JP2013109148A - Method for manufacturing electrophotographic photoreceptor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマCVD(plasma chemical vapor deposition)法によって電子写真感光体を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an electrophotographic photosensitive member by plasma CVD (plasma chemical vapor deposition).
従来、アモルファスシリコン(以下「a−Si」とも表記する。)を用いた電子写真感光体は、円筒状基体上に光導電層などの堆積膜を形成することにより製造されている。堆積膜の形成方法としては、RF帯の高周波を用いたグロー放電により堆積膜形成用の原料ガスを分解し、その分解生成物を円筒状基体に被着させる方法、いわゆるRFプラズマCVD法が広く採用されている。 Conventionally, an electrophotographic photoreceptor using amorphous silicon (hereinafter also referred to as “a-Si”) is manufactured by forming a deposited film such as a photoconductive layer on a cylindrical substrate. As a method for forming a deposited film, there is widely used a method in which a raw material gas for forming a deposited film is decomposed by glow discharge using high frequency in the RF band, and the decomposition product is deposited on a cylindrical substrate, so-called RF plasma CVD method. It has been adopted.
近年、電子写真装置の高画質化が強く要求されるようになってきており、これに対応して、堆積膜の均一性(堆積膜の膜厚および膜質の均一性)の改善が強く要求されている。 In recent years, there has been a strong demand for higher image quality of electrophotographic apparatuses, and in response to this, there has been a strong demand for improvements in the uniformity of deposited films (thickness of deposited films and uniformity of film quality). ing.
従来のRFプラズマCVD法では、周波数が高いため、波長に応じた定在波が生じてプラズマ中に電界の小さい部分ができたり、用いるプラズマCVD装置のインピーダンスの影響による伝搬ムラのためにプラズマが不均一になったりする場合があり、堆積膜の均一性を向上させるうえでの課題となっていた。 In the conventional RF plasma CVD method, since the frequency is high, a standing wave corresponding to the wavelength is generated, and a portion with a small electric field is formed in the plasma, or the plasma is generated due to uneven propagation due to the impedance of the plasma CVD apparatus used. In some cases, it becomes non-uniform, which is a problem in improving the uniformity of the deposited film.
特許文献1には、300kHz以下の周波数で正および負のいずれか一方のみの極性の矩形波の電圧を用いる技術が開示されている。特許文献1によれば、300kHz以下の低周波数とすることで、堆積膜の均一性が向上するとされている。
しかしながら、堆積膜の軸方向(円筒状基体の軸方向)の特性のムラに関しては、特許文献1に開示されている技術では、まだ改善の余地が残されているのが現状である。
However, regarding the unevenness in the characteristics of the deposited film in the axial direction (axial direction of the cylindrical substrate), there is still room for improvement in the technique disclosed in
図2は、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の電圧を柱状電極206と対向電極204との間に印加して、円筒状基体202A、202B上に堆積膜を形成するためのプラズマCVD装置の例を示す模式図である。柱状電極206は、円筒状基体202A、202Bおよび基体ホルダー203A、203Bからなっている。図2(a)は縦断面図であり、図2(b)は横断面図である。
FIG. 2 shows an example of a plasma CVD apparatus for applying a rectangular wave voltage having a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less between the
電源218から電力供給端子211を経由して柱状電極206に電力を供給し、柱状電極206と接地された対向電極204との間に放電を生起させる。この放電により、ガスブロック222から導入された堆積膜形成用の原料ガスを分解して堆積膜の形成を行う。
Power is supplied from the
このような方法で堆積膜の形成を行った場合、形成される堆積膜の軸方向の特性のムラに改善の余地がある。 When the deposited film is formed by such a method, there is room for improvement in the unevenness in the axial characteristics of the deposited film to be formed.
本発明の目的は、堆積膜の軸方向の特性のムラが抑制された電子写真感光体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing an electrophotographic photosensitive member in which unevenness in the axial characteristics of a deposited film is suppressed.
本発明者らは、堆積膜の軸方向の特性のムラを改善するために鋭意検討を行った。その結果、柱状電極206の電力供給端子211が接続されている端部領域(端部)の反対側の端部領域(端部)が電力の反射面として作用し、入射波とこの反射面からの反射波とが合成されることによる電力分布が、堆積膜の軸方向の特性のムラの原因であることをつきとめた。
The present inventors have intensively studied to improve the unevenness of the axial characteristics of the deposited film. As a result, the end region (end portion) opposite to the end region (end portion) to which the
例えば、図2に示すプラズマCVD装置において、電力供給端子211が接続されている端部領域(端部)の反対側の端部領域(端部)は開放端になっており、電磁波を強く反射する。入射波とこの開放端からの反射波とによる合成波が、堆積膜の軸方向の特性のムラの原因となるのである。
For example, in the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, the end region (end) opposite to the end region (end) to which the
本発明者らは、例えば図2に示すプラズマCVD装置においては、電力供給端子211が接続されている端部領域(端部)の反対側の端部領域(端部)にも電力供給端子を設置し、柱状電極206の両方の端部領域(端部)に電力を交互に供給することで、堆積膜の軸方向の特性のムラが改善されることを見出した。
For example, in the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, the present inventors also provide a power supply terminal in an end region (end) opposite to the end region (end) to which the
すなわち、本発明は、
(i)円筒状基体を含む柱状電極が内部に設置され、前記柱状電極に離間して対向する対向電極を内部に含む減圧可能な反応容器の内部に、堆積膜形成用の原料ガスを導入する工程と、
(ii)電源から前記柱状電極に電力を供給することで、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を前記対向電極と前記柱状電極との間に印加して、前記原料ガスを分解し、前記円筒状基体上に堆積膜を形成する工程と、
を有するプラズマCVD法によって電子写真感光体を製造する方法において、
前記工程(ii)において、前記柱状電極の一方の端部領域を経由する電力の供給と他方の端部領域を経由する電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
That is, the present invention
(I) A columnar electrode including a cylindrical substrate is installed therein, and a source gas for forming a deposited film is introduced into a pressure-reducible reaction vessel including a counter electrode spaced apart from and opposed to the columnar electrode. Process,
(Ii) By supplying power to the columnar electrode from a power source, a cross wave voltage having a frequency of 3 kHz to 300 kHz is applied between the counter electrode and the columnar electrode to decompose the source gas. Forming a deposited film on the cylindrical substrate;
In a method for producing an electrophotographic photosensitive member by a plasma CVD method having:
In the step (ii), switching between the supply of electric power via one end region of the columnar electrode and the supply of electric power via the other end region is performed at least once. It is a manufacturing method of a body.
また、本発明は、
(i)柱状電極を内部に含み、前記柱状電極に離間して対向する円筒状基体を含む対向電極が内部に設置された減圧可能な反応容器の内部に、堆積膜形成用の原料ガスを導入する工程と、
(ii)電源から前記柱状電極に電力を供給することで、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を前記対向電極と前記柱状電極との間に印加して、前記原料ガスを分解し、前記円筒状基体上に堆積膜を形成する工程と、
を有するプラズマCVD法によって電子写真感光体を製造する方法において、
前記工程(ii)において、前記柱状電極の一方の端部領域を経由する電力の供給と他方の端部領域を経由する電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
The present invention also provides:
(I) Introducing a source gas for forming a deposited film into a depressurizable reaction vessel that includes a columnar electrode therein and includes a counter electrode including a cylindrical substrate that is spaced apart and opposed to the columnar electrode. And a process of
(Ii) By supplying power to the columnar electrode from a power source, a cross wave voltage having a frequency of 3 kHz to 300 kHz is applied between the counter electrode and the columnar electrode to decompose the source gas. Forming a deposited film on the cylindrical substrate;
In a method for producing an electrophotographic photosensitive member by a plasma CVD method having:
In the step (ii), switching between the supply of electric power via one end region of the columnar electrode and the supply of electric power via the other end region is performed at least once. It is a manufacturing method of a body.
本発明の電子写真感光体の製造方法を用いることで、堆積膜の軸方向の特性のムラが抑制された電子写真感光体が製造可能となる。 By using the method for producing an electrophotographic photosensitive member of the present invention, an electrophotographic photosensitive member in which unevenness in the axial characteristics of the deposited film is suppressed can be produced.
図1は、本発明の電子写真感光体の製造方法を実施するための製造装置(プラズマCVD装置)の例を示す模式図である。図1(a)は縦断面図であり、図1(b)は横断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of a production apparatus (plasma CVD apparatus) for carrying out the method for producing an electrophotographic photosensitive member of the present invention. FIG. 1A is a longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a transverse sectional view.
周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の電圧を、円筒状基体102A、102Bおよび基体ホルダー103A、103Bを含む柱状電極106と、柱状電極106に離間して対向している対向電極104との間に印加して、円筒状基体102A、102B上に堆積膜を形成する。
A rectangular wave voltage having a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less is applied between the
電源118から、電力供給経路切り替え部119ならびに電力供給端子111Aもしくは電力供給端子111Bを経由して、柱状電極106に電力を供給し、柱状電極106と接地された対向電極104との間に放電を生起させる。
Power is supplied from the
本発明において、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えは、制御部121によって制御され、電力供給経路切り替え部119によって行われる。また、堆積膜を形成する工程(上記工程(ii))において、少なくとも1回は、電力供給経路の切り替えが行われる。
In the present invention, switching between the supply of power to the
電力供給端子111Aを経由して柱状電極106に電力の供給を行った場合においては、電力供給経路切り替え部119内の切り替え端子120Bが開放端となり、電力の反射面として作用する。入射波とこの反射面からの反射波とが合成されることによる電力分布が、堆積膜の軸方向の特性のムラを生じさせる。
When power is supplied to the
図3(a)は、電力供給端子111Aを経由して柱状電極106に電力の供給を行って堆積膜の形成を行った場合の、円筒状基体102A、102B上に形成された堆積膜の軸方向の特性(膜厚)のムラの例を示す図である。
FIG. 3A shows the axis of the deposited film formed on the
電力供給端子111Bを経由して柱状電極106に電力の供給を行った場合においては、電力供給経路切り替え部119内の切り替え端子120Aが開放端となり、電力の反射面として作用する。入射波とこの反射面からの反射波とが合成されることによる電力分布が、堆積膜の軸方向の特性のムラを生じさせる。
When power is supplied to the
図3(b)は、電力供給端子111Bを経由して柱状電極106に電力の供給を行って堆積膜の形成を行った場合の、円筒状基体102A、102B上に形成された堆積膜の軸方向の特性(膜厚)のムラの例を示す図である。
FIG. 3B shows the axis of the deposited film formed on the
図3(a)および(b)からわかるように、電力供給経路を逆にすると、堆積膜の軸方向の特性(膜厚)のムラの形状も逆転する。したがって、堆積膜を形成する工程において、少なくとも1回電力供給経路を切り替えることで、円筒状基体上に形成される堆積膜の軸方向の特性のムラを抑制し、堆積膜の軸方向の均一性を向上させることができる。 As can be seen from FIGS. 3A and 3B, when the power supply path is reversed, the shape of unevenness in the axial characteristic (film thickness) of the deposited film is also reversed. Therefore, in the step of forming the deposited film, the power supply path is switched at least once to suppress unevenness in the axial characteristics of the deposited film formed on the cylindrical substrate, and the uniformity of the deposited film in the axial direction. Can be improved.
本発明において、矩形波の交播電圧の周波数は、VLF帯からLF帯となる3kHz以上300kHz以下の範囲内にする。周波数が低くなりすぎると、アークやスパークなどの異常放電が発生しやすくなり、堆積膜の特性が局所的に低下しやすくなる。また、アークやスパークなどの異常放電が発生すると、微小な堆積膜の剥がれ(以下「膜剥がれ」とも表記する。)が生じやすくなる。堆積膜の特性が局所的に低下したり、微小な膜剥がれが生じたりすると、その部分は、電子写真感光体を電子写真装置に用いた際に画像欠陥として現れる。ここでいう画像欠陥とは、ベタ黒(黒色以外のトナーを用いた場合も、便宜上「ベタ黒」と表記する。)画像上に白い点となって現れるものや、ベタ白画像上に黒い点(黒色以外のトナーを用いた場合も、便宜上「黒い点」と表記する。)となって現れるものであり、いわゆる「ポチ」と呼ばれるものである。また、微小な膜剥がれが円筒状基体の近傍で生じた場合であっても、剥がれた膜片が円筒状基体に付着し、それが起点となって円筒状基体上で形成される堆積膜において膜欠陥を生じさせてしまい、やはり画像欠陥(ポチ)に繋がってしまう場合がある。ここでいう膜欠陥とは、微小なスパークによる電気的なダメージによって堆積膜の特性が局所的に低下した部分や、微小なスパークによって円筒状基体上に形成された堆積膜の微小な膜剥がれ部分や、剥がれた膜片が円筒状基体に付着することで生じる突起のことである。 In the present invention, the frequency of the cross wave voltage of the rectangular wave is set in the range from 3 kHz to 300 kHz, which is from the VLF band to the LF band. If the frequency is too low, abnormal discharge such as arc or spark tends to occur, and the characteristics of the deposited film tend to be locally deteriorated. In addition, when an abnormal discharge such as an arc or spark occurs, peeling of a minute deposited film (hereinafter also referred to as “film peeling”) tends to occur. When the characteristics of the deposited film are locally deteriorated or minute film peeling occurs, the portion appears as an image defect when the electrophotographic photosensitive member is used in an electrophotographic apparatus. The image defect referred to here is a solid black (for example, when a toner other than black is used, it is expressed as “solid black” for the sake of convenience). A white dot appears on the image, or a black dot appears on the solid white image. (When a toner other than black is used, it is expressed as a “black dot” for the sake of convenience.) This is what is called “pochi”. In addition, even in the case where minute film peeling occurs in the vicinity of the cylindrical substrate, the peeled film piece adheres to the cylindrical substrate, and the deposited film formed on the cylindrical substrate starts from it. In some cases, a film defect is generated, and this also leads to an image defect (pocket). The film defect mentioned here is a part where the characteristics of the deposited film are locally degraded due to electrical damage caused by minute sparks, or a minute film peeling part of the deposited film formed on the cylindrical substrate by minute sparks. Or it is a protrusion produced when the peeled film piece adheres to the cylindrical substrate.
一方、周波数が高くなりすぎると、波長に応じた定在波が生じてプラズマ中に電界の小さい部分ができたり、プラズマCVD装置のインピーダンスの影響による伝搬ムラのためにプラズマが不均一になったりして、堆積膜の均一性が低下しやすくなる。 On the other hand, if the frequency becomes too high, a standing wave corresponding to the wavelength is generated, and a portion with a small electric field is formed in the plasma, or the plasma becomes non-uniform due to uneven propagation due to the influence of the impedance of the plasma CVD apparatus. As a result, the uniformity of the deposited film tends to decrease.
本発明においては、電源118から柱状電極106に電力を供給することで、対向電極104に対する柱状電極106の電位が交互に正と負になるように、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を対向電極104と柱状電極106との間に印加することが好ましい。
In the present invention, by supplying electric power from the
正および負のいずれか一方の極性のみの矩形波の交播電圧を印加した場合、円筒状基体には主に正および負のいずれか一方の極性の荷電粒子のみが到達し、円筒状基体がチャージアップしてしまう場合がある。円筒状基体のチャージアップとは、より具体的には、堆積膜が形成された円筒状基体の表面(≒堆積膜の表面)のチャージアップである。このような円筒状基体のチャージアップは、円筒状基体の全体にわたって生じるものであるが、堆積膜の特性や堆積膜の表面形状の微小な差に起因して、チャージアップの程度は場所によって異なる。このため、円筒状基体では、チャージアップの程度の違いに起因した電界の違いが生じ、微小なスパークが発生しやすくなる。そのスパークの際の電気的なダメージによって、堆積膜の特性が局所的に低下したり、微小な膜剥れが生じたりする。微小な膜剥がれが生じた場合、その部分は、電子写真感光体を電子写真装置に用いた際に画像欠陥となって現れる。 When a cross wave voltage of only one of positive and negative polarity is applied, only charged particles of either positive or negative polarity reach the cylindrical substrate, and the cylindrical substrate You may be charged up. More specifically, the charge-up of the cylindrical substrate is a charge-up of the surface of the cylindrical substrate on which the deposited film is formed (≈the surface of the deposited film). Such charge-up of the cylindrical substrate occurs over the entire cylindrical substrate, but the degree of charge-up varies depending on the location due to minute differences in the characteristics of the deposited film and the surface shape of the deposited film. . For this reason, in a cylindrical base | substrate, the difference in an electric field resulting from the difference in the degree of charge-up arises, and it becomes easy to generate | occur | produce a minute spark. Due to the electrical damage at the time of the spark, the characteristics of the deposited film are locally deteriorated or minute film peeling occurs. When minute film peeling occurs, the portion appears as an image defect when the electrophotographic photosensitive member is used in an electrophotographic apparatus.
また、本発明においては、対向電極に対する柱状電極の電位が正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値および対向電極に対する柱状電極の電位が負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値の一方が放電維持電圧の絶対値未満の値であって、他方が放電開始電圧の絶対値以上の値であることが好ましい。 In the present invention, the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when the potential of the columnar electrode with respect to the counter electrode becomes positive, and between the counter electrode and the columnar electrode when the potential of the columnar electrode with respect to the counter electrode becomes negative. It is preferable that one of the absolute values of the potential difference is a value less than the absolute value of the discharge sustain voltage and the other is a value greater than or equal to the absolute value of the discharge start voltage.
対向電極に対する柱状電極の電位が正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値および負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値がともに放電開始電圧の絶対値以上の値であると、プラズマ中の荷電粒子(イオンや電子)が電界によって往復運動し、その往復運動の間に他の荷電粒子や中性活性種や原料ガスと二次反応を起こし、粉体状の物質となることがある。この粉体状の物質が堆積膜中に取り込まれてしまうと、堆積膜の特性を向上させるうえでの問題となることがある。 The absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when the potential of the columnar electrode with respect to the counter electrode becomes positive, and the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when both become negative are values greater than or equal to the absolute value of the discharge start voltage. In this case, the charged particles (ions and electrons) in the plasma reciprocate due to the electric field, and during the reciprocating movement, secondary reactions occur with other charged particles, neutral active species, and source gas, and May be a substance. If this powdery substance is taken into the deposited film, there may be a problem in improving the characteristics of the deposited film.
図4AおよびBは、矩形波の交播電圧を説明するための図である。
図4Aは、対向電極の電位をアース電位で一定とし、対向電極の電位に対する柱状電極(円筒状基体を含む柱状電極)の電位が交互に正と負になるように矩形波の交播電圧を対向電極と柱状電極との間に印加した場合の柱状電極の電位の変化を示す図である。図4Aの例では、対向電極の電位に対する柱状電極の電位が正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)となっており、負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)となっている。図4Aの例では、対向電極の電位を一定としているため、柱状電極の電位が図4Aに示すように矩形状に変化する。
4A and 4B are diagrams for explaining the cross-seeding voltage of a rectangular wave.
In FIG. 4A, the counter electrode potential is constant at the ground potential, and the cross wave voltage of the rectangular wave is set so that the potential of the columnar electrode (columnar electrode including the cylindrical substrate) with respect to the potential of the counter electrode is alternately positive and negative. It is a figure which shows the change of the electric potential of a columnar electrode at the time of applying between a counter electrode and a columnar electrode. In the example of FIG. 4A, the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when the potential of the columnar electrode with respect to the potential of the counter electrode becomes positive is a value (V1) that is less than the absolute value of the discharge sustaining voltage. The absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode is a value (V2) that is equal to or greater than the absolute value of the discharge start voltage. In the example of FIG. 4A, since the potential of the counter electrode is constant, the potential of the columnar electrode changes to a rectangular shape as shown in FIG. 4A.
図4A中のTは、矩形波の周期を表しており、矩形波の周波数(パルス周波数)によって決まる。本発明では、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波が用いられ、好ましくは、周波数10kHz以上100kHz以下の矩形波が用いられる。また、図4A中のt1は、上記対向電極と柱状電極の電位差の絶対値がV1となっている時間(期間)を表しており、t2は、上記対向電極と柱状電極の電位差の絶対値がV2となっている時間(期間)を表している。また、本発明では、t2をTで除した値(t2/T)をDuty比(%)と定義する。
図4Aの例では、Duty比を30%としている。
T in FIG. 4A represents the period of the rectangular wave and is determined by the frequency (pulse frequency) of the rectangular wave. In the present invention, a rectangular wave having a frequency of 3 kHz to 300 kHz is used, and a rectangular wave having a frequency of 10 kHz to 100 kHz is preferably used. Further, t1 in FIG. 4A represents a time (period) in which the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode is V1, and t2 represents the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode. The time (period) which is V2 is represented. In the present invention, a value obtained by dividing t2 by T (t2 / T) is defined as a duty ratio (%).
In the example of FIG. 4A, the duty ratio is 30%.
このような矩形波の交播電圧は、対向電極の電位に対する柱状電極の電位が正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値がV1となる電圧、および、対向電極の電位に対する柱状電極の電位が負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値がV2となる電圧を、DC電源から発生させて、スイッチ素子をON/OFF制御し、DC電源からの電圧を時分割パルス状にすることによって得ることができる。スイッチ素子としては、例えば、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラートランジスター)、MOSFETなどの半導体スイッチ素子を用いたものがある。これらのスイッチ素子によれば、Duty比や周波数を変化させることもできる。 Such a rectangular wave cross-seeding voltage is a voltage at which the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode becomes V1 when the potential of the columnar electrode with respect to the potential of the counter electrode is positive, and a columnar shape with respect to the potential of the counter electrode When the potential of the electrode becomes negative, a voltage at which the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode is V2 is generated from the DC power source, and the switch element is ON / OFF controlled, and the voltage from the DC power source is time-shared. It can be obtained by pulsing. Examples of the switch element include those using a semiconductor switch element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a MOSFET. According to these switch elements, the duty ratio and frequency can be changed.
図4A中のt2の期間では、対向電極104と柱状電極106の電位差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)となっているため、対向電極104と柱状電極106との間に放電が生起し、プラズマが生成される。プラズマ中の中性活性種および陽イオンが柱状電極106に到達し、柱状電極106に含まれる円筒状基体102A、102B上に堆積膜が形成される。この過程において、陽イオンが持つ正の電荷により、柱状電極106に含まれる円筒状基体102A、102Bは正電位にチャージアップする。なお、「プラズマが生成される」とは、対向電極と柱状電極との間に放電が生起し、原料ガスが電離して、荷電粒子(イオンや電子)が生成されることを意味している。
In the period t2 in FIG. 4A, the absolute value of the potential difference between the
次に、t1の期間になると、対向電極104と柱状電極106の電位差の絶対値が放電維持電圧の絶対値未満になるため、放電が消滅し、プラズマは維持できなくなる。しかしながら、t2の期間で生成された荷電粒子(イオンや電子)は、瞬時には消滅せずにt1の期間において徐々に減衰しながらしばらくの間は残存する。この状態は、一般にアフターグローと呼ばれ、新たに荷電粒子(イオンや電子)は生成されない。このアフターグローの寿命は、数十μ秒から数m秒程度である。アフターグローの寿命は、圧力によって変化する。圧力が高くなるほど、ガス分子などに衝突しやすくなるため、アフターグローの寿命は短くなる傾向である。
Next, in the period t1, since the absolute value of the potential difference between the
本例においては、アフターグローの状態で対向電極104の電位に対する柱状電極106の電位が正になるため、アフターグロー中の負の荷電粒子、すなわち電子および陰イオンが柱状電極106に到達する。この過程において、電子および陰イオンが持つ負の電荷により、柱状電極106に含まれる円筒状基体102A、102Bの正電位のチャージアップは緩和されることとなる。その結果、微小なスパークが抑制され、画像欠陥が抑制される。
In this example, since the potential of the
また、対向電極および柱状電極の一方の電位に対する他方の電位の差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値であるときに、柱状電極の一方の端部領域(端部)を経由する柱状電極への電力の供給(図1に示すプラズマCVD装置であれば、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給)と、柱状電極の他方の端部領域(端部)を経由する柱状電極への電力の供給(図1に示すプラズマCVD装置であれば、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給)との切り替えを行うことが好ましい。対向電極および柱状電極の一方の電位に対する他方の電位の差の絶対値が放電維持電圧の絶対値未満の値であるときに切り替えを行うということは、例えばアフターグローの状態で切り替えを行うということである。例えば、図1に示すプラズマCVD装置において、アフターグローの状態で切り替えを行った場合、柱状電極106に含まされる円筒状基体102A、102Bのチャージアップが十分に緩和されない場合がある。それは、切り替えが始まってから終わるまでの間、対向電極104と柱状電極106との間に電圧がかからないためである。その結果、微小なスパークは抑制されず、画像欠陥を十分に抑制することができない場合がある。
Further, when the absolute value of the difference between the potential of one of the counter electrode and the columnar electrode is equal to or greater than the absolute value of the discharge start voltage, it passes through one end region (end) of the columnar electrode. Supply power to the columnar electrode (power supply to the
また、図4Aにおいては、完全な矩形波を示しているが、一般的な市販電源では、矩形波のエッジ部になまりが生じたり、オーバーシュートによって若干鋭角状となったり、V1やV2になるときにリンギングが生じたりすることもある。このような場合でも、本発明の効果は得られる。 4A shows a complete rectangular wave. However, in a general commercial power source, the edge of the rectangular wave is rounded, slightly sharp due to overshoot, or V1 or V2. Sometimes ringing may occur. Even in such a case, the effect of the present invention can be obtained.
次に、放電開始電圧および放電維持電圧について詳細に述べる。
対向電極と柱状電極との間の放電は、対向電極と柱状電極との間にわずかながら存在している電子が電界によって正電位側に運ばれ、その途中でガス分子に衝突してこれを電離させて、電子とイオンを生成するα作用が継続することによって始まる。この電離を生じさせるためには、衝突時の電子のエネルギーが、ガス分子の電離エネルギー以上であることが必要となる。電子がガス分子に衝突する際のエネルギーは、電界が大きくなるほど、すなわち、対向電極と柱状電極との間に印加する電圧が大きくなるほど大きくなる。対向電極と柱状電極との間に印加する電圧を徐々に上げていき、電子がガス分子に衝突する際のエネルギーがガス分子の電離エネルギーに達すると、ガス分子の電離によって対向電極と柱状電極との間に存在する電子が増加して、衝突によるガス分子の電離が継続して起こることで放電が始まる。この放電が始まる時点の電圧を放電開始電圧という。
Next, the discharge start voltage and the discharge sustain voltage will be described in detail.
In the discharge between the counter electrode and the columnar electrode, a small amount of electrons existing between the counter electrode and the columnar electrode are carried to the positive potential side by the electric field, and collide with gas molecules on the way to ionize it. The α action that generates electrons and ions continues. In order to cause this ionization, the energy of electrons at the time of collision needs to be equal to or higher than the ionization energy of gas molecules. The energy when electrons collide with gas molecules increases as the electric field increases, that is, as the voltage applied between the counter electrode and the columnar electrode increases. The voltage applied between the counter electrode and the columnar electrode is gradually increased, and when the energy when the electrons collide with the gas molecule reaches the ionization energy of the gas molecule, the counter electrode and the columnar electrode are Electrons existing during the period increase, and gas molecules continue to be ionized due to collisions, thereby starting discharge. The voltage at the beginning of this discharge is called the discharge start voltage.
また、放電が開始した状態から、対向電極と柱状電極との間に印加する電圧を下げていくと、ある電圧よりも小さくなった時点で放電が維持できなくなる。放電が維持できる最低電圧を放電維持電圧という。放電維持電圧は、通常、放電開始電圧よりも低い。これは、放電が生起した状態では、放電が生起していない状態と比べて放電空間内の電子の数が多く、対向電極と柱状電極との間の印加電圧の絶対値が放電開始電圧の絶対値未満になっても、放電維持電圧の絶対値以上であれば、ガス分子を電離可能なエネルギーを持った電子が放電維持に必要な数以上存在するためである。 Further, if the voltage applied between the counter electrode and the columnar electrode is lowered from the state where the discharge is started, the discharge cannot be maintained when the voltage becomes lower than a certain voltage. The lowest voltage at which discharge can be maintained is called the discharge sustain voltage. The discharge sustaining voltage is usually lower than the discharge start voltage. This is because the number of electrons in the discharge space is larger in the state where the discharge occurs than in the state where no discharge occurs, and the absolute value of the applied voltage between the counter electrode and the columnar electrode is the absolute value of the discharge start voltage. This is because even if the value is less than the value, if the absolute value of the discharge sustaining voltage is not less than the absolute value of the discharge sustaining voltage, there are more electrons than those necessary for maintaining the discharge.
また、γ作用と呼ばれる現象も、放電維持電圧が放電開始電圧よりも低くなる理由の1つとなっている。γ作用とは、ガス分子が電離して生じたイオンが対向電極や柱状電極に衝突する際、それらから二次電子が放出される現象である。放電が生起した後は、このγ作用によって生じた電子もガス分子の電離に寄与するので、放電開始電圧よりも低い電圧で放電が維持可能となる。 In addition, a phenomenon called γ action is one of the reasons why the discharge sustaining voltage is lower than the discharge start voltage. The γ action is a phenomenon in which secondary electrons are emitted from ions generated by ionization of gas molecules when they collide with a counter electrode or a columnar electrode. After the discharge occurs, the electrons generated by this γ action also contribute to the ionization of the gas molecules, so that the discharge can be maintained at a voltage lower than the discharge start voltage.
このように、放電開始電圧および放電維持電圧は、ガス分子の電離電圧および電子がガス分子に衝突するときのエネルギーが支配的な要素となる。ガス分子の電離電圧は、ガス種が決まれば決定される。また、ガス分子に衝突するときの電子のエネルギーは、電界強度および電子がガス分子に衝突するまでの移動距離の関数となる。言い換えれば、印加電圧、対向電極と柱状電極との間の距離および電子がガス分子に衝突するまでの移動距離の関数となる。また、電子がガス分子に衝突するまでの移動距離は、ガスの密度の関数、言い換えれば、圧力の関数となる。 Thus, the discharge start voltage and the discharge sustain voltage are dominated by the ionization voltage of the gas molecules and the energy when the electrons collide with the gas molecules. The ionization voltage of gas molecules is determined once the gas type is determined. Further, the energy of electrons when colliding with gas molecules is a function of the electric field strength and the distance traveled until the electrons collide with gas molecules. In other words, it is a function of the applied voltage, the distance between the counter electrode and the columnar electrode, and the moving distance until the electrons collide with the gas molecules. Further, the moving distance until the electrons collide with the gas molecules is a function of gas density, in other words, a function of pressure.
なお、複数のガス種からなる混合ガスを用いる場合、各々のガスの電離電圧とともに、ガスの混合比率も、放電開始電圧および放電維持電圧を決定付ける要素となる。 When a mixed gas composed of a plurality of gas types is used, the gas mixing ratio together with the ionization voltage of each gas is an element that determines the discharge start voltage and the discharge sustain voltage.
これら以外に放電開始電圧および放電維持電圧に影響を及ぼすものとしては、対向電極および柱状電極の表面材質、形状および温度などがあるが、これらは電離電圧、印加電圧、対向電極と柱状電極との間の距離および圧力に比べて影響度は小さい。 Other factors that affect the discharge start voltage and discharge sustaining voltage include the surface material, shape, and temperature of the counter electrode and columnar electrode. These are the ionization voltage, applied voltage, and the relationship between the counter electrode and columnar electrode. The degree of influence is small compared to the distance and pressure.
このように、放電開始電圧および放電維持電圧は、ガス種、ガスの混合比率、対向電極と柱状電極との間の距離および圧力によって異なるため、使用するガス条件およびプラズマCVD装置の構成によって固有の値を持つこととなる。すなわち、使用するプラズマCVD装置と使用するガス条件が決まれば、放電開始電圧および放電維持電圧は一意に決まる。 As described above, the discharge start voltage and the discharge sustaining voltage vary depending on the gas type, the mixing ratio of the gas, the distance between the counter electrode and the columnar electrode, and the pressure. Will have a value. That is, if the plasma CVD apparatus to be used and the gas conditions to be used are determined, the discharge start voltage and the discharge sustain voltage are uniquely determined.
本発明においては、放電開始電圧および放電維持電圧の値そのものよりも、正および負のいずれか一方の電界で放電を生起させ、続いて、それとは逆極性の電界で放電が維持しないレベルにすることが効果を得るために重要である。そのため、使用するガス条件およびプラズマCVD装置の構成によって放電開始電圧および放電維持電圧の値そのものは変わるものの、本発明の条件を満たせば、本発明の効果を得ることができる。例えば、シランガスおよび水素ガスの混合ガスを用いた場合と、シランガスおよび水素ガスおよびメタンガスの混合ガスを用いた場合では、放電開始電圧および放電維持電圧は異なる。しかしながら、どちらの場合においても、本発明の条件を満たすことによって、本発明の効果を得ることができる。 In the present invention, the discharge is caused by a positive or negative electric field rather than the values of the discharge start voltage and the discharge sustaining voltage, and then the discharge is not maintained by the electric field having the opposite polarity. It is important to get an effect. Therefore, although the values of the discharge start voltage and the discharge sustain voltage themselves vary depending on the gas conditions used and the configuration of the plasma CVD apparatus, the effects of the present invention can be obtained if the conditions of the present invention are satisfied. For example, when a mixed gas of silane gas and hydrogen gas is used and when a mixed gas of silane gas, hydrogen gas, and methane gas is used, the discharge start voltage and the discharge sustain voltage are different. However, in either case, the effects of the present invention can be obtained by satisfying the conditions of the present invention.
また、放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)が大きいほど、柱状電極に含まれる円筒状基体のチャージアップの量は多くなるが、アフターグロー中の荷電粒子(イオンや電子)の密度も高くなるため、放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)の大きさによらず、同様の効果を得ることができる。 In addition, the larger the value (V2) that is equal to or greater than the absolute value of the discharge start voltage, the greater the amount of charge-up of the cylindrical substrate contained in the columnar electrode, but the density of charged particles (ions and electrons) in the afterglow also increases. Therefore, the same effect can be obtained regardless of the magnitude (V2) of the absolute value or higher of the discharge start voltage.
一方、放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)は、チャージアップの抑制の観点から、放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)に対して20%以上の値であることが好ましい。これは、放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)を大きくしていくと、アフターグロー中の荷電粒子(イオンや電子)を柱状電極に到達させる力が大きくなり、柱状電極に含まれる円筒状基体のチャージアップを抑制するための単位時間当たりの電荷の入射密度が高まるためと考えられる。ただし、20%以上の条件では、チャージアップを抑制する効果はわずかにしか向上しない。これは、アフターグロー中の荷電粒子(イオンや電子)の量が限られるため、荷電粒子を柱状電極に到達させる力を高めても、t1の期間に柱状電極に到達する荷電粒子の総量に大きな差が生じないためと考えられる。 On the other hand, the value (V1) less than the absolute value of the discharge sustaining voltage is preferably 20% or more with respect to the value (V2) equal to or higher than the absolute value of the discharge start voltage, from the viewpoint of suppressing charge-up. This is because as the value (V1) less than the absolute value of the discharge sustaining voltage is increased, the force for causing charged particles (ions and electrons) in the after glow to reach the columnar electrode increases, and the cylinder included in the columnar electrode This is presumably because the incident density of charges per unit time for suppressing the charge-up of the substrate is increased. However, under the condition of 20% or more, the effect of suppressing the charge-up is only slightly improved. This is because the amount of charged particles (ions and electrons) in the afterglow is limited, so even if the force to reach the columnar electrode is increased, the total amount of charged particles that reach the columnar electrode during the period t1 is large. This is probably because there is no difference.
また、放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)は、本発明の効果を安定して得る観点から、放電維持電圧の絶対値に対して95%以下であることが好ましい。95%以下とすることで、電源出力の変動や、プラズマCVD装置の反応容器の内壁面からの付着物の剥落による放電空間内の一時的な電界変動が生じても、放電維持電圧の絶対値未満の状態を維持することができるので、本発明の効果を安定して得やすくなる。 Further, the value (V1) less than the absolute value of the sustaining voltage is preferably 95% or less with respect to the absolute value of the sustaining voltage from the viewpoint of stably obtaining the effects of the present invention. By setting it to 95% or less, the absolute value of the sustaining voltage even if there is a fluctuation in the power supply output or a temporary electric field fluctuation in the discharge space due to peeling of deposits from the inner wall surface of the reaction chamber of the plasma CVD apparatus Therefore, the effects of the present invention can be obtained stably and easily.
放電が開始したか否か、および、放電が維持されているか否かは、例えば、電圧−電流特性から判断する方法や、プラズマ発光を検知して判断する方法などがある。 Whether or not the discharge has started and whether or not the discharge is maintained includes, for example, a method of judging from voltage-current characteristics and a method of judging by detecting plasma emission.
図5AおよびBは、放電開始電圧および放電維持電圧の測定方法を説明するための図である。図5Aは、図1に示すプラズマCVD装置を用いて、対向電極と柱状電極との間に電圧を印加し、放電開始電圧を求めたときの電圧−電流特性を示す図である。図5Bは、図5Aと同様、図1に示すプラズマCVD装置を用いて、放電維持電圧を求めたときの電圧−電流特性を示す図である。このような電圧−電流特性から、放電が開始したか否か、および、放電が維持されているか否かを判断し、放電開始電圧および放電維持電圧を求めることができる。 5A and 5B are diagrams for explaining a method of measuring the discharge start voltage and the discharge sustain voltage. FIG. 5A is a diagram showing a voltage-current characteristic when a voltage is applied between the counter electrode and the columnar electrode by using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 to obtain a discharge start voltage. FIG. 5B is a diagram showing voltage-current characteristics when the discharge sustaining voltage is obtained using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 as in FIG. 5A. From such voltage-current characteristics, it is possible to determine whether or not the discharge has started and whether or not the discharge is maintained, and obtain the discharge start voltage and the discharge sustain voltage.
対向電極の電位に対する柱状電極の電位が負になったときに放電を生起させて電子写真感光体を製造しようとする場合には、図5Aの例のように負電位の放電開始電圧と、図5Bの例のように正電位の放電維持電圧を求めることになる。 When an electrophotographic photosensitive member is to be manufactured by generating a discharge when the potential of the columnar electrode with respect to the potential of the counter electrode becomes negative, a discharge start voltage having a negative potential as shown in the example of FIG. As in the example of 5B, the discharge sustaining voltage having a positive potential is obtained.
まず、図1に示すプラズマCVD装置の制御部121で、電圧を0Vと設定電圧を繰り返す矩形波の電圧(パルス電圧)として、周波数25kHzおよびDuty比30%の条件で出力波形を制御した。そして、設定電圧を0Vから負の方向に10V刻みで大きくしていき(0V→−10V→−20V…)、そのときの電流変化を測定した。図5Aに示すように、設定電圧を0Vから徐々に負の方向に大きくしていくと、電流が急に増加する点が観測される。そのときの電圧が放電開始電圧である。なお、放電開始電圧に至るまでも、若干の電流が計測されているが、その電流は放電に伴うものではなく、対向電極と柱状電極との間に存在した荷電粒子が動くことによる暗流と、プラズマCVD装置内での漏れ電流である。なお、図5Aにおいては、設定電圧が−650Vの際の電流を100%として示している。
First, the
次に、図5Bに示すように、設定電圧を+650Vまで上げて対向電極と柱状電極との間に放電を生起させる。この状態から設定電圧を0Vの方向に10V刻みで小さくしていくと(+650V→+640V→+630V…)、電流が急に減少する点が観測される。電流が急に減少する直前の電圧を放電維持電圧である。なお、図5Bにおいては、設定電圧が+650Vの際の電流を100%として示している。 Next, as shown in FIG. 5B, the set voltage is increased to +650 V to cause discharge between the counter electrode and the columnar electrode. From this state, when the set voltage is decreased in increments of 10 V in the direction of 0 V (+650 V → + 640 V → + 630 V...), A point where the current suddenly decreases is observed. The voltage immediately before the current suddenly decreases is the sustaining voltage. In FIG. 5B, the current when the set voltage is +650 V is shown as 100%.
また、本発明においては、切り替えられる2つの電力供給経路の長さおよび/またはインピーダンスは、等しいことが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the two power supply paths to be switched have the same length and / or impedance.
また、矩形波のDuty比は、生産性とチャージアップの抑制とを両立させる観点から、20%以上80%以下であることが好ましい。Duty比が大きくなるほど、原料ガスを電離させるt2の期間の比率が大きくなり、生産性が向上する傾向にある。一方、Duty比が小さくなるほど、柱状電極に含まれる円筒状基体のチャージアップを緩和するt1の期間の比率が大きくなり、チャージアップを抑制するレベルが大きくなる傾向にある。ただし、アフターグローには寿命があり、アフターグロー中の荷電粒子(イオンや電子)の量にも限りがあるため、Duty比を小さくしてt1の期間を長くしていっても、ある程度の長さでチャージアップを抑制するレベルは変わらなくなる。 The duty ratio of the rectangular wave is preferably 20% or more and 80% or less from the viewpoint of achieving both productivity and suppression of charge-up. As the duty ratio increases, the ratio of the period t2 during which the source gas is ionized increases, and the productivity tends to improve. On the other hand, as the duty ratio decreases, the ratio of the period of t1 that relaxes the charge-up of the cylindrical substrate included in the columnar electrode increases, and the level for suppressing the charge-up tends to increase. However, since the afterglow has a lifetime and the amount of charged particles (ions and electrons) in the afterglow is limited, even if the duty ratio is decreased and the period of t1 is increased, the length of the afterglow is increased to some extent. The level to suppress charge-up will not change.
なお、周波数3kHzのときは、周期Tが333μ秒強となる。このような周波数の低い条件において、Duty比が小さくなり、t1の期間が長くなると、t1の期間の途中でアフターグローが消滅する場合があるが、t1の期間が長い分、t2の期間は短くなり、t2の期間における柱状電極に含まれる円筒状基体のチャージアップの量が小さくなるため、アフターグローの寿命の間で十分にチャージアップを緩和することができる。また、周波数300kHzのときは、周期Tが3.3μ秒強となる。このような周波数が高い条件において、Duty比が大きくなると、t1の期間は短くなるが、周波数が低い場合に比べればt2の期間が短く、t2の期間における柱状電極に含まれる円筒状基体のチャージアップの量が小さいため、十分にチャージアップを緩和することができる。 Note that when the frequency is 3 kHz, the period T is slightly longer than 333 μs. Under such a low frequency condition, when the duty ratio becomes small and the period of t1 becomes long, the afterglow may disappear in the middle of the period of t1, but the period of t2 is short because the period of t1 is long. Thus, since the amount of charge-up of the cylindrical substrate included in the columnar electrode during the period t2 is reduced, the charge-up can be sufficiently mitigated during the lifetime of the afterglow. Further, when the frequency is 300 kHz, the cycle T is slightly over 3.3 μsec. Under such a high frequency condition, when the duty ratio is increased, the period of t1 is shortened. However, the period of t2 is shorter than when the frequency is low, and the cylindrical substrate included in the columnar electrode in the period of t2 is charged. Since the amount of up is small, the charge up can be sufficiently mitigated.
以上、主として、対向電極の電位をアース電位で一定とし、対向電極の電位に対する円筒状基体を含む柱状電極の電位が交互に正と負になるように矩形波の交播電圧を対向電極と柱状電極との間に印加し、対向電極の電位に対する柱状電極の電位が正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)となり、負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)となる場合を例にとって、本発明を説明したが、その他の場合も、本発明の条件を満たせば、本発明の効果を得ることができる。その他の場合として、例えば、対向電極の電位をアース電位以外の電位で一定としてもよいし、柱状電極の電位をアース電位またはそれ以外の電位で一定としてもよいし、対向電極の電位および柱状電極の電位のどちらも一定でないようにしてもよい。また、上記正になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値(V2)となり、上記負になるときの対向電極と柱状電極の電位差の絶対値が放電維持電圧の絶対値未満の値(V1)となるようにしてもよい。また、柱状電極ではなく、対向電極に円筒状基体が含まれるようにしてもよい。 As described above, the square electrode crossing voltage is changed between the counter electrode and the columnar shape so that the potential of the counter electrode is constant at the ground potential and the potential of the columnar electrode including the cylindrical substrate is alternately positive and negative with respect to the potential of the counter electrode. When the potential of the columnar electrode with respect to the potential of the counter electrode becomes positive, the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode becomes a value (V1) less than the absolute value of the discharge sustaining voltage, and is negative The present invention has been described by taking as an example the case where the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode becomes a value (V2) that is equal to or greater than the absolute value of the discharge start voltage. If satisfied, the effect of the present invention can be obtained. In other cases, for example, the potential of the counter electrode may be constant at a potential other than the ground potential, the potential of the columnar electrode may be constant at the ground potential or other potential, the potential of the counter electrode and the columnar electrode Neither of these potentials may be constant. In addition, the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when it becomes positive is a value (V2) equal to or greater than the absolute value of the discharge start voltage, and the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when it becomes negative is You may make it become the value (V1) less than the absolute value of a discharge maintenance voltage. Further, a cylindrical substrate may be included in the counter electrode instead of the columnar electrode.
本発明では、円筒状基体上(円筒状基体の外周面)に、プラズマCVD法によって堆積膜を形成して電子写真感光体を製造する。堆積膜としては、例えば、下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入阻止層、表面層などが挙げられ、これらの層を円筒状基体側から順次積層して電子写真感光体を製造することが一般的である。 In the present invention, an electrophotographic photosensitive member is manufactured by forming a deposited film on a cylindrical substrate (the outer peripheral surface of the cylindrical substrate) by a plasma CVD method. Examples of the deposited film include a lower charge injection blocking layer, a photoconductive layer, an upper charge injection blocking layer, and a surface layer. These layers are sequentially stacked from the cylindrical substrate side to manufacture an electrophotographic photosensitive member. It is common.
下部電荷注入阻止層は、円筒状基体から光導電層への電荷の注入を抑制(阻止)するための層であり、例えばa−Si系材料により形成される。 The lower charge injection blocking layer is a layer for suppressing (blocking) charge injection from the cylindrical substrate to the photoconductive layer, and is formed of, for example, an a-Si-based material.
光導電層は、電子写真感光体にレーザー光などの像露光光を照射することによって電荷を発生させるための層であり、例えばa−Si系材料により形成される。光導電層の膜厚は、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上60μm以下であることがより好ましい。 The photoconductive layer is a layer for generating charges by irradiating an electrophotographic photosensitive member with image exposure light such as laser light, and is formed of, for example, an a-Si material. The film thickness of the photoconductive layer is preferably 5 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 60 μm or less.
上部電荷注入阻止層は、電子写真感光体の表面を帯電した際の電子写真感光体の表面の電荷が光導電層に注入することを抑制(阻止)するための層であり、例えばa−Si系材料により形成される。また、上部電荷注入阻止層の材料は、a−Siに炭素(C)、ホウ素(B)、窒素(N)または酸素(O)を含有させたものが好ましい。上部電荷注入阻止層の膜厚は、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。 The upper charge injection blocking layer is a layer for suppressing (blocking) injection of charges on the surface of the electrophotographic photosensitive member into the photoconductive layer when the surface of the electrophotographic photosensitive member is charged. For example, a-Si It is formed of a system material. In addition, the material of the upper charge injection blocking layer is preferably a material in which carbon (C), boron (B), nitrogen (N) or oxygen (O) is contained in a-Si. The thickness of the upper charge injection blocking layer is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less.
表面層は、電子写真感光体の表面を摩耗などから保護するための層であり、例えば(水素化)アモルファスシリコンカーバイドや、(水素化)アモルファスシリコンナイトライドや、(水素化)アモルファスカーボンなどにより形成される。表面層は、電子写真感光体に照射される像露光光が吸収されることのないように、像露光光に対して十分広い光学バンドギャップを有していることが好ましい。また、静電潜像を十分に保持しうる抵抗値(好適には1011Ω・cm以上)を有していることが好ましい。 The surface layer is a layer for protecting the surface of the electrophotographic photosensitive member from abrasion, for example, by (hydrogenated) amorphous silicon carbide, (hydrogenated) amorphous silicon nitride, (hydrogenated) amorphous carbon, etc. It is formed. The surface layer preferably has a sufficiently wide optical band gap with respect to the image exposure light so that the image exposure light applied to the electrophotographic photosensitive member is not absorbed. Moreover, it is preferable to have a resistance value (preferably 10 11 Ω · cm or more) that can sufficiently hold the electrostatic latent image.
電子写真感光体は、例えば、図1に示すプラズマCVD装置を用いることによって製造することができる。 The electrophotographic photosensitive member can be manufactured, for example, by using the plasma CVD apparatus shown in FIG.
図1に示すプラズマCVD装置は、プラズマ処理によって円筒状基体102A、102B上に堆積膜を形成するための円筒状の反応容器101を備えている。また、円筒状基体102A、102Bを保持する基体ホルダー103A、103B、反応容器101の内部に堆積膜形成用の原料ガスを供給するためのガスブロック122を備えている。ガスブロック122は、対向電極104から取り外し可能(着脱可能)な構造となっている。
The plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 includes a
ガスブロック122とガス供給系との接続は、継ぎ手部材(不図示)を介して接続されている。このような構成とすることで、ガスブロックのみを入れ替えて品種ごとの製造に対応した構成の反応容器に段取り換えができる。
The
ガスブロック122は、反応容器101に取り付けられた状態で対向電極104の一部となる。ガスブロック122は、対向電極104の他の部分と同電位になるように反応容器101に取り付けられることが好ましい。このことにより、ガスブロック122を含めた反応容器101内の側壁面全体が電極となり、より均一なプラズマを生成することができる。ガスブロック122の材質は、導電性の金属であることが好ましく、加工の容易性やコストの観点から、アルミニウム、ステンレス鋼がより好ましい。
The
また、ガスブロック122の取り付け方法としては、例えば、導電性のネジで固定する方法が挙げられる。
ガスブロック122の形状に関しては、対向電極104の他の部分の内面との段差が少なくなる形状が好ましい。また、対向電極104の他の部分の内面と同じ面をなすガスブロック122の面(ガス放出孔側の面)は平面でもよいが、対向電極104のその他の内面が曲面である場合、それと同じ曲率を持つ曲面であることが好ましい。
Moreover, as a method of attaching the
With respect to the shape of the
ガスブロック122のガス放出孔の直径は、0.5〜2.0mmの範囲であることが好ましい。さらに、各ガス放出孔の精度は、直径の±20%以内の精度であることが好ましい。ガス放出孔の精度によっては、堆積膜の軸方向の特性のムラのみならず、円筒状基体を回転させながら堆積膜を形成する場合、堆積膜の周方向の特性のムラを引き起こす場合もある。
The diameter of the gas discharge hole of the
ガスブロック122のガス放出孔の近傍の材質には、絶縁性セラミックを使用することもできるが好ましい。堆積膜形成条件によっては、ガスの流れ(突出圧力)の影響で、ガス放出孔の近傍にプラズマが集中しやすい状態になる場合があるため、これを抑制するうえで絶縁性セラミックの使用は効果的である。ガスブロック122を対向電極104から取り外しが可能(脱着可能)な構造とすることにより、ガスブロック単体で加工が行えるので、管状のセラミック部品をガス放出孔の近傍に埋め込む加工も容易に行える。セラミックス材料として、例えば、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージェライト、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどが挙げられる。これらの中でも、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウムが好ましく、コストおよび加工性の観点から、アルミナがより好ましい。
As a material in the vicinity of the gas discharge hole of the
反応容器101内には、対向電極104、ベースプレート108および上蓋109により減圧可能な空間(放電空間)が形成されている。対向電極104は、一定の電圧にすることが好ましく、アース電位にする(接地する)ことがより好ましい。対向電極104を一定の電位とすることで、対向電極104と反応容器101中の他の部分との電位差を一定に保つことができるため、製造する電子写真感光体の特性の再現性が向上する。さらに、対向電極104を接地することで、プラズマCVD装置の取り扱いが容易になる。なお、ベースプレート108、上蓋109を接地しない場合には、対向電極104とベースプレート108、上蓋109との間に絶縁性の部材を設けることが好ましい。図1に示すプラズマCVD装置においては、対向電極104、ベースプレート108および上蓋109のいずれも接地した。
In the
また、図1に示すプラズマCVD装置は、原料ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラー(不図示)を内包する原料ガス混合装置114と原料ガス流入バルブ113を備えている。
The plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 includes a source
円筒状基体102A、102Bを保持する基体ホルダー103A、103Bは回転可能に支持されている。この回転支持機構は、回転支軸を兼ねた電力供給端子111Bと、電力供給端子111Bと歯車で接続されたモーター110とを有している。
図1に示すプラズマCVD装置は、排気系として、反応容器101の排気口に連通された排気配管115と、排気メインバルブ116と、真空ポンプ117とを有している。真空ポンプとしては、例えば、ロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプなどが挙げられる。この排気系により、反応容器101に設けられた真空計112を見ながら、反応容器101内を所定の圧力に維持することができる。
The plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 has an
電源118および電力供給経路切り替え部119は、制御部121によってその動作が制御される。制御部121は、電源118を制御することにより、柱状電極106と対向電極104との間に周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を印加可能に構成されている。また、制御部121は、電力供給経路切り替え部119を制御することにより、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給とを切り替え可能に構成されている。
The operations of the
図1に示すプラズマCVD装置において、柱状電極106は、円筒状基体102A、102Bおよび基体ホルダー103A、103Bによって構成されており、柱状電極106は、電力供給端子111A、111Bを経由して電源118と接続されている。また、電力供給端子111A、111Bは、絶縁部材105A、105Bによって上蓋109およびベースプレート108から絶縁されている。
In the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, the
円筒状基体102A、102Bに対して堆積膜を形成するための放電空間は、接地された対向電極104および接地されたベースプレート108に取り付けた絶縁板107Bと、接地された上蓋109に取り付けた絶縁板107Aとによって規定されている。
The discharge space for forming the deposited film on the
以下、図1に示すプラズマCVD装置を用いた電子写真感光体の製造方法の一例について説明する。
旋盤などを用いて表面に鏡面加工を施した円筒状基体102A、102Bを、基体ホルダー103A、103Bに装着し、反応容器101内の円筒状基体加熱用のヒーター(不図示)を包含するように取り付ける。円筒状基体102A、102Bおよび基体ホルダー103A、103Bによって柱状電極106が構成される。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing an electrophotographic photosensitive member using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described.
次に、ガス供給装置内の排気を兼ねて、原料ガス流入バルブ113を開き、排気メインバルブ116を開いて、反応容器101およびガスブロック122内を排気する。真空計112の読みが所定の圧力(例えば0.67Pa以下)になった時点で、加熱用の不活性ガス(例えばアルゴンガス)をガスブロック122から反応容器101に導入する。そして、反応容器101内が所定の圧力になるように加熱用の不活性ガスの流量、排気メインバルブ116の開口、真空ポンプ117の排気速度などを調整する。その後、温度コントローラー(不図示)を作動させて、円筒状基体102A、102Bを円筒状基体加熱用のヒーター(不図示)により加熱し、円筒状基体102A、102Bの温度を所定の温度(例えば20〜500℃)に制御する。円筒状基体102A、102Bが所定の温度に加熱されたところで、不活性ガスを徐々に止める。これと並行して、堆積膜(アモルファス膜)形成用の原料ガス(例えば、SiH4、Si2H6などの水素化ケイ素ガスや、CH4、C2H6などの炭化水素ガスなど。少なくとも1種は水素化ケイ素ガスあることが好ましい。)を、また、ドーピングガス(例えば、B2H6、PH3など)を、原料ガス混合装置114より混合した後に、反応容器101内に徐々に導入する。次に、原料ガス混合装置114内のマスフローコントローラー(不図示)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101内が所定の圧力(例えば1〜100Pa)に維持されるように真空計112を見ながら、排気メインバルブ116の開口、真空ポンプ117の排気速度などを調整する。
Next, the source
以上の手順によって堆積膜形成の準備を完了した後、円筒状基体102A、102B上に堆積膜の形成を行う。具体的には、反応容器101内の圧力(反応容器内の圧力を、以下単に「内圧」とも表記する。)が安定したのを確認した後、電源118を所定の電圧に設定して、制御部121で所定の周波数およびDuty比に設定する。これにより、電力供給端子111Aまたは電力供給端子111Bを経由して柱状電極106と対向電極104との間に矩形波の電圧を印加して、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101内に導入した各原料ガスが分解され、円筒状基体102A、102B上に所定の堆積膜が形成される。そして、堆積膜形成中、少なくとも1回は、制御部121によって電力供給経路切り替え部119を制御し、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えを行う。また、堆積膜の形成を行っている間は、円筒状基体102A、102Bをモーター110によって所定の速度で回転させてもよい。
After completing the preparation for forming the deposited film by the above procedure, the deposited film is formed on the
所望の膜厚の堆積膜の形成を行った後、交播電圧の印加を止め、反応容器101への各原料ガスの流入を止めて、反応容器内を一旦高真空になるように排気する。上記のような操作を繰り返し行うことによって、電子写真感光体を製造することができる。
After forming a deposited film with a desired film thickness, the application of the crossing voltage is stopped, the flow of each source gas into the
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by these.
〈実施例1および比較例1〉
実施例1および比較例1では、波形が図4に示す矩形波であり、周波数が60kHzであり、Duty比が50%である交播電圧を使用し、光導電層の堆積膜の形成時の電力供給経路の切り替えに対する電子写真特性の依存性を調べた。
<Example 1 and Comparative Example 1>
In Example 1 and Comparative Example 1, the waveform is the rectangular wave shown in FIG. 4, the frequency is 60 kHz, the cross-sowing voltage is 50%, and the photoconductive layer is deposited. The dependence of electrophotographic characteristics on the switching of the power supply path was investigated.
図1に示すプラズマCVD装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ381mm、厚さ3mmの鏡面加工を施したアルミニウム製の円筒状基体)上に表1に示す条件で堆積膜を形成し、電子写真感光体を製造した。その際、下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に堆積膜の形成を行った。放電開始電圧および放電維持電圧は、表1に示すとおりであった。 Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, a deposited film is formed under the conditions shown in Table 1 on a cylindrical base (a cylindrical base made of aluminum having a diameter of 84 mm, a length of 381 mm, and a thickness of 3 mm). Thus, an electrophotographic photosensitive member was produced. At that time, a deposited film was formed in the order of the lower injection blocking layer, the photoconductive layer, the upper injection blocking layer, and the surface layer. The discharge start voltage and the discharge sustain voltage were as shown in Table 1.
表1における電力供給経路切り替え回数とは、供給経路切り替え部119により、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えが行われた回数である。また、電力供給経路の切り替えは、等分間隔となるタイミングで、対向電極104と柱状電極106の電位差が放電維持電圧の絶対値以上であるときに行った。
The number of times of power supply path switching in Table 1 refers to the supply of power to the
各層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数については、表2に示す条件とした。
1例当たり1バッチ、1バッチ当たり2本の電子写真感光体を、5バッチ(5例)で計40本製造した。
The number of times of switching the power supply path when forming the deposited film of each layer was the conditions shown in Table 2.
A total of 40 electrophotographic photoreceptors were produced in 5 batches (5 cases), 1 batch per case and 2 batches per batch.
放電開始電圧(負電位)および放電維持電圧(正電位)は、あらかじめ、それぞれの層の堆積膜を形成する際の反応容器内の圧力およびガス条件で、前述した方法により測定した値である。 The discharge start voltage (negative potential) and the discharge sustain voltage (positive potential) are values measured in advance by the method described above under the pressure and gas conditions in the reaction vessel when the deposited films of the respective layers are formed.
実施例1および比較例1で製造したそれぞれ10本の電子写真感光体を以下の方法で評価した。評価結果を表3に示す。 Ten electrophotographic photoreceptors produced in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated by the following methods. The evaluation results are shown in Table 3.
(膜厚均一性)
電子写真感光体の膜厚を以下の測定点で測定した。
電子写真感光体の軸方向の中央部位置を0cm位置とし、両側それぞれ2cm間隔で各9点(±2cm、±4cm、±6cm、±8cm、±10cm、±12cm、±14cm、±16cm、±18cm)、0cm位置を含めて計19点とし、各軸方向位置において周方向に30°間隔で12点、計228点を測定位置とした。各測定点の膜厚の最大値と最小値の差分を平均膜厚で除した値を膜厚均一性とした。
(Thickness uniformity)
The film thickness of the electrophotographic photosensitive member was measured at the following measurement points.
The center position of the electrophotographic photosensitive member in the axial direction is set to 0 cm, and 9 points (± 2 cm, ± 4 cm, ± 6 cm, ± 8 cm, ± 10 cm, ± 12 cm, ± 14 cm, ± 16 cm, ± 2 cm on both sides) 18 cm), a total of 19 points including the 0 cm position, and 12 points at 30 ° intervals in the circumferential direction at each axial position, and a total of 228 points were measured positions. The value obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness at each measurement point by the average film thickness was defined as film thickness uniformity.
測定は、HELMUTFISCHER社製のFISCHERSCOPEmms(商品名)にプローブETA3.3Hを装着して、渦電流法で行った。値が小さいほど、膜厚均一性が良好である。 The measurement was performed by an eddy current method with a probe ETA3.3H attached to FISCHERSCOPEmms (trade name) manufactured by HELMUTFISCHER. The smaller the value, the better the film thickness uniformity.
なお、各実施例および比較例の膜厚均一性の値は、それぞれ10本の電子写真感光体の値の平均値を採用した。
膜厚均一性が2.0%以上では、膜厚ムラが大きく、本発明の効果が得られていないと判断した。
In addition, the average value of the values of 10 electrophotographic photosensitive members was adopted as the value of the film thickness uniformity in each example and comparative example.
When the film thickness uniformity was 2.0% or more, the film thickness unevenness was large, and it was judged that the effect of the present invention was not obtained.
(画像欠陥)
画像欠陥については、以下のように評価した。
(Image defect)
The image defect was evaluated as follows.
製造した電子写真感光体をマイナス帯電、反転現像方式に改造したキヤノン株式会社製の複写機(商品名:iRC6800)の改造機に設置した。また、この複写機の黒色用現像器を外し、表面電位計(Trek社製の表面電位計(商品名:Model344)およびプローブ(商品名:Model555−P))を設置して、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。 The manufactured electrophotographic photosensitive member was installed in a modified machine of a copying machine (trade name: iRC6800) manufactured by Canon Inc., which was modified to have a negative charging and reversal development system. In addition, the black developing device of the copying machine is removed, and a surface potential meter (a surface potential meter (trade name: Model 344) and a probe (trade name: Model 555-P) manufactured by Trek) is installed, and an electrophotographic photosensitive member is installed. The surface potential was measured.
まず、ベタ白画像(静電潜像形成用レーザー非露光)を出力し、電子写真感光体の表面の暗部電位を測定し、一次帯電器の一次電流とグリッド電圧を調整して、電子写真感光体の表面の暗部電位が−450Vになるように調整した。 First, a solid white image (electrostatic latent image forming laser non-exposed) is output, the dark part potential of the surface of the electrophotographic photosensitive member is measured, the primary current of the primary charger and the grid voltage are adjusted, and electrophotographic photosensitive The dark part potential of the body surface was adjusted to −450V.
画像欠陥を厳しく評価するために、ポチが出やすくなる条件で画像を出力した。具体的には、シアン色の現像条件のDCバイアス条件を調整して、かぶり(現像操作によって本来非画像部となるべき部分にトナーが付着する現象)が生じている画像を出力した。画像出力の際の現像は、シアントナーを用いた現像器のみでの現像とした。 In order to strictly evaluate the image defects, the images were output under conditions that make it easy for spots to appear. Specifically, by adjusting the DC bias condition of the cyan development condition, an image in which fog (a phenomenon in which toner adheres to a portion that should originally become a non-image area by the development operation) is output. Development at the time of image output was performed only with a developing device using cyan toner.
以下の手順により、かぶり濃度の測定を行い、かぶり濃度が0.4〜0.8%の範囲になる現像条件で出力したものを評価用画像とした。評価用画像の反射率を測定し、さらに未使用の紙の反射率を測定した。評価用画像の反射率の値を未使用の紙の反射率の値から引いてかぶり濃度とした。反射率は、東京電色製の白色光度計(商品名:TC−6DS)にアンバーのフィルターを装着して測定した。 The fog density was measured according to the following procedure, and an image for evaluation was output under development conditions where the fog density was in the range of 0.4 to 0.8%. The reflectance of the evaluation image was measured, and the reflectance of unused paper was further measured. The reflectance value of the evaluation image was subtracted from the reflectance value of unused paper to obtain the fog density. The reflectance was measured by attaching an amber filter to a white photometer (trade name: TC-6DS) manufactured by Tokyo Denshoku.
画像出力は、温度23℃/湿度60%RHの常温常湿環境下で行った。以下も同様である。
出力紙としてキヤノンマーケティングジャパン株式会社の紙A3用紙(商品名:CS−814(81.4g/m2))を用い、連続して10枚のベタ白画像(静電潜像形成用レーザー非露光)を出力して、最後の2枚を用いて評価を行った。
The image output was performed in a normal temperature and humidity environment with a temperature of 23 ° C./humidity of 60% RH. The same applies to the following.
Using 10 sheets of solid white images (laser non-exposure for electrostatic latent image formation) using Canon Marketing Japan Inc. paper A3 paper (product name: CS-814 (81.4 g / m 2 )) as output paper ) Was output and the last two images were used for evaluation.
画像の電子写真感光体の1周分(=紙の搬送方向の先端から約264mm)×画像領域幅292mmの域内にある直径0.05mmの円以上の大きさ(0.05mmの円を重ねたときに円からはみ出る部分があるもの)のポチ(シアン色のポチ)の個数を数えた。 One circle of the electrophotographic photosensitive member of the image (= about 264 mm from the front end in the paper conveyance direction) × the size of a circle of 0.05 mm or more in a region of 292 mm in image area width (overlapping circles of 0.05 mm) The number of spots (sometimes protruding from a circle) (cyan-colored spots) was counted.
評価は、各実施例および比較例のそれぞれ10本の電子写真感光体について、それぞれ2枚の出力画像についてポチの個数を数え、評価数4枚の平均値を計算し、小数点以下は切り上げて整数の値で示した。 For the evaluation, for each of the ten electrophotographic photosensitive members of each example and comparative example, the number of spots was counted for each of the two output images, the average value of the four evaluation numbers was calculated, and the number after the decimal point was rounded up to an integer The value of
(光メモリー)
光メモリーについては、以下のように評価した。
製造した電子写真感光体を上記改造機に設置し、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
(Optical memory)
The optical memory was evaluated as follows.
The produced electrophotographic photosensitive member was installed in the modified machine, and the surface potential of the electrophotographic photosensitive member was measured.
まず、ベタ白画像(静電潜像形成用レーザー非露光)出力動作を行いながら電子写真感光体の表面の暗部電位を測定し、一次帯電器の一次電流とグリッド電圧を調整して、電子写真感光体の表面の暗部電位が−450Vになるように調整した。 First, measure the dark part potential of the surface of the electrophotographic photosensitive member while performing a solid white image (electrostatic latent image forming laser non-exposure) output operation, adjust the primary current and grid voltage of the primary charger, and Adjustment was made so that the dark potential on the surface of the photoconductor was -450V.
次に、ベタ黒画像(静電潜像形成用レーザー露光)出力動作を行いながら電子写真感光体の表面の明部電位を測定し、静電潜像形成用レーザーの光量を調整して、電子写真感光体の表面の明部電位が−100Vになるように調整した。 Next, while performing a solid black image (electrostatic latent image forming laser exposure) output operation, the light portion potential of the surface of the electrophotographic photosensitive member is measured, and the amount of light of the electrostatic latent image forming laser is adjusted to produce an electronic The light portion potential on the surface of the photographic photosensitive member was adjusted to -100V.
上記の帯電設定およびレーザー露光設定に固定し、A3サイズのベタ白画像10枚、A3サイズの電子写真感光体1周分のベタ黒画像(A3の263mm分がベタ黒、それ以外がベタ白の画像)1枚、A3サイズのベタ白画像1枚、計12枚の連続出力動作を行い、その間の表面電位の測定を行った。電子写真感光体の表面電位の測定は、電子写真感光体の軸方向7点(電子写真感光体の軸方向中心を0mmとして±50mm、±100mm、±150mm)で測定した。なお、電子写真感光体の周方向は9°間隔40点のデータを取得した。 Fixed to the above charging setting and laser exposure setting, 10 solid white images of A3 size, solid black image of one A3 size electrophotographic photosensitive member (solid black for 263 mm of A3, solid white for the other) Image) One sheet, one A3 size solid white image, a total of 12 sheets were continuously output, and the surface potential was measured during that time. The surface potential of the electrophotographic photosensitive member was measured at seven points in the axial direction of the electrophotographic photosensitive member (± 50 mm, ± 100 mm, ± 150 mm with the axial center of the electrophotographic photosensitive member being 0 mm). In the circumferential direction of the electrophotographic photoreceptor, data at 40 points at 9 ° intervals were acquired.
表面電位の測定の後、各軸方向位置でベタ黒画像出力動作の1周前の暗部電位とベタ黒画像部出力動作の1周後の暗部電位の電子写真感光体の同一周方向位置の電位差を求めた。 After the measurement of the surface potential, the potential difference between the positions of the electrophotographic photosensitive member in the same circumferential direction between the dark portion potential one cycle before the solid black image output operation and the dark portion potential one cycle after the solid black image portion output operation at each axial position. Asked.
次いで、各軸方向位置での電位差の平均値を算出し、最も電位差が大きい値を光メモリーと定義した。なお、各実施例および比較例の値は、それぞれ10本の電子写真感光体の値の平均値を採用した。 Next, the average value of the potential difference at each axial position was calculated, and the value with the largest potential difference was defined as optical memory. In addition, the average value of the value of 10 electrophotographic photoreceptors was adopted for each example and comparative example.
表3の評価結果からわかるように、電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことによって、堆積膜の均一性に優れた良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
As can be seen from the evaluation results in Table 3, switching between power supply to the
〈実施例2および比較例2〉
図1に示すプラズマCVD装置を図6に示すプラズマCVD装置に変更し、表1に示す条件を表4に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。放電開始電圧および放電維持電圧は、表4に示すとおりであった。光導電層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数については、表5に示す条件とした。
<Example 2 and Comparative Example 2>
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 was changed to the plasma CVD apparatus shown in FIG. 6 and the conditions shown in Table 1 were changed to the conditions shown in Table 4. . The discharge start voltage and the discharge sustain voltage were as shown in Table 4. The number of switching of the power supply path when forming the deposited film of the photoconductive layer was the conditions shown in Table 5.
製造した各条件10本ずつ、合計40本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表6に示す。 A total of 40 electrophotographic photosensitive members were evaluated in the same manner as in Example 1 for each of the 10 manufactured conditions. The evaluation results are shown in Table 6.
表6の評価結果からわかるように、電力供給端子611Aを経由した柱状電極606への電力の供給と、電力供給端子611Bを経由した柱状電極606への電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことによって、堆積膜の均一性に優れた良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
As can be seen from the evaluation results in Table 6, switching between power supply to the
〈実施例3〉
電力供給経路の切り替えを放電開始電圧の絶対値未満であるときに行った以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。下部注入阻止層、上部注入阻止層および表面層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数を1回とし、光導電層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数を10回とした。
製造した10本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表7に示す。
<Example 3>
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the switching of the power supply path was performed when it was less than the absolute value of the discharge start voltage. The number of switching of the power supply path when forming the deposited film of the lower injection blocking layer, the upper injection blocking layer, and the surface layer was set to 1, and the number of switching of the power supply path when forming the deposited film of the photoconductive layer was set to 10.
Ten manufactured electrophotographic photoreceptors were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the evaluation results.
〈実施例4〉
電力供給経路の切り替えを放電開始電圧の絶対値未満であるときに行った以外は、実施例2と同様にして電子写真感光体を製造した。下部注入阻止層、上部注入阻止層および表面層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数を1回とし、光導電層の堆積膜形成時の電力供給経路の切り替え回数を10回とした。
製造した10本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表8に示す。
<Example 4>
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 2 except that the switching of the power supply path was performed when it was less than the absolute value of the discharge start voltage. The number of switching of the power supply path when forming the deposited film of the lower injection blocking layer, the upper injection blocking layer, and the surface layer was set to 1, and the number of switching of the power supply path when forming the deposited film of the photoconductive layer was set to 10.
Ten manufactured electrophotographic photoreceptors were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 8.
表3、表6、表7および表8の評価結果から次のことがわかる。電力供給端子111A、611Aを経由した柱状電極106、606への電力の供給と、電力供給端子111B、611Bを経由した柱状電極106、606への電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことで、堆積膜の均一性に優れた良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。また、電力供給経路の切り替えを、対向電極104、604と柱状電極106、606の電位差が放電維持電圧の絶対値以上であるときに行うことにより、画像欠陥が特に少なく、良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
From the evaluation results in Table 3, Table 6, Table 7 and Table 8, the following can be understood. By switching the power supply to the
〈実施例5〉
表1に示す条件を表9に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。電力供給経路の切り替えは、対向電極104に対する柱状電極106の電位がV2であるときに行った。
<Example 5>
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed to the conditions shown in Table 9. Switching of the power supply path was performed when the potential of the
表9中のV1は放電維持電圧の絶対値以上の値であるため、正確にはV1ではないが、他の実施例のV1と比較する値であるため、便宜上「V1」と表記している。
製造した10本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表10に示す。
Since V1 in Table 9 is a value that is greater than or equal to the absolute value of the sustaining voltage, it is not exactly V1, but is a value that is compared with V1 of other embodiments, and is represented as “V1” for convenience. .
Ten manufactured electrophotographic photoreceptors were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 10 shows the evaluation results.
〈実施例6〉
表1に示す条件を表11に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。電力供給経路の切り替えは、対向電極104に対する柱状電極106の電位がV2であるときに行った。
<Example 6>
An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed to the conditions shown in Table 11. Switching of the power supply path was performed when the potential of the
表11中のV1は0Vであり、対向電極の電位に対する柱状電極の電位が正にも負にもなっていないため、正確にはV1ではないが、他の実施例のV1と比較する値であるため、便宜上「V1」と表記している。
製造した10本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表12に示す。
V1 in Table 11 is 0V, and the potential of the columnar electrode with respect to the potential of the counter electrode is neither positive nor negative. Therefore, it is not exactly V1, but is a value to be compared with V1 of other examples. Therefore, for convenience, it is described as “V1”.
Ten manufactured electrophotographic photoreceptors were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 12.
表3、表10および表12の評価結果から次のことがわかる。電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことによって、堆積膜の均一性に優れた良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。また、対向電極104に対する柱状電極106の電位が交互に正と負になり、対向電極104に対する柱状電極106の電位が正になるときの両者の電位差および負になるときの両者の電位差の一方を放電維持電圧の絶対値未満の値とし、他方を放電開始電圧の絶対値以上の値とすることにより、画像欠陥が特に少なく、良好な特性の電子写真感光体が得られる。
The following can be understood from the evaluation results of Table 3, Table 10, and Table 12. The uniformity of the deposited film is excellent by switching the power supply to the
〈実施例7〉
表1に示す条件を表13に示す条件に変更し、周波数を表14に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
<Example 7>
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed to the conditions shown in Table 13 and the frequencies were as shown in Table 14.
製造した各条件10本ずつ、合計30本の電子写真感光体は、実施例1と同様に評価した。評価結果を表15に示す。 A total of 30 electrophotographic photosensitive members were evaluated in the same manner as in Example 1 for each of 10 manufactured conditions. The evaluation results are shown in Table 15.
表15の評価結果から次のことがわかる。電力供給端子111Aを経由した柱状電極106への電力の供給と、電力供給端子111Bを経由した柱状電極106への電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことによって、いずれの周波数においても、堆積膜の均一性に優れた良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
The following can be seen from the evaluation results in Table 15. Deposition at any frequency is performed by switching power supply to the
V1 放電維持電圧の絶対値未満の値
V2 放電開始電圧の絶対値以上の値
t1 電極と円筒状基体の電位差の絶対値がV1となっている時間(期間)
t2 電極と円筒状基体の電位差の絶対値がV2となっている時間(期間)
T 矩形波の周期
V1 A value less than the absolute value of the sustaining voltage V2 A value greater than or equal to the absolute value of the discharge start voltage t1 Time (period) during which the absolute value of the potential difference between the electrode and the cylindrical substrate is V1
t2 Time (period) during which the absolute value of the potential difference between the electrode and the cylindrical substrate is V2
T Period of square wave
Claims (3)
(ii)電源から前記柱状電極に電力を供給することで、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を前記対向電極と前記柱状電極との間に印加して、前記原料ガスを分解し、前記円筒状基体上に堆積膜を形成する工程と、
を有するプラズマCVD法によって電子写真感光体を製造する方法において、
前記工程(ii)において、前記柱状電極の一方の端部領域を経由する電力の供給と他方の端部領域を経由する電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 (I) A columnar electrode including a cylindrical substrate is installed therein, and a source gas for forming a deposited film is introduced into a pressure-reducible reaction vessel including a counter electrode spaced apart from and opposed to the columnar electrode. Process,
(Ii) By supplying power to the columnar electrode from a power source, a cross wave voltage having a frequency of 3 kHz to 300 kHz is applied between the counter electrode and the columnar electrode to decompose the source gas. Forming a deposited film on the cylindrical substrate;
In a method for producing an electrophotographic photosensitive member by a plasma CVD method having:
In the step (ii), switching between the supply of electric power via one end region of the columnar electrode and the supply of electric power via the other end region is performed at least once. Body manufacturing method.
(ii)電源から前記柱状電極に電力を供給することで、周波数3kHz以上300kHz以下の矩形波の交播電圧を前記対向電極と前記柱状電極との間に印加して、前記原料ガスを分解し、前記円筒状基体上に堆積膜を形成する工程と、
を有するプラズマCVD法によって電子写真感光体を製造する方法において、
前記工程(ii)において、前記柱状電極の一方の端部領域を経由する電力の供給と他方の端部領域を経由する電力の供給との切り替えを少なくとも1回行うことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 (I) Introducing a source gas for forming a deposited film into a depressurizable reaction vessel that includes a columnar electrode therein and includes a counter electrode including a cylindrical substrate that is spaced apart and opposed to the columnar electrode. And a process of
(Ii) By supplying power to the columnar electrode from a power source, a cross wave voltage having a frequency of 3 kHz to 300 kHz is applied between the counter electrode and the columnar electrode to decompose the source gas. Forming a deposited film on the cylindrical substrate;
In a method for producing an electrophotographic photosensitive member by a plasma CVD method having:
In the step (ii), switching between the supply of electric power via one end region of the columnar electrode and the supply of electric power via the other end region is performed at least once. Body manufacturing method.
前記正になるときの前記対向電極と前記柱状電極の電位差の絶対値および前記負になるときの前記対向電極と前記柱状電極の電位差の絶対値の一方が放電維持電圧の絶対値未満の値であって、他方が放電開始電圧の絶対値以上の値であり、
前記切り替えを前記対向電極および前記柱状電極の一方の電位に対する他方の電位の差の絶対値が放電開始電圧の絶対値以上の値であるときに行う
請求項1または2に記載の電子写真感光体の製造方法。 In the step (ii), by supplying electric power from the power source to the columnar electrode, a rectangular wave having a frequency of 3 kHz to 300 kHz so that the potential of the columnar electrode is alternately positive and negative with respect to the counter electrode. Applying a cross-sowing voltage between the counter electrode and the columnar electrode;
One of the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when the positive and the absolute value of the potential difference between the counter electrode and the columnar electrode when the negative is less than the absolute value of the discharge sustaining voltage. The other is a value greater than the absolute value of the discharge start voltage,
3. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the switching is performed when an absolute value of a difference between the potential of one of the counter electrode and the columnar electrode is not less than an absolute value of a discharge start voltage. Manufacturing method.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019023330A (en) * | 2017-07-24 | 2019-02-14 | キヤノン株式会社 | Formation method of hydrogenated amorphous carbon film and manufacturing method of electrophotographic photoreceptor |
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2011
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