JP3913067B2 - 電子写真用感光体、その製造方法、ならびに電子写真装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に使用される感光体、その製造方法、ならびに、この感光体を光受容部材とする電子写真装置に関する。より具体的には、アモルファス炭素(a−C)表面保護層を具えるアモルファスシリコン(a−Si)系感光体において、その表面に露出する突起の存在に起因する画像欠陥、ならびに電子写真画像形成工程中の光受容部材表面のクリーニング工程における弊害・不具合の発生を防止する改良が施された感光体と、かかる感光体を製造する方法、さらには、かかる感光体を光受容部材として、画像欠陥、ならびにクリーニング工程における弊害・不具合の発生がない電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真装置では、先ず、導電性の円筒状基体表面に光導電層を設けた感光体の外周面をコロナ帯電、ローラ帯電、ファーブラシ帯電、磁気ブラシ帯電などの帯電手段を用いて一様に帯電させる。次いで、被複写体の被複写像を、反射光あるいは変調信号に応じたレーザー光やLED光を用いて、感光体表面の露光を行い、前記感光体の外周面上に静電潜像を形成する。さらに、該感光体上にトナーを付着させることで、この静電潜像よりトナー像を形成し、トナー像を複写用紙などに転写することで、複写(画像形成)が行なわれる。
【0003】
このようにして電子写真装置で複写を行なった後には、感光体の外周面上にトナーが一部残留しているため、次回の複写工程に進む前に、この残留トナーを除去する必要がある。かかる残留トナー除去は、クリーニングブレード、ファーブラシ、マグネットブラシ等を用いたクリーニング装置によって行うのが一般的である。
【0004】
また、近年環境への配慮から、廃トナー量の低減あるいは廃トナーの解消を目的として、前記の機械的な除去方式を使用するクリーニング装置を省略した電子写真装置も提案され、また一部上市もされている。この電子写真装置に用いられる残留トナーの除去方式は、例えば、特開平6−118741号公報に開示されている様なブラシ帯電器の様な直接帯電器を使用し、クリーニング工程と帯電工程を兼ねるもの、特開平10−307455号公報(USP 6128456 公報)に開示されている様な現像器を使用し、残留トナー回収のクリーニング工程とトナー付着の現像工程を兼ねるものなどがある。上述する、いずれのクリーニング方式においても、トナーと感光体表面が摺擦、除去させる工程を含んでいる。
【0005】
一方、近年印刷画像の高画質化のために、従来よりも平均粒径の小さいトナーの使用、あるいは省エネルギーに対応した融点の低いトナーの使用が進められている。同時に、周囲の電気回路素子の発達に伴い、電子写真装置の複写速度、すなわち感光体回転数も上昇の一途をたどっている。このような状況において、電子写真装置の複写速度・頻度を増すとともに、感光体表面に残留トナーなどに起因する融着が発生してしまう現象が顕在化している。特に、近年、電子写真装置のデジタル化の進展に伴い、画質に対する要求はますますレベルアップしており、従来のアナログ型装置では許容されうる程度の画像欠陥も問題視せざるを得ないような状況に達している。従って、画像欠陥の要因を除くとともに、残留トナーなどに起因する融着発生に対しても、ますますその解消、防止に有効な方策が要望される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
融着やフィルミング発生の原因は詳細わたって解明されてはいないものの、概略、次の述べる要因に起因していると予想される。例えば、クリーニングブレードなどを用いたクリーニング工程において、感光体と摺擦部分の間に摩擦力が働くと、接触状態にビビリ現象が発生する。それに伴い、感光体表面に対する圧縮効果が高くなり、残留トナーが強く感光体表面に押しつけられるため、融着やフィルミングが発生する。加えて、電子写真装置の画像形成プロセススピードが速くなるにつれ、摺擦部分と感光体との相対速度もますます高くなるため、前記の発生原因の状況が起こりやすいくもなっている。
【0007】
前記の感光体と摺擦部分との間の摩擦力に起因する、融着やフィルミング発生を抑制するための対策として、例えば、特開平11−133640号公報ならびに特開平11−133641号公報(USP 6001521 公報)に示されているように、感光体の表面保護層として、水素を含有したアモルファス炭素層(以下、a−C:H膜)を用いることが提案され、また、有効であることが示されている。このa−C:H膜は、別名ダイヤモンドライクカーボン(DLC)とも呼ばれるように、非常に硬度が高いので、傷、摩耗を防ぐことができることに加えて、特異な固体潤滑性をも持っている。この二つの特質から、融着、フィルミングを防止する最適の材料と考えられる。
【0008】
ところが、この表面保護層に用いるa−C:H膜と、光導電層に用いられる水素を含有したアモルファスシリコン層(以下、a−Si:H膜)とでは、それぞれ最適な特性が得られる堆積条件が異なることがある。すなわち、一般に、光導電層に用いられるa−Si:H膜の場合、実用的な特性を得るためには、堆積時の基体温度を200℃〜450℃の範囲に設定することが好ましい。他方、表面保護層に用いるa−C:H膜の場合には、堆積時の基体温度を低く設定する方が良好な膜が得られるため、通常、室温〜150℃程度の範囲に基体温度を設定して成膜されることが多い。従って、a−Si:H膜をベースとした感光層上にa−C:H膜からなる表面層を積層した感光体を作製する場合には、a−Si:H膜の堆積のために200℃〜450℃に設定されていた基体温度を、室温〜150℃程度まで冷却し、その後、表面層用のa−C:H膜を成膜する必要がある。多くの堆積室は、基体の温度を制御するために加熱ヒーターを内蔵しているが、冷却のための部材を具えていないことが多い。その場合には、200℃〜450℃に設定されていた基体温度を、室温〜150℃程度まで冷却する際、自然放熱に依らざるをえない。特に、真空環境下では、該自然放熱過程には、非常に長時間を要していた。その結果、1堆積室当たり、1日当りの生産本数が減少し、感光体の製造コストを上昇させる要因となるという問題があった。
【0009】
また、他の問題として、製造にこのように長時間を要する感光体について、作製後、出荷検査を行った際、予期せぬ画像不良や電位不良などの製品となり得ない不良が発生している場合もあり、このような不良品の発生がさらにコストを上昇させる要因ともなっていた。
【0010】
更に、それとは別に、特開昭62−189477号公報にも記載されているように、a−Si感光体においては、その製法上の問題として、しばしば堆積膜表面に突起が発生することが知られている。突起発生を抑制する方法は多数提案されているものの、表面にたまたま付着した微細な異物に由来している突起発生を皆無にすることは、技術的にも、またコスト的にも非常に困難とされている。
【0011】
この突起部分では、その形状因子から、現像剤(トナー粒子)の融着が発生しやすく、表面保護層にa−C:H膜を用いて、突起以外の正常部分における融着発生の抑制を図ったとしても、突起部分における融着発生までも、完全に防止するには到っていない。
【0012】
加えて、感光体は、電子写真装置内で使用すると、帯電、現像、転写、クリーニングなど、なんらかの接触する部材により、摺擦され摩耗する。その際、正常部分と比較して、突起部分はその形状的な特異性のため、選択的に摩耗が大きくなる。さらに、初期には画像欠陥ではなかったものが、突起の頭頂部が摩耗する結果、電荷保持能力が低下して画像欠陥となり、また、突起頭頂部が摩耗した部分は、a−C:H膜の表面保護層(以後、a−C表面層と略記)がなくなり、そこを起点として、融着が発生するなど、画像特性を劣化させる要因となる懸念がある。
【0013】
ちなみに、摩耗の主原因がクリーニング工程による摺擦である系において、アモルファス炭化珪素(a−SiC)表面層を用いている場合、正常部分の摩耗量は1万枚当り1nm程度である。また、摩耗の主原因が摺擦力の高い接触帯電工程である系における正常部分の摩耗量は、a−SiC表面層の場合、1万枚当たり10nm程度であるが、a−C表面層の場合には、概ね1万枚当たり1nm程度である。
【0014】
さらに、一般にクリーニングブレードを用いている系においては、突起によってブレードがダメージを受けたり、欠けたりして、いわゆる現像剤(トナー)の抜けが生じることもあり、その結果、クリーニング不良が発生する可能性もあった。
【0015】
本発明は、上記の課題を解決するもので、本発明の目的は、主にa−C表面層を用いる系において、光導電層のa−Si膜形成に際して、発生する突起に付随する上述の弊害を無くし、より高い信頼性を有する電子写真用感光体及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の最終的な目的は、かかるより高い信頼性を有する電子写真用感光体を使用する電子写真装置を提供することにある。より具体的には、光導電層のa−Si膜形成に際して、突起の発生があったとしても、その突起に由来する融着、フィルミングの発生を回避でき、また、突起の選択的な摩耗に付随する画像欠陥の発生も回避でき、同時に、a−C表面層を用いた利点をより発揮できる構造を持つ電子写真用感光体及びその製造方法を提供することにある。
【0016】
加えて、本発明の目的は、主にa−C表面層を用いる系において、光導電層のa−Si膜を形成した後、表面保護膜のa−C膜を形成する際、基板温度がa−Si膜作製時の温度より、a−C膜作製時の温度が有意に低い条件を選択する際にも、かかる温度の変更を効率的に実施し、高い作業効率性で電子写真用感光体の作製を可能とする製造方法を提供することにある。同時に、本発明の目的は、かかる高い作業効率性を有する製造方法を利用して、画像品質に関連する感光体特性に優れる感光体をより安価なコストで製造することが可能な製造方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、a−Cを表面層に用いたa−Si感光体の作製条件を検討していた際、上述のように、光導電層のa−Siと表面層のa−Cとでは、それぞれの成膜における最適な基体温度が異なることを見出した。そして、光導電層のa−Siから表面層のa−Cまでを一貫して製造する場合、それぞれの膜を最適な基体温度で成膜を行うためには、両膜の成膜工程の間で基体温度を変更せざるを得ない。特に、真空状態でかかる温度変更、具体的には、温度降下を自然放熱により行うと、その温度変更に掛かる時間がかなり長く、堆積室の利用効率の向上を阻害する原因となっていることに気が付いた。より具体的には、光導電層のa−Si膜の製造に最適な基体温度は、200℃〜450℃と高いが、表面層のa−C膜の製造に最適な温度は、室温〜150℃程度であるため、工程途中で基体を冷却する必要があるということである。従来の堆積室には、加熱用ヒーターは設けられているものの、冷却手段は設けられていないため、元々、冷却速度は低くならざるを得ない。加えて、冷却時、堆積室内が真空状態となるため、対流、熱伝導がなく、一種の断熱状態となるので、さらに冷却速度が低くなり、温度降下に多大な時間が必要となっていた。
【0018】
この問題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を行った。基体温度の変更、特に、温度降下を素早く行うために、例えば、水冷パイプなどの冷却手段を基体内部に設けて強制冷却する方法も考えらる。しかしながら、基体ホルダーなど、限られたスペース中に、加熱用ヒーターと冷却パイプとを共存させることは難しく、また、装置構成が複雑になると、製造装置の装置コスト上昇の要因ともなるという新たな問題ともなった。また、加熱は、輻射熱を利用して、真空中においても効率よく行えるものの、冷却では、輻射熱による熱放散効率は温度の低下とともに急速に低下し、従って、冷却パイプなどの熱伝導冷却手段を設けても、満足できる程度まで冷却時間を短縮することはできなかった。
【0019】
そこで、本発明者らは、減圧状態を維持したまま、光導電層のa−Si膜から表面層のa−C膜までを連続的に成膜するという発想に代えて、光導電層のa−Si膜と中間層を成膜した後、一旦、基体を堆積室から取り出し、大気圧下に曝して、冷却した後、再び堆積室に投入して、表面層のa−C膜を成膜するというプロセスを考えた。堆積室は、光導電層のa−Si膜と中間層を成膜した基体を取り出し後、例えば、堆積に使用した堆積室内部の浄化を行うため、ドライエッチングによるクリーニングを実施するなど、直ちに、次の工程を実施することで、時間ロスなく、製造工程に供することができるようになる。一方、堆積室から取り出した基体は、大気圧下で熱伝導によって、効率的に自然冷却後、再び堆積室に戻し、a−C膜を成膜することにより、最適な室温〜150℃程度の低い基体温度でa−C膜の成膜を行うことができる。このサイクルは、感光体作製の1本毎に行っても、十分な効果があるが、さらには、複数本まとめて行ってもよい。例えば、光導電層のa−Si膜と中間層を成膜した基体を、ある程度の本数、作り溜めておき、その後、その複数本に対して、連続して表面層のa−C膜を成膜してもよい。
【0020】
本発明者らは、前記の工程を採用すると、副次的メリットとして、光導電層のa−Si膜と中間層を成膜した基体を堆積室から取り出した際、大気圧下において、種々の検査が行うことも可能となることも見出した。かかる検査としては、例えば、外観検査によって剥がれや球状突起による不良をチェックすることができる。また、感光体構成が、光導電層と表面層の間に中間層を設ける構成である点を利用し、光導電層と中間層を形成した状態での検査として、場合によっては、画像検査や電位特性検査を行うこともできる。これらの検査において不良が見つかった場合、不良品については、以降の工程、表面層のa−C膜の成膜を取りやめることができるため、さらに、堆積室の効率的な利用を図り、あるいは、不必要な原料ガスの消費を防ぐことができ、製造ライン全体として、不要なコストのさらなる削減が可能となるというメリットが生じる。
【0021】
なお、本発明者らは、光導電層のa−Si膜と中間層を成膜した基体を堆積室から取り出し、大気圧下にその表面を曝した後、表面層のa−C膜を成膜した場合の影響については、大気圧下に表面を曝さず、連続成膜を行った場合と、電気特性、画像特性に関して、特に差は見られなかった。また、表面層の密着性においても実用上問題となる弊害は見られなかった。しかし、特に、大気圧下に表面を曝す間に、画像検査や電位特性検査を行う、あるいは、コロナ帯電に伴い、堆積膜表面がオゾンと接触した場合には、表面層の密着性をより上げることを目的として、表面層の成膜前に、大気圧下に曝された表面に水による洗浄を施すことが好ましいことをも見出した。あるいは、水による洗浄以外の方法としては、表面層成膜前に、大気圧下に曝された表面にフッ素などのガスにより軽くエッチングを施すことも好ましいことを見出した。さらに、両者の処理を組み合わせることも、表面層の密着性向上という面で、より好ましい効果を発揮することをも見出した。
【0022】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、さらに検討を進めた。その際、従来より提案されている突起の低減方法として、例えば、感光体を製造した後、その表面を研磨し、突起の高さを低くする技術が、特開平11−2996号公報に開示されているが、この方法では、a−C表面層を成膜した後、突起の頭頂部を研磨し、図10(c)に示す形状とする。この図10(c)に示す最終形状は、前述の通り、初期から画像欠陥を引き起こすものになったり、あるいは、融着発生の起点となったりする懸念があり、必ずしも好ましいものではなかった。
【0023】
図10に、a−C表面層を成膜した後、突起の頭頂部を研磨により平坦化した電子写真用感光体の一例をより詳しく示す。例えば、Al、ステンレス等の導電性材料からなる円筒状基体1501上に、光導電層1502、中間層1505および表面保護層1503を順次積層したものであり、突起1504は光導電層1502の形成中に発生している。図10において、(a)は中間層1505まで成膜した時の突起部の模式的な断面図、(b)は表面保護層1503まで成膜した時の突起部の模式的な断面図であり、(c)は表面保護層1503を成膜した後、突起の頭頂部を研磨により平坦化した状態の模式的な断面図である。
【0024】
突起1504の材質は、周囲の光導電層1502とほとんど同様のものである。その後に堆積する中間層1505、表面保護層1503は、突起形状に沿う様に形成されている。図10(c)は、後述するような研磨装置を使用して、突起を研磨した状態を示しており、研磨に伴い、突起頭頂部分の表面保護層は削り取られた状態となっている。
【0025】
本発明者らは、前記の従来方法に代えて、突起に付随する弊害・課題を解消する手段について、鋭意研究を進めた結果、表面保護膜を形成する前に、堆積膜表面に露呈している突起の頭頂部を除去し、平坦化を行う加工、例えば研磨加工を施し、その平坦化がなされた堆積膜表面に、最表面がa−C表面層となる表面保護膜を堆積・積層することによって、得られる電子写真用感光体の電子写真特性は、元来突起が存在した部分と正常部分とで、ほとんど差が無くなることを見出した。特に、突起に由来するトナー融着、フィルミングの発生を回避でき、また、突起の選択的な摩耗に付随する画像欠陥の発生も回避でき、さらには、a−C表面層を用いている利点が維持される、均一で、優れた画像特性の電子写真用感光体が高い再現性で得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0026】
また、突起に由来するトナー融着、フィルミングの発生の回避、突起の選択的な摩耗に付随する画像欠陥の発生も回避に関しては、最表面がa−C表面層である場合に後述のような利点を有し、最も高い効果を示すものの、その効果が発揮される範囲は、最表面がa−C表面層である場合に限定されるものではなく、より一般的に適用でき、なかでも、a−C表面層に用いると、より好ましい形態となることを見出し、より広範な適用が可能な本発明を完成するに到った。
【0027】
すなわち、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体の製造方法は、
円筒状基体と、少なくとも非単結晶材料からなる第一の層および非単結晶材料からなる第二の層とを具えてなる電子写真用感光体の製造方法であって、
導電性の表面を有する前記円筒状基体を、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内に設置し、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体の表面上に少なくとも非単結晶材料からなる前記第一の層を堆積する第一の工程と、
第一の層を堆積した前記円筒状基体を、大気圧下に曝す処理を施す第二の工程と、
第二の工程の処理を施した前記円筒状基体に対して、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、更に少なくとも非単結晶材料からなる前記第二の層を堆積する第三の工程と
を有することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法である。その際、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体の製造方法は、例えば、前記第二の工程の処理として、前記第一の層を堆積した前記円筒状基体を、大気圧下に曝し、冷却を行う処理を施す形態とすることができる。なお、前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体を、第一の工程で用いた前記堆積室から取り出す工程を含むことができる。
【0028】
一方前記第三の工程では、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる第二の層を堆積させることを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることが好ましい。
【0029】
すなわち、前記第一の工程は、前記少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層を堆積した後、
前記光導電層の表面側に設ける中間層として、少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる層を形成する工程を有する構成を採用する。
【0030】
加えて、前記第三の工程において、前記第二の層の堆積に先立ち、
前記第二の層に対して円筒状基体側に、少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる層を形成する工程を有することもできる。
【0031】
また、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体の製造方法では、
前記第一の工程における、第一の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度と、前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度とを、異なる温度に選択することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法であってもよい。その際、前記第一の工程における、第一の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、200℃〜450℃の範囲に選択することが好ましい。一方、前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、20℃〜150℃の範囲に選択することが好ましい。特には、前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、室温に選択することがより好ましい
【0032】
さらには、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体の製造方法では、
前記第二の工程における、第一の層を堆積した前記円筒状基体を大気圧下に曝す処理は、大気圧下に30分間以上放置する工程を有することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることができる。加えて、前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体の検査を行う工程を有することができる。例えば、第二の工程で行う前記検査は、外観検査を含むことができる。また、第二の工程で行う前記検査において、前記第一の層を堆積した円筒状基体に対して、その表面にオゾンを接触させる工程を有することもできる。例えば、第二の工程で行う前記検査は、前記第一の層を堆積した円筒状基体を用いて形成する画像の検査を含むことができる。あるいは、第二の工程で行う前記検査は、前記第一の層を堆積した円筒状基体の電気特性の検査を含むことができる。
【0033】
なお、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体の製造方法では、
前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体に対して、その表面に水を接触させる工程を有することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることができる。なかでも、前記表面に水を接触させる工程は、洗浄を含むことが好ましい。あるいは、前記第三の工程においては、
前記第一の層を堆積した円筒状基体に対して、その堆積層の最表面をエッチングした後、少なくとも非単結晶材料からなる前記第二の層を堆積することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることが好ましい。
【0034】
さらには、上記の本発明の第一の形態は、電子写真用感光体の発明、ならびに、電子写真装置の発明をも提供し、
すなわち、本発明の第一の形態にかかる電子写真用感光体は、上述する本発明の第一の形態にかかる製造方法のいずれか1つの方法によって製造される電子写真用感光体であり、
また、本発明の第一の形態にかかる電子写真装置は、
円筒状基体と、少なくとも非単結晶材料からなる第一の層および非単結晶材料からなる第二の層とを具えてなる電子写真用感光体を利用する電子写真装置であって、
前記電子写真用感光体は、上記の電子写真用感光体であることを特徴とする電子写真装置である。
【0035】
さらに、本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体は、
導電性材料からなる円筒状基体と、
前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
前記光導電層上に堆積された少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる中間層と、
前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる電子写真用感光体であって、
前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層は、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に堆積せしめた非単結晶材料からなり、前記光導電層上への前記中間層堆積後、その堆積膜表面に加工を施してなる表面を有する層であり、
前記表面保護層は、前記加工を施してなる表面を有する前記中間層を具えてなる前記光導電層上に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記光導電層上に堆積せしめた非単結晶材料からなる層であり、
前記光導電層上への中間層堆積後、その堆積膜表面に施される加工は、該非単結晶材料からなる層の堆積後、その表面に存在していた突起部の頭頂部の除去を図る加工である
ことを特徴とする電子写真用感光体である。
加えて、光導電層上への中間層堆積後、その堆積膜表面に施される加工が、研磨であることがより好ましい。
【0036】
従って、本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体においては、
前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層層は、非単結晶材料からなる前記中間層の前記光導電層上への堆積後、研磨により、その表面に存在していた突起の平坦化がなされた表面を有することを特徴とする電子写真用感光体とすることが好ましい。例えば、研磨は、非単結晶材料からなる前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その表面に研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされたものであることができる。
【0037】
加えて、本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体においては、
表面への加工が、大気中においてなされていることを特徴とする電子写真用感光体であってもよい。さらには、表面への加工中、または、加工後、少なくとも前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層層に対して、該加工対象である、非単結晶材料からなる層の表面を水と接触させ、洗浄する処理が施されていることが好ましい。
【0038】
また、本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体の製造方法は、
導電性材料からなる円筒状基体と、
前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
前記光導電層上に堆積された少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層と、
前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる電子写真用感光体の製造方法であって、
排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に、非単結晶材料からなる前記光導電層、前記光導電層上に、非単結晶材料からなる中間層を、それぞれ所定の膜厚に堆積する第一の工程と、
前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に加工を施す第二の工程と、
排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記第二の工程で加工を施された前記中間層の表面上に、非単結晶材料からなる前記表面保護層を所定の膜厚に堆積する第三の工程とを有し、
第二の工程において、前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に施す加工が、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面の、少なくとも突起の頭頂部の除去を図る加工である
ことを特徴とする電子写真用感光体の製造方法である。
その際例えば、第二の工程において、前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に施す加工が、研磨加工であることがより好ましい。その際、研磨加工は、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面の突起を研磨し、表面の平坦化を行うものであることが好ましい。
【0039】
なお、研磨加工が、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面表面に、研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされることを特徴と電子写真用感光体の製造方法とすることができる。また、第二の工程において、表面への加工が大気中でなされることもできる。
【0040】
加えて、本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体の製造方法は、
第二の工程において、表面への加工とともに、加工されている表面を水と接触させ、洗浄する処理を施す、あるいは、第二の工程後、第三の工程前に、加工された表面を水と接触させ、洗浄する処理を施すことが好ましい。
【0041】
本発明の更なる形態は、上記の電子写真用感光体を利用する電子写真装置の発明をも提供し、すなわち、本発明の更なる形態にかかる電子写真装置は、
円筒状基体と、
前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
前記光導電層上に堆積された少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層と、
前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる感光体を用いる電子写真装置であって、
前記感光体は、
前記円筒状基体は、導電性材料からなる円筒状基体であり、
前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層は、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に堆積せしめた非単結晶材料からなり、前記光導電層上への前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施し、その表面に存在していた突起の頭頂部の除去がなされた表面を有する層であり、
前記表面保護層は、前記加工を施してなる表面を有する前記中間層を具えてなる前記光導電層上に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記光導電層上に堆積せしめた非単結晶材料からなる層である構成を有することを特徴とする電子写真装置である。その際、感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その堆積膜表面に施される加工が、研磨加工であることが好ましい。
【0042】
例えば、感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その表面に施される研磨加工が、非単結晶材料からなる前記中間層の堆積後、その表面に研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされたものであることができる。なお、感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その堆積膜表面に施される研磨加工が、大気中においてなされていることができる。
【0043】
加えて、本発明の更なる形態にかかる電子写真装置では、
前記中間層を前記光導電層上へ堆積後、その堆積膜表面への研磨加工中、または、研磨加工後、少なくとも前記表面を水と接触させ、洗浄する処理が施されていることが好ましい。
【0044】
さらには、前記光導電層は、少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる層であり、その光導電層上に堆積される中間層として、少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる層を採用している
【0045】
一方、前記電子写真用感光体の表面保護層は、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることが好ましい。
【0046】
対応して、上述の本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体の製造方法は、
前記第三の工程において、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる表面保護層を堆積することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることが好ましい。
【0047】
同じく、上述の本発明の更なる形態にかかる電子写真装置では、
前記感光体の表面保護層は、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする電子写真装置とすることが好ましい。
【0048】
従って、上述する本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体では、
前記電子写真用感光体は、前記円筒状基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層堆積した後、更に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、堆積せしめた少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層を設け、前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施してなる表面を有しており、
前記電子写真用感光体の表面保護層は、前記加工を施してなる表面上に堆積せしめた前記少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする電子写真用感光体とすることができる。
【0049】
対応して、上述する本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体の製造方法では、
前記第一の工程において少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる前記光導電層の堆積に引き続き、更に少なくとも排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、原料ガスを高周波電力により分解し、少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層を堆積せしめ、
前記第二の工程では、前記中間層が更に堆積せしめられた堆積膜の表面に加工を施し、
前記第三の工程では、前記第二の工程で加工を施された前記堆積膜の表面上に、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる前記表面保護層を堆積することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることができる。
【0050】
また、対応させて、上述の本発明の更なる形態にかかる電子写真装置では、
前記感光体は、前記円筒状基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層堆積した後、更に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、堆積せしめた少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層を設け、前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施してなる表面を有しており、
前記感光体の表面保護層は、前記加工を施してなる表面上に堆積せしめた前記少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする電子写真装置とすることができる。
【0051】
その際、上述する本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体では、
前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施し、その表面に存在していた突起の頭頂部の除去がなされた表面を有しており、
前記電子写真用感光体の表面保護層は、前記突起の頭頂部の除去がなされた表面上に堆積せしめた前記少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする電子写真用感光体とすることができる。
【0052】
対応させて、上述する本発明の更なる形態にかかる電子写真用感光体の製造方法では、
前記第の工程において、
前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施し、その表面に存在していた突起の頭頂部の除去がなされた表面とされており、
前記第三の工程において、
前記突起の頭頂部の除去がなされた表面上に、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる表面保護層の堆積がなされることを特徴とする電子写真用感光体の製造方法とすることができる
【0053】
従って、上述の本発明の更なる形態にかかる電子写真装置では、
前記感光体の光導電層は、少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる層であり、
更に堆積される前記中間層は、少なくともシリコン原子と炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であって、前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施し、その表面に存在していた突起の頭頂部の除去がなされた表面を有する層であり、
前記感光体の表面保護層は、前記突起の頭頂部の除去がなされた表面上に堆積された少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする電子写真装置とすることができる。
【0054】
【発明の実施の形態】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。
【0055】
(本発明に係わるa−Si感光体)
図1に、本発明に係わる電子写真用感光体の一例を示す。
【0056】
図1に例示する電子写真用感光体は、例えばAl、ステンレス等の導電性材料からなる基体101上に、第一の層102および第二の層103を順次積層したものである。本発明においては、第一の層102中に含まれる光導電層106の材料として、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料、例えば、a−Si、第二の層103である表面保護層の材料として、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料、例えば、a−Cを用いることが好ましい。
【0057】
なお、第一の層102中の光導電層106には、必要に応じて、基体101と接する部分に、さらに、下部阻止層104を設けてもよい。この下部阻止層104は、その伝導性を制御する、周期律表 13族元素、15族元素といったドーパントを選択して添加することにより、正帯電、負帯電といった帯電極性の制御も可能となる。
【0058】
さらに、光導電層106と表面保護層103との間に、中間層105をもうける構成を採用している。この中間層105は、光導電層106とともに、第一の工程中に成膜し、その後、一旦堆積室から取り出し、第二の工程における処理を終えた後、再び、堆積室内に設置し、第三の工程で、その表面に表面保護層103を堆積する方法をとることができる
加えて、第一の工程中に、光導電層106とともに第一の中間層を成膜し、その後、一旦堆積室から取り出し、第二の工程における処理を終えた後、再び、堆積室内に設置し、第三の工程で、第二の中間層と表面保護層103とを連続的に堆積する方法をとることができる。また、中間層105には、少なくともシリコン原子を母材とし、加えて、炭素原子、窒素原子、酸素原子の少なくとも1つ以上を含有する非単結晶材料からなる膜を用いることが好ましい。
【0059】
なお、本発明に係わる電子写真用感光体において、光導電層や表面保護層に用いられる非単結晶材料は、非晶質に加えて、微結晶や多結晶のものをも含む。一般に、非晶質のものを用いることがより好ましい。
【0060】
(基体の形状及び材質)
基体形状は、電子写真用感光体の駆動方式などに応じて、適宜選択することができる。例えば、平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状、または板状無端ベルト状であることができ、その厚さは、目的とする電子写真用感光体を形成し得るように適宜決定される。例えば、電子写真用感光体としての可撓性が要求される場合には、シリンダーとしての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、基体の厚さは、シリンダーの製造上および取り扱い上の観点で要求される機械的強度等の点から、通常、高い可撓性が要求される板状無端ベルト状では、10μm以上とされ、形状の安定性が要求される一般的シリンダー状では、1mm以上とされる。
【0061】
基体の材質としては、上記Alやステンレスなどの導電性材料が一般的であるが、例えば、各種のプラスチックやガラス、セラミックス等、特には導電性を有しないものに、これら導電性材料を少なくとも光導電層などの形成する側の表面に蒸着するなどして、表面に導電性を付与したものも用いることができる。
【0062】
導電性材料としては、上記Alやステンレスの他、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金が挙げられる。
【0063】
また、板状無端ベルト状の基体本体の作製に利用可能なプラスチック材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等のフィルムまたはシートが挙げられる。
【0064】
(本発明に係わるa−Si光導電層)
本発明の感光体では、光導電層106として、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる膜、より具体的には、シリコン原子を母体とし、更に水素原子及び/又はハロゲン原子を含む非晶質材料(「a−Si(H,X)」と略記する)からなる膜を利用する。
【0065】
この光導電層のa−Si(H,X)膜は、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって作製可能であるが、プラズマCVD法を用いて作製すると、特に高品質の膜が得られるため好ましい。プラズマCVD法では、原料ガスとして、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化可能な水素化珪素(シラン類)を用い、高周波電力によって分解することによって、堆積膜の作製が可能である。更に、堆積膜作製時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点で、SiH4、Si26が好ましいものとして挙げられる。
【0066】
プラズマCVD法でa−Si(H,X)膜を堆積する際、基体温度を、200℃〜450℃、より好ましくは250℃〜350℃程度の温度に保つことが、特性上好ましい。これは、基体温度を前記の範囲に保持することで、基体表面での表面反応を促進させ、充分に構造緩和をさせるためである。また、これらの原料ガスに、更にH2あるいはハロゲン原子を含むガスを所望量混合して堆積膜を形成することも、特性を向上する上で好ましい。ハロゲン原子供給用の原料ガスとして、有効な物質として、フッ素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF5、IF7等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体を利用することもでき、例えば、SiF4、Si26等のフッ化珪素を好ましいものとして挙げることができる。また、これらの炭素供給用の原料ガスは、必要に応じて、H2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0067】
光導電層106の膜厚は、特に限定はないが、製造コストなどを考慮すると15〜50μm程度が適当である。
【0068】
更に、特性を向上させる目的で、光導電層106を、複数の層で構成することもできる。例えば、よりバンドギャップの狭い層を表面側に、よりバンドギャップの広い層を基板側に配置することで、光感度と帯電特性を同時に向上させることができる。特に、半導体レーザーなど、比較的長波長であって且つ波長分布のほとんどない光源を露光光に利用する際、光導電層106を、前記する複数層構成を工夫によって、画期的な特性の向上効果が達成できる。
【0069】
光導電層106のa−Si膜には、光キャリア走行性の向上、耐電特性の改善を目的として、必要に応じて、その伝導性を制御するドーパントを添加してもよい。具体的には、a−Si膜のドーパントに利用される、周期律表 13族元素としては、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特に、B、Alが好適である。また、周期律表 15族原子としては、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特に、Pが好適である。ドーパント原子の含有量は、好ましくは1×10-2〜1×104原子ppm、より好ましくは5×10-2〜5×103原子ppm、最適には1×10-1〜1×103原子ppmの範囲に選択することが望ましい。
【0070】
13族元素導入用の原料物質として、例えば、ホウ素原子導入用として、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化ホウ素、ならびに、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化ホウ素等が挙げられる。その他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。中でも、B26は、取り扱いの面からも好ましい原料物質の一つである。
【0071】
15族原子導入用に、有効に使用される原料物質として、例えば、リン原子導入用としては、PH3,P24等の水素化リン、PF3,PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PI3等のハロゲン化リン、さらにPH4I等が挙げられる。その他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も、15族原子導入用に有効な原料物質として挙げられる。
【0072】
次に、a−Si光導電層とa−C表面保護層との間に設けられる中間層105には、a−Si(H、X)をベースとし、更に、C、N、Oから選ばれた一つ以上の原子を含有した非結晶材料からなる膜が利用でき、より好ましくは、a−Si光導電層とa−C表面保護層の中間的な組成である、a−SiC(H、X)で形成されることが好ましい。a−SiC膜を中間層105に利用する場合、a−Si光導電層106からa−C表面保護層103に向かって、a−SiC中間層105の組成を連続的に変化させることも可能であり、表面保護層103における干渉の防止等に効果的である。また、この中間層105に、13族元素、15族元素などのドーパントを添加することにより、その伝導型を制御し、上部阻止層としての機能をも持たせることも可能である。
【0073】
また、本発明においては、a−SiC膜などを中間層105に利用する際、a−SiC膜中に水素原子および/またはハロゲン原子を含有させる必要がある。添加される水素原子および/またはハロゲン原子は、例えば、a−SiC(ならびに、N,O)膜中のシリコン原子(あるいは炭素原子)の未結合手を補償し、膜特性の向上、特に、光導電特性ならびに電荷保持特性の向上させる目的で利用される。水素原子の含有量は、a−SiCなどの構成原子の総量(Si+C(ならびに、N,O))に対して、通常の場合、(H/Si+C(ならびに、N,O))を、30〜70原子%、好ましくは、35〜65原子%、最適には、40〜60原子%の範囲とすることが望ましい。また、ハロゲン原子(X)の含有量は、a−SiCなどの構成原子の総量(Si+C(ならびに、N,O))に対して、通常の場合、(X/Si+C(ならびに、N,O))を、0.01〜15原子%、好ましくは、0.1〜10原子%、最適には、0.5〜5原子%の範囲とすることが望ましい。
【0074】
中間層105として、a−Si(H、X)をベースとし、更に、C、N、Oから選ばれた一つ以上の原子を含有した非結晶材料からなる膜を利用する場合、プラズマCVD法で堆積する際、上記の光導電層のa−Si膜と同様のシリコン原子供給用ガスに加えて、C、N、Oの供給用の原料ガスとして、次に記載するものが好適に利用できる。炭素供給用ガスとして利用可能な物質として、CH4、C22、C26、C38、C410等のガス状態の、またはガス化可能な炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられる。窒素または酸素供給用ガスとして利用可能な物質として、NH3、NO、N2O、NO2、O2、CO、CO2、N2等のガス状態の、またはガス化可能な化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。
【0075】
中間層105として、例えば、a−Si(H、X)をベースとし、更に、C、N、Oから選ばれた一つ以上の原子を含有した非結晶材料からなる膜を利用する場合、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって作製可能であるが、a−Si光導電層と同様に、プラズマCVD法を用いて作製すると好ましい。また、本発明において、中間層105を作製する際に利用するプラズマCVD法では、用いる高周波電力の周波数として、いかなる高周波数をも用いることができるが、工業的には、RF周波数帯と呼ばれる、1〜50MHz未満、特に、13.56MHzの高周波を好適に用いることができ、また、特に、50〜450MHzのVHF帯と呼ばれる周波数帯の高周波も好適に用いることができる。中間層105として、例えば、プラズマCVD法でa−SiC膜を作製する際、基体温度を、50℃〜450℃、より好ましくは100℃〜300℃程度の温度に選択することが好ましい。
【0076】
加えて、下部阻止層104を設ける場合には、一般的に、a−Si(H、X)をベースとし、13族元素、15族元素などのドーパントを含有させることにより伝導型を制御し、基体からのキャリアの注入阻止能を持たせることが可能である。この下部阻止層104には、a−Si(H、X)をベースとし、必要に応じて、C、N、Oから選ばれる少なくとも1つ以上の元素を含有させることで応力を調整し、基体表面に対する密着性を向上させる機能を持たせることもできる。
【0077】
下部阻止層のドーパントとして用いられる13族元素、15族元素としては、光導電層106のa−Si膜に利用可能として、上に記載したものが利用できる。下部阻止層中の、ドーパント原子の含有量は、好ましくは1×10-2〜1×104原子ppm、より好ましくは5×10-2〜5×103原子ppm、最適には1×10-1〜1×103原子ppmの範囲に選択することが望ましい。
【0078】
(本発明に係わるa−C表面層)
第二の層として形成される、表面保護層103は、例えば、非単結晶炭素などの、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる膜である。ここで言う非単結晶炭素とは、黒鉛(グラファイト)とダイヤモンドとの中間的な性質を持つアモルファス状の炭素を主に表しているが、微結晶や多結晶を部分的に含んでいても良い。この表面保護層103は、自由表面を有し、主に長期間の使用における融着や傷、摩耗の防止といった、本発明の目的を達成するために設けられる。
【0079】
本発明において、この表面保護層103は、原料ガスとして、常温常圧でガス状の炭化水素を用いたプラズマCVD法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって作製可能であるが、プラズマCVD法を用いて作製されるa−C膜は、透明度、硬度共に高く、感光体の表面保護層として好ましい。また、本発明において、表面保護層103を作製する際に利用するプラズマCVD法では、用いる高周波電力の周波数として、いかなる高周波数をも用いることができるが、工業的には、RF周波数帯と呼ばれる、1〜50MHz未満、特に、13.56MHzの高周波を好適に用いることができる。また、特に、50〜450MHzのVHF帯と呼ばれる周波数帯の高周波を用いると、作製されるa−C膜は、透明度、硬度共に更に高くできるので、感光体の表面保護層としての用途により好ましい。
【0080】
炭素供給用ガスまたはアモルファスカーボン系の供給ガスに利用可能な物質としては、CH4、C22、C26、C38、C410等のガス状態の、またはガス化可能な炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられる。更に、堆積膜作製時の取り扱い易さ、炭素供給効率の良さ等の点で、CH4、C22、C26が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭素供給用の原料ガスは、必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0081】
プラズマCVD法によりa−Cを堆積する場合、基体温度は低い温度が好ましい。その理由は、基体温度が上昇するとグラファイト成分が増え、硬度の低下、透明度の低下、表面抵抗の低下など好ましくない影響を及ぼすからである。従って、基体温度は、20〜150℃、好ましくは、室温程度、例えば、25℃を中心とし、その前後5℃の範囲(20〜30℃)に選択する。
【0082】
本発明の感光体において、より高い表面保護効果を達成するためには、更に表面保護層103を構成する、a−Cなどの、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料中に、水素原子を含有させても良い。水素原子を含有させることで、効果的に膜中の構造欠陥が補償され、局在準位密度が低減するため、膜の透明性が改善され、その結果、表面保護層の用途には好ましくない、不要の光吸収が抑えられ、光感度が改善する。また、a−C膜中の水素原子の存在は、その固体潤滑性に重要な役割を果たしているといわれている。
【0083】
a−Cなどの、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料中における、水素原子の含有量(H/C)は、10原子%〜60原子%の範囲に選択することができるが、35原子%〜55原子%の範囲に選択することがより望ましい。水素原子の含有量が35原子%よりも少ない場合には、十分に上記の透明性向上、固体潤滑性の向上効果が得られない場合がある。また、55原子%を超えて含有する場合、含有量が増すとともに、a−C膜の硬度がしだいに低下し、磨耗などを防止する機能を要する、感光体の表面保護層として適さなくなる場合がある。
【0084】
さらに、本発明において、表面保護層に用いるa−C膜には、必要に応じて、ハロゲン原子が含まれていても良い。
【0085】
また、表面保護層自体を、光導電層に近い側(第1表面層)と遠い側(第2表面層)との二層に分け、第1表面層には、水素原子を添加したa−C:H膜、後第2表面層には、ハロゲン原子、特にフッ素原子を添加したa−C:F膜を利用する構成にしてもよい。この二層構成では、第1表面層の硬度(ダイナミック硬度)は、第2表面層のそれより高くなるように、各含有量が設定される。例えば、フッ素原子を添加する場合には、フッ素原子の含有量(F/C)は、6原子%〜50原子%の範囲、より好ましくは30原子%〜50原子%の範囲とすればよい。
【0086】
表面保護層に利用するa−C膜の光学的バンドギャップは、一般に、1.2eV〜2.2eV程度の値であれば好適に用いることができ、さらに、感度の点から、1.6eV以上とすることが更に望ましい。その屈折率は、1.8〜2.8程度であれば好適に用いられる。
【0087】
本発明においては、表面保護層103に利用する、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料は、更にシリコン原子を含有していても、好適に用いることができる。a−C膜に、少量のシリコン原子を含有させることで、光学的バンドギャップをより広くすることも可能となり、感度の点からは好ましいものである。一方、シリコン原子の含有量があまり多くなりすぎると、融着やフィルミングの防止特性がしだいに低下するため、感度の向上に関与する光学的バンドギャップとの兼ね合いで、シリコン原子の含有量を選択する必要がある。このシリコン原子の含有量の、融着やフィルミングの防止特性への影響は、堆積膜形成時の基板温度にも依存することが分かっている。すなわち、シリコン原子を含有させたa−C膜に関して、堆積膜形成時の基板温度を低くすることで、融着やフィルミングの防止特性の低下を抑制することが可能である。従って、表面保護層103として、シリコン原子を含有させたa−C膜を用いる際には、堆積膜形成時の基体温度は、20〜150℃、好ましくは、室温程度、例えば、25℃を中心とし、その前後5℃の範囲(20〜30℃)に選択することが望ましい。
【0088】
本発明において、表面保護層103として、シリコン原子を含有させたa−C膜を用いる際、シリコン原子の含有量は、種々の製造条件、基板温度、原料ガス種などに応じて、適宜選択されるものであるが、代表的には、シリコン原子数と炭素原子数の和に対するシリコン原子数の比、Si/Si+Cを、0.2≦(Si/Si+C)<10原子%の範囲に、より好ましくは、0.2≦(Si/Si+C)<5原子%の範囲に選択することが望ましい。
【0089】
シリコン原子を含有させたa−C膜の作製の際、シリコン原子導入用のガスとして利用可能な物質として、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化可能な水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられる。更に、堆積膜作製時の取り扱い易さ、シリコン供給効率の良さ等の点で、SiH4 、Si26が好ましいものとして挙げられる。
【0090】
プラズマCVD堆積時、プラズマ放電空間の圧力は、炭化水素のように分解されにくい原料ガスで成膜する場合には、気相中での分解種同士の衝突があると、ポリマーが発生し易いため、比較的高真空が望ましい。通常のRF(代表的には、13.56MHz)電力を用いる場合には、堆積室内圧を、13.3Pa〜1330Pa、より好ましくは26.6Pa〜133Pa、VHF帯(代表的には、50〜450MHz)を用いる場合には、13.3mPa〜1330Pa、より好ましくは66.7mPa〜66.7Pa程度に保持することが好ましい。
【0091】
高周波電力も、また、堆積膜の種類に応じて、適宜最適範囲が選択されるが、炭素供給用のガスの流量に対する、高周波電力の比[W・min/mL(normal)]を、通常の場合、0.5〜30、好ましくは0.8〜20、最適には1〜15の範囲に設定することが望ましい。また、堆積膜の種類に応じて、前記範囲内で、必要に応じて連続的にまたは段階的に変化させてもよい。高周波電力は、できるだけ高いほうが炭化水素ガスの分解が充分に進むため好ましいが、異常放電が発生しない程度の電力が望ましい。
【0092】
表面保護層に利用するa−C膜などの膜厚は、5nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmに選択する。膜厚を5nmより厚くすることで、十分な機械的強度を得ることができる。膜厚を1000nm以下とすれば、光感度の点でも何ら問題は発生しない。
【0093】
本発明において、光導電層106、引き続いて、中間層105を堆積された基体は、大気圧下に曝し、処理を行うため、一旦堆積室から取り出した際、再び、堆積室内に設置し、表面保護層に利用するa−C膜などを堆積する。その堆積に先立ち、フッ素含有ガスあるいは水素ガス中でプラズマ放電を立て、生成するラジカルによるエッチングによって、表面を薄く除去した後、a−C膜などを堆積することもできる。このエッチング処理により、表面の酸化層や不必要な界面などの除去がなされ、その後堆積されるa−C膜などの表面保護層の密着性が向上するという効果が得られる。
【0094】
(本発明の電子写真用感光体作製に使用される堆積膜形成装置)
図2は、高周波電源を用いたRFプラズマCVD法による堆積膜形成装置の一例を模式的に示した図である。
【0095】
図2に示す装置は、大別すると、堆積装置2100、原料ガスの供給装置2200、堆積室2110内を減圧するための排気装置(図示せず)から構成されている。堆積装置2100中の堆積室2110内には、アースに接続された基体2112、基体の加熱用ヒーター2113、原料ガス導入管2114が設置され、更に、高周波マッチングボックス2115を介して高周波電源2120が接続されている。
【0096】
原料ガス供給装置2200は、SiH4、H2、CH4、NO、B26、CF4等の原料ガスボンベ2221〜2226とバルブ2231〜2236、2241〜2246、2251〜2256及びマスフローコントローラー2211〜2216から構成される。各ガスのボンベは、バルブ2260を介して、堆積室2110内のガス導入管2114に接続されている。
【0097】
基体2112は、導電性受け台2123の上に設置することにより、アースに接続される。
【0098】
以下、図2の装置を用いた感光体の作製方法の手順の一例について説明する。
【0099】
堆積室2110内に基体2112を設置し、不図示の排気装置(例えば、真空ポンプ)により堆積室2110内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター2113により、基体2112の温度を200℃〜450℃、より好ましくは250℃〜350℃の所望の温度に制御する。次いで、堆積膜形成用の原料ガスを堆積室2110内に流入させるには、ガスボンベのバルブ2231〜2236、堆積室のリークバルブ2117が閉じられていることを確認し、同時に、流入バルブ2241〜2246、流出バルブ2251〜2256、補助バルブ2260が開かれていることを確認し、メインバルブ2118を開いて、堆積室2110及びガス供給配管2116を排気する。
【0100】
その後、真空計2119で測定される内圧が0.67mPaになった時点で、補助バルブ2260、流出バルブ2251〜2256を閉じる。その後、ガスボンベ2221〜2226よの各種ガスを、バルブ2231〜2236を開いて導入し、圧力調整器2261〜2266により各ガス圧を0.2MPaに調整する。次に、流入バルブ2241〜2246を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー2211〜2216内に導入する。
【0101】
以上の手順によって成膜準備を完了した後、基体2112上に、まず光導電層の形成を行う。
【0102】
すなわち、基体2112が所望の温度に達したところで、各流出バルブ2251〜2256のうちの必要なものと補助バルブ2260とを徐々に開き、各ガスボンベ2221〜2226から所望の原料ガスをガス導入管2114を介して堆積室2110内に導入する。一方、各マスフローコントローラー2211〜2216によって、各原料ガスを所望の流量に調整する。その際、堆積室2110内圧を、13.3Pa〜1330Paの範囲の所望の圧力になるように、真空計2119によりモニターしつつ、メインバルブ2118の開口度を調整する。内圧が安定したところで、高周波電源2120を所望の電力に設定して、例えば、周波数1MHz〜50MHz、例えば、13.56MHzの高周波電力を高周波マッチングボックス2115を通じてカソード電極2111に供給し、高周波グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって、堆積室2110内に導入させた各原料ガスが分解され、光導電層として、基体2112上に、所望のシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる膜、例えば、a−Si膜が堆積される。所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、各流出バルブ2251〜2256を閉じて、堆積室2110への各原料ガスの流入を止め、光導電層の形成を終える。
【0103】
目的とするa−Si堆積層が多層構造である際には、同様の操作を複数回繰り返すことにより所望の多層構造を形成することができる。つまり、円筒状基体表面に順次堆積した、各層毎にそれぞれ所望の性質と膜厚を有する多層構造構成のa−Si光導電層などの形成がなされる。
【0104】
また、図1に示す構成のように、光導電層106上に中間層105を設ける工程において、例えば、前述の手順に従い、一連のa−Si堆積層を形成して、最後の一層分のa−Si堆積層の形成を終える際、高周波電力の供給を停止せず、また原料ガスの供給も停止せず、それぞれ、次の中間層105層の高周波電力供給条件、ガス組成とその供給流量条件へと連続的に堆積条件を変更したり、あるいは、高周波電力は一旦停止するものの、新たに設定した高周波電力供給条件において、原料ガスの供給は、前の層堆積に用いた供給条件から開始し、中間層105の所望する構成となる供給条件へと連続的にガス組成と流量を変化させながら成膜させることで中間層105と光導電層106の界面に組成変化領域を形成すると、この界面での反射を抑制することが可能となる。
【0105】
上記の手順で、光導電層、中間層の成膜を終えた基体は、一旦、堆積室(反応容器)2110から取り出し、大気圧下で自然冷却する。その間に、堆積室は、その内部の浄化工程、さらには、次の成膜工程に供することができる。また、本発明においては、この自然冷却のため、装置外に取り出している間に、堆積膜の剥がれ、球状突起などの外観検査を併せて行うこともできる。また、光導電層に加えて中間層の成膜がなされている点を利用し、この間に、中間層を帯電層として、更に、画像検査や電位特性検査なども行うこともできる。
【0106】
画像検査や電位特性検査など、コロナ帯電に伴い、堆積膜表面がオゾンと接する検査を行った場合、表面保護層の成膜を行う前に、堆積膜表面の水洗浄あるいは有機洗浄を行うことが好ましい。近年の環境への配慮から、有機溶媒を使用しない水洗浄を施すことがより好ましい。堆積膜表面の水洗浄方法は後述する。大気圧下に曝した後、表面保護層の成膜前に水洗浄を施すことで、表面保護層の密着性を更に向上させることができる。
【0107】
自然冷却により、表面温度が室温程度まで降下した光導電層の成膜を終えた基体は、再び堆積室に戻され、表面保護層の成膜を行う。その際、CF4、C26、F2などのフッ素系のガス、あるいはH2ガスなどを利用するラジカル・エッチング法により、堆積膜表面を予め軽くエッチングし、表面に付着した汚れを除去した後、表面保護層の成膜を行うと、更に表面保護層の密着性を向上させることができ、好ましい。
【0108】
表面保護層の成膜は、a−C堆積膜用の原料ガスとして、CH4、C26などの炭化水素ガス、必要に応じてH2など希釈ガスを用いる以外は、基本的にa−Si光導電層の成膜に準じて行うことができるが、a−Cを堆積する場合、基体温度は概ね室温で行うため、基体の加熱は行わない。
【0109】
上記の表面保護層の成膜を行い、本発明の感光体の作製が終了する。
【0110】
図3は、VHF電源を用いたVHFプラズマCVD法による堆積膜形成装置の一例を模式的に示した図である。
【0111】
このVHFプラズマCVD装置は、図2に示すRFプラズマCVD装置の堆積装置2100を、図3に示す堆積装置3100に置き換えることで構成される。
【0112】
図3に示すVHFプラズマCVD法による堆積膜形成装置を用いた堆積膜の形成は、基本的にRFプラズマCVD法による堆積膜形成と同様に行うことができる。但し、印加する高周波電力は、周波数50MHz〜450MHz、例えば、105MHzのVHF電源から供給し、堆積室内圧力は、13.3mPa〜1330Pa程度の範囲、すなわち、RFプラズマCVD法における堆積室内圧力よりも低い圧力に保たれる。図3に示す装置では、複数の支持体(基体)3112により取り囲まれた放電空間3130において、導入された原料ガスは、放電エネルギーにより励起され、解離し、支持体(基体)3112上に所定の堆積膜が形成される。この間、径方向において堆積膜形成の均一化を図るため、支持体回転用モーター3120によって、支持体(基体)3112を所望の回転速度で回転させる。
【0113】
図11に、本発明の電子写真用感光体の作製に使用できる高周波プラズマCVD(PCVD)装置の一例を示す。図11に示す装置は、電子写真用感光体の製造に使用する一般的な構成を具えたPCVD装置である。このPCVD装置は、図11に示す堆積装置1300と、原料ガス供給装置及び排気装置(ともに図示せず)とから構成されている。
【0114】
堆積装置1300は、堆積室として、縦型の真空容器からなる堆積室1301を有し、この堆積室1301内、基体1312の周囲には縦方向の原料ガス導入管1303が複数本配設され、このガス導入管1303の側面には、長手方向に沿って多数の細孔が設けられている。堆積室1301の中心は、螺旋状に巻線したヒーター1302が縦方向に延設される。感光体の基体となる円筒状基体1312は、堆積室1301の上部蓋1301aを開けて挿入され、ヒーター1302を内側にして容反応器1301内に垂直に設置される。また、堆積室1301の側面の一方に設けた凸部1304から高周波電力が供給される。
【0115】
堆積室1301の下部には、原料ガス導入管1303に接続された原料ガス供給管1305が取り付けられる。この原料ガス供給管1305は、供給バルブ1306を介して図示しない原料ガス供給装置と接続されている。また、堆積室1301の下部には排気管1307が取り付けられ、この排気管1307はメイン排気バルブ1308を介して図示しない排気装置(真空ポンプ)と接続されている。排気管1307には、真空計1309と、サブ排気バルブ1310とが取り付けられている。
【0116】
上記のPCVD装置を用いたPCVD法によるa−Si膜の形成は、例えば、次のような手順に従って行なわれる。先ず、堆積室1301内に感光体ドラムの基体となる円筒状基体1312をセットし、上部蓋1301aを閉じる。その後、図示しない排気装置により、堆積室1301内を所定の圧力以下まで排気する。次いで、排気を続けながら、ヒーター1302により円筒状基体1312を内側から加熱して、円筒状基体1312の表面温度を20℃〜450℃の範囲内に選択する所定温度に制御する。円筒状基体1312の表面温度が所定温度に達し、安定したら、所望の原料ガスを所定流量にそれぞれの流量制御器(図示せず)により調節しながら、原料ガス導入管1303を通して堆積室1301内に供給する。供給される原料ガスは堆積室1301内を満たした後、下部から排気管1307を通って堆積室1301外に排気される。
【0117】
排気速度を調整して、供給する原料ガスで満たされる堆積室1301内が所定の圧力に制御され、安定したことを真空計1309により確認する。その段階で、図示しない高周波電源(13.56MHzのRF帯域、または50MHz〜150MHzのVHF帯域など)から、高周波電力を所望の投入電力量で堆積室1301内に導入し、堆積室1301内にグロー放電を発生させる。このグロー放電のエネルギーによって、原料ガスの成分が分解され、プラズマイオンが生成し、円筒状基体1312の表面にシリコン原子を主体としたa−Si堆積層が形成される。この際、原料ガスなどのガス種、その供給流量、ガス導入比率、堆積室内の圧力、基体表面温度、投入電力量などのパラメータを調整することにより、様々な特性のa−Si堆積層を形成することことができる。この堆積条件と堆積膜の膜厚を適宜選択することにより、得られるa−Si堆積層を光導電層とする感光体の電子写真特性を制御することができる。
【0118】
円筒状基体1312の表面にa−Si堆積層が所望の膜厚で形成された時点で、高周波電力の供給を止め、供給バルブ1306等を閉じて、堆積室1301内への原料ガス供給を停止し、一層分のa−Si堆積層の形成を終える。目的とするa−Si堆積層が多層構造である際には、同様の操作を複数回繰り返すことにより所望の多層構造を形成することができる。つまり、円筒状基体表面に順次堆積した、各層毎にそれぞれ所望の性質と膜厚を有する多層構造構成のa−Si光導電層などの形成がなされる。
【0119】
また、図6に示す構成のように、光導電層602上に中間層605を設ける工程において、例えば、前述の手順に従い、一連のa−Si堆積層を形成して、最後の一層分のa−Si堆積層の形成を終える際、高周波電力の供給を停止せず、また原料ガスの供給も停止せず、それぞれ、次の中間層605層の高周波電力供給条件、ガス組成とその供給流量条件へと連続的に堆積条件を変更する、あるいは、高周波電力は一旦停止するものの、新たに設定した高周波電力供給条件において、原料ガスの供給は、前の層堆積に用いた供給条件から開始し、中間層605の所望する構成となる供給条件へと連続的にガス組成と流量を変化させながら成膜させることで中間層605と光導電層602の界面に組成変化領域を形成すると、この界面での反射を抑制することが可能となる。
【0120】
本発明の電子写真用感光体において、表面加工後、a−C:Hからなる表面保護層を形成する際にも、図11に示す構成のPCVD装置を使用することができる。
【0121】
なお、a−C:H堆積膜形成前にエッチングを行う際には、成膜に用いる原料ガスの代わりに、所定のエッチングガス、一般的には、フッ素含有ガスまたは水素ガスを供給し、高周波電力を供給してプラズマ放電を立て、エッチングを起すとよい。
【0122】
(本発明の電子写真用感光体の製造工程において使用される水洗浄装置)
本発明の電子写真用感光体の製造工程においては、例えば、第二の工程における、表面加工の工程中、あるいは、その後の第三の工程において、表面保護膜の作製工程前に、表面加工、例えば、研磨を施した表面に水を接触させる処理を設けることが好ましい。この水を接触させる処理は、水洗浄に相当し、その水洗浄の手順、条件など関しては、例えば、特許第2786756号公報などに開示されている。図4に、本発明の電子写真用感光体の製造工程において使用される水洗浄装置一例を示す。
【0123】
図4に示す処理装置は、処理部402と被処理部材搬送機構403とから構成されている。処理部402は、被処理部材投入台411、被処理部材洗浄槽421、純水接触槽431、乾燥槽441、被処理部材搬出台451とからなっている。洗浄槽421、純水接触槽431ともに、それぞれの槽で用いる液温度を一定に保持するため、温度調節装置(図示せず)が付属されている。搬送機構403は、搬送レール465と搬送アーム461とを具え、搬送アーム461は、レール465上を移動する移動機構462、被処理部材401である堆積膜が形成された導電性基体を保持するチャッキング機構463、及びチャキング機構463を上下させるためのエアーシリンダー464よりなっている。投入台411上に置かれた被処理部材401は、搬送機構403により洗浄槽421に搬送される。洗浄槽421中には、例えば、界面活性剤水溶液によりなる洗浄液422が入れられており、その中に被処理部材401を浸し、超音波洗浄処理を施すことにより表面に付着している異物、例えば、油や粉体などの洗浄・除去が行なわれる。次に、洗浄済みの被処理部材401は、搬送機構403により純水接触槽431へと運ばれ、所定の液温、例えば25℃に保たれた、抵抗率175k・m(17.5M・cm)の純水がノズル432から4.9MPa(50kg・f/cm2)の圧力で吹き付けられる。この純水吹き付けにより、前工程で残留している洗浄液が洗い流される。純水接触工程の終わった被処理部材401は、搬送機構403により乾燥槽441へと移動され、ノズル442から高温の高圧空気を吹き付けて乾燥される。この乾燥工程の終了した被処理部材401は、搬送機構403により搬出台451に運ばれる。
【0124】
(本発明の電子写真装置)
本発明の電子写真用感光体を用いた電子写真装置の一例を図5に示す。なお、この図5に例示する装置構成は、通常の円筒状基体を持つ電子写真用感光体を用いる場合に好適なものである。本発明の電子写真装置は、図5に示される構成に限定されるものではない。例えば、感光体は、前記円筒状基体として、容易に曲がる無端ベルト状の材料から構成された広義の円筒状基体を用いて作製される、無端ベルト状の感光体形状等の所望の形状とすることができる。
【0125】
図5に示す電子写真装置において、光受容部材として、本発明の電子写真用感光体504が用いられる。一次帯電器505は、感光体504の表面に静電潜像形成のための帯電を行なう。図5に示す装置構成例では、一次帯電器505としてコロナ帯電器を用いる例が示されているが、一次帯電器505には、例えば、特開昭63−210864号公報記載のような接触帯電器を用いることもできる。現像器506は、静電潜像の形成された感光体504の表面に現像剤(トナー)506aを供給し、静電潜像をトナー像とする。転写帯電器507は、現像器506による顕像化(現像)により形成されている、感光体504表面のトナー像を転写材513に転写させる。図2に示す装置構成例では、転写帯電器507にコロナ帯電器を用いる例を示しているが、例えば、特開昭62−175781号公報記載のようなローラ電極を用いることもできる。クリーナー508は、前記の転写材へのトナー像を転写した後、なお、感光体504の表面に残留している現像剤(トナー)の除去、あるいは、逆に転写材513などから遊離・剥離した残存物(繊維屑など)の除去を行って、感光体504表面の浄化を図る。図5に示す例では、クリーナー508は、弾性ローラ508−1とクリーニングブレード508−2とを組み合わせて、表面の均一浄化をより有効に行う構成とされている。
【0126】
なお、図5に示す構成例では、弾性ローラ508−1とクリーニングブレード508−2とを組み合わせているが、残留する現像剤(トナー)や転写材513に由来する付着物の量などに応じて、いずれか一方のみを用いる構成とすることもできる。あるいは、残留する現像剤(トナー)の除去・回収機構を現像器506に付設するなどして、感光体504表面浄化の機能を他の部材に分散させて、クリーナー508を設けない構成に装置設計を行うことも可能である。AC除電器509と除電ランプ510は、前回の複写工程で残留している感光体504表面の帯電電位を一旦除電し、その直後において、一次帯電器505による次回の複写工程のための帯電電位を一定・均一とさせる。なお、図5に示す構成例では、AC除電器509と除電ランプ510を併用する構成としているが、所定の除電がなされる限り、その一方のみを用いる構成とすることもできる。一次帯電器505に用いる帯電器の種類によっては、例えば、接触帯電器などを用いて、次回の複写工程のための帯電電位が一定・均一になるならば、 AC除電器509や除電ランプ510などの除電手段を具えていない構成に設計することも可能である。転写材513は紙等の媒体が使用され、転写材の送りローラ514により、転写帯電器507上において、感光体504表面と接する配置へ供給・搬入される。露光光Aの光源は、アナログ方式で使用されるハロゲン光源、あるいは、デジタル方式などに使用される単一波長または波長分布の狭いレーザー、LED光源などが、画像形成方式に応じてそれぞれ用いられる。
【0127】
例えば、図5に示すような構成を持つ電子写真装置を用い、画像形成は、次に述べる一連の工程により行なわれる。先ず、感光体504を所定の速度で矢印の方向へ回転させ、一次帯電器505を用いて感光体504の表面を一様に帯電させる。次に、帯電された感光体504の表面に、露光光Aによる目的とする画像の露光を行い、この画像に対応する静電潜像を感光体504の表面に形成する。そして、感光体504表面の静電潜像の形成された部分が現像器506の設置部を通過する際に、現像器506によってトナー506a(現像剤)が感光体504の表面に供給される。この静電潜像はトナー506aによる画像として顕像化(現像)され、更に、このトナー画像は感光体504の回転とともに転写帯電器507の設置部に到達する。ここで、送りローラ514によって送られてくる転写材513表面と接し、裏面側に配置されている転写帯電器507により転写がなされる。
【0128】
転写終了後、次回の複写工程に備え、クリーナー508によって感光体504の表面から残留トナーが除去され、更に、AC除電器509および除電ランプ510により表面電位がゼロ若しくは殆どゼロとなるように除電され、1回の複写工程に含まれる一連の工程を終了する。
【0129】
図6に、本発明に係わる電子写真用感光体の構成、特に、堆積膜の作製時に生じる突起部の一例を模式的に示す。
【0130】
図6に例示する本発明の電子写真用感光体の構成例では、例えば、Al、ステンレス等の導電性材料からなる基体101上に、第一の工程において形成される光導電層602ならびに中間層605と、第三の工程において形成される表面保護層603とが、順次堆積されている積層構造を有する。なお、本発明の電子写真用感光体では、これら必須な構成要素である光導電層02、中間層605および表面保護層603の層の他に、基体601と光導電層602との間に設ける電荷注入阻止層(不図示)などの種々の機能層を必要に応じて設けてもよい。このに例示する構成例では第一の工程において、光導電層602の形成に引き続き、中間層605の積層を実施している。また、突起604は、前述のように、a−Si感光体特有の光導電層602の作製工程で外因性の成長核などに起因して発生する突起である。
【0131】
図6の(a)は、光導電層102に引き続き、中間層605の成膜が終了した時点における突起部の模式的な断面図である。突起604の材質は、その周囲の光導電層602とほとんど同様のものであり、光導電層602と突起604の表面には、突起形状に沿う様に中間層105が形成されている。図6の(b)は、中間層605の成膜が終了した堆積膜について、後述するような研磨装置を用いることにより、表面に突出している突起604の頭頂部を除去し、平坦化する加工、この例では研磨加工を施した状態を模式的に示す。
【0132】
図6の(c)は、表面加工を終えた、図6の(b)に示す状態の表面に表面保護層603を成膜した状態を示す。この例に示すように、表面の平坦化がなされた加工済み表面上に堆積される表面保護層は、全面を均一に覆う状態となり、その最表面は、a−C:H膜がいずれの部分においても、実質的に同じ膜厚で形成されている。
【0133】
第2工程において、表面加工、例えば、研磨を施す際、加工後の表面酸化を抑制するため、表面加工を真空中など、酸化が起こらない環境下で行うのも好ましいが、通常、表面加工に伴う酸化による影響はほとんど無い。仮に、酸化による影響が懸念される表面加工手段を使用する場合には、その後、表面保護層603を成膜する前に、加工表面を洗浄したり、あるいは、直前に、表面のエッチングを行えば、酸化の影響を大幅に軽減できる。従って、表面加工を、真空中で実施する必要性は少なく、大気中で実施することが可能であり、また、多様な表面加工手段を使用できる観点からは、大気中で実施することは寧ろ好ましいものとなる。
【0134】
なお、表面加工は、表面に突出している突起604の頭頂部を除去し、平坦化することを目的とするものであり、研磨手段が好適な手段ではあるものの、突起部を選択的に除去可能なエッチング手段を用いることもできる。かかる突起部は、正常部と比較して、堆積速度に局所的な相違を生じた結果形成されたものであり、ある意味では、構造的に異質なものとなっている。その相違を利用して、エッチング条件を選択することで、突起部において、エッチング速度が選択的に大きくなる条件を設定することも可能である。かかる構造選択的なエッチング条件により、突起部のみが速やかにエッチングされ、一方、正常部では、エッチングが僅かにしか進行しない条件を設定することにより、表面に突出している突起604の頭頂部を除去し、平坦化を図ることもできる。
【0135】
(本発明の電子写真用感光体の製造工程に使用される表面研磨装置)
図7に、本発明の電子写真用感光体の製造工程において、表面加工に際して使用される表面加工装置の一例、具体的には、表面加工として、研磨を行う際に使用される表面研磨装置の一例を示す。図7に示す表面研磨装置の構成例において、加工対象物(円筒状基体上の堆積膜表面)700は、その表面にa−Si光導電層、引き続いて中間層が堆積された円筒状基体であり、弾性支持機構720に取り付けられる。図7に示す装置において、弾性支持機構720は、例えば、空気圧ホルダーが使用され、具体的には、ブリジストン社製空気圧式ホルダー(商品名:エアーピック、型番:PO45TCA*820)が用いられている。加圧弾性ローラ730は、研磨テープ731を巻回して、加工対象物700のa−Si光導電層上に堆積されている中間層表面に押圧させる。研磨テープ731は、送り出しロール732から供給され、巻き取りロール733に回収される。その送り出し速度は、定量送りだしロール734とキャプスタンローラ735により調整され、また、その張力も調整されている。研磨テープ731には、通常ラッピングテープと呼ばれるものが好適に使用される。a−Si光導電層または中間層の表面を加工する際、ラッピングテープには、砥粒としてはSiC、Al23、Fe23などが用いられる。具体的には、富士フィルム社製ラッピングテープLT−C2000を用いた。加圧弾性ローラ730は、そのローラ部は、ネオプレンゴム、シリコンゴムなどの材質からなり、JISゴム硬度20〜80の範囲、より好ましくはJISゴム硬度30〜40の範囲とされている。また、ローラ部形状は、長手方向において、中央部の直径が両端部の直径より若干太いものが好ましく、例えば、両者の直径差が0.0〜0.6mmの範囲、より好ましくは、0.2〜0.4mmの範囲となる形状が好適である。加圧弾性ローラ730は、回転する加工対象物(円筒状基体上の堆積膜表面)700に対して、加圧圧力0.5kg重/cm2〜2.0kg重/cm2の範囲で加圧しながら、研磨テープ731、例えば、上記のラッピングテープを送り堆積膜表面の研磨を行う。
【0136】
なお、大気中で実施される表面研磨に対しては、前記研磨テープを使用する手段以外に、バフ研磨のような湿式研磨の手段を使用することも可能である。また、湿式研磨の手段を使用する際には、研磨加工後、研磨に使用する液の洗浄除去を施す工程を設けるが、その際、表面を水と接触させ、洗浄する処理を併せて実施することができる。
【0137】
(本発明の電子写真用感光体の製造工程に使用される真空式表面研磨装置)
図8に、本発明の電子写真用感光体の製造工程において、表面加工に際して使用される表面加工装置の一例、具体的には、真空中において、表面加工として、研磨を行う際に使用される真空式表面研磨装置の一例を示す。
【0138】
図8に示す真空式表面研磨装置は、研磨処理部自体の構成は、前記の図7に示す表面研磨装置と実質的に同一であるが、研磨加工を真空中で実施するため、真空容器800内に研磨処理部が入っており、加工対象物801を真空中で搬送するため搬送機構が付加されている。
【0139】
図8において、真空容器800は、排気バルブ851を設けた排気管850に接続された排気装置(図示せず)により、真空に減圧可能となっている。また、真空容器800には、加工対象物801の搬入・搬出口にゲートバルブ810が設置されており、さらに、排気バルブ813を設けた排気管812を有する搬送機接合部811がゲートバルブ810に接続して設置されている。
【0140】
不図示の堆積膜形成装置でa−Si光導電層中間層成膜を終えた加工対象物801(円筒状基体上の堆積膜表面)は、真空状態を保ったまま、堆積膜形成装置から一旦ゲートバルブ861を有する搬送容器860内に取り込まれる。この真空状態にされた搬送容器860ごと移動して、堆積膜形成装置から真空式研磨装置まで搬送される。ゲートバルブ861を搬送機接合部811に接合させた後、排気管812に接続された排気装置(図示せず)により、搬送機接合部811を所定の真空度(圧力)まで真空排気する。その後、ゲートバルブ810、861を開き、加工対象物701(円筒状基体上の堆積膜表面)を搬送容器860から真空容器800内の研磨処理部に移動し、設置する。具体的には、加工対象物801を図8に示す設置位置近傍に移動させ、空気圧ホルダー820でホールドする。加工対象物801は、弾性支持機構820、例えば、空気圧ホルダーを使用した、具体的には、ブリジストン社製空気圧式ホルダー(商品名:エアーピック、型番:PO45TCA*820)を用いて保持される。加圧弾性ローラ830は、研磨テープ831を巻回して、加工対象物800のa−Si光導電層上に堆積されている中間層表面に押圧させる。研磨テープ831は、送り出しロール832から供給され、巻き取りロール833に回収される。その送り出し速度は、定量送りだしロール834とキャプスタンローラ835により調整され、また、その張力も調整されている。研磨テープ831には、通常ラッピングテープと呼ばれるものが好適に使用される。表面に中間層が堆積されているa−Si光導電層ならびに中間層からなる堆積膜表面を加工する際、ラッピングテープには、砥粒としてはSiC、Al23、Fe23などが用いられる。具体的には、富士フィルム社製ラッピングテープLT−C2000を用いた。加圧弾性ローラ830は、そのローラ部は、ネオプレンゴム、シリコンゴムなどの材質からなり、JISゴム硬度20〜80の範囲、より好ましくはJISゴム硬度30〜40の範囲とされている。また、ローラ部形状は、長手方向において、中央部の直径が両端部の直径より若干太いものが好ましく、例えば、両者の直径差が0.0〜0.6mmの範囲、より好ましくは、0.2〜0.4mmの範囲となる形状が好適である。加圧弾性ローラ830は、回転する加工対象物(円筒状基体上の堆積膜表面)800に対して、加圧圧力0.5kg重/cm2〜2.0kg重/cm2の範囲で加圧しながら、研磨テープ831、例えば、上記のラッピングテープを送り堆積膜表面の研磨を行う。
【0141】
研磨処理後は、搬入・設置と全く逆の動作で、取り外しと真空容器800外へ、搬送容器860を介して搬出がなされる。その後、この表面加工の工程に続く、例えば、上記の水洗浄などの後工程に進む。
【0142】
(本発明の電子写真用感光体の製造工程における、表面加工前後での表面粗さを確認する手段)
本発明の電子写真用感光体において、前記の表面加工を施したa−Si光導電層ならびに中間層からなる堆積膜表面上に、表面保護層が堆積される。その際、表面加工、例えば、研磨を施した結果、突起のみに選択的な加工(研磨)がなされ、それ以外の正常部分においては、実質的に加工(研磨)がなされない状態がより好ましい。すなわち、不要な突起の頭頂部は選択的な加工(研磨)により除かれ、平坦化されるが、それ以外の正常部分には、加工(研磨)にともに歪みや表面(界面)局在準位の要因ともなる原子レベルでの加工損傷がないことがより好ましい。
【0143】
この表面加工前後での微視的な表面の変化は、マクロな表面粗さとは異なり、よりミクロな表面形状の変化を観察することが必要となる。このミクロな表面形状の変化を評価することで、本発明の電子写真用感光体の製造工程における、表面加工の条件をより適するものとすることができる。
【0144】
具体的には、正常部分では、表面加工前後において実質的な表面状態に変化がないことのを確認する手段として、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)、具体的には、市販される原子間力顕微鏡(AFM)[Quesant社製 Q−Scope250]などを用いて、表面の原子レベルでの変化を検証することが好ましい。原子間力顕微鏡(AFM)を使用するほど、高い分解能を持つ観察手段を用いる理由は、表面加工、例えば、研磨による正常部分の変化の有無の確認は、用いた円筒状基体自体の表面粗さに支配される、数100nmオーダーの粗さではなく、光導電層や中間層などの堆積膜そのものの性質に起因する、より微細な粗さに注目し、その変化を的確に観察することがより重要であるからである。
【0145】
このような微細な粗さは、例えば、AFMにより、10μm10μmと測定範囲を狭くし、かつサンプル面の曲率傾き(tilt)による系統誤差を避けるようにすることで、高い精度で再現性良く測定することが可能である。具体的には、前記のQuesant社製 Q−Scope250の測定モードとして、Tilt Removalモードを選択し、試料のAFM像の持つ曲率を放物線にフィットさせた後、平坦化する補正(Parabolic)があげられる。電子写真用感光体の表面形状は、概ね円筒形状をとっているため、前記の平坦化補正を使用する観察方法は、より好適な手法である。更に、像全体に傾きが残る場合には、傾きを除去する補正(Line by line)を行う。この様に、データに歪みを生じさせない範囲で、サンプル面の傾きを適宜補正することで、目的とする堆積膜そのものの性質に起因する、より微細な粗さ情報のみを抽出することが可能である。
【0146】
図9に、前記のような、補正を施して得られた、堆積膜表面のAFM観察像の一例を示す。本発明の電子写真用感光体において、a−Si光導電層ならびに中間層自体は非晶質の堆積膜であり、その正常部分は本来、図9のAに示すような自然な緩やかな凹凸を示すものである。従って、前記の表面加工を施したa−Si光導電層上を被覆している中間層の表面も、この状態を保持している、図9のAに例示する形状のままであることがより好ましい。さらに、加工量を増し、例えば、図9のB、Cに示す段階まで表面加工、例えば、研磨を行っても特に問題はないが、本発明の目的を達成する上では、このように過剰とも言える平坦化を行う必要はない。あるいは、場合によっては、成膜した膜を剥ぎ取ってしまい、加工歪みを導入することもある。導入された加工歪みは、上述するように、エッチング処理を施すと、解消されるので、実用上の障害とはならないものの、必要以上に過剰な研磨を行う必要はない。
【0147】
具体的には、研磨加工などの、突起部の頭頂部の除去により対象は、その頭頂部における高さが、周辺の正常部と比較した際、高さの差異(段差)が約5μmを超える部分が主となる。すなわち、研磨加工などの、平坦化を施す処理後において、当初は突起部の頭頂部であった部位の高さは、周辺の正常部と比較した際、約5μmを超えることのない範囲まで処理を施すことが望ましい。目標とする堆積膜の総膜厚に対して、その10%以下に突起部の高さを低減させることが好ましい。その際、処理を施す前において、正常部の表面にも若干の凹凸が存在し、目標とする堆積膜の総膜厚の0.1%程度の範囲であるが、研磨加工により、かかる正常部表面に存在する若干の凹凸も消失までに、必要以上に過剰な研磨とならないことが好ましい。
【0148】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。以下に記載する実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【0149】
参考例1)
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表1に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層を成膜した。
【0150】
【表1】
Figure 0003913067
【0151】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を300℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0152】
【表2】
Figure 0003913067
【0153】
堆積室のドライエッチング終了後、室温まで冷却された、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表3に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0154】
【表3】
Figure 0003913067
【0155】
以上の手順では、1バッチを終了するのに要する時間は360分であった。
【0156】
前記の工程で作製した感光体について、下記する項目を評価した。
(融着の評価)
得られた感光体を、キヤノン製複写機NP−6085の改造機に搭載し、感光体加温手段により感光体の表面温度を50℃となるようにコントロールし、温度25℃、相対湿度10%の環境条件下、プロセススピード 400mm/sで、A4版の連続通紙耐久を10万枚行った。その際、融着発生の評価を行った。なお、原稿には、白地に1mm幅の黒ラインがたすき状に1本プリントされた1ラインチャートを使用し、転写後に感光体表面に残留するトナー量が多く、クリーニング条件としては、厳しい状況に設定した。
【0157】
耐久終了後、全面ハーフトーン画像、全面白画像を出力し、現像剤の融着により発生する黒ポチを観察し、更に顕微鏡により感光体表面を観察した。
【0158】
得られた結果は、下記する基準に従って、評価した。
【0159】
◎:非常に良好; 画像では、融着に起因する黒ポチは観察されず、感光体表面の全面に、現像剤の融着が全く観察されない。
【0160】
○:良好; 画像では、融着に起因する黒ポチは観察されないが、感光体表面には、微小な融着が観察される。
【0161】
△:実用上問題なし; 画像上において、僅かに黒ポチとして観察される融着が、経時的に発生と消滅とを繰り返す。
【0162】
×:実用上問題あり; 画像上において、黒ポチとして観察される融着が発生し、経時的に増加している。
(フィルミングの評価)
上記の条件で10万枚の連続通紙耐久を行った感光体について、耐久終了後、表面層の膜厚を反射分光計で測定した。次に、粒径100μmのアルミナ粉を濡れた柔らかい布につけ、感光体表面を軽く10回擦った。この擦り取りの際の力加減は、新品の感光体表面を擦った際に表面層が削れないことを予め確認した程度の力で行った。
【0163】
その後、再度反射分光計で表面層の膜厚を測定した。擦り取り処理の前後における、表面層膜厚の測定値の差分をフィルミング量と規定した。
【0164】
得られた結果は、下記する基準に従って、評価した。
【0165】
◎:非常に良好; フィルミング量は、測定誤差以内であり、フィルミングの発生は認められない。
【0166】
○:良好; フィルミング量は、50Å以下である。
【0167】
△:実用上問題なし; フィルミング量は、50Åを超えるが、100Å以下である。
【0168】
×:実用上問題あり; フィルミング量は、100Åを超えており、クリーニング不良などのフィルミングを誘起する不良が発生している可能性がある。
(クリーニングブレードのエッジ損傷)
上記の条件で10万枚の連続通紙耐久を終了した後、クリーニングブレードについて、エッジの損傷状態を光学顕微鏡で観察し、評価した。
【0169】
得られた結果は、下記する基準に従って、評価した。
【0170】
◎:非常に良好; 新品ブレードと比較しても、エッジ部分の磨耗は認められない。
【0171】
○:良好; エッジ部分に、多少の磨耗は認められるが、欠けはない。
【0172】
△:実用上問題なし; エッジ部分に、多少の欠けはあるが、その欠けの程度は、クリーニングに支障を及ぼさないレベルである。
【0173】
×:実用上問題あり; エッジ部分に、相当の欠けがあり、クリーニング不良を発生している可能性がある。
(表面層の密着性)
上記の条件で10万枚の連続通紙耐久を行った感光体について、耐久終了後、スクラッチテスター(島津製作所製ST−101)で表面層の剥落を生じる臨界荷重を測定し、表面層の密着性を調べた。
【0174】
得られた結果は、下記する基準に従って、評価した。
【0175】
◎:非常に良好; 臨界荷重は、20g重以上である。
【0176】
○:良好; 臨界荷重は、20g重には満たないが、15g重以上である。
【0177】
△:実用上問題なし; 臨界荷重は、15g重には満たないが、10g重以上ではある。
【0178】
×:実用上問題を生ずる可能性あり; 臨界荷重は、10g重を下回っている。
(堆積膜形成装置の利用効率)
1バッチに要する時間に基づき、堆積膜形成装置の利用効率を評価した。
【0179】
得られた結果は、下記する比較例1における1バッチに要する時間を基準(実用上問題なし)として、相対比較を行い、下記する基準に従って、評価した。
【0180】
◎:非常に優れている; 比較例1における1バッチに要する時間より大幅に短い。
【0181】
○:優れている; 比較例1における1バッチに要する時間より有意に短い。
【0182】
△:実用上問題なし; 比較例1における1バッチに要する時間と同程度である。
【0183】
×:実用上問題あり; 比較例1における1バッチに要する時間より有意に長い。
加えて、以上の評価項目の結果に基づき、総合評価を行った。この総合評価は、良品感光体の生産性の観点から、下記する基準に従って、判定した。表5に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
【0184】
◎:非常に優れている
○:優れている
△:実用上問題なし
×:実用上問題あり
参考比較例1)
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表1に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層を成膜した。その後、堆積室の中で真空状態を維持したまま、基体温度が300℃から室温に下がるまで放置した。なお、この基体温度は、ホルダー2123内部に取り付けた不図示の熱電対でモニターした。前記の真空状態における放置冷却により、基体温度が室温まで降下するには、2時間を要した。
【0185】
次いで、同堆積室の中で、表3に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。成膜後、第2の層の堆積を終え、作製された感光体を堆積室から取り出した。その後、次回の製造バッチに先立ち、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。但し、この比較例1の工程では、付着したポリシランを完全に除去するためには、エッチング処理時間は、120分間では十分でなく、180分を要した。
【0186】
以上の手順では、堆積室内部の浄化工程を含め、1バッチを終了するのに要する時間は540分であった。前記の工程で作製した感光体について、実施例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表5に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
参考比較例2)
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表1に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層を成膜した。引き続き、同堆積室の中で、表4に示す条件で第2の層のa−SiCからなる表面保護層を成膜した。成膜後、第2の層の堆積を終え、作製された感光体を堆積室から取り出した。その後、次回の製造バッチに先立ち、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0187】
【表4】
Figure 0003913067
【0188】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は360分であった。
【0189】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表5に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。また、この評価を終えた後、感光体の一部を切り出し、表面層のa−SiCの組成分析を、XPS(X線電子分光法)によって行った。その結果、前記表4の条件で堆積されたa−SiCの組成は、シリコン原子数と炭素原子数の和に対するシリコン原子数の比、(Si/Si+C)は、50原子%であった。
【0190】
【表5】
Figure 0003913067
【0191】
表5に示す結果から、本発明の製造方法に準じて作製した参考例1の感光体は、融着、フィルミング、ブレードエッジの損傷に関して、参考比較例2の感光体と比較して、著しい改善効果が見られると共に、参考比較例2の工程と比較すると、1バッチ当たりの時間が短縮されており、堆積膜形成装置の利用効率も非常に優れたものである。このことから、本発明の製造方法によれば、高品質の感光体を高い効率で、従って、安価に製造できることが分かる。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0192】
【表6】
Figure 0003913067
【0193】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0194】
堆積室のドライエッチング終了後、室温まで冷却された、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表3に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0195】
【表7】
Figure 0003913067
【0196】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は360分であった。
【0197】
前記の工程で作製した感光体について、実施例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
参考
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表1に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層を成膜した。
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を300℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0198】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を300℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0199】
堆積室のドライエッチング終了後、室温まで冷却された、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表8に示す条件で第2の層のa−SiC:H中間層およびa−C:H表面保護層を連続的に成膜した。
【0200】
【表8】
Figure 0003913067
【0201】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は360分であった。
【0202】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は360分であった。
前記の工程で作製した感光体について、実施例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0203】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0204】
堆積室のドライエッチング終了後、室温まで冷却された、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表8に示す条件で第2の層のa−SiC:H中間層およびa−C:H表面保護層を連続的に成膜した。
【0205】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は380分であった。
【0206】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0207】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0208】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。検査を終了した後、第一の層を堆積した円筒状基体は、図4に示す洗浄装置を用いて、上述の洗浄手順に従って、界面活性剤水溶液中で超音波洗浄し、液温25℃、比抵抗率17.5MΩ・cmの純水を高圧(4.9MPa)で噴き付けることによるリンス洗浄、高温気体の吹き付けによる乾燥を行う条件を用いて、水洗浄を施した。
【0209】
堆積室のドライエッチング終了後、水洗浄を施した、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表7に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0210】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は380分であった。
【0211】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0212】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0213】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。
【0214】
堆積室のドライエッチング終了後、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、先ず、表9に示す条件で第一の層の表面にフッ素ラジカルによる軽いエッチンク処理を施し、続いて、表7に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0215】
【表9】
Figure 0003913067
【0216】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は365分であった。
【0217】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0218】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0219】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。検査を終了した後、第一の層を堆積した円筒状基体は、図4に示す洗浄装置を用いて、実施例5に記載した洗浄手順・条件に従って、水洗浄を施した。
【0220】
堆積室のドライエッチング終了後、水洗浄を施した、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、先ず、表9に示す条件で第一の層の表面にフッ素ラジカルによる軽いエッチンク処理を施し、続いて、表7に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0221】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は365分であった。
【0222】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0223】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0224】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。
【0225】
堆積室のドライエッチング終了後、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、先ず、表10に示す条件で第一の層の表面に水素ラジカルによる軽いエッチンク処理を施し、続いて、表7に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。
【0226】
【表10】
Figure 0003913067
【0227】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は365分であった。
【0228】
前記の工程で作製した感光体について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表11に、各評価項目と総合評価の結果を併せて示す。
【0229】
【表11】
Figure 0003913067
【0230】
表11に示す結果から、a−Si:H光導電層とa−C:H表面保護層との間に、a−SiC:H中間層を設ける構造とする、あるいは、第二の層を堆積するに先立ち、堆積膜表面に水洗浄処理やエッチング処理を施す、さらには、双方の手段を採用することで、表5に示す参考例1の結果と比較しても、表面膜の密着性が向上し、さらに良好な結果が得られていることが判明した。
参考
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表1に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層を成膜した。
【0231】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を300℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0232】
堆積室のドライエッチング終了後、室温まで冷却された、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表12に示す条件で第2の層の表面保護層として、種々の比率で少量のシリコンを添加したa−C:H膜を成膜した。
【0233】
【表12】
Figure 0003913067
【0234】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は360分であった。
【0235】
前記の工程で作製した、種々の比率で少量のシリコンを添加したa−C:H膜を表面保護層とする感光体、ドラム番号A〜Gの合計7種について、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。また、この評価を終えた後、感光体の一部を切り出し、表面層の組成分析を、XPS(X線電子分光法)によって行った。その分析結果に基づき、少量のシリコンを添加したa−C:H膜中のシリコン含有量を、シリコン原子数と炭素原子数の和に対するシリコン原子数の比、(Si/Si+C)として、また、堆積条件中のSiH4の流量を、表13に示す。表11には、各評価項目と総合評価の結果をも併せて示す。
【0236】
【表13】
Figure 0003913067
【0237】
表13に示す結果から、a−C:H表面保護層に対して、シリコン原子が10原子%程度含有される範囲では、表5に示す参考例1の結果と同様に、良好な結果が得られていることが判明した。
(実施例
図3に示すVHFプラズマCVD法を用いる堆積膜形成装置を用いて、表14に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0238】
【表14】
Figure 0003913067
【0239】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を200℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表15に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0240】
【表15】
Figure 0003913067
【0241】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。検査を終了した後、第一の層を堆積した円筒状基体は、図4に示す洗浄装置を用いて、実施例5に記載した洗浄手順・条件に従って、水洗浄を施した。
【0242】
堆積室のドライエッチング終了後、水洗浄を施した、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、先ず、表16に示す条件で第一の層の表面にフッ素ラジカルによる軽いエッチンク処理を施し、続いて、表17に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。なお、a−C:H表面保護層の成膜時における基体温度を、室温(加熱なし)、50℃、100℃、150℃、200℃に選択して、合計5種の感光体を作製した。
【0243】
【表16】
Figure 0003913067
【0244】
【表17】
Figure 0003913067
【0245】
以上の手順では、1バッチ終了するために要した時間は、a−C:H表面保護層の成膜時における基体温度を室温(加熱なし)とする際には、385分であり、その他の基体温度を選択する際には、それぞれ加熱に要する時間が更に加わった時間となった。
【0246】
前記の工程で作製した感光体、合計5種について、下記する手順で感度の評価を行い、加えて、参考例1に記載する各評価項目の評価と併せて、総合評価を行った。表18に、感度の評価、参考例1に記載する各評価項目の評価、総合評価の結果を併せて示す。
(感度の評価)
電子写真用感光体を、その表面を一定の暗部表面電位に帯電させる。帯電後、直ちに露光光像を照射する。この露光光には、キセノンランプ光源から、波長600nm以上の波長域をフィルターを用いて除去した光を利用する。露光光を照射した後、表面電位計により、感光体表面の明部表面電位を測定する。測定される明部表面電位が所定の電位に達するに必要な露光光量に調整し、その時の露光光量を、感度とする。なお、一定の暗部表面電位は、400V、明部表面電位の目標電位は、50Vとして、本評価を行った。
【0247】
得られた感度の結果は、上記する参考比較例2で作製した感光体の感度(露光光量)を基準(相対値50)として、各感光体の感度(露光光量)の相対比較を行い、下記する基準に従って、評価した。
【0248】
◎:非常に優れている; 相対値 30以下。
【0249】
○:優れている; 相対値 30〜40。
【0250】
△:実用上問題なし; 相対値 40〜50。
【0251】
×:実用上問題あり; 相対値 50以上。
(比較例
図3に示すVHFプラズマCVD法を用いる堆積膜形成装置を用いて、表14に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
その後、堆積室の中で真空状態を維持したまま、基体温度が200℃から室温に下がるまで放置した。なお、この基体温度は、ホルダー内部に取り付けた不図示の熱電対でモニターした。前記の真空状態における放置冷却により、基体温度が室温まで降下するには、2時間を要した。
【0252】
次いで、同堆積室の中で、表17に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。成膜後、第2の層の堆積を終え、作製された感光体を堆積室から取り出した。その後、次回の製造バッチに先立ち、堆積室内部を表15に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したa−Si膜を除去した。
【0253】
以上の手順では、堆積室内部の浄化工程を含め、1バッチを終了するのに要する時間は500分であった。前記の工程で作製した感光体について、実施例に記載する感度の評価、参考例1に記載する各評価項目の評価と、総合評価を行った。表18に、感度の評価、参考例1に記載する各評価項目の評価、総合評価の結果を併せて示す。
【0254】
【表18】
Figure 0003913067
【0255】
表18に示す結果から、a−C:H表面保護層の成膜時における基体温度を、室温(加熱なし)と選択する際、比較例と比較して、本発明の製造方法を採用することで、特性に優れた感光体を、従来の1バッチの所要時間500分間に対して、115分間も短縮された385分間の所要時間で製造可能であることが分かる。1バッチの所要時間が短縮される結果、1堆積膜形成装置当たり、単位期間当たりに製造可能な感光体数量を増すことが可能となり、最終的に製造装置コストを含めた生産コストダウンを図ることが可能となることが判明した。
(実施例
図2に示すプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、表6に示す条件でφ108mm円筒状基体上に、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜した。
【0256】
次いで、第一の層を堆積した円筒状基体を一旦堆積室から取り出し、大気中に放置することで基体温度を250℃から室温まで自然冷却した。大気中では、熱伝導による冷却効率が高いため、約1時間で室温まで冷却された。その間に、堆積室内部を表2に示す条件でドライエッチングし、その内部に付着したポリシランを除去した。
【0257】
加えて、堆積室内部をドライエッチングする処理を行っている間に、室温まで冷却された第一の層を堆積した円筒状基体に対して、外観検査、電位検査、画像検査を行った。
【0258】
前記の中間検査において、合格と判定されたものに関しては、堆積室のドライエッチング終了後、第一の層を堆積した円筒状基体を前記堆積膜形成装置内にセットし、表7に示す条件で第2の層のa−C:H表面保護層を成膜した。一方、中間検査において、不合格と判定されたものに関しては、第2の層のa−C:H表面保護層の成膜を行わず、不合格バッチとした。従って、堆積室のドライエッチングを終了後、堆積膜形成装置は、次のバッチにおける、第1の層のa−Si:H光導電層ならびにa−SiC:H中間層を連続的に成膜する第一の工程に使用した。
【0259】
以上の手順に従って、20バッチの感光体作製を実施した。その間、前記の中間検査において、不合格と判定され、第2の層のa−C:H表面保護層の成膜を行わず、不合格バッチとされたものが、2バッチ発生した。この不合格バッチの2バッチに対しては、不要な第2の層のa−C:H表面保護層の成膜を実施していないので、それに要する時間、各20分間、合計40分間が結果的に短縮された。また、不要な原料ガスの消費も無く、前記した堆積膜形成装置の利用効率の向上と併せて、トータル的な生産コストの低減に貢献している。
(実施例
本実施例では、図6(c)に示す構成、すなわち、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、その上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0260】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとを連続して成膜した堆積膜を作製した。
【0261】
次いで、図6(a)に示すような突起を有する成膜済みの堆積膜について、図6に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すような平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0262】
次いで、表面研磨済みの、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとが形成された円筒状基体を前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面保護層a−C:Hを成膜した。
【0263】
なお、本実施例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚を表19に示す。
【0264】
本実施例では、用いた円筒状基体は、外径108(mm)、肉厚5mmのアルミニウム性導電性基体であり、その表面に鏡面加工を施したシリンダーを用い、その表面に、下部阻止層、光導電層ならびに中間層を順次積層した。研磨処理後、その表面に、表面保護層(表面層)を積層して、負帯電用のa−Si感光体を作製した。また、プラズマCVD堆積膜形成装置の高周波電力は、周波数13.56MHz(RF)を用いている。
【0265】
【表19】
Figure 0003913067
【0266】
以上の手順で作製した電子写真用感光体について、その堆積膜層の表面外観を観察して、膜の密着性を評価した。次に、電子写真特性の評価として、一次帯電器としてコロナ放電を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置に、本実施例で作製した電子写真用感光体を光受容部材として装着して、画像形成を行った。具体的には、キヤノン製GP605(プロセススピード 300mm/sec)を試験用電子写真装置として用いて、印字率1%と通常より印字率を下げたテストパターンにて500万枚の通紙耐久を行った。その間、定期的に全面ハーフトーン画像、全面白画像を出力し、感光体表面へのトナー融着、ぽち発生の評価を行った。また、500万枚の通紙耐久終了後、クリーナーのブレードエッジの損傷状態を評価した。これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(実施例10
本実施例では、図6(c)に示す構成、すなわち、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に真空中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、その上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0267】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとを連続して成膜した堆積膜を作製した。
【0268】
次いで、図6(a)に示すような突起を有する成膜済みの堆積膜について、堆積膜形成装置から真空中に保持したまま、図8に構成を模式的に示す真空式研磨装置に移送して、真空中において表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すような平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0269】
次いで、表面研磨済みの、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとが形成された円筒状基体を、真空に保ったまま、真空式研磨装置から前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に移送し、再びセットし、表面保護層a−C:Hを成膜した。
【0270】
なお、本実施例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0271】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(実施例11
本実施例では、図6(c)に示す構成、すなわち、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、さらに、加工表面の水洗浄処理を行った後、その上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0272】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとを連続して成膜した堆積膜を作製した。
【0273】
次いで、図6(a)に示すような突起を有する成膜済みの堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すような平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0274】
さらに、表面加工を行った円筒状基体の表面の堆積膜に水洗浄を施した後、前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面保護層a−C:Hを成膜した。本実施例では、前記水洗浄として、図4に示す、洗浄槽、純水接触槽、乾燥槽からなる水洗浄装置を用いて、表20に示す条件で行った。
【0275】
【表20】
Figure 0003913067
【0276】
なお、本実施例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0277】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
参考
参考例では、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、さらに、その上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0278】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hのみを成膜した堆積膜を作製した。この堆積膜においても、中間層a−SiC:Hはないものの、図6(a)に示すように、光導電層a−Si:Hの堆積中に発生した突起が見出される。
【0279】
次いで、光導電層a−Si:H中に発生した突起を有する成膜済みの堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すようと同程度まで突起に由来する段差を減じて、平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0280】
さらに、表面加工を行った円筒状基体を、前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面保護層a−C:Hを成膜した。
【0281】
なお、本参考例において用いた、光導電層のa−Si:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0282】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
参考
参考例では、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、さらに、再堆積を行う直前に研磨加工された表面をエッチングガスを使用し、プラズマ放電下にエッチングを施した。引き続き、そのエッチングを施した表面上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0283】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hのみを成膜した堆積膜を作製した。この堆積膜においても、中間層a−SiC:Hはないものの、図6(a)に示すように、光導電層a−Si:Hの堆積中に発生した突起が見出される。
【0284】
次いで、光導電層a−Si:H中に発生した突起を有する成膜済みの堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すようと同程度まで突起に由来する段差を減じて、平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0285】
さらに、表面加工を行った円筒状基体を、前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面加工を施した光導電層a−Si:Hの表面を気相エッチングし、引き続き表面保護層a−C:Hを成膜した。本実施例では、気相エッチングを、CF4ガスを使用して、表21の条件で行った。
【0286】
【表21】
Figure 0003913067
【0287】
なお、本参考例において用いた、光導電層のa−Si:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0288】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(比較例
本比較例では、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:H、表面保護層603a−C:Hを連続的にプラズマCVD法で堆積した。この三層構造の堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起104の頭頂部を除去・平坦化して、感光体を作製した。従って、前記の研磨加工により、突起604の頭頂部を除去する結果、かかる頭頂部上を被覆している表面保護層603a−C:H、ならびに、中間層605a−SiC:Hも、失われた状態となる。
【0289】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:H、中間層a−SiC:H、表面保護層a−C:Hを連続的に成膜した三層構造堆積膜を作製した。この堆積膜においては、最上層の表面保護層a−C:Hも加わっているものの、図6(a)に示すように、光導電層a−Si:Hの堆積中に発生した突起が見出される。かかる突起の頭頂部では、中間層a−SiC:Hと同じく、表面保護層a−C:Hもその表面を被覆する形態で堆積されている。
【0290】
なお、本比較例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0291】
次いで、光導電層a−Si:H中に発生した突起を有する成膜済みの三層構造堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すようと同程度まで突起に由来する段差を減じて、平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。その結果、突起以外の部分では、中間層a−SiC:Hと表面保護層a−C:Hはともに残るが、表面研磨により除去される突起の頭頂部を被覆している、中間層a−SiC:Hと表面保護層a−C:Hは、図6(b)に示す状態と同様に研磨除去され、a−Si:Hからなる突起が表面に露呈する状態となる。
【0292】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(比較例
本比較例では、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:H、表面保護層603a−C:Hを連続的にプラズマCVD法で堆積し、そのまま感光体とした。
【0293】
具体的には、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:H、中間層a−SiC:H、表面保護層a−C:Hを連続的に成膜した三層構造堆積膜を作製した。この三層構造の堆積膜は、最上層の表面保護層a−C:Hも加わっているものの、図6(a)に示すように、光導電層a−Si:Hの堆積中に発生した突起が見出される。かかる突起の頭頂部では、中間層a−SiC:Hと同じく、表面保護層a−C:Hもその表面を被覆する形態で堆積されている。従って、かかる突起部分とその周囲の平坦な部分の段差は全く改善されていない状態である。
【0294】
なお、本比較例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例と同じである。
【0295】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生、ブレードエッジの損傷状態に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(実施例12
本実施例では、図6(c)に示す構成、すなわち、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、その上に表面保護膜603a−C:Hを成膜した感光体を作製した。
【0296】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径30mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとを連続して成膜した堆積膜を作製した。
【0297】
次いで、図6(a)に示すような突起を有する成膜済みの堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すような平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0298】
次いで、表面研磨済みの、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとが形成された円筒状基体を前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面保護層a−C:Hを成膜した。
【0299】
なお、本実施例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚を表22に示す。
【0300】
本実施例では、用いた円筒状基体は、外径30(mm)、肉厚2.5mmのアルミニウム性導電性基体であり、その表面に鏡面加工を施したシリンダーを用い、その表面に、下部阻止層、光導電層ならびに中間層を順次積層した。研磨処理後、その表面に、表面保護層(表面層)を積層して、負帯電用のa−Si感光体を作製した。また、プラズマCVD堆積膜形成装置の高周波電力は、周波数105MHz(VHF)を用いている。
【0301】
【表22】
Figure 0003913067
【0302】
以上の手順で作製した電子写真用感光体について、その堆積膜層の表面外観を観察して、膜の密着性を評価した。次に、電子写真特性の評価として、一次帯電器として注入放電を採用し、また、前記の注入放電用ローラにクリーニング機能を持たせ、クリーニング用ブレードを省いた電子写真装置に、本実施例で作製した電子写真用感光体を光受容部材として装着して、画像形成を行った。具体的には、キヤノン製GP405(プロセススピード 210mm/sec)を試験用電子写真装置に改造し、特開平11−190927号公報記載の手法に従い、帯電部分は中抵抗層からなる弾性ローラに変更し、この弾性ローラに導電性粒子を塗布した状態で電圧を印加する方式を用い、また、前記導電性粒子を塗布した状態で感光体表面と当接して、残留トナーなどの除去を行う形態とすることで、クリーナー無しのシステムに構成した。この試験用装置を用いて、印字率1%と通常より印字率を下げたテストパターンにて100万枚の通紙耐久を行った。その間、定期的に全面ハーフトーン画像、全面白画像を出力し、感光体表面へのトナー融着、ぽち発生の評価を行った。これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(比較例
本比較例では、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:H、表面保護層603a−C:Hを連続的にプラズマCVD法で堆積した。この三層構造の堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化して、感光体を作製した。従って、前記の研磨加工により、突起604の頭頂部を除去する結果、かかる頭頂部上を被覆している表面保護層603a−C:H、ならびに、中間層605a−SiC:Hも、失われた状態となる。
【0303】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径30mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:H、中間層a−SiC:H、表面保護層a−C:Hを連続的に成膜した三層構造堆積膜を作製した。この堆積膜においては、最上層の表面保護層a−C:Hも加わっているものの、図6(a)に示すように、光導電層a−Si:Hの堆積中に発生した突起が見出される。かかる突起の頭頂部では、中間層a−SiC:Hと同じく、表面保護層a−C:Hもその表面を被覆する形態で堆積されている。
【0304】
なお、本比較例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚は、上記実施例12と同じである。
【0305】
次いで、光導電層a−Si:H中に発生した突起を有する成膜済みの三層構造堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すようと同程度まで突起に由来する段差を減じて、平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。その結果、突起以外の部分では、中間層a−SiC:Hと表面保護層a−C:Hはともに残るが、表面研磨により除去される突起の頭頂部を被覆している、中間層a−SiC:Hと表面保護層a−C:Hは、図6(b)に示す状態と同様に研磨除去され、a−Si:Hからなる突起が表面に露呈する状態となる。
【0306】
得られた電子写真用感光体についても、上記実施例12と同じ手順、同じ評価条件で、同じ評価項目、すなわち、膜の密着性、トナー融着、ぽち発生に関する評価を実施した。また、これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
(実施例13
本実施例では、図6(c)に示す構成、すなわち、導電性円筒状基体601上に、光導電層602a−Si:H、中間層605a−SiC:HをプラズマCVD法で堆積し、この堆積膜表面に大気中で研磨加工を施し、突起604の頭頂部を除去・平坦化し、その上に表面保護膜603a−SiC:Hを成膜した感光体を作製した。
【0307】
先ず、図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置を用いて、外径108mmの円筒状Al製基体上に、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hとを連続して成膜した堆積膜を作製した。
【0308】
次いで、図6(a)に示すような突起を有する成膜済みの堆積膜について、図7に構成を模式的に示す研磨装置を用いて、大気中における表面研磨により突起部分のみを選択的に研磨し、図6(b)に示すような平坦化を行った。この際、突起以外の部分は図9のAに示すように、研磨前とほとんど変化が無いような研磨条件を予め実験によって求め、その研磨条件で表面加工を行った。
【0309】
次いで、研磨済みの中間層a−SiC:H表面を持つ、光導電層a−Si:Hと中間層a−SiC:Hを形成した円筒状基体を前記図11に示す構成をとるプラズマCVD堆積膜形成装置に再びセットし、表面保護層a−SiC:Hを成膜した。
【0310】
なお、本実施例において用いた、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−SiC:HをプラズマCVD法で堆積する際の条件、ならびに、その堆積膜厚を表23に示す。
【0311】
本実施例で用いた円筒状基体は、外径108(mm)、肉厚5mmのアルミニウム性導電性基体であり、その表面に鏡面加工を施したシリンダーを用い、その表面に、下部阻止層、光導電層ならびに中間層を順次積層した。研磨処理後、その表面に、表面保護層(表面層)を積層して、正帯電用のa−Si感光体を作製した。また、プラズマCVD堆積膜形成装置の高周波電力は、周波数13.56MHz(RF)を用いている。
【0312】
【表23】
Figure 0003913067
【0313】
以上の手順で作製した電子写真用感光体について、その堆積膜層の表面外観を観察して、膜の密着性を評価した。次に、電子写真特性の評価として、一次帯電器としてコロナ放電を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置に、本実施例で作製した電子写真用感光体を光受容部材として装着して、画像形成を行った。具体的には、キヤノン製GP605(プロセススピード 300mm/sec)を試験用電子写真装置として用いて、印字率1%と通常より印字率を下げたテストパターンにて500万枚の通紙耐久を行った。その間、定期的に全面ハーフトーン画像、全面白画像を出力し、感光体表面へのトナー融着、ぽち発生の評価を行った。また、500万枚の通紙耐久終了後、クリーナーのブレードエッジの損傷状態を評価した。これらの評価項目に関する結果に基づき、総合評価を行った。表24に、評価結果を示す。
【0314】
【表24】
Figure 0003913067
【0315】
表24中の記号は、
◎:非常に優れている
○:優れている
△:実用上問題なし
×:実用上問題あり
−:評価対象がない
を意味する。
表24にまとめる評価結果を対比すると、本発明の感光体の構成、具体的には、光導電層a−Si:H中に発生した突起を一旦表面を研磨加工を施し、その際、その突起の頭頂部のみを除去し、その突起以外の周囲の堆積膜層は実質的に加工がなされない状態となるように平坦化を行い、その後、最表面に表面保護層a−C:Hを形成した実施例9〜12、ならびに参考例4、5の感光体においては、堆積膜、特に、最表面に表面保護層a−C:H膜の密着性が優れた状態となっている。また、突起の頭頂部のみが除去され、その周囲には研磨加工による機械的な損傷もなく、光受容体としても、優れた特性を有する。具体的には、突起に伴う凸部がないことにより、融着の発生が抑制され、また、クリーニングに使用されるブレードへの損傷を生むことも回避されている。加えて、最表面に表面保護層a−C:Hが均一に被覆する形態となるので、初期ぽちで代表される画像欠陥も少なく、使用を重ねる間に、表面保護層a−C:Hなどの欠損の増加に由来する耐久ぽちなどの画像不良点の増加も十分に抑制されている。
【0316】
なお、前記の光導電層a−Si:H中に発生した突起の頭頂部のみを除去するため、研磨加工を施す際、大気中で研磨処理した後、再堆積して、最表面に表面保護層a−C:Hを形成する前に、水洗浄を施す、あるいは、堆積直前に気相エッチングを施すことで、表面を大気に曝すことに伴う影響を排除でき、密着性も一段と優れたものとできる。一方、研磨加工を真空中で実施し、表面を大気に曝すことなく、再堆積して、最表面に表面保護層a−C:Hを形成することで、密着性も一段と優れたものとできる。
【0317】
また、最表面に表面保護層a−SiC:Hを形成した実施例13の感光体においても、融着の面で最表面に表面保護層a−C:Hを形成した実施例の感光体より若干劣るものの、他の特性については、前述のような充分な効果が得られた。
【0318】
【発明の効果】
本発明により提供される電子写真用感光体の製造方法では、より具体的には、
第1ステップとして、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内に導電性の表面を有する円筒状基体を設置し、少なくともシリコン原子を含んだ原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体の導電性の表面上に少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる感光体用光導電層、中間層を堆積させて、光導電層と中間層からなる第一の層を形成する工程と、
第2ステップとして、第一の層を堆積した円筒状基体を、例えば、堆積室外に取り出し、大気圧下に曝す処理を施す工程と、
その後、第3ステップとして、再び堆積室内に第一の層を堆積した円筒状基体を設置し、少なくとも炭素原子を含んだ原料ガスを高周波電力により分解し、先に堆積した第一の層の上に、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる第二の層を堆積させて、感光体の表面保護層を形成する工程とを行うことにより、長期にわたって、画像欠陥やトナー融着を防止して、良好な画像形成特性の維持が可能となる電子写真用感光体を、高い効率で、安価に製造することが可能となる。
【0319】
さらに、第2ステップと第3ステップの中間、あるいは、いずれかのステップと同時に、大気圧下に曝された堆積膜の表面あるいは、研磨等の加工を施した表面を水と接触させることによって、最表面に堆積される非単結晶炭素の膜の密着性も増し、さらに好ましいものとなる。具体的には、水洗浄を行うことにより、その後、表面保護層を成膜した際の密着性が向上し、膜ハガレに対するラチチュードが非常に広くなる。同じく、第3ステップで成膜する直前に、大気圧下に曝された堆積膜表面に残留する酸化層を取り除いたり、不必要な表面欠陥が残留する再成長界面の生成を極力排除するため、軽くエッチングを施した後、表面保護層を成膜することも好ましい。
【0320】
加えて、本発明により提供される電子写真用感光体は、例えば、光導電層のa−Si:H、中間層のa−SiC:H、表面保護膜のa−C:Hからなる三層構造を堆積する際、主に、光導電層のa−Si:Hに起点を有する突起状の部位に対して、表面保護膜のa−C:Hを成長する前に、一旦その突起部分のみを加工により除き、その周囲の正常な成長領域に対しては、加工に伴う損傷を及ぼさない加工条件で処理を施すので、得られる電子写真感光体の表面は平坦となり、融着やクリーニング用のブレードの損傷を引き起こすこともない。加えて、かかる感光体を使用する電子写真装置においては、初期ぽちに代表される画像欠陥も抑制され、また、長期間使用後においても、耐久ぽちに代表される画像欠陥の増加も防止できる利点を有する。また、前記の表面保護膜のa−C:Hなどの堆積前に、表面に加工を施すとも、その後に堆積される最表面の表面保護層a−C:Hなどの膜剥がれの発生など、密着性の低下も回避でき、優れた品質の電子写真感光体となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電子写真用感光体の構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図2】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、堆積膜形成に使用されるプラズマCVD堆積膜形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図3】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、堆積膜形成に使用されるプラズマCVD堆積膜形成装置の構成の他の一例を模式的に示す図である。
【図4】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、水洗浄に使用される洗浄装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図5】本発明にかかる電子写真装置の装置構成の一例を模式的に示す図である。
【図6】本発明にかかる電子写真用感光体の構成、特に、堆積膜形成時に発生する突起部の構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図7】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、表面加工に使用される表面研磨装置の一例を示す概略断面図である。
【図8】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、表面加工に使用される真空式表面研磨装置の一例を示す概略断面図である。
【図9】本発明に電子写真用感光体の作製工程において、表面加工の最適状態と過剰な加工が施された状態とを対比させる、研磨加工後のa−Si光導電層表面の原子間力顕微鏡観察像の一例と、その表面形状を模式的に説明する図である。
【図10】従来の電子写真用感光体の構成を模式的に示す断面図である。
【図11】本発明の電子写真用感光体の作製工程において、堆積膜形成に使用されるプラズマCVD堆積膜形成装置の構成の他の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
101、601、1501 導電性円筒状基体
106、602、1502 光導電層
103、603、1503 表面保護層
04、1504 突起
105、605、1505 中間層
504 光受容部材(電子写真用感光体)
505 一次帯電器
506 現像器
506a 現像剤(トナー)
507 転写帯電器
508 クリーナー
508−1 弾性ローラ
508−2 クリーニングブレード
509 AC除電器
510 除電光源(ランプ)
513 転写材
514 送りローラ
A 画像露光光(アナログ露光光、あるいはデジタル露光光)
1300 堆積装置
1301 反応容器(堆積室)
1302 ヒーター
1303 原料ガス導入管
1304 凸部
1305 原料ガス供給管
1306 供給バルブ
1307 排気管
1308 メイン排気バルブ
1309 真空計
1310 サブ排気バルブ
1312 基体
401 導電性基体
402 処理部
403 被処理部材搬送機構
411 被処理部材投入台
421 被処理部材洗浄槽
422 洗浄液
431 純水接触槽
432 ノズル(純水噴出用)
441 乾燥槽
442 ノズル(乾燥気体噴出用)
451 被処理部材搬出台
461 搬送アーム
462 移動機構
463 チャッキング機構
464 エアーシリンダー
465 搬送レール
700、801 加工対象物(円筒状基体上の光導電層堆積膜表面)
720、820 弾性支持機構
730、830 加圧弾性ローラ
731、831 研磨テープ
732、832 送り出しロール
733、833 巻き取りロール
734、834 定量送りだしロール
735、835 キャプスタンローラ
800 真空容器
810 ゲートバルブ
811 搬送機接合部
812 排気管
813 排気バルブ
851 排気バルブ
850 排気管
861 ゲートバルブ
860 搬送容器

Claims (39)

  1. 円筒状基体と、少なくとも非単結晶材料からなる第一の層および非単結晶材料からなる第二の層とを具えてなる電子写真用感光体の製造方法であって、
    導電性の表面を有する前記円筒状基体を、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内に設置し、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体の表面上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層を堆積し、該光導電層上に、少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる中間層を堆積し、前記光導電層上に堆積された中間層と前記光導電層とで構成される前記第一の層を堆積する第一の工程と、
    前記第一の層を堆積した前記円筒状基体を、大気圧下に曝す処理を施す第二の工程と、
    前記第二の工程の処理を施した前記円筒状基体に対して、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、更に少なくとも非単結晶材料からなる前記第二の層を堆積する第三の工程と
    を有することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法。
  2. 前記第二の工程の処理は、前記第一の層を堆積した前記円筒状基体を、大気圧下に曝し、冷却を行う処理であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用感光体の製造方法
  3. 前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体を、第一の工程で用いた前記堆積室から取り出す工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  4. 前記第三の工程では、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる第二の層を堆積させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  5. 前記第三の工程は、前記第二の層の堆積に先立ち、
    前記第二の層に対して円筒状基体側に、少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる層を形成する工程を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  6. 前記第一の工程における、第一の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度と、前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度とを、異なる温度に選択することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  7. 前記第一の工程における、第一の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、200℃〜450℃の範囲に選択することを特徴とする請求項6に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  8. 前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、20℃〜150℃の範囲に選択することを特徴とする請求項6または7に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  9. 前記第三の工程における、第二の層堆積時に設定する前記円筒状基体の温度を、室温に選択することを特徴とする請求項8に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  10. 前記第二の工程における、第一の層を堆積した前記円筒状基体を大気圧下に曝す処理は、大気圧下に30分間以上放置する工程を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造
    方法。
  11. 前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体の検査を行う工程を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  12. 第二の工程で行う前記検査は、外観検査を含むことを特徴とする 求項11に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  13. 第二の工程で行う前記検査において、前記第一の層を堆積した円筒状基体に対して、その表面にオゾンを接触させる工程を有することを特徴とする請求項11に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  14. 第二の工程で行う前記検査は、前記第一の層を堆積した円筒状基体を用いて形成する画像の検査を含むことを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  15. 第二の工程で行う前記検査は、前記第一の層を堆積した円筒状基体の電気特性の検査を含むことを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  16. 前記第二の工程は、第一の層を堆積した前記円筒状基体に対して、その表面に水を接触させる工程を有することを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  17. 前記表面に水を接触させる工程は、洗浄を含むことを特徴とする請求項16に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  18. 前記第三の工程においては、
    前記第一の層を堆積した円筒状基体に対して、その堆積層の最表面をエッチングした後、少なくとも非単結晶材料からなる前記第二の層を堆積することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  19. 請求項1〜18のいずれか1項に記載の製造方法によって製造される電子写真用感光体。
  20. 円筒状基体と、少なくとも非単結晶材料からなる第一の層および非単結晶材料からなる第二の層とを具えてなる電子写真用感光体を利用する電子写真装置であって、
    前記電子写真用感光体は、請求項19に記載の電子写真用感光体であることを特徴とする電子写真装置。
  21. 導電性材料からなる円筒状基体と、
    前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
    前記光導電層上に堆積された少なくともシリコン原子を母材とし、炭素、酸素、窒素原子からなる群から選択される少なくとも1つの原子を含有する非単結晶材料からなる中間層と、
    前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる電子写真用感光体であって、
    前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層は、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に堆積せしめた非単結晶材料からなり、前記光導電層上への前記中間層堆積後、その堆積膜表面に加工を施してなる表面を有する層であり、
    前記表面保護層は、前記加工を施してなる表面を有する前記中間層を具えてなる前記光導電層上に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記光導電層上に堆積せしめた非単結晶材料からなる層であり、
    前記光導電層上への中間層堆積後、その堆積膜表面に施される加工は、該非単結晶材料からなる層の堆積後、その表面に存在していた突起部の頭頂部の除去を図る加工である
    ことを特徴とする電子写真用感光体。
  22. 前記光導電層上への中間層堆積後、その堆積膜表面に施される加工が、研磨であることを特徴とする請求項21に記載の電子写真用感光体。
  23. 研磨は、非単結晶材料からなる前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その表面に研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされたものであることを特徴とする請求項22に記載の電子写真用感光体。
  24. 表面への加工が、大気中においてなされていることを特徴とする請求項21〜23のいずれか1項に記載の電子写真用感光体。
  25. 表面への加工中、または、加工後、少なくとも前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電に対して、該加工対象である、非単結晶材料からなる層の表面を水と接触させ、洗浄する処理が施されていることを特徴とする請求項22〜24のいずれか1項に記載の電子写真用感光体。
  26. 導電性材料からなる円筒状基体と、
    前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
    前記光導電層上に堆積された少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層と、
    前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる電子写真用感光体の製造方法であって、
    排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に、非単結晶材料からなる前記光導電層、前記光導電層上に、非単結晶材料からなる中間層を、それぞれ所定の膜厚に堆積する第一の工程と、
    前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に加工を施す第二の工程と、
    排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記第二の工程で加工を施された前記中間層の表面上に、非単結晶材料からなる前記表面保護層を所定の膜厚に堆積する第三の工程とを有し、
    第二の工程において、前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に施す加工が、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面の、少なくとも突起の頭頂部の除去を図る加工である
    ことを特徴とする電子写真用感光体の製造方法。
  27. 第二の工程において、前記第一の工程で形成された堆積膜の表面に施す加工が、研磨加工であることを特徴とする請求項26に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  28. 研磨加工は、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面の突起を研磨し、表面の平坦化を行うものであることを特徴とする請求項27に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  29. 研磨加工が、前記第一の工程において堆積された堆積膜表面に、研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされることを特徴とする請求項27または28に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  30. 第二の工程において、表面への加工が大気中でなされることを特徴とする請求項26〜29のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  31. 第二の工程において、表面への加工とともに、加工されている表面を水と接触させ、洗浄する処理を施す、あるいは、第二の工程後、第三の工程前に、加工された表面を水と接触させ、洗浄する処理を施すことを特徴とする請求項26〜30のいずれか1項に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  32. 円筒状基体と、
    前記円筒状基体上に少なくともシリコン原子を含む原料ガスを用いて堆積された、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層と、
    前記光導電層上に堆積された少なくとも炭素原子ならびにシリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる中間層と、
    前記中間層上に堆積された非単結晶材料からなる表面保護層とを具えてなる感光体を用いる電子写真装置であって、
    前記感光体は、
    前記円筒状基体は、導電性材料からなる円筒状基体であり、
    前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層は、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記円筒状基体上に堆積せしめた非単結晶材料からなり、前記光導電層上への前記中間層の堆積後、その堆積膜表面に加工を施し、その表面に存在していた突起の頭頂部の除去がなされた表面を有する層であり、
    前記表面保護層は、前記加工を施してなる表面を有する前記中間層を具えてなる前記光導電層上に、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内において、少なくとも原料ガスを高周波電力により分解し、前記光導電層上に堆積せしめた非単結晶材料からなる層である構成を有することを特徴とする電子写真装置。
  33. 感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その堆積膜表面に施される加工が、研磨加工であることを特徴とする請求項32に記載の電子写真装置。
  34. 感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その表面に施される研磨加工が、非単結晶材料からなる前記中間層の堆積後、その表面に研磨テープを弾性ゴムローラを用いて当接させ、前記円筒状基体とともに回転される堆積膜表面の回転移動速度と、前記研磨テープを当接させる弾性ゴムローラの回転移動速度との間に、相対的な速度差を設けることによりなされたものであることを特徴とする請求項33に記載の電子写真装置。
  35. 感光体を構成する前記光導電層上に堆積された前記中間層を具えてなる前記光導電層に対して、前記中間層の前記光導電層上への堆積後、その堆積膜表面に施される研磨加工が、大気中においてなされていることを特徴とする請求項33に記載の電子写真装置。
  36. 前記中間層を前記光導電層上へ堆積後、その堆積膜表面への研磨加工中、または、研磨加工後、少なくとも前記表面を水と接触させ、洗浄する処理が施されていることを特徴とする請求項33に記載の電子写真装置。
  37. 前記電子写真用感光体の表面保護層は、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする請求項21に記載の電子写真用感光体。
  38. 前記第三の工程において、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる表面保護層を堆積することを特徴とする請求項26に記載の電子写真用感光体の製造方法。
  39. 前記感光体の表面保護層は、少なくとも炭素原子を含む原料ガスを用いて堆積される、少なくとも炭素原子を母材とする非単結晶材料からなる層であることを特徴とする請求項32に記載の電子写真装置。
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