JP2011242424A - 電子写真感光体の製造装置 - Google Patents
電子写真感光体の製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011242424A JP2011242424A JP2010111782A JP2010111782A JP2011242424A JP 2011242424 A JP2011242424 A JP 2011242424A JP 2010111782 A JP2010111782 A JP 2010111782A JP 2010111782 A JP2010111782 A JP 2010111782A JP 2011242424 A JP2011242424 A JP 2011242424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- cylindrical electrode
- reaction vessel
- electrophotographic photosensitive
- photosensitive member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Abstract
【解決手段】 プラズマCVD法によって電子写真感光体を製造するための電子写真感光体の製造装置であって、真空気密可能な反応空間を有し、かつ、少なくとも一部の内側壁が円筒状電極で構成されている反応容器101と、前記円筒状電極に高周波電力を供給し、前記反応空間にグロー放電を生起させることによって、前記反応空間に供給された原料ガスを励起させるための高周波電力供給手段と、前記反応空間を排気するための排気手段と、を有する電子写真感光体の製造装置において、前記円筒状電極が、円筒状電極本体102、及び、前記反応空間に原料ガスを供給するためのガス放出孔が設けられているガス供給部材116を有し、ガス供給部材116が、円筒状電極本体102に脱着可能である。
【選択図】 図1
Description
この種の堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められることが多い。特に、電子写真感光体は、均一性が画像特性に大きく影響を与えるため、大面積領域に均一な堆積膜を形成する技術が必要となる。
例えば、反応容器を構成する円筒状電極の内部に原料ガス経路となる複数の管状空洞部を有し、これら管状空洞部の各々が円筒状電極の底部から頭部へ軸方向に沿って伸びて配置される堆積膜形成装置が提案されている。(特許文献1参照)
プラズマCVD法による成膜方法の中でも、高周波電力としてRF帯を用いるRFプラズマCVD法が良好な特性の膜を容易に得られるため、a−Siを用いた電子写真感光体の製造などに広く用いられている。また、前記した特許文献1に示される従来の堆積膜形成装置により、均一性に優れた感光体を得ることが可能になった。
こうした市場の変化に伴って、a−Siを用いた電子写真感光体に関しても、従来以上に電気特性の向上と均一性に対する要求もより強くなってきていると同時に、低価格、低ランニングコストの要求も強くなってきている。
こうした多種多様な顧客のニーズに対応するには、例えば感光体の外径や長さ、堆積膜の厚さ、帯電特性等が異なるさまざまな種類の製品が必要となる。
こうした異なる感光体の製造においては、原料ガスや原料ガスの分解を司る電力、基板温度等の成膜条件パラメーターを製品ごとに変えていかなければならない。とりわけ、原料ガスの導入に関しては重要なパラメーターで、堆積膜形成装置における原料ガスの吹き出し方法や、吹き出し穴の配列等が堆積膜の均一性や帯電特性に大きな影響を与えることが解っている。
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、異なる種類の感光体を効率よく低コストで製造することができる電子写真感光体の形成装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、前述したような異なる製品の電子写真感光体を効率よく低コストで生産する検討を行う過程において、以下の2つの課題を検討した。
(1)品種毎に反応容器を入れ替える作業に掛かる手番による製造装置停止時間の削減
(2)製造装置投資コストの削減
本発明者らは、上記二点の課題を同時に解決することができないか鋭意検討した結果、反応容器(円筒状電極)内部のガス経路部分を円筒状電極本体と分離できる構成とする本発明に至ったものである。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
堆積膜形成装置100は、プラズマ処理によって円筒状基体120に堆積膜を形成する装置である。円筒状カソード電極(以下、「円筒状電極」とも記載する)、絶縁体106、107、底壁103、上壁104、上蓋105等により、円筒状の反応容器101が形成されている。
本発明のガスブロック116は反応容器101の一部を構成し、かつ円筒状電極本体102と同様に、円筒状電極の一部として構成され、ガスブロック116は円筒状電極本体102から取り外しが可能(脱着可能)な構造となっている。
また、反応容器自体を品種毎に製作する必要が無く、ガスブロックのみを品種に応じて製作すれば足りるため、装置の投資コストが大幅に削減できるメリットを生み出すこととなる。
以下、ガスブロックについてさら詳しく説明する。
ガスロック200の構造は、管状空洞部203、原料ガス放出孔204、原料ガス導入継ぎ手部材217で構成され、原料ガス放出孔204は反応容器101の内面に配置されるように取り付けられる。原料ガスライン218と原料ガス導入継ぎ手部材217が接続されることにより反応容器101の中に原料ガスが導入可能な構成となる。
また、ガスブロックの取り付け方法としては円筒状電極本体と同電位となるように取り付けられれば特に限定はない。例えば導電性のネジ等で固定し、円筒状電極本体と同電位になるように取り付けることが本発明では好ましい。
本発明において、ガスブロックの形状に関しては特に制限はないが、円筒状電極本体の内面との段差は極力少ない方が好ましい。また、円筒状電極本体の内面と同じ面をなすガスブロックの面(ガス放出孔側の面)は平面でも良いが、円筒状電極本体の内面と同じ曲率もつ曲面とすることも本発明では有効な手段である。
図2(d)は背板202を外した状態の模式図である。本体201と背板202はOリング205により気密が保持される構造になっている。図2(d)に示すように、背板202を外すことで内部管状空洞部203が開放状態となり、ガスブロック内部のガス経路が清掃しやすくなる。ガス経路には成膜中の残渣やエッチング時に取りきれない残渣等が残ってしまう場合があり、こうした残渣が感光体の画像欠陥の要因となる場合があった。図2(d)に示すように背板202を外してガス経路を直接清掃可能な構成とすることで、より安定して画像欠陥の少ない電子写真感光体の提供が可能になる。
本発明におけるガスブロックのガス放出孔の直径は0.5mm〜2.0mmの範囲であることが好ましい。更に、各放出孔の精度は直径の±5%以内の精度であることが好ましい。ガス放出孔の精度によっては、電子写真感光体の長手方向(軸方向)の特性ムラのみならず、円筒状基体を回転させながら堆積膜を形成する場合においても周方向ムラに影響を及ぼす場合もある。
本発明のガスブロック構成の場合、ガスブロック単体で機械加工を行なうことができるので、加工がしやすくなり、精度が出しやすくなる。
さらに、堆積膜形成装置100は、原料ガスを励起させて励起種化させる放電エネルギーを円筒状カソード電極に印加する印加手段としてマッチングボックス118、及び高周波電源119とを備える。
堆積膜形成装置100の反応容器101の内部には、加熱用ヒータ124が設けられている。加熱用ヒータ124は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータの様な電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの様な熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
反応容器101の下部には、円筒状基体120およびキャップ121が装着された基体ホルダ122を回転可能に保持する回転台123が設けられている。回転台123は、回転台123を回転させるためのモータ(不図示)に接続されている。したがって、円筒状基体120は、基体ホルダ122の上に装着された状態で、回転台123と共に回転させることができる。
まず、円筒状基体120およびキャップ121を装着した基体ホルダ122を、反応容器101の中に搬入し、回転台123に設置して、上蓋105を閉める。
その後、排気配管113に接続されている真空ポンプ(不図示)により反応容器101の中を排気する。続いて、ミキシング装置129、原料ガス流入バルブ128を介して、反応容器101の中に円筒状基体120の加熱に必要な、例えばAr、Heガスを導入する。そして、反応容器101の中が所定の圧力になるように、真空計127を確認しながら真空ポンプの排気速度を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプのメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。
以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体120の表面に堆積膜の形成を行う。
堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、シラン(SiH4)、ジシラン(Si2H6)、四フッ化珪素(SiF4)、六フッ化二珪素(Si2F6)のごときa−Si形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。希釈ガスとしては、水素(H2)またはアルゴン(Ar)、ヘリウム(He)のごとき不活性ガスを用いることができる。また、特性改善ガスとして、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭素原子を含むもの、またはフッ素原子を含むもの、周期表の13族又は15族に属する原子を含むドーピングガス、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。
以上のようにして円筒状基体120の外周面の表面に堆積膜が形成される。
更に、本発明は、図5に示すような構成の堆積膜成膜装置においても有効である。図5において、成膜装置形成装置500は反応容器501の側面に排気配管513を設けた構成となっている以外は図1に示した堆積膜形成装置100と構成は同じである。
〔実施例1〕
図1に示す堆積膜形成装置100を用いて、円筒状基体120の表面に表1に示す条件で、図6(a)に示す層構成のa−Si堆積膜(以下、電子写真感光体と略記する)の形成を上述の手順により10本(10サイクル)行った(製品Aとする)。円筒状基体120は、アルミニウムよりなる外径80mm、長さ358mm、肉厚3mmのものを用いた。ガスブロックは図4(a)に示すものを用いた。
上記10サイクル終了後、図1に示す堆積膜形成装置100のガスブロックを図4(b)に示すものに付け替える作業を行い、表2に示す条件で図6(b)に示す層構成の電子写真感光体を10本(10サイクル)作成した(製品Bとする)。このとき、円筒状基体のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径84mm、長さ381mm、肉厚3mmのものを使用した。図6(b)中の601は円筒状基体を示し、602は下部阻止層、603は光導電層、604は上部阻止層、605は表面層をそれぞれ示す。
図7に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムよりなる外径80mm、長さ358mm、肉厚3mmの円筒状基体120の表面に表1に示す条件で、図6(a)に示す層構成の製品Aと同様の電子写真感光体の形成を実施例1と同様に10本(10サイクル)行った。このとき、反応容器は図8(a)に示すものを用いた。
図8(a)は、図7に示す従来の円筒状電極612の一例を示す。図8(b)は、図7に示す従来の円筒状電極612の他の例を示す。図8(a)及び(b)に示すように、従来は円筒状電極612そのものにガス放出孔が設けられている。つまり、ガス放出孔を有する部位を円筒状電極612から取り外すことはできない。
上記10サイクル終了後、図7に示す堆積膜形成装置の反応容器を図8(b)に示すものに付け替える作業を行い、表2に示す条件で図6(b)に示す層構成の製品Bと同様の電子写真感光体Bを10本(10サイクル)作成した。このとき、円筒状基体のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径84mm、長さ381mm、肉厚3mmのものを使用した。
表1の条件にて作成した電子写真感光体を、キヤノン製複写機iRC5870を実験用に改造した改造機に設置し、感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラ等の電子写真特性について評価を行った。
また、表2の条件にて作製した電子写真感光体は、キヤノン社製iRC6800をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、同様に感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラ等の電子写真特性について評価を行った。
判定は10本の電子写真感光体の平均値を用いた。
さらに、交換作業によるライン停止時間の評価として、実施例1でのガスブロック交換作業時間と、比較例1での反応容器の交換作業時間を測定した。
主帯電器の電流値をiRC5870は1000μA、iRC6800は−1000μAの条件にして電子写真感光体を帯電した。この時、表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定する。暗部表面電位は周方向の平均値とする。電子写真感光体の中央部位置を0位置とし、両側夫々2cm間隔で8点(±2cm,±4cm,±6cm,±8cm,±10cm,±12cm,±14cm,±16cm)の合計17点の測定を行い、得られた各位置の電位の最大値と最小値の電位差を軸方向帯電ムラとする。
A 80%未満
B 80%以上90%未満
C 90%以上110%未満
D 110%以上
主帯電器の電流値をiRC5870は1000μA、iRC6800は−1000μAの条件にして電子写真感光体を帯電した。この時、表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定する。この時、感光体の中心から±150mm位置の周方向の電位を測定した。各位置の周方向36点の測定を行い、得られた各点の電位の最大値と最小値の電位差周方向帯電ムラとする。値は、+150mmと−150mm位置の平均値とする。
A 80%未満
B 80%以上90%未満
C 90%以上110%未満
D 110%以上
実施例1及び比較例1において、製品Aの作成後、製品Bを作成するまでのライン停止時間の評価として、実施例1においてはガスブロック、比較例1においては反応容器の交換作業に要する延べ時間を測定した。
A 60%未満
B 60%以上90%未満
C 90%以上110%未満
D 110%以上
更に特筆すべきは、電子写真感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラが改善された点である。これは、ガス導入部分がブロック形状で、反応容器本体から分離できる構造となっていることで、特にガス放出孔の加工が容易となり加工精度が向上することに起因するものと考えられる。
実施例1と同様に表2に示す条件にて製品Bと同様の電子写真感光体を10本作成した。本実施例においては、ガスブロックは図3に示すようなガス放出孔の材質がアルミナセラミックス(Al2O3)と成っているものを使用し、ガス放出孔の分布は図4(b)に示すものと同じとした。
実施例2及び比較例1で作成した製品Bの電子写真感光体について、実施例1と同様の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価をおこなった。結果を表4に示す。
更に別の評価として、キヤノン社製iRC6800をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、画像部を露光するイメージ露光方式で、露光部を現像する反転現像によりコピー画像を形成し、画像欠陥の評価を加えておこなった。評価は以下の要領で行なった。
A3サイズの白原稿を原稿台に置き、A3用紙にマゼンタ色、イエロー色、シアン色の3色で複写した。こうして得られた画像領域にある直径0.1mm以上の画像欠陥(シアン色の画像欠陥)の個数を数えた。
A 60%未満
B 60%以上90%未満
C 90%以上110%未満
D 110%以上
結果を表4に示す。
102 円筒状電極本体
116 ガスブロック
117 継ぎ手
120 円筒状基体
210 (ガスブロック)本体
202 背板
203 管状空洞部
204 ガス放出孔(穴)
205 Oリング
304 セラミック部品(ガス放出孔部材)
Claims (4)
- プラズマCVD法によって電子写真感光体を製造するための電子写真感光体の製造装置であって、
真空気密可能な反応空間を有し、かつ、少なくとも一部の内側壁が円筒状電極で構成されている反応容器と、
前記円筒状電極に高周波電力を供給し、前記反応空間にグロー放電を生起させることによって、前記反応空間に供給された原料ガスを励起させるための高周波電力供給手段と、
前記反応空間を排気するための排気手段と、
を有する電子写真感光体の製造装置において、
前記円筒状電極が、円筒状電極本体、及び、前記反応空間に原料ガスを供給するためのガス放出孔が設けられているガス供給部材を有し、
前記ガス供給部材が、前記円筒状電極本体に脱着可能である
ことを特徴とする電子写真感光体の製造装置。 - 前記ガス供給部材が前記円筒状電極本体と同電位となるように、前記ガス供給部材が前記円筒状電極本体に取り付けられている請求項1に記載の電子写真感光体の製造装置。
- 前記ガス供給部材の前記ガス放出孔の近傍が、絶縁性セラミックで構成されている請求項1に記載の電子写真感光体の製造装置。
- 前記絶縁性セラミックがアルミナである請求項3に記載の電子写真感光体の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010111782A JP5618617B2 (ja) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 電子写真感光体の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010111782A JP5618617B2 (ja) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 電子写真感光体の製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011242424A true JP2011242424A (ja) | 2011-12-01 |
JP5618617B2 JP5618617B2 (ja) | 2014-11-05 |
Family
ID=45409183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010111782A Expired - Fee Related JP5618617B2 (ja) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 電子写真感光体の製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5618617B2 (ja) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5938375A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-02 | Canon Inc | プラズマcvd装置 |
JPS5989760A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Seiko Epson Corp | 電子写真用感光体製造装置 |
JPS6088955A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | Stanley Electric Co Ltd | プラズマcvd装置 |
JPS62142783A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Canon Inc | プラズマcvd法による堆積膜形成装置 |
JPH0438449B2 (ja) * | 1983-05-18 | 1992-06-24 | ||
JPH04247877A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-03 | Canon Inc | 堆積膜形成装置 |
JPH0522555U (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-23 | 京セラ株式会社 | グロー放電分解成膜装置 |
JP2001323375A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Canon Inc | プラズマcvd法による堆積膜形成方法及び装置 |
WO2006134781A1 (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Kyocera Corporation | 堆積膜形成方法、堆積膜形成装置、堆積膜およびこれを用いた感光体 |
-
2010
- 2010-05-14 JP JP2010111782A patent/JP5618617B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5938375A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-02 | Canon Inc | プラズマcvd装置 |
JPS5989760A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Seiko Epson Corp | 電子写真用感光体製造装置 |
JPH0438449B2 (ja) * | 1983-05-18 | 1992-06-24 | ||
JPS6088955A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | Stanley Electric Co Ltd | プラズマcvd装置 |
JPS62142783A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Canon Inc | プラズマcvd法による堆積膜形成装置 |
JPH04247877A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-03 | Canon Inc | 堆積膜形成装置 |
JPH0522555U (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-23 | 京セラ株式会社 | グロー放電分解成膜装置 |
JP2001323375A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Canon Inc | プラズマcvd法による堆積膜形成方法及び装置 |
WO2006134781A1 (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Kyocera Corporation | 堆積膜形成方法、堆積膜形成装置、堆積膜およびこれを用いた感光体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5618617B2 (ja) | 2014-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5618617B2 (ja) | 電子写真感光体の製造装置 | |
JP2010065238A (ja) | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 | |
JP5398368B2 (ja) | 堆積膜成形装置および電子写真感光体の製造方法 | |
JP2009030122A (ja) | 堆積膜形成装置、堆積膜形成方法および電子写真感光体の形成方法 | |
JP4827608B2 (ja) | 堆積膜形成装置、堆積膜形成方法および電子写真感光体の製造方法 | |
JP4614380B2 (ja) | 真空処理装置 | |
JP2013033115A (ja) | 電子写真感光体の製造装置 | |
JP2010168611A (ja) | 堆積膜形成装置 | |
JP2008214712A (ja) | 堆積膜形成装置 | |
JP2004119705A (ja) | ガス供給装置および真空処理装置 | |
JP2009108370A (ja) | 堆積膜形成装置 | |
JP2010168616A (ja) | Cvd装置 | |
JP2006104534A (ja) | プラズマcvdによる堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置 | |
JP2009108385A (ja) | 堆積膜形成装置 | |
JP2007056280A (ja) | 堆積膜形成方法及び装置 | |
JP2005307304A (ja) | 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置 | |
JP2004091820A (ja) | カセットおよび薄膜堆積装置ならびに薄膜堆積方法 | |
JP2007113065A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
JP2007023325A (ja) | 真空処理装置 | |
JP2004124150A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
JPH11345779A (ja) | 真空処理装置及び真空処理方法 | |
JP2004091802A (ja) | 感光体用カセットおよび薄膜堆積装置ならびに薄膜堆積方法 | |
JPH03120374A (ja) | マイクロ波プラズマcvd法による堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置 | |
JP2010065244A (ja) | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 | |
JP2001342571A (ja) | 堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130508 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140916 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5618617 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |