JP4562163B2 - Method for producing electrophotographic photosensitive member and electrophotographic photosensitive member - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光(広義の光であって、赤外線、可視光線、紫外線、X線、γ線などを意味する)のような電磁波に対して感受性のある電子写真感光体、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
像形成分野において、電子写真感光体における光受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害であること等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真感光体の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。
【0003】
この様な点に優れた性質を示す光導電材料にアモルファスシリコン(以下、a-Siと表記する)からなる電子写真感光体が注目されている。
【0004】
このような電子写真感光体は、一般的には、導電性基体を 50℃〜350℃に加熱し、該基体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa-Siからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを高周波(RF波、VHF波)あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、基体上にa-Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
【0005】
例えば、特開昭57-115556号公報には、a-Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及びカーボン原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が記載されている。
【0006】
更に、特開昭62-028764号公報には、電荷ブロッキング層、光導電性層、中間層、表面改質層からなる感光体において、表面改質層に含有するカーボン原子、窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも1種を中間層よりも多く含有させた感光体が開示されている。
【0007】
また、特開平6-242623号公報には負帯電用電子写真用感光体の光導電層と表面層の間に非晶質珪素を主体とし、かつ 50ppm未満のホウ素を含有するか、または導電性を支配する元素を含まない正孔捕獲層を設けて優れた電子写真特性が得られる技術が開示されている。
【0008】
これらの技術により、電子写真感光体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0009】
加えて、生産技術の観点からも様々な提案が為されており、高周波電力の供給方法を変えることにより、更に様々な改善を行うための様々な工夫が為されている。
【0010】
例えば、特開昭56-045760号公報には、反応ガスの励起用電源として、周波数の異なる複数の電源、一例として 13.56MHzと 400kHzとを同一電極に印加して該反応ガスを励起し、被処理基板上に堆積膜を形成する技術が開示されている。
【0011】
一方、近年では、より高い周波数の高周波電源を用いたプラズマCVD法の報告(Plasma Chemistry and Plasma Processing,Vol.7,No.3,(1987),p267-273)があり、放電周波数を従来の 13.56MHzより高くすることで、堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上させることができる可能性が示されており、注目されている。この方法により、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成しうるものとして期待される。
【0012】
例えば特開平6-287760号公報にはa-Si系電子写真用光受容部材形成に用いうるVHF帯の周波数を用いたPCVDの装置及び方法が開示されている。
【0013】
また、上記の2種類の高周波電力を用いる方法と、より高い周波数の高周波とを組み合わせた例として、特開平7-074159号公報には、基板を清浄化するプラズマ処理方法において、基板を載置する電極に高周波電力と低周波電力、一例として 60MHzと400kHzの高周波電力を供給し、低周波電力の電力値を変化させることでプラスイオンの衝突エネルギーを決めるセルフバイアス電圧を制御する技術が開示されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のa-Si系材料で構成された電子写真感光体は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電特性、及び使用環境特性の点、さらには経時安定性および耐久性の点において、各々個々には特性の向上が図られてはいるが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情である。
【0015】
近年、コンピュータの普及とオフィスのネットワーク化が進んだことにより、電子写真装置も従来のアナログ複写機としてだけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を担うためにデジタル化することが求められるようになり、更にはデジタル化された情報のフルカラー出力のため、デジタルフルカラー複写機が要求されることで、それに対応した電子写真感光体が切望されている。
【0016】
しかしながら、従来の電子写真感光体をデジタルシステムで用いた場合には、以下のような問題が懸案される。
【0017】
例えば、デジタルフルカラー複写機では、プロセス条件の1つとして、電子写真感光体の周囲に複数の現像器を設けたり、大型の現像手段を用いるため、帯電器から現像器までの距離が離れやすい構成になる場合がある。その為、帯電器から現像器までの電位低下を補償する為に、帯電電位をこれまで以上に高くすることが必要になり、更には光感度も高感度にする必要があった。
【0018】
また、デジタル複写機の高速化、高寿命化してきている状況の中、あらゆる環境のもと、使用環境、電子写真装置本体の構成如何によっては、例えば融着が発生する場合があった。融着とは、長期間の使用の間に電子写真感光体表面にトナーが溶けて付着するもので、付着の程度によってはベタ白画像やハーフトーン画像で融着跡が現れるため、実用上、支障を来すことになる。このように融着が発生し、画像上に現れるとサービスマンが客先に出向いてメンテナンスを行なわなければならず、コスト増を招いてしまう。また、電子写真装置本体から感光体を取り外してメンテナンスを行なうため、その作業中に打痕傷を付け、感光体を使用不能にしてしまう危険性もあった。更に、デジタルフルカラー電子写真装置において使用されるカラートナーは低融点のトナーを用いているため、従来より融着が発生し易い環境にあり、融着に対する対策が求められている。
【0019】
また、従来の電子写真感光体では、色地の原稿からコントラストの強い画像を得ようとして露光量を上げた時に、強露光の照射により大量の光キャリアが生成され、この光キャリアが動きやすい部分へと集中して流れ込む現象が生じ、この現象のために、文字部分がぼやけてしまう強露光時の画像流れが発生する場合があった。この強露光画像流れは、特に電子写真感光体の表面層に含有する原子の組成比及び添加される不純物元素の含有量の制御が重要で、作製条件に対応させながら制御することが重要である。
【0020】
また、電子写真装置に於いてコロナ帯電器を用いて帯電を行う場合、オゾン生成物により感光体表面が化学的に活性となっているため、使用条件によってはわずかな衝撃、摩擦等が生じた際に電子写真感光体表面に微少なクラックが生じ電子写真感光体として実用に耐えなくなることがあった。
【0021】
したがって、電子写真感光体を設計する際に、上記したような課題が解決されるように電子写真感光体の層構成、各層の化学的組成など総合的な観点からの改良を図ることが必要とされ、特に表面層の組成、不純物元素の濃度、作製条件の適正化が求めることがあった。
【0022】
また、作製方法に関して、VHF帯の周波数によるプラズマCVD法では、RF帯を用いた場合よりも、条件によっては特性の良好な膜が得られる為、最適化された作製方法が期待されている。例えば表面層に求められる化学的組成や不純物元素の濃度などが、従来の作成方法で得られた膜と異なることがあり、更にVHFの周波数を用いた場合には、特性むらが問題となる場合がある等、不明な点が多いのが実情である。よって、VHF帯の周波数を用いた場合に、最適な電子写真特性の得られるような表面層を確立することが求められてきた。
【0023】
本発明は、上述した従来のa-Siで構成された電子写真感光体における諸問題を解決することを目的とするものである。
【0024】
即ち、本発明の主たる目的は、帯電能、感度の向上及び特性むらの低減を高次元で両立するとともに強露光画像流れ、融着および感光体表面に生じる微小なクラックを低減して画像品質を飛躍的に向上させた、シリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成された電子写真感光体、及びその製造方法を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子写真感光体の製造方法および電子写真感光体は、上記課題を解決するために下記の構成を特徴とするものである。
【0026】
(1)排気可能な反応容器内に導電性基体を設置し、高周波電極に供給した高周波電力によってプラズマを生起させ、導電性基体に設けられた光導電層上に、カーボン原子と、周期律表第13族元素又は第15族元素と、を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第一の表面層及びカーボン原子を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第二の表面層を順次積層させる電子写真感光体の製造方法において、
層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが増加していく関係を満たした領域で該第一の表面層を形成し、層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少していく関係を満たした領域で該第二の表面層を形成することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【0027】
(2)前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップが、ほぼ同じ値からなる表面層を形成することを特徴とする上記(1)に記載の電子写真感光体の製造方法。
【0028】
(3)前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップの差が 0.3eV以下であることを特徴とする上記(1)〜(2)のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【0029】
(4)前記第一の表面層に含有される周期律表第13族元素の場合はホウ素原子、第15族元素の場合はリン原子であることを特徴とする上記(1)〜(3)いずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【0030】
(5)前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量が 100原子ppm以上 30000原子ppm以下であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【0031】
(6)前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第15族元素の含有量が 100原子ppm以上 30000原子ppm以下であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【0032】
(7)前記高周波電極に供給する高周波電力において、その発振周波数が 30MHz以上 250MHz以下であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【0033】
(8)前記高周波電力は周波数が30MHz以上250MHz以下の高周波電力を少なくとも2つ含み、該周波数範囲内にあるこれらの高周波電力が有する電力値の中で最も大きい電力値と次に大きい電力値を有する高周波電力について、そのうち周波数の高い方の高周波電力の電力値をP1、周波数の低い方の高周波電力の電力値をP2としたとき、前記電力値P1,P2が、0.1 ≦ P2/(P1+P2) ≦ 0.9の条件を満たす、上記(7)に記載の負帯電用電子写真感光体の製造方法。
【0034】
(9)導電性基体上に、光導電層と、カーボン原子と、周期律表第13族元素又は第15族元素と、を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第一の表面層と、該第一の表面層上に設けられ、カーボン原子を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第二の表面層と、を有する電子写真感光体において、
前記第一の表面層は該層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが増加していく関係を満たした領域で形成され、前記第二の表面層は該層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少していく関係を満たした領域で形成されたものであることを特徴とする電子写真感光体。
【0035】
(10)前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップが、ほぼ同じ値であることを特徴とする上記(9)に記載の電子写真感光体。
【0036】
(11)前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップの差が 0.5eV以下であることを特徴とする上記(9)〜(10)のいずれかに記載の電子写真感光体。
【0037】
(12)前記第一の表面層に含有される周期律表第13族元素の場合はホウ素原子、第15族元素の場合はリン原子であることを特徴とする上記(9)〜(11)のいずれかに記載の電子写真感光体。
【0038】
(13)前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量が 100原子ppm以上 30000原子ppm以下であることを特徴とする上記(9)〜(12)のいずれかに記載の電子写真感光体。
【0039】
(14)前記第一の表面層において、シリコン原子に対する第15族元素の含有量が 100原子ppm以上 30000原子ppm以下であることを特徴とする上記(9)〜(12)のいずれかに記載の電子写真感光体。
【0040】
(15)前記第一の表面層に周期律表第13族元素が含有され、負帯電用電子写真感光体として用いられることを特徴とする上記(9)〜(13)のいずれかに記載の電子写真感光体。
【0041】
(作用)
本発明者らは、2層化された表面層の役割、構成及び作製方法と、電子写真感光体特性との相関を種々の条件に渡って調べた。
【0042】
電子写真感光体の表面層は、帯電処理の際、感光体の表面部から内部への電荷の注入を阻止する電荷注入阻止層としての役割の他に、酸素、水蒸気、空気中の水分、オゾンといった環境雰囲気中に一般的に存在する分子種が光導電層表面に直接接触あるいは吸着するのを防止する機能を有すると共に、機械的破壊および磨耗を低減する保護層としての役割を有する。そこで、従来から本発明者らは、該役割に対応するように機能分離させた表面層の構成を採用し鋭意検討を行ってきた。具体的には、電荷注入阻止機能を有した第一の表面層、表面保護層としての役割を有した第二の表面層として、第一の表面層では、表面電荷阻止能を得るために電気導電性を制御する不純物元素を添加させることで帯電性の改善を図り、第二の表面層では、耐摩耗性や機械的強度の向上の改善を図っていたが総合的な特性向上という点で不明慮な点が多く、満足のいく関係を見出すことが出来なかった。
【0043】
そこで、まず本発明者らは表面層に含有しているカーボン原子とシリコン原子の組成比を変化させながら、第一の表面層としての性能および第二の表面層の性能およびそれら2層の組み合わせによる相乗効果を詳細に調べた。その結果、表面層内に含有するカーボン量の増加に伴って光学的バンドギャップが増加する領域で第一の表面層を形成した場合、効果的に導電性を制御する不純物元素の添加効果が得られるため帯電阻止能が向上し、且つ膜の抵抗値が最適となるため強露光画像流れが抑制される。また、表面層内に含有するカーボン量の増加に伴って光学的バンドギャップが減少する領域で第二の表面層を形成した場合、耐摩耗性や機械的強度の向上することで融着の発生が抑制され、更にその組み合わせを行うことにより感度の向上および感光体表面に生じる微小クラックの抑制も同時に達成可能になることが判明した。
【0044】
本発明において、負帯電用電子写真感光体の場合には、第一の表面層に添加する導電性を制御する不純物元素としては周期律表第13族元素を含有し、該含有量をシリコン原子に対して 100原子ppm以上 30000原子ppm以下となるように添加すればよい。シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量は、表面からの電荷注入を阻止する阻止能を十分に得るという観点から 100原子ppm以上が好ましく、強露光画像流れを防止するという観点から 30000原子ppm以下が好ましい。
【0045】
一方、正帯電用電子写真感光体の場合には、第一の表面層に添加する導電性を制御する不純物元素としては周期律表第15族元素を含有し、該含有量をシリコン原子に対して 100原子ppm以上 30000原子ppm以下となるように添加すればよい。シリコン原子に対する周期律表第15族元素の含有量は、表面からの電荷注入を阻止する阻止能を十分に得るという観点から 100原子ppm以上が好ましく、強露光画像流れを防止するという観点から 30000原子ppm以下が好ましい。
【0046】
また、従来の表面層では表面からの電荷注入を阻止するために不純物元素をかなり高濃度に添加しているが、適切に添加しないと、場合によっては膜の応力を大きくしてしまい、微小クラックの原因となる場合があった。しかし本発明の第一の表面層では、膜内に含有するカーボン原子の含有量と光学的バンドギャップの関係を適切に満たした領域で不純物元素を添加することで、応力差の増大が防止できていると思われる。
【0047】
また、本発明らは融着現象について調べていったところ、従来の第二の表面層の形成条件によっては融着が発生してしまう場合があることを明らかとなった。これらの現象を形成条件に照らし合わせて整理していった結果、特に膜内の含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少していく関係を満たした領域で第二の表面層の形成をおこなった場合に限って、融着の抑制に効果が見られた。
【0048】
また、第一の表面層と第二の表面層の組み合わせにおいて、両層の光学的バンドギャップの差を出来るだけ小さくすることで、更なる阻止能の向上が可能となり帯電能の向上が可能になることを見出した。その効果が得られる理由は、第一の表面層および第二の表面層の光学的バンドギャップの差が小さいほど、第一の表面層にドーピングされた不純物元素によるフェルミ準位の変化分がダイレクトに障壁の大きさに影響することになる。その為、第一の表面層と第二の表面層との接合間での障壁がより高くなることで阻止能の向上が得られると考えている。また、第一の表面層と第二の表面層を組み合わせることで、キャリアの走行が最適に制御される為、感度の向上が可能となると考えている。
【0049】
また本発明者は、表面層をより一層改善するために、様々な作製方法について検討した。
【0050】
その結果、本発明で規定した領域で第一の表面層および第二の表面層を形成時、VHF帯の高周波を用いたプラズマCVD法で作成した場合には、RF帯の高周波を用いた場合よりも上記の効果をより発揮でき、また堆積速度も速く出来るため、より好ましいことが判った。この原因としては明らかとなっていないが、1つにはVHF帯の周波数を用いることで高エネルギープラズマが形成され、それにより分解されにくかったメタンガスの分解効率が向上した為と考えられる。これにより、プラズマ中に良好で最適な活性種が増加され膜構造のそのものが向上するとともに周期律表第13族あるいは第15族に属する元素が3配位或いは4配位でドーピングされる割合が異なっていることが影響しているのではないかと推察している。そこで、本発明における具体的な発振周波数の範囲としてとしては、30MHz以上 250MHz以下のVHF帯がより好ましい。
【0051】
しかしながら、VHF帯の周波数を用いた場合には、高品質で高速に堆積膜を形成することができる反面、定在波に起因したむらが基体表面上に生じてしまう場合がある。この様な問題を回避するためには、異なる複数の周波数の高周波を重畳することで、問題を効果的に抑制することが出来ることが判明した。
【0052】
また、本発明においては、定在波抑制効果が得られさえすれば、用いる高周波電力の周波数の種類に関しては特に制限されるものではないが、一定の周波数範囲の高周波電力を一定の電力値割合で組み合わせた場合に最適となり、特に、第1の高周波電力と第2の高周波電力は、速い堆積速度を期待出来る周波数範囲で、しかも共に同一の活性種を生成出来る関係にある周波数範囲であり、それらの電力バランスを適切に設定されることが最も望ましい。
【0053】
そしてさらに適切な周波数と電力値を持った第3、第4の高周波電力を重ねることで、場合によってはさらに定在波抑制効果を高めたり、他の効果(例えばバイアス効果)を得ることも可能である、しかし本発明の基本的な考え方、作用を示す上で、まず2つの異なる周波数を用いた場合について以下に説明する。
【0054】
第1の高周波電力の周波数をf1、電力値をP1とし、第2の高周波電力の周波数をf2、電力値をP2としたとき(但し、f1 > f2)、第1、第2の高周波電力の望ましい周波数については、下限としては 30MHz以上の範囲とすることが、堆積膜の品質、堆積速度の点で好ましい。一方、上限としては 250MHzより大きくすると、電力の進行方向での減衰が顕著となり、異なる周波数の高周波電力との減衰率のずれが顕著となってしまい、十分な均一化効果が得られなくなってしまう。よって 250MHz以下にすることで重畳効果が有効に得られるため、好ましい。
【0055】
また、2つの高周波電力の電力値P1,P2(但し高周波電極に供給される高周波電力のうちの上記の周波数範囲内にある高周波電力が有する電力値の中で、最も大きい電力値P1とその次に大きい電力値P2とする。)
の割合の範囲に関しては、2つの高周波電力の合計の電力値(P1 + P2)に対するP2の値が、0.1以上 0.9以下が望ましい。つまり、P2の割合が小さくなると、P1のみの場合に近づき、定在波抑制効果は小さくなる。逆にP2の割合が大きくなりすぎると、同様にP2単独の場合に近くなり、効果が小さくなる。実験的事実から、少なくとも一方の高周波電力が、2つの合計電力に対して 10%以上にすることで、定在波抑制効果が顕著に得られることが判った。また、更に好ましくはP2/(P1 + P2)を 0.2以上 0.7以下にすることが最も望ましいことも実験から明らかとなった。
【0056】
また、2つの高周波電力を組み合わせた場合に本発明の効果は十分に得られるが、さらに第3の高周波電力を組み合わせることも可能である。
【0057】
以上のような改善によって、本発明は、電子写真感光体の帯電能(阻止能)および感度の向上と特性むらの抑制を高次元で両立可能であると共に、画像流れ、融着及び感光体表面に生じる微小なクラックの発生を抑制可能になることによって画像品質を飛躍的に向上させ、前記した従来技術における諸問題の全てを解決し、極めて優れた電気的、光学的特性、画像品質、耐久性及び耐環境性を有する電子写真感光体を提供し、またこれを再現性よく得ることが可能な製造方法を提供する。
【0058】
【発明の実施の形態】
(実施態様例)
以下、図面に従って本発明の電子写真感光体の製造方法について詳細に説明する。
【0059】
図1は、本発明の製造方法によって作製された電子写真感光体の好適な層構成の一例を説明するための模式的構成図である。
【0060】
図1の電子写真感光体100は、導電性基体101の上に光受容層102が設けられている。該光受容層102はシリコンを母体とする下部電荷注入阻止層106、及びシリコンを母体とする光導電層103、更にはシリコンとカーボンを母体とする第一の表面層104、第二の表面層105がこの順で設けられている。
【0061】
<基体>
本発明において使用される基体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性基体としては、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。
【0062】
また、電気絶縁性材料としてポリエステル、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、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等を挙げることができる。本発明においてはこれら電気絶縁性基体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理して基体として用いることができる。
【0063】
<下部電荷注入阻止層>
本発明において、導電性基体101の上層には、基体101側からの電荷の注入を阻止する働きのある下部電荷注入阻止層106を設けるのが効果的である。下部電荷注入阻止層106は光受容層102が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、基体101側より光導電層103側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有している。
【0064】
本発明の下部電荷注入阻止層の形成において使用されるSi供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層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。
【0065】
下部電荷注入阻止層106には、シリコンを母体に導電性を制御する不純物を光導電層103に比べて比較的多く含有させる。下部電荷注入阻止層106に含有される不純物元素としては、周期律表第13族元素または第15族元素を用いることが出来る。本発明においては下部電荷注入阻止層106中に含有される不純物元素の含有量は、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定されるが、好ましくはシリコンに対して 10原子ppm以上 10000原子ppm以下、より好適には 50原子ppm以上 7000原子ppm以下、最適には 100原子ppm以上 5000原子ppm以下とされるのが望ましい。
【0066】
そのような第13族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用として、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
【0067】
第15族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素化燐、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐等が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第15族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
【0068】
更に、下部電荷注入阻止層106には、窒素及び酸素を含有させることによって、該下部電荷注入阻止層106と基体101との間の密着性の向上を図ることが可能となる。また、負帯電用電子写真感光体の場合には、不純物元素をドープしなくても窒素および酸素を最適に含有させることで優れた阻止能を有することも可能となる。具体的に、下部電荷注入阻止層106の全層領域に含有される窒素および酸素の含有量は、窒素および酸素の和をシリコン原子に対して0.1原子%以上、より好ましくは1.2原子%以上、また、40原子%以下、より好ましくは20原子%以下とすることにより、電荷阻止能が向上する。
【0069】
また、本発明における下部電荷注入阻止層106に含有される水素および/またはハロゲンは、層内に存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。下部電荷注入阻止層106中に含有される原子の含有量の和は、シリコン原子に対して1原子%以上が好ましく、5原子%以上がより好ましく、10原子%以上が更に好ましい。一方、50原子%以下が好ましく、40原子%以下がより好ましく、30原子%以下が更に好ましい。
【0070】
本発明において、下部電荷注入阻止層106の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとされるのが望ましい。層厚が0.1μmより薄くなると、基体101からの電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電能が得られなくなり、5μmより厚くしても電子写真特性の向上は期待できず、逆に残留電位の上昇などの弊害が発生する可能性がある。
【0071】
<光導電層>
本発明の電子写真感光体100における光導電層103は、シリコン原子を母体とした非単結晶質膜からなり、膜中に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必要である。これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であるからである。水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子の和の量はシリコン原子と水素原子または/及びハロゲン原子の和に対して好ましくは10〜40原子%、より好ましくは15〜25原子%とされるのが望ましい。光導電層103中に含有される水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば基体101の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【0072】
本発明の光導電層の形成において使用されるSi供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層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。
【0073】
本発明においては、光導電層103には必要に応じて導電性を制御する不純物元素を含有させても良い。含有させる不純物元素としては下部電荷注入阻止層106と同様、周期律表第13族元素または第15族元素を用いることができる。光導電層103に含有される不純物元素の含有量としては、好ましくは1×10-2原子ppm以上1×104原子ppm以下、より好ましくは5×10-2原子ppm以上5×103原子ppm以下、最適には1×10-1原子ppm以上1×103原子ppm以下とされるのが望ましい。
【0074】
そのような第13族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用として、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
【0075】
第15族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素化燐、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐等が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第15族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
【0076】
本発明において、光導電層の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは10μm以上50μm以下、より好ましくは20μm以上45μm以下、最適には25μm以上40μm以下とされるのが望ましい。
【0077】
<第一の表面層>
本発明の効果が得られる電子写真感光体100においては、表面層が第一の表面層104と第二の表面層105から構成する必要がある。また、該第一の表面層104と第二の表面層105は、シリコン原子とカーボン原子を母体とした非単結晶質膜からなることで、光導電層103を形成するシリコン原子という共通の構成要素を有しているので、積層界面において化学的な安定性の確保が成されている。
【0078】
第一の表面層104は、電子写真感光体が帯電処理をその最表面に受けた際、最表面側より光導電層103側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有している。そのような機能を付与するために、第一の表面層104はある程度の高抵抗な膜特性が要求されると同時に、不純物元素の添加により電荷の抵抗を適切な範囲に設定する必要がある。
本発明の第一の表面層104は、層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが増加する関係を満たした領域で形成することが必要である。この領域で第一の表面層104を形成することで、不純物元素の添加を効率的に達成可能となり、阻止能の向上が可能となる。第一の表面層104に含有される導電性を制御する不純物元素は、第一の表面層104中に満遍なく均一に分布されるために、該層作成時に常時一定量を供給しても良いし、あるいは不均一に分布させるために添加するガス流量を時間的に変化させても良い。
【0079】
本発明の第一の表面層の形成において使用されるSi供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層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。
【0080】
更にカーボン供給用ガスとしては例えばメタンガスが挙げられる。
【0081】
また、本発明の第一の表面層と第二の表面層の組み合わせにおいて、両層の光学的バンドギャップの差を出来るだけ小さくすることが、更なる阻止能の向上という点で好ましく、該光学的バンドギャップの差が0.3eV以下であることが好適である。本発明で形成する第一の表面層の光学的バンドギャップの範囲は、製造条件によって変化するが、好ましくは1.9eV以上2.6eV以下の範囲が望ましい。
【0082】
また、本発明の第一の表面層104に含有される導電性を制御する不純物元素としては、p型導電特性を与える周期律表第13族に属する原子およびn型導電性特性を与える周期律表第15族に属する原子を用いることができる。
【0083】
周期律表第13族元素としては、具体的には、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、特にホウ素、アルミニウム、ガリウムが好適である。
【0084】
周期律表第15族元素としては、具体的にはリン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にリン、砒素が好適である
周期律表第13族元素および第15族元素を構造的に導入するには、層形成の際に、第13族元素導入用の原料ガスたとえばジボラン(B26)ガスおよび第15族元素導入用の原料ガスたとえばホスフィン(PH3)ガスを反応容器中に、光導電層103を形成するための他のガスと共に導入してやれば良い。
【0085】
そのような第13族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用として、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
【0086】
第15族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素化燐、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐等が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第15族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
【0087】
本発明において第一の表面層104に含有される導電性を制御する不純物元素の含有量としては、本発明の効果が達成できるように、負帯電用電子写真感光体の場合には、シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量を 100原子ppm以上 30000原子ppm以下と適切に制御することが望ましい。シリコン原子に対する周期律表第13族に属する原子の含有量が 100原子ppm以上だと表面からの電荷注入を阻止する能力を向上させること、また、30000原子ppm以下の場合には、画像流れを防止することが可能となるので好ましい。また、正帯電用電子写真感光体の場合には、シリコン原子に対する周期律表第15族に属する原子の含有量を 100原子ppm以上 30000原子ppm以下と適切に制御することが望ましい。シリコン原子に対する周期律表第13族に属する原子の含有量が 100原子ppm以上だと表面からの電荷注入を阻止する能力を向上させること、また、30000原子ppm以下の場合には、画像流れを防止することが可能となるので好ましい。
【0088】
また、第一の表面層104の層厚は、光導電層103及び第二の表面層105の層厚及び求められる電子写真特性によって総合的には判断されて決定されるが、表面からの電荷注入の阻止能力を十分発揮し、かつ画像品質に影響を与えない事などから、0.01μm以上1μm以下とされるのが望ましい。層厚が 0.01μmより薄くなると、表面側からの電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電能が得られなくなり、1μmより厚くしても電子写真特性の向上は期待できず、むしろ感度等の特性の低下を招くことがある。
【0089】
<第二の表面層>
第二の表面層105は、主に繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性、耐湿性において優れた特性を有している。そのような特性を得るためには、ある程度の硬さを有し、更には潤滑性を有するような特性にする必要がある。
【0090】
本発明の第二の表面層105は、層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少する関係を満たした領域で形成することが必要である。この領域で第二の表面層105を形成することで、硬度に優れ更には潤滑性が向上し融着を防止することが可能となる。
【0091】
また、本発明の第二の表面層の形成において使用されるシリコン供給用ガスとしては例えばシランガス、更にカーボン供給用ガスとしては例えばメタンガスが挙げられる。
【0092】
また、本発明に於ける第二の表面層105の層厚としては、好ましくは 0.01μm以上3μm以下、より好ましくは 0.05μm以上2μm以下、更に好ましくは 0.1μm以上1μm以下とされるのが望ましいものである。層厚が 0.01μmよりも薄いと光受容部材を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい易く、3μmを越えると残留電位の増加等による電子写真特性の低下がみられる場合がある。
【0093】
また、本発明で形成する第二の表面層の光学的バンドギャップの範囲は、製造条件によって変化するが、好ましくは 2.0eV以上 2.6eV以下の範囲が望ましい。
【0094】
本発明の目的を達成し得る特性を有する第一の表面層104及び第二の表面層105を形成するには、基体101の温度、反応容器内のガス圧、放電パワーを所望にしたがって、適宜設定する必要がある。
【0095】
さらに、基体101の温度は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、通常の場合、好ましくは150〜350℃、より好ましくは180〜330℃、最適には200〜300℃とするのが望ましい。
【0096】
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、VHF帯の高周波を用いる場合、好ましくは1×10-2Pa以上5×102Pa以下、好ましくは5×10-2Pa以上5×101Pa以下、最適には1×10-1Pa以上1×101Pa以下とするのが好ましい。
【0097】
本発明の第一の表面層104および第二の表面層105は、原料ガスを例えば、RF帯の周波数を用いたプラズマCVD法で作製することが可能であるが、本発明の効果を最大限に得るためには、炭化水素の分解性に優れたVHF帯の周波数を用いることが好適で、より好ましくはVHF帯の異なる周波数を有する複数の高周波電力を適切に制御して高周波電極に同時に供給して作製することが最も好ましい。
【0098】
<堆積膜形成装置>
次に、電子写真用感光体を作成するための装置及び膜形成方法について詳述する。
【0099】
図3および図4は、本発明に適用しうる堆積膜形成装置の実施形態の模式図である。
【0100】
図3は、電源としてVHF帯の周波数を用いたプラズマCVD法による堆積膜形成装置の模式図で、図4はRF帯の周波数を用いたプラズマCVD法による堆積膜形成装置の模式図である。
【0101】
図3の堆積膜形成装置は、反応容器3111の外部に複数の高周波電極3114が設置された装置である。
【0102】
円筒状の反応容器3111の底面には排気管3112が形成され、排気管3112の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器3111の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される6本の円筒状基体3113が同心円上に配置されている。
【0103】
反応容器3111の側壁は誘電体部材で構成され、その材料としては、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、ジルコン-コージェライト、炭化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。
【0104】
原料ガスは、反応容器3111内に同心円上に配置された原料ガス導入管3118を介して反応容器中に導入される。
【0105】
高周波電力は、例えば周波数の異なる2つの高周波電源 3116、3117からマッチングボックス3115内においてそれぞれの整合回路を経て合成され、電力分岐板3124を介して、反応容器側壁を取り囲むように同心円上に配置された高周波電極3114より反応容器3111内に供給される。
【0106】
また、放電初期の真空処理安定性を向上するために、電力分岐板3124と高周波電極3114はコンデンサーを介して接続してもよい。
【0107】
このような図3の装置を用いた場合の堆積膜形成を、概略以下のような手順により行うことができる。
【0108】
まず、反応容器3111内に円筒状基体3113を設置し、不図示の排気装置により排気管3112を通して反応容器3111内を排気する。続いて、発熱体3120により円筒状基体3113を所定の温度に加熱・制御する。
【0109】
円筒状基体3113が所定の温度となったところで、原料ガス導入管3118を介して、原料ガスを反応容器3111内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器3111内の圧力が安定したのを確認した後、発振周波数が互いに異なる2つの高周波電源3116、3117よりマッチングボックス3115を介して高周波電極3114へ所定の高周波電力を供給する。これにより、反応容器3111内にグロー放電が生起し、原料ガスが励起解離して円筒状基体3113上に堆積膜が形成される。
【0110】
図4の堆積膜形成装置は、反応容器内に導電性基体4113が設置された装置である。
【0111】
円筒状の反応容器の底面には排気管4112が形成され、排気管4112の他端は不図示の排気装置に接続されている。
【0112】
原料ガスは、原料ガス導入管4118を介して反応容器中に導入される。また、高周波電力は、マッチングボックス4115を介して高周波電極4114より反応容器内に供給される。
【0113】
このような図4の装置を用いた場合の堆積膜形成を、概略以下のような手順により行うことができる。
【0114】
まず、反応容器内に円筒状基体4113を設置し、不図示の排気装置により排気管4112を通して反応容器内を排気する。続いて、発熱体4120により円筒状基体4113を所定の温度に加熱・制御する。
【0115】
円筒状基体4113が所定の温度となったところで、原料ガス導入管4118を介して、原料ガスを反応容器4111内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器内の圧力が安定したのを確認した後、発振周波数が13.56MHzの高周波電源よりマッチングボックス4115を介して高周波電極4114へ所定の高周波電力を供給する。これにより、反応容器内にグロー放電が生起し、原料ガスが励起解離して円筒状基体4113上に堆積膜が形成される。
【0116】
本発明の周波数については、VHF帯の高周波を用いることが好適であるが、発振周波数が互いに異なる複数の高周波電力を同一の電極に同時に供給することが好ましい。この場合は、
高周波電源3116、3117は各々の発振周波数の関係が、例えば高周波電源3116が第1の高周波電力(周波数f1、電力値P1)を供給する第1の高周波電源、3117が第2の高周波電力(周波数f2、電力値P2)を供給する第2の高周波電源とした場合、
30MHz≦f2<f1≦250MHz
0.1≦P2/(P1+P2)≦0.9
とすることが可能である電源を用いる。
【0117】
また、第1の高周波電源にはf1よりも低く、f2よりも高いカットオフ周波数特性をもつハイパスフィルターを設けてもよい。また、同様に第2の高周波電源にはf2よりも高く、f1よりも低いカットオフ周波数特性をもつローパスフィルターを設けてもよい。それらの周波数選択性は高い方が、それぞれの高周波電源に回り込む他方の電力が小さく出来、より好ましい。
【0118】
また、前記電力の範囲が
0.2≦P2/(P1+P2)≦0.7
の場合がより好ましい。
【0119】
【実施例】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何等限定されるものではない。
【0120】
(実施例1)
図3に記載の堆積膜形成装置を用い、直径30mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、本発明の電子写真感光体製造方法に従って、負帯電用電子写真感光体を作製した。
【0121】
まず、カーボン原子とシリコン原子が含有する表面層をシリコンウエハー基板およびコーニング社製7059ガラス基板上に堆積し、カーボン原子含有量(C/(Si+C))すなわちシリコン原子とカーボン原子の和に対するカーボン原子の比(C/(Si+C))と光学的バンドギャップの関係を調べた。そして、7059ガラス基板はUV可視測定装置により光学的バンドギャップを測定し、シリコンウエハー基板はRBS(ラザフォードバックスキャッタリング)装置によりカーボン原子含有量(C/(Si+C))を測定した。表面層の作成条件は、表1に示す条件で、ガス流量を変化させることでカーボン原子含有量(C/(Si+C))を変化させた。この条件で、カーボン原子含有量(C/(Si+C))と光学的バンドギャップの関係を調べたところ、図2の結果が得られた。
【0122】
次に、同様の装置を用いて表2に示した条件により、前述した成膜手順に従いアルミニウムシリンダー上に下部電荷注入阻止層、光導電層を順次積層した。続いて図2の関係を基にした条件に従い、カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが増加する領域で第一の表面層を形成し、カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが減少する領域で第二の表面層を順次積層した。以上の手順により、第一の表面層および第二の表面層の組み合わせを変化させることで、A〜Fの計6種類の負帯電用電子写真感光体を作製した。なお、第一の表面層には周期律表第13族元素を含有させるガス種としてジボランガスを使用し、シリコン原子に対して3000原子ppm含有させた。
【0123】
(比較例1)
実施例1と同様に、図3に記載の堆積膜形成装置を用いて表2に示した条件により、アルミニウムシリンダー上に下部電荷注入阻止層、光導電層を順次積層した。続いて図2の関係を基にした条件に従い、カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが増加する領域を満たした第一の表面層および第二の表面層を順次積層し負帯電用電子写真感光体を作製した。
【0124】
なお、比較例1で作製した表面層は、表4に示すカーボン原子含有量(C/(Si+C))の第一の表面層およびカーボン原子含有量(C/(Si+C))の第二の表面層で形成した。なお、第一の表面層には周期律表第13族元素を含有させるガス種としてジボランガスを使用し、シリコン原子に対して3000原子ppm含有させた。
【0125】
(比較例2)
実施例1と同様に、図3に記載の堆積膜形成装置を用いて表2に示した条件により、アルミニウムシリンダー上に下部電荷注入阻止層、光導電層を順次積層した。続いて図2の関係を基にした条件に従い、カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが減少する領域を満たした第一の表面層および第二の表面層を順次積層し負帯電用電子写真感光体を作製した。
【0126】
なお、比較例2で作製した表面層は、表4に示すカーボン原子含有量(C/(Si+C))の第一の表面層およびカーボン原子含有量(C/(Si+C))の第二の表面層で形成した。なお、第一の表面層には周期律表第13族元素を含有させるガス種としてジボランガスを使用し、シリコン原子に対して3000原子ppm含有させた。
【0127】
(比較例3)
実施例1と同様に、図3に記載の堆積膜形成装置を用いて表2に示した条件により、アルミニウムシリンダー上に下部電荷注入阻止層、光導電層を順次積層した。続いて表3に示した条件からなる表面層を、実施例のように二層に分けずに一層積層し負帯電用電子写真感光体を作製した。
【0128】
なお、比較例3では、高周波電極に導入する発振周波数は105MHzのみで高周波電力導入を行った。
【0129】
このようにして作製した負帯電用電子写真感光体を、次の様に特性評価を行った。
【0130】
<帯電能>
電子写真感光体を電子写真装置(キヤノン製GP405)に設置し、プロセススピード200mm/sec、前露光(波長660nmのLED)光量4lx・s、帯電器の電流値-800μAの条件にて電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計(TREK社のModel344)の電位センサーにより像露光(波長655nmの半導体レーザー)を照射しない状態での感光体の表面電位を測定し、それを帯電能とした。
【0131】
<感度>
電子写真感光体を、上述の条件で表面電位が-400V(暗電位)になるように帯電器の電流値を調整した後、像露光(波長655nmの半導体レーザー)を照射し、像露光光源の光量を調整して、表面電位が-50V(明電位)となるようにし、そのときの露光量を感度とした。
【0132】
<特性むら>
帯電能について感光体の母線方向全領域に渡って測定し、各々の平均値に対する最大値と最小値を求め、次いで(最大値)/(最小値)を求めた。この値が最大のものを特性むらとした。数値が1に近いほど均一性が良好であることを表す。
【0133】
<融着>
電子写真装置(キヤノン製GP405)のクリーニングブレードの押し当て圧を1/2倍になるように改造し、更に環境条件を25℃/10%の常温・低湿環境とし、更に1%原稿を用いることで融着が発生しやすい環境を作り出した。このような加速試験機に電子写真感光体を設置し、10万枚の耐久を行った。耐久中、及び耐久後の画像および電子写真感光体の表面を顕微鏡観察し、融着の発生個数を観察した。
【0134】
<強露光画像流れ>
強露光画像流れの評価は、電子写真装置(キヤノン製GP405)で図5に示した黒色部と白色部が一定の幅aで並んだテストチャートを用意し、線幅aを狭めていった時に複写画像上において再現し、解像しうる最小の線幅aにより行った。即ち、線幅aを狭めていった時に、ある線幅a以下になると画像上の隣り合う黒色部の輪郭の画像流れによる微少なボケが重なり合い、事実上解像不可となってしまう。その時の線幅aを画像流れの程度を表す指標とした。
【0135】
<微小クラック>
微小なクラックの有無に関しては、各々の条件において作製した電子写真感光体を温度−50℃に調整された容器の中に12時間放置し、その後直ちに温度80℃、湿度80%に調整された容器の中に2時間放置する。このサイクルを10サイクル繰り返した後にハーフトーン画像によって画像を出した際に、画像に現われた微少なクラックの数をチェックした。
【0136】
それぞれの項目に関して、比較例3の負帯電用電子写真感光体の評価値を100として相対比較を行った。
【0137】
実施例1、比較例1〜3の結果を表4に示す。カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが増加する領域で第一の表面層を形成し、カーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが減少する領域で第二の表面を形成した組み合わせにする場合に、融着、画像流れ、微小クラックなどが発生せず、非常に良好な結果が得られ、電気的特性についても良好な結果が得られた。また、第一の表面層と第二の表面層の光学的バンドギャップの差が0.3eV以下の時に特に電気特性で良好な結果が得られた。
【0138】
これに対し光学的バンドギャップの増加領域のみで形成した比較例1、同じく減少領域のみで形成した比較例2では、改善の度合いが少なく、特に比較例1では融着が比較例3より悪い結果であった。
【0139】
【表1】

Figure 0004562163
【0140】
【表2】
Figure 0004562163
【0141】
【表3】
Figure 0004562163
【0142】
【表4】
Figure 0004562163
(実施例2)
図3に記載の堆積膜形成装置を用い、直径30mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表5に示した条件で負帯電用電子写真感光体を作製した。
【0143】
まず、カーボン原子とシリコン原子が含有する表面層をシリコンウエハー基板とコーニング社製7059ガラス基板上に堆積し、カーボン原子含有量(C/(Si+C))と光学的バンドギャップの関係を調べた。本実施例では、シランガスとメタンガスの流量を変化させてカーボン原子含有量(C/(Si+C))の増加に伴って光学的バンドギャップが増加する領域と減少する領域を調べた。そして、第一の表面層はカーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが増加する領域で形成し、第二の表面層はカーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが減少する領域で形成し、更には第一の表面層と第二の表面層の光学的バンドギャップの差が0.05eVになように組み合わせた。
【0144】
なお、実施例2においては、第一の表面層に含有させるシリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量を50原子ppm、100原子ppm、5000原子ppm、10000原子ppm、30000原子ppm、35000原子ppmとなるように変化させた。また、本実施例では周期律表第13族元素を含有させるガス種としてジボランガスを使用した。
【0145】
作製した各々の電子写真感光体について実施例1と同様にして相対評価を行った結果を表6に示す。表6から明らかなようにシリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量が、100原子ppm以上30000原子ppm以下の第一の表面層を形成した負帯電用電子写真感光体は、帯電能の向上および画像流れの抑制に関して特に効果が得られた。
【0146】
【表5】
Figure 0004562163
【0147】
【表6】
Figure 0004562163
(実施例3)
図3に記載の堆積膜形成装置を用い、直径30mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表7に示した条件で正帯電用電子写真感光体を作製した。
【0148】
まず、カーボン原子とシリコン原子が含有する表面層をシリコンウエハー基板とコーニング社製7059ガラス基板上に堆積し、シランガスとメタンガスの流量を変化させてカーボン原子含有量(C/(Si+C))の増加に伴って光学的バンドギャップが増加する領域と減少する領域を調べた。そして、第一の表面層はカーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが増加する領域で形成し、第二の表面層はカーボン原子含有量(C/(Si+C))が増加するに伴って光学的バンドギャップが減少する領域で形成し、更には第一の表面層と第二の表面層の光学的バンドギャップの差が0.1eVになように組み合わせた。
【0149】
なお、実施例3においては、第一の表面層に含有させるシリコン原子に対する周期律表第15族元素の含有量を50原子ppm、100原子ppm、5000原子ppm、10000原子ppm、30000原子ppm、35000原子ppmとなるように変化させた。また、本実施例では周期律表第15族元素を含有させるガス種としてホスフィンガスを使用した。
【0150】
(比較例4)
実施例3と同様に、図3に記載の堆積膜形成装置を用いて表8に示した条件により、アルミニウムシリンダー上に下部電荷注入阻止層、光導電層を順次積層し、続いて表面層を、実施例のように二層に分けず、比較例3と同様に一層積層し正帯電用電子写真感光体を作製した。
【0151】
なお、比較例4では、高周波電極に導入する発振周波数は105MHzのみで高周波電力導入を行った。
【0152】
このようにして作製した正帯電用電子写真感光体を、次の様に特性評価を行った。
【0153】
<帯電能>
電子写真感光体を電子写真装置(キヤノン製GP405を正帯電評価用に改造したもの)に設置し、プロセススピード200mm/sec、前露光(波長660nmのLED)光量4lx・s、帯電器の電流値1000μAの条件にて電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計(TREK社のModel344)の電位センサーにより像露光(波長655nmの半導体レーザー)を照射しない状態での感光体の表面電位を測定し、それを帯電能とした。
【0154】
<強露光画像流れ>
強露光画像流れの評価は、電子写真装置(キヤノン製GP405を正帯電評価用に改造したもの)で図5に示した黒色部と白色部が一定の幅aで並んだテストチャートを用意し、線幅aを狭めていった時に複写画像上において再現し、解像しうる最小の線幅aにより行った。即ち、線幅aを狭めていった時に、ある線幅a以下になると画像上の隣り合う黒色部の輪郭の画像流れによる微少なボケが重なり合い、事実上解像不可となってしまう。その時の線幅aを画像流れの程度を表す指標とした。
【0155】
それぞれの項目に関して、比較例4の正帯電用電子写真感光体の評価値を100として相対比較を行った。
【0156】
実施例3、比較例4の結果を表9に示す。表9から明らかなようにシリコン原子に対する周期律表第15族元素の含有量が、100原子ppm以上30000ppm以下の第一の表面層を形成した電子写真感光体は、帯電能の向上および画像流れの抑制に関して特に効果が得られた。
【0157】
【表7】
Figure 0004562163
【0158】
【表8】
Figure 0004562163
【0159】
【表9】
Figure 0004562163
【0160】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電能、感度の向上及び特性むらの低減を高次元で両立するとともに強露光画像流れ、融着および感光体表面に生じる微小なクラックを低減して画像品質を飛躍的に向上させた、シリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成された電子写真感光体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体の好適な層構成の一例を説明するための模式的構成図である。
【図2】本発明に表面層のおけるカーボン含有量と光学的バンドギャップの関係図である。
【図3】本発明に適用しうる堆積膜形成装置の模式図である。
【図4】本発明に適用しうる堆積膜形成装置の模式図である。
【図5】テストチャートの一例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
100 電子写真感光体
101 導電性基体
102 光受容層
103 光導電層
104 第一の表面層
105 第二の表面層
106 下部電荷注入阻止層
3100 堆積装置
3110 中心部
3111,4111 反応容器
3112,4112 排気管
3113,4113 円筒状基体
3114,4114 高周波電極
3115,4115 マッチングボックス
3116,3117 高周波電源
3118,4118 原料ガス導入管
3119 シールド
3120,4120 発熱体
3121 回転軸
3122 減速ギア
3123 モータ
3124 電力分岐板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member sensitive to electromagnetic waves such as light (light in a broad sense, meaning infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, γ rays, etc.), and a method for producing the same. .
[0002]
[Prior art]
In the field of image formation, as a photoconductive material for forming a photoreceptive layer in an electrophotographic photosensitive member, it has a high sensitivity, a high SN ratio (photocurrent (Ip) / dark current (Id)), and spectral characteristics of electromagnetic waves to be irradiated Characteristics such as having an absorption spectrum adapted to the above, fast photoresponsiveness, having a desired dark resistance value, and being harmless to the human body during use are required. In particular, in the case of an electrophotographic photosensitive member incorporated in an electrophotographic apparatus used in an office as an office machine, the above-mentioned pollution-free property is an important point.
[0003]
An electrophotographic photosensitive member made of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) is attracting attention as a photoconductive material exhibiting excellent properties in this respect.
[0004]
In general, such an electrophotographic photosensitive member is obtained by heating a conductive substrate to 50 ° C. to 350 ° C., and vacuum deposition, sputtering, ion plating, thermal CVD, photo CVD on the substrate. Then, a photoconductive layer made of a-Si is formed by a film forming method such as a plasma CVD method. Among them, a plasma CVD method, that is, a method of decomposing a source gas by high frequency (RF wave, VHF wave) or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a substrate is put to practical use. Yes.
[0005]
For example, JP-A-57-115556 discloses a photoconductive member having a photoconductive layer formed of an a-Si deposited film, such as electrical and optical characteristics such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness. In order to improve the use environment characteristics such as photoconductive characteristics and moisture resistance, as well as the stability over time, the photoconductive layer made of an amorphous material containing silicon atoms as a base material contains non-silicon atoms and carbon atoms. A technique for providing a surface barrier layer made of a photoconductive amorphous material is described.
[0006]
Further, JP-A-62-028764 discloses a photoconductor comprising a charge blocking layer, a photoconductive layer, an intermediate layer, and a surface modified layer, in which carbon atoms, nitrogen atoms and oxygen atoms contained in the surface modified layer are disclosed. A photoconductor containing at least one of them in a larger amount than the intermediate layer is disclosed.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-22623 discloses that a negatively charged electrophotographic photosensitive member containing amorphous silicon as a main component and containing less than 50 ppm boron between the photoconductive layer and the surface layer, or a conductive material. A technique is disclosed in which an excellent electrophotographic characteristic can be obtained by providing a hole trapping layer that does not contain an element that governs.
[0008]
These techniques have improved the electrical, optical, and photoconductive characteristics of the electrophotographic photosensitive member and the usage environment characteristics, and the image quality has been improved accordingly.
[0009]
In addition, various proposals have been made from the viewpoint of production technology, and various ideas have been devised for further improvement by changing the method of supplying high-frequency power.
[0010]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-045760 discloses a plurality of power sources having different frequencies as a power source for exciting a reactive gas, for example, 13.56 MHz and 400 kHz are applied to the same electrode to excite the reactive gas, A technique for forming a deposited film on a processing substrate is disclosed.
[0011]
On the other hand, in recent years, there has been a report of a plasma CVD method using a higher frequency high frequency power source (Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol. 7, No. 3, (1987), p267-273). The possibility that the deposition rate can be improved without degrading the performance of the deposited film by using higher than 13.56 MHz has been shown and is attracting attention. By this method, it is expected that the cost reduction and quality improvement of the product can be achieved at the same time.
[0012]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-287760 discloses a PCVD apparatus and method using a VHF band frequency which can be used for forming an a-Si electrophotographic photoreceptor.
[0013]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-074159 discloses an example of a combination of the above-described method using two types of high-frequency power and a high-frequency high-frequency in a plasma processing method for cleaning a substrate. A technology is disclosed in which high-frequency power and low-frequency power, for example, 60MHz and 400kHz high-frequency power are supplied to the electrodes, and the self-bias voltage that determines the collision energy of positive ions is controlled by changing the power value of the low-frequency power. ing.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional electrophotographic photoreceptors composed of a-Si-based materials have dark, resistance, photosensitivity, photoresponsiveness, and other electrical, optical, photoconductive characteristics, and usage environment characteristics. Although the characteristics are individually improved in terms of stability over time and durability, there is still room for further improvement in improving the overall characteristics.
[0015]
In recent years, with the spread of computers and the networking of offices, the electrophotographic apparatus is required not only as a conventional analog copying machine but also to be digitized to serve as a facsimile or printer, Furthermore, since a digital full-color copying machine is required for full-color output of digitized information, an electrophotographic photosensitive member corresponding to the digital full-color photocopier is desired.
[0016]
However, when a conventional electrophotographic photosensitive member is used in a digital system, the following problems are raised.
[0017]
For example, in a digital full-color copying machine, as one of the process conditions, a plurality of developing units are provided around the electrophotographic photosensitive member or a large developing unit is used, so that the distance from the charging unit to the developing unit is easily increased. It may become. For this reason, in order to compensate for the potential drop from the charger to the developer, it is necessary to increase the charging potential more than before, and also to increase the photosensitivity.
[0018]
Further, in a situation where the digital copying machine is increasing in speed and life, for example, fusion may occur depending on the usage environment and the configuration of the electrophotographic apparatus main body under all circumstances. Fusing means that the toner melts and adheres to the surface of the electrophotographic photosensitive member during long-term use, and depending on the degree of adhesion, a fusing mark appears in a solid white image or a halftone image. It will cause trouble. When fusion occurs in this way and appears on the image, the service person must go to the customer to perform maintenance, resulting in an increase in cost. Further, since the photoconductor is removed from the main body of the electrophotographic apparatus and maintenance is performed, there is a risk that the photoconductor may become unusable due to a dent in the work. Furthermore, since the color toner used in the digital full-color electrophotographic apparatus uses a low-melting toner, it is in an environment where fusion is more likely to occur than before, and countermeasures against fusion are required.
[0019]
Further, in the conventional electrophotographic photosensitive member, when the exposure amount is increased in order to obtain an image with high contrast from a color background document, a large amount of light carriers are generated by irradiation of strong exposure, and the portion where the light carriers are easy to move. There is a case in which a phenomenon occurs in which the character portion is blurred and the image portion at the time of strong exposure occurs in which the character portion is blurred. This intense exposure image flow is particularly important to control the composition ratio of atoms contained in the surface layer of the electrophotographic photosensitive member and the content of the impurity element to be added, and it is important to control it in accordance with the production conditions. .
[0020]
In addition, when charging is performed using a corona charger in an electrophotographic apparatus, the surface of the photoreceptor is chemically activated by the ozone product, so that slight impact, friction, etc. may occur depending on the use conditions. In some cases, the surface of the electrophotographic photosensitive member may be slightly cracked, and may not be practically used as an electrophotographic photosensitive member.
[0021]
Therefore, when designing an electrophotographic photosensitive member, it is necessary to make improvements from a comprehensive viewpoint such as the layer structure of the electrophotographic photosensitive member and the chemical composition of each layer so that the above-described problems are solved. In particular, optimization of the composition of the surface layer, the concentration of the impurity elements, and the manufacturing conditions may be required.
[0022]
As for the manufacturing method, the plasma CVD method using the frequency in the VHF band can obtain a film with better characteristics depending on conditions than in the case of using the RF band. Therefore, an optimized manufacturing method is expected. For example, the chemical composition required for the surface layer, the concentration of impurity elements, etc. may differ from the film obtained by the conventional fabrication method. Further, when the VHF frequency is used, the characteristic unevenness becomes a problem. The fact is that there are many unclear points. Therefore, it has been required to establish a surface layer that can obtain optimum electrophotographic characteristics when using a frequency in the VHF band.
[0023]
An object of the present invention is to solve various problems associated with the above-described conventional electrophotographic photosensitive member composed of a-Si.
[0024]
In other words, the main object of the present invention is to improve the image quality by reducing the microcracks generated on the surface of the photosensitive member surface while improving the chargeability, the sensitivity and reducing the characteristic unevenness at a high level, and also reducing the flow of intensely exposed images, fusing and the photoreceptor surface. It is an object of the present invention to provide an electrophotographic photosensitive member made of a non-single crystal material having a silicon atom as a base material, and a method for manufacturing the same.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing an electrophotographic photosensitive member and the electrophotographic photosensitive member of the present invention are characterized by the following configurations in order to solve the above-described problems.
[0026]
(1) exhaust A conductive substrate is installed in a possible reaction vessel, and plasma is generated by the high-frequency power supplied to the high-frequency electrode. On the photoconductive layer provided in Carbon atom When, Periodic table group 13 element or group 15 element And Containing silicon atoms Non-single crystal film A first surface layer made of silicon and silicon atoms containing carbon atoms are used as a base. Non-single crystal film In the method for producing an electrophotographic photoreceptor in which the second surface layer consisting of
Within the stratum Forming the first surface layer in a region satisfying a relationship in which the optical band gap increases with an increase in carbon atoms contained in Within the stratum And forming the second surface layer in a region satisfying a relationship in which the optical band gap decreases with an increase in carbon atoms contained in the electrophotographic photosensitive member.
[0027]
(2) The electrophotographic photosensitive member according to (1) above, wherein the first surface layer and the second surface layer form a surface layer having substantially the same value. Manufacturing method.
[0028]
(3) The electron according to any one of (1) to (2) above, wherein a difference in optical band gap between the first surface layer and the second surface layer is 0.3 eV or less. A method for producing a photographic photoreceptor.
[0029]
(4) The above-mentioned (1) to (3), wherein the periodic surface group 13 element contained in the first surface layer is a boron atom, and the group 15 element is a phosphorus atom. The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to any one of the above.
[0030]
(5) In any one of the above (1) to (4), in the first surface layer, the content of a Group 13 element in the periodic table with respect to silicon atoms is not less than 100 atoms ppm and not more than 30000 atoms ppm A method for producing the electrophotographic photoreceptor according to claim 1.
[0031]
(6) In any one of the above (1) to (4), the content of the Group 15 element of the periodic table with respect to silicon atoms in the first surface layer is not less than 100 atoms ppm and not more than 30000 atoms ppm A method for producing the electrophotographic photoreceptor according to claim 1.
[0032]
(7) The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to any one of (1) to (6) above, wherein the high frequency power supplied to the high frequency electrode has an oscillation frequency of 30 MHz to 250 MHz.
[0033]
(8) Said The high-frequency power includes at least two high-frequency power having a frequency of 30 MHz to 250 MHz and is within the frequency range. these For the high-frequency power having the largest power value and the next largest power value among the power values of the high-frequency power, the power value of the high-frequency power having the higher frequency is P1, and the power value of the high-frequency power having the lower frequency is the power value. When P2, the power values P1 and P2 satisfy the condition of 0.1 ≦ P2 / (P1 + P2) ≦ 0.9. Above (7) Of the negatively charged electrophotographic photosensitive member Manufacturing Method.
[0034]
(9) On the conductive substrate, A photoconductive layer; Carbon atom When, Periodic table group 13 element or group 15 element When, Based on silicon atoms containing Non-single crystal film A first surface layer comprising When, Provided on the first surface layer and based on silicon atoms containing carbon atoms Non-single crystal film A second surface layer comprising And having In electrophotographic photoreceptors,
The first surface layer is formed in a region satisfying a relationship in which an optical band gap increases with an increase in carbon atoms contained in the layer, and the second surface layer is contained in the layer. An electrophotographic photoreceptor characterized in that it is formed in a region satisfying a relationship in which the optical band gap decreases as the number of carbon atoms increases.
[0035]
(10) The electrophotographic photosensitive member according to (9) above, wherein the optical band gaps of the first surface layer and the second surface layer have substantially the same value.
[0036]
(11) The electron according to any one of (9) to (10) above, wherein a difference in optical band gap between the first surface layer and the second surface layer is 0.5 eV or less. Photoconductor.
[0037]
(12) The above-mentioned (9) to (11), wherein the periodic surface group 13 element contained in the first surface layer is a boron atom, and the group 15 element is a phosphorus atom. The electrophotographic photosensitive member according to any one of the above.
[0038]
(13) In any one of the above (9) to (12), in the first surface layer, the content of a Group 13 element in the periodic table with respect to silicon atoms is 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less An electrophotographic photoreceptor according to any one of the above.
[0039]
(14) In any one of the above (9) to (12), the content of the Group 15 element with respect to silicon atoms in the first surface layer is not less than 100 atoms and not more than 30000 atoms. Electrophotographic photoreceptor.
[0040]
(15) The first surface layer contains a Group 13 element in the periodic table, and is used as a negatively charged electrophotographic photosensitive member, according to any one of (9) to (13) above Electrophotographic photoreceptor.
[0041]
(Action)
The inventors of the present invention investigated the correlation between the role, configuration, and manufacturing method of the two-layered surface layer and the characteristics of the electrophotographic photoreceptor over various conditions.
[0042]
The surface layer of the electrophotographic photosensitive member serves as a charge injection blocking layer that prevents the injection of charges from the surface portion of the photosensitive member to the inside during the charging process, as well as oxygen, water vapor, moisture in the air, ozone In addition, it has a function of preventing molecular species generally present in the ambient atmosphere from directly contacting or adsorbing to the surface of the photoconductive layer, and also serves as a protective layer for reducing mechanical breakdown and wear. In view of this, the inventors of the present invention have been diligently studied by adopting a structure of a surface layer that is functionally separated so as to correspond to the role. Specifically, as the first surface layer having a charge injection blocking function and the second surface layer having a role as a surface protective layer, the first surface layer has an electric charge to obtain a surface charge blocking capability. By adding an impurity element that controls conductivity, the chargeability was improved, and the second surface layer was intended to improve wear resistance and mechanical strength. There were many unclear points and I could not find a satisfactory relationship.
[0043]
Therefore, first, the present inventors changed the composition ratio of carbon atoms and silicon atoms contained in the surface layer, while the performance as the first surface layer, the performance of the second surface layer, and the combination of these two layers. The synergistic effect by was investigated in detail. As a result, when the first surface layer is formed in a region where the optical band gap increases as the amount of carbon contained in the surface layer increases, the effect of adding an impurity element that effectively controls conductivity is obtained. Therefore, the antistatic performance is improved, and the resistance value of the film is optimized, so that the exposure of the strong exposure image is suppressed. In addition, when the second surface layer is formed in a region where the optical band gap decreases as the amount of carbon contained in the surface layer increases, fusion occurs due to improved wear resistance and mechanical strength. It has been found that further improvement of sensitivity and suppression of microcracks generated on the surface of the photoreceptor can be achieved at the same time.
[0044]
In the present invention, in the case of an electrophotographic photosensitive member for negative charging, the impurity element for controlling the conductivity added to the first surface layer contains a Group 13 element in the periodic table, and the content thereof is a silicon atom. In contrast, it may be added so that it becomes 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less. The content of the group 13 element in the periodic table with respect to silicon atoms is preferably 100 atom ppm or more from the viewpoint of obtaining sufficient stopping power to prevent charge injection from the surface, and from the viewpoint of preventing strong exposure image flow. The atomic ppm or less is preferable.
[0045]
On the other hand, in the case of an electrophotographic photosensitive member for positive charging, the impurity element for controlling the conductivity added to the first surface layer contains a Group 15 element in the periodic table, and the content is based on silicon atoms. It may be added so that it becomes 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less. The content of Group 15 elements in the periodic table relative to silicon atoms is preferably 100 atom ppm or more from the viewpoint of obtaining sufficient stopping power to prevent charge injection from the surface, and from the viewpoint of preventing strong exposure image flow 30000 The atomic ppm or less is preferable.
[0046]
In addition, in the conventional surface layer, an impurity element is added at a considerably high concentration to prevent charge injection from the surface. However, if it is not added properly, the stress of the film may be increased in some cases, resulting in microcracks. There was a case of causing. However, in the first surface layer of the present invention, an increase in the stress difference can be prevented by adding an impurity element in a region that appropriately satisfies the relationship between the content of carbon atoms contained in the film and the optical band gap. It seems that
[0047]
Further, the present inventors have investigated the fusing phenomenon, and it has become clear that fusing may occur depending on the conventional conditions for forming the second surface layer. As a result of organizing these phenomena in light of the formation conditions, the second surface layer is formed in a region satisfying the relationship in which the optical band gap decreases as the carbon atoms contained in the film increase. Only when the film was formed, an effect was seen in suppressing fusion.
[0048]
In addition, in the combination of the first surface layer and the second surface layer, the difference in optical band gap between the two layers is made as small as possible, so that the stopping power can be further improved and the charging performance can be improved. I found out that The reason why the effect is obtained is that the smaller the difference between the optical band gaps of the first surface layer and the second surface layer, the more directly the change in Fermi level due to the impurity element doped in the first surface layer. It will affect the size of the barrier. For this reason, it is considered that an improvement in the stopping power can be obtained by increasing the barrier between the first surface layer and the second surface layer. In addition, combining the first surface layer and the second surface layer, the carrier travel is optimally controlled, so that the sensitivity can be improved.
[0049]
In addition, the present inventor studied various manufacturing methods in order to further improve the surface layer.
[0050]
As a result, when the first surface layer and the second surface layer are formed in the region defined by the present invention, when the plasma CVD method using the high frequency in the VHF band is used, the high frequency in the RF band is used. The above effect can be exhibited more than the above, and the deposition rate can be increased. Although it is not clear as to the cause of this, it is thought that one of the reasons is that high-energy plasma is formed by using a frequency in the VHF band, thereby improving the decomposition efficiency of methane gas that is difficult to be decomposed. This increases the number of good and optimal active species in the plasma, improves the film structure itself, and the proportion of elements belonging to Group 13 or Group 15 of the periodic table doped in three or four coordinates. I guess that different things may have an effect. Therefore, as a specific oscillation frequency range in the present invention, a VHF band of 30 MHz or more and 250 MHz or less is more preferable.
[0051]
However, when the frequency in the VHF band is used, a deposited film can be formed at high speed with high quality, but unevenness due to standing waves may occur on the substrate surface. In order to avoid such a problem, it has been found that the problem can be effectively suppressed by superposing high frequencies of a plurality of different frequencies.
[0052]
Further, in the present invention, as long as the standing wave suppression effect is obtained, the frequency type of the high-frequency power to be used is not particularly limited, but the high-frequency power in a certain frequency range is set to a certain power value ratio. In particular, the first high-frequency power and the second high-frequency power are in a frequency range in which a high deposition rate can be expected, and both are in a frequency range in which the same active species can be generated. It is most desirable that their power balance be set appropriately.
[0053]
In addition, by superimposing the third and fourth high-frequency power having a more appropriate frequency and power value, it is possible to further increase the standing wave suppression effect or obtain other effects (for example, bias effect) depending on the case. However, in order to show the basic concept and operation of the present invention, the case where two different frequencies are used will be described below.
[0054]
When the frequency of the first high-frequency power is f1, the power value is P1, the frequency of the second high-frequency power is f2, and the power value is P2 (where f1> f2), the first and second high-frequency powers For the desired frequency, the lower limit is preferably in the range of 30 MHz or more from the viewpoint of the quality of the deposited film and the deposition rate. On the other hand, if the upper limit is larger than 250 MHz, the attenuation in the traveling direction of the power becomes remarkable, the deviation of the attenuation rate from the high frequency power of different frequencies becomes remarkable, and a sufficient uniformizing effect cannot be obtained. . Therefore, it is preferable to set the frequency to 250 MHz or less because the superposition effect can be effectively obtained.
[0055]
In addition, power values P1 and P2 of two high-frequency powers (however, among the high-frequency powers supplied to the high-frequency electrodes, the highest power value P1 and the next power value among the high-frequency powers within the above-mentioned frequency range) The power value P2 is large.
As for the range of the ratio, the value of P2 with respect to the total power value (P1 + P2) of the two high-frequency powers is preferably 0.1 or more and 0.9 or less. That is, when the ratio of P2 becomes small, it approaches the case of only P1, and the standing wave suppression effect becomes small. On the other hand, if the ratio of P2 becomes too large, it becomes similar to the case of P2 alone, and the effect becomes small. From experimental facts, it was found that the standing wave suppression effect was remarkably obtained by setting at least one high frequency power to 10% or more of the total power of the two. Further, it has become clear from experiments that P2 / (P1 + P2) is most preferably 0.2 or more and 0.7 or less.
[0056]
Further, when the two high-frequency powers are combined, the effects of the present invention can be sufficiently obtained, but a third high-frequency power can also be combined.
[0057]
Through the improvements as described above, the present invention can achieve a high level of compatibility between an improvement in charging ability (blocking ability) and sensitivity of an electrophotographic photosensitive member and suppression of unevenness of characteristics, as well as image flow, fusion, and surface of the photosensitive member. The image quality is dramatically improved by suppressing the generation of microcracks that occur in the product, and all the problems in the prior art described above are solved, and extremely excellent electrical and optical characteristics, image quality and durability are achieved. The present invention provides an electrophotographic photosensitive member having high performance and environmental resistance, and a production method capable of obtaining it with good reproducibility.
[0058]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Example embodiment)
Hereinafter, the method for producing an electrophotographic photosensitive member of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0059]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an example of a preferred layer configuration of an electrophotographic photosensitive member produced by the production method of the present invention.
[0060]
In the electrophotographic photosensitive member 100 of FIG. 1, a light receiving layer 102 is provided on a conductive substrate 101. The photoreceptive layer 102 includes a lower charge injection blocking layer 106 based on silicon, a photoconductive layer 103 based on silicon, a first surface layer 104 based on silicon and carbon, and a second surface layer. 105 are provided in this order.
[0061]
<Substrate>
The substrate used in the present invention may be conductive or electrically insulating. Examples of the conductive substrate include metals such as Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd, and Fe, and alloys thereof such as stainless steel.
[0062]
Examples of the electrically insulating material include films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, and polyamide, glass, and ceramic. In the present invention, at least the surface of the electrically insulating substrate on the side where the photosensitive layer is formed can be subjected to a conductive treatment and used as a substrate.
[0063]
<Lower charge injection blocking layer>
In the present invention, a lower charge injection blocking layer 106 that functions to block charge injection from the substrate 101 side is formed on the conductive substrate 101. Provide Is effective. The lower charge injection blocking layer 106 has a function of blocking charge injection from the substrate 101 side to the photoconductive layer 103 side when the photoreceptive layer 102 is subjected to charging treatment with a certain polarity on its free surface. Yes.
[0064]
Examples of the substance that can be a Si supply gas used in forming the lower charge injection blocking layer of the present invention include SiH. Four , Si 2 H 6 , Si Three H 8 , Si Four H Ten It is mentioned that silicon hydrides (silanes) that are in a gas state or can be gasified are effectively used. Further, SiH can be used in terms of easy handling at the time of layer preparation and good Si supply efficiency. Four , Si 2 H 6 Is preferable.
[0065]
The lower charge injection blocking layer 106 contains a relatively large amount of impurities that control conductivity using silicon as a base material compared to the photoconductive layer 103. As the impurity element contained in the lower charge injection blocking layer 106, a group 13 element or a group 15 element in the periodic table can be used. In the present invention, the content of the impurity element contained in the lower charge injection blocking layer 106 is appropriately determined as desired so that the object of the present invention can be effectively achieved. It is desirable that the atomic pressure is not less than ppm and not more than 10,000 atom ppm, more preferably not less than 50 atom ppm and not more than 7000 atom ppm, and most preferably not less than 100 atom ppm and not more than 5000 atom ppm.
[0066]
Specifically, as a source material for introducing such group 13 atoms, for introducing boron atoms, B 2 H 6 , B Four H Ten , B Five H 9 , B Five H 11 , B 6 H Ten , B 6 H 12 , B 6 H 14 Boron hydride such as BF Three , BCl Three , BBr Three And boron halides. In addition, AlCl Three , GaCl Three , Ga (CH Three ) Three , InCl Three , TlCl Three Etc. can also be mentioned.
[0067]
As a raw material for introducing a group 15 atom, it is effective to use PH for introducing a phosphorus atom. Three , P 2 H Four Phosphorus hydrides such as PF Three , PF Five , PCl Three , PCl Five , PBr Three , PBr Five , PI Three And the like. In addition, AsH Three , AsF Three , AsCl Three , AsBr Three , AsF Five , SbH Three , SbF Three , SbF Five , SbCl Three , SbCl Five , BiH Three , BiCl Three , BiBr Three Can also be mentioned as effective starting materials for introducing Group 15 atoms.
[0068]
Further, the lower charge injection blocking layer 106 can contain nitrogen and oxygen to improve the adhesion between the lower charge injection blocking layer 106 and the substrate 101. Further, in the case of an electrophotographic photosensitive member for negative charging, it is possible to have excellent stopping power by optimally containing nitrogen and oxygen without doping an impurity element. Specifically, the content of nitrogen and oxygen contained in the entire layer region of the lower charge injection blocking layer 106 is such that the sum of nitrogen and oxygen is 0.1 atomic% or more with respect to silicon atoms, more preferably 1.2. The charge blocking ability is improved by setting the atomic percentage to 40% by atom or more, more preferably 20% by atom or less.
[0069]
Further, hydrogen and / or halogen contained in the lower charge injection blocking layer 106 in the present invention compensates for dangling bonds existing in the layer, and has an effect of improving the film quality. The sum of the contents of atoms contained in the lower charge injection blocking layer 106 is preferably 1 atomic% or more, more preferably 5 atomic% or more, and still more preferably 10 atomic% or more with respect to silicon atoms. On the other hand, 50 atomic% or less is preferable, 40 atomic% or less is more preferable, and 30 atomic% or less is still more preferable.
[0070]
In the present invention, the thickness of the lower charge injection blocking layer 106 is preferably 0.1 to 5 [mu] m, more preferably 0.3 to 4 [mu] m, optimal in view of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. Is preferably 0.5 to 3 μm. If the layer thickness is less than 0.1 μm, the ability to prevent injection of charges from the substrate 101 becomes insufficient, and sufficient charging ability cannot be obtained. Even if the layer thickness is greater than 5 μm, no improvement in electrophotographic characteristics can be expected. On the contrary, there is a possibility that adverse effects such as an increase in residual potential may occur.
[0071]
<Photoconductive layer>
The photoconductive layer 103 in the electrophotographic photoreceptor 100 of the present invention is composed of a non-single crystalline film based on silicon atoms, and the film needs to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms. This is indispensable for compensating dangling bonds of silicon atoms and improving layer quality, in particular, photoconductivity and charge retention characteristics. The content of hydrogen atom or halogen atom, or the total amount of hydrogen atom and halogen atom is preferably 10 to 40 atom%, more preferably 15 to 25 atom, based on the sum of silicon atom and hydrogen atom or / and halogen atom. % Is desirable. In order to control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the photoconductive layer 103, for example, the temperature of the substrate 101, the reaction vessel of the raw material used to contain the hydrogen atoms and / or halogen atoms What is necessary is just to control the quantity introduce | transduced in, discharge electric power, etc.
[0072]
Examples of substances that can serve as Si supply gas used in the formation of the photoconductive layer of the present invention include SiH. Four , Si 2 H 6 , Si Three H 8 , Si Four H Ten It is mentioned that silicon hydrides (silanes) that are in a gas state or can be gasified are effectively used. Further, SiH can be used in terms of easy handling at the time of layer preparation and good Si supply efficiency. Four , Si 2 H 6 Is preferable.
[0073]
In the present invention, the photoconductive layer 103 may contain an impurity element for controlling conductivity as required. As the impurity element to be contained, a group 13 element or a group 15 element in the periodic table can be used as in the case of the lower charge injection blocking layer 106. The content of the impurity element contained in the photoconductive layer 103 is preferably 1 × 10 -2 1 × 10 atom ppm or more Four Atomic ppm or less, more preferably 5 × 10 -2 Atomic ppm or more 5 × 10 Three Atomic ppm or less, optimally 1 × 10 -1 1 × 10 atom ppm or more Three It is desirable that it be less than atomic ppm.
[0074]
Specifically, as a source material for introducing such group 13 atoms, for introducing boron atoms, B 2 H 6 , B Four H Ten , B Five H 9 , B Five H 11 , B 6 H Ten , B 6 H 12 , B 6 H 14 Boron hydride such as BF Three , BCl Three , BBr Three And boron halides. In addition, AlCl Three , GaCl Three , Ga (CH Three ) Three , InCl Three , TlCl Three Etc. can also be mentioned.
[0075]
As a raw material for introducing a group 15 atom, it is effective to use PH for introducing a phosphorus atom. Three , P 2 H Four Phosphorus hydrides such as PF Three , PF Five , PCl Three , PCl Five , PBr Three , PBr Five , PI Three And the like. In addition, AsH Three , AsF Three , AsCl Three , AsBr Three , AsF Five , SbH Three , SbF Three , SbF Five , SbCl Three , SbCl Five , BiH Three , BiCl Three , BiBr Three Can also be mentioned as effective starting materials for introducing Group 15 atoms.
[0076]
In the present invention, the layer thickness of the photoconductive layer is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, etc., preferably 10 μm to 50 μm, more preferably 20 μm to 45 μm, Optimally, it is desirable to be 25 μm or more and 40 μm or less.
[0077]
<First surface layer>
In the electrophotographic photoreceptor 100 in which the effects of the present invention can be obtained, the surface layer needs to be composed of the first surface layer 104 and the second surface layer 105. Further, the first surface layer 104 and the second surface layer 105 are made of a non-single crystalline film based on silicon atoms and carbon atoms, so that a common configuration of silicon atoms forming the photoconductive layer 103 is formed. Since the element is included, chemical stability is ensured at the laminated interface.
[0078]
The first surface layer 104 has a function of preventing the charge from being injected from the outermost surface side to the photoconductive layer 103 side when the electrophotographic photosensitive member is subjected to charging treatment on the outermost surface. In order to provide such a function, the first surface layer 104 is required to have a certain level of high-resistance film characteristics, and at the same time, it is necessary to set the charge resistance to an appropriate range by adding an impurity element.
The first surface layer 104 of the present invention needs to be formed in a region that satisfies the relationship in which the optical band gap increases as the number of carbon atoms contained in the layer increases. By forming the first surface layer 104 in this region, the impurity element can be efficiently added, and the stopping power can be improved. Since the impurity element for controlling the conductivity contained in the first surface layer 104 is uniformly distributed in the first surface layer 104, a constant amount may be supplied at all times when the layer is formed. Alternatively, the flow rate of the gas added for non-uniform distribution may be changed over time.
[0079]
Examples of the substance that can be a Si supply gas used in the formation of the first surface layer of the present invention include SiH. Four , Si 2 H 6 , Si Three H 8 , Si Four H Ten It is mentioned that silicon hydrides (silanes) that are in a gas state or can be gasified are effectively used. Further, SiH can be used in terms of easy handling at the time of layer preparation and good Si supply efficiency. Four , Si 2 H 6 Is preferable.
[0080]
Further, examples of the carbon supply gas include methane gas.
[0081]
Further, in the combination of the first surface layer and the second surface layer of the present invention, it is preferable to reduce the difference in optical band gap between the two layers as much as possible from the viewpoint of further improving the stopping power. It is preferable that the difference in target band gap is 0.3 eV or less. The range of the optical band gap of the first surface layer formed in the present invention varies depending on the production conditions, but is preferably in the range of 1.9 eV to 2.6 eV.
[0082]
Further, the impurity element for controlling the conductivity contained in the first surface layer 104 of the present invention includes atoms belonging to Group 13 of the periodic table giving p-type conductivity and periodic rules giving n-type conductivity. Atoms belonging to Table 15 can be used.
[0083]
Specific examples of group 13 elements in the periodic table include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl). Boron, aluminum, and gallium are particularly preferable. Is preferred.
[0084]
Specific examples of Group 15 elements in the periodic table include phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi), etc., and phosphorus and arsenic are particularly preferable.
In order to structurally introduce Group 13 elements and Group 15 elements of the periodic table, a raw material gas for introducing Group 13 elements such as diborane (B 2 H 6 Gas and a raw material gas for introducing a Group 15 element such as phosphine (PH Three ) A gas may be introduced into the reaction vessel together with another gas for forming the photoconductive layer 103.
[0085]
Specifically, as a source material for introducing such group 13 atoms, for introducing boron atoms, B 2 H 6 , B Four H Ten , B Five H 9 , B Five H 11 , B 6 H Ten , B 6 H 12 , B 6 H 14 Boron hydride such as BF Three , BCl Three , BBr Three And boron halides. In addition, AlCl Three , GaCl Three , Ga (CH Three ) Three , InCl Three , TlCl Three Etc. can also be mentioned.
[0086]
As a raw material for introducing a group 15 atom, it is effective to use PH for introducing a phosphorus atom. Three , P 2 H Four Phosphorus hydrides such as PF Three , PF Five , PCl Three , PCl Five , PBr Three , PBr Five , PI Three And the like. In addition, AsH Three , AsF Three , AsCl Three , AsBr Three , AsF Five , SbH Three , SbF Three , SbF Five , SbCl Three , SbCl Five , BiH Three , BiCl Three , BiBr Three Can also be mentioned as effective starting materials for introducing Group 15 atoms.
[0087]
In the present invention, the content of the impurity element for controlling the conductivity contained in the first surface layer 104 is, in order to achieve the effect of the present invention, in the case of an electrophotographic photoreceptor for negative charging, silicon atoms. It is desirable to appropriately control the content of Group 13 elements in the periodic table to 100 to 30,000 atoms ppm. Improve the ability to prevent charge injection from the surface when the content of atoms belonging to Group 13 of the periodic table for silicon atoms is 100 atoms ppm or more, and if it is less than 30000 atoms ppm, This is preferable because it can be prevented. In the case of a positively charged electrophotographic photosensitive member, it is desirable to appropriately control the content of atoms belonging to Group 15 of the periodic table with respect to silicon atoms to be from 100 atom ppm to 30000 atom ppm. Improve the ability to prevent charge injection from the surface when the content of atoms belonging to Group 13 of the periodic table for silicon atoms is 100 atoms ppm or more, and if it is less than 30000 atoms ppm, This is preferable because it can be prevented.
[0088]
The thickness of the first surface layer 104 is determined and determined comprehensively depending on the layer thicknesses of the photoconductive layer 103 and the second surface layer 105 and the required electrophotographic characteristics. It is desirable that the thickness be 0.01 μm or more and 1 μm or less because the ability to prevent injection is sufficiently exhibited and the image quality is not affected. If the layer thickness is less than 0.01 μm, the charge injection ability from the surface side becomes insufficient and sufficient charging ability cannot be obtained, and even if it is thicker than 1 μm, no improvement in electrophotographic characteristics can be expected. The characteristics such as sensitivity may be deteriorated.
[0089]
<Second surface layer>
The second surface layer 105 has excellent characteristics mainly in repeated use characteristics, electrical pressure resistance, use environment characteristics, durability, and moisture resistance. In order to obtain such characteristics, it is necessary to have characteristics that have a certain degree of hardness and lubricity.
[0090]
The second surface layer 105 of the present invention needs to be formed in a region that satisfies the relationship in which the optical band gap decreases as the number of carbon atoms contained in the layer increases. By forming the second surface layer 105 in this region, it is excellent in hardness and further improved in lubricity and can prevent fusion.
[0091]
Further, the silicon supply gas used in the formation of the second surface layer of the present invention includes, for example, silane gas, and the carbon supply gas includes, for example, methane gas.
[0092]
The layer thickness of the second surface layer 105 in the present invention is preferably 0.01 μm or more and 3 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less. Is. If the layer thickness is less than 0.01 μm, the surface layer is likely to be lost due to wear during use of the light receiving member, and if it exceeds 3 μm, the electrophotographic characteristics may be degraded due to an increase in residual potential. is there.
[0093]
The range of the optical band gap of the second surface layer formed in the present invention varies depending on the production conditions, but is preferably in the range of 2.0 eV to 2.6 eV.
[0094]
In order to form the first surface layer 104 and the second surface layer 105 having the characteristics that can achieve the object of the present invention, the temperature of the substrate 101, the gas pressure in the reaction vessel, and the discharge power are appropriately set as desired. Must be set.
[0095]
Further, the optimum range of the temperature of the substrate 101 is appropriately selected according to the layer design. In a normal case, it is preferably 150 to 350 ° C., more preferably 180 to 330 ° C., and most preferably 200 to 300 ° C. Is desirable.
[0096]
Similarly, the optimum range of the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design. However, when a high frequency in the VHF band is used, preferably 1 × 10 -2 Pa or more 5 × 10 2 Pa or less, preferably 5 × 10 -2 Pa or more 5 × 10 1 Pa or less, optimally 1 × 10 -1 Pa or more 1 × 10 1 It is preferable to set it to Pa or less.
[0097]
The first surface layer 104 and the second surface layer 105 of the present invention can be produced by, for example, a plasma CVD method using a source gas with a frequency in the RF band, but the effects of the present invention are maximized. Therefore, it is preferable to use a VHF band frequency excellent in hydrocarbon decomposability, and more preferably, a plurality of high frequency powers having different frequencies in the VHF band are appropriately controlled and simultaneously supplied to the high frequency electrode. It is most preferable to make them.
[0098]
<Deposited film forming device>
Next, an apparatus for forming an electrophotographic photoreceptor and a film forming method will be described in detail.
[0099]
3 and 4 are schematic views of an embodiment of a deposited film forming apparatus that can be applied to the present invention.
[0100]
FIG. 3 is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus using a plasma CVD method using a VHF band frequency as a power source, and FIG. 4 is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus using a plasma CVD method using an RF band frequency.
[0101]
The deposited film forming apparatus of FIG. 3 is an apparatus in which a plurality of high-frequency electrodes 3114 are installed outside a reaction vessel 3111.
[0102]
An exhaust pipe 3112 is formed on the bottom surface of the cylindrical reaction vessel 3111, and the other end of the exhaust pipe 3112 is connected to an exhaust device (not shown). Six cylindrical substrates 3113 on which deposited films are formed are arranged concentrically so as to surround the central portion of the reaction vessel 3111.
[0103]
The side wall of the reaction vessel 3111 is made of a dielectric member, and examples of the material thereof include alumina, mullite, zirconia, cordierite, zircon-cordierite, silicon carbide, boron nitride, aluminum nitride, and beryllium mica-based ceramics. .
[0104]
The source gas is introduced into the reaction vessel via a source gas introduction pipe 3118 arranged concentrically in the reaction vessel 3111.
[0105]
For example, the high frequency power is synthesized from two high frequency power sources 3116 and 3117 having different frequencies through matching circuits in the matching box 3115 and arranged concentrically so as to surround the reaction vessel side wall via the power branch plate 3124. The high frequency electrode 3114 is supplied into the reaction vessel 3111.
[0106]
Further, in order to improve the vacuum processing stability in the initial stage of discharge, the power branch plate 3124 and the high frequency electrode 3114 may be connected via a capacitor.
[0107]
Formation of a deposited film in the case of using the apparatus of FIG. 3 can be performed by the following procedure.
[0108]
First, the cylindrical substrate 3113 is installed in the reaction vessel 3111, and the inside of the reaction vessel 3111 is exhausted through an exhaust pipe 3112 by an exhaust device (not shown). Subsequently, the cylindrical base 3113 is heated and controlled to a predetermined temperature by the heating element 3120.
[0109]
When the cylindrical substrate 3113 reaches a predetermined temperature, the source gas is introduced into the reaction vessel 3111 via the source gas introduction pipe 3118. After confirming that the flow rate of the raw material gas is the set flow rate and that the pressure in the reaction vessel 3111 is stable, two predetermined high frequency power sources 3116 and 3117 having different oscillation frequencies are supplied to the high frequency electrode 3114 via the matching box 3115. Supply high frequency power. As a result, glow discharge occurs in the reaction vessel 3111, the source gas is excited and dissociated, and a deposited film is formed on the cylindrical substrate 3113.
[0110]
The deposited film forming apparatus of FIG. 4 is an apparatus in which a conductive substrate 4113 is installed in a reaction vessel.
[0111]
An exhaust pipe 4112 is formed on the bottom surface of the cylindrical reaction vessel, and the other end of the exhaust pipe 4112 is connected to an exhaust device (not shown).
[0112]
The source gas is introduced into the reaction vessel through the source gas introduction pipe 4118. Further, the high frequency power is supplied from the high frequency electrode 4114 into the reaction vessel via the matching box 4115.
[0113]
Formation of a deposited film in the case of using the apparatus of FIG. 4 can be performed by the following procedure.
[0114]
First, the cylindrical substrate 4113 is installed in the reaction vessel, and the inside of the reaction vessel is exhausted through the exhaust pipe 4112 by an exhaust device (not shown). Subsequently, the cylindrical base 4113 is heated and controlled to a predetermined temperature by the heating element 4120.
[0115]
When the cylindrical substrate 4113 reaches a predetermined temperature, the source gas is introduced into the reaction vessel 4111 through the source gas introduction pipe 4118. After confirming that the flow rate of the source gas is the set flow rate and that the pressure in the reaction vessel is stable, a predetermined high-frequency power is supplied to the high-frequency electrode 4114 via the matching box 4115 from a high-frequency power source with an oscillation frequency of 13.56 MHz. To do. As a result, glow discharge occurs in the reaction vessel, the source gas is excited and dissociated, and a deposited film is formed on the cylindrical substrate 4113.
[0116]
As for the frequency of the present invention, it is preferable to use a high frequency in the VHF band, but it is preferable to simultaneously supply a plurality of high frequency powers having different oscillation frequencies to the same electrode. in this case,
The relationship between the oscillation frequencies of the high frequency power supplies 3116 and 3117 is that, for example, the high frequency power supply 3116 supplies a first high frequency power (frequency f1, power value P1), and 3117 indicates a second high frequency power (frequency. f2 and power value P2) when the second high-frequency power supply is supplied,
30MHz ≦ f2 <f1 ≦ 250MHz
0.1 ≦ P2 / (P1 + P2) ≦ 0.9
A power supply that can be used is used.
[0117]
Further, the first high frequency power supply may be provided with a high pass filter having a cutoff frequency characteristic lower than f1 and higher than f2. Similarly, the second high-frequency power supply may be provided with a low-pass filter having a cutoff frequency characteristic higher than f2 and lower than f1. Higher frequency selectivity is more preferable because the other power that wraps around each high-frequency power source can be reduced.
[0118]
Also, the power range is
0.2 ≦ P2 / (P1 + P2) ≦ 0.7
Is more preferable.
[0119]
【Example】
Examples The effects of the present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0120]
(Example 1)
Using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3, an electrophotographic photosensitive member for negative charging was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 30 mm and a length of 358 mm according to the method for producing an electrophotographic photosensitive member of the present invention.
[0121]
First, a surface layer containing carbon atoms and silicon atoms is deposited on a silicon wafer substrate and a Corning 7059 glass substrate, and the carbon atom content (C / (Si + C)), that is, the sum of silicon atoms and carbon atoms. The relationship between the carbon atom ratio (C / (Si + C)) and the optical band gap was investigated. The optical band gap of the 7059 glass substrate was measured with a UV-visible measuring device, and the carbon atom content (C / (Si + C)) of the silicon wafer substrate was measured with an RBS (Rutherford backscattering) device. The surface layer was prepared under the conditions shown in Table 1, and the carbon atom content (C / (Si + C)) was changed by changing the gas flow rate. When the relationship between the carbon atom content (C / (Si + C)) and the optical band gap was examined under these conditions, the result of FIG. 2 was obtained.
[0122]
Next, using the same apparatus, a lower charge injection blocking layer and a photoconductive layer were sequentially laminated on the aluminum cylinder according to the film forming procedure described above under the conditions shown in Table 2. Subsequently, according to the condition based on the relationship of FIG. 2, a first surface layer is formed in a region where the optical band gap increases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases. The second surface layer was sequentially laminated in a region where the optical band gap decreased as the carbon atom content (C / (Si + C)) increased. By changing the combination of the first surface layer and the second surface layer by the above procedure, a total of six types of electrophotographic photoreceptors for negative charging A to F were produced. In addition, diborane gas was used for the first surface layer as a gas species containing the Group 13 element of the periodic table, and 3000 atoms ppm was contained with respect to silicon atoms.
[0123]
(Comparative Example 1)
Similar to Example 1, a lower charge injection blocking layer and a photoconductive layer were sequentially laminated on an aluminum cylinder using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3 under the conditions shown in Table 2. Subsequently, in accordance with the condition based on the relationship of FIG. 2, the first surface layer and the first surface layer satisfying the region where the optical band gap increases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases. Two surface layers were sequentially laminated to produce a negatively charged electrophotographic photosensitive member.
[0124]
The surface layer produced in Comparative Example 1 is First surface layer of carbon atom content (C / (Si + C)) and carbon atom content (C / (Si + C)) shown in Table 4 A second surface layer was formed. In addition, diborane gas was used for the first surface layer as a gas species containing the Group 13 element of the periodic table, and 3000 atoms ppm was contained with respect to silicon atoms.
[0125]
(Comparative Example 2)
Similar to Example 1, a lower charge injection blocking layer and a photoconductive layer were sequentially laminated on an aluminum cylinder using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3 under the conditions shown in Table 2. Subsequently, in accordance with the conditions based on the relationship of FIG. 2, the first surface layer and the first surface layer satisfying the region where the optical band gap decreases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases. Two surface layers were sequentially laminated to produce a negatively charged electrophotographic photosensitive member.
[0126]
The surface layer produced in Comparative Example 2 is First surface layer of carbon atom content (C / (Si + C)) and carbon atom content (C / (Si + C)) shown in Table 4 A second surface layer was formed. In addition, diborane gas was used for the first surface layer as a gas species containing the Group 13 element of the periodic table, and 3000 atoms ppm was contained with respect to silicon atoms.
[0127]
(Comparative Example 3)
Similar to Example 1, a lower charge injection blocking layer and a photoconductive layer were sequentially laminated on an aluminum cylinder using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3 under the conditions shown in Table 2. Subsequently, a surface layer having the conditions shown in Table 3 was laminated in one layer without being divided into two layers as in the example, and a negatively charged electrophotographic photosensitive member was produced.
[0128]
In Comparative Example 3, high-frequency power was introduced at an oscillation frequency of 105 MHz only introduced into the high-frequency electrode.
[0129]
Characteristics of the negatively charged electrophotographic photosensitive member thus produced were evaluated as follows.
[0130]
<Chargeability>
The electrophotographic photosensitive member is installed in an electrophotographic apparatus (Canon GP405), the process speed is 200 mm / sec, the pre-exposure (LED with a wavelength of 660 nm), the light quantity is 4 lx · s, and the current value of the charger is −800 μA The surface potential of the photoconductor without irradiation of image exposure (semiconductor laser with a wavelength of 655 nm) was measured by a potential sensor of a surface electrometer (TREK's Model 344) set at the position of the developing unit, and this was used as the charging ability. .
[0131]
<Sensitivity>
After adjusting the current value of the charger so that the surface potential becomes −400 V (dark potential) under the above-mentioned conditions, the electrophotographic photosensitive member is irradiated with image exposure (semiconductor laser with a wavelength of 655 nm), and the image exposure light source The light amount was adjusted so that the surface potential was -50 V (bright potential), and the exposure amount at that time was defined as sensitivity.
[0132]
<Characteristic unevenness>
The charging ability was measured over the entire region of the photoreceptor in the bus bar direction, the maximum value and the minimum value for each average value were determined, and then (maximum value) / (minimum value) was determined. The characteristic having the maximum value was regarded as the characteristic unevenness. The closer the value is to 1, the better the uniformity.
[0133]
<Fusion>
Modify the pressing pressure of the cleaning blade of the electrophotographic apparatus (Canon GP405) to be 1/2 times, further change the environmental conditions to room temperature and low humidity environment of 25 ℃ / 10%, and use 1% original. This created an environment where fusion is likely to occur. An electrophotographic photosensitive member was installed in such an acceleration tester, and 100,000 sheets were endured. The image of the image and the surface of the electrophotographic photosensitive member during and after the endurance and the surface of the electrophotographic photosensitive member were observed with a microscope to observe the number of fusion occurrences.
[0134]
<Strong exposure image flow>
The evaluation of the strong exposure image flow is made by preparing a test chart in which the black portion and the white portion shown in FIG. 5 are arranged with a constant width a and narrowing the line width a with an electrophotographic apparatus (GP405 manufactured by Canon). The measurement was performed with the minimum line width a that can be reproduced and resolved on the copy image. That is, when the line width a is narrowed, if the line width a becomes equal to or smaller than a certain line width a, minute blur due to the image flow of the outline of the adjacent black portion on the image overlaps, effectively making the resolution impossible. The line width a at that time was used as an index representing the degree of image flow.
[0135]
<Micro crack>
Regarding the presence or absence of microcracks, the electrophotographic photosensitive member produced under each condition was left in a container adjusted to a temperature of −50 ° C. for 12 hours, and then immediately adjusted to a temperature of 80 ° C. and a humidity of 80%. Leave in for 2 hours. When this cycle was repeated 10 times and an image was produced with a halftone image, the number of minute cracks that appeared in the image was checked.
[0136]
For each item, a relative comparison was performed by setting the evaluation value of the negatively charged electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 3 to 100.
[0137]
The results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 4. A first surface layer is formed in a region where the optical band gap increases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases, and the carbon atom content (C / (Si + C)) When the second surface is formed in a region where the optical bandgap decreases as the value increases, fusion, image flow, microcracks, etc. do not occur and very good results are obtained. Good results were also obtained for electrical characteristics. In addition, when the difference in optical band gap between the first surface layer and the second surface layer was 0.3 eV or less, particularly good results were obtained in terms of electrical characteristics.
[0138]
On the other hand, Comparative Example 1 formed with only the increased region of the optical band gap and Comparative Example 2 formed with only the decreased region have a smaller degree of improvement, and in Comparative Example 1, the fusion is worse than Comparative Example 3. Met.
[0139]
[Table 1]
Figure 0004562163
[0140]
[Table 2]
Figure 0004562163
[0141]
[Table 3]
Figure 0004562163
[0142]
[Table 4]
Figure 0004562163
(Example 2)
Using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3, a negatively charged electrophotographic photosensitive member was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 30 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 5.
[0143]
First, a surface layer containing carbon atoms and silicon atoms is deposited on a silicon wafer substrate and a Corning 7059 glass substrate, and the relationship between the carbon atom content (C / (Si + C)) and the optical band gap is investigated. It was. In this example, the regions where the optical band gap increases and decreases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases are examined by changing the flow rates of silane gas and methane gas. The first surface layer is formed in a region where the optical band gap increases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases, and the second surface layer has a carbon atom content ( It is formed in a region where the optical band gap decreases as C / (Si + C)) increases, and the difference between the optical band gaps of the first surface layer and the second surface layer is 0.05 eV. It was combined as follows.
[0144]
In Example 2, the content of the Group 13 element of the periodic table with respect to the silicon atoms contained in the first surface layer is 50 atom ppm, 100 atom ppm, 5000 atom ppm, 10000 atom ppm, 30000 atom ppm, It was changed to 35000 atoms ppm. In this example, diborane gas was used as a gas species containing the Group 13 element of the periodic table.
[0145]
Table 6 shows the results of relative evaluation performed on each of the produced electrophotographic photosensitive members in the same manner as in Example 1. As is clear from Table 6, the negatively charged electrophotographic photosensitive member having the first surface layer in which the content of the Group 13 element with respect to the silicon atom is 100 atomic ppm to 30000 atomic ppm is In particular, an effect was obtained with respect to improvement of image quality and suppression of image flow.
[0146]
[Table 5]
Figure 0004562163
[0147]
[Table 6]
Figure 0004562163
Example 3
Using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3, a positively charged electrophotographic photoreceptor was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 30 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 7.
[0148]
First, a surface layer containing carbon atoms and silicon atoms is deposited on a silicon wafer substrate and a Corning 7059 glass substrate, and the carbon atom content (C / (Si + C)) is changed by changing the flow rates of silane gas and methane gas. The region in which the optical band gap increases and the region in which the optical band gap decreases with increasing is investigated. The first surface layer is formed in a region where the optical band gap increases as the carbon atom content (C / (Si + C)) increases, and the second surface layer has a carbon atom content ( It is formed in a region where the optical band gap decreases as C / (Si + C)) increases, and the difference between the optical band gaps of the first surface layer and the second surface layer is 0.1 eV. It was combined as follows.
[0149]
In Example 3, the content of the Group 15 element in the periodic table with respect to the silicon atoms contained in the first surface layer is 50 atom ppm, 100 atom ppm, 5000 atom ppm, 10000 atom ppm, 30000 atom ppm, It was changed to 35000 atoms ppm. In this example, phosphine gas was used as a gas species containing the Group 15 element of the periodic table.
[0150]
(Comparative Example 4)
As in Example 3, the lower charge injection blocking layer and the photoconductive layer were sequentially laminated on the aluminum cylinder under the conditions shown in Table 8 using the deposited film forming apparatus shown in FIG. Instead of being divided into two layers as in the examples, a single layer was laminated in the same manner as in Comparative Example 3 to produce a positively charged electrophotographic photosensitive member.
[0151]
In Comparative Example 4, high-frequency power was introduced with an oscillation frequency introduced to the high-frequency electrode only of 105 MHz.
[0152]
The characteristics of the positively charged electrophotographic photosensitive member thus produced were evaluated as follows.
[0153]
<Chargeability>
The electrophotographic photosensitive member is installed in an electrophotographic apparatus (a Canon GP405 modified for positive charge evaluation), the process speed is 200 mm / sec, the pre-exposure (LED with a wavelength of 660 nm), the light quantity of 4 lx · s, the current value of the charger Measure the surface potential of the photoconductor without image exposure (semiconductor laser with a wavelength of 655 nm) by the potential sensor of the surface potentiometer (Model 344 of TREK) set at the position of the developing unit of the electrophotographic apparatus under the condition of 1000 μA. It was designated as charging ability.
[0154]
<Strong exposure image flow>
For the evaluation of strong exposure image flow, a test chart in which a black portion and a white portion shown in FIG. 5 are arranged with a constant width a by an electrophotographic apparatus (a Canon GP405 modified for positive charge evaluation) is prepared. When the line width a was narrowed, the reproduction was performed on the copy image, and the minimum line width a that could be resolved was used. That is, when the line width a is narrowed, if the line width a becomes equal to or smaller than a certain line width a, minute blur due to the image flow of the outline of the adjacent black portion on the image overlaps, effectively making the resolution impossible. The line width a at that time was used as an index representing the degree of image flow.
[0155]
For each item, a relative comparison was performed with the evaluation value of the positively charged electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 4 set to 100.
[0156]
Table 9 shows the results of Example 3 and Comparative Example 4. As is apparent from Table 9, the electrophotographic photosensitive member having the first surface layer in which the content of Group 15 element in the periodic table with respect to silicon atoms is 100 atoms to 30,000 ppm is improved in chargeability and image flow. In particular, an effect was obtained with respect to suppression.
[0157]
[Table 7]
Figure 0004562163
[0158]
[Table 8]
Figure 0004562163
[0159]
[Table 9]
Figure 0004562163
[0160]
【The invention's effect】
According to the present invention, the charge quality, the improvement of sensitivity, and the reduction of characteristic unevenness are compatible at a high level, and the image quality is dramatically improved by reducing the strong exposure image flow, fusing and minute cracks generated on the surface of the photoreceptor. An improved electrophotographic photoreceptor composed of a non-single crystal material based on silicon atoms can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an example of a suitable layer configuration of an electrophotographic photosensitive member of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the carbon content in the surface layer and the optical band gap in the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a deposited film forming apparatus applicable to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a deposited film forming apparatus applicable to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an example of a test chart.
[Explanation of symbols]
100 electrophotographic photoreceptor
101 Conductive substrate
102 Photoreceptive layer
103 Photoconductive layer
104 First surface layer
105 Second surface layer
106 Lower charge injection blocking layer
3100 Deposition equipment
3110 Center
3111, 4111 reaction vessel
3112, 4112 Exhaust pipe
3113, 4113 Cylindrical substrate
3114, 4114 High frequency electrode
3115, 4115 Matching box
3116, 3117 High frequency power supply
3118, 4118 Source gas introduction pipe
3119 Shield
3120, 4120 heating element
3121 Rotation axis
3122 Reduction gear
3123 motor
3124 Power distribution board

Claims (15)

排気可能な反応容器内に導電性基体を設置し、高周波電極に供給した高周波電力によってプラズマを生起させ、導電性基体に設けられた光導電層上に、カーボン原子と、周期律表第13族元素又は第15族元素と、を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第一の表面層及びカーボン原子を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第二の表面層を順次積層させる電子写真感光体の製造方法において、
層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが増加していく関係を満たした領域で該第一の表面層を形成し、層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少していく関係を満たした領域で該第二の表面層を形成することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
A conductive substrate is placed in an evacuable reaction vessel, plasma is generated by the high frequency power supplied to the high frequency electrode , carbon atoms and group 13 of the periodic table are formed on the photoconductive layer provided on the conductive substrate. A first surface layer composed of a non-single crystal film based on silicon atoms containing an element or a group 15 element and a second surface layer composed of a non-single crystal film based on silicon atoms containing carbon atoms In the manufacturing method of the electrophotographic photoreceptor to be sequentially laminated,
The first surface layer is formed in a region satisfying the relationship in which the optical band gap increases as the number of carbon atoms contained in the layer increases, and optical increases as the number of carbon atoms contained in the layer increases. And forming the second surface layer in a region satisfying a relation in which the effective band gap decreases.
前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップの差が0.3eV以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体の製造方法。2. The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to claim 1 , wherein a difference in optical band gap between the first surface layer and the second surface layer is 0.3 eV or less. 前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップが同じ値からなる表面層を形成することを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光体の製造方法。3. The method of manufacturing an electrophotographic photosensitive member according to claim 2, wherein a surface layer having the same optical band gap between the first surface layer and the second surface layer is formed. 前記第一の表面層に含有される周期律表第13族元素の場合はホウ素原子、第15族元素の場合はリン原子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。Boron atom in the case of periodic table Group 13 element contained in the first surface layer, in the case of Group 15 element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the phosphorus atom A method for producing an electrophotographic photoreceptor. 前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量が100原子ppm以上30000原子ppm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。5. The electrophotography according to claim 1 , wherein in the first surface layer, a content of a Group 13 element in the periodic table with respect to silicon atoms is 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less. A method for producing a photoreceptor. 前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第15族元素の含有量が100原子ppm以上30000原子ppm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。5. The electrophotography according to claim 1 , wherein in the first surface layer, the content of a Group 15 element in the periodic table with respect to silicon atoms is 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less. A method for producing a photoreceptor. 前記高周波電極に供給する高周波電力において、その発振周波数が30MHz以上250MHz以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。7. The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to claim 1 , wherein the high frequency power supplied to the high frequency electrode has an oscillation frequency of 30 MHz to 250 MHz. 前記高周波電力は周波数が30MHz以上250MHz以下の高周波電力を少なくとも2つ含み、該周波数範囲内にあるこれらの高周波電力が有する電力値の中で最も大きい電力値と次に大きい電力値を有する高周波電力について、そのうち周波数の高い方の高周波電力の電力値をP1、周波数の低い方の高周波電力の電力値をP2としたとき、前記電力値P1,P2が、0.1≦P2/(P1+P2) ≦ 0.9の条件を満たす、請求項7に記載の電子写真感光体の製造方法。The high-frequency power includes at least two high-frequency powers having a frequency of 30 MHz to 250 MHz, and has the highest power value and the next highest power value among the power values of these high-frequency powers in the frequency range. When the power value of the high frequency power having the higher frequency is P1 and the power value of the high frequency power having the lower frequency is P2, the power values P1 and P2 are 0.1 ≦ P2 / (P1 + P2) ≦ The method for producing an electrophotographic photosensitive member according to claim 7, wherein the condition of 0.9 is satisfied. 導電性基体上に、光導電層と、カーボン原子と、周期律表第13族元素又は第15族元素と、を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第一の表面層と、該第一の表面層上に設けられ、カーボン原子を含むシリコン原子を母体とする非単結晶膜からなる第二の表面層と、を有する電子写真感光体において、
前記第一の表面層は該層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが増加していく関係を満たした領域で形成され、前記第二の表面層は該層内に含有するカーボン原子の増加に伴って光学的バンドギャップが減少していく関係を満たした領域で形成されたものであることを特徴とする電子写真感光体。
A conductive substrate, a photoconductive layer, and the carbon atom, a Group 13 element or Group 15 element of the periodic table, a first surface layer of non-single-crystal film as a matrix of silicon atoms including, An electrophotographic photoreceptor having a second surface layer provided on the first surface layer and comprising a non-single-crystal film based on silicon atoms containing carbon atoms,
The first surface layer is formed in a region satisfying a relationship in which an optical band gap increases with an increase in carbon atoms contained in the layer, and the second surface layer is contained in the layer. An electrophotographic photoreceptor characterized in that it is formed in a region satisfying a relationship in which the optical band gap decreases as the number of carbon atoms increases.
前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップの差が0.3eV以下であることを特徴とする請求項9に記載の電子写真感光体。The electrophotographic photosensitive member according to claim 9 , wherein a difference in optical band gap between the first surface layer and the second surface layer is 0.3 eV or less. 前記第一の表面層と前記第二の表面層との光学的バンドギャップが同じ値であることを特徴とする請求項10に記載の電子写真感光体 The electrophotographic photosensitive member according to claim 10, wherein optical band gaps of the first surface layer and the second surface layer have the same value . 前記第一の表面層に含有される周期律表第13族元素の場合はホウ素原子、第15族元素の場合はリン原子であることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の電子写真感光体。Boron atom in the case of Group 13 elements of the periodic table contained in the first surface layer, in the case of Group 15 element of any one of claims 9 to 11, characterized in that the phosphorus atom Electrophotographic photoreceptor. 前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表第13族元素の含有量が100原子ppm以上30000原子ppm以下であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の電子写真感光体。The electrophotography according to any one of claims 9 to 12 , wherein in the first surface layer, the content of a Group 13 element in the periodic table with respect to silicon atoms is 100 atom ppm or more and 30000 atom ppm or less. Photoconductor. 前記第一の表面層において、シリコン原子に対する周期律表15族元素の含有量が100原子ppm以上30000原子ppm以下であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の電子写真感光体。In the first surface layer, the electrophotographic of any of claims 9-12 the content of periodic table Group 15 element based on silicon atoms is equal to or less than 30000 atomic ppm to 100 atomic ppm Photoconductor. 前記第一の表面層に周期律表第13族元素が含有され、負帯電用電子写真感光体として用いられることを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の電子写真感光体。The electrophotographic photosensitive member according to any one of claims 9 to 13 , wherein the first surface layer contains a Group 13 element of the periodic table and is used as a negatively charged electrophotographic photosensitive member.
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