本発明に係る画像形成装置1について、図 1ないし図4を参照しつつ説明する。

 画像形成装置1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る。画像形成 装置1は、電子写真感光体10と、帯電器11と、� ��光器12と、現像器13と、転写器14と、定着器1 5と、クリーニング器16と、除電器17とを備え� ��いる。

 帯電器11は、電子写真感光体10を正極性ま たは負極性に帯電する機能を有するものであ 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11は、� ��触型帯電器を採用して説明するが、これに� ��えて、非接触型帯電器を採用してもよい。� ��触型帯電器は、電子写真感光体10を押圧す� �ように配置されており、例えば芯金を導電� �ゴムおよびPVDF(ポリフッ化ビニリデン)によ� �て被覆することにより構成されている。非� �触型帯電器は、電子写真感光体10とは離間し て配置されており、例えば放電ワイヤを有す る構成とされている。

 露光器12は、電子写真感光体10に静電潜像 を形成する機能を有するものである。具体的 には、露光器12は、画像信号に応じて特定波� ��(例えば650nm以上780nm以下)の露光光を電子写� ��感光体10に照射することにより、帯電状態� �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素子を配列させ� ��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� �子に代えてレーザ光を出射可能なものを使� �することもできる。つまり、LEDヘッドなど� �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機能を有する 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)TNを磁気的に保持する磁気ロ ーラ13Aを備えている。

 現像剤TN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� ��TNとしては、例えば、磁性キャリアおよび� �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� �挙げられる。

 磁気ローラ13Aは、電子写真感光体10の表� �(現像領域)に現像剤を搬送する機能を有する ものである。磁気ローラ13Aは、現像器13にお� ��て摩擦帯電した現像剤TNを一定の穂長に調� �された磁気ブラシの形で搬送する。この搬� �された現像剤TNは、電子写真感光体10の現像� ��域において、静電潜像との静電引力により� ��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� �、正規現像により画像形成が行われる場合� �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� ��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� �現像方式を採用しているが、液体現像剤を� �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� ��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機能を� ��するものである。本実施形態における転写� ��14は、転写用チャージャ14Aおよび分離用チ� �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� ��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� �、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� �面が交流帯電させられ、記録媒体Pが電子写� ��感光体10の表面から速やかに分離させられ� �。

 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� ��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� ��像を記録媒体Pに定着させる機能を有するも のであり、一対の定着ローラ15A,15Bを備えて� �る。定着ローラ15A,15Bは、例えば金属ローラ� ��にフッ素樹脂などで表面被覆したものとさ� ��ている。定着器15では、一対の定着ローラ15 A,15B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り、記 録媒体Pにトナー像を定着させることができ� �。

 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機能を有す るものであり、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� ��る機能を有するものである。クリーニング� ��レード16Aは、例えばポリウレタン樹脂を主� ��分としたゴム材料などにより所望の弾性を� ��する構造とされている。

 除電器17は、電子写真感光体10の表面電荷 を除去する機能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� �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の表面における軸方向全� ��を光照射することにより、電子写真感光体1 0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に示したように、電子写真感光体1は� �基体18の外周面上に感光層19を形成したもの� ��ある。

 基体18は、電子写真感光体1の支持母体とし� ��の機能を有するものであり、少なくとも表� ��において導電性を有している。本実施形態� ��おける基体18の形状は円筒状であるが、こ� �には限られず、例えば無端ベルト状として� �よい。基体18は、金属材料あるいは該金属材 料を含む合金材料により、実質的に全体が導 電性を有するものとして形成されている。金 属材料としては、アルミニウム(Al)、ステン� �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� �(Sn)、金(Au)、および銀(Ag)などが挙げられる� �また、基体18は、絶縁体の表面に導電性膜を 被着した構成としてもよい。絶縁体の構成材 料としては、例えば、樹脂、ガラス、および セラミックスなどの絶縁材料が挙げられる。 導電性膜の構成材料としては、例えば、上述 の金属材料および合金材料と、ITO(Indium Tin O xide)およびSnO ₂ などの透明導電性材料とが挙げられる。この ような構造の基体18としては、軽量化および� ��コスト化の観点から、構成材料としてAl系� �料を採用したものが好ましく、中でも全体� �Al系材料を採用したものがより好ましい。Al� ��材料としては、Al-Mn系合金、Al-Mg系合金、お よびAl-Mg-Si系合金などが挙げられる。なお、A l系材料を採用してなる基体18は、該基体18の� ��周面上に形成される感光層19をa-Si系材料に� ��り形成する場合に、基体18と感光層19との密 着性(ひいては信頼性)を高めるうえで好適で� ��る。

 基体18における感光層19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、鏡面加工および線状溝加工などが挙 げられる。

 感光層19は、基体18の外周面18a上に形成さ れている。感光層19の厚みは、例えば15μm以� �120μm以下に設定されている。感光層19の厚み を15μm以上にすると、長波長光吸収層などを� ��けなくても記録画像における干渉縞を低減� ��ることができ、感光層19の厚みを120μm以下� �すると、応力に起因して基体18から感光層19� ��剥がれてしまうのを適切に抑制することが� ��きる。

 本実施形態において感光層19は、電荷注� �阻止層19Aと、光導電層19Bと、表面層19Cとを� �次積層形成したものである。

 電荷注入阻止層19Aは、基体18側からの電荷� �光導電層19B側に注入されるのを阻止する機� �を有するものである。電荷注入阻止層19Aは� �シリコンを主体とする非単結晶材料により� �成されている。非単結晶材料とは、多結晶� �微結晶、および非晶質のうちの少なくとも� �つの部分を含む材料を意味している。例え� �、電荷注入阻止層19Aをアモルファスシリコ� �(a-Si)系材料により形成する場合、原料ガス� �しては、SiH ₄ (シランガス)などのSi含有ガスと、B ₂ H ₆ などのドーパント含有ガスと、水素(H ₂ )およびヘリウム(He)などの希釈ガスとを混合� ��てなる混合ガスなどが挙げられる。

 電荷注入阻止層19Aは、エネルギ障壁をよ� ��適切に形成する観点から、周期律表第13族� �素(以下「第13族元素」と略す)および周期律� ��第15族元素(以下「第15族元素」と略す)の少� ��くとも一方を含んでいてもよい。また、電� ��注入阻止層19Aは、電気伝導度をより小さく� ��る観点から、炭素(C)および酸素(O)などの元� ��を含んでいてもよい。電荷注入阻止層19Aに� ��まれる第13族元素あるいは第15族元素は、該 電荷注入阻止層19A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18の表� ��に平行な面内方向において実質的に均一に� ��布されているのが好ましい。

 電荷注入阻止層19A対して第13族元素およ� �第15族元素を炭素(C)、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� ��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� ��。また、電荷注入阻止層19Aに対して炭素(C)� ��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� �は0.01ppm以上100ppm以下となるように調整され� ��。なお、原料ガスにおける第13属元素ある� �は第15属元素の含有量を経時的に変化させる ことにより、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場合には、光 導電層19Bにおける第13族元素あるいは第15族� �素の含有量は、光導電層19Bの全体における� �均含有量が上記範囲内であればよい。

 第13族元素としては、硼素(B)、アルミニウ� �(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウ� �(Tl)などが挙げられ、中でもCVD法による成膜� ��のドーピング濃度の制御容易性の観点から� ��素が特に好ましい。電荷注入阻止層19Aに第1 3族元素を導入するための原料としては、例� �ば、B ₂ H ₆ 、B ₄ H ₁₀ 、B ₅ H ₉ 、B ₅ H ₁₁ 、B ₆ H ₁₀ 、B ₆ H ₁₂ 、およびB ₆ H 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。

 第15族元素としては、リン(P)、砒素(As)、ア� ��チモン(Sb)、ビスマス(Bi)などが挙げられ、� �でも電荷注入阻止層19Aを構成する非単結晶� �料の主体であるシリコンとの原子径の差に� �因する格子の歪みを低減する観点から、リ� �が特に好ましい。電荷注入阻止層19A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 ₂ H 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。

 電荷注入阻止層19Aには、炭素、酸素、お� ��び窒素のうちの少なくとも1種の元素を添加 してもよい。この添加元素は、電荷注入阻止 層19A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18側における添加元素の濃度が大き� ��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� ��特性の均一化を図る観点から、基体18の表� �に平行な面内方向において実質的に均一に� �布されているのが好ましい。

 電荷注入阻止層19Aの厚さは、所望の電子� ��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。電荷注� �阻止層19Aの厚さが0.1μm未満であると、基体18 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、電荷注入阻止層19Aの厚 さが10μmを超えると、残留電荷が発生してし� ��う場合がある。

 光導電層19Bは、レーザ光などの光照射に� ��ってキャリアを発生させる機能を有するも� ��である。光導電層19Bは、シリコンを主体と� ��る非単結晶材料により構成されている。光� ��電層19Bが微結晶シリコンを含んでなる場合� ��、暗導電率あるいは光導電率を高めること� ��できるため、光導電層19Bの設計自由度を高� ��ることができる。このような微結晶シリコ� ��は、成膜条件を変えることによって形成す� ��ことができ、例えばグロー放電分解法を採� ��する場合、基体18の温度および直流パルス� �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することができ る。

 光導電層19Bは、特定波長における光吸収係� ��α(cm ^-1 )との関係において下記数式1を満たす特性エ� ��ルギE(eV)に関し、露光波長に対する特性エ� �ルギE1が、除電波長に対する特性エネルギE2( eV)よりも大きくされている。

 光導電層19Bは、露光波長に対する特性エ� ��ルギE1が、例えば0.09eVより大きく0.16eV以下� �好ましくは0.10eV以上0.14eV以下とされている� �光導電層19Bはさらに、除電波長に対する特� �エネルギE2が、例えば0.09eV以下、好ましくは 0.07eV以下とされている。なお、光導電層19Bの 製膜条件、例えば使用する水素ガスの流量や 基板の温度を考慮した場合には、除電波長に 対する特性エネルギE2は0.06eV以上に設定する� ��が好ましい。

 光導電層19Bは、シリコンの未結合手を補償� ��る観点から、水素およびハロゲン元素の少� ��くとも一方を含むのが好ましい。光導電層1 9Bが含有する水素およびハロゲン元素の総和� ��、シリコンと水素とハロゲン元素との総和� ��対して1原子%以上40原子%以下とされるのが� �ましい。光導電層19Bにシリコンを導入する� �めの原料としては、SiH ₄ 、Si ₂ H ₆ 、Si ₃ H ₈ 、Si ₄ H ₁₀ などの水素化珪素(シラン類)が挙げられ、中� ��もシリコンの供給効率あるいは取扱い容易� ��などの観点からSiH ₄ およびSi ₂ H ₆ が特に好ましい。光導電層19B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 ₂ F ₆ などが挙げられる。なお、光導電層19B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� ��い。光導電層19Bにおける水素あるいはハロ� ��ン元素の含有量を制御するには、例えば、� ��体18の温度、光導電層19Bに各元素を導入す� �ための原料の供給量、あるいは放電電力な� �を調整すればよい。

 光導電層19Bは、暗導電率などの電気的特� ��あるいは光学的バンドギャップについて所� ��の特性を得るべく、第13族元素および第15族 元素の少なくとも一方を含んでいてもよい。 また、光導電層19Bは、上述の特性を調整すべ く、炭素(C)および酸素(O)などの元素を含んで いてもよい。光導電層19Bに含まれる第13族元� ��あるいは第15族元素は、該光導電層19B中に� �質的に均一に分布されていてもよいし、層� �方向において不均一に分布されている部位� �有していてもよいが、光感度を高める観点� �ら、基体18側の端部領域が表面層19C側(基体18 とは反対側)の端部領域より濃度が小さくな� �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� �特性の均一化を図る観点から、基体18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19B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、光導電層19B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属元� ��あるいは第15属元素の含有量を経時的に変� �させることにより、これらの元素の濃度に� �いて層厚方向にわたって勾配を設ける場合� �は、光導電層19B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19Bの全体に� ��ける平均含有量が上記範囲内であればよい� ��

 光導電層19Bには、炭素、酸素、および窒素� ��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19B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19Bの厚さは、所望の電子写真特� ��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19B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� �場合があり、光導電層19Bの厚さが100μmを超� �ると、不必要に形成時間が長くなり、製造� �ストの増大に繋がってしまう場合がある。

 表面層19Cは、主として電子写真感光体10の� �湿性、繰り返し使用特性、電気的耐圧性、� �用環境特性、あるいは耐久性を高める機能� �有するものである。表面層19Cは、シリコン� �よび炭素の少なくとも一方を主体とする非� �結晶材料により構成されている。また、表� �層19Cは、電子写真感光体10に照射されるレー ザ光などの光が不適切に吸収されることのな いように、照射される光に対して充分広い光 学バンドギャップを有している。さらに、表 面層19Cは、画像形成における静電潜像を保持 し得る抵抗値(一般的には10 ¹¹ ω・cm以上)を有するように構成されている。

 表面層19Cをa-SiC系により形成する場合、原� �ガスとしては、SiH ₄ (シランガス)などのSi含有ガスと、CH ₄ などのC含有ガスとを混合してなる混合ガス� �挙げられる。この原料ガスにおけるSiとCと� �組成比については、連続的あるいは間欠的� �変化させてもよい。例えば、Cの比率が高く� ��るほど成膜速度が遅くなる傾向があるため� ��表面層19Cにおける光導電層19Bに近い部分に� ��いてはC比率が低くなるようにしつつ、自由 表面側についてはC比率が高くなるように表� �層19Cを形成してもよい。

 また、表面層19Cは、光導電層19B側(界面側)� �位置し、水素化アモルファスシリコンカー� �イト(a-Si _1-x C _x :H)におけるX値(炭素比率)が0を超えて0.8未満� �第1SiC層と、該X値(炭素比率)が0.95以上1.0未満 の第2SiC層と積層してなる2層構造としてもよ� ��。第1SiC層の膜厚は、耐圧、残留電位、ある いは膜強度などの観点から、通常0.1μm以上2.0 μm以下、好適には0.2μm以上1.0μm以下、最適に は0.3μm以上0.8μm以下に設定される。第2SiC層� �膜厚は、耐圧、残留電位、膜強度、あるい� �寿命(耐摩耗性)などの観点から、通常0.01μm� �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以下に設定される。

 一方、表面層19Cをa-C系材料により形成する� ��合、原料ガスとしては、C ₂ H ₂ (アセチレンガス)およびCH ₄ (メタンガス)などのC含有ガスが挙げられる。 この場合における表面層19Cの膜厚は、通常0.1 μm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以下に設定される。 このように、表面層19Cをa-C系材料により形成 する場合は、Si-O結合に比べてC-O結合の結合� �ネルギが相対的に小さいため、表面層19Cをa- Si系材料により形成する場合に比べて、表面� ��19Cの表面が酸化するのをより確実に抑制す� ��ことができる。つまり、表面層19Cをa-C系材� ��により形成する場合は、印刷時のコロナ放� ��により発生するオゾンなどに起因して、表� ��層19Cの表面が酸化されるのをより適切に抑� ��することができ、ひいては高温高湿環境下� ��どにおける画像流れの発生をより適切に抑� ��することができる。

 表面層19Cは、シリコンの未結合手を補償� ��る観点から、水素およびハロゲン元素の少� ��くとも一方を含むのが好ましい。表面層19C� ��おける水素の含有量は、構成元素の総和に� ��して1原子%以上70原子%以下(好適には1原子%� �上45原子%以下)とされるのが好ましい。表面� ��19Cにおける水素の含有量が1原子%未満であ� �と、水素を含有させることによる効果を充� �に得ることができない場合があり、表面層19 C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� �電荷のトラップを充分に抑制できない(ひい� ��は残留電位に起因する画像不良の発生を充� ��に抑制できない)場合がある。

 表面層19Cの厚さは、耐久性あるいは残留� ��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。� ��面層19Cの厚さが0.2μm未満であると、耐刷に� ��る画像キズあるいは画像濃度ムラの発生を� ��分に抑制できない場合があり、表面層19Cの� ��さが1.5μmを超えると、残留電位に起因する� ��像不良の発生を適切に抑制できない場合が� ��る。

 図3は、電子写真感光体10における電荷注� ��阻止層19A、光導電層19Bおよび表面層19Cを形� ��するプラズマCVD装置2の一例を示す模式図で ある。

 プラズマCVD装置2は、反応室20と、支持機� ��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18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� ��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� �するとともに、第1導体としての機能を有す� ��ものである。本実施形態に係る円筒状電極2 1は、基体18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� ��ト22,23に接合されている。本実施形態にお� �る円筒状電極21は、支持機構30に支持させた� ��体18と円筒状電極21との離間距離が10mm以上10 0mm以下となるように形成されている。これは 、基体18と円筒状電極21との距離が10mmよりも� ��さくなると、基体18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 18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2が必要以上に大き� �なってしまい単位設置面積当たりの生産性� �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� �のガス吹き出し孔21bを有しており、その一� �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� ��は別の基準電源に接続する構成としてもよ� ��。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� �。

 ガス導入口21aは、洗浄ガスおよび原料ガ� ��を反応室20に導入するための開口であり、� �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2 1の内部に導入された洗浄ガスおよび原料ガ� �を基体18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� �および配置については、適宜変更可能であ� �。

 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� ��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18と同様� �導電性材料により形成されているが、その� �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� ��るのが防止されている。なお、防着板26は� �基体18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� ��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18と同様の導電性材料により形� ��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� �レート23との間にアーク放電が発生するのを 抑制する機能を有するものである。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)、� �機絶縁材料(セラミックス、石英、サファイ� ��など)、あるいは合成樹脂絶縁材料(フッ素� �脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレ� �タレート、ポリエステル、ポリエチレン、� �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。ただし、絶縁部材25は、成膜体の内� ��応力および成膜時の温度上昇に伴って生じ� ��バイメタル効果に起因する応力により反り� ��発生して使用できなくなるのを防止するた� ��に、一定以上の厚みを有するものとして形� ��されている。例えば、絶縁部材25をフッ素� �脂(熱膨張率3×10 ^-5 /K以上10×10 ⁵ /K以下)により形成する場合には、絶縁部材25� ��厚みは10mm以上に設定される。このような範 囲に絶縁部材25の厚みを設定した場合には、� ��縁部材25と基体18に成膜される10μm以上30μm� �下のa-Si膜との界面に発生する応力に起因す� ��そり量が、水平方向(基体18の軸方向に略直� ��する半径方向)の長さ200mmに対して、水平方� ��における端部と中央部との軸方向における� ��さの差で1mm以下とすることができ、絶縁部� ��25を繰り返し使用することが可能となる。

 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 排出する機能を有するものであり、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機能を有するもので あり、公知の種々のものを使用することがで きる。

 支持機構30は、基体18を支持するとともに 、第2導体としての機能を有するものである� �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18を支� ��することができる長さ(寸法)に形成されて� �り、支持体31が導電性支柱32に対して着脱自� ��とされている。このような構成によると、� ��持した2つの基体18の表面に直接触れること� ��く、反応室20に対して2つの基体18の出し入� �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� �の部材であり、基体18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� �材であり、基体18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� �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� ��間の電気的絶縁性を確保する機能を有する� ��のであり、反応室20の略中央において導電� �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機能を有するもの であり、導板32aを介して導電性支柱32に接続� ��れている。

 制御部42は、直流電源41の動作を制御する 機能を有するものであり、該直流電源41に接� ��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� �パルス状の直流電圧(図4参照)を印加するこ� �ができるように構成されている。

 温度制御機構50は、基体18の温度を制御す る機能を有するものであり、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� �導性を確保する機能を有するものであり、� �電性支柱32の内部に収容されている。

 ヒータ52は、基体18を加熱する機能を有す るものであり、導電性支柱32の内部に収容さ� ��ている。基体18の温度制御は、例えば支持� �31あるいは導電性支柱32に熱電対(図示せず)� �取り付け、そのモニタ結果に基づいてヒー� �52をオン/オフ制御することにより行われる� �基体18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� ��ートリッジヒータが挙げられる。

 回転機構60は、支持体31を回転させる機能 を有するものであり、回転モータ61と、回転� ��入端子62と、絶縁軸部材63と、絶縁平板64と� ��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� ��基体18が回転させられるために、原料ガス� �分解成分を基体18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18に回転力を付与す る機能を有するものである。回転モータ61は� ��例えば基体18を1rpm以上10rpm以下の一定の回� �数で回転させるように動作制御される。回� �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機能を有 するものである。このような回転導入端子62� ��しては、回転軸を二重もしくは三重構造と� ��てオイルシールあるいはメカニカルシール� ��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、回転モータ61からの回転力を支持機構30� ��伝達する機能を有するものであり、例えば� ��縁部材25と同様の絶縁材料により形成され� �いる。ここで、絶縁軸部材63の外径は、成膜 時において、支持体31の外径(後述する上ダミ ー基体D3の内径)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 る基体18の温度が200℃以上400℃以下に設定さ� ��る場合、絶縁軸部材63の外径は、支持体31の 外径(後述する上ダミー基体D3の内径)よりも0. 1mm以上5mm以下、好適には3mm程度大きくなるよ うに設定される。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63の外径と支持体31 の外径(後述する上ダミー基体D3の内径)との� �は、0.6mm以上5.5mm以下に設定される。

 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 18へ付着するのを防止する機能を有するもの� ��ある。絶縁平板64は、上ダミー基体D3の内径 より大きな外径を有する円板状に形成されて いる。絶縁平板64の直径は、基体18の直径の1. 5倍以上3.0倍以下とされ、例えば基体18として 直径が30mmのものを用いる場合には、絶縁平� �64の直径は50mm程度とされる。このような絶� �平板64を設けた場合には、基体18に付着した� ��物に起因する異常放電を抑制することがで� ��るため、成膜欠陥の発生を抑制することが� ��きる。これにより、電子写真感光体10を形� �する際の歩留まりを向上させ、また電子写� �感光体10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。

 ガス供給機構70は、複数の原料ガスタン� �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� �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� �填されたものである。原料ガスとしては、� �えばSiH ₄ 、H ₂ 、B ₂ H 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� ��導入するガス成分の流量、組成およびガス� ��を調整する機能を有するものである。なお� ��ガス供給機構70においては、各原料ガスタ� �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� ��18に形成すべき膜の種類あるいは組成に応� �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機能を有す� �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� ��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� �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� ��を目的値に設定することができる。なお、� ��応室20の圧力は、例えば1.0Pa以上100Pa以下と� ��れる。

 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、電子写真感光体10(図2参� �)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2のプレート22を取� ��外した上で、複数の基体18(図面上は2つ)を� �持させた支持機構30を、反応室20の内部にセ� ��トし、再びプレート22を取り付ける。支持� �構30における2つの基体18の支持は、支持体31� ��フランジ部31a上において、下ダミー基体D1� �基体18、中間ダミー基体D2、基体18、および� �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� ��が導電性を有する構成のもの、あるいは絶� ��体の表面に導電性膜を形成した構成のもの� ��挙げられるが、中でも基体18と同様の構成� �ものが特に好ましい。下ダミー基体D1は、基 体18の高さ位置を調整する機能を有するもの� ��ある。中間ダミー基体D2は、隣接する基体18 の端部間にアーク放電が発生するのを抑制す る機能を有するものである。中間ダミー基体 D2としては、その長さがアーク放電の発生を� ��分に抑制できる長さ(例えば1cm以上)に設定� �れ、その外周面側角部が曲面加工(例えば曲� ��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、支持体31に堆積� �が形成されるのを抑制する機能を有するも� �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� ��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18を所定 温度に制御するとともに、排気機構80により� ��応室20を減圧する。基体18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� ��で昇温させた後、ヒータ52をオンあるいは� �フすることによって所定温度に維持される� �基体18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� �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� ��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� ��る。なお、反応室20の減圧は、例えば1×10 ^-3 Pa程度に至るまで行われる。

 次いで、基体18の温度を所定温度で維持� �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� �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� ��る。これにより、円筒状電極21と支持体31(� �体18)との間にグロー放電が発生して原料ガ� �が分解され、その分解成分が基体18の表面に 堆積されることとなる。排気機構80において� ��、圧力計27のモニタリングしつつ、メカニ� �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� �力を所定範囲(例えば1.0Pa以上100Pa以下)に維� �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� ��原料ガスの供給は、バルブ71B,72B,73B,74B,71C,72 C,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� ��、所望の組成および流量で、配管71A,72A,73A,7 4A,75およびガス導入口21aを介して円筒状電極2 1の内部に導入することにより行なわれる。� �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18に向� ��て吹き出される。そして、バルブ71B,72B,73B,7 4B,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� �間におけるパルス状直流電圧の印加は、円� �状電極21が接地されている場合、-3000V以上-50 V以下(好適には-3000V以上-500V以下)の負のパル� ��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� ��ている場合、基準電源により供給される電� ��V2を基準電位として、目的とする電位差δV(� ��えば-3000V以上-50V以下)となるように行われ� �。また、支持体31(基体18)に対して負のパル� �状電圧(図4参照)を印加する場合、基準電源� �より供給される電位V2は、例えば1500V以上1500 V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%� ��上90%以下となるように直流電源41を制御す� �。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18� ��円筒状電極21との間に電位差が生じた瞬間� �ら、次に電位差が生じた瞬間までの時間)に� ��ける電位差発生時間T1が占める時間割合と� �義される。例えば、duty比20%とは、パルス状� ��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� �る。以上のようにして、基体18の表面には、 電荷注入阻止層19A、光導電層19B、および表面 層19Cが順次積層形成される。

 本発明者は、上述のようなパルス状直流� ��圧を利用したプラズマCVD法を採用する場合� ��おいて、理由は定かではないが成膜レート� ��調整することにより、露光波長(例えば650nm� ��上780nm以下)に対する特性エネルギE1が除電� �長(例えば780nm以上)に対する特性エネルギE2� �りも大きな光導電層19Bを形成することが可� �であることを見出した。これは、成膜レー� �が低いと膜への物理的衝撃が小さくなり、� �果として特性エネルギが小さくなるからで� �ると推測される。つまり、高波長のため深� �まで光が到達する領域では特性エネルギを� �さく、低波長で深部まで光が到達し難い領� �では特性エネルギを大きくなるように、成� �レートを調整することにより、光導電層19B� �有する電子写真感光体10を得ることができる 。

 その一方で、本発明者は、露光波長に対す� ��特性エネルギE1よりも、除電波長に対する� �性エネルギE2のほうが、メモリ値に対して与 える影響が大きいことを見出した。
すなわち、上述のように、特性エネルギEの� �数は、バンドテイルに捕獲されるキャリア� �量と相関関係があり、指数関数裾と呼ばれ� �領域では、特性エネルギEの逆数(1/E)が大き� �ほど、バンドテイルに捕獲されるキャリア� �少なくすることができる。そのため、露光� �長に対する特性エネルギE1を除電波長に対す る特性エネルギE2よりも大きくすれば(除電波 長に対する特性エネルギE2の逆数(1/E2)を露光� ��長に対する特性エネルギE2の逆数(1/E1)より� �大きくすれば)、露光時に発生した残存キャ� ��アを除電時に効率よく発散させることがで� ��る。すなわち、光導電層19Bが露光波長に対� ��て比較的大きい特性エネルギE1を持ってい� �も、除電光により残存キャリアが発散され� �ため、次回の画像形成時までメモリが残存� �るのを抑制することができる。

 また、電子写真感光体10は、露光波長に� �する特性エネルギE1を比較的高くできるため 、光導電層19Bの成膜速度を高くする、あるい は、使用する原料ガスの量を少なくすること ができる。したがって、電子写真感光体10は� ��その生産性の面でも優れている。