JPH01224772A - 電子写真感光体の製造方法 - 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課題 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
が最も大ぎ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、−数的には少なくとも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、ざらには、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、このアル
ミニウムの酸化物膜を、例えばイオンブレーティング法
、電子ビーム蒸着法などの方法で形成した場合、形成条
件によっては、膜中にひび割れ等が発生し、また、膜の
透明性が低下する場合のあることが分かった。この様な
ひび割れなどの欠陥を有するアルミニウムの醸化物膜を
電荷輸送層として使用すると、安定した電気特性が得ら
れず、また、画像欠陥も多い電子写真感光体となる。

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
る帯電性に優れ、暗減衰率が小さく、かつ低コストな電
子写真感光体を製造する方法を提供することにある。更
にまた、本発明の目的は、透明性が優れ、ひび割れがな
く、硬度の高い電荷輸送層を有する、電気特性の安定し
た、画像欠陥の無いなどの優れた電子写真特性を有する
電子写真感光体の製造方法を提供することにおる。

課題を解決するための手段及び作用 本発明者等は、電荷輸送層の作製方法について鋭意検討
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、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し、次いで非晶質ケイ素を主成
分とする電荷発生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、凌素ガスを導
入しつつイオンブ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おる。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
ものでおる。なあ、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、イオンブ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、アルミニラム単体、
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、イオンブ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１０−５〜１０’Ｔ
Ｏｒｒ、イオン化電極への印加電圧１〜＋５００Ｖ、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０．５〜１０００ｍＡで
おる。又、基板温度は２０〜１０００　’Ｃ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１０−６〜１０２ＴＯｒｒ、好ましく
は１０−４〜１０”Ｔｏｒｒの範囲になるように導入す
る。

この場合、鼠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くなる
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おる。

又、電荷輸送層の膜厚は、イオンプレーアイング時間の
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、２〜１００朗、好ましくは３〜３０ＪｉＭの範囲
に設定される。

電荷輸送層の上には、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、イオンブレーティング法、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法を例にめげて説明する。

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めげられ
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
（Ｂ。

Ｈ６）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、光感度の増加等を目的
として、ハロゲン原子、炭素原子、散索原子、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おる。

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、０．１〜３０即の範囲、好ましくは０
．２〜５μｍ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
て電荷輸送層及び電荷発生層の組の上部おるいは下部に
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る層がめげられる。その他、元素周
期律表第１１１Ｂ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０．０１即〜１０Ｉｌ！ｎ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が
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ＣＶＤ装置内に
導入してグロー放電分解を行う。膜形成条件は次の通り
である。すなわち、周波数は、通常Ｏ〜５ＧＨ２，放電
時の真空度は１０−４〜１０Ｔｏｒｒ、基板加熱温度は
３０〜８００℃でおる。各層の膜厚は、放電時間の調整
により適宜設定することができる。

実施例 以下、本発明を実施例によって説明する。

直径約１２０ｍのアルミニウムパイプをイオンブレーテ
ィング装置の真空槽内に設置し、９９．９％のアルミナ
（Ａｌ２Ｏ２＞を真空構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２ｘ　１Ｏ−６Ｔｏｒ
ｒ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８．５Ｋ
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７０Ｖとし
、基板自体には一４００Ｖ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３１Ａ／５ｆ３Ｃ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５μｍ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おり、又、膜
中にひび割れ（クラック）のないことが確認された。ざ
らに又、ビッカース硬度も６７５であって、高い硬度を
有していた。

次に、上記電荷輸送層の上に膜厚１μｍのａ　−８ＩＨ
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２（＞Ｏｃｃ／ｌ１ｌｉｌｌを導入し、
圧力を１．５Ｔｏｒｒとした。支持体温度を２５０’Ｃ
にして、１３．５８門Ｈｚの高周波出力３００Ｗで１０
分間グロー放電分解を行った。

得られた電子写真感光体は、優れた表面性を有し、電気
特性に優れ、コピー画像も欠陥のないものであった。

比較例 酸素ガスを導入しなかった以外は、上記実施例と同様に
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、ビッカース硬度も２００でおり、硬度の点でも劣っ
たものであった。得られた電子写真感光体は、表面性が
悪く、電気特性が不安定であり、また、コピー画像に欠
陥の発生が見られた。

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、電気特性や画像特性等の
電子写真特性に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 (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に、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し、次いで非晶質ケイ素を主成分と
   する電荷発生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
   つつイオンブ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. （２）原料として、Ａｌ＿２Ｏ＿３を用いることを特徴
   とする請求項（１）記載の電子写真感光体の製造方法。
3. （３）原料として、アルミニウムを用いることを特徴と
   する請求項（１）記載の電子写真感光体の製造方法。