JP3857160B2

JP3857160B2 - Photoconductor and image forming apparatus

Info

Publication number: JP3857160B2
Application number: JP2002057891A
Authority: JP
Inventors: 伸英田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003255577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアモルファスシリコン層からなる感光層を備えた感光体、ならびに本発明の感光体を搭載した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アモルファスシリコン層（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）を感光層とした感光体が、すでに製品化されているが、このａ−Ｓｉ感光体はアルミニウム金属から成るドラム状基板の外周面を切削などによって精密仕上げをおこない、次いでプラズマＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ感光層を１０μｍ〜５０μｍの厚みで、さらに８０μｍ程度にまで厚くするなどして成膜形成して得られる。
【０００３】
このようにドラム状基板に対し、成膜前に精密仕上げをおこなうことで、基板上に成膜形成した感光層の表面のクリーニング性を高め、これによって画像特性を向上させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、前述したようなプラズマＣＶＤ法により作製した感光体によれば、その膜の内部応力が大きく（４．０×１０⁸〜５．０×１０⁸Ｎ／ｍ²）、下記のような課題があった。
【０００５】
▲１▼ 基板の変形が大きく、そのために基板の厚みが薄い場合、寸法不良が発生する。
【０００６】
▲２▼ 基板に対する感光層の密着性がわるく、基板の厚みが薄いと、剥離等の不良が発生する。
【０００７】
▲３▼ 基板に対する感光層の密着性がわるく、基板の粗さが大きいと、剥離等の不良が発生する。
【０００８】
本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めたところ、触媒ＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ層を成膜し、この触媒ＣＶＤ法に用いる触媒体をＴａ、Ｗ、Ｍｏから選択される触媒元素にて成し、このａ−Ｓｉ層に触媒元素を０.５ｐｐｍ〜１５％の原子比率にて含有せしめたことで、低応力の膜となり、基板の厚みを薄くでき、これにより、膜が剥がれにくい安定した感光体が得られることを見出した。
【０００９】
本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的は▲１▼〜▲３▼の各課題を解消し、良好な画像形成を達成した感光体ならびに画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
参考までに、ａ−Ｓｉ層の他の成膜法としては、真空蒸着法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法なども提案されているが、感光体に関しては、ほとんどプラズマＣＶＤ法が用いられ、その他の成膜技術については、ほとんど開発されていなかった。
【００１１】
触媒ＣＶＤ法も開発されているが、いまだ感光体用としての技術が確立されていないと言える(特開平６−３３８４９１号公報参照)。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面に係る感光体は、基体上にアモルファスシリコンを含む感光層を被覆した感光体であって、前記感光層はＴａを０．５５ｐｐｍ以上１２５００ｐｐｍ以下の原子比率にて含有せしめたことを特徴とする。本発明の第２の側面に係る感光体は、基体上にアモルファスシリコンを含む感光層を被覆した感光体であって、前記感光層はＷを０．５５ｐｐｍ以上１２４００ｐｐｍ以下の原子比率にて含有せしめたことを特徴とする。本発明の第３の側面に係る感光体は、基体上にアモルファスシリコンを含む感光層を被覆した感光体であって、前記感光層はＭｏを０．５０ｐｐｍ以上１４５０００ｐｐｍ以下の原子比率にて含有せしめたことを特徴とする。本発明の第１〜第３の側面に係る感光体において前記感光層の内部応力は３．８×１０ ^７Ｎ／ｍ ^２〜８．２×１０ ^７Ｎ／ｍ ^２に設定されているのが好ましい。本発明の第１〜第３の側面に係る感光体において前記感光層は触媒ＣＶＤ法により成膜されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明の第１〜第３の側面に係る感光体と、該感光体の表面に電荷を付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対して光を照射するための露光手段とを備え、前記帯電手段および前記露光手段により感光体の表面に形成される静電潜像に対応したトナー像を感光体の表面に形成するための現像手段と、該トナー像を被転写材に転写するための転写手段と、該転写後において感光体表面に残留する残留トナーを除去するためのクリーニング手段と、該転写後において感光体に残る残余静電潜像を除去するための除電手段とを配設したことを特徴とする
【００１４】
【発明の実施の形態】
感光体の構成：
図１と図２は発明の実施形態に係る感光体１、２の構成を示す断面拡大図である。
【００１５】
これら各図において、ドラム状もしくは平板状の導電性の基板３の外面に、ａ−Ｓｉから成る感光層４を触媒ＣＶＤ法で成膜形成している。
【００１６】
この感光層４は、図１に示すように単層の光導電層にする構成でもよく、この層はａ−Ｓｉからなり、さらにカーボンや窒素を、酸素をドープしてもよい。
【００１７】
また、図２に示すように、たとえばキャリア注入阻止層５、光導電層６、アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）、アモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）、アモルファスシリコンオキサイドなどで構成した表面保護層７とを順次積層して成る。
【００１８】
上記基板３には銅、黄銅、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属導電体、あるいはガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に導電性薄膜を被覆したものなどがある。
【００１９】
かかる感光層４は触媒ＣＶＤ法により成膜形成する。参考までに特開平６−３３８４９１号公報に記載された技術を用いればよい。
【００２０】
図３にて触媒ＣＶＤ装置の構成を示す。
同図にて、８は真空容器であり、この真空容器８の内部に支持体９が配置され、この支持体９の上に被成膜用基板１０を配設する。そして、１１はガス導入部であり、ガス導入部１１と被成膜用基板１０との間に、前記触媒体であるフィラメント１２を配している。
【００２１】
そして、半導体ガスを導入すると、ガス導入部１１より噴出し、フィラメント１２を通して被成膜用基板１０上に成膜される。
【００２２】
この成膜条件は、たとえば真空度１３.３Ｐａ、基板温度２５０℃、触媒体（フィラメント１２）の温度２２００℃である。
【００２３】
原料用ガスとしては、水素化珪素ガス（モノシラン、ジシラン）等を用いられ、キャリアガスとしては一般に常用される水素ガスあるいはアルゴンガス等が用いられる。さらに、抵抗値の調整用に若干のドーピングガスを添加するとよく、そのためのガスとして、Ｂ₂Ｈ₆等のガスを用いればよい。
【００２４】
本発明によれば、触媒体には、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏから選択される触媒元素にて成し、触媒体温度をたとえば２２００℃にまでに高めることで、触媒体を蒸発させ、そして、薄膜層中に触媒体の元素を取り込んでいる。
【００２５】
かくして本発明によれば、かかる触媒ＣＶＤ法により、少ないドーピングガス（Ｂ₂Ｈ₆等のガス）を添加するだけで、所望の電気特性の成膜体を安価に得ることができた。
【００２６】
また、本発明においては、触媒ＣＶＤ法にて成膜を行なったことで、プラズマのダメージを受けなくなり、これにより、膜の内部応力が小さくなり、剥れにくい膜を形成できた。
【００２７】
画像形成装置の構成
図４は本発明の感光体を搭載したデジタル複写機構成の画像形成装置１３であり、１４は感光体であり、この感光体１４の周面に帯電手段であるコロナ帯電器１５と、その帯電後に光照射する露光手段である露光器１６（レーザービーム）と、トナー像を感光体１４の表面に形成するためのトナー１７を備えた現像手段である現像機１８と、そのトナー像を被転写材１９に転写する転写手段である転写器２０と、その転写後に感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段２１と、その転写後に残余静電潜像を除去する除電手段２２とを配設した構成である。また、２３は被転写材１９に転写されたトナー像を熱もしくは圧力により固着するための定着器である。
【００２８】
このカールソン法は次の（１）〜（６）の各プロセスを繰り返し経る。
（１）感光体１４の周面をコロナ帯電器１５により帯電する。
（２）露光器１６により画像を露光することにより、感光体１４の表面上に電位コントラストとしての静電潜像を形成する。
（３）この静電潜像を現像機１８により現像する。この現像により黒色のトナーが静電潜像との静電引力により感光体表面に付着し、可視化する。
（４）感光体表面のトナー像を紙などの被転写材１９の裏面よりトナーと逆極性の電界を加えて、静電転写し、これにより、画像を被転写材１９の上に得る。
（５）感光体表面の残留トナーをクリーニング手段２１により機械的に除去する。
（６）感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段２１により残余の静電潜像を除去する。
【００２９】
なお、画像形成装置１３はプリンターの構成であるが、露光機１６に代えて原稿からの反射光を通すレンズやミラーなどの光学系を用いることで、複写機の構成になる。さらに通常の乾式現像を用いているが、その他、湿式現像に使用される液体現像剤にも適用される。
【００３０】
【実施例】
（例１）
純度９９．９％のＡｌから成るドラム状の基板３（外形寸法：３０ｍｍ、長手寸法：２６０ｍｍ、基板厚み：２．５ｍｍ、基板の面粗さＲz：０．１μｍ）の上に触媒ＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ層の感光層４を２０μｍの厚みにて成膜形成する。
【００３１】
この感光層４は表１に示す成膜条件にて形成した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
かくして得られた本発明の感光体によれば、基板のソリも無く、良好な結果が得られた。
【００３４】
上記の成膜によれば、ドラム状基板を用いたが、これに代えて、つぎに平板状基板を用いて、基板のソリを評価した。
【００３５】
図５に示すごとく、ＡＦ４５ガラスからなる基板２５（４０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み０．１ｍｍ）の上にａ−Ｓｉ層を触媒ＣＶＤ法（触媒体：Ｔａ）により形成する。この層は表１に示す成膜条件により２０μｍの厚みでａ−Ｓｉ層を成膜形成した。そして、ソリ量から測定した。
【００３６】
同図によれば、基板２５の端部を基板支持体２４に固定し、そして、この基板２５の上にａ−Ｓｉ層を成膜して、ソリ量δを測定した。
【００３７】
かくして得られた本発明の平板状の感光体について、その内部応力（４．２×１０⁷Ｎ／ｍ²）をソリ量から測定した。そして、そのようなソリもなかった。
【００３８】
（例２）
つぎに（例１）に示す感光体を作製するに当たり、触媒体を１５００〜２５００℃の範囲で変え、その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。
【００３９】
このように触媒体温度を増減させることにより、触媒元素Ｔａの含有量を０．０４ｐｐｍ〜１８．７％にまで幾とおりにも変えた各種感光体を作製した。そして、これら感光体の内部応力と密着性、電気特性を測定したところ、表２に示すような結果が得られた。なお、基板はドラム状と平板状の双方に対し、実験したが、双方とも同じ結果が得られた。この点は、以下のすべての実験に共通する。
【００４０】
密着性の評価は、○、△、×の３とおりに区分し、○印は膜ハガレの全くない状態の場合、×印は全面に膜ハガレがある状態の場合、また、△印は一部に膜ハガレがある状態の場合を示す。
【００４１】
【表２】

【００４２】
この表から明らかなとおり、触媒体温度が増大することで触媒体元素の含有量が多くなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入っていくからである。
【００４３】
触媒体温度が１５００℃〜２０００℃では、電気特性で帯電がのらない結果となった。これは、膜の抵抗が低くなるからである。
【００４４】
触媒体温度が２１００℃〜２３００℃では、発熱・密着性・電気特性共良好な結果が得られた。触媒体温度が２４００℃では、膜中に触媒元素が入りすぎ、粗な膜となり、ボロボロと剥がれてしまう結果となった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこともあった。
【００４５】
さらに、２５００℃以上では、触媒体が成膜中にいつも切れてしまい、膜がつかない結果となった。
【００４６】
内部応力については、一般的なプラズマＣＶＤ法で作製されたａ−Ｓｉ層は、４．０×１０⁸〜５．０×１０⁸（Ｎ／ｍ²）であり、例１で作製された感光体はかなり小さい値（１桁小さい）であり、密着性等にかなり高い効果がある。
【００４７】
（例３）
つぎに（例１）に示す感光体を作製するに当たり、感光層の成膜において、触媒体（Ｔａ）を２２００℃とし、基板の厚みを１ｍｍ、１．７５ｍｍ、２．５ｍｍの３種類にておこなって、さらに基板の面粗さを、Ｒｚ：０．１μｍ〜３．０μｍの範囲にて変化させた。その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。すなわち、感光層を成膜形成するに際し、基板の厚み、基板の面粗さを幾とおりにも変えた各種感光体を作製した。
【００４８】
そして、これら感光体の内部応力と密着性を測定したところ、表３に示すような結果が得られた。
【００４９】
【表３】

【００５０】
同表から、触媒ＣＶＤ法により、内部応力が小さくなり、密着性が上がることがわかる。これは、触媒ＣＶＤ法で成膜を行うことにより、プラズマのダメージを受けないためである。そして、基板の肉厚を薄くしても、面粗さを大きくしても密着性が維持できている。
【００５１】
（例４）
本例において、（例２）のように、触媒元素をＴａを用いた実施例に代えて、Ｗにした場合でもって（例１）に示す感光体を作製した。
【００５２】
この感光体によれば、感光層の成膜において、触媒体を１５００〜３０００℃の範囲で変え、その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。
【００５３】
このように触媒体温度を増減させることにより、触媒元素Ｗの含有量を０．０４ｐｐｍ以上に幾とおりにも変えた各種感光体を作製した。そして、これら感光体の内部応力と密着性を測定したところ、表４に示すような結果が得られた。
【００５４】
【表４】

【００５５】
この表から明らかなとおり、触媒体温度が増大することで触媒体元素の含有量が多くなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入るためである。
【００５６】
Ｗの場合、触媒体温度が１５００℃〜１９００℃では電気特性で帯電がのらない結果となった。触媒体温度が２０００℃〜２５００℃では、密着性・電気特性ともに良好な結果が得られた。触媒体温度が２８００℃では、膜中に触媒元素が入りすぎ、粗な膜となりボロボロと剥がれてしまう結果となった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこともあった。さらに、３０００℃以上では、触媒体が成膜中に常時切れてしまい、膜が付着しない結果となった。
【００５７】
内部応力については、一般的なプラズマＣＶＤ法で作製されたアモルファスシリコン膜であれば、４．０×１０⁸〜５．０×１０⁸（Ｎ／ｍ²）であるが、本例にて作製された感光体については、相当に小さい値（一桁小さい）であり、密着性等に顕著な効果を奏する。
【００５８】
（例５）
つぎに（例４）に示す感光体を作製するに当たり、感光層の成膜において、触媒体（Ｗ）を２２００℃とし、基板の厚みを１ｍｍ、１．７５ｍｍ、２．５ｍｍの３種類にておこなって、さらに基板の面粗さを、Ｒｚ：０．１μｍ〜３．０μｍの範囲にて変化させた。その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。
【００５９】
そして、これら感光体の内部応力と密着性を測定したところ、表５に示すような結果が得られた。
【００６０】
【表５】

【００６１】
同表から、触媒ＣＶＤ法により、内部応力が小さくなり、密着性が上がることがわかる。これは、触媒ＣＶＤ法で成膜を行うことにより、プラズマのダメージを受けないためである。そして、基板の肉厚を薄くしても、面粗さを大きくしても密着性が維持できている。
【００６２】
（例６）
本例において、（例２）のように、触媒元素をＴａを用いた実施例に代えて、Ｍｏにした場合でもって（例１）に示す感光体を作製した。
【００６３】
この感光体によれば、感光層の成膜において、触媒体を１５００〜３０００℃の範囲で変え、その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。
【００６４】
このように触媒体温度を増減させることにより、触媒元素Ｍｏの含有量を０．０５ｐｐｍ以上に幾とおりにも変えた各種感光体を作製した。そして、これら感光体の内部応力と密着性、電気特性を測定したところ、表６に示すような結果が得られた。
【００６５】
【表６】

【００６６】
この表から明らかなとおり、触媒体温度が増大することで触媒体元素の含有量が多くなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入るためである。
【００６７】
Ｍｏの場合、触媒体温度が１５００℃〜１９００℃では、電気特性で帯電がのらない結果となった。触媒体温度が２０００℃〜２７００℃では、密着性・電気特性ともに良好な結果が得られた。触媒体温度が２８００℃では、膜中に触媒元素が入りすぎ、粗な膜となりボロボロと剥がれてしまう結果となった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこともあった。さらに、３０００℃以上では、触媒体が成膜中に常時切れてしまい、膜が付着しない結果となった。
【００６８】
内部応力については、一般的なプラズマＣＶＤ法で作製されたアモルファスシリコン膜であれば、４.０×１０⁸〜５．０×１０⁸（Ｎ／ｍ２）であるが、本例にて作製された感光体については、相当に小さい値（一桁小さい）であり、密着性等に顕著な効果を奏する。
【００６９】
（例７）
つぎに（例６）に示す感光体を作製するに当たり、感光層の成膜において、触媒体（Ｍｏ）を２２００℃とし、基板の厚みを１ｍｍ、１．７５ｍｍ、２．５ｍｍの３種類にておこなって、さらに基板の面粗さを、Ｒｚ：０．１μｍ〜３．０μｍの範囲にて変化させた。その他の成膜条件を（例１）の感光体と同じにて設定し、各種感光体を作製した。
【００７０】
そして、これら感光体の内部応力と密着性を測定したところ、表７に示すような結果が得られた。
【００７１】
【表７】

【００７２】
同表から、触媒ＣＶＤ法により、内部応力が小さくなり、密着性が上がることがわかる。これは、触媒ＣＶＤ法で成膜を行うことにより、プラズマのダメージを受けないためである。そして、基板の肉厚を薄くしても、面粗さを大きくしても密着性が維持できている。
【００７３】
なお、本発明は上記の実施形態例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内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。たとえば、本発明によれば、触媒体には、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを単独にて用いたが、これに代えて、これらを組合せた複合材にて、そして、複数の触媒元素を発熱層に添加してもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、感光層の密着性にすぐれた感光体を得ることができ、これにより基板の厚みを薄くでき、面粗さの管理範囲が大きくなり、安価で品質が安定し、量産性に優れた感光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感光体の層構成を示す断面図である。
【図２】本発明の他の感光体の層構成を示す断面図である。
【図３】触媒ＣＶＤ装置の概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置の概略図である。
【図５】ソリ量の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
２・・・感光体
３・・・基板
４・・・感光層
５・・・キャリア注入阻止層
６・・・光導電層
７・・・表面保護層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoconductor provided with a photosensitive layer made of an amorphous silicon layer, and an image forming apparatus equipped with the photoconductor of the present invention.
[0002]
[Prior art]
A photoreceptor using an amorphous silicon layer (hereinafter abbreviated as a-Si) as a photosensitive layer has already been commercialized. This a-Si photoreceptor is an outer peripheral surface of a drum-shaped substrate made of aluminum metal. The film is precisely finished by cutting or the like, and then formed into a film by forming the a-Si photosensitive layer to a thickness of 10 μm to 50 μm and further to about 80 μm by plasma CVD.
[0003]
As described above, by performing precision finishing on the drum-shaped substrate before film formation, the cleaning property of the surface of the photosensitive layer formed on the substrate is improved, thereby improving the image characteristics.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the photoreceptor manufactured by the plasma CVD method as described above, the internal stress of the film is large (4.0 × 10 ^{8 to} 5.0 × 10 ⁸ N / m ² ), and the following problems are caused. was there.
[0005]
{Circle around (1)} When the substrate is greatly deformed and therefore the substrate is thin, a dimensional defect occurs.
[0006]
(2) The adhesion of the photosensitive layer to the substrate is poor, and if the substrate is thin, defects such as peeling occur.
[0007]
{Circle around (3)} The adhesion of the photosensitive layer to the substrate is poor, and when the roughness of the substrate is large, defects such as peeling occur.
[0008]
The present inventor made extensive research in view of the above circumstances, and formed an a-Si layer by the catalytic CVD method, and made the catalyst body used in the catalytic CVD method a catalytic element selected from Ta, W, and Mo. Thus, the a-Si layer contains a catalytic element in an atomic ratio of 0.5 ppm to 15%, so that a low-stress film can be obtained and the thickness of the substrate can be reduced, whereby the film is difficult to peel off. It has been found that a stable photoreceptor can be obtained.
[0009]
The present invention has been completed based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a photoreceptor and an image forming apparatus that can solve the problems (1) to (3) and achieve good image formation.
[0010]
For reference, vacuum deposition, photo CVD, thermal CVD, reactive sputtering, ion plating, and the like have been proposed as other film formation methods for the a-Si layer. The plasma CVD method is mostly used, and other film forming techniques have hardly been developed.
[0011]
Although a catalytic CVD method has been developed, it can be said that a technique for a photoconductor has not been established yet (see JP-A-6-338491).
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The photoreceptor according to the first aspect of the present invention is a photoreceptor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, and the photosensitive layer contains Ta in an atomic ratio of 0.55 ppm to 12,500 ppm. It is characterized by that. The photoreceptor according to the second aspect of the present invention is a photoreceptor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, and the photosensitive layer contains W in an atomic ratio of 0.55 ppm to 12400 ppm. It is characterized by that. The photoreceptor according to the third aspect of the present invention is a photoreceptor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, and the photosensitive layer contains Mo in an atomic ratio of 0.50 ppm to 145000 ppm. It is characterized by that. That the internal stress of the photosensitive layer in the photosensitive member according to the first to third aspect of the present invention is set to ^{^{3.8 × 10 7 N / m 2}} ~8.2 × 10 7 N / m 2 preferable. In the photoreceptor according to the first to third aspects of the present invention, the photosensitive layer is preferably formed by a catalytic CVD method.
[0013]
The image forming apparatus according to the present invention, a photosensitive member according to the first to third aspect of the present invention, a charging means for imparting an electrical charge to a surface of the photoreceptor with respect to the charged areas of the photoreceptor optical developing means for a exposing means for irradiating, to form a toner image corresponding to the electrostatic latent image formed on the surface of the more the photoreceptor to the charging means and the exposure hand stage on the surface of the photoconductor When the cleaning means for removing a transfer unit for transferring the toner image to a transfer material, residual toner remaining Oite photoreceptor surface after the transfer, residual remaining in Oite photosensitive member after the transfer And a charge eliminating means for removing the electrostatic latent image.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Structure of photoconductor:
1 and 2 are enlarged sectional views showing the structures of the

photoreceptors

1 and 2 according to the embodiment of the invention.
[0015]
In each of these drawings, a photosensitive layer 4 made of a-Si is formed on the outer surface of a drum-shaped or flat-plate conductive substrate 3 by a catalytic CVD method.
[0016]
The photosensitive layer 4 may be configured as a single photoconductive layer as shown in FIG. 1. This layer is made of a-Si, and may be doped with carbon or nitrogen and oxygen.
[0017]
In addition, as shown in FIG. 2, for example, carrier injection blocking layer 5, photoconductive layer 6, amorphous silicon carbide (a-SiC), amorphous carbon (a-C), amorphous silicon nitride (a-SiN), amorphous silicon A surface protective layer 7 made of oxide or the like is sequentially laminated.
[0018]
Examples of the substrate 3 include metal conductors such as copper, brass, SUS, Al, and Ni, or those obtained by coating a conductive thin film on the surface of an insulator such as glass and ceramic.
[0019]
The photosensitive layer 4 is formed by catalytic CVD. For reference, the technique described in JP-A-6-338491 may be used.
[0020]
FIG. 3 shows the configuration of the catalytic CVD apparatus.
In the figure, reference numeral 8 denotes a vacuum container, and a support 9 is disposed inside the vacuum container 8, and a film formation substrate 10 is disposed on the support 9. Reference numeral 11 denotes a gas introduction part, and a filament 12 which is the catalyst body is disposed between the gas introduction part 11 and the deposition target substrate 10.
[0021]
When the semiconductor gas is introduced, the semiconductor gas is ejected from the gas introduction unit 11 and is formed on the deposition target substrate 10 through the filament 12.
[0022]
The film forming conditions are, for example, a degree of vacuum of 13.3 Pa, a substrate temperature of 250 ° C., and a temperature of the catalyst body (filament 12) of 2200 ° C.
[0023]
As the raw material gas, silicon hydride gas (monosilane, disilane) or the like is used. As the carrier gas, hydrogen gas or argon gas which is generally used is used. Further, a slight doping gas may be added for adjusting the resistance value, and a gas such as B ₂ H ₆ may be used as the gas.
[0024]
According to the present invention, the catalyst body is made of a catalyst element selected from Ta, W, and Mo, and the catalyst body is evaporated by increasing the catalyst body temperature to, for example, 2200 ° C. The catalyst element is incorporated in the layer.
[0025]
Thus, according to the present invention, a film-forming body having desired electrical characteristics can be obtained at low cost only by adding a small doping gas (a gas such as B ₂ H ₆ ) by the catalytic CVD method.
[0026]
Further, in the present invention, since the film was formed by the catalytic CVD method, the film was not damaged by the plasma, thereby reducing the internal stress of the film and forming a film that was not easily peeled off.
[0027]
Configuration of image forming apparatus FIG. 4 shows an image forming apparatus 13 having a configuration of a digital copying machine equipped with the photoconductor of the present invention, 14 is a photoconductor, and a charging means is provided on the peripheral surface of the photoconductor 14. A developing machine which is a developing means provided with a corona charger 15, an exposure device 16 (laser beam) as an exposure means for irradiating light after the charging, and a toner 17 for forming a toner image on the surface of the photoreceptor 14. 18, a transfer device 20 as a transfer means for transferring the toner image to the transfer material 19, a cleaning means 21 for removing residual toner on the surface of the photoreceptor after the transfer, and a residual electrostatic latent image after the transfer The charge removing means 22 is disposed. Reference numeral 23 denotes a fixing device for fixing the toner image transferred to the transfer material 19 by heat or pressure.
[0028]
In the Carlson method, the following processes (1) to (6) are repeated.
(1) The peripheral surface of the photoreceptor 14 is charged by the corona charger 15.
(2) By exposing the image with the exposure device 16, an electrostatic latent image as a potential contrast is formed on the surface of the photoreceptor 14.
(3) The electrostatic latent image is developed by the developing machine 18. By this development, black toner adheres to the surface of the photoreceptor due to electrostatic attraction with the electrostatic latent image, and is visualized.
(4) The toner image on the surface of the photoreceptor is electrostatically transferred by applying an electric field having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the transfer material 19 such as paper, whereby an image is obtained on the transfer material 19.
(5) Residual toner on the surface of the photoreceptor is mechanically removed by the cleaning means 21.
(6) The entire surface of the photosensitive member is exposed with strong light, and the remaining electrostatic latent image is removed by the charge eliminating unit 21.
[0029]
Although the image forming apparatus 13 has a printer configuration, an optical system such as a lens or a mirror that transmits reflected light from a document is used instead of the exposure device 16 to form a copying machine. Furthermore, normal dry development is used, but it is also applicable to liquid developers used for wet development.
[0030]
【Example】
(Example 1)
On a drum-shaped substrate 3 (outside dimension: 30 mm, longitudinal dimension: 260 mm, substrate thickness: 2.5 mm, substrate surface roughness Rz: 0.1 μm) made of Al with a purity of 99.9% by catalytic CVD method The photosensitive layer 4 of the a-Si layer is formed with a thickness of 20 μm.
[0031]
This photosensitive layer 4 was formed under the film forming conditions shown in Table 1.
[0032]
[Table 1]

[0033]
According to the photoreceptor of the present invention thus obtained, there was no warpage of the substrate and good results were obtained.
[0034]
According to the above film formation, a drum-shaped substrate was used, but instead of this, a flat substrate was used to evaluate the warpage of the substrate.
[0035]
As shown in FIG. 5, an a-Si layer is formed on a substrate 25 (40 mm × 10 mm × thickness 0.1 mm) made of AF45 glass by a catalytic CVD method (catalyst body: Ta). This layer was formed as an a-Si layer with a thickness of 20 μm under the film formation conditions shown in Table 1. And it measured from the amount of warping.
[0036]
According to the figure, the edge part of the board | substrate 25 was fixed to the board | substrate support body 24, and the a-Si layer was formed on this board | substrate 25, and the amount of curvature (delta) was measured.
[0037]
With respect to the flat photoreceptor of the present invention thus obtained, the internal stress (4.2 × 10 ⁷ N / m ² ) was measured from the amount of warpage. And there was no such warp.
[0038]
(Example 2)
Next, in producing the photoreceptor shown in (Example 1), the catalyst body is changed in the range of 1500 to 2500 ° C., and other film forming conditions are set in the same manner as in the photoreceptor of (Example 1). Was made.
[0039]
In this manner, various photoreceptors were produced in which the content of the catalyst element Ta was varied from 0.04 ppm to 18.7% in various ways by increasing / decreasing the catalyst body temperature. When the internal stress, adhesion and electrical characteristics of these photoreceptors were measured, the results shown in Table 2 were obtained. In addition, although it experimented with respect to both the drum shape and flat plate shape, the same result was obtained in both. This point is common to all the following experiments.
[0040]
Evaluation of adhesion is classified into three categories: ○, Δ, ×. ○ indicates that there is no film peeling, X indicates that there is film peeling on the entire surface, and Δ indicates some The case where there is a film peeling is shown.
[0041]
[Table 2]

[0042]
As is apparent from this table, it is understood that the content of the catalyst element increases as the catalyst body temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film as the temperature of the catalyst body rises.
[0043]
When the catalyst body temperature was 1500 ° C. to 2000 ° C., no charge was obtained due to electrical characteristics. This is because the resistance of the film is lowered.
[0044]
When the catalyst body temperature was 2100 ° C. to 2300 ° C., good results were obtained in terms of heat generation, adhesion, and electrical characteristics. When the temperature of the catalyst body was 2400 ° C., the catalyst element was excessively contained in the film, resulting in a rough film, resulting in tattering. In addition, the catalyst body may be cut off due to the temperature being too high.
[0045]
Further, at 2500 ° C. or higher, the catalyst body was always cut during the film formation, resulting in no film formation.
[0046]
Regarding the internal stress, the a-Si layer produced by a general plasma CVD method is 4.0 × 10 ^{8 to} 5.0 × 10 ⁸ (N / m ² ), and the photosensitive material produced in Example 1 is used. The body is a fairly small value (one digit smaller) and has a very high effect on adhesion and the like.
[0047]
(Example 3)
Next, in producing the photoreceptor shown in (Example 1), in the formation of the photosensitive layer, the catalyst body (Ta) is 2200 ° C., and the substrate thickness is 1 mm, 1.75 mm, and 2.5 mm. In addition, the surface roughness of the substrate was changed in the range of Rz: 0.1 μm to 3.0 μm. Other film formation conditions were set to be the same as those of the photoreceptor in Example 1, and various photoreceptors were produced. That is, various photoconductors were produced in which the thickness of the substrate and the surface roughness of the substrate were varied in various ways when forming the photosensitive layer.
[0048]
When the internal stress and adhesion of these photoreceptors were measured, the results shown in Table 3 were obtained.
[0049]
[Table 3]

[0050]
From the table, it can be seen that the catalytic CVD method reduces the internal stress and increases the adhesion. This is because plasma damage is not caused by film formation by the catalytic CVD method. Even if the thickness of the substrate is reduced or the surface roughness is increased, the adhesion can be maintained.
[0051]
(Example 4)
In this example, as in (Example 2), instead of the example using Ta as the catalyst element, the photoconductor shown in (Example 1) was produced by using W.
[0052]
According to this photoconductor, in the formation of the photosensitive layer, the catalyst body is changed in the range of 1500 to 3000 ° C., and other film formation conditions are set to be the same as those of the photoconductor of (Example 1). Produced.
[0053]
Thus, by varying the catalyst temperature, various types of photoconductors were produced in which the content of the catalyst element W was changed to 0.04 ppm or more. When the internal stress and adhesion of these photoconductors were measured, the results shown in Table 4 were obtained.
[0054]
[Table 4]

[0055]
As is apparent from this table, it is understood that the content of the catalyst element increases as the catalyst body temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film as the temperature of the catalyst body rises.
[0056]
In the case of W, when the catalyst body temperature was 1500 ° C. to 1900 ° C., the electric characteristics were not charged. When the catalyst body temperature was 2000 ° C. to 2500 ° C., good results were obtained for both adhesion and electrical characteristics. When the catalyst body temperature was 2800 ° C., the catalyst element was excessively contained in the film, resulting in a rough film and peeling off. In addition, the catalyst body may be cut off due to the temperature being too high. Furthermore, at 3000 ° C. or higher, the catalyst body was always cut during film formation, and the film did not adhere.
[0057]
The internal stress is 4.0 × 10 ^{8 to} 5.0 × 10 ⁸ (N / m ² ) in the case of an amorphous silicon film manufactured by a general plasma CVD method. The photoconductor thus obtained has a considerably small value (one digit smaller), and has a remarkable effect on adhesion and the like.
[0058]
(Example 5)
Next, in producing the photoreceptor shown in (Example 4), in forming the photosensitive layer, the catalyst body (W) was set at 2200 ° C., and the substrate thickness was 1 mm, 1.75 mm, and 2.5 mm. In addition, the surface roughness of the substrate was changed in the range of Rz: 0.1 μm to 3.0 μm. Other film formation conditions were set to be the same as those of the photoreceptor in Example 1, and various photoreceptors were produced.
[0059]
When the internal stress and adhesion of these photoreceptors were measured, the results shown in Table 5 were obtained.
[0060]
[Table 5]

[0061]
From the table, it can be seen that the catalytic CVD method reduces the internal stress and increases the adhesion. This is because plasma damage is not caused by film formation by the catalytic CVD method. Even if the thickness of the substrate is reduced or the surface roughness is increased, the adhesion can be maintained.
[0062]
(Example 6)
In this example, as in (Example 2), instead of the example using Ta as the catalyst element, the photoconductor shown in (Example 1) was manufactured by using Mo.
[0063]
According to this photoconductor, in the formation of the photosensitive layer, the catalyst body is changed in the range of 1500 to 3000 ° C., and other film formation conditions are set to be the same as those of the photoconductor of (Example 1). Produced.
[0064]
In this manner, various photoreceptors were produced in which the content of the catalyst element Mo was changed to 0.05 ppm or more in various ways by increasing or decreasing the temperature of the catalyst body. When the internal stress, adhesion and electrical characteristics of these photoreceptors were measured, the results shown in Table 6 were obtained.
[0065]
[Table 6]

[0066]
As is apparent from this table, it is understood that the content of the catalyst element increases as the catalyst body temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film as the temperature of the catalyst body rises.
[0067]
In the case of Mo, when the catalyst body temperature was 1500 ° C. to 1900 ° C., the electric characteristics were not charged. When the catalyst body temperature was 2000 ° C. to 2700 ° C., good results were obtained in both adhesion and electrical characteristics. When the catalyst body temperature was 2800 ° C., the catalyst element was excessively contained in the film, resulting in a rough film and peeling off. In addition, the catalyst body may be cut off due to the temperature being too high. Furthermore, at 3000 ° C. or higher, the catalyst body was always cut during film formation, and the film did not adhere.
[0068]
The internal stress is 4.0 × 10 ^{8 to} 5.0 × 10 ⁸ (N / m 2) in the case of an amorphous silicon film manufactured by a general plasma CVD method. The photosensitive member has a considerably small value (one order of magnitude smaller), and has a remarkable effect on adhesion and the like.
[0069]
(Example 7)
Next, in producing the photoreceptor shown in (Example 6), in the formation of the photosensitive layer, the catalyst body (Mo) is set at 2200 ° C., and the substrate thickness is 1 mm, 1.75 mm, and 2.5 mm. In addition, the surface roughness of the substrate was changed in the range of Rz: 0.1 μm to 3.0 μm. Other film formation conditions were set to be the same as those of the photoreceptor in Example 1, and various photoreceptors were produced.
[0070]
When the internal stress and adhesion of these photoreceptors were measured, the results shown in Table 7 were obtained.
[0071]
[Table 7]

[0072]
From the table, it can be seen that the catalytic CVD method reduces the internal stress and increases the adhesion. This is because plasma damage is not caused by film formation by the catalytic CVD method. Even if the thickness of the substrate is reduced or the surface roughness is increased, the adhesion can be maintained.
[0073]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. For example, according to the present invention, Ta, W, and Mo are used alone for the catalyst body, but instead of this, a composite material that combines these, and a plurality of catalyst elements in the heat generating layer. It may be added.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a photoconductor excellent in the adhesion of the photosensitive layer, thereby reducing the thickness of the substrate, increasing the management range of surface roughness, inexpensive and stable quality. In addition, it is possible to provide a photoconductor excellent in mass productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer structure of a photoreceptor of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer structure of another photoconductor of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a catalytic CVD apparatus.
FIG. 4 is a schematic view of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method for measuring the amount of warping.
[Explanation of symbols]
2 ... Photoreceptor 3 ... Substrate 4 ... Photosensitive layer 5 ... Carrier injection blocking layer 6 ... Photoconductive layer 7 ... Surface protective layer

Claims

A photoconductor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, wherein the photoconductive layer contains Ta in an atomic ratio of 0.55 ppm to 12500 ppm .

A photoconductor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, wherein the photoconductive layer contains W in an atomic ratio of 0.55 ppm to 12400 ppm.

A photoconductor in which a photosensitive layer containing amorphous silicon is coated on a substrate, wherein the photoconductive layer contains Mo in an atomic ratio of 0.50 ppm to 145000 ppm.

The photosensitive stress according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal stress of the photosensitive layer is set to 3.8 x 10 ⁷ N / m ^{2 to} 8.2 x 10 ⁷ N / m ^2. body.

5. The photosensitive member according to claim 1, wherein the photosensitive layer is formed by a catalytic CVD method using a catalytic member composed of a catalytic element selected from Ta, W, and Mo. .

Comprising a photoconductor according to any one of claims 1 to 5, a charging means for imparting an electrical charge to a surface of the photoreceptor, with respect to the charged areas of the photoreceptor and exposing means for irradiating light, the transferring the charging means and the toner image corresponding more to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor to the exposure hand stage and developing means for forming on the surface of the photosensitive member, the toner image to a transfer material and transfer means for a discharging means for removing the cleaning means for removing residual toner remaining on Oite photoreceptor surface after the transfer, the residual electrostatic latent image remaining on Oite photosensitive member after the transfer An image forming apparatus comprising: