JPH01204056A - 電子写真用感光体の製造方法 - Google Patents

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、電子写真用感光体の製造方法に関するもので
あり、特に、非晶質ケイ素系光導電層と非晶質炭素系表
面層とを有する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（７モルファスシリコ
ン）を用いた電子写真感光体が開発され、種々の改善が
試みられている。この非晶質ケイ素を用いた感光体は、
導電性基板上に、シラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）ガスのグロー
放電分解法などによりケイ素の非晶質膜を形成したもの
であって、非晶質ケイ素膜中に水素原子が取り込まれ、
光導電性を呈するものである。非晶質ケイ素感光体は、
波長的４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して高い光感度
を有し耐熱性も高く、機械的強度も優れたものであるが
、その表面を保護するために、ｓ；Ｎ、ｓ；。

なとの組成を有する表面層を設けることが提案されてい
る。これ等の表面層を有する電子写真感光体は、高温高
湿下で長期間にねたり繰返使用すると、画像ぼけを生じ
てしまうという問題点があった。この点を改善したもの
として、非晶質炭素やダイヤモンド状炭素を主体とする
表面層を設けたものが提案されている。（例えば、特開
昭５７−１１４１４６号、同６０−６１７６１号、同６
０−２４９１５５号公報）発明が解決しようとする課題 ところで、従来の非晶質炭素を主体とする表面層は、通
常、炭化水素系のガスを用いてグロー放電分解法により
形成しているが、この方法によって形成された表面層は
、ビッカース硬度が約３００〜４００程度以下にしかな
らず、硬度の点で十分ではなかった。したがって、電子
写真プロセスにおける残留トナーの為のブレード或いは
用紙剥離爪等との摩擦によって、表面状態が変化し、得
られた画像に画像欠陥が発生するという欠点があった。

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、高い硬度を有し、耐摩耗
性に優れた表面層を有する非晶質ケイ素系電子写真感光
体を提供することにある。

課題を解決するための手段及び作用 本発明は、導電性基板上に非晶質ケイ素系光導電層及び
非晶質炭素系表面層をグロー放電分解法により順次形成
する電子写真用感光体の製造方法において、反応室内に
、原料ガスとして、フルオロ炭化水素ガスと炭化水素ガ
ス又は水素ガスとよりなるガス混合物を導入し、グロー
放電分解により、非晶質炭素を主体としてなる表面層を
形成することを特徴とする。

以下、本発明について詳記する。

本発明において用いられる導電性基板としては、アルミ
ニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼などの合金、
導電膜を有するプラスチックシートあるいはガラス、導
電化処理をした紙などがあげられる。

非晶質ケイ素系光導電層は、反応ガスとしてケイ素化合
物を用い、グロー放電分解法によって上記の導電性基板
上に形成する。すなわち、プラス？　ＣＶ　Ｄ　（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装
置の反応室内にケイ素化合物を主体とする反応ガスを導
入し、この反応ガスをグロー放電分解することによって
、反応室内の所定の位置に設定された導電性基板上に非
晶質ケイ素系光導電層を形成させる。

本発明において用いられるケイ素化合物としては、Ｓｉ
Ｈ４、Ｓｉ２　Ｈ６，５ＩＣＩ４．５ＩＨＣＩ３、Ｓ！
Ｈ２ＣＩ２　、Ｓ！　（ＣＨ３＞４、Ｓ　！３　ＨＢ　
、Ｓ　！４　Ｈｌｏ等のガスがあげられる。

上記ケイ素化合物と共に、必要に応じて各種のキャリア
ガス、例えば、水素、ヘリウム、アルゴン、ネオン等を
混合して使用することも可能でおる。更に又、上記ガス
中にジボランガス、ホスフィンガス、その他のドーパン
トガスを混合させて非晶質ケイ素系感光層、の電子写真
特性を改善することも可能である。

上記したガスを用いて非晶質ケイ素感光層を形成させる
々めのグロー放電分解の条件は、例えば、交流放電の場
合を例にとると、次の通りである。

電源周波数は通常０．１〜３０８Ｈ２、好適には５〜２
０Ｍ）１２であり、放電時の反応室内の圧力は、０．１
〜５Ｔｏｒｒであり、基板加熱温度は１００〜４００℃
である。

本発明にお蹴る光導電層の膜厚は、任意に設定されるが
、１μｓ〜２００μｍ１特に１０１１ｍ〜１００μｍが
好適である。

本発明においては、電子写真感光体は、導電性基板上に
光照射に応じて電荷担体を発生させる光導電層を形成さ
せるが、所望により、支持体でおる導電性基板と光導電
層間に電荷輸送層及び／又は電荷担体に対して障壁を形
成する電荷ブロッキング層を積層してもよい。

次いで、上記非晶質ケイ素系感光層の上に、非晶質炭素
を主体としてなる表面層を形成させる。

表面層を形成させるための原料ガスとしては、フルオロ
炭化水素ガスと炭化水素ガス又は水素ガスとよりなるガ
ス混合物が使用される。それ等の混合割合は、適宜設定
することができるが、例えば、前者と後者の割合を流量
比で２０：１ないし１：２０の範囲で使用するのが望ま
しい。

フルオロ炭化水素としては、下記一般式（Ａ）　（Ｂ）
及び（Ｃ）で示されるものが使用され、ＣｎＨ２ｎ＋２
−ｘＦｘ　　　　　（Ａ）ＣｎＨ２，、Ｆｙ、　　　（
Ｂ） Ｃ４Ｈ６，−２−２Ｆ７（ｃ） （式中、ｎは整数を表わし、Ｘは１ないし２ｎ＋２の整
数を表わし、ｙは１ないし２０の整数を表わし、Ｚは１
ないし２ｎ−２の整数を表わす）具体的には、例えば、
ＣＨ３Ｆ（フルオロメタン）、Ｃｌ−１２Ｆ２　（ジフ
ルオロメタン）、ＣＨＦ３　（フルオロホルム）、ＣＦ
４　（テトラフルオロメタン）、０２Ｈ５Ｆ（フルオロ
エタン〉、Ｃ２Ｈ４Ｆ２（ジフルオロエタン）、０２Ｆ
６（ペルフルオロエタン）、Ｃ２Ｈ３Ｆ（フルオロエチ
レン）、Ｃ３Ｈ３Ｆ（フッ化アリル）、Ｃ３Ｆ４　（テ
トラフルオロアレン）等をめげることができる。

又、炭化水素としては、例えば、メタン、エタン、プロ
パン、ｎ−ブタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン
、プロピレン、ブテン−１、ブテン−２、イソブチレン
等のオレフィン系炭化水素、アセチレン、メチルアセチ
レン等のアセチレン系炭化水素、シクロプロパン、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロブ
テン、等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ナフタリン、アントラセン等の芳香族炭化水素を
必げることかできる。

以上列記した表面層を形成するための原料物質は、常温
でガス状でおっても、固体状おるいは液状でおってもよ
いが、固体状あるいは液状である場合には、気化して反
応室内に導入する。

表面層は、プラズマＣＶＤ装置により上記の原料ガスを
グロー放電分解させることによって形成さゼるが、グロ
ー放電分解は、直流及び交流放電のいずれを採用する場
合でも可能である。膜形成の生成条件は、交流放電の場
合を例にとると、周波数は０．１〜３０ＭＨ２，好適に
は５〜２０ＭＨ２であり、又、放電時の真空度は０．１
〜５Ｔｏｒｒ　（１３，３〜６６７Ｐａ）、基板加熱温
度は１００〜４００℃でおる。

表面層の膜厚は任意に設定されるが０．０１〜１０μｍ
、好ましくは０．２〜５μｍである。

本発明においては、非晶質炭素系表面層の形成に際して
、フルオロ炭化水素ガスが使用されるから、グロー放電
分解中に存在する水素原子がフッ素原子と結合してフッ
化水素の形になり、系外に除去されるので、形成される
表面層中に導入される水素ガスの邑が著しく低下し、し
たがって、形成される表面層の硬度が高くなるものと推
測される。

実施例 次に、実施例によって本発明の電子写真用感光体の製造
方法を説明する。

実施例１ 円筒状基板上への非晶質ケイ素膜の生成が可能な容量結
合型プラズマＣＶＤ装置の所定の位置に、円筒状アルミ
ニウム基、板を載置し、反応室内にシラン（ＳｉＨ４）
ガス、ジボラン（Ｂｚ　Ｈ６）ガス及び水素（Ｈ２）ガ
スの混合ガスを導入して、グロー放電分解することによ
り、円筒状アルミニウム基板上に、膜厚２仮の非晶質ケ
イ素電荷注入防止層及び膜厚２０＃Ｉの非晶質ケイ素系
光導電層を生成した。

このときの電荷注入防止層の成膜条件は、次の通りでめ
った。

１００％シランガス流Ｗｉ　：　　２００ｃｍ／ｍｉｎ
３００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流１：　　２００ｃ
ｆｆｌ／ｍｉｎ反応器内圧：　　１．０Ｔｏｒｒ 放電電力　：　　２００Ｗ 放電時間　：　　３０ｍｉｒｌ 放電周波数：　　１３．５６ＭＨｚ 基板温度　：　　２５０’Ｃ また、光導電層の成膜条件は、次の通りであった。

１００％シランガス流量：　　２００ＣＩ？ｔ／　１ｌ
ｌｉｎｉ　ｏｏｐｐｔｎ水素希釈ジボランガス流１：　
　５ｃｍ／ｍｉｎ水素ガス流１　：　　１９５ｃｆｆｌ
／　ｍｉｎ反応器内圧：　　１．０ＴＯｒｌ’ 放電電力　：　　２００Ｗ 放電時間　：　　３００ｍ１ｎ 放電周波数：　　１３．５６ＨｔｌＺ 基板温度　：２５０℃ 続いて、形成された非晶質ケイ素系光導電層の上に、表
面層を形成させた。即ち、反応室内を真空排気した後、
四フッ化炭素（ＣＦ４　）とメタンガス（ＣＨ４）ガス
とよりなる混合ガスを反応室内に導入し、グロー放電分
解させ、膜厚０．５Ｎ１の表面層を形成した。

このときの表面層の成膜条件は、次の通りであった。

四フッ化炭素ガス流ｍ　：　４０ｒｍ／ｍｉｎメタンガ
ス流ｍ　：　１６ｃＩｉ／　ｍｉｎ反応器内圧：　　０
．５Ｔｏｒｒ 放電電力　：　　２００Ｗ 放電時間　：　　１２ｏｍｉｒ＋ 放電周波数：　　１３．５６８Ｈ２ 基板温度　：２５０℃ このようにして製造された電子写真感光体における表面
層のビッカース硬度（荷重＝１ｏｇ＞を測定したところ
、９５０ＫＩ／ｃｔｒｔであり、非常に硬いものであっ
た。

この電子写真感光体を複写機にいれ、正のコロナ帯電方
式で複写を行い、コピー画像の画質を評価した。複写を
５万回繰り返した後、温度３５℃、湿度８５％Ｒ１１の
環境下と温度５℃、湿度１５％ＲＨの環境下で画質を評
価したところ、画像ぼけ、画像濃度の低下はなく、クリ
ーニングブレードや紙料離爪による傷もまったく見られ
なかった。

実施例２ 実施例１におけると同様にして、円筒状アルミニウム基
板上に、非晶質ケイ素を主体とする厚さ約２１１ｍの電
荷注入防止層及び厚さ約２０ｐｍの光導電層を生成した
。

続いて、反応ガスとしてペルフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６
）と水素ガスを用いる以外は実施例１におけると同様に
して膜厚０．５ｐｍの表面層を形成した。このときの成
膜条件は次の通りであった。

ペルフルオロエタン流量：４０ＣＩ７ｔ／ｍｉｎ水素ガ
ス流１　：　１６ｃｎ／ｍｉｎ 反応器内圧：　　０．５Ｔｏｒｒ 放電電力　：　　２００Ｗ 放電時間　：　　１２０ｍ１ｎ 放電周波数：　　１３．５６朋２ 基板温度　：２５０℃ このようにして製造された電子写真感光体における表面
層のビッカース硬度（荷重＝１０ｇ）は８００に３／ｃ
ｒＡであった。実施例１におけると同様に画質評価を行
なったところ、画像ぼけ、画像濃度の低下はなく、クリ
ーニングブレードヤ紙剥離爪による傷もまったく見られ
なかった。

比較例 実施例１におけると同様にして、円筒状アルミニウム基
板上に、非晶質ケイ素を主体とする厚さ約２）ｔｍの電
荷注入防止層及び厚ざ約２０ｊｌＩｒＩの光導電層を生
成した。

続いて、メタンガスのみよりなる反応ガスを用いる以外
は、実施例１におけると同様にして膜厚０．５ｔｔｘｒ
の表面層を形成した。このときの成膜条件は次の通りで
あった。

メタンガス流量：　４０７／ｍｉｎ 反応器内圧：　　０．５Ｔｏｒｒ 放電電力　：　　２００Ｗ 放電時間　：　　６０ｍ１ｎ 放電周波数：　　１３．５６門ｆｉｚ 基板温度　＝２５０℃ このようにして製造された電子写真感光体における表面
層のビッカース硬度（荷重＝ｉｏｇ）は３８０Ｋｙ／ｃ
ａｔであった。

この電子写真感光体を複写機にいれ、正のコロナ帯電方
式で複写を行い、コピー画像の画質を評価した。複写を
１０００回繰り返したところ、画像上にクリーニングブ
レードや紙判離爪による傷に基づく画像欠陥が観察され
るようになった。

発明の効果 本発明によれば、非晶質ケイ素光導Ｎ層の上に、フルオ
ロ炭化水素ガスと水素ガス又は炭化水素ガスとの混合ガ
スを用い、グロー放電分解によって非晶質炭素を主体と
する表面層を設けるから、形成された表面層は、少なく
ともビッカース硬度４００以上の非常に高い表面硬度を
有するものとなる。したがって、本発明の電子写真感光
体は、使用に際してクリーニングブレード、紙判離爪そ
の他による傷の発生も起り難くなり、又どのような操作
条件下でも、画像ぼけを生じることのないコピー画像を
得ることができる。

特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　額部　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板上に非晶質ケイ素系光導電層及び非晶
   質炭素系表面層をグロー放電分解法により順次形成する
   電子写真用感光体の製造方法において、非晶質ケイ素系
   光導電層の形成後、反応室内に、原料ガスとして、少な
   くともフルオロ炭化水素ガスと炭化水素ガス又は水素ガ
   スとよりなるガス混合物を導入し、グロー放電分解によ
   り、非晶質炭素を主体してなる表面層を形成することを
   特徴とする電子写真用感光体の製造方法。
2. （２）フルオロ炭化水素が、下記一般式（Ａ）（Ｂ）及
   び（Ｃ）で示されるもから選択された少なくとも１種よ
   りなることを特徴とする請求項（１）記載の電子写真用
   感光体の製造方法。 Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿２＿−＿ｘＦ＿ｘ（Ａ）Ｃ＿ｎ
   Ｈ＿２＿ｎ＿−＿ｙＦ＿ｙ（Ｂ） Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿−＿２＿−＿ｚＦ＿ｚ（Ｃ）（式中
   、ｎは整数を表わし、ｘは１ないし２ｎ＋２の整数を表
   わし、ｙは１ないし２ｎの整数を表わし、ｚは１ないし
   ２ｎ−２の整数を表わす）
3. （３）炭化水素ガスが、パラフィン系炭化水素、オレフ
   ィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、脂環式炭化水
   素及び芳香族炭化水素から選ばれた少なくとも１種より
   なることを特徴とする請求項（１）記載の電子写真用感
   光体の製造方法。