(57)【要約】【課題】  電子写真感光体の表面上に存在する突起と呼ばれる異常成長部分による画像欠陥を防止する。【解決手段】  排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な成膜炉内で、非単結晶材料からなる層を形成する電子写真感光体の製造方法であって、成膜炉内に少なくとも表面が導電性の基体を設置し、該基体上に非単結晶材料からなる第１の層を形成する工程と、該第１の層を堆積した基体を、一旦成膜炉から取り出す工程と、該該第１の層の最表面に研磨加工を施す工程と、再び成膜炉内に第１の層を積層した基体を設置し、研磨加工後の第１の層を堆積した基体を設置し、少なくとも酸素原子を含んだガスを高周波電力により分解し、前記研磨加工後の第１の層の最表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理後の基体上に非単結晶材料からなる第２の層を、再び堆積させる工程とを有する電子写真感光体の製造方法。【選択図】  図２
2006058532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非単結晶材料からなる層を含む電子写真感光体の製造方法において、
第１ステップとして、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な成膜炉内に導電性の表面を有する円筒状基体を設置し、原料ガスを高周波電力により分解し、該基体上に非単結晶材料からなる第１の層を堆積する工程と、
第２ステップとして、該第１の層を堆積した基体を、一旦成膜炉から取り出す工程と、
第３ステップとして、該第１の層の最表面に研磨加工を施す工程と、
第４ステップとして、前記研磨加工後の第１の層を堆積した基体を設置し、少なくとも酸素原子を含んだガスを高周波電力により分解し、前記研磨加工後の第１の層の最表面にプラズマ処理を施す工程と、
第５ステップとして、前記プラズマ処理後の基体上に非単結晶材料からなる第２の層を、堆積させる工程とを有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【請求項２】
前記第４ステップのプラズマ処理は、処理ガスとして四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガス、酸素(Ｏ2)、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)、二酸化炭素(ＣＯ2)のなかから１つ選択され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。
【請求項３】
前記四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガスは、酸素(Ｏ2)の混合比率が15Ｖol.%以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項４】
前記第４ステップのプラズマ処理の後、水素(Ｈ2)または不活性ガスのプラズマ処理を行う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。
【請求項５】
前記第４ステップに進む前に、第１の層の表面を水と接触させ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。
【請求項６】
前記第１の層の最表面が少なくとも炭素原子、珪素原子を含む炭化珪素層からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項７】
前記第２の層が少なくとも炭素原子、珪素原子を含む炭化珪素層からな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。
【請求項８】
前記第２の層が炭素原子を母材とする非単結晶材料からな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。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法により製造された電子写真感光体。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子写真感光体を用いる電子写真装置。
【請求項１１】
前記電子写真装置の帯電手段が、磁気ブラシ帯電器を用いた接触帯電手段からなることを特徴とする請求項10に記載の電子写真装置。
【請求項１２】
少なくとも導電性の表面を有する円筒状基体上に、非単結晶材料からなる第１の層と該第１の層上に非単結晶材料からなる第２の層を積層させた電子写真感光体において、第１の層内の突起は第１の層表面で成長が停止しており、第２の層との界面領域に酸素原子が含まれていることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項１３】
第２の層との界面領域に含まれる酸素原子は、界面領域の厚さ方向において酸素原子の含有量分布がピークを有することを特徴とする請求項12に記載の電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像欠陥の少ない、アモルファスシリコン電子写真感光体の製造方法、その電子写真感光体、及び電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスシリコン系感光体(以下、アモルファスシリコンをa-Ｓiとも略記する)は、優れた耐磨耗性や耐熱性、光感度特性、無公害性などの特徴を有している。
【０００３】
しかし、プラズマＣＶＤ法で堆積するa-Ｓi膜は、基体表面に数μｍオーダーのダストが付着していた場合、成膜中にそのダストを核として異常成長して、いわゆる「突起」が生じてしまうことがある。突起はダストを起点とした図１のような円錐形を逆転させた形をしており、突起部分では局在準位が非常に多いために低抵抗化し、帯電電荷が基体側に抜けてしまうという性質を持っている。このため、突起のある部分は、画像上では反転現像方式の場合、べた白画像に黒い点、いわゆる「ぽち」と呼ばれる画像欠陥の原因となる。
【０００４】
画像欠陥対策として、従来のa-Ｓi系電子写真感光体作製方法は、第１の層堆積後の基体を反応炉から取り出し、その後再び反応炉に戻し第２の層を堆積することで画像欠陥を低減することが出来ること、また、第１の層堆積後に反応炉から取り出した基体表面を水との接触、更には表面を軽くエッチングすることで密着性を向上させることが出来る(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
また、感光体上に存在する突起に対して、突起を研磨して平坦化し、その後、表面層が除去されて光導電層が露出した突起部分にコロナ放電を用いて酸化処理を行うことで画像欠陥の発生を抑制出来る(例えば、特許文献２参照)。
【０００６】
また、a-Ｓi感光体を帯電する方法としては、コロナ帯電を用いたコロナ帯電方式、導電性ローラーを用い直接放電で帯電を行うローラー帯電方式、磁性粒子等により接触面積を十分にとり、電荷を感光体表面に直接注入することにより帯電を行う注入帯電方式などがある。中でも、コロナ帯電方式やローラー帯電方式は放電を用いるために感光体表面に放電生成物が付着しやすい。加えてa-Ｓi感光体は有機感光体などに比べてはるかに高硬度な表面層を持っているために放電生成物が表面に残存しやすく、高湿環境下などで水分の吸着によって放電生成物と水分が結合して表面を低抵抗化させ、表面の電荷が移動しやすくなって画像流れ現象が発生する場合がある。そのため、表面の摺擦方法や感光体の温度管理方法など、様々な工夫が必要となる場合があった。
【０００７】
これに対して、注入帯電方式は放電を積極的に用いることはせずに、感光体表面に接触した部分から直接電荷を注入する帯電方式であるために画像流れといった現象は発生しにくい。また、接触帯電である注入帯電方式は、コロナ帯電方式が電流制御型であるのに対し、電圧制御型であるため、帯電電位のムラを比較的小さくしやすいというメリットがある。従来の注入帯電方式では、磁性体と磁性粒子からなる磁気ブラシ状粒子の接触帯電部材を感光体表面に接触させることで帯電性能向上が得られる(例えば、特許文献３参照)。
【特許文献１】特開2003-149841号公報
【特許文献２】特開平７-64312号公報等
【特許文献３】特開平８-6353号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の電子写真感光体製造方法により、ある程度実用的な画質を有する電子写真感光体を得ることが可能になった。
【０００９】
しかし、カラー複写機の高画質化に向けて、画像欠陥に対する要求は年々厳しくなっており、より高品質な電子写真感光体が望まれている。
【００１０】
その為、従来の電子写真感光体に比べ、更に画像欠陥を低減可能にする作製技術の確立が要求されている。
【００１１】
また、前述したように種々のメリットを持つ注入帯電方式であるが、例えば磁気ブラシ帯電器を用いた接触注入帯電方式では、磁気ブラシが感光体表面を直接摺擦する為、上部阻止層および表面層の作成方法を慎重に管理した良好な密着性を持った電子写真感光体を作製する必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、上述のごとき従来の電子写真感光体における諸問題を、電気的特性を犠牲にすることなく克服して、画像欠陥が少なく高耐久の電子写真感光体の製造方法、その電子写真感光体、及び電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上述の問題を解決し、電気特性に何ら悪影響を与えず、ポチといった画像欠陥を大幅に改善し、且つ、高耐久性からなる電子写真感光体を実現する為に、鋭意研究を重ねた結果、上記の目的を良好に達成できることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
即ち、本発明は、非単結晶材料からなる層を含む電子写真感光体の製造方法であって、第１ステップとして、排気手段と原料ガス供給手段を備えた真空気密可能な成膜炉内に導電性の表面を有する円筒状基体を設置し、原料ガスを高周波電力により分解し、該基体上に非単結晶材料からなる第１の層を堆積する工程と、第２ステップとして、該第１の層を堆積した基体を、一旦成膜炉から取り出す工程と、第３ステップとして、該第１の層の最表面に研磨加工を施す工程と、第４ステップとして、前記研磨加工後の第１の層を堆積した基体を設置し、少なくとも酸素原子を含んだガスを高周波電力により分解し、前記研磨加工後の第１の層の最表面にプラズマ処理を施す工程と、第５ステップとして、前記プラズマ処理後の基体上に非単結晶材料からなる第２の層を、再び堆積させる工程とを有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。第４ステップのプラズマ処理は、原料ガスとして四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガス、酸素(Ｏ2)、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)、二酸化炭素(ＣＯ2)のなかから１つ選択されることが好ましい。更に、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガスは、酸素(Ｏ2)の混合比率が15 Ｖol.%以上であることが好ましい。更に、第４ステップのプラズマ処理の後、引き続き水素(Ｈ2)または不活性ガスのプラズマ処理を行うことが好ましい。更に、第４ステップに進む前に、第１の層の表面を水と接触させる処理が施されることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、少なくとも導電性の表面を有する円筒状基体上に、非単結晶材料からなる第１の層と該第１の層上に非単結晶材料からなる第２の層を積層させた電子写真感光体であって、第１の層内の突起は第１の層表面で成長が停止しており、第２の層との界面領域に酸素原子が含まれていることを特徴とする電子写真感光体である。第２の層との界面領域に含まれる酸素原子は、界面領域の厚さ方向において酸素原子の含有量分布がピークを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、研磨加工後の突起上に、少なくとも酸素原子を含んだガスを使用してプラズマ処理を施し、更に第２の層を形成することで、突起に起因する画像欠陥の低減効果が向上する。また、上述のプラズマ処理を施すことで、密着性が向上し、高耐久性が可能となる。
【００１７】
上記の構成を採ることで、本発明の電子写真感光体は、高耐久性を維持し且つ、感光体表面に存在する突起に起因する画像欠陥が飛躍的に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明者らは、非単結晶材料からなる感光体、特にa-Ｓi感光体における重要な問題点である、突起に起因する画像欠陥の改善を検討してきた。特に、堆積膜形成途中に反応炉壁や炉内の構造物からの膜剥がれによって発生する突起による画像欠陥を防止するために鋭意努力してきた。
【００１９】
前述のように、突起がポチのような画像欠陥になるのは、突起部分の局在準位が多く、そこが低抵抗化し、帯電電荷が基体側に抜けてしまうからである。ところが、成膜途中に付着したダストによって発生する突起は基板からではなく、堆積膜の途中から成長している。その為、基板からの電荷注入は阻止されており、突起の表面に何らかの電荷阻止を有する層を設けて帯電電荷の注入を防止すれば、たとえ突起が存在しても画像欠陥にはならない可能性がある。例えば、突起表面からの電荷阻止を有する層として突起表面の表面酸化を利用することも好ましいが、表面酸化層は電子写真感光体表面の摺擦の影響が大きい接触帯電方式のような電子写真プロセスでは画像欠陥の長期安定性を損なう場合があった。その為、いかなる電子写真プロセスにおいても画像欠陥の低減を長期に亘って安定して維持できるような電子写真感光体の製造方法が必要となり、例えば、ある程度の硬度を有した第２の層を設けることが有効となる。
【００２０】
そこで、本発明者らは、堆積膜の途中から突起が成長する成膜条件を選び、この条件で作製した感光体の表面を研磨加工し、研磨加工後の表面にプラズマ処理を施し第２の層を設ける実験を行った。その結果、プラズマ処理の有無、更にはプラズマ処理の条件によっては密着性と画像欠陥の低減効果に差があることが明らかとなった。具体的には、プラズマ処理条件として少なくとも酸素原子を含んだガスを使用することで密着性の向上と画像欠陥低減が可能であることが判明した。効果が得られる理由について、詳細は不明であるが、第１の層と第２の層との界面部で酸化領域の形成が、影響していると考えている。即ち、密着性の向上は酸素原子が珪素原子および炭素原子との結合強化として機能すること、画像欠陥の更なる低減は酸素原子と珪素原子との結合により帯電電荷の注入阻止として機能することが、理由の１つとして推察される。
【００２１】
以下、図２(Ａ)を用いて説明する。突起が成長している第１の層202上を研磨により突起の頭頂部を平坦化し、その後、第２の層203を形成する。この結果、突起は第１の層202には形成されているが、第２の層203には該突起に起因する突起は形成されていない。この状態で、第２の層203により画像欠陥を低減させる為には、帯電電荷が十分に保持するように突起部での電荷のすり抜けを出来るだけ防止する必要がある。その為、本発明者らは、突起211と第２の層203との接合部に着目し、出来るだけ帯電性能が良好になるように酸化領域を接合部に形成し、画像欠陥を評価したところ効果が向上することを見出した。具体的には、研磨加工後の突起211表面に施すプラズマ処理に関して、少なくとも酸素原子を含有するガスを分解しプラズマ処理を施すことで、突起部での電荷のすり抜けが低減され、画像欠陥の低減効果の向上が得られた。
【００２２】
また、本発明者等は、電子写真装置と電子写真感光体との組合せに関して、更に高画質、高耐久性を実現する為に、様々な電子写真プロセス、様々な感光体製造条件を組み合わせて鋭意検討した。
本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置に関して、磁気ブラシ帯電器を用いた接触帯電方式では、電圧制御方式であるため表面電位の落ち込み幅を軽減することが可能となり、画像欠陥が目立ち難くなることを見出した。その為、本発明からなる電子写真感光体との組合せが、画像欠陥の不良抑制および剥れのない高耐久性との高い次元での両立が可能となることが判明した。
【００２３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
【００２４】
＜本発明に係わるa-Ｓi感光体＞
図２を用いて、本発明に係わる電子写真感光体および製造方法の一例を示す。
【００２５】
図２(Ａ)に示す電子写真感光体は、例えばアルミニウム(Ａl)等の導電性材料からなる基体201上に、第１ステップとして少なくとも珪素原子を含む非単結晶質材料からなる下部阻止層204、光導電層205、少なくとも炭素原子、珪素原子を含む非単結晶材料からなる中間層206を第１の層202として積層する。その後、第２ステップとして一旦第１の層202を積層した基体を成膜炉から取り出し、その後、第３ステップとして、第１の層の表面を研磨する事で突起の頭頂部を平坦化する。そして、第４ステップとして研磨加工後の第１の層を堆積した基体を設置し、少なくとも酸素原子を含んだガスを高周波電力により分解し、研磨加工後の第１の層の最表面にプラズマ処理を施す。その後、第５ステップとして、プラズマ処理後の基体上に第２の層203として積層する。第２の層203は、少なくとも炭素原子、珪素原子を含んだ炭化珪素層や、炭素原子を母材とする非単結晶材料、例えば、水素原子を含んだアモルファスカーボン（a-Ｃ(Ｈ)とも表記）である。
【００２６】
このように製造することによって、第１の層202中から発生している突起211を酸化領域を挟んで第２の層203を堆積することができ、突起211が存在したとしても表面から基体方向への帯電電荷のすり抜けを飛躍的に防止でき、画像欠陥の低減が可能となる。
【００２７】
図２(Ｂ)に示す電子写真感光体は、基体201上に、第１ステップとして少なくとも非単結晶質材料からなる下部阻止層204、光導電層205、少なくとも炭素原子、珪素原子を含む非単結晶材料からなる上部阻止層207、中間層206を第１の層202として積層する。その後、第２ステップとして一旦第１の層202を積層した基体を成膜炉から取り出し、その後、第３ステップとして、第１の層の表面を研磨する事で突起の頭頂部を平坦化する。そして、第４ステップとして研磨加工後の第１の層を堆積した基体を設置し、少なくとも酸素原子を含んだガスを高周波電力により分解し、研磨加工後の第１の層の最表面にプラズマ処理を施す。その後、第５ステップとして、プラズマ処理後の基体上に第２の層203として積層したものである。第２の層203は、少なくとも炭素原子、珪素原子を含んだ炭化珪素層や、炭素原子を母材とする非単結晶材料、例えば、a-Ｃ(Ｈ)である。
【００２８】
このように製造することによって、第１の層202中から発生している突起211を酸化領域を挟んで第２の層203を堆積することができ、突起211が存在したとしても表面から基体方向への帯電電荷のすり抜けを飛躍的に防止でき、画像欠陥の低減が可能となる。
【００２９】
また、第１の層202には、下部阻止層204および上部阻止層207を設けたものである。下部阻止層204および上部阻止層207には、13族原子および15族原子等をドーパントとして選択して含有させて、正帯電、負帯電といった帯電極性の制御も可能となる。
【００３０】
ドーパントとなる第13族原子としては、具体的には、硼素(Ｂ)、アルミニウム(Ａl)、ガリウム(Ｇa)、インジウム(In)、タリウム(Ｔl)等があり、特にＢ、Ａlが好適である。第15族原子としては、具体的には燐(Ｐ)、砒素(Ａs)、アンチモン(Ｓb)、ビスマス(Ｂi)等があり、特にＰが好適である。
【００３１】
＜本発明に係わる基体の材質＞
基体材質としてはアルミニウム(Ａl)およびステンレス等の導電性材料が一般的であるが、例えば各種のプラスチックやガラス、セラミックス等、特には導電性を有しないものにこれら導電性材料を少なくとも光受容層を形成する側の表面に蒸着するなどして導電性を付与したものも用いることができる。
【００３２】
＜本発明に係わる第１の層＞
本発明の第１の層202を構成する光導電層205は、珪素原子を母体とし、更に水素原子を含む非単結晶材料であるアモルファスシリコン(a-Ｓi(Ｈ)とも略記する)からなる膜を利用する。
【００３３】
この光導電層205のa-Ｓi(Ｈ)膜は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって作成可能であるが、プラズマＣＶＤ法を用いて作成した膜は特に高品質の膜が得られるため好ましい。
【００３４】
原料としてはＳiＨ4、Ｓi2Ｈ6、Ｓi3Ｈ8、Ｓi4Ｈ10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)を原料ガスとして用い、高周波電力によって分解することによって作成可能である。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、Ｓi2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。更に、水素(Ｈ2)を含むガスを混合して堆積膜を形成することも、特性を向上する上で好ましい。
【００３５】
このとき、基体の温度は、150℃〜350℃、より好ましくは180℃〜300℃程度の温度に保つことが特性上好ましい。これは基体表面での表面反応を促進させ、充分に構造緩和をさせるためである。
【００３６】
反応容器内の圧力も同様に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１×10-2〜１×103Ｐa、好ましくは５×10-2〜５×102Ｐa、より好ましくは１×10-1〜１×102Ｐaとする。
【００３７】
第１の層202の層厚としては特に限定はないが、製造コストなどを考慮すると15〜50μｍ程度が適当である。
【００３８】
また、必要に応じて設けられる下部阻止層204は、一般的にa-Ｓi(Ｈ)をベースとし、周期表第13族原子(以下、単に第13族原子とも表記)、周期表第15族原子(以下、単に第15族原子とも表記)などのドーパントを含有させることにより基体からのキャリアの注入阻止能を向上させることが可能である。この場合、必要に応じて、Ｃ、Ｎ、Ｏから選ばれる少なくとも１つ以上の原子を含有させることで応力を調整し、感光層の密着性向上の機能を持たせることもできる。
【００３９】
下部阻止層204のドーパントとして用いられる第13族原子、第15族原子としては前述したものが用いられる。また、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は、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10、Ｂ5Ｈ9、Ｂ5Ｈ11、Ｂ6Ｈ10、Ｂ6Ｈ12、Ｂ6Ｈ14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。中でもＢ2Ｈ6は取り扱いの面からも好ましい原料物質の一つである。
【００４０】
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、Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣl3、ＰＣl5、ＰＢr3、ＰI3等のハロゲン化燐、さらにＰＨ4I等が挙げられる。
【００４１】
ドーパントの原子の含有量としては、下部阻止層204中の構成原子の総量に対して１×10-2〜１×104原子ppｍ、より好ましくは５×10-2〜５×103原子ppｍ、最適には１×10-1〜１×103原子ppｍである。
また、必要に応じて設けられる上部阻止層207は、本発明においては少なくとも珪素原子および炭素原子を含有する炭化珪素層からなることが好ましく、例えば、水素原子を含有するアモルファス炭化珪素（a-ＳiＣ(Ｈ)）である。更に、第13族原子あるいは第15族原子を適切に含有させることが必要である。
【００４２】
本発明における第13族原子あるいは第15族原子としては、前述したものが用いられる。
上部阻止層207に含有される第13族あるいは第15族のドーパント原子の含有量は、上部阻止層207の組成や製造方法により一概にはいえないが、一般的には上部阻止層207中の構成原子の総量に対して100原子ppｍ以上、30000原子ppｍ以下とされることが好ましい。
【００４３】
上部阻止層207に含有される第13族あるいは第15族のドーパント原子は、上部阻止層207中に万偏なく均一に分布されていても良いし、あるいは層厚方向に不均一に分布する状態で含有していてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【００４４】
また、上部阻止層207に含有される炭素原子は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向に不均一に分布する状態で含有していてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【００４５】
また、上部阻止層207の全層領域に含有される炭素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決定されるが、珪素原子と炭素原子の総和に対して10原子％から40原子％の範囲とするのが好ましい。
【００４６】
また、上部阻止層207に水素原子が含有されることが必要であるが、これは珪素原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特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。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子％、好適には35〜65原子％、最適には40〜60原子％とするのが望ましい。
【００４７】
また、必要に応じて設けられる第１の層202の最上層には、少なくとも炭素原子、珪素原子を含む非単結晶材料からなる中間層206を形成する。中間層206は、例えば、a-ＳiＣ(Ｈ)である。
【００４８】
中間層206に含有される炭素原子は、該層中に均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向に不均一に分布する状態で含有していてもよいが、少なくとも、研磨される領域(厚さ少なくとも10nｍ以上)では炭素原子と珪素原子の総量に対して50原子％以上90原子％以下であると耐研磨加工性が良好であるとともに感度も良好である。
【００４９】
また、中間層206には水素を含有することが好ましく、水素を含有させることで、珪素原子などの構成原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させることができる。このような観点から、水素の含有率は、最表面中の構成原子の総量に対して好ましくは30原子％以上70原子％以下、より好ましくは35原子％以上65原子％以下、更に好ましくは40原子％以上60原子％以下である。
【００５０】
上部阻止層207および第１の層202の最表面を形成する中間層206において使用される炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、炭素供給効率の良さ等の点でＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ2、Ｈe、Ａr、Ｎe等のガスにより希釈して使用してもよい。
【００５１】
中間層206の層厚としては、通常10nｍ以上5000nｍ以下、好適には50nｍ以上2000nｍ以下、最適には100nｍ以上1000nｍ以下とされるのが望ましいものである。層厚が10nｍ以上であると、a-Ｓi系の感光体を表面研磨しても傷等の発生はない。また、層厚を5000nｍ以下であれば、感光体表面の静電潜像によりトナー像を形成し、該トナー像を複写用紙等に転写した後の、感光体に残留する残留電位が増加することはない。
【００５２】
＜本発明に係わるプラズマ処理＞
本発明に係わるプラズマ処理工程は、第１の層202が形成された後に一旦成膜炉から取り出し、表面研磨装置によって研磨加工後に行われる。
【００５３】
本発明のプラズマ処理で使用する処理ガスは、少なくとも酸素原子を含んだガスを利用し、該処理ガスを高周波電力により分解し、プラズマイオンの生成により最表面処理が施される。処理ガスとして、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガス、酸素(Ｏ2)、一酸化窒素(ＮＯ)、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)、二酸化窒素(ＮＯ2)、一酸化炭素(ＣＯ)、二酸化炭素(ＣＯ2)等のガスが好ましい。特に、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガス、酸素(Ｏ2)、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)、二酸化炭素(ＣＯ2)が取り扱いやすさの点で好ましい。四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガスについては酸化領域の形成が効果的に形成出来る点で、15Ｖol.%以上からなる混合比が好ましい。
【００５４】
ここで、プラズマ処理は、研磨加工後の第１の層を堆積した基体を加熱すること無しに処理しても構わないし、所望の温度に加熱後プラズマ処理を行っても構わない。
また、成膜炉に再度設置する前に、第１の層を形成した基体を洗浄することは、第２の層203の密着性向上やダスト付着低減のために望ましい。具体的な洗浄方法としては、清浄な布や紙で表面を拭き取ってもよいが、望ましくは有機洗浄や水洗浄などにより精密洗浄を行う。特に、近年の環境に対する配慮からは水洗浄がより好ましい。
【００５５】
本発明では、少なくとも酸素原子を含んだプラズマ処理の後、水素または不活性ガスのプラズマ処理を行うことが密着性向上の点でより好ましい。
図７に、本発明によるプラズマ処理を施して作製した電子写真感光体における酸素原子含有量のデプスプロファイルの一例を示す。なお、測定は、ＳＩＭＳ(CAMECA社製、装置名:ＩＭＳ-４Ｆ)で測定したものである。測定条件は、一次イオンのエネルギーが14.5keＶからなるＣｓ+を使用し、二次イオンとしてマイナスイオンを検出した。測定終了時に、スパッタクレータの深さを触針式段差計により実測し、得られたスパッタレートを用いて測定データの横軸を時間から深さに換算した。このようにして得られた図７より、第１の層と第２の層との界面部において酸素原子の含有量分布がピークを示し、酸素原子が存在する領域が形成されていることが判った。
【００５６】
＜本発明に係わる第２の層＞
また、本発明の第２の層203は、少なくとも炭素原子、珪素原子を含んだ炭化珪素層や、炭素原子を母材とする非単結晶材料、例えば、a-Ｃ(Ｈ)であることが好ましい。この第２の層203は、長期間の使用における融着や傷、磨耗の防止する為に設けられる。
【００５７】
本発明において、第２の層203は水素原子が含有されることが必要であるが、これは珪素原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特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。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子％、好適には35〜65原子％、最適には40〜60原子％とするのが望ましい。
【００５８】
第２の層203の形成において使用される珪素(Ｓi)供給用ガスとなり得る物質としては、ＳiＨ4、Ｓi2Ｈ6、Ｓi3Ｈ8、Ｓi4Ｈ10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、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓi供給効率の良さ等の点でＳiＨ4、Ｓi2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。また、これらのＳi供給用の原料ガスを必要に応じてＨ2、Ｈe、Ａr、Ｎe等のガスにより希釈して使用してもよい。
【００５９】
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、炭素供給効率の良さ等の点でＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ2、Ｈe、Ａr、Ｎe等のガスにより希釈して使用してもよい。
【００６０】
反応容器内の圧力も同様に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１×10-2〜１×103Ｐa、好ましくは５×10-2〜５×102Ｐa、最適には１×10-1〜１×102Ｐaとするのが好ましい。
さらに、基体の温度は、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、密着性向上の観点から第１の層形成時の基体温度より低く設定することがより好ましい。具体的には、炭化珪素層を形成する場合、100℃〜330℃、より好ましく150℃〜270℃とするのが望ましい。炭素原子を母材とする非単結晶材料、例えば、a-Ｃ(Ｈ)の場合は、20℃以上50℃、好ましくは、室温程度、例えば、25℃に選択することが好ましい。
【００６１】
炭化珪素層の炭素含有量は珪素原子と炭素原子の総和に対して50％から90％の範囲が好ましい。
【００６２】
＜本発明に係わるa-Ｓi感光体成膜装置＞
図３は、第１の層および第２の層形成を行うＲＦ帯の高周波電源を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による感光体の成膜装置の一例を模式的に示したものである。
【００６３】
この装置は大別すると、成膜装置(3100)、原料ガス供給装置(3200)、カソード電極(3111)内を減圧にするための排気装置(図示せず)から構成されている。成膜装置(3100)中のカソード電極(3111)内には導電性の表面を有する円筒状基体(3112)、基体加熱用ヒーター(3113)、原料ガス導入管(3114)が設置され、さらに高周波マッチングボックス(3115)が接続されている。
【００６４】
原料ガス供給装置(3200)は、ＳiＨ4、ＧeＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ(3221〜3226)とバルブ(3231〜3236、3241〜3246、3251〜3256)及びマスフローコントローラー(3211〜3216)から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ(3260)を介してカソード電極(3111)内の原料ガス導入管(3114)に接続されている。
【００６５】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行うことができる。
【００６６】
先ず、カソード電極(3111)内に導電性の表面を有する円筒状基体(3112)を設置し、不図示の排気装置(例えば真空ポンプ)によりカソード電極(3111)内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター(3113)により導電性の表面を有する円筒状基体(3112)の温度を150℃乃至350℃の所定の温度に制御する。
【００６７】
堆積膜形成用の原料ガスをカソード電極(3111)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(3231〜3236)、反応容器のリークバルブ(3117)が閉じられていることを確認し、又、流入バルブ(3241〜3246)、流出バルブ(3251〜3256)、補助バルブ(3260)が開かれていることを確認して、まずメインバルブ(3118)を開いてカソード電極(3111)及びガス配管内(3116)を排気する。
【００６８】
次に、真空計(3119)の読みが約0.1Ｐa以下になった時点で補助バルブ(3260)、流出バルブ(3251〜3256)を閉じる。その後、ガスボンベ(3221〜3226)より各ガスをバルブ(3231〜3236)を開いて導入し、圧力調整器(3261〜3266)により各ガス圧を0.2ＭＰaに調整する。次に、流入バルブ(3241〜3246)を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー(3211〜3216)内に導入する。
【００６９】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。
【００７０】
導電性の表面を有する円筒状基体(3112)が所定の温度になったところで流出バルブ(3251〜3256)のうちの必要なもの及び補助バルブ(3260)を徐々に開き、ガスボンベ(3221〜3266)から所定のガスをガス導入管(3114)を介してカソード電極(3111)内に導入する。次にマスフローコントローラー(3211〜3216)によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、カソード電極(3111)内の圧力が１×102Ｐa以下の所定の圧力になるように真空計(3119)を見ながらメインバルブ(3118)の開口を調整する。内圧が安定したところで、印加する高周波電力は周波数１ＭＨz〜50ＭＨz、例えば13.56ＭＨzの高周波電力を、高周波マッチングボックス(3115)を通じてカソード電極(3111)内に導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、導電性の表面を有する円筒状基体(3112)上に所定の珪素原子を主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００７１】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスがカソード電極(3111)内、流出バルブ(3251〜3256)からカソード電極(3111)に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ(3251〜3256)を閉じ、補助バルブ(3260)を開き、さらにメインバルブ(3118)を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
【００７２】
また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、導電性の表面を有する円筒状基体(3112)を駆動装置(不図示)によって所定の速度で回転させることも有効である。
【００７３】
さらに、上述のガス種及びバルブ操作は各々の層の作製条件に従って変更が加えられることは言うまでもない。
【００７４】
基体の加熱方法は、真空仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【００７５】
それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で基体を搬送する方法が用いられる。
【００７６】
＜本発明に係わる表面研磨装置＞
図４に、本発明の電子写真感光体の製造工程において、表面加工に際して利用される表面加工装置の一例、具体的には、表面加工として研磨を行う際に利用される表面研磨装置の一例を示す。図４に示す表面研磨装置の構成例において、加工対象物(円筒状の基体上の堆積膜表面)400は、その表面にa-Ｓiからなる第１の層が堆積された円筒状の基体であり、弾性支持機構420に取り付けられる。図４に示す装置において、弾性支持機構420は例えば空気圧ホルダーが利用され、具体的にはブリヂストン社製空気圧式ホルダー(商品名:エアーピック、型番:ＰＯ45ＴＣＡ＊820)が用いられる。加圧弾性ローラー430は、研磨テープ431を巻回して、加工対象物400のa-Ｓi光導電層または炭化珪素層表面に押圧させる。研磨テープ431は、送り出しロール432から供給され巻き取りロール433に回収される。その送り出し速度は、定量送り出しロール434とキャプスタンローラ435により調整され、また、その張力も調整されている。研磨テープ431には、通常ラッピングテープと呼ばれるものが好適に利用される。第１の層の最表面部を加工する際、ラッピングテープには、砥粒としてはＳiＣ、Ａl2Ｏ3、Ｆe2Ｏ3などが用いられる。具体的には、富士フィルム社製ラッピングテープＬＴ-Ｃ2000を用いた。加圧弾性ローラー430は、そのローラー部は、ネオプレンゴム、シリコンゴムなどの材質からなる。また、ローラー部形状は、長手方向において、中央部の直径が両端部の直径より若干太いものが好ましく、例えば両者の直径差が0.0〜0.6ｍｍの範囲、より好ましくは、0.2〜0.4ｍｍの範囲となる形状がより好ましい。加圧弾性ローラー430は、回転する加工対象物(円筒状基体上の堆積膜表面)400に対して、加圧圧力9.8kＰa〜980kＰaの範囲で加圧しながら、研磨テープ431、例えば、上記のラッピングテープを送り堆積膜表面の研磨を行う。
【００７７】
なお、本発明で実施される表面研磨に対しては、研磨テープを利用する手段以外に、バフ研磨のような湿式研磨の手段を利用することも可能である。また、湿式研磨の手段を利用する際には、研磨加工後、研磨に利用する液の洗浄除去を施す工程を設けるが、その際、表面を水と接触させ、洗浄する処理を併せて実施することができる。
【００７８】
＜本発明に係わる電子写真装置＞
本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の一例を図５に示す。
【００７９】
図５は電子写真装置の画像形成プロセスの一例を示す概略図であって、感光体501が回転して複写操作を行う。感光体501の周辺には、磁気ブラシ注入帯電器503、現像器504、転写紙供給系505、転写帯電器506(a)、分離帯電器506(b)、クリーニングユニット507、搬送系508、除電光源509等が配設されている。
【００８０】
以下、さらに具体的に画像形成プロセスを説明すると、感光体501は磁気ブラシ帯電器503によって一様に帯電される。次にレーザーユニット518から発せられ、ミラー519を経由した光によって静電潜像が形成され、この潜像に現像器504からネガ極性トナーが供給されてトナー像が形成される。レーザーユニット518の制御には、ＣＣＤユニット517からの信号が用いられる。即ち、ランプ510から発した光が原稿台ガラス511上に置かれた原稿512に反射し、ミラー513、514、515を経由し、レンズユニット516のレンズによって結像され、ＣＣＤユニット517によって電気信号に変換された信号が導かれている。
【００８１】
一方、転写紙供給系505を通って、レジストローラー522によって先端タイミングを調整され、感光体501方向に供給される転写材Ｐは高電圧を印加した転写帯電器506(a)と感光体501の間隙において背面から、トナーとは逆極性の正電界が与えられ、これによって感光体表面のネガ極性のトナー像は転写材Ｐに転写する。次いで、高圧ＡＣ電圧を印加した分離帯電器506(b)により、転写材Ｐは転写搬送系508を通って定着装置524に至り、トナー像が定着されて装置外に搬出される。
【００８２】
＜本発明において利用される水洗浄装置＞
本発明の電子写真感光体の製造工程においては、研磨加工の後に、表面に水を接触させる処理を設けることが好ましい。この水を接触させる処理は、水洗浄に相当し、その水洗浄の手順、条件など関しては、例えば、特許第2786756号公報などに開示されている。図６に、本発明の電子写真感光体の製造工程において利用される水洗浄装置一例を示す。
【００８３】
図６に示す処理装置は、処理部602と被処理部材搬送機構603とから構成されている。処理部602は、被処理部材投入台611、被処理部材洗浄槽621、純水接触槽631、乾燥槽641、被処理部材搬出台651とからなっている。洗浄槽621、純水接触槽631ともに、温度調節装置(図示せず)が付属され、それぞれの槽で用いる液温度を一定に保持する構成とされている。搬送機構603は、搬送レール665と搬送アーム661とを具え、搬送アーム661は、レール665上を移動する移動機構662、被処理部材601である堆積膜が形成された導電性基体を保持するチャッキング機構663、及びチャッキング機構663を上下させるためのエアーシリンダー664よりなっている。投入台611上に置かれた被処理部材601は、搬送機構603により洗浄槽621に搬送される。洗浄槽621中には、例えば、界面活性剤水溶液によりなる洗浄液622が入れられており、その中に被処理部材601を浸し、超音波洗浄処理を施すことにより表面に付着している異物、例えば、油や粉体などの洗浄・除去が行なわれる。次に、洗浄済みの被処理部材601は、搬送機構603により純水接触槽631へと運ばれ、所定の液温、例えば25℃に保たれた、抵抗率17.5ＭΩ・cｍの純水がノズル632から50kg・f/cｍ2の圧力で吹き付けられる。この純水吹き付けにより、前工程で残留している洗浄液が洗い流される。純水接触工程の終わった被処理部材601は、搬送機構603により乾燥槽641へと移動され、ノズル642から高温の高圧空気を吹き付けて乾燥される。この乾燥工程の終了した被処理部材601は、搬送機構603により搬出台651に運ばれる。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００８５】
[実施例１]
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表１に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、下部阻止層、光導電層、中間層からなる第１の層まで堆積した基体を作製した。
【００８６】
次いで、第１の層まで堆積した基体を一旦成膜炉から取り出し、基体表面の加工を行った。表面の加工は、図４の研磨装置で富士フィルム社製ラッピングテープ(商品名:ＬＴ-Ｃ2000)を用いて表面研磨を行い、突起の頭頂部を平坦化した。次いで、基体を図３で示した第１の膜を堆積した成膜炉とは別のＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜炉に戻した。その後、表２に示した条件で第１の層の最表面にプラズマ処理を施し、続いて、表３に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ａ)の層構成からなる正帯電用電子写真感光体を作製した。
【００８７】
なお、本実施例では表２に示すようにプラズマ処理条件として、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)混合ガスの酸素混合比を変化させた。
【００８８】
また、作製した電子写真感光体について、ＳＩＭＳ(CAMECA社製、装置名:ＩＭＳ-４Ｆ)により酸素原子の含有量のデプスプロファイルを測定し、第１の層と第２の層との界面部の厚さ方向における酸素原子の最大含有量を算出した。結果は、表２に示す。
【００８９】
なお、ＳＩＭＳの測定条件は、一次イオンのエネルギーが14.5keＶからなるＣｓ+を使用し、二次イオンとしてマイナスイオンを検出した。また、測定終了時に、スパッタクレータの深さを触針式段差計により実測してスパッタした膜厚を求めた。次にこの膜厚とＳＩＭＳのスパッタ時間からスパッタレートを算出した。得られたスパッタレートを用いて測定データの横軸を時間から深さに換算し、第２の層の最表面からの深さを求めた。
【００９０】
【表１】
2006058532.tif 000003
【００９１】
【表２】
2006058532.tif 000004
【００９２】
【表３】
2006058532.tif 000005
【００９３】
以上の手順で得られた感光体は正帯電で用いられる感光体であり、次のように評価した。
【００９４】
(画像欠陥)
一次帯電器として磁気ブラシ帯電器を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置に、本実施例で作製した電子写真感光体を装着して画像形成を行った。具体的には、磁気ブラシ帯電用に改造したキヤノン製iＲ6000(プロセススピード265ｍｍ/sec)で、磁気ブラシ帯電器には交流電圧(1.2kＶpp、1.0kＨz)を印加し、更に+550Ｖの直流電圧を重畳させた。こうして得られた画像を観察し、突起に起因した画像上に出現する黒ポチの個数を数えた。
【００９５】
得られた結果は、後述する比較例１での値を100％とした場合の相対比較でランク付けを行った。
◎・・・  35％以上65％未満
○・・・  65％以上95％未満
△・・・  95％以上105％未満
×・・・  105％以上。
【００９６】
(密着性の評価)
まず、作製した感光体を、一次帯電器として磁気ブラシ帯電器を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置にセットし、Ａ４用紙で100万枚の通紙耐久を行った。具体的には、磁気ブラシ帯電用に改造したキヤノン製iＲ6000(プロセススピード265ｍｍ/sec)で、磁気ブラシ帯電器には交流電圧(1.2kＶpp、1.0kＨz)を印加し、更に+550Ｖの直流電圧を重畳させた。
【００９７】
耐久後、電子写真感光体を温度-30℃に調整された容器の中に48時間放置し、その後直ちに温度＋150℃に調整された容器の中に48時間放置する。このサイクルを10サイクル繰り返したヒートショック試験の後電子写真感光体表面を観察した。更に、加速度７Ｇからなる10Ｈz〜10kＨzの振動をスイープ時間2.2分で５サイクル繰り返した振動試験の後電子写真感光体表面を観察した。以下の基準で評価する。
◎:ヒートショック試験後、更には振動試験後も膜剥がれが認められず極めて良好
○:ヒートショック試験後、膜剥がれは認められず、後振動試験後、非画像領域の端部に微小な膜剥がれが一部認められるが実用上問題なし
△:ヒートショック試験後、非画像領域の端部に微小な膜剥がれが一部認められるが実用上問題なし
×:ヒートショック試験後、比較的大きな膜剥がれが一部認められ実用上問題あり。
【００９８】
(総合評価)
◎:すべての評価項目について、すべて◎からなり、非常に良好なレベルである。
○:すべての評価項目について、◎と○からなり、良好なレベルである。
△:すべての評価項目について、少なくとも△を１つ以上含むが、実用上問題ないレベルである。
【００９９】
＜比較例１＞
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表１に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、第１の層まで堆積した基体を作製した。次いで、堆積済みの基体を一旦成膜炉から取り出し、実施例１と同条件で表面研磨を行った。次いで、図２で示した第１の膜を堆積した成膜炉とは別のＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜炉に戻し、表３に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ａ)の層構成からなる正帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１００】
なお、本比較例では第２の層の堆積前にプラズマ処理を行わなかった。
【０１０１】
以上の手順で得られた感光体を実施例１と同様に評価した。
【０１０２】
実施例１、比較例１の結果を表４に示す。表４の結果から明らかなように、プラズマ処理を行わない比較例１に比べて、プラズマ処理を行った実施例１の方が、画像欠陥の低減と密着性が向上する効果が得られた。更に、剥がれの観察結果から、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の酸素混合比を15Ｖol.%以上で良好な範囲で画像欠陥の低減が特に良好であることが判った。
【０１０３】
【表４】
2006058532.tif 000006
【０１０４】
[実施例２]
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表５に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、中間層からなる第１の層まで堆積した基体を作製した。
【０１０５】
次いで、第１の層まで堆積した基体を一旦成膜炉から取り出し、基体表面の加工を行った。表面の加工は、図４の研磨装置で富士フィルム社製ラッピングテープ(商品名:Ｃ2000)を用いて表面研磨を行い、突起の頭頂部を平坦化した。次いで、図６に示した洗浄装置を用いて、前述の洗浄手順に従って、界面活性剤水溶液中で超音波洗浄し、液温25℃、抵抗率17.5ＭΩ・cｍの純水を高圧(4.9Ｍpa)で噴きつけることによるリンス洗浄、高温気体の吹き付けによる乾燥を行う条件で水洗浄した。その後、水洗浄後の基体を図３で示した第１の膜を堆積した成膜炉と同一で、ＣlＦ3ガスのクリーニング処理後のＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜炉に戻した。その後、基体を基板温度が260℃までヒーター加熱し、表６に示した条件で第１の層の最表面にプラズマ処理を施し、続いて、表７に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ｂ)の層構成からなる負帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１０６】
なお、本実施例では表２に示すようにプラズマ処理条件として、四弗化炭素(ＣＦ4)と酸素(Ｏ2)の混合ガスの酸素混合比は25Ｖol.%である。
【０１０７】
また、作製した電子写真感光体について、実施例１と同様にしてＳＩＭＳ(CAMECA社製、装置名:ＩＭＳ-４Ｆ)により酸素原子の含有量のデプスプロファイルを測定し、第１の層と第２の層との界面部の厚さ方向における酸素原子の最大含有量を算出した結果、6.4×1021 atoｍs/cｍ3であった。
【０１０８】
【表５】
2006058532.tif 000007
【０１０９】
【表６】
2006058532.tif 000008
【０１１０】
【表７】
2006058532.tif 000009
【０１１１】
以上の手順で得られた感光体は負帯電で用いられる感光体であり、次のように評価した。
【０１１２】
(画像欠陥)
一次帯電器として磁気ブラシ帯電器を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置に、本実施例で作製した電子写真感光体を装着して画像形成を行った。具体的には、キヤノン製iＲ6000(プロセススピード265ｍｍ/sec)をベースにイメージ露光に改造し、負帯電させる為に磁気ブラシ帯電器には交流電圧(1.2kＶpp、1.0kＨz)を印加し、更に-550Ｖの直流電圧を重畳させた。こうして得られた画像を観察し、突起に起因した画像上に出現する黒ポチの個数を数えた。
【０１１３】
得られた結果は、後述する比較例２での値を100％とした場合の相対比較でランク付けを行った。
◎・・・  35％以上65％未満
○・・・  65％以上95％未満
△・・・  95％以上105％未満
×・・・  105％以上。
【０１１４】
(密着性の評価)
まず、作製した感光体を、一次帯電器として磁気ブラシ帯電器を採用し、また、クリーナーにクリーニングブレードを具える電子写真装置にセットし、Ａ４用紙で100万枚の通紙耐久を行った。具体的には、キヤノン製iＲ6000(プロセススピード265ｍｍ/sec)をベースにイメージ露光に改造し、負帯電させる為に磁気ブラシ帯電器には交流電圧(1.2kＶpp、1.0kＨz)を印加し、更に-550Ｖの直流電圧を重畳させた。
【０１１５】
耐久後、電子写真感光体を温度-30℃に調整された容器の中に48時間放置し、その後直ちに温度＋150℃に調整された容器の中に48時間放置する。このサイクルを10サイクル繰り返したヒートショック試験の後電子写真感光体表面を観察した。更に、加速度７Ｇからなる10Ｈz〜10kＨzの振動をスイープ時間2.2分で５サイクル繰り返した振動試験の後電子写真感光体表面を観察した。以下の基準で評価する。
◎:ヒートショック試験後、更には振動試験後も膜剥がれが認められず極めて良好
○:ヒートショック試験後、膜剥がれは認められず、後振動試験後、非画像領域の端部に微小な膜剥がれが一部認められるが実用上問題なし
△:ヒートショック試験後、非画像領域の端部に微小な膜剥がれが一部認められるが実用上問題なし
×:ヒートショック試験後、比較的大きな膜剥がれが一部認められ実用上問題あり。
【０１１６】
(総合評価)
◎:すべての評価項目について、すべて◎からなり、非常に良好なレベルである。
○:すべての評価項目について、◎と○からなり、良好なレベルである。
△:すべての評価項目について、少なくとも△を１つ以上含むが、実用上問題ないレベルである。
【０１１７】
＜比較例２＞
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表５に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、第１の層まで堆積した基体を作製した。次いで、堆積済みの基体を一旦成膜炉から取り出し、実施例１と同条件で表面研磨、水洗浄、次いで、表７に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図１(Ｂ)の層構成からなる負帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１１８】
なお、本比較例では第２の層の堆積前にプラズマ処理を行わなかった。
【０１１９】
以上の手順で得られた感光体を実施例２と同様に評価した。
【０１２０】
実施例２、比較例２の結果を表８に示す。表８の結果から明らかなように、本実施例で作製した電子写真感光体は、画像欠陥の低減効果に優れ、密着性に対しても良好であった。
【０１２１】
【表８】
2006058532.tif 000010
【０１２２】
[実施例３]
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表９に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、中間層からなる第１の層まで堆積した基体を作製した。
【０１２３】
次いで、第１の層まで堆積した基体を一旦成膜炉から取り出し、基体表面の加工を行った。表面の加工は、図４の研磨装置で富士フィルム社製ラッピングテープ(商品名:ＬＴ-Ｃ2000)を用いて表面研磨を行い、突起の頭頂部を平坦化した。次いで、図６に示した洗浄装置を用いて、前述の洗浄手順に従って、界面活性剤水溶液中で超音波洗浄し、液温25℃、抵抗率17.5ＭΩ・cｍの純水を高圧(4.9ＭＰa)で噴きつけることによるリンス洗浄、高温気体の吹き付けによる乾燥を行う条件で水洗浄した。その後、水洗浄後の基体を図３で示した第１の膜を堆積した成膜炉とは別で、ＣlＦ3ガスのクリーニング処理後のＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜炉に戻した。その後、基体を基板温度が260℃までヒーター加熱し、表10に示した条件で第１の層の最表面にプラズマ処理を施し、続いて、表12に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ｂ)の層構成からなる負帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１２４】
なお、本実施例では表10に示すようにプラズマ処理条件として、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)ガスによるプラズマ処理を行い、引き続き水素によるプラズマ処理を行った。
また、作製した電子写真感光体について、実施例１と同様にしてＳＩＭＳ(CAMECA社製、装置名:ＩＭＳ-４Ｆ)により酸素原子の含有量のデプスプロファイルを測定し、第１の層と第２の層との界面部の厚さ方向における酸素原子の最大含有量を算出した結果、3.8×1021 atoｍs/cｍ3であった。
【０１２５】
以上の手順で得られた感光体は負帯電で用いられる感光体であり、実施例２と同様に評価した。
【０１２６】
[実施例４]
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表９に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、下部阻止層、光導電層、上部阻止層、中間層からなる第１の層まで堆積した基体を作製した。
【０１２７】
次いで、第１の層まで堆積した基体を一旦成膜炉から取り出し、基体表面の加工を行った。表面の加工は、図４の研磨装置で富士フィルム社製ラッピングテープ(商品名:Ｃ2000)を用いて表面研磨を行い、突起の頭頂部を平坦化した。次いで、図６に示した洗浄装置を用いて、前述の洗浄手順に従って、界面活性剤水溶液中で超音波洗浄し、液温25℃、抵抗率17.5ＭΩ・cｍの純水を高圧(4.9ＭＰa)で噴きつけることによるリンス洗浄、高温気体の吹き付けによる乾燥を行う条件で水洗浄した。その後、水洗浄後の基体を図３で示した第１の膜を堆積した成膜炉とは別で、ＣlＦ3ガスのクリーニング処理後のＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜炉に戻した。その後、基体を基板温度が260℃までヒーター加熱し、表10に示した条件で第１の層の最表面にプラズマ処理を施し、続いて、表12に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ｂ)の層構成からなる負帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１２８】
なお、本実施例では表11に示すようにプラズマ処理条件として、二酸化炭素(ＣＯ2)ガスによるプラズマ処理を行い、引き続き水素によるプラズマ処理を行った。
【０１２９】
また、作製した電子写真感光体について、実施例１と同様にしてＳＩＭＳ(CAMECA社製、装置名:ＩＭＳ-４Ｆ)により酸素原子の含有量のデプスプロファイルを測定し、第１の層と第２の層との界面部の厚さ方向における酸素原子の最大含有量を算出した結果、7.7×1021 atoｍs/cｍ3であった。
【０１３０】
以上の手順で得られた感光体は負帯電で用いられる感光体であり、実施例２と同様に評価した。
【０１３１】
【表９】
2006058532.tif 000011
【０１３２】
【表１０】
2006058532.tif 000012
【０１３３】
【表１１】
2006058532.tif 000013
【０１３４】
【表１２】
2006058532.tif 000014
【０１３５】
＜比較例３＞
図３に示したＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置を用いて、表９に示した条件で外径80ｍｍのＡl基体上に、第１の層まで堆積した基体を作製した。次いで、堆積済みの基体を一旦成膜炉から取り出し、実施例２と同条件で表面研磨、水洗浄、次いで、表12に示した条件で第２の層である表面層を堆積し、図２(Ｂ)の層構成からなる負帯電用電子写真感光体を作製した。
【０１３６】
なお、本比較例では第２の層の堆積前に表10の条件に於いて、プラズマ処理１のみを行わなかった。
【０１３７】
以上の手順で得られた感光体を実施例２と同様に評価した。
【０１３８】
以上、実施例３、実施例４、比較例３の結果を表13に示す。なお相対比較は、比較例３での値を100％とした場合の相対比較でランク付けを行った。表13の結果から明らかなように、本実施例で作製した電子写真感光体は、画像欠陥の低減効果に優れ、密着性に対しても良好であった。
【０１３９】
【表１３】
2006058532.tif 000015
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】電子写真感光体の突起の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の電子写真感光体の構成の一例を模式的に示した断面図である。
【図３】ＲＦプラズマa-Ｓi感光体成膜装置の模式的断面図である。
【図４】本発明に用いた表面研磨装置の模式的断面図である。
【図５】本発明の電子写真装置の一例の模式的断面図である。
【図６】本発明の電子写真感光体の作製工程において、水洗浄に使用される洗浄装置の一例の模式的に示す図である。
【図７】本発明における第１の層と第２の層との界面部おける酸素原子含有量のピークを説明するデプスプロファイルの一例である。
【符号の説明】
【０１４１】
101、201    基体
102、202    第１の層
203         第２の層
104、204    下部阻止層
105、205    光導電層
106         表面層
206         中間層
207         上部阻止層
210         ダスト
211         突起
3100        成膜装置
3110        反応容器
3111        カソード電極
3112        導電性の表面を有する基体
3113        基体加熱用ヒーター
3114        原料ガス導入管
3115        高周波マッチングボックス
3116        ガス配管
3117        リークバルブ
3118        メインバルブ
3119        真空計
3120        高周波電源
3121        絶縁材料
3123        受け台
3200        原料ガス供給装置
3211〜3216  マスフローコントローラー
3221〜3226  ボンベ
3231〜3236  バルブ
3241〜3246  流入バルブ
3251〜3256  流出バルブ
3260        補助バルブ
3261〜3266  圧力調整器
400         基体
420         弾性支持機構
430         加圧弾性ローラー
431         研磨テープ
432         送り出しロール
433         巻き取りロール
434         定量送り出しロール
435         キャプスタンローラ
501         感光体
503         磁気ブラシ帯電器
504         現像器
505         転写紙供給系
506(a)      転写帯電器
506(b)      分離帯電器
507         クリーニングユニット
508         搬送系
509         除電光源
510         ハロゲンランプ
511         原稿台
512         原稿
513         ミラー
514         ミラー
515         ミラー
516         レンズユニット
517         ＣＣＤユニット
518         レーザーユニット
519         ミラー
520         電位センサー
521         クリーニングブレード
522         レジストローラー
524         定着器
601         基体
602         処理部
603         処理部材搬送機構
611         処理部材投入台
621         処理部材洗浄層
622         洗浄液
631         純水接触槽
632         ノズル(純水噴出用)
641         乾燥槽
642         ノズル(乾燥気体噴出用)
651         処理部材搬出台
661         搬送アーム
662         移動機構
663         チャッキング機構
664         エアシリンダー
665         搬送レール
【図１】
2006058532.tif 000016
【図２】
2006058532.tif 000017
【図３】
2006058532.tif 000018
【図４】
2006058532.tif 000019
【図５】
2006058532.tif 000020
【図６】
2006058532.tif 000021
【図７】
2006058532.tif 000022