JPS58171056A - 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】 本発明はグロー放電分解法やスパッタリング法によって
生成されるアモルファスシリコン（以下、ａ−８ｉと略
す）を光導電層とした電子写真感光体の改良に関する。

従来、電子写真感光体の光導電材料としては、８ｓ　、
　　Ｃｄｓ　、　　ＺｎＯ等が一般的に使用されている
が、ａ−Ｊｉは耐熱性、耐摩耗性、無公害性、光感度特
性等に優れているという１１自から、近年、ａ−８ｉの
電子写真感光体への応用が注目され、既に種々の構造の
ものが提案されている０例えば、ａ−８ｉ感光体の耐久
性の向上のためにａ−８ｉ光導電層上に表面保―層を検
層したものが知られている。

しかしなから、従来、公知の表面保論履を設けたａ−８
ｉ感光体では耐久性試験をしても、実用に供する画像と
してはｌＯ万枚程度が限度であり、今だ満足し得るもの
ではなく、且つ、表面保験層の影畳によりａ−８ｉ光導
電層単層膜感光体に比して光感度か低下する欠点かあっ
た。更には、暗中において＋６．６ｉｖで表面保謙層上
にコロナ放電を行っても、表面電位かａｏｏｖ程度と低
く、電荷保持能力の点でも不充分であった。

本発明は上記の事情に鑑みて威されたものでａ−８ｉ感
党体の耐久性をより一烏向上させるとともに、光感度が
高く、電荷保持能力の優れた電子写真感光体を提供する
ことを目的とする。

本発明の電子写真感光体は導電性基板上に約１０−６乃
至５　Ｘ　１０−”　ａｔｏｍｔｃ％のＳＳを含有する
ａ−８１党導電層と、ソノ上に約１．０乃至２０．　Ｏ
ａｔｃｍｊｅ％の酸素を含有し、且つ０．Ｏｌ乃至０．
５ミクロンの厚みを有するａ−８ｉ表面保一層を積層し
たことを特徴とするものである。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明の電子写真感光体は第１図に示す如く、導電性基
板（１）上に、ａ−８ｉ光導電層（！１とａ　−８ｉ表
面保験履（３１を順次積層して構成されている。

各層中の酸素・水素・硼素の含有量並びに各層の厚みは
褒１０通りである。

表　　１ ここで、光導電層（２１及び表面保験Ｊｌ（３１の酸素
含有量、並びに表向保１１ＪＩ（３１の膜厚が本発明に
おいては重要である。即ち、光導電層（２）の酸素含有
量を５　Ｘ　Ｉ　Ｑ−ａｔｏｍｉｃ％以上とすると、光
感度が大物に低下し、また逆に１０−’　ａｔｏｍｉｃ
　９７）以下であると、酸素原子のその大きな亀気険性
変によリダングリングボンドの電子を充分にとり込むこ
とができず、暗抵抗にして１０Ｌ８Ω・傷以上の１−＃
３１３１党導電得ることができないので、光導電層偉）
の酸素含有量は約１０−’乃至５　Ｘ　１０−”ａｔｏ
ｍｌａ％の範囲がよい。また、表面保謙履（３１では酸
素含有量を高めることで８１０！を生成して感光体の耐
久性を上け、更に、高い光感度を維持し、且つ電荷保持
能力を向上させるために、酸素含有量を約１．０乃至２
　Ｇ、Ｏａｔｏｍｔｏ％の範囲とするのがよい。

尚、ａ−８ｉ膣中に周期律表第ｎｌａ族不純物、特に硼
素の含有量が、少なくとも２００　ｐｐｍ以上あれは正
負両極性に対して高い光感度を有するので好適である。

また１表面保ｓｍｃｓ＋の膜厚は、０．０１ミクロン以
下では耐久性の向上は見られ゛す、且つ表面電位が低く
、−萄保持能力が向上しない。そして、０゜５ミクロン
以上では光感度が低下傾向を示すと同時に、残音電位が
大きくなる。従って、表面保饅層（３：の膜厚は約０．
Ｏｌ乃至０．５ミクロン、好ましくは０．０５乃至０．
１５ミクロンの範囲がよい。

尚、表面保１１１１１ｋｌｌｌ（ａ＞の膜厚は、表面保
譲層（３）の酸素含有量が多くなれば膜厚を小さく、逆
に、酸素含有量が少なくなれば膜厚を大きくするように
、上記の適正範■内で決定される。

光導電層（！）の膜厚は、本発明の趣旨のためには表面
保議履儲）に比してそれほど厳密なものではなく、従来
のａ−８ｉ光導電層の膜厚、例えば約５乃至１００ミク
ロンの範囲であればよい。

本発明の感光体においては表面傷麹層として、１．０乃
至２０．０１ｔｏｍｉｃ％のＷＲ素を含有するａ−８１
層を用いたたｔに、層内に８　ｉ（Ｊｇを生成すること
になり、その結果、表面硬度の大きい表面保論履が得ら
れ、感光体の耐久性は大幅に向上する。

更に１表面保論層の膜厚を０．０１乃至０．５ミクロン
、特に０．０５乃至０．１５ミクロンにしたことにより
、光感度を高く維持するとともに、残留電位が小さく、
且つ優れた一萄保持能力が得られる。

次に、５−８ｉ層を生成するためのグロー放電分解装置
を第２図に基づいて説明する。

図中（ＤＩｌｌ　、　１２．　第３　タンク（４１（６
１（６１にハ、それぞれｄｉＨ４，Ｂ１１１ｅ　、’　
（Ｊｔガスが密封されている。また８ｉＨａ　、　　Ｂ
ｓＨａガス何れもキャリアーガスは水素である。これら
のガスは対応する第１゜第２及び第３＠整弁（７１（８
）（９）を開放することにより放出され、その流量がマ
スフローコントローラー〇ａ２により規制すｔｔ、ｓＩ
及ヒ＊　２１ン９　（４１（６１カらのガスはＩＩＩＩ
管０へ、また第３タンク（６）からの酸素ガスはｓ２主
管髄４へ送られる。尚、（ＬＳＩ翰は止め弁である。＄
１．ｉ１２主管ａ３ａ４１を通じて流れるガスは反ｂｗ
ａｎへと送り込まれるが、この反応管内部の基盤のｊｉ
ｌｌ！ｉには容量結合型放電用電極輪が配設されており
、それ自体のｌＩｉＩ波電力は５０ｗａｔｔｓ乃至３　
ｋｔ　ｌｏｗｅｓｔ−か、また胸波数はＩＷｌｃ乃至数
Ｉ　Ｑ　ＭＨｚが適当である。反応管Ｉ内部には、その
上にａ−８ｉ膜が形成される、例えば、アルミニウムや
ＮＥ８ムガラスのような基板Ｑ９がモーター（２）によ
りｂ転可能であるターンテーブルＱＤ上に載置されてお
り、該基板収り自体は適当な加熱手段により、約５０乃
至３００℃好ましくは約１５０乃至２５０℃の温度に均
一加熱されている。また、反応管住ηの内部はａ−８ｓ
膜形成時に高度の真空状Ｓ（放電圧０．５乃至ｇ、Ｑ　
ｉ’ｏｒｒ　）　ヲ必要トすることにより１転ポンプ＠
と拡散ポンプ（至）に連結されている。

９１上の構成のグロー放電分解装置において、酸素を含
有する島−８１膜を基板Ｉ９上に形成するときは、！１
１及び第３ＩＩ整弁（７）（９１を開放してＩＪｌタン
ク（４）より８ｉ膜１ｍガスを、第３タンク（６）より
酸素゛ガスを、また硼素も含有させるときは第２−整弁
（８）をも開放して、第２タジク（５）よりＢＩＨ６Ｉ
スを放出する。放出量はマスフローコントローラ００（
ｌｉｔαりにより規制され、Ｂｉｋｉ４ガス或いは、そ
れに１１ｓｉｔｅガスが混合されたガスか第１主管値３
を介して、また、それとともに８ｉｉ１ａに対し一定の
モル比にある酸素ガスか１１２主管（１４を介して反応
管ａ９へと送り込まれる。そして、反応管１７１内部が
０．５乃至ｇ、Ｑ’ｌ’ｏｒｒ程度の真空状態、基板温
度が５０乃至３００℃、容量淑放電用電極（１＠の高Ｉ
Ｉｌ披電力が５Ｑｗａｔｔ！Ｉ乃至３ｋｉｌｏｖａｔ口
、また崗波数が１乃至数Ｉ　Ｑ　ｈＡｋｌｚに設定され
ていることに相俟ってグルー放電か起こり、ガスが分解
して、基板上に酸素及び水素を含有したａ−８ｉ膜、或
いは、それに加えて適量の硼素を含有したａ−８ｉ膜が
約１０乃至２５００！／分の成膜速度で形成される。

前述したグロー放電分解法は不純物が徽量から多量に亘
って自在に添加できるため、その・結果、広範囲の電気
伝導度の制御が容易であるという理由で、ａ−８ｉ膜の
生成法の主流を成している。

本発明の感光体における畠−８ｉｌｌの生成もグロー放
電分解法によるのか有利であるが、就中、容量結合部が
以）の理由によって好適である。

容量結合渥は誘導結合部と比して １）　　ＩＩ導結合シでは放電の面積を広くとることが
因難であるが、容量結合部では高胸波電力のマツチング
がとり易く、大面積に均一な放電か得られる。

ｔｌ）　　容量結合波放電用電極部からのガスの供給、
排気が可能であるため、電極以外からのガスの供給、排
気方法と組合わせる等の方法により様々なガス流路をと
ることが出来、ガス分布の均一化が容易である。したが
って、膜質・膜厚共に均一なものか得られる。

―）　放電を電極間或いは電極−基板間に集中できる為
、グロー放電分解装置内部の余分な所への膜の付着が少
なく抑えられ、ガスの利用効率が良く、また装置のメン
テナンスが楽である。更に。

ドラムが電極の間を移動できるので連続形成装置として
生産性を高めることができる ・・・・・・・・・という利点があり有効な方法である
。

以下、本発明の実施例について説明する。

〔実施例〕

上述した第２図に示すグロー放電分解装置で烏−８ｉ光
導電膳とａ−８ｉ表面保Ｓ層を形成し、該電子写真感光
体の分光光感度特性及び表面電位特性を一定した。

すなわち、前記グロー放電分解装置のターンテーブルＣ
Ｉ上に円筒状のアルミニウム１＆板（ＩＪをａｍし、Ｉ
Ｉｌタンク（４）より水素をキャリアーガスとした８ｉ
ｋｌ＊ガス（流量３２０　ｓｃｃＭ　）を、ｓ２タンク
（６＋より水素をキャリアーガスとした８３１１ｍガス
（流量＠　Ｑ　ｓｅｃＭ　）を、更に、第３タンク（６
）より０１ガス（流量１，４５ａＣｋＬ）を放出し、ア
ルミニウム基板（１）上に酸素を約１０　”　ａｔｏｍ
ｉｃ％、硼素を約２００　ｐｐｍ、水素を約１５　ｓｔ
ｏｍｉｃ％含有する犀さ１０００ミクロンのａ−８ｉ光
導電層を得た。

このときの負造条件は放電圧をＱ、６　Ｔａｒｔ　、　
　基板温度を２００℃、高−波電力を２００　ｗａｓ口
、膜形成速度を１４ム／　ｓｅｃとした。！！に、同様
の方法で。

８ｉＨ＋ガスを５　Ｑ　ｓａｃＭ、　Ｂ１１１１６ガス
を１２５　ｓｃｅＭ、　Ｕｌｌｔｆｘｆｇ　１０　ｓｃ
ｏＭｃＤｌ量とした以外は同一の条件の下で上記ａ−８
ｉ光導電層上Ｋｌｌ素を約１０、Ｏａｔｏｍｉｃ９ｆ）
、１１３Ｉを約２００ｐｐｍ＋、水素を約５ａｔｏｍ＋
ｅ％含有する厚さ０１ミクロンのａ　−８ｉかくして得
られた積層膜感光体の分光ｙｔＩＩＡ度特性を一定した
ところ、１８３図に示す通りの結果が得られた。この結
果は前記感光体を暗中で＋５．６Ｌ■の為圧源に接−さ
れたコロナチャージャで正帯電し、次いで分光された単
色光で該感光体表面に照射して、表面電位の減衰速度か
ら該電位が半減するに必要な光エネルギーの逆数で光感
度を求めたものである。

尚、同図においてＯ印は該積層膜感光体の成る波長の光
感度測定結果で、（イ）はその全体傾向を示し、また・
印は該積層膜感光体のａ−８ｉ党導電層と同じ製作条件
で生成した、雁さ１０．１ミクロンからなるａ−８ｉ光
導電場の単層膜感光体の成る波長の光感度測定結果で、
（ロ）はその全体傾向を示している。第３図から明らか
なように１本発明の穢鳩膜感光体は単層膜感光体に比し
て＊＊膜にしたことによる光感度の減衰は全くみられず
、むしろ、光感度特性が向上している。

また、本発明の積層膜感光体の表面電位、暗減結果が得
られた。これは暗中で＋５．＠ＫＶのコロナチャージャ
で正帯電し、暗中での表面電位の経時変化と、そして６
００　ｉｕｎの単色光鰍射直後の表面電位の経時変化を
追ったものである。

尚、同図において（ハ）（ホ）はそれぞれ積層膜感光体
と単層膜感光体の暗減衰を示し、に）（へ）はそれぞれ
積層膜感光体と単層膜感光体の大減衰の一定結果を示す
。

第４図から明らかなように、前記単層膜感光体は表面電
位が３００Ｖ＠度であり、且つ、１０秒後で約２０〜３
０％の暗減衰を示しているが、本発明の積層膜感光体で
は表面電位が約５ｓｏｖと大幅に高くなり、暗減衰も遅
＜１０秒後でｌＯ数％であり、電荷保持能力か単層膜感
光体に比して飛躍的に向上している。また、肉感光体と
もＷ＆留電位はほぼ０である。

・　　〔実施例２〕 前記実施例１で得た積層膜感光体について、＋６６にＶ
のコロナチャージャによる正帯電した後に１画ｇ１ｍｌ
！光し磁気ブラシ現像を行った結果、―像一度が鳥（、
高コントラストで良好な画像が得られ、１５万回の繰り
返しテスト後においても初期ｉｉＩ像からの劣化は全く
見られず、耐久性も良好であることか確認された。

〔実施例３〕 前記実施例１と同様に、グロー放電分解装置によりアル
ミニウム基板上に下記構造の積層膜を形成した感光体（
Ａｌ（Ｂｌｕ＋及び（Ｄ＋を製作した。

（感光体ム） ａ−８ｉ表面保論層；酸秦含有貴約１６．０　ａ−ｉｃ
％水素含有量約１０％ 硼素含有置駒２００　ｐｐｍ 膜　　　　　厚　　０．０８　ミクロン島−８１光導電
層：ＷＲ素含有量約ＱＤｌａｔｏ叫嗜水嵩含有量約１５
ａｔｏｍｓｃ％ 硼素含有置駒１５０ｐｐｍ 膜　　　　　厚　　ｌＯＤミクロン （Ｓ光体Ｂ） ａ−＆！Ｉｓ表面保Ｓ＋Ｓ　：　＊素含有量約１８０ａ
ｔｏｍｔｃ％水素含有置駒７ａｔｏｍ１ｃ％ 硼素含有置駒２００ｐｐｍ 膜　　　厚　ＯＤ８ミクロン ａ　−ｋ３　ｉ光導電Ｍｌ：　　酸素含有置駒９Ｄｌａ
ｔｏｍｉａｊ＋。

水素含有置駒Ｉ　Ｂ　ａｔｏｍｉｃ％ 硼素含有量約１９０　ｐｐｍ 膜　　　厚　１０ｆ１ミクロン （感覚体Ｃ） ａ　−８４表面保一層：ｌｌ素含有量約７．Ｑ　ａｔｏ
ｍｉｃ％水素含有量約１素置番置駒りｅ％ ―装置有量約２００ｐｐｍ 膜　　　厚　０１６ミクロン ａ　−Ｂ　ｉ光導電ｍ：　　＊素置有置駒ＯＤ１ａＬｏ
ｍｔｅ％水素含有量約１９　ａ＠ｏｍ１ａ％ 硼素含有量約１８０ｐ１ｍ 膜　　　ｊｌ　　９９ミクロン （＆光体Ｄ） ａ　−８ｉ表面保ａｍ、酸素含有量約１ｇＱａｔｏｍｌ
ｅ％水嵩含有量約８ａｔｏｍｔａ％ 硼素含有置駒２００　ＰＰ” 膜　　　厚　０，０８ミクロン ａ−ｅｊｉ光導電層：酸素含有量約０ＤＯＢ烏番ｏｍｊ
ｃ％水嵩含有量約２０ａｔｏｍｉｅ％ 硼素含有置駒２００　ＰＰ” 膜　　　厚　１０．０ミクロン 上記積層膜感光体（ム＋ｔＢ）ｐ）及び（Ｄｉについて
実施例１と同じの方法で光感度、表面電位並びに暗減衰
率を測定したところ、下記の通りの結果になった。

（感光体ム） 光感度（ＥＩＩｏ）ｊ：５００ｎｍで０．３０（ａｍ”
／ｅｒｇ）６００　ｎｍで０．５５ ７ＱＱ　ｎｍで０．４８ ８００　ａｍで０．１２ 表面電位　　　：　６００　Ｖ 暗減衰率　　　：１０秒後で約８％ （ｍ光体Ｂ） 光感度（ｋＪ６０）　　：５００　Ｅｌｍで０．３１６
００　ｎｍで０．５６ ７００　ｎｍで０．４９ ８００　ａｍで０．１３ 表面電位　　　：　５ｏｏｖ 暗減衰率　　　：１０秒後で約ｌＯ％ （感光体Ｃ） ｊＥＪ１度（Ｅ＆Ｄ　）　　：　５００　ｎｒｎで０．
２８６００−で０．５５ ７００ｎｍで０．４５ ｇＱＱｌｌｍで０．１０ 表面電位　　：　５００Ｖ 暗減衰率　　　：１０秒後で約１５％ （感光体Ｌ）） 光感度（Ｅｇｏ）：５００ｍｍで０．３３６００圃で０
．５７ ７００画で０，５１ ８００鴫で０．１５ 表面電位　　：　５５０Ｖ 暗減衰率　　　：１０秒後で約り２％ 上紀実施例の感光体のすべてについて、前記実施＠２と
同一の方法で耐久性試験を行ったところ、１５万回の繰
り返し後も高コントラストで良好な画像が得られ、初期
自曾と何隻遜色がなかった。

上述した実施例から明らかなように１本発明のａ　−８
ｉ　ｇ、ｊｔ体は、耐久性が優れていると同時に、大感
度が高く、且つ１萄保持能力も向上している。

更に、本発明の積層膜感光体は表面保ｓｍとして、本来
、耐久性、耐摩耗性の優れたａ−ｇｉｎを用いたことに
より、ａ−８ｉの単層膜感光体の利点が損われることは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る感光体の拡大断面図、第２因はア
モルファスシリコン履を生成するためのグロー放−分解
装置の概略構成図、第３図はアモルファスシリコンから
成る単層膜感光体と、本発明（１）　・・・導電性基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　導電性基板上に約１０−６乃至５Ｘ１０　”烏
   ｔｏｍｉｅ％のａｎを含有するアモルファスシリコン光
   導電層と、その上に約１．０乃至２　Ｇ、　Ｏａｔｏｍ
   ｉｅ％のｌｌ素を含有し、且つ０．Ｏｌ乃至０．５ミク
   ロンの厚みを有するアモルファスシリコン表面体一層を
   積層して成ることを特徴とする電子写真感光体。 （２１１１Ｅアモルファスシリコン表ｍ保ａｍの厚みが
   ０．０５乃至０．１５ミクロンであることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の電子写真感光体。 （３）前記アモルファスシリコン表面体１ｌｉＩＩｌｉ
   が約２乃至４　Ｑ　ａｔｏｍｉｃ十の水素と約１０乃至
   ２０００Ｑ　ｐｐｍの周期律表第１ｌｌｓ族不純物を含
   有することを特徴とする特許請求の範［８１１項記載の
   電子写真感光体。 （４１ｍ記アモルファスシリコン光導亀脂が約ｌＯ乃至
   ４６　ａｔｏｍｊｅ％の水素と、約ｌＯ乃至２００００
   参ｐＰｉｍの周期律表第１１１ａ族不純物を含有するこ
   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。 （６）　　前記二層のアモルファスシリコン層にｔ有す
   る周期律表１１１１１ａ族不純物が硼素であることを特
   徴とする特許請求の範囲Ｉ！＠３項及び第４項記載の電
   子写真感光体。 （６）　　前記二層のアモルファスシリコン層がグロー
   放電分解装置によって生成されることを特徴とする特許
   請求の範［１＄１項記載の電子写真感光体。 （７）前記グロー放電分解装置が容量結合蓋高周波グロ
   ー数域分解法を用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の電子写真感光体。