体１０のサンプルを用意した。

【0105】

研磨材材質・粒径：Ａ（アランダム(褐色溶解アルミナ))＃３２０〜＃４０００
研磨材濃度：１０〜１８％
投射エア圧：０．１０〜０．３５ＭＰａ
投射距離（ワーク中心とブラストヘッド間距離）：２０〜３００ｍｍ
投射時間：１〜６０秒間
ワーク回転数：１２０〜１８０ｒｐｍ
なお、異なる研磨材材質・粒径を用いることによってＳａｌの値を調整するとともに、投射エア圧、投射距離および投射時間（１〜６０秒間）を変化させることによって、Ｓｔｒの値を調整した。

【0106】

そして、ウェットブラストを行なった後に、表面に残存している残渣を洗浄して除去することによって、円筒状基体１０を用意した。

【0107】

このようにして用意された円筒状基体１０を、図２に示すプラズマＣＶＤ装置にセットして、表１に示す条件で、円筒状基体１０の表面に、電荷注入阻止層１１ａ、光導電層１１ｂ、および表面層１２を形成した。

【0108】

【表1】

【0109】

表１におけるＢ_２Ｈ_６およびＮＯ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（走査型電子顕微鏡）およびＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）で分析することにより行なった。各層の具体的な構成は次の通りである。

【0110】

＜電荷注入阻止層＞
電荷注入阻止層１１ａは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を加えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）を含有させたものである。

【0111】

電荷注入阻止層１１ａの膜厚は５μｍとした。

【0112】

＜光導電層＞
光導電層１１ｂは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）などを加えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）を含有させたものである。

【0113】

光導電層１１ｂの膜厚は１４μｍとした。

【0114】

＜表面層＞
表面層１２は、アモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）とアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）とを積層した構成である。

【0115】

表面層１２の膜厚は計１．２μｍとし、表面層第３層の膜厚は０．２μｍとした。

【0116】

ここで、表面層１２の表面粗さを変更させることによって、電子写真感光体１のサンプル１〜１５を作製した。

【0117】

以上のようにして得られた電子写真感光体１のサンプル１〜１５について、表面層１２の表面性状を測定した。

【0118】

当該測定は、オリンパス株式会社製３次元測定レーザ顕微鏡ＯＬＳ４１００により、ＩＳＯ２５１７８に準拠した３次元粗さパラメータにて表面形状の評価を実施した。測定条件として、倍率５０倍のレンズを使用し、２６０μｍ×２６１μｍの範囲を高速測定モードにて測定した。測定対象が円筒形状であるため、補正はＸＹ方向曲率補正を実施した。それに加えて、旋削加工の周期スジ影響を消すために、中心波長λｃ＝０．０８０ｍｍのフィルタ補正を展開し、各パラメータを算出した。なお、ここでの測定結果は、電子写真感光体１の、円筒状基体１０の軸方向中央部において、１００ｍｍの範囲内の５箇所の測定結果の算術平均である。

【0119】

各サンプルのＳｔｒおよびＳａｌについては、後述する表２に示す通りである。

【0120】

次いで、作製した電子写真感光体１の各サンプルを、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のカラー複合機ＴＡＳＫａｌｆａ ３５５０ｃｉ改造装置に組み込み、それぞれのサンプルについて、６０万枚（６００Ｋ）連続印刷時における電子写真感光体１の表面層１２のＳａ減少率（％）、電子写真感光体１の周辺部材であるクリーニングブレード１１６Ａの傷の評価、帯電ローラの表面汚染状態の観察による画像特性の評価を行なった。そして、それらの個別特性を踏まえた総合的な評価である総合評価を行なった。

【0121】

上述のそれぞれの個別特性の評価は次の条件にて行なった。すなわち、室温２３℃および相対湿度６０％の評価環境下において、２０万枚連続印刷を行なった時点、４０万枚連続印刷した時点、および６０万枚連続印刷した各時点において、電子写真感光体１の表面性状の上記レーザ顕微鏡による測定、クリーニングブレード１１６Ａのエッジ部の傷の有無、帯電ローラの表面汚染状態の拡大鏡（２０倍）による観察、を行なった。

【0122】

ここで、Ｓａ減少率（％）とは、電子写真感光体１の表面層のＳａの値が印刷を行う前の初期値から減少した割合を示すものであって、例えば７０％と記載している場合には印刷前の状態に対してＳａの値が３０％になっていることを意味する。なお、Ｓａ減少率（％）のデータにおいて、※印を付している値は、２０万枚（２００Ｋ）連続印刷時における電子写真感光体１の表面層１２のＳａ減少率（％）を示している。

【0123】

また、クリーニングブレード１１６Ａの破損モードについては次の通りである。評価Ａは、２０万枚（２００Ｋ）連続印刷の結果、クリーニングブレード１１６Ａに多少の破損が見られたことを示す。評価Ｂとは、１０００枚以下の少数印刷の時点で、クリーニングブレード１１６Ａに明らかな破損が見られたことを示す。

【0124】

評価結果について、表２に示す。

【0125】

【表2】

【0126】

表２において、◎は優れた特性を有する、○は好ましい特性を有する、△は要求レベルの特性を有する、×は要求レベルの特性を充足しない、ことを示す。

【0127】

すなわち、表２の結果から次のことが分かった。
電子写真感光体１は、Ｓａｌの値に起因して初期不良が生じた場合（サンプル１４および１５）を除き、Ｓｔｒの値が０．６７以上の場合（サンプル２，３，５，６，８，９，１１および１２）には、優れた効果を奏することが分かった。その中でも、Ｓｔｒの値が０．７９以上の場合（サンプル３，６，９および１２）には、より優れた効果を奏することが分かった。

【0128】

これらの実験データによると、Ｓｔｒの値が所定以上であれば、表面層１２の表面形状は均一性の高い凹凸を備えることによって、耐久使用時において、表面が徐々に磨耗しても表面粗さを一定範囲内に維持し続けることが可能である。その結果、表面層１２とクリーニングブレード１１６Ａとの間の摩擦抵抗の増大を効果的に抑制し続けることができる。これにより、クリーニングブレード１１６Ａの欠損を抑制することができ、印画した画像の異常スジなどの画像欠陥を低減することができたものと考えられる。なお、サンプル１４および１５において初期不良が生じた原因としては、Ｓａｌの値が大きい場合には、周辺部材であるクリーニングブレードなどとの摩擦抵抗が大きく、クリーニングブレード１１６Ａの欠損が生じたものと考えられる。

【0129】

また、Ｓｔｒの値が０．６７以上の条件下において、さらに次のことが分かった。すなわち、Ｓａｌの値が１０．３μｍ以下の場合（サンプル２，３，５，６，８，９，１１および１２）には、優れた効果を奏することが分かった。これらの実験データによると、Ｓａｌが所定値よりも小さい場合には、電子写真感光体１の表面層１２とクリーニングブレード１１６Ａとの間の摩擦抵抗を低減することができ、クリーニングブレード１１６Ａの欠損が抑制されることによって、優れた耐久特性を得ることができたと考えられる。また、Ｓａｌの値が０．９μｍ以上の場合には（サンプル２，３，５，６，８，９，１１および１２）、優れた効果を奏することが分かった。さらに、Ｓａｌの値が１．６μｍ以上の場合（サンプル５，６，８，９，１１および１２）には、より優れた効果を奏することが分かった。これらの実験データによると、Ｓａｌが所定値よりも大きい場合には、電子写真感光体１の表面層１２の磨耗が低減され、クリーニングブレード１１６Ａの欠損が抑制されることによって、優れた耐久特性を得ることができたと考えられる。

【0130】

なお、本発明は上述の実施形態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や変更ができることは言うまでもない。

【0131】

例えば、上述の実施形態において、円筒状基体１０と、電荷注入阻止層１１ａと、光導電層１１ｂと、を別々の構成要素として説明したが、これに代えて、円筒状基体１０の少なくとも表面が電荷注入阻止特性を備えるようにしてもよい。これによれば、別途電荷注入阻止層１１ａを設けることなく、円筒状基体１０それ自体によって、円筒状基体１０から光導電層１１ｂへのキャリア（電子）の注入を阻止する役割を有することができる。

【符号の説明】

【0132】

１ 電子写真感光体
２ プラズマＣＶＤ装置
３ 支持体
４ 真空反応室
５ 回転手段
６ 原料ガス供給手段
７ 排気手段
１０ 円筒状基体
１１ 感光層
１１ａ 電荷注入阻止層
１１ｂ 光導電層
１２ 表面層
３０ フランジ部
３１ 導電性支柱
３２ 絶縁材
３３ 導板
３４ 直流電源
３５ 制御部
３６ セラミックパイプ
３７ ヒータ
３８ ダミー基体
３８Ａ 下ダミー基体
３８Ｂ 中間ダミー基体
３８Ｃ 上ダミー基体
４０ 円筒状電極
４１，４２ プレート
４３，４４ 絶縁部材
４２Ａ，４４Ａ ガス排出口
４５ａ，４５ｂ ガス導入口
４６ ガス吹き出し孔
４９ 圧力計
５０ 回転モータ
５１ 回転力伝達機構
５２ 回転導入端子
５３ 絶縁軸部材
５４ 絶縁平板
６０〜６３ 原料ガスタンク
６４ ドーパント専用ガスタンク
６０Ａ〜６４Ａ，６５ａ，６５ｂ 配管
６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃ バルブ
６０Ｄ〜６４Ｄ マスフローコントローラ
７１ メカニカルブースタポンプ
７２ ロータリーポンプ
１００ 画像形成装置
１１１ 帯電器
１１２ 露光器
１１３ 現像器
１１３Ａ 磁気ローラ
１１４ 転写器
１１４Ａ 転写用チャージャ
１１４Ｂ 分離用チャージャ
１１５ 定着器
１１５Ａ，１１５Ｂ 定着ローラ
１１６ クリーニング器
１１６Ａ クリーニングブレード
１１７ 除電器
Ｐ 記録媒体
Ｔ 現像剤

【図1】

【図2】

【図3】