JP2817164B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JP2817164B2
JP2817164B2 JP1029445A JP2944589A JP2817164B2 JP 2817164 B2 JP2817164 B2 JP 2817164B2 JP 1029445 A JP1029445 A JP 1029445A JP 2944589 A JP2944589 A JP 2944589A JP 2817164 B2 JP2817164 B2 JP 2817164B2
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哲男 京極
雅三 石山
利和 鈴木
雄二 新谷
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ミノルタ株式会社
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真方式の複写機等で用いられる電子
写真用感光体に関する。
[従来の技術] 従来より電子写真用感光体として、導電性支持体と、
その導電性支持体の表面に形成された光導電層とから構
成されたものが知られている。そして、光導電層をAs2S
e3で形成した感光体は、a−Siで形成した感光体と並び
高速機に対応可能な高感度のものとして使用されてい
る。
[発明が解決しようとする課題] 上記のAs2Se3感光体は、真空蒸着法により製造される
ため成膜速度が速く生産性に優れている。一方、a−Si
感光体は、プラズマCVD法(グロー放電法)により製造
されるため成膜速度が遅く(約3倍)、生産コストが高
くなるという欠点を有する。しかしその反面、As2Se3
光体は、a−Si感光体に比較して耐刷性がかなり悪いと
いう欠点を有する。そこで、As2Se3の表面にスパッタ法
やイオンプレーティング法によりAl2O3の表面保護層を
設けて耐刷性の向上を図っている(特開昭58−59454公
報等)。しかし、As2Se3感光体にAl2O3の表面保護層を
設けても、a−Si感光体に匹敵する耐刷性は得られず未
だ充分に満足できるものではない。
本発明は上記実情に鑑み案出されたものであり、その
技術課題は、Al2O3の表面保護層を有しより耐刷性に優
れた電子写真用感光体を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の電子写真用感光体は、導電性支持体と、該導
電性支持体の表面に形成された光導電層と、該光導電層
に積層され、少なくとも表面側にイオンビームアシスト
法により表面側にいくほど硬度が高くなるように形成さ
れたAl2O3層を有する表面保護層と、から構成されてい
るものである。
そして、本発明の電子写真用感光体の表面保護層形成
方法は、導電性支持体の表面に光導電層を形成し、次い
で、該光導電層上に積層される表面保護層の少なくとも
表面側に形成されるAl2O3層を、イオンビームアシスト
法により該光導電層側から表面側に向かうにつれてイオ
ン銃の加速電源パワーを高くしながら形成するものであ
る。
ここでイオンビームアシスト法とは、真空蒸着法また
はイオンプレーティング法により基体表面に蒸着材料を
蒸着させて薄膜を得る際に、生成過程にある薄膜に不活
性ガスイオンまたは酸素イオン等を電子銃等で加速させ
て衝突させることにより行う方法をいう。
なお、表面側にいくほど硬度が高くなるように形成さ
れるAl2O3層は、初期にはイオンビームアシストをしな
いかあるいは弱いイオンビームアシストを行い、その後
イオンビームアシストを徐々に強くしていくことにより
形成することができる。イオンビームアシストを徐々に
強くする切り替えは連続的にでも段階的にでも行ってよ
い。
また、本発明の電子写真用感光体の表面保護層形成方
法においては、光導電層側から表面側に向かうにつれて
硬度が高くなるように形成されるAl2O3層はイオン銃の
加速電源パワーを高くしながらイオンビームアシストを
行うことにより形成する。
[作用] 本発明の電子写真用感光体および本発明の方法により
形成された電子写真用感光体は、表面保護層のAl2O3
の形成をイオンビームアシスト法により行う。これによ
り、得られるAl2O3層の結晶またはアモルファス状態を
変化させることが可能であり、Al2O3層はより緻密な構
造となって極めて硬度の高いものとなる。また、表面保
護層のAl2O3層は、表面側にいくほど硬度が高くなるよ
うに形成されているため、Al2O3層の下層側には密着性
のよい比較的柔らかい部分が形成されていることによ
り、Al2O3層と下層との密着性が高まり、耐刷性が向上
する。なお、イオンビームの照射パワーを適切にコント
ロールすることで最適の耐刷性をもつAl2O3層を得るこ
とが可能である。
[実施例] 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
(第1実施例) 本実施例の電子写真用感光体は、第1図に示すよう
に、導電性支持体1と、As2O3層20を有する光導電層2
と、プライマ層31およびAl2O3層32からなる表面保護層
3とから構成されている。
導電性支持体1は、感光体の基部となるものであり、
金属アルミニウムにより厚み4mm、外径100mm、長さ340m
mの円筒形状に形成されたものである。
光導電層2は、導電性支持体1の外周表面に真空蒸着
法によりAs2Se3を厚み55μmに形成したものである。こ
の光導電層2の表面には、形成後に空気中の酸素と接触
してAs2O3が形成され、このAs2O3層20は光導電層2の電
荷の移動を阻止する機能を有する。
表面保護層3のプライマ層31は、As2O3層20の表面に
ポリアミドをスプレー法により塗布して厚み0.5μmに
形成されている。
表面保護層3のAl2O3層32は、プライマ層31の表面に
イオンビームアシスト法により蒸着して1μmの厚みに
形成されている。このAl2O3層32の形成は、第2図に断
面模式図を示すイオンビームアシスト蒸着装置により行
った。イオンビームアシスト蒸着装置は、排気口50aを
有する真空槽50、被蒸着体1aを回転自在に保持するホル
ダ51、蒸発源を収容する容器52、電子を照射して蒸発源
を蒸発させる電子銃53、ガス導入バルブ56aからArガス
を導入しArイオンを照射するイオン銃56、Arイオンによ
り被蒸着体1aに帯電したプラス電荷を中和させるニュー
トライザ57等を備えている。なお、Al2O3層32の形成時
の条件は以下のように設定した。
{蒸着条件} 真空槽の真空度:1×10-5torr 電子銃のパワー:300mA×7KV =2.1KW {イオン銃} 熱陰極電子衝撃型(カウフマン型) イオンビーム径:φ50 加速電源パワー:1KV、80mA Arガスの流量:6cc/分 第2図に示すように、真空槽50内の所定の真空度にし
てホルダ51に保持された被蒸着体(感光体)1aを回転さ
せる。そして、電子銃53により容器52内のAl2O3を蒸発
させるとともにイオン銃56およびニュートライザ54を作
動させる。即ち、イオン銃56の内部へ導入されたArガス
が熱電子と衝突してArイオンが発生し、このArイオンは
イオン銃56の先端部の電界によって加速され被蒸着体1a
に照射される。これにより運動エネルギをもったArイオ
ンが被蒸着体1aの表面に衝突し、その表面で生成過程に
あるAl2O3層32はArイオンの衝突によって表面改質が行
われ、よりち密な構造に変換される。なお、Al2O3層32
の生成過程においては、常にArイオンの照射が行われ
る。
なお、Al2O3層32の厚みは、0.3〜2.0μmの範囲とす
るのが好ましい。
また、イオン銃56の内部へ導入するガスはArガスに替
えてO2ガスを導入しても良い。
以上のようにして形成された本実施例の電子写真用感
光体は、表面保護層3の表面側にイオンビームアシスト
法により形成されたAl2O3層32を有するため、従来のも
のより耐刷性に優れる。この事実は次の耐刷試験により
確認した。
{耐刷試験} この試験は、第1実施例の電子写真用感光体を複写機
(ミノルタカメラ(株)製「EP870」)に装着して連続
複写(55枚/分、A4サイズ用紙)を行い、複写画像にノ
イズが現れるまでの耐刷枚数を調べるものである。比較
例として、従来のようにAl2O3層をスパッタ法およびイ
オンプレーティング法により形成した電子写真用感光体
を各々用意し、同一条件で試験を行った。これら3種の
電子写真用感光体は、Al2O3層のコーティング方法が異
なるのみで他の構成は同一のものである。
その結果、スパッタ法およびイオンブレーティング法
による従来の電子写真用感光体の耐刷枚数はいずれも45
万枚であった。これに対して、イオンビームアシスト法
による第1実施例の電子写真用感光体の耐刷枚数は60万
枚であり、耐刷性に優れていることが確認できた。
また、Al2O3層の膜厚を5μmに形成した上記3種の
電子写真用感光体について、表面硬度を測定し比較し
た。この測定は、明石製作所(株)製のマイクロビッカ
ース硬度計「MS−10」を使用し、測定条件を荷重10g、
荷重時間15秒として行った。
その結果、スパッタ法およびイオンプレーティング法
による従来の電子写真用感光体の表面硬度はいずれも12
00Hvであった。これに対して、イオンビームアシスト法
による第1実施例の電子写真用感光体の表面硬度は1800
Hv以上であった。これにより、Al2O3層をイオンビーム
アシスト法により形成する方がその表面硬度を硬くでき
ることが確認できた。この表面硬度の測定結果および耐
刷試験結果から得られた表面硬度と耐刷枚数との関係を
第3図のグラフに示す。
(第2実施例) 本実施例の電子写真用感光体は、第4図に示すよう
に、導電性支持体6と、As2O3層70を有する光導電層7
と、Al2O3のみからなる表面保護層8とから構成されて
いる。この電子写真用感光体は、導電性支持体6および
光導電層7が第1実施例のものと同一に構成されてお
り、表面保護層8のみが異なる。
表面保護層8は、As2O3層70の表面にイオンビームア
シスト方によりAl2O3を蒸着して1μmの厚みに形成さ
れている。そして、表面保護層8は、As2O3層70との密
着性の良い比較的柔かい部分81と、連続的に徐々に硬度
が高くなって極めて硬度の高い表面側の部分82とを有す
る構成となっている。
この表面保護層8の形成は、前記イオンビームアシス
ト蒸着装置(第2図参照)を使用し、初期の段階ではAs
2O3層70との密着性を向上させるためイオン銃56の加速
電源パワーを小さくして行う。即ち、表面保護層8の厚
みが0.05〜0.1μmになるまでは加速電源パワーを0.5K
V、40mAとする。その後、膜質が異なって界面が生じな
いように加速電源パワーを連続的にかつ徐々に大きくし
ていき、最終的に1KV、80mAのパワーでイオンビームア
シストを行いつつ表面保護層8の大部分を形成する。こ
の表面保護層8の厚みは、0.3〜1.5μmの範囲で形成す
るのが好ましい。
なお、表面保護層8の形成前には、イオン銃56でイオ
ンビーム洗浄を予め行うことにより、表面保護層8とAs
2O3層70との密着性をさらに向上させている。即ち、As2
O3層70にイオンビームを照射してその表面を微細にエッ
ジングしている。このイオンビーム洗浄は長時間行うと
光導電層2にダメージを与えるだけとなるため、イオン
銃56のパワーを0.5KV.40mAとし、照射時間は3〜5分を
限度とする。
以上のように、本実施例の電子写真用感光体は、表面
保護層8のAs2O3層70と接する部分81を比較的柔かく形
成してAs2O3層70との密着性を良好にしているため、接
着剤により形成されるプライマ層等を必要としない。
そして、本実施例の電子写真用感光体は、イオンビー
ムアシスト法により形成された表面保護層8を有するた
め耐刷性に優れていることを耐刷試験により確認した。
{耐刷試験} この試験は、前記耐刷試験の場合と同様に、第2実施
例の電子写真用感光体を複写機に装着して連続複写を行
い、複写画像にノイズが現れるまでの耐刷枚数を調べる
ものである。比較例として、従来のようにAl2O3層をイ
オンプレーティング法により形成した電子写真用感光体
と、表面保護層の無い電子写真用感光体とを各々用意
し、同様の条件で試験を行った。なお、これら3種の電
子写真用感光体は、Al2O3層の有無およびコーティング
方法が異なるのみで他の構成は同一のものである。
その結果、表面保護層の無い電子写真用感光体の耐刷
枚数は30万枚であり、イオンプレーティング法による従
来の電子写真用感光体の耐刷枚数は40万枚であった。そ
して、イオンビームアシスト法による第2実施例の電子
写真用感光体の耐刷枚数は50万枚であり、耐刷性に優れ
ていることが確認できた。
なお、イオンプレーティング法による電子写真用感光
体は、40万枚耐刷時に表面保護層の部分的な剥離が発生
した。しかし、第2実施例の電子写真用感光体は、50万
枚耐刷後においても表面保護層8にクラックや剥離が発
生しなかった。
さらに、第2実施例の電子写真用感光体について静電
特性を調べた。まず、初期と耐刷50万枚後における残留
電位を比較したが、その蓄積および上昇は殆どなかっ
た。また、気温30℃、湿度85%の雰囲気中で複写画像を
形成したが、画像の流れやにじみといった不都合な現象
も生じることなく良好な結果が得られた。
[発明の効果] 本願発明の電子写真用感光体は、表面保護層の少なく
とも表面側に形成されたAl2O3層がイオンビームアシス
ト法により表面側にいくほど硬度が高くなるように形成
されているため、Al2O3層を極めて硬度の高いものにす
ることができるとともに、下層側には密着性のよい比較
的柔らかい部分が形成されていることから、Al2O3層の
下層との密着性をより一層良好に高めることができる。
このため、本発明の電子写真用感光体は、従来のスパッ
タ法やイオンプレーティング法によりAl2O3層を形成し
たものより耐刷性を著しく向上させることができる。
また、本願発明の電子写真用感光体の表面保護層形成
方法によれば、上記のように、表面側にいくほど硬度が
高くなるAl2O3層を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の第1実施例に係り、第1図は
電子写真用感光体の断面図、第2図はAl2O3層の形成に
使用した蒸着装置の断面模式図、第3図は表面硬度と耐
刷枚数との関係を示すグラフである。第4図は第2実施
例に係る電子写真用感光体の断面図である。 1、6……導電性支持体、2、7……光導電層 20、70……As2O3層 3、8……表面保護層 31……プライマ層、32……Al2O3
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 利和 大阪府大阪市東区安土町2丁目30番地 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内 (72)発明者 新谷 雄二 大阪府大阪市東区安土町2丁目30番地 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭62−254158(JP,A) 特開 昭61−96721(JP,A) 特開 昭62−294258(JP,A) 特開 昭63−81360(JP,A) 特開 昭57−36873(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 5/00 - 5/16 C23C 14/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性支持体と、 該導電性支持体の表面に形成された光導電層と、 該光導電層に積層され、少なくとも表面側にイオンビー
    ムアシスト法により表面側にいくほど硬度が高くなるよ
    うに形成されたAl2O3層を有する表面保護層と、 から構成されていることを特徴とする電子写真用感光
    体。
  2. 【請求項2】導電性支持体の表面に光導電層を形成し、 次いで、該光導電層上に積層される表面保護層の少なく
    とも表面側に形成されるAl2O3層を、イオンビームアシ
    スト法により該光導電層側から表面側に向かうにつれて
    イオン銃の加速電源パワーを高くしながら形成する ことを特徴とする電子写真用感光体の表面保護層形成方
    法。
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