JPH0690526B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

Info

Publication number
JPH0690526B2
JPH0690526B2 JP5230385A JP5230385A JPH0690526B2 JP H0690526 B2 JPH0690526 B2 JP H0690526B2 JP 5230385 A JP5230385 A JP 5230385A JP 5230385 A JP5230385 A JP 5230385A JP H0690526 B2 JPH0690526 B2 JP H0690526B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
photoconductor
photosensitive member
type
transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5230385A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61212849A (ja
Inventor
島田  昭
正保 安西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5230385A priority Critical patent/JPH0690526B2/ja
Publication of JPS61212849A publication Critical patent/JPS61212849A/ja
Publication of JPH0690526B2 publication Critical patent/JPH0690526B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/14Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセスに用いる電子写真感光体、
特に、導電性部材を接触させて帯電せしめるのに適した
電子写真感光体に関する。
〔発明の背景〕
従来、複写機やレーザビームプリンタ等に用いられてい
る電子写真プロセス、即ち、帯電し、画像露光を行つて
感光体上に静電像を形成し、この静電像に現像剤である
黒色微粒子を付着させ可視化を行い、更にこの像を紙に
転写させて記録画像を得るプロセスに用いられる電子写
真感光体(以下、感光体とする)の構成は、一般に導電
性金属支持体上に光導電層が形成されているものであ
る。光導電層の材料としては、アモルフアスSeやCdS,Zn
O等を有機バインダー中に分散させた複合材料やポリN
−ビニルカルバゾール(PVK)トリフエニルアミン等の
有機物が用いられている。
一般に、上述した電子写真プロセスでは感光体を帯電さ
せるには、文献〔例えば、昭和52年9月15日、共立出版
発行、R.M.Schaffert著、「電子写真」(初版3刷)第1
64頁〕で示されているようなコロナ放電を利用してい
る。コロナ放電は、導電性金属からなるシールドケース
の中央付近にタングステン等からなるコロナワイヤ線
(直径40〜100μm)をはり、シールドケースをアース
に接続した状態でコロナワイヤ線に数KVの高電圧を印加
することにより発生する。このコロナ放電により、電離
したイオンがシールドケースの開口部から放出され、感
光体表面上に付着して感光体は所定の電位まで帯電させ
ることができる。
上記のようにコロナ放電を利用する帯電方法は、コロナ
ワイヤやシールドケース、更に数KVを発生させるための
高電圧電源が必要で、装置のコンパクト化に困難をきた
すほか、放電を利用するため、周辺の電子機器に誤動作
を与える原因にもなつている。
そのため、上記のような数KVの高電圧を用いることな
く、有効に感光体を帯電させる方法として、例えば特開
昭57-64754号公報や特開昭58-49960号公報に開示されて
いるような導電性ブラシ又は導電性ローラーを用いる方
法がある。これらの方法は、導電性部材に電圧を印加し
ながら、その部材を感光体に接触させ、感光体を所定の
電位まで帯電させるもので、コロナ放電を利用した方法
に比べて低い電源電圧でよいため、装置のコンパクト化
が図れるほか、放電による種種のへい害をなくすことが
できる。
しかし、上記のような接触を利用した帯電法を通常の電
子写真プロセスに用いている感光体に適用すると、感光
体の表面抵抗率が1012Ωから1014Ωと非常に高いため、
導電性部材からの電荷が感光体表面上に均一に分布させ
ることができなく、記録した画像にブラシやローラーの
こすり跡が縞状に出るという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した如き欠点を除去し、導電性ブラシや
導電性ローラー等の導電性部材を感光体に接触させて帯
電させるのに適している電子写真感光体を提供すること
が目的である。
〔発明の概要〕
本発明を概説すれば、本発明は感光体に関する発明であ
り、アモルフアスシリコン(以下、a-Siとする)を光導
電層と用い、その表面上にパターン状の透明孤立電極を
形成せしめ、この孤立電極とa-Si層とのpn接合の伝導型
が整流型であることを特徴とする電子写真感光体であ
る。
〔発明の実施例〕
導電性部材を感光体に接触して帯電させる場合、種々の
実験をした結果、感光体上の帯電むらをなくすために
は、表面抵抗率を103Ω以下にする必要があることがわ
かつた。これを実現するためには、感光体表面上に抵抗
率の低い透明の膜を形成し電極として使うことが有効で
ある。しかし、感光体表面全体に抵抗率の低い膜を形成
すると電荷パターンの位置に対する保持性が悪くなり、
パターンが広がつてしまい記録画像がボケるという問題
が生じる。これを防ぐためには、上記透明電極を島状に
分離させる必要がある。更に、感光体の帯電性及び電荷
の時間に対する保持性を上げるためには、光導電層と上
記抵抗率の低い透明度との接合における伝導型を整流型
にする必要がある。
a-Siは電子写真に必要な光導電特性を有しているほか、
上記要求にかなう特性を有せしめることができる。通
常、抵抗率の低い透明電極としては、In2O3,SnO2、In-
Sn-O等の材料が用いられるがこれら材料はn型の特性を
有しているため、光導電層との接合を整流型にするため
には、光導電層をp型にしなければならない。a-SiはB
等周期律表第II族Aの元素を層中にドープすることによ
りp型に制御されることができる。また、そればかりで
なく、a-Siの光導電層は、Se系の光導電層やバインダー
系光導電層に比べて、耐熱性および耐溶剤性に優れてい
るため、パターン状の電極形成に適している。また、機
械的強度も大きく、電子写真プロセスの一部に用いるブ
ラシやブレード等に対しても損傷を受けない。
本発明の一実施例による感光体の代表的な構成を第1図
に示す。第1図に示される感光体1は、導電性支持体
2、p型に制御したa-Si光導電層3、n型の透明孤立電
極4から構成されているものである。透明孤立電極4
は、a-Si光導電層3上に形成されているパターン状電極
であり、第2図の平面図に示されるような孤立した四角
形の島状になつている。
支持体2は、導電性の金属材料、例えばAl、黄銅等のほ
か、非導電性材料の上にAl,Ag,pb,Zn,Ni,Au,Cr等の金属
を蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング蒸着等により
属を形成させたものでもよく、表面を鏡面状に仕上げた
ものを用いる。
a-Si層は、工業材料第30巻第5号p.17−p.23で論じられ
ているグロー放電法、スパツタリング法等のプラズマ放
電現象を利用した堆積法により形成される。この場合、
所望のプラズマ雰囲気を形成するのに有効な放現現象を
堆積室内に生起させるためには、放電電流密度を通常は
0.1〜100mA/cm2好適には1〜10mA/cm2としたAC又はDC電
流とするのが良く、又充分なパワーを得る為には、通常
100〜600V、好適には300〜500Vの電圧で、投入される電
力としては、通常0.1〜500W、好適には、1〜200Wとさ
れるのが良い。
a-Si層3の形成用物質としては、シリコン単体の外、堆
積中に分解してシリコンを生ずるケイ素化合物が用いら
れる。このようなシリコン化合物として代表的なものは
SiH4,Si2H6などのシリコン水素化合物である。a-Si層
の形成については、a-Si層の暗抵抗及び光電利得の制御
のために、必要に応じて水素、酸素、窒素およびまたは
炭素などを加えることも有効である。
また、a-Si層3は上記した文献(工業材料第30巻第5号
p.20)に示されているように、製造時の不純物のドーピ
ングによつて結晶半導体のような伝導型を制御すること
ができる。a-Si層3中にドーピングされる不純物の量
は、所望される電気的、光学的特性に応じて適宜決定さ
れるが、本発明においては周期律表第II族Aの不純物を
10-8〜10-2atomic%、好適には10-6〜10-4atomic%とす
るのが望ましい。
上記説明した不純物のa-Si層中へのドーピング方法につ
いては、後述する具体的実施例に於いて詳述する。ここ
では、水素について説明する。
a-Si層3中への水素の含有は、例えばグロー放電法では
a-Siを形成する出発物質がSiH4,Si2H6等の水素化合物
を使用するので、これら物質が分解してa-Si層を形成す
る際に水素が自動的に層中に含有されるが、更に水素の
層中への含有量を制御する場合には、グロー放電を行う
装置系内にH2ガスを導入してやればよい。
スパツタリング法による場合はAr等の不活性ガス又はこ
のガスをベースとした混合ガス雰囲気中で、シリコンを
ターゲツトとしてスパツタを行う際にH2ガスを導入して
やるか又はSiH4,Si2H6等のシリコン水素化合物ガス、
或いは不純物のドーピングも兼ねてB2H6等のガスを導入
してやれば良い。
a-Si層中に含有させる水素の量は通常の場合、5〜40at
omic%、好適には1〜20atomic%が望ましい。
上記のようにして形成されるa-Si層の厚さは、所望する
電子写真特性及び使用条件に応じて適宜決定されるもの
であるが、通常の場合1〜100μm、好適には10〜30μ
mが望ましい。
透明孤立電極4はa-Si層の上に形成する。その代表的な
製法は、蒸着とホトレジストを用いた化学エツチングに
よる方法である。この方法による場合は、In2O3,Sn
O2,In-Sn-O等のn型の材料をa-Si層上に蒸着した後、
ホトレジストを用いて孤立電極のマスキングパターンを
形成し、次いで酸又はアルカリ等の所定のエツチング液
を用いてIn2O3等の層を選択的にエツチング除去した
後、ホトレジストのマスキングパターンを除去して形成
する。孤立電極4の厚さは、通常500Å〜10μmで好適
には1000Å〜2μmが望ましい。
本発明で特に重要な点は、上述したようにp型a-Si層の
上にn型の透明孤立電極を形成し、この界面を整流型に
して、孤立電極からa-Si層へ電荷が注入するのをブロツ
クして帯電時の効率を高めることにある。
透明孤立電極のパターンは、前述のように島状に孤立化
しなければ、電荷が感光体全面に広がつてしまい、静電
潜像を形成することができない。
パターンの大きさは、記録する画像の画素又は要求され
る解像度よりも小さくする必要がある。
例えば、レーザビームプリンタの場合、印字1ドツトの
径は、約100μmであるため、パターンがビーム10の径
と同じ程度の場合、解像度を落さないようにするには、
第5図(a)のようにパターンの1つ1つとレーザビー
ム10の点灯を同期をとる必要がある。第5図(b)のよ
うになると透明孤立電極A,Bの両パターンが露光され、
ビーム10の径の2倍になつてしまう。これに対して、本
発明の実施例となる第5図(c)のようにすれば、同期
をとることなく、更に解像度の劣化も生じない。
以上説明した感光体において、透明孤立電極のパターン
の形状は四角形だけに限らず六角形、丸形等適宜他の形
状であつてもよい。
以下、本発明の具体的な実施例の製造方法を述べる。
表面を鏡面状に仕上げたAl製の導電性支持体をSiH4ガス
とH2ガスの混合比1/4(SiH4/SiH4+H2)にして、更
に、a-Si層を高抵抗でかつp型にするためB2H6ガスをSi
H4ガスに対して10-4(B2H6/SiH4)に設定して混ぜ、ガス
圧0.3mTorrで満たされている真空容器内に放電電極に対
向させて入れ、放電電極とこの支持体間に13.56MHZの高
周波を印加してプラズマを発生させる。放電中のガス流
量は、200sccmで、支持体の温度は200℃に保つた。放電
開始から10時間後上記支持体を取り出した所20μm厚の
a-Si層が形成される。
次に、第1図に示したような透明孤立電極を形成した。
孤立電極はスパツタリング法によりIn2O3を2000Å厚、a
-Si層の上に蒸着した後、通常のホトレジストを用いた
ホトエツチング法により第2図に示されるようなパター
ン(a=20μm,b=20μm,c=5μm)状にする。
このようにしてできた感光体の第3図(a)の回路にて
電流−電圧特性を調べると、第3図(b)のような整流
特性になり、透明孤立電極4をプラスにした時、電流値
が少なくなり電荷注入に対してブロツク効果がある。こ
の時の透明孤立電極4の1ブロツクの抵抗は、5×1013
Ω、静電容量は2×10-3PFであつた。
a-Si層3上に設けた透明孤立電極4がPN接合型になつて
いない場合は、第6図(a)に示すように電荷がa-Si層
3中に入つてしまい、感光層1は絶縁体でなければなら
ないのに対して、導電体に近い抵抗体になつてしまい電
源をはずした時に印加電圧を保持できない。これに対し
て、PN接合にすると第6図(b)に示すように電荷が
透明孤立電極4からa-Si層3に流れにくく、ブロツク効
果がある。このため、印加電圧を除去した後でも、チヤ
ージマツプの状態が保持される。
この感光体1を第4図のように直流電源5を用い電圧50
0Vを印加した導電性ブラシ6(ブラシ巾W=1cm、抵抗
値50Ω)を接触させた状態で感光体1を100mm/secの速
度で移動した結果、490V以上の帯電ができることを本発
明者等は確認している。更に、この帯電法を電子写真プ
ロセスに組み入れ、画像記録を行つた結果、良好な画像
を得られることも本発明者等は確認している。
本発明の具体的な実施例の他の製造方法を述べる。
表面を鏡面研磨した導電性支持体であるAlドラム2を真
空容器中に入れ、1×10-6Toorまで排気した後ドラム表
面の温度を200℃に保ち、B2H6をH2で50ppmに希釈したガ
スをArと混合して上記真空容器内に流して、容器内の圧
力を5×10-3Toorに保つ。この雰囲気中でSiのターゲツ
トを用いて高周波スパツタによりAlドラム上にp型a-Si
層3を20μm堆積させる。
次に、前述の実施例と同様な方法によりa-Si層3の上に
パターン状の透明孤立電極4を形成する。
この様にして作製した感光体1も前述の実施例と同様に
導電性ブラシを用いて帯電させ、画像記録を行つた結
果、ブラシのこすり後等がなく、良好な画像が得られ
る。
尚、上記実施例に於いては、p型a-Si層3とn型透明孤
立電極4とによつてpn接合を形成したが、n型a-Si層と
p型透明孤立電極とによつてpn接合を形成して、整流型
としても良い。
〔発明の効果〕 以上の実施例によつて示したように本発明による感光体
は、導電性ブラシや導電性ローラー等の導電性部材を感
光体に接触させて電圧を印加した場合、電荷を有効に保
持することができ、簡単に均一かつ所望する電位まで感
光体を帯電させることができ、電子写真プロセスを利用
した装置のコンパクト化に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となる感光体の断面構造を示
す図、第2図は本発明の一実施例となる感光体の平面を
示す図、第3図は本発明の感光体に電圧を印加した時の
電流特性、第4図は本発明の感光体の帯電方法の一実施
例を示す図、第5図は感光体の平面パターンを説明する
ための図、第6図は感光体の電流特性を説明するための
図である。 1……感光体、2……導電性支持体、3……a−Si光導
電層、4……透明孤立電極、5……直流電源、6……導
電性ブラシ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光導電層上に透明でかつ島状に分離したパ
    ターン状の電極が設けられた電子写真感光体において、
    光導電層がアモルフアスシリコンを主体と形成され、か
    つ、上記パターン状の電極の界面の電気的接合が整流型
    であることを特徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】光導電層にP型であるアモルフアスシリコ
    ンを主体として形成されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
  3. 【請求項3】上記パターン状の電極の大きさは、記録す
    る画像の画素または要求される解像度よりも小さいこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光
    体。
JP5230385A 1985-03-18 1985-03-18 電子写真感光体 Expired - Lifetime JPH0690526B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5230385A JPH0690526B2 (ja) 1985-03-18 1985-03-18 電子写真感光体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5230385A JPH0690526B2 (ja) 1985-03-18 1985-03-18 電子写真感光体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61212849A JPS61212849A (ja) 1986-09-20
JPH0690526B2 true JPH0690526B2 (ja) 1994-11-14

Family

ID=12911020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5230385A Expired - Lifetime JPH0690526B2 (ja) 1985-03-18 1985-03-18 電子写真感光体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0690526B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61278878A (ja) * 1985-06-05 1986-12-09 Fujitsu Ltd 画像記録装置
JPH04336555A (ja) * 1991-05-14 1992-11-24 Sharp Corp 電子写真装置
EP0576203B1 (en) * 1992-06-17 1998-01-21 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic apparatus and process cartridge having charging member

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61212849A (ja) 1986-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4598031A (en) Printing member for electrostatic photocopying
US4656110A (en) Electrophotographic photosensitive member having a photoconductive layer of an amorphous material
US4513073A (en) Layered photoconductive element
JPS6248217B2 (ja)
US4365015A (en) Photosensitive member for electrophotography composed of a photoconductive amorphous silicon
JP2629223B2 (ja) 電子写真感光体の製造方法
JPH0690526B2 (ja) 電子写真感光体
EP0194874B1 (en) A photoreceptor for electrophotography
US4641168A (en) Light sensitive semiconductor device for holding electrical charge therein
WO1985002691A1 (en) Photosensitive member for electrophotography
JPH07120953A (ja) 電子写真感光体およびそれを用いた画像形成方法
JPH071395B2 (ja) 電子写真感光体
JPH0740138B2 (ja) 電子写真感光体
US4619877A (en) Low field electrophotographic process
JP4231179B2 (ja) 電子写真感光体
JPH0810332B2 (ja) 電子写真感光体の製造方法
EP0173620B1 (en) Low field electrophotographic process
JP4231191B2 (ja) 感光体および画像形成装置
JPS6130269B2 (ja)
JPH058420B2 (ja)
JPH0760271B2 (ja) 光導電部材
JPH0616178B2 (ja) 光導電部材
JPS6113251A (ja) 静電像記録体
JPS61126557A (ja) 光導電部材
GB2069165A (en) Electrophotogaphic record carrier