JPS58219565A - 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】 本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関す□るもの
である。

従来、電子写真感光体として、Ｓモ、又はＳ・にＡｓ　
ｓ　Ｔｅ　ｓ　ｓｂ等をドープした感光体、Ｚｎ０Ｊｐ
ＣｄＳを樹脂バインダーに努散させた感光・体等が知ら
れている。しかしながらこれらの感光体は、環境汚□染
性、熱的安定性、機械的強度の点で問題がある。

一方、アモルファスシリコン（ａ−３ｉ）を母材として
用いた電子写真感光体が近年Ｓとなって提案されている
。ａ−８ｔは、ｓｔ　−ｓｔの結合手が切れたいわゆる
ダングリングボンドを有して彰り、この欠陥書と起因し
てエネルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する。

このために、熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗抵
抗が小さく、また光励起担体が局在準位化トラッ、プさ
れ′て光導電性が悪くなっている。そこで、上記欠陥を
水素原子（Ｉ（）で補償してＳ目こＨを結合させること
によって、ダングリングボンドを埋めることが行なわれ
る。

このようなアモルファス水素化シリコン（以下、ａ−ｓ
ｔ：Ｈと称する。）の暗所での抵抗率は１０（１０９Ω
−ｃｍであって、アモルファスＳｅと比較すれば約１万
分の１も低い。従って、ａ　−８ｔ：Ｈの単層からなる
感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初期帯電電位
が低いとい問題点を有している。

しかし他方では、可視及び赤外領域の光を照射すると抵
抗率が大きく減少するため、感光体の感光層として極め
て優れた特性を有”ｔている。

一方、Ｓｅ感光層を用いた感光体として、例えば特公昭
５３−３０４９７号によれば、アル・ミニラム合金基体
の表面を陽極酸化して酸化物被膜（アルマイト層）を形
成し、この上にＳｅ感光層を設けた構造が知られている
。この場合、アルミニウム合金基体を再使用することを
目的としていて、感光層を新たなものと交換する際に、
上記酸化物被膜ごと基体から剥離した後、再び基体表面
に陽極酸化による酸化物被膜、更には５ｅＪｉｌｉｂ光
層を設は得るようにしている。従って、上記酸化物被膜
の厚さは１〜１０μｍと厚くしである。。このため、酸
化物被膜自体を電荷ブロッキング層（基体からの電荷の
注入を防止する層）として用いるには、膜厚が厚すぎて
、残留電位の上昇及び感度低下をもたらすので、実用不
可能である。

また、特公昭５１−４６４１１号によれば、グロー放電
法により金属基体の表面に酸化物被膜を形成し、この上
に真空蒸着法でＳｅ感光層を形成し、これによって暗減
衰特性等を改良できるとしている。

しかしながら、上記酸化物被膜はグロー放′、ＷＬ決に
ｌ；よるものであるから、その膜厚は１５人〜５０人と
非常に薄くしか形成できない。従うて、この酸化物被膜
は、その上にａ−８ｉ系感光層箋設けた感光体として用
いる場合には特に、ブロッキング作用が弱く、それ程暗
減衰等を改善することができない。

従、って、本発明の目的は、特にａ　−８ｉｆ）感光層
を用いた感光体Ｃとおいて、！荷ブロッキング作用を充
二分に発揮せしめて暗減衰を減少させ、高感度化、帯電
電位の向上、更には基体との接着性の向上部を図ること
のできる感光体構造を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明による感光体は、金
属又は金属合金からなる基体上にアモルファスシリコン
（ａ−８ｉ）系感光層が設けられている酔光体番こおい
て、前記基体の表面に陽極酸化によって厚さ５０人〜５
ｏｏｏＡ、好ましくは４ｏｏＡ−７５００ＯＡの酸化物
被膜が形感され、この酸化物被膜上に前記感光層が設け
られていることを特徴とするものである。

即ち、本発明によれば、陽極酸化によって基体表面に充
分番こ厚い酸化物被膜が形成されていると同時に、その
膜厚範囲を上記した範囲に特定することによってａ　　
Ｓｉ系感光体に彰けるブロッキング作用を効果的善こ発
揮せしめ、以って暗減衰等の各特性を満足なものに向上
させることができる。

特に、ａ−３ｉ系感光層は本来比抵抗が低くてそれ自体
としての帯電性能は不十分で、、あるが、本発明におけ
る上記酸化物、被膜によって！荷注入をブロッキングし
て帯電電位を高く保持でき、更に基体番こ対する接着力
も太き（することができる。このためには、上記、酸化
物被膜の膜厚を５０人〜５０００人の範囲に特定するン
とが必須不可欠であることが、本発明者の重なる検討、
の結果、はじめて見出されたのである。

上記酸化物被膜の膜厚が５０人未満（既述したグロー放
電法で形成した如き場合）には、薄すぎるために基体か
らの電荷の注入を防止し得す、ブロッキング効果を期待
できない。、また、膜厚がＢ２Ｏ２人を越えると、逆に
厚すぎるために感光体の残留電位が著しく増大し、光感
度が全く不十分となる。

この膜厚範囲については後述する実験データに基いて更
に詳しく説明する。

また、本発明における上記酸化物被膜は陽極酸化による
ものであるから、膜厚が均一なものとなっている。しか
も、基体に対する上層の接着性も増大させることができ
る。本発明においては、上記酸化物被膜上唇こ設けられ
た感光層が真性化された（即ち高抵抗化された）アモル
ファスシリコン系感光層からなるのが、電位保持能を高
める上で望ましい。また、−感光体構造として、アモル
ファス炭化’／リコン又はアモルファス窒化シリコンか
らなる。電荷輸送層と、アモルファスシリコン又ハアモ
ルファスシリコンゲルマニウムカラナル感光層とが酸化
物被膜上に積層せしめられているのが望ましい。この積
層構造によって、光感度特性が上記電荷輸送層により更
に高められる。更に、周期表第１１Ａ族又は第ＶＡ族元
素が高濃度にドープされたアモルファスシリコンニーア
モルファス炭化シリコン又はアモルファス窒化シリコン
からなる厚さ５０Ａ〜１μｍの電荷ブロッキング層が酸
化物被膜と感光層との間に設けられていると、この電荷
ブロッキング層と酸化物被膜の組合せによつてブロッキ
ング効果がより向上する。また、使用する基体はアルミ
ニウム又はアルミニウム合金からなっているのが望まし
い。

次に、本発明による感光体の例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図には、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属
又は金属合金からなる支持体（基板）１上に、公知の陽
極酸化技術によって酸化物被膜（アルミナＡｌ２Ｏ＋１
　）　２が厚さ５０人〜５０００人、特に４００〜５０
００Ａ）に形成され、仁の被膜２上に厚き５〜４０Ｐｍ
と薄いａ−３ｔ系感光層、特にａ−８ｉ：Ｈ層３が設け
られた感光体が示されている。

また、第２図の如くに、ａ−３ｉ系（例えばａ−８１、
ａ　−５ｉＧｅ　）感光層３と上記酸化物被膜２との間
に、ａ−３ｔ系（特にａ　−５ｉｃ又はａ　−３ＩＮ　
）からなる電荷輸送層、４．を厚さ５ｏｏｏＡ〜３５＃
ｍに設けると、表面の電位保持及び光キヤリア輸送能が
増大し、高感度で残留電位の少ない感光体が得られる。

更に、第２図に一点鎖線で示すように、ａ　−３ｉ系悪
感光３下に、基板１の表面に接して厚さ５０Ａ〜１μ！
ｎの電荷ブロッキング層５が付加的に設けられるとよい
。このブロッキング層５は、上述した不純物が高濃度に
ドープされたＰ型（更にはＰ型）又はＮ型（更にはＮ型
）　ａ　−Ｓｔ、　ａ　−３ｉＣ又はａ−３ｉＮからな
っていてよい。第３図では、第２図の電荷輸送層を設け
ず、上記ブロッキング層５を介在せしめているが、第２
図と同様にブロッキング効果は向トする。

上記の不純物ドープドａ−３１系ブロッキング層の場合
には、上層のａ−８ｌ系感光層と同じプロセス（特にグ
ロー放電分解法）で形成でき、製造が容易となる。ドー
プされる不純物としてボロン等の周期表第１１Ａ族元素
を用い、グロー放電時に供給する反応ガス流量比を例え
ばＢ２Ｈ６／　５ｉＨ４＝１００〜１００，０００ｐｐ
ｍ　（！Ｊ、まｕ＜（ｉ　ｉ、（＞００〜１１０，００
０ｐｐｍ　）とすれば、Ｐ型（更にはｖ型）ブロッキン
グ層を作成できるが、これは感光体表面を正帯電させて
用いる場合に基板からの電子の注入を防止するのに好適
である。また、ドープされる、不純物としてリン等の周
期表第ＶＡ族元素を用い、グロー放電時の流量比を例え
ばＰＨｓ／５ｉＨ４＝　　１００〜１０，０００ｐｐｍ
とすれば、感光体表面を負帯電させる際に基板からのホ
ールの注入を防止するＮ型（更にはＮ型）ブロッキング
層を作成できる。

なお、ａ−３１系感光層３をボロン等の周期表第１ＩＩ
　Ａ族元素のドーピング（グロー放電時の流量比はＢ含
Ｈｓ／５ｉＨ４＝１０〜５００ｐｐｍ　）により真性化
すれば、高抵抗の感光層となり、電位減衰の防止等を図
ることができる。

本例において、上記の酸化物被膜２は例えば次の如き条
件で形成することができる。

処理液　リン酸三す）　１３ウム水溶液液温２０℃ 処理時間　１０秒〜５分 電流密度　Ｉ　Ａ／ｄｍ″ なお、この酸化物被膜２の膜厚は次の方法で測定可能で
ある。

（１）、干渉顕微鏡を使用。

単色光を照射し、ニュートンリングの数を数え、公知の
計算式から算定する。

（２）、テーラーホプソン社製のタリスチップ測定器を
使用。

（３）、エリプソメーターを使用。

偏光されたヘリウム−ネオンレーザ−光を照射し、偏光
が回転するのを計る。

また、上記のａ−３ｔ系の各層をグロー放電法で形成す
る場合、使用可能なグロー放電装置としては、第４図に
示すものを使用してよい。この装置】１の喜空槽１２内
では、上記した基板１が基板保持部１４」−に固定され
、ヒーター１５で基板１を所定温度移こ加熱し得るよう
になっている。基板１に対向して高周波電極１７が配さ
れ、基板１との間にグロー・放電が生ぜしめられる。な
お、図中の２０．２１．２２．２３．２７．２８．２９
．３４．３６．３８は各バルブ、３１はＳｉＨ４又はガ
ス状シリコン化１合物の供給源、３２はＢ２Ｈ６或いは
ＣＨ４又はガス状炭素化合物の供給源、３３はＡｒ又は
Ｈ２等のキャリアガス供給源である。このグロー放電装
置において、まず支持体である例えばＡｔ基板１の表面
を清浄化した後に真空６ 槽ｉ２内に配置し、真空槽１２内のガス圧が１０　　Ｔ
ｏｒｒとなるようにパルプ３６を調節して排気し、かつ
基板１を所定温度、例えば３０〜４００℃に加熱保持す
る。次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとして
、５（Ｈ４又はガス状シリコン化合物、及びＢ２Ｈ６或
いはＣＨ４又はガス状炭素化合物を適当量希釈した混合
ガスを真空槽１２内に導入し、例えば０．０１〜１０　
Ｔｏ　ｒ　ｒの反応圧下で高周波電源１６４ｍより高周
波電圧（例えば１３．５６　ＭＨｚ　）を印加する。こ
れによって、上記各反応ガスをグロー放電分解し、水素
を含むボロンドープドａ　−Ｓｔ　：Ｈ又はａ　−５ｔ
ｃ：Ｈを上記の層３又は４．５として基板１上に堆積さ
せる。なお、上記ＣＨ４１ζ代えてＮＨｓ又はＮ２を供
給すれば、アモルファス窒化シリコンを形成できる。

こうして得られた各感光体について、静電特性及び、コ
ピー画質を下記表に示す。なお、このテストに当うては
、川口電気社製エレクトロメータ、及びＬ］　　Ｂｉｘ
Ｖ　　２改造＠　Ｃ小西六写８工８（株）製）により性
能テストを行なった。

（以下余白、次頁へ続く） 画質についての上記表における評価は次の通りである。

Ｘ濃度が低く、かつカブリが高い。

上記の結果について、例えば実施例１のデータを第５図
にプロットして示した。これから明らかに理解されるよ
うに、本発明による陽極酸化膜（アルミナ）の膜厚範囲
、即”）５０Ａ〜５０００Ａでは暗減衰、残留電位共に
低く保持でき、極めて良好な静電特性が得られる。特に
、膜厚が５０Ａを少しでも下廻ると暗減衰率が急上昇し
、かつ５０００Ａを越えると残留電位がかなり上昇する
ことが分る。これは、本発明の優位性を如実に示すもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示するものであって、第１図、第２図
及び第３図は感光体の三個の各断面図、第４図はグロー
放電装置の概略断面図、第５図は酸化物被膜の膜厚によ
る各静電特性の変化を示すグラフ である。 なお、図面に示されている符号において、１・・・・基
板（基体） ２・・・パ酸化物被膜 ３・・・・ａ−３１系感光層 ４・・・・電荷輸送層 ５１１１１・・ブロッキング層 である 代理人　　弁理士　逢　坂　　　宏 （自発＞　　−ｒｔ醗ノｉｊ　Ｊｌｉ　重書昭和５８年
６月ｌ？口 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示 昭和５７年　　特許　同第１０２４１９号２、発明の名
称 感　　　光　　　体 ３、補Ｗをする一Ｎ 事件店の関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２　ｒｌ７名
　称　（１２７）小西六写真工業株式会＞１４、イ（埋
入 ６、補止により増加する発明の数 ７、７膜正の文１象 明絆１再の発明の詳細な説明の欄 ８、顛１正の内容 （１）、明細書箱７頁８行目、１２〜１３行目の「感光
層」を１感光ｎ４（表面側にアモルファスシリコン系表
面改質層を設けるのがよい。）」と夫々訂ｉＥシまず。 （２）、同第７頁１４行目の「光感度特性」を「電位保
持能」と訂正しまず。 （３）、同第７頁末行の「感光層」を［感光層又は電荷
輸送層］と訂正します。 （４）、同第８頁４行目と５行目との間に下記の記載を
加入しまず。 記 ［なお、上記の感光層、電荷輸送層、電荷ブロッキング
屓等を構成するアモルファスシリコン、アモルファスシ
リコンゲルマニウム、アモルファス炭化シリコン又はア
モルファス窒化シリコンには、上記の如く水素原子を結
合せしめることが有利であるが、水素原子番こ代えて或
いは併用してフッ素原子を結合セしめ、これによってａ
−５ｉ、：Ｆ、ａ−５ｉ　：Ｈ：Ｆ、、ａ−３ｉＧｅ：
Ｆ、ａ−３ｒＧｅ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：Ｆ、ａ−５ｉ
Ｃ：Ｈ：、　　　Ｆ、、ａ−３ｉＮ：Ｆ、ａ−３ｉＮ：
夏１：Ｆとしてもよい。Ｊ （５）、同第８真下から７〜６行目のｒａ−３ｔ、ａ　
−Ｓ　ｉ　Ｇ　ｅＪを［ａ−３ｉ　：Ｈ％　ａ−３ｉＧ
ｅ：ＨＪと訂正します。 （６）、同第８真下から５行目のｒａ−３ｉ　Ｃ又はａ
−３ｉＮＪをｒａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｔＮ：ＨＪと
訂正します。 （７）、同第８頁下から３行目の「及び光キヤリア輸送
」を削除しまず。 （８）、同第９頁２行目の「感光層３」を［電荷輸送Ｊ
＊４Ｊと訂正します。 （９）、同第９頁６〜７行目のｒａ−３ｔ、ａ−３ｉＣ
又はａ−５ｉＮＪを「ａ　　ｓｉ：Ｈｓａ−３ｉ　Ｃ：
１１又はａ−３ｉ　Ｎ　：　Ｈ１或いはＡｌ２Ｏ３、Ｓ
　ｉ　Ｏ２又はＳｉＯ等の絶縁性物質」と訂正しまず。 （１０）　、同第１１頁下から３行目のｆＢ　２　Ｈ６
或いは」をｒＢ２Ｈ６又はＰ　Ｈ３供給源、３３は」と
訂正します。 （１１）　、同第１１頁下から３〜１行目の［ガス状炭
素化合物・・・・・・・・・である。」を［ガス状炭素
化合物の供給源である。なお、図示省略したが、Ａｒ又
は１１２等のキャリアガス供給源も同様に投けられてい
る。 −（１２）、同第１２頁下から５行目の「できる。」を
１できる。また、電荷ブロッキングＭ５や表面改質層は
グロー放電性以外の例えば蒸着法で形成された３　ｉ　
０２膜等からなっていてよい。」と訂正しまず。 （１３）　、同第１２頁下から３行目の「下記表に示す
。」を「下記表に示す。画像評価に当たっては、ドラノ
、用のグロー放電装置によって作製したドラム状感光体
を使用した。」と訂正します。 （１４）　、同第１４頁の表中、「感光層」の欄の４行
目の１１５．０００人」をｒｌ、５００人」と訂正し、
間開の９行目のｒａ−３ｉＣＪをｒａ−’５ｉＮＪと訂
正し、間開の１１〜１２行目の「キャリア輸送層・・・
・・・・１５，０００人」をｒａ−３ｉＮ（Ｎ：２０％
）キャリア輸送Ｗ４１５μ、ａ−３＋キャリア発生層１
μ、ａ−３ｉＮ改質層１，５００人」と訂正し、史書こ
同署閲の１６行■のｒｌ−３ｉ　ＣＪを［ａ−３ｉＪと
１１丁正します。 一以　Ｌ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属又□は金属合金からなる基体上書こアモルファ
   スシリコン系感光層が設けられている感光体に叔いて、
   前記基体の表面に陽極酸化番こよって厚さ５０Ａ〜５０
   ０　ｏ入の酸化物被膜が形成され、この酸化物被膜上に
   前記−光層が設け゛られていることを特徴とする感光体
   。 ２、感光層が真性化されたアモルファスシリコン系感光
   層からなる、特許請求の範囲の第１項に記載した感光体
   。 ３、アモルファス炭化シリコン又はアモルファス窒化シ
   リコンからなる電荷輸送層と、アモルファＸ　シ９　：
   １ン又ハアモルファスシリコンゲルマニウムか□らなる
   感光層とが酸化物被膜上に積層せしめられている、特許
   請求の範囲の第１項又は第２項番〔記載した感光体。 ４、周期表第１［Ａ族又は第ＶＡ族元素が高濃度化ドー
   プされたアモルファスシリコン、アモルファス炭化シリ
   コン又はアモルファス−化シリコンからなる厚さ５０Ａ
   〜１μｍの電荷ブロッキング層が酸化物被膜と感光層と
   の関与こ設けられている、特許請求の範囲の第１項〜第
   ３項のいずれか１項に記載した感光体。 ６、基体がアルミニウム又はアルミニウム合金からなっ
   ている、特許請求の範囲の第１項〜第４項のいずれか１
   項に記載した感光体。