JPH01124863A

JPH01124863A - 電子写真感光体の製造方法

Info

Publication number: JPH01124863A
Application number: JP62282236A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Fukuda; 福田　讓; Masayuki Nishikawa; 雅之西川; Shigeru Yagi; 茂八木; Kenichi Karakida; 唐木田　健一
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-05-17
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2595575B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真感光体、特に非晶質ケイ素系電子写
真感光体の製造方法に関する。

従来の技術、近年、感光層として非晶質ケイ素を主体とする蒸着層
を有する電子写真感光体が注目されている。

これは、非晶質ケイ素自体、従来の電子写真感光体の寿
命要因を根本的に一改善できる可能性を有しており、電
子写真感光体に応用することにより、電気的に安定な繰
返し特性を有し、高硬度かつ熱的に安定で長寿命の電子
写真感光体を得る可能性を有するためであり、従来、こ
れらの点に着目して種々の非晶質ケイ素系電子写真感光
体が提案されている。

中でも、感光層として、光照射により、電荷キャリアを
発生させる電荷発生層と、電荷発生層で生じた電荷キャ
リアを効率よく注入でき、かつ効率的に移動可能な電荷
輸送層とに分離した、いわゆる機能分離型感光層を有す
る非晶質ケイ素系電子写真感光体が優れたものとして提
案されている。

この様な機能分離型の非晶質ケイ素系電子写真感光体に
おける電荷輸送層としては、例えば、シラン、ジシラン
等のシラン化合物のガスと、炭素、酸素又は窒素含有ガ
ス及び微量の第■族或いは第Ｖ族元素含有ガスの混合ガ
スをグロー放電分解して、上記元素を含んだ非晶質ケイ
素膜を形成したものが用いられている。

発明が解決しようとする問題点一般に、電荷輸送層と電荷発生層とに機能分離された電
子写真感光体において、その帯電性は、感光層中で膜厚
が最も大きい電荷輸送層自体の特性が寄与するが、上記
シラン化合物のグロー放電分解によって得られる水素化
非晶質ケイ素膜を用いた電子写真感光体の帯電性は、略
３０Ｖ／μ程度或いはそれ以下であり、未だ十分な−も
のとはいえない。また、その暗減衰率は、使用条件によ
って異なるが、一般的には少なくとも２０％／ｓｅｃ程
度で、極めて高い。そのため、その様な非晶質ケイ素系
の電荷輸送層を有する電子写真感光体は、その用途が比
較的高速なシステムに限られたり、或いは十分な帯電電
位が得られないために、特定の現像系を必要とするとい
う問題があった。又、帯電電位を増加するためには、電
荷輸送層の膜厚を大にすればよいが、そのためには製造
時間を増大させねばならず、さらには、通常の製造法で
は、厚膜作成に伴う膜欠陥の発生確率が増大し、得率の
低下が引き起こされ、感光体が極めて高コストになると
いう問題があった。

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑
みてなされたものである。

したがって、本発明の目的は、新規な電荷輸送層を有す
る電子写真感光体を製造する方法を提供することにある
。すなわち、本発明の目的は、透明性が優れ、ひび割れ
が少なく、硬度の高い電荷輸送層を有する電子写真感光
体の製造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用本発明者等は、先にアルミニウムの酸化物膜が電荷輸送
層としての機能を有することを見出だしたが、ざらに検
討の結果、特定の方法によってアルミニウム酸化膜を形
成した場合に、物理的特性及び電子写真特性において一
層優れたものが得られることを見出だし、本発明を完成
するに至った。

本発明は、支持体上に、非晶質ケイ素を主成分とする電
荷発生層を形成した後、アルミニウムの酸化物を主成分
とする電荷輸送層を形成する工程を含む電子写真感光体
の製造方法において、該電荷輸送層を、酸素ガスを導入
しつつイオンプレーティング法により形成することを特
徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、支持体としては、導電性支持体及び絶
縁性支持体のいずれをも用いることができるが、絶縁性
支持体を用いる場合には、少なくとも他の層と接触する
面が導電処理されていることが必要である。導電性支持
体としては、ステンレススチール、アルミニウム等の金
属或いは合金等があげられ、絶縁性支持体としては、ポ
リエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂フィルム又はシート、
ガラス、セラミック、紙等があげられる。

支持体上には、非晶質ケイ素を主成分とする電荷発生層
が形成されるが、この層は公知の方法によって形成する
ことができる。例えば、グロー放電分解法、スパッタリ
ング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等によっ
て形成することができる。これ等の成膜方法は、目的に
応じて適宜選択されるが、プラズマＣＶＤ法によりシラ
ン或いはシラン系ガスをグロー放電分解する方法が好ま
しく、この方法によれば、膜中に適量の水素を含有した
比較的暗抵抗が高く、かつ光感度も高い膜が形成され、
電荷発生層として好適な特性を得ることができる。

以下、プラズマＣＶＤ法を例にあげて説明する。

ケイ素を主成分とする電荷発生層を作成するための原料
ガスとしては、シラン、ジシランを初めとするシラン類
、或いはシリコン結晶を用いて得られたガスがあげられ
る。又、電荷発生層を形成する際に、必要に応じて、水
素、ヘリウム、アルゴン、ネオン等のキャリアガスを用
いることも可能である。これらの原料ガス中にジボラン
（８２Ｈ６）ガス、ホスフィン（ＰＨ３＞ガスなどのド
ーパントガスを混入させ、膜中にほう素或いは燐等の不
純物元素を添加することもできる。又、暗抵抗の増加、
光感度の増加、或いは帯電能の増加を目的として、ハロ
ゲン原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子等を含有させ
てもよい。ざらに又、長波長域感度の増加を目的として
、ゲルマニウム、錫等の元素を添加することも可能であ
る。

電荷発生層はケイ素を主成分とし、１〜４０原子％、好
ましくは５〜２０原子％の水素を含んだものが好ましい
。膜厚としては、０．１〜３０ｇの範囲、好ましくは０
．２〜５ｔｌ！Ｒの範囲に設定される。

又、成膜条件は、交流放電を例にとると、周波数５０Ｈ
ｚ　〜５ＧＨｚ、反応器内圧１０−４〜１０ＴＯｒｒ、
放電電力１０〜２０００Ｗ　、支持体温度３０〜６０σ
℃の範囲で適宜設定される。電荷発生層の膜厚は、放電
時間の調整により適宜設定することができる。

電荷発生層の上には、アルミニウムの酸化物を主成分と
する電荷輸送層が形成されるが、この層は、可視光を透
過し、又、可視光領域において、実質的に光感度を有し
ないものである。なお、紫外光に対しては光感度を有し
ていてもよい。

この電荷輸送層は、イオンプレーティング法によって形
成する必要がある。原料としては、アルミニウム単体、
酸化アルミニウムなどの化合物が用いられる。具体的に
説明すると、イオンプレーティング装置の真空槽内に設
けられた水冷可能な無酸素銅るつぼ内に、原″料を挿入
する。成膜条件は、真空槽内の真空度１０−６〜１ｏ−
７Ｔｏｒｒ、イオン化電極への印加電圧＋１〜＋５００
Ｖ、基板へのバイアス印加電圧Ｏ〜−２０００Ｖ　、電
子銃電圧０．５〜５０ＫＶ、電子銃電流１〜１０００ｍ
Ａである。又、基板温度は２０〜１０００℃に設定する
。

本発明においては、別に酸素ガスを真空槽内に直接導入
するが、酸素ガスの導入量は、真空槽内の酸素ガス圧力
によって規定することができる。

すなわち、真空槽内を上記の真空度まで排気した後、酸
素ガスを、真空度１０〜１０２ＴＯｒｒ、好ましくは１
０〜１０−１Ｔｏｒｒの範囲になるように導入する。こ
の場合、酸素ガスの導入量が少ないと、形成された膜の
透明度が低下し、一方、酸素ガスの導入量が多（なると
、形成された膜に発生するひび割れが減少する。しかし
ながら、過剰量の酸素ガスは、膜を過度に軟らかくする
ので適宜の範囲に設定することが必要である。

又、電荷輸送層の膜厚は、イオンプレーティング時間の
調整により適宜設定することができるが、本発明におい
ては、２〜１１００ＩＩ、好ましくは３〜３０＃ｌの範
囲に設定される。

本発明の電子写真感光体の製造においては、必要に応じ
て電荷発生層及び電荷輸送層の組の上部あるいは下部に
隣接して、他の層を形成してもよい。これらの層として
は、例えば次のものがあげられる。

電荷注入阻止層として、例えばアモルファスシリコンに
元素周期律表第■族元素あるいはＶ族元素を添加してな
るｎ型半導体層、ｎ型半導体層、あるいは窒化ケイ素、
炭化ケイ素、酸化ケイ素−非晶質炭素等の絶縁層が、又
、接着層として、アモルファスシリコンに窒素、炭素、
酸素等を添加してなφ層があげられる。その他、元素周
期律表第■Ｂ族元素、第Ｖ族元素を同時に含む層など、
感光体の電気的及び画像的特性を制御できる層があげら
れる。これらの各層の膜厚は任意に決定できるが、通常
０．０１１Ｉ１１〜１０Ｍの範囲に設定して用いられる
。

更に、感光体表面のコロナイオンによる変質を防止する
ための表面保護層を設けてもよい。

上記の各層は、プラズマＣＶＤ法により形成することか
できる。電荷発生層の場合に説明したよ　　　　・うに
、不純物元素を添加する場合は、それらの不純物元素を
含む物質のガス化物を、シランガスと共のプラズマＣＶ
Ｄ装置内に導入してグロー放電分解を行う。各層の膜形
成手段としては、交流放電及び直流放電のいずれをも有
効に採用することができるが、交流放電の場合を例にと
ると、膜形成条件は次の通りである。すなわち、周波数
は、通常０．１〜３０８Ｈ２，好適にハ５〜２０Ｍ）１
２．放電時の真空度は０．１〜５Ｔｏｒｒ　（１３，３
〜６Ｂ、７Ｐａ）　、基板加熱温度は１００〜４００℃
である。

実施例以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１直径的１２０７１１１のアルミニウムパイプ上に膜厚１
贋のａ−３ｉ：Ｈ膜を形成した。すなわち、容量結合型
プラズマＣＶＤ装置にシランガス２００ｃｃ／ｌｌｌ１
ｎを導入し、圧力を１．５ＴＯｒｒとした。支持体温度
を２５０℃にして、１３．５６ＨＨ２の高周波出力３０
０Ｗで１０分間グロー放電分解を行った。

次に、上記アルミニウムパイプをイオンプレーティング
装置の真空槽内に設置し、９９．９９％のアルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ２）を真空槽内の水冷無酸素銅るつぼに投入し、
真空ポンプにより、真空度を１Ｘ　１０−’ｒｏｒｒに
なるまで排気した後、真空度２Ｘ１０−４Ｔｏｒｒにな
るまで酸素ガスを導入した。電子銃に電圧８．５にＶを
印加して、電流２４０ｍＡとなるように電源出力を設定
した。このとき、イオン化電極の電圧を８０ｖとし、基
板自体には一５ｏｏｖのバイアス電圧を印加した。アル
ミニウムパイプ付近に設置された水晶振動子膜厚モニタ
により、付着速度が３４人／ｓｅｃで一定となるよう電
子ビームの出力を制御した。このようにして、約２５分
間成膜し、膜厚的５Ｍの酸化アルミニウム膜よりなる電
荷輸送層を形成した。

試料を真空槽より取り出して電荷輸送層を調べたところ
、形成された酸化アルミニウム膜は透明であり、又、膜
中にひび割れ（クランク）の数も少ないことが確認され
た。さらに又、ごツカース硬度（荷重１０ｇ）も６８０
であって、高い硬度を有していた。

実施例２真空度７Ｘ　ｉ　Ｑ−４ＴＯｒｒになるまで酸素ガスを
導入した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体
を製造した。形成された電荷輸送層は、透明であり、ひ
び割れもざらに少ないものであった。

又、ビッカース硬度（荷重１０ｇ）も５００であった。

比較例酸素ガスを導入しなかった以外は、実施例１と同様にし
て電子写真感光体を製造した。形成された電荷輸送層は
、黒色であり、膜にはひび割れが多数発生していた。又
、ビッカース硬度（荷重１０９）も２００であり、強度
の点でも劣ったものであった。

発明の効果本発明によれば、アルミニウムまたはその化合物を用い
て、透明性が優れ、ひび割れが少なく、硬度の高い新規
な電荷輸送層を有する電子写真感光体を製造することが
できる。したがって、本発明によって製造された電子写
真感光体は、耐久性に優れ、又電子写真特性も優れたも
のである。

特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　渡部　剛

Claims

【特許請求の範囲】

（１）支持体上に、非晶質ケイ素を主成分とする電荷発
生層を形成した後、アルミニウムの酸化物を主成分とす
る電荷輸送層を形成する工程を含む電子写真感光体の製
造方法において、該電荷輸送層を、酸素ガスを導入しつ
つイオンプレーティング法により形成することを特徴と
する電子写真感光体の製造方法。
（２）原料として、Ａｌ＿２Ｏ＿３を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の電子写真感光体の
製造方法。
（３）原料として、アルミニウムを用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の電子写真感光体の製
造方法。