JPH02181154A - 電子写真感光体 - 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、ゲルマニウム含有非晶質炭素よりなる感光
層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 通常、電子写真感光体は、導電性基板上に感光層を設け
て形成される。感光層としては、光導電性を有する材料
が一般に使用され、例えば、Ｓｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の
無機光導電材料や有機光導電材料などがあげられ、又最
近では非晶質ケイ素も光導電材料として注目を集めてい
る（例えば、特開昭５４−８６３４１号公報）。非晶質
ケイ素系電子写真感光体は、主にグロー放電法により形
成される。

この非晶質ケイ素系電子写真感光体は、感度が高く、か
つＧｅを添加することにより長波長増感かなされる。又
、表面が非常に硬く、耐刷性に優れ、しかも変質しがた
いので、感光体として寿命が長いといった利点もおる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これ等の材料を使用する電子写真感光体
は、電子写真感光体として具備しなければならない特性
を充分に満足しているわけではなく、各々使用目的に応
じて条件を探索しつつ、実用に供せられている。

例えば、電子写真感光体の要求する特性として、高感度
、高暗抵抗で必ることが望まれるが、概して高感度のも
のは、暗抵抗が小さく、又特有の疲労効果を示すことも
しばしばである。例えば、Ｓｅ系光導電層を有する電子
写真感光体についてみると、セレン単体ではその分光感
度領域が狭いため、ＴｅやＡｓを添加して増感ざゼたり
、又層構成も３ｅ単層構造のものよりもＳｅ／５ｅＴｅ
あるいはＳｅ／５ｅＴｅ／Ｓｅ等の二層おるいは三層構
造にして用いられるのが一般的でおるが、反面、−「ｅ
やＡｓを添加したＳｅ系光導電層は、光疲労が大きくな
る。この様／よ光疲労は、画像濃度の低下をもたらし、
ゴース［〜画像を発生したりして、画質を劣化させる。

電子写真感光体の基本特性として、長寿命で必ることか
要求されるが、Ｓｅ系電子写真感光体は、充分に長寿命
でおるとはいい難い。例えば、３ｅ系電子写真感光体は
、アモルファス状態で使用されるが、５０〜６０°Ｃと
比較的低温で結晶化が起こり始める。この結晶化が起こ
ると、暗抵抗が低下してしまい、複写画像の劣化をもた
らす。

また、最近注目を集めている非晶質ケイ素系電子写真感
光体は、前記のような利点を有するが、その誘電率が大
きいため、所望の表面電位を得るには大きな帯電電流を
印加するか、プロセススピドを高速化して使用する必要
がある。そのため消費電力が高くなったり、或いは、プ
ロセススピドを高速化して使用するには、解決しなけれ
ばならない問題が残っている。又、非晶質ケイ素電子写
真感光体は、温度、湿度などの外的要因による抵抗変化
が大ぎく帯電電位に影響しやすい。特に、高温、高湿の
雰囲気でその影響が大きい。又、非晶質ケイ素系電子写
真感光体の表面に電荷の注入を防止するための障壁層と
して８１０２、ＳｉＮ等の絶縁性薄膜を設けると、界面
方向の電気伝導度が高くなり、画像のボケを生じやすい
。

又、非晶質ケイ素系電子写真感光体は、構造敏感性が強
いので、再現性良く膜形成をするためには、作製条件や
不純物の添加量を厳密に調整する必要が市る。

以上に述べたように、従来から、一般に使用されでいる
電子写真感光体は、利点や欠点を合せ持ち、各々使用目
的に応じて、条件を探索しつつ実用に供しているのが環
状である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものでおる。す
なわち、本発明の目的は優れた電子写真特性を有し、環
境変化に対して安定であり、かつ寿命の長い電子写真感
光体を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明者等は、検討の結果、ゲルマニウム含有非晶質炭
素が感光層の構成成分として使用できることを見出だし
、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、導電性基板上に、感光層を設けてなる
電子写真感光体において、該感光層が、少なくともゲル
マニウム含有非晶質炭素を主体とする層を含有すること
を特徴とする。

以下、本発明について詳記する。

第１図ないし第３図は、本発明の電子写真感光体の実施
例の模式的断面図でおる。第１図においでは導電性基板
１上に、感光層２が形成されている。第２図においては
、導電性基板１上に、電荷輸送層２１が設けられ、その
上に電荷発生層２２が設けられている。また第３図にお
いては、導電性基板１上に、電荷輸送層２１及び電荷発
生層２２が設けられ、表面に表面保護層３が設けられて
いる。

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めげられる。

本発明において、導電性基板上には感光層が設けられる
が、感光層は少なくともゲルマニウム含有非晶質炭素を
主体とする層（以下、ゲルマニウム含有非晶質炭素層と
いう）を有する。即ち、感光層が第１図に示す様に単層
構造の場合には、その感光層がゲルマニウム含有非晶質
炭素を主体として構成された光導電層を形成する。感光
層が単層構造の場合、ゲルマニウムと炭素の比率は３；
１〜１；３で必ることか好ましい。

また、感光層が電荷発生層と電荷輸送層とに機能分離さ
れた積層構造を有する場合には、ゲルマニウム含有非晶
質炭素層は、電荷発生層として、又は電荷輸送層として
使用することかできる。その場合、ゲルマニウム含有非
晶質炭素層の光学ギャップか、非晶質ケイ素を主体と覆
る層よりも小さい場合は、電荷発生層として使用するの
か好ましく、非晶質ケイ素を主体とする層よりも大きい
場合は、電荷輸送層として使用するのが好ましい。

ゲルマニウム含有非晶質炭素が電荷発生層として使用さ
れる場合には、ゲルマニウムと炭素の比率は１　：１〜
０．０１　：　１の範囲が好ましい。また、ゲルマニウ
ム含有非晶質炭素が電荷輸送層として使用される場合に
は、ゲルマニウムと炭素の比率は０．０１　：　１〜１
：１の範囲か好ましい。

これ等ゲルマニウム含有非晶質炭素層を形成させるだめ
の原料としては、水素化ゲルマニウム化合物と炭化水素
及び所望により水素とよりなるカ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 使用することができる水素化ゲルマニウム化合物として
は、ＧｅＨ４、Ｇｅ２　Ｈ６、Ｇｅ３ＨＢ、Ｇ　ｅ　４
Ｈ１０１Ｇ　ｅ　ｓ　Ｈ１２などがあげられる。

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
あげることができる。更に炭化水素は、ハロゲン置換体
でおってもよい。例えば、４塩化炭素、クロロホルム、
４フツ化炭素、トリフルオロメタン、クロロトリフルオ
ロメタン、ジクロロジフルオロメタン、プロモトリフル
オロメタン、フルオロエタン、パーフルオ（コプロパン
等を用いることかできる。更にまた、上記カス中に、ジ
ボランガス、フォスフインカス、その他のドーパントカ
スを混合させて、電子写真特性を改善することもできる
。

以上列記した原料物質は、常温でカス状で市っでも、固
体状あるいは液状であってもよいが、固体状あるいは液
状で必る場合には、気化して反応室内に導入する。

ゲルマニウム含有非晶質炭素層は、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ざぜることによ
って形成させることができるが、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おる
。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０．１〜３ＯＮＨｚ　、好適には５〜２ＯＮＨ
ｚでおり、又、放電時の真空度は０．１〜５　Ｔｏｒｒ
　（１３，３〜６６７Ｐａ　）　、基板加熱温度は１０
０〜４００　’Ｃて市る。

ゲルマニウム含有非晶質炭素層の膜厚は任意に設定され
るが、光導電層の場合には５〜１００μｍの範囲に設定
するのが好ましく、電荷発生層の場合には０．１〜２０
μｍの範囲に、また、電荷輸送層の場合には１〜１００
μｍの範囲に設定するのが好ましい。

本発明において、ゲルマニウム含有非晶質炭素層が電荷
発生層でおる場合の電荷輸送層、及び電荷輸送層でおる
場合の電荷発生層は、非晶質ケイ素を主体として構成さ
れる。これ等の層は、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形成することができる。

すなわち、プラス？ＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａ
ｐｏｕｒ　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対象物上に形成させる。

使用することができるケイ素化合物としては、ＳＨ４、
Ｓｉ２■６、５ｉＣ１４、Ｓ＋ＨＣｌ　３、Ｓ　ｉ　Ｈ
２Ｃす、Ｓ！　（ＣＨ３＞　４．５１３Ｈａ　、Ｓ１４
　Ｈ１０等があげられる。

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ある。更に又、上記ガス
中にジボランガス、ホスフィンガス、その仙のドーパン
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必る。

上記した原料ガスを用いて非晶質ケイ素系感光層を形成
させるた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、次の通りでおる。電源周波数は
通常Ｏ１１〜３０ＨＨｚ　、好適には５〜２０ＭＨｚで
あり、放電時の真空度は、０，１〜５　Ｔｏｒｒであり
、基板加熱温度は１００〜４００′Ｃである。

ゲルマニウム含有非晶質炭素層は、高い硬度を有するの
で、本発明の電子写真感光体において、表面にゲルマニ
ウム含有非晶質炭素層が存在する場合には、表面保護層
としての役割を果たす。また、その際、フッ素などのハ
ロゲンを含有せしめると表面エネルギーを著しく低下す
ることができ、非常に離型性の高い電子写真感光体とな
る。このような電子写真感光体は、電子写真プロセスの
進行中に必然的に起きてくる種々の汚染物質の吸着を防
ぐことができ、そのため温度、湿度の影響はもとより、
帯電器において生成したオゾンや現像剤中のポリマーそ
の伯の成分などの電子写真感光体への付着をも小ざくす
ることができるので、画質の安定性が非常に高くなると
いう効果も生じる。

尚、表面がゲルマニウム含有炭素層でない場合には、例
えば、窒化ケイ素等よりなる表面保護層を設けるのが好
ましい。また導電性支持体と電荷輸送層との間には、電
荷注入阻止の目的で中間層を設けてもよい。

実施例 次に、実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 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、反応室内にゲルマン（Ｇｅ
Ｈ４）ガス、メタン（ＣＨ４）ガス及び水素（町）カス
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１５μｍのゲルマ
ニウム含有非晶質炭素よりなる光導電層を形成した。

このときの光導電層の成膜条件は、次の通りであった。

ゲルマンカス流＠：１０〜／ｍｉｎ メタンカス流ｍ　：　２００　ｃｕｔ／　ｍｉｎ水素ガ
ス流量：　１００　ｃ屑／…ｉｎ反応器内圧：　０．５
Ｔｏｒｒ 放電電カニ　２００Ｗ 放電周波数：　１３．５６ＭＨｚ 基板温度：２５０°Ｃ 形成された光導電層の光学ギャップは１．６ｅＶであっ
た。また、ゲルマニウムの光導電層に占める割合は５４
原子％であった。

得られた電子写真感光体を常法により、暗所で印加電圧
６．５　ｋＶのコロトロンで正に帯電させたところ、帯
電電位は４００　Ｖであり、その暗減衰速度は、１５％
／　ＳｅＣでめった。タングステンランプを光源に用い
、波長ａｏｏｎｍのフィルターを通して像露光したとこ
ろ、半減露光量は１０ｅｒｇ／ｃｒｉで必った。また、
残留電位は１００　Ｖであった。磁気ブラシニ成分現像
で現像した後、普通紙、に転写したところ、良好な画像
が得られた。

比較例 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、反応室内にゲルマン（Ｓ　
ｉ　Ｈ４）ガス、ジボラン（［３２＋−１６＞ガス及び
水素（町〉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
μｍの非晶質ケイ素系ｐ−型光導電層を中間層として形
成した。

このときの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ｉＸ　：　１００　ｒｍ／ｍｉｎ
１００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流ｉ　：　１００　
ｃｎｉ／　ｍｉｎ水素ガス流ｍ　：　１００　ｃｒｉ／
　ｍｉｎ反応器内圧：　１．０Ｔｏｒｒ 放電電カニ　２００嬰 放電周波数：　１３．５６ＭＨ７ 基板温度：２５０°Ｃ 引き続いて、１１００ｐｐ水素希釈ジボランガスを２ｐ
ｐｍ水素希釈ジポランガスに変更した以外は、上記と同
一の条件で成膜を行ない、膜厚１５μｍの非晶質ケイ素
質ｉ−型光導電層を形成した。

得られた電子写真感光体を常法により、暗所で印加電圧
＋６．５ｋＶのコロ］〜ロンで正に帯電させたところ、
帯電電位は３５０Ｖで必り、その暗減衰速度は、２５％
／　Ｓｅｃであった。タングステンランプを光源に用い
、波長８００ｎｍのフィルターを通して像露光したとこ
ろ、半減露光量は２ｏｅｒｇ　／ｃ＝で必った。

実施例２ 比較例と同一の条件で成膜を行ない、膜厚１５μｍの非
晶質ケイ素質ｉ−型光導電層を電荷輸送層として形成し
た。電荷輸送層の光学ギャップは１．７８Ｖであった。

続いて、反応カスとして、ゲルマン（ＧｅＨ４）カス、
メタンガス、及び水素カ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０，５μｍのゲルマニウム含有非晶質炭素より
なる電荷発生層を形成した。

このときの電荷発生層の成膜条件は、次の通りであった
。

ゲルマンガス流量：　１０ｃｆｆｌ／ｍ＋ｎメタンカス
流ｍ　：　２００　ｃｆｆｌ／ｍｉｎ１００ｐｐｍ水素
希釈ジボランガス流１ｊｌｘ　：　１０ｃｍ／ｍｉｎ水
素ガス流量：　１００　ａｒｔ／　ｍｉｎ反応器内圧：
　０．５ＴＯｒｒ 放電型カニ　２００Ｗ 放電周波数：１３．５６）ＩＨｚ 基板温度：２５０’Ｃ 形成された電荷発生層の光学ギャップは１．６ｅＶでめ
った。また、ゲルマニウムの電荷発生層に占める割合は
５４原子％であった。

得られた電子写真感光体を常法により、暗所で印加電圧
＋６．５ｋＶのコロトロンで正に帯電させたところ、帯
電電位は４００　Ｖでめった。タングステンランプを光
源に用い、波長８００ｎｍのフィルターを通して像露光
したところ、半減露光量は１ｏｅｒｇ／ｄであった。磁
気ブラシニ成分説像で現像した後、普通紙、に転写した
ところ、良好な画像が得られた。

実施例３ 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、反応室内にゲルマン（Ｇｅ
ｔ−１４＞カス及びメタン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１５μｍのゲルマラム含有非晶質炭素より
なる電荷輸送層を形成した。

このときの電荷輸送層の成膜条件は、次の通りであった
。

ゲルマンガス流量：４ｃｉ／ｍｉｎ メタンカス流ｍ　：　２００　ｃｎｉ／　ｍ１ｎ１００
ｐＩ）…水素希釈ジボランカス流量：　１０ｃｆｆｌ／
ｍｉｎ反応器内圧：０．５Ｔｏｒｒ 放電型カニ　２００Ｗ 放電周波数：　１３．５６Ｍ１ＩＺ 基板温度：１５０’Ｃ 形成された電荷輸送層の光学ギャップは２．ＯｅＶでめ
った。また、ゲルマニウムの電荷輸送層に占める割合は
０．４７であった。

続いて、シランガス、ジボランガス及び水素ガスの混合
カスを導入して、グロー放電分解することにより、電荷
輸送層上に、膜厚１μｍの非晶質ケイ素系電荷発生層を
形成した。

このときの電荷発生層の成膜条件は、次の通りでめった
。

１００％シランガス流ｆｆｌ　：　１００　ｃｆｆｌ／
ｍ１ｎ２　ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：　１００
　ｃ屑／ｍＩｎ水素ガス流ｆＵ　：　１ｏｏ　ＣＩＩＸ
／ｍｉｎ反応器内圧二１反応器内圧二 放電型カニ　２００Ｗ 放電周波数：　１３．５６ＭＨｚ 基板温度：２５０°Ｃ 形成された電荷発生層の光学ギャップは１．７ｅＶであ
った。

続いて、反応ガスとして、シランカス、アンモニアガス
及び水素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、電荷発生層上に、膜厚０．２μｍの非晶
質窒化ケイ素系の表面保護層を形成した。

このときの保護層の成膜条件は、次の通りでおった。

シランガス流量：５０Ｃ屑／ｍ１ｎ アンモニアガス流量：５０〜／ｍｉｎ 水素ガス流量：　１００　ｃｍ／ｖｎ 反応器内圧：　０．５Ｔｏｒｒ 放電型カニ　２００Ｗ 放電周波数：　１３．５６１−１１１２基板温度：２５
０℃ 得られた電子写真感光体を常法により、暗所で印加電圧
＋６．５ｋＶのコロ１〜ロンて正に帯電させたところ、
帯電電位は４００　Ｖで必り、その暗減衰速度は１０％
／　ｓｅｃでめった。タングステンランプを光源に用い
て像露光し、磁気ブラシニ成分現像で現像した後、普通
紙、に転写したところ、良好な画像が得られた。

発明の効果 本発明の電子写真感光体は、り１）光疲労が起こりがた
く、連続コピー時にも画質の低下が生じない、Ｑ〉電子
写真プロセスにおいて、安定性が良く耐刷性が高く、し
たがって長野命である、（３）光感度か高く、分光感度
が長波長に及ぶようなものまで得られる、（４）誘電率
が低く、帯電電流が少なくてすむ、（５）暗抵抗か高く
、温度、湿度などの環境変化による帯電電位の変動が起
り難い、（■温度、湿度などの環境変化で解像力低下が
起り難い、という利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、それぞれ本発明の実施例の模式
的断面図でおる。 １・・・導電性支持体、２・・・感光層、２１・・・電
荷輸送層、２２・・・電荷発生層、３・・・表面保護層
。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　眼部　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板上に、感光層を設けてなる電子写真感
   光体において、該感光層が、少なくともゲルマニウム含
   有非晶質炭素を主体とする層を含有することを特徴とす
   る電子写真感光体。
2. （２）感光層が、ゲルマニウム含有非晶質炭素を主体と
   する電荷発生層と、非晶質ケイ素を主体とする電荷輸送
   層とよりなることを特徴とする請求項（１）記載の電子
   写真感光体。
3. （３）感光層が、非晶質ケイ素を主体とする電荷発生層
   と、ゲルマニウム含有非晶質炭素を主体とする電荷輸送
   層とよりなることを特徴とする請求項（１）記載の電子
   写真感光体。