JPS60225163A - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、アモルファスシリコンからなる先導電体層を
右する′電子写真感光体に関する。

先行技術とその問題点 複写機やレーザープリンター用等の゛電子写真感光体と
して、シラン系カスのクロー放電分解法（プラズマＣＶ
Ｄ／Ｊ、）によって形成されるアモルファスシリコン（
以下ａ−３ｉという）ヲ光４重体層とするものが提案さ
れ（特開昭５４−７８１３５号）、従来のＳｅ％ＣｄＳ
にがゎるものとして注目を浴び、実用化が進んでいる。

これはａ−３ｉが無公害性、耐摩耗性、耐熱性等にすぐ
れているからである。

しかし、ａ−３ｉで構成された電子写真感光体材ネ４は
、暗抵抗値、光感度、光応答性などの貞において、さら
に改良されるべき点を４１す　ｌる。

このため、ａ−３ｉ感光層そのものの改良とともに、電
子写真感光体を設計する際に、所望の゛ｉｌｆ気的、光
学的、光導電的特性かえられるように種々の１大がされ
ている。

これらの例として、ａ−３ｉ感光層の支持体側（中間層
）、あるいは支持体と反対側（表面障ＩＶ層）に、ダイ
ヤモンド状カーボンからなる層等をもうけて、電子写真
感光体としての特性を改良させる試みがなされている（
特開昭５７−１１４１４［ｉ壮等）。

しかし、このような場合には、電子写真感光体のとして
は充分なものとはいえない。

例えば、所望の光電流かえられない。

＋１１１抵抗が小さい。

１１１Ｓ減衰の時定数が小さい。

感光体製造後しばらく放置したのちの使用の際に、画像
が論れたり、ぼけたりする、などの欠Ｉｊ、−を右し、 耐久Ｐｌか懸念されるなどの改良すべき点が種々イＩン
；する。

＋＋　発明の【目的 本発明の目的は、ａ−８ｉ光導電性層を看する電子写真
感光体において、に記種々の欠点のない表面障壁層ない
し中間層組成を提供することにある。

このような目的は下記の未発ＩＪＩによって達成される
。

すなわち第１の発明は、 支持体ににアモルファスシリコン光’＃　’屯Ｍ　ヲ有
し、該アモルファスシリコン光導電層の支持体側に配置
される中間層および／または該アモルファスシリコン光
４重層の支持体と反対側に配置される表面障壁層を４１
する電子写真感光体において、 前記中間層および／または前記表面障壁層が炭素および
水素を含むことを特徴とする″市ｒ′す゛直感光体であ
る。

また、第２の発明は。

支持体］−にアモルファスシリコ／尤導′七層を右し、
該アモルファスシリコン光導電層の支持体側に配置Ｊれ
る中間層および／または該アモルファスシリコン光導電
層の支持体と反対側に配置される表面障壁層を有する電
子−写真感光体において、 前記中間層および／または前記表面障壁層がＷ　素、水
素およびハロゲンを含むことを特徴とする電子写真感光
体。

■　発明の具体的構成 以下本発明の具体的構成について詳細に説明する。

第１図は、本発明の電子写真感光体の基本的な構成例を
説明するために模式的に示した構成図である。

第１図に示す電子写真感光体素材ｌは、支持体１１の１
−に中間層１２、この中間層１２に直接接触した状態に
て積層されている光導電層１３と、さらに光導電層１３
に直接接触した状態にて積層されている表面障壁層１４
とで構成される層構造を有し、本発明の最も基本的な１
例である。

この場合、中間層１２と表面障壁層１４は。

そのいずれか一方のみが配置されていればよいが、通常
は図示のように両者が配置される。

支持体１１の基材としては、導電性でも、電気絶縁性で
あってもよい。

導電性支持体としては、例えばＮｉ、Ｃｒ。

ステアＬ／ス、ＡＭ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ。

Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ　、Ｐｔ　、Ｐｄ等の金属ないし、これ
らの合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂やカラスセラミンク
、紙等のフィルム状、シート状、円筒状のものが通常使
用される。

そして、これらの電気絶縁性支持体基材は、好適には、
少なくともその一方の表面を導電処理され、この導電処
理された表面側に他の層が設けられる。

例えばカラスであればその表面がＮｉＣｒ。

Ａ、Ｑ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｖ、Ｔｉ　、ＰＬ　、Ｐｂ、Ｉｎ２Ｏ３。

Ｓ　ｎ０２　、　ＩＴＯ（ｒ　ｎ２０３　＋Ｓ　ｎ０２
　）　等の薄ｆｌｕを設けることによって導電処理され
、あるいはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルム
であればＮｉＣｒ、ＡＭ、Ａｇ、Ｐｂ。

Ｚｎ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属で真空蒸着、電ｒヒーム
蒸着、スンパタリング等で処理される。

あるいは前記金属でラミネート処理して、その表面が４
電処理ｙれる。

支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、板状等、任
意の形状とし、所望によってその形状は決定されるが、
円筒状あるいは無端ベルト状とするのが望ましい。

支持体の厚さは、所定の電子写真感光体が形成させる様
に適宜決定されるが、通常は１０ｇｍ以上とされる。

好ましい態様において、支持体■−に設けられる中間Ｍ
１２は、支持体１１側から光導電層１３中へのキャリア
の流入を効果的に化１トし、かつ光の照射によって光導
電層１３中に生じ、支持体ｌｌ側に向って移動するフォ
トキャリアの光導電層１３の側から支持体１１の側への
通過を容易に許す機能を有するものである。

この中間層は、場合によっては、後述の表面障壁層がＣ
およびＨからなるときには、公知の種々の材質であって
もよいか、通常、ＣおよびＨを含むものである。

この場合、ＣおよびＨの含イＩｌｄは、Ｃ・６Ｏ−９９
ａｔ％、よりＤ−ｆましくは７０〜９９ａｔ％。

Ｈ：ｌ　〜４０ａｔ％、より好ましくは１−３０ａｔ％
であることがクイましい。

Ｃが６０ａｔ％未満、あるいはＨが４０ａｔ％をこえる
と、膜中にボイドが発生し、ピンホールによる絶縁破壊
の原因となる。

また、９９ａｔ％をこえるか、あるいはＨがｌａｔ％未
満となると、膜中のダルブリングポンドが高濃度となり
、キャリアのトラップが顕著になるので、残留電位の原
因となる。

なお、層中には、全体のｆａｔ％未満にて、ハロゲン、
特にＦ、Ｃ１が含有されてもよい。

このとき、層の熱的安定性が向１−する。

このような組成の層は、Ｘ線回析によって実質的にピー
クを示ざず、実質的に長範囲の規則に１をもたない非晶
質状態にある。

そして、中間層としての厚さは、１００人〜２μｍ、よ
りｈｆましくは５００λ〜１．５μｍとされる。

これは、１００人未満となると、中間層としての実効が
なく、また、２μｍをこえると、フォトキャリアの支持
体側への流入が阻害されるからである。

他方、やはり好ましい態様において、アモルファスシリ
コン光導電層ｔｚに設けられる表面障壁層は、表面に帯
電処理がなされたとき、表面電荷が光電層に注入される
のをＲ１＋ｈする機能を有するものである。

この他、保護膜として、硬く、耐熱性にすぐれ、ｙらに
は、光導電層よりバンドギャップが大きく、かつ反射防
１に膜としても機能することが要求される。

この表面障Ｍｉ層は、場合によっては、中間層力Ｃおよ
びＨからなるときには、公知の種々の材質であってもよ
いが、通常は、前記同様、ＣおよびＨを含むものである
。

この場合ＣおよびＨの含有晴はｃ　６ｏ〜９９ａｔ％よ
り好ましくは７０〜９９ａＩ％、　Ｈ：　１〜４０ａｔ
％、より好ましくは１〜３０ａｔ％であることが好まし
い。

Ｃが、６０ａｔ％未満、あるいはＨが４０ａｔ％をこえ
ると硬度が低くなり、保護層として適さない、　また、
膜中にボイドが発生し、ピンホールによる絶縁破壊の原
因となる。

また、Ｃが、６０ａｔ％をこえるが、あるいはＨがｆａ
ｔ％未満となると、膜中のダングリングボンドが高濃度
となり、キャリアの）ラップがｗＪ著になるので残留電
位の原因となる。

なお、層中には、全体の１ａＬ％未満にて、Ｉ＼ロゲン
、特にＦ、ＣＭが含有されてもよい。

このとき、層の熱的安定性が向上する。

このような組成の層は、Ｘｔ！回折によって実質的にピ
ークを示さず、実質的に長範囲の規則性をもたない非結
晶状態にある。

そして、表面障壁層としての厚さは、５００人〜４ｇｍ
より好ましくは０．１μｍ〜３μｍとされる。

これは５００人未満となると、表面障壁層としての実効
がなく、また４μｍをこえると、キャリアの蓄積が生じ
、残留電位が増大する。

このようなＣおよびＨからなる層を形成するシこは、ス
パッタリングを用いてもよいが、上記諸元素を所定の組
成で含有させる際の制御が容易となるげ＆で、プラズマ
分解法に従うのが好ましい。

プラズマ分解は、高周波法によっても、またマイクロ波
法によってもよい− 高周波法に従うときには、１〜３０Ｍ）Ｉｚ、１００Ｗ
〜数ＫＷ程度の電力を投入すればよい。　また、マイク
ロ波法に従うときには、２．４５Ｇ−１０Ｇ　Ｈｚ、１
００Ｗ〜ＩＫＷ程度の電力を投入すればよい。

用いる原料ガスといし°ては、炭化水素カス、例えばメ
タン、エタン等のパラフィンやオレフィン等、あるいは
これに加えハロゲン化シリコンなどを用いればよい。

そして、キャリヤーとしては、水素、アルゴン、ヘリウ
ム等、特に水素を用い、原オー１カスが所定の開化とな
るように４反応系内に流入させればよい。

なお、動作圧力は０．５〜２　Ｔｏｒｒ程度、ノ、（体
温度は２００℃〜４００℃程度、 また、成膜速度は５００〜１０００人／ｗｉｎ程度とす
ればよい。

好ましい態様において、このような中間層および表面障
壁層にてはさまれるａ−３ｉ光導゛市層は、非晶質状態
のシリコン層からなる。

この場合、ａ−３ｉ光導電層は、少なくともＨかホロゲ
ンのいずれか一方を含有し、そのほかにＮ、’０．Ｃ，
ＩＩＩ族元素、Ｖｔ元素の少なくとも１挿具りを含有す
る。　その厚さは、７〜３０μｍ程度とする。

また、ａ−５ｉ光導電層は、２層重１−の積層構造とし
てもよい。

このようなａ−５ｉ光導電層は、通常、プラズマ分解に
よって形成される。

プラズマ分解は、高周波法によっても、またマイクロ波
法によってもよい。

高周波〃：に従うこときには、１〜ＩＯＭ）１２．１０
０Ｗ〜数ＫＷ程度の電力を投入すればよい。

また、マイクロ波法に従うときには、２．４５Ｇ　Ｈｚ
−１０Ｇ　Ｈｚ、１００Ｗ−ＩＫＷ程度の電力を投入す
ればよい。

用いる原料ガスとしては、水素化シリコン。

例えば５ｉＨａ等を用いればよい。

また、不純物ソースとしては、水素、醜素、窒素、アン
モニア、水素化ホウ素等を用いればよい。

そして、キャリヤーとしては、水素、アルゴン、ヘリウ
ム等を用い、原料ガスが所定の量比となるように、反応
系内に流入させればよい。

なお、動作圧力は０．５〜２で０１「程度、Ｊ＆体湯温
度２００℃〜４００℃程度 また、成膜速度は５００−１０００人／ｍｉｎ程度とす
ればよい。

辱 ■　発明の具体的作用効果 本発明において、Ｃ，Ｈからなる中間層を設ける場合に
は、暗減衰（ダーク・ディケイ）が減少する。

そして、ａ−５ｉ光導電層の接着強度も向トする。

また、Ｃ，Ｈからなる障壁層を設ける場合には、やはり
、暗減衰が減少する。

そして、保存に際しても、おそらく水分等の吸着による
とおもわれる画像のボケないし流れはきわめて少なくな
る。

加えて、ａ−３ｉ光導電層よりもバンドギャップが広い
ので、照射された光の吸収がほとんど生じない。　また
、反射防止膜としても作用するので好適である。

さらには、硬度が高く、耐摩耗性、耐剛性がきわめて高
い。

また、耐熱性も高く、経済的にきわめて安定である。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例 外Ｐ１．９０　ｍｍ、長さ３６０　ｍｍＡ　ｌ製トラム
Ｉ。

に、以下のようにａ−５ｉ光導電層を形成した。

すなわち、ＳｉＨ４をソースとして、キャリヤーとして
Ｈｚを用い、これに０２を所定＆ｌ混合して、１３．５
６Ｍ　Ｈｚ、１５０　Ｗ、ｌ　Ｔｏｒｒにてプラズマ分
解を８時間行った。　これにより、厚８１５ｇｍ、Ｓ　
ｉ　７２ａｔ％、Ｈ２８ａｔ％の光導電層が形成された
。

この比較用のサンプルなＡとする。

これに対し、タイヤモント粉末を母材として、レーザー
ビーム蒸着を行い、Ｉ−記サンプルＡの光導電層のＬ下
に、それぞれ０．１８ｊ−ｍ厚の中間層および１μ厚の
表面障壁層を形成したサンプルをＢとする。

さらに、中間層および表面障壁層の形成に際し、ＣＨ４
，Ｈ２をソースとし、ＩＴｏｒｒニテプテズマ分解を行
い、Ｃ８３ａｔ％、Ｈ１７ａｔ％にて、０．５ｇｍ厚の
中間層および１．５μｍ厚の表面障壁層を形成したもの
をサンプルＣとする。　また、サンプルＣにおいて、ソ
ース早をかえ、Ｃ９５ａｔ％、Ｈ５ａｔ％としたものを
サンプルＤとする。

さらに、Ｃ４２ａｔ％、Ｈ５８ａｔ％のサンプルをＥと
する。

さらに、ＣＨ４にＣＦ４をまぜ、Ｃ８２５ａｔ％、Ｆｏ
、５ａｔ％、Ｈ１７ａｔ％としたサンプルをＦとする。

これら各サンプルを用い、実際に画像形成を行いえられ
た画質を評価した。

耐刷性および保存性の結果を表１に示す。

なお、保存性は、実験室内にて、ｌ　Ｏ１３間保存した
のち、画像形成Ｓせ、えられた画像を評価したものであ
る。　この場合、評価は下記のとおりである。

■・・・・優良 Ｏ・・・・良好 Δ・・・・実用量二ｌ−分 ×・・・・実用的にやや問題あり 表　１ Ａ（比較）　−３０００枚以下　× Ｂ（比較）　Ｃ３００００枚以上Δ Ｃ［’３Ｃ−１？Ｈ３Ｏ０００枚１ｕ、Ｉ−一〇Ｄ　９
５Ｃ−５＋−！　５００００枚以！二〇Ｅ　４２Ｃ−５
８Ｈ２０００枚υ下　×表１に小される結果から１本発
明の効果があきらかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す断面図である。 ｌ・・・・電ｒ−写真感光体 １１・・・・支持体 １２・・・・中間層 １３・・・・アモルファスシリコン光導″市層１４・・
・・表面障壁層 出願人　ティーティーケイ株式会社 代理人　弁理士　石　片　陽　− 第１図 ＼ 、、、Ｘ１４ ・）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　支持体」二にアモルファスシリコン光導電層を
   有し、該アモルファスシリコン光導電層の支持体側に配
   置される中間層および／または該アモルファスシリコン
   光導電層の支持体と反対側に配置される表面障壁層を有
   する電子写真感光体において、 前記中間層および／抜たは前記表面障壁層が炭素および
   水素を含むことを特徴とする電子写真感光体。
2. （２）　前記炭素および水素を含む中間層および／また
   は表面障壁層がアモルファス状態である特許請求の範囲
   第１項に記載の電子写真感光体。
3. （３）　前記中間層および／または前記表面障壁層が炭
   化水素および水素を含む混合ガスをグロー放電分解して
   、堆積したものである特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の電子写真感光体。
4. （４）　前記中間層および／または前記表面障壁層の組
   成比が炭素６０〜９９ａｔ％、水素１〜４０ａｔ％であ
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の電子写真感光体。
5. （５）　前記中間層の厚ｙが１００人〜２ｇｍである特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の電
   子写真感光体。
6. （６）　前記表面障壁層の厚さが５００人〜４μｍであ
   る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載
   の電子写真感光体。
7. （７）　前記中間層が炭素および水素を含む層からなり
   、前記表面障壁層が炭素および水素を含む層からなる特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の電
   子’ｒｆ真感光感光体８）　支持体Ｊ−にアモルファス
   シリコン光導電層を有し、該アモルファスシリコン光導
   電層の支持体側に配置される中間層および／または該ア
   モルファスシリコン先導電層の支持体と反対側に配置さ
   れる表面障壁層を有する電子写真感光体において、 前記中間層および／または前記表面障壁層が炭素、水素
   およびハロゲンを含むことを特徴とする゛電子写真感光
   体。