JP2018141941A - 電子写真感光体 - Google Patents
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Abstract
Description
光導電層の膜厚に対する前記耐圧層の膜厚の比率を0.40以上とし、
電荷注入阻止層の膜厚を0.3μm以上1.0μm以下とすることを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
まず、本発明を適用した正帯電用の電子写真感光体の層構成について説明する。
すなわち、帯電設定の高いシステムでは、現像工程や転写工程で印加される電子写真感光体の帯電極性とは逆極性の比較的高い電位が印加される場合がある。よって、電子写真感光体の帯電極性とは逆極性の電界に対して絶縁破壊を抑止する目的で設ける耐圧層は光導電層の膜厚に応じて厚くする必要がある。検討の結果、耐圧層の膜厚は光導電層の膜厚に対して0.40以上の膜厚が必要であった。
導電性基体の材料は、導電性基体表面に直接形成される耐圧層とショットキー接合を形成する材質であることが望ましい。耐圧層の材料にa−SiNを適用する本発明においては、アルミニウムを主成分とした合金が適した材料として挙げられる。
前述したように、電子写真プロセスでは現像工程や転写工程等において電子写真感光体の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される場合がある。耐圧層は、電子写真感光体の帯電極性とは逆極性の電圧が印加された際に電子写真感光体が絶縁破壊するのを抑制する層である。本発明の耐圧層の材料はa−SiNを採用している。
電荷注入阻止層は、電子写真感光体の表面が正帯電された際に、導電性基体側から光導電層への電子が光導電層へ注入するのを阻止する機能を有している。電荷注入阻止層の材料は、光導電層を構成する材料をベースとした上で、伝導性を制御するための原子を光導電層に比べて比較的多く含有させる。本発明の電子写真感光体では電子の伝導性を制御するために電荷注入阻止層に含有させる原子は、周期表第13族に属する原子が用いられる。周期表第13族に属する原子の中でも、ホウ素原子(B)、アルミニウム原子(Al)、ガリウム原子(Ga)が好ましい。電荷注入阻止層に含有される周期表第13族に属する原子の含有量は、電荷注入阻止層に含有されるケイ素原子(Si)の含有量に対して1×102ppm以上3×103ppm以下であることが好ましい。周期表第13族に属する原子は電荷注入阻止層中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよいし、膜厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。いずれの場合においても、伝導性を制御するための原子が基体の表面に対して平行面内方向に均一な分布で電荷注入阻止層に含有されることが、特性の均一化を図る上からも好ましい。
本発明の電子写真感光体は光導電層の材料としてa−Siを用いる。a−Si中の未結合手を補償するため、水素原子および/またはハロゲン原子を含有させる。
と電荷輸送層)で構成されてもよい。
表面保護層は、耐久性の観点からa−Cまたはa−SiCで形成されている。
図2を用いてa−Si電子写真感光体を用いた電子写真装置による画像形成方法を説明する。
本発明の電子写真感光体の製造方法は、前述した規定を満足する層を形成できるものであればいずれの方法であってもよい。具体的には、プラズマCVD法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。これらの中でも、原料供給の容易さなどの点で、プラズマCVD法が好ましい。
図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に下記表1に示す条件で、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。ただし、耐圧層の膜厚および光導電層の膜厚は下記表2に示す条件とした
画像解像力の評価は、キヤノン(株)製のデジタル電子写真装置「image RUNNER ADVANCE C7065」(商品名)の改造機を用いた。改造機は、一次帯電および現像バイアスを外部電源から印加できる構成とし正帯電用電子写真感光体に対応した。
A‥相関係数が0.98以上。
B‥相関係数が0.97以上0.98未満。
C‥相関係数が0.97未満。
画像メモリの評価は、キヤノン(株)製のデジタル電子写真装置「image RUNNER ADVANCE C7065」(商品名)の改造機を用いた。改造機は、一次帯電および現像バイアスを外部電源から印加できる構成とし正帯電用電子写真感光体に対応した。
B・・・濃度差が0.01以上0.02未満
C・・・濃度差が0.02以上
電子写真感光体の耐電圧は接触式針耐圧法にて測定した。
先端径0.5mmの針電極の先端を電子写真感光体の表面保護層に接触させ、電圧を10V間隔で印加して電流が流れだす直前の電圧を耐電圧とした。なお、正の電圧を印加して測定される正耐電圧と、負の電圧を印加して測定される負耐電圧を測定した。
電子写真感光体の軸方向中央部から約12mm×12mmの大きさに切り出した分析用サンプルを作製した。分析用サンプルの表面保護層、光導電層および電荷注入阻止層をSIMSによりスパッタエッチングした。その後、耐圧層のXPS分析を行った。分析用サンプルをXPS分析装置(PHI社製、Quantum 2000 Scaning ESCA)に設置し、ケイ素原子と窒素原子と酸素原子の原子を測定し、ケイ素原子と窒素原子の組成比を得た。
総合評価は、画像解像力、耐電圧、画像メモリの各評価項目のうち、もっとも低い評価値を用いた。なお、総合評価がB以上で本発明の効果が得られていると判断した。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に下記表5に示す条件で、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。なお、電荷注入阻止層の膜厚は下記表6に示す条件とした。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に下記表8に示す条件で、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。なお、耐圧層を形成する際の原料ガスであるSiH4とNH3の流量は下記表9に示す条件とした。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に下記表11に示す条件で、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。なお、電荷注入阻止層を形成する際に原料ガスとして用いるB2H6の濃度は下記表12に示す条件とした。
SIMS分析の具体的な測定方法は、一次イオン種:酸素、二次イオン種:Positive、一次イオンエネルギー:6keV、一次イオン電流量:1μA、分析領域:300μm×300μmの条件で測定した。電子写真感光体の全層について膜厚方向の分析を行い、電荷注入阻止層中のケイ素原子に対するホウ素原子の濃度の最大値を電荷注入阻止層中のホウ素原子濃度と定義した。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。本実施例では、耐圧層を下記表14の条件で作製し、それ以外の層は実施例1−6と同じ条件とした。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に、電子写真感光体の作成は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。本実施例では、電荷注入阻止層を下記表15の条件で作製し、それ以外の層は実施例1−6と同じ条件とした。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に、電子写真感光体の作製は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次形成し、正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。本実施例では、光導電層を下記表16の条件で作製し、それ以外の層は実施例1−6と同じ条件とした。
実施例1と同様に図3のプラズマ処理装置を用いて、円筒状基体(直径84mm、長さ371mm、厚さ3mmの鏡面加工を施した円筒状のアルミニウム製の導電性基体)上に、下記表17の条件で、電子写真感光体の作成は行われた。耐圧層、電荷注入阻止層、光導電層1、光導電層2、表面保護層を順次形成し、光導電層が2層構成の正帯電用のa−Si電子写真感光体は作製された。
Claims (3)
- 導電性基体上に、アモルファスシリコンナイトライドからなる耐圧層と、周期表第13族に属する原子を含むアモルファスシリコンからなる電荷注入阻止層と、アモルファスシリコンからなる膜厚が20μm以下の光導電層と、アモルファスカーバイドまたはアモルファスシリコンカーバイドからなる表面保護層とを順次積層した電子写真感光体において、
前記光導電層の膜厚に対する前記耐圧層の膜厚の比率が、0.40以上であり、
前記電荷注入阻止層の膜厚が0.3μm以上1.0μm以下である
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 前記耐圧層を構成するケイ素原子の原子数と窒素原子の原子数の和に対する窒素原子の原子数の比率が0.15以上0.30未満である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記電荷注入阻止層の周期表第13族に属する原子の含有量が前記電荷注入阻止層のケイ素原子の含有量に対して、1×102ppm以上3×103ppm以下である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
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