JPS59193463A - 電子写真用光導電部材 - 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、光（ここでは広義の光で、紫外光線、１可視
光線、赤外光線、Ｘ線、γ線等を示す）のようなＩＬ磁
波に感受性のある光導電部材、特に市ｆ−’す′頁感光
体として使用されるのに適した、改良された支持体を有
する光導電部材に関する。

価の元素でタングリングホントか修飾されたアモルファ
スシリコン（以下ａ−３ｉと略）は、その優れた光導電
性、耐擦性、耐熱性のために電子写真感光体としての応
用が期待されている。また、ａ−３ｉはその製造時に環
境衛生」二の問題も殆となく、加えて感光体の大面積化
が容易であることもその応用メリントとして挙げられて
いる。

しかしながら、ａ−３ｉは、場合によってはそれり１独
では電子写真感光体に使用するには暗抵抗がやや低く、
そのために、支持体から電荷が注入するのを阻止するた
めに阻止層を配したり、添加物をドープすることによっ
てこの問題を解決しているのが一般的である。また、ａ
−３ｉ表面には、通畠電子写真装置が置かれる環境下で
酸化１１！ＪＳｉＯｘが１−１然に形成されやすいため
に、その表面の水との親和性が高くなり、この状態でコ
ロナ放電を多用する電子写真プロセスに用いると、高湿
環境下では表面電荷が感光体表面」−で移動し、俗に：
ｒう両像のボケが生じてしまう。これを防止するために
表面保護層として、ＳｉＮｘ、　５ｉＣｘ等を配したり
、更には反射防止層、光吸収層、Ｖ、着層等も必要に応
して設置されることか多い。

このようにａ−５ｉを電子写真感光体として実用に供す
るためには、多種のカスを使用して、目的に応した多層
構成の光導電部材を電子写真感光体として使用可能な大
きさで形成しなければならない。そしてこの際の光導電
部材の均一性は、極めて重要であり、例えば光導電的特
性の不均一や、ピンホール等の欠陥が存在するど美麗な
画像が提供できないはかりでなく、実用に耐えないもの
となる。

ａ−５ｉは、膜のモルフォロジーか支持体の表面形状に
大きく左右されることが知られている。すなわち、蛤と
の場所でほぼ同一の光導電的特性が心間となる大面積の
゛１Ｌ子写真用感光体ドラムにあっては、支持体の表面
状態は極めて重要であり、支持体表面に凹凸が存在する
と膜の均一性が悪くなり、柱状構造や球状突起が形成さ
れるため光４電的不均−さの生じる原因となる。

アルミニウムは、光導′重量材、殊に電子写真用感光体
ドラムの支持体としては、多くの点で好ましい材質であ
る。しかしながら、アルミニウム基材を支持体として使
用するために、その表面を鏡面化する過程に於いて、ア
ルミニウム中にノ＼−トスポンドと呼ばれる固い部分が
存在するために種々の問題が生じている。すなわち、こ
の／＼−トスボッ［・は、支持体表面の鏡面化過程に於
いて、切削ハイドに対する切削抵抗となり、アルミニウ
ムシリンダー表面に欠陥部分を生ずる原因となり、例え
ばアルミニウム支持体表面ヒに　１〜１０牌程度のひび
割れ、エグレ状の傷、更には微細な凹凸を発生させる要
因となっている。

本発明者等は、この問題につき種々の検討をモねた結果
、この支持体表面の切削過程に於ける欠陥部分の発生の
要因である）＼−トスポンドは、アルミニウム中に、Ｆ
ｅ、Ｔｉ、Ｓｉをはしめ種々の元素が不純物として含有
されていることに起因するものであることをつきとめた
。これら不純物の中でも特にＦｅはアルミニウムと固溶
し難＜　、　Ｆｅ　　ＡｌあるいはＦｅ−Ａｌ−３ｉ等
の金属間化合物を形成してハードスポットとしてアルミ
ニウムマＩ・す、ラス中に散在し、ある特定のＦｅ含イ
１率以上になるとこのハートスポットの発現が著しく高
くなる。また、アルミニウム合金の切削性に対しては、
アルミニウム合金中のＭｇ含有率も関与していることを
つきとめた。

本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、ａ−Ｓｉ堆
積膜の支持体として、特定の組成を有するアルミニウム
合金を使用することによって、光導電的特性の均一・性
に優れた光導電部材が得られることを見い出したことに
基づくものである。

本発明は、電気的、光学的、光導電的特性の均一・性に
潰れた光導電部材を提供することを目的とする。

本発明の他の１」的は、画像欠陥が少なく、高品質な画
像を得ることができる電子写真用の光導電部材を提供す
ることにある。

すなわち本発明の光導電部材は、アルミニウムを主成分
とする支持体と、この支持体玉に設けられ、ケイ素原子
を母体とする非晶質材料を含有する光導電層とを有する
光導電部材に於いて、前記支持体が、Ｆｅ含有率が２０
００　ＰＰｌ０以下のアルミニウム合金からなることを
特徴とする。

本発明の光導電部材は、アルミニウム合金からなる支持
体と、この支持体−１−に設けられ、ケイ素原子を母体
とし、好ましくは水素原子及び／＼ロゲン原子のいずれ
か少なくとも一方をその構成片−ｒ−とじて含む非晶質
材料を含有する光導電層とが形成されて構成される。該
光導電層は、支持体に接して障壁層、更には該光導電層
の表面に表面障壁層を有してもよい。

本発明の光導電部材における支持体は、　Ｆｅ含有率が
２０００　ＰＰｆｆ１以下のアルミニウム合金をその材
質とするものである。汎用のアルミニウム合金展伸材中
には、−・般に、Ｆｅが不純物として０．１５〜１．０
％程度含有されている。Ｆｅはアルミニウム番こ対する
固溶度が低いため、Ｆｅ−ＡｌあるいはＦｅ−Ａｌ−３
ｉ間で金属間化合物を形成し、これがアルミニウムマＩ
・リックス中に／＼−ドスポ・ントとして現われる。特
にこの／＼−トスボンドは、Ｆｅ含有率２０００ｐｐｍ
前後を境にして、Ｆｅか増加すると急激番こ増加し、支
持体表面の鏡面化ｙＪ削に対して、き影響を及ぼす。支
持体表面の凹凸は、その上部に形成されるＳ　ｉ　７４
４積１ｊりの光導電的特性等に対して極めて敏感に悪影
響をＴえるものであるから厳格に制御される必黄かある
。アルミニウド合金中のＦｅ含有率は、１０００　ｐｐ
ｍ以下であることがより好ましい。

このアルミニウム合金の鏡面化切削性に対しては、アル
ミニウム合金中のＭｇ含有率も相乗的作用をイＪしてお
り、Ｍｇを共存させることによって、アルミニウム合金
の快削性が向上し、アルミニウム合金中のＦｅ含有率の
許容幅を広める作用がある。

アルミニウム合金中のＭｇ含有率は、　０．５〜ＩＯ市
量％の範囲が好ましく、特に１〜５％の範囲が望ましい
。Ｍｇ含有率か余りにも高過ぎると結晶粒界部分に選択
的に起る粒界腐食が生じゃすくなるため好ましくない。

支１〜体の形状は、所望によって決定されるが。

例えば電子写真用として使用するのであ、れば、連わ“
ｄ重速複写の場合には、無端ベルト状又は円筒状とする
のか望ましい。支持体の厚ざは、所望通りの光導電部材
が形成されるように適宜決定ごれるが、光導電部材とし
て可撓性が要求される場合には、支持体としての機能が
十分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされる。

しかしながら、このような場合支持体の製造上及び取扱
い上、史には機械的強度等の点から、通掌は、１０μｓ
以上とされる。

本発明の光導゛市部材の光導電層中に含有されてもよい
ハロケン原子（Ｘ）としては、具体的にはフッ素、塩素
、臭素、ヨウ素か挙げられるが、特に塩素、とりわけフ
ッ素を好適なものとして挙げることができる。光導電層
中に含イ】されるケイ素原子、水素原子、ハロゲン原子
以外の成分としては、フェルミベも位や禁止帯幅等を調
整する成分として、ホウ素、カリウム等の■族原子、窒
素、リン、ヒ素等のＶ族原子、酸素原子、炭素原子、ゲ
ルマニウム原子等を単独若しくは適宜組み合わせて含有
させることができる。

障壁層は、光導電層とドラム状基体との密着性向上ある
いは電荷受容能の調整等の目的で、汲置されるものであ
り、１１的に応して■族原子、Ｖ族原ｆ−１酸素原子、
炭素原子、ゲルマニウム原子等を含むａ−３ｉ層若しく
は微結晶−３ｉ層が、−・層あるいは多層に形成される
。

また、光導電層の］二部に表面電荷注入防止層あるいは
保１畜層として、炭素原子、窒素原子、酸素原ｒ等を、
好ましくは多量に含有するａ−９ｉにょる１一部層ある
いは高抵抗有機物質からなる表面障壁層を設置してもよ
い。

本発明において、ａ−３ｉで構成される光導電層を形成
するには、例えばグロー放電法、スパンタリング法、あ
るいはイオンブレーティング法等の従来公知の種々の放
７Ｌ現象を利用する真空堆積法が適用される。

次にグロー放電分解法による本発明の光導電部材の製造
方法の例について説明する。

第１図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を；バす。堆積槽ｌは、ベースプレート２と槽壁３とト
ッププレ−１・４とから構成され、このｊｌ＋積槽積山
１内、カソード電極５が設けられており、ａ−３ｉ堆積
膜が形成される特定の組成を有するアルミニウム合金製
のドラム状支持体６は力シート電極５の中央部に設置さ
れ、アノード電極としての役割も兼ねている。

この製造装置を使用してａ−３ｉ堆積膜をトラム状支持
体上に形成するには、ます、原料カス流入バルブ７及び
リークバルブ８を閉し、排気／旬しブ９を開け、堆積槽
ｌ内を排気する。真空計１０の読みか約５Ｘ　１０”　
ｔｏｒｒになった時点で原料カス流入ハルブアを開いて
、マスフローコノ［・ローラ１１内で所定の混合比に調
整された、例えばＳｉＨ４カス、Ｓｉ２Ｈ６カス、Ｓｉ
Ｆ４カス等の原料混合ガスを堆積槽１内に流入させる。

このとき堆積ｆｉｌ内の圧力が所望の値になるように真
空計１０の読みを見なからｆＪ＋気バルブ９の開口度を
調整する。そしてドラノー・状支持体６の表面温度が加
熱ヒーター１２により所定の温度に設定されていること
を確認した後、高周波電源１３を所望の電力に設定して
堆積槽ｌ内にグロー放電を生起させる。

また、層形成を行っている間は、層形成の均一化を１１
するためにドラム状支持体６をモータ１４により　定速
度で回転ｙせる。このようにしてドラム状支持体６」−
に、ａ−３ｉ堆積膜を形成することができる。

以下１本発明を実施例に基つきより詳細に説明する・ 実施例１〜３、比較例１．２ 結電切削用のニアタンバー伺旋盤（ＰＮＥＵＭＯＰＲＥ
Ｃ：ＬＳＩ０Ｎ　ＩＮＣ，製）に、先端部曲率０．０１
（ｍｍ−’　　）のグ・ｒヤモンドバイトを、シリング
−中心角に対して５６の負のすくい角を得るようにセッ
トした。次にこの旋盤の回転軸フランジに、Ｆｅ含有率
の異なる　５種のアルミニウム合金製シリンター（Ｍｇ
含イ１率はいづれも４％）を真空チャックし、旧設した
ノズルからの白燈油噴吉、同しく旧設した真空ノズルか
らの切り粉の吸引を並用しつつ、周速１１０００（／ｍ
１ｎ）　、送り速度０．０１（ｍ＋ｏ／Ｒ）の条件で、
外（イか８０＋ｎｍφとなるよう鏡面切削を施こした。

このようにして鏡面加工したシリンターにつき、鏡面加
工後に生じている表面欠陥（エグレ状の傷、ひひ割れ）
を金属顕微鏡により検査し、その数を調べた。なお、鏡
面加工前のアルミニウム・合金製シリンターに存在する
／＼−トスポンドについても同様な方法により調査して
おいた。

次に、これらの鏡面加工したアルミニウム合金製シリン
ターのそれぞれの上に、第１図番こ示した光導電部材の
製造装置を用い、先に詳述したグロー放電分解法に従い
、下記の条件によりａ−３ｉ堆積膜を形成した。

１Ｗ及り１蕃１１　史几凰須Ｊノ　閃灰ユ１）第１層　
　　Ｓ　ｉ　Ｈ４、Ｂ、ｈ　　　　０．８第２層　　　
Ｓ　ｉ　Ｈ４２０ 第３層　　　ＳｉＨ４、ＣｚＨ４０，１アルミニウムシ
リング一温度＝２５０°Ｃ堆積膜形成昨の堆積室内内圧
：　　０．３　Ｔｏｏｒ放電周波数二　１３．５６　Ｍ
Ｈｚ 堆積膜形成速度：２０八／ｓｅｃ 放電型カニ　　０．１８　Ｗ／ｃｍ２ こうして得られた各電子写真感光体トラ１、を。

キャノン林製４００ＲＥ複写装置に設置して画出しをイ
ｊない、白点状の画像欠陥（Ｑ、３　ｍｍφ以上）の評
価を実施した。これらの評価結果を第１表に示した。

なお、実施例１〜３の各電子写真感光体ドラムについて
は、更に　１００万枚の耐久試験を、２３℃相対湿度５
０％、３０°Ｃ相対湿度９０％、５°Ｃ相対湿度２０％
の各環境下で実施したが、画像欠陥、特に白抜は等の欠
陥の増加もなく、良好な耐久性を有していることか確？
！！、ｙれた。

【図面の簡単な説明】

第１１／Ｉは、グロー放電分解法による光導電部材の製
造装置をｔｐｙした図である。 １　：　Ｉ（Ｉ楯槽導　　　　　２：ベースプレート３
：槽＜Ｈ？　　　　　　　”４：トンププレーｉ・５、
カン−１・電極　　　６：ドラム状支持体７、原本ｌカ
ス流入７人ルブ８：リークパルブ９１）１気バルブ　　
　　１０：真空旧１１：マスフローコントローラ １２、加熱ヒーター　　　１３：高周波電源１４　　モ
ーフ ＠　　ｉｍ ３５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　アルミニウムを主成分とする支持体と、この支ハ
   体上に設けられ、ケイ素原子を母体とする非晶質材料を
   含有する光導電層とを有する光導電部材に於いて、前記
   支持体が、Ｆｅ含有率が２０００　ＰＰｆｆ１以ドのア
   ルミニウム合金からなることを特徴とする光導電部材。 ２）前記支持体か、　Ｍｇ含有率が０．５〜１０重量％
   のアルミニウム合金からなる特許請求の範囲第１項記載
   の光導電部材。