JPS6067951A

JPS6067951A - 感光体

Info

Publication number: JPS6067951A
Application number: JP17581983A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mizuno; 博水野; Shuji Iino; 修司飯野; Mochikiyo Oosawa; 大澤　以清; Isao Doi; 勲土井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1985-04-18

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】技術分野本発明は少なくともアモルファスシリコンを含む光導電
層を有−する感光体に関を−る。

従来技術ここ数年、グロー放電分解法やスバ・ツタリング法によ
って生成されるアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏ
ｕｓ　５ｉｌｉｃｏｎ、以下ａ−５ｉと略す）の感光体
−・の応用が注目されてきている。また同様に長波長領
域の感度を向上して半導体レーザによる作像を可能とす
るアモルファスシリコンーケルマニウム（以下ａ−５ｉ
：Ｇｅ）の応用も注目されている。

これはａ−５ｉ、　ａ−５ｉ　：Ｇｅが従来１７）セＬ
／７やＣｄＳ感光体と比して耐環境汚染性、耐熱性、摩
耗性、光感度特性等において一段と優れているためであ
る。

しかしながら、ａ−５ｉ、　ａ−５ｉ　：Ｇｅは暗抵抗
が不充分に低くそのままでは電荷保持層を兼ねた光導電
層として使用できないという欠点がある。このため、酸
素や窒素を含有させてその暗抵抗を向上させることが提
案されているが、逆に光感度が低下するという欠点があ
り、その含有量も制限が声る。このことより、例えば特
開昭５７−１１５５１号公報に示されるようにａ−５４
光導電層上に多量の炭素を含むａ−５ｉ絶絶縁を形成し
て電荷保持の向上を図ることが考えられる。しがしなが
ら、このような感光体にあっては炭素の含有量によって
その電子写真特性がかなり変動する。例えばａ−５ｉ絶
絶縁における炭素含有量が比較的少量であるときは高抵
抗化が図れないばかりが光疲労が大きく高湿度の条件下
では画像流れが生じる。一方、炭素含有量を大とすれば
電荷保持率は向上し、また透光性もある程度向上するが
表面硬度が低下するという欠点がある。更に面部の条件
下では膜欠陥による白斑点が画像上に現われる。また長
期使用後高湿条件下では画像流れが生じ易くなる。

−究理Ｆと柱尤一本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、その目的
とするところは、光疲労がなく光感度特性、電荷保持特
性、表面硬度を含む電子写真特性全般に優れ、高湿条件
下乃至は反復複写においても長期に渡り良好な画像を得
ることのできる感光体を提供することにある。

且皿且ｌ上本発明の要旨は、導電性基板上に少なくともアモルファ
スシリコンを含む光導電層と、少なくともアモルファス
シリコン、炭素酸素及びフッ素を含有してなる透光絶縁
性オーバコート層を積層してなる感光体にある。

以下、本発明につき詳細に説明する。

第１図は本発明に係る感光体の構成を示し、（１）は導
電性基板で、少なくともａ−５ｉを含む先導７８層（２
）キ、少なくともａ−５ｉ、炭素、酸素及びフッ素を含
有してなる透光絶縁性のオーバコート層（３）を積層し
てなるものである。

基板（１）上に形成されるａ−８ｉを含む光等電層（２
）は例えばグロー放電分解法によって５乃至１００ミク
ロン、好ましくは１ｏ乃至６０ミクロンに生成される。

−例として５ｉＩ−ｂ、５ｉｚＩ（６ガス等を１１２　
、Ｉｌｅ　。

Ａｒ　等をキャリアーガスとして用い減圧可能な反応室
内に送り込み、高周波電力印加の下ｔζグロー放電を起
こして基板上に水素を含むａ−５５光導電層であっても
よく、更にはＧｅｌ−１４ガスを並行して送り込み形成
したａ−３ｉ：Ｇｅ光導電層でもよい。

もっともこのようにして得られる光導電層は暗抵抗が不
充分に低いので、暗抵抗の向上の目的のために周期律表
＄１１ｒＡ族不純物（好ましくは硼素′）、微量の酸素
、炭素、窒素等を含有させてもよい。

光導電層（２１’Ｊ：に形成されるオーバコート層（４
）はやはり同様に例えばグロー放電分解法によって厚さ
００１　乃至３ミクロンに生成される。このオーバコー
ト層（３）はその抵抗値が光導電層（２）より高（、層
全体を通してその抵抗値が略一定であるか或いは光導電
層（２）との界面より厚さ方向に順次高くなるよう形成
される。具体的に上記オーバコート層（３）は前述した
通りａ−５ｉ乃至はａ−５ｉ：Ｇｅ　に炭素と酸素、更
にフッ素を含有してなり、これにより抵抗の向上はもと
より表面硬度、更には光感度特性と耐環境性、耐繰り返
し使用時の安定性を著しく向上している。即ち、ａ−５
ｉに炭素のみを含有してなるオーバコート層は炭素含有
量の増大にしたがって表面硬度が次第に低下し長期の反
復の使用にはｉさないという欠点がある。また炭素のみ
の含有では充分な高抵抗化が図れず高湿条件の下で画像
上に白斑点模様が発生し画像滲みが生じる。

本発明のオーバコート層（３）は炭素に加えて酸素フッ
素を含有せしめることにより上記の問題点を解決したも
のである。酸素、フッ素の含有はオーバコート層（３）
の透光性を著しく改善し、現に実験によればａ−５ｉオ
一バコート層に炭素のみを約４０ａｔｏｍｉｃ％含有す
るものと、４０　ａｔｏｍｉｃ％の炭素に加え約５　ａ
ｔｏｍｉｃ％の酸素、約５　ａｔｏｍｉｃ％のフッ素を
含有するオーバコート層の感光体とでは後者の方が光感
度が約１．８倍も高い。また表面硬度も低下はなくむし
ろ向上となっている。更に高温条件下、反復複写におい
ても画像流れや白斑点はな（長期に渡り良好な唾像を形
成することができる。特にフッ素の添加はオーバコート
層の高抵抗化、高透光性を図るとともに高湿条件下にお
いては水分子の吸着をおさえる上で有効で層自体に４死
水性を与え、る。

オーバコート層（３）に含有される炭素、酸素、フッ素
の量はそれらが層全体に渡って略均−に含有される場合
と厚さ方向に勾配をもって含有される場合とで異なるが
、均一に含有するときはａ−５ｉに対し５乃至６０　ａ
ｔｏｍｉｃ％の炭素と微量がら約１゜ａｔｏｍｉｃ％の
酸素、微量がら約１０　ａｔｏｍｉｃ％のフッ素である
ことが望ましい。炭素の含有量を最低でも５　ａｔｏｍ
ｉｃ％、酸素、フッ素を微量（約Ｏｏ１）ａｔｏｍｉｃ
％以上とするのはそれ以下ではオーバコート層の高抵抗
化が図れず光疲労も大きく透光性も不充分であるためで
、また最大で約６０　ａｔｏｍｉｃ％の炭素と１０　ａ
ｔｏｍｉｃ％の酸素、フッ素とするのはそれ以上では画
像流れが生じるためであ、る。更にフッ素の場合１ｏａ
ｔｏｍｉｃ％以上であると膜質が悪くなり欠陥の多い膜
となり、高湿の条件下ではかえって白斑点の多い画像と
なる。一方、厚さ方向に勾配をもって含有するときはオ
ーバコート層の厚さ方向に含有量が徐々に増大するよう
にし、約１乃至６０　ａｔｏｍｉｃ％の炭素と微量がら
最大的２５ａｔｏｍｉｃ％の酸素、微量がら最大的１０
ａｔｏｍｉｃ％のフッ素を含有することができる。尚、
炭素、酸素の含有量を一定としてフッ素含有量を徐々に
増大するようにしオーバコート層の表面近傍で約１０ａ
ｔｏｍｉｃ％のフッ素が含有される構成が好ましい。

尚、基板（］）と光導電層（２）間に電荷注入防止用の
障壁層を形成してもよい。

以上において、各層の形成用の原料ガスとして有効に使
用されるのは、ａ−８ｉを含むときはＳｉトｒ−ｘ　ト
ラ構成原子トｔ　ルＳ　ｉＨ４，５ｉ２）Ｉ６．５ｉ３
）１８．５ｉ４１−Ｉｔｏ　等のシラン類等水素化硅素
ガス、炭素を含有するときはＣとＨとを構成原子とする
例えば炭素数１〜５の飽和炭化水素、炭素数１〜５のエ
チレン系炭化水素、炭素数２〜４のアセチレン系炭化水
素等が挙げられる。具体的には飽和炭化水素としてメタ
ン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ
８）、ｎ−ブタ７　（ｎ　＝　Ｃ４１−１１０）　エチ
レン系炭化水素としてはエチレン（Ｃ２Ｈ４）、プロピ
レン（Ｃ３ｎ６）、フラ：／　（Ｃ４Ｈ８）、アセチレ
ン系炭化水素としてはアセチレン（Ｃ２Ｈ２）、メチル
アセチレン（ｃ３Ｉ］４）、ブチーン（Ｃ４Ｈ６）　等
か挙げられる。更に酸素系の原料ガスとしては、酸素（
０２）、オゾン（０３）、−酸化炭素（ＣＯ）、二酩゛
化炭素（ＣＯ２）、−酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（
ＮＯ２）、−二酸化窒素（Ｎ２０）、三二酸化窒素（Ｎ
２０３）、四三酸化窒素（Ｎ２０４　）、三二酸化窒素
（Ｎ２０５）、二酸化窒素（ＮＯｓ）等を挙げることが
できる。またフッ素の原料としてＨＥ、　ＳｉＦ４、Ｓ
ｉ２Ｆ６、ＣＦ４、Ｆ２　が使用できる。尚、水素硅素
ガスに加え各層にゲルマニウムを含有してもよいことは
前述した通りで、このときはＧｅｌ−１４、Ｇｅ２ｌ−
１ｒ＋　ガス等を併用すればよい。

次に本発明に係る感光体を製造するための容量結合型グ
ロー放電分解装置について説明する。第２図において、
第１、第２、第３、第４、第５、第６タンク（５）、（
６）、（７）、（８）、（９）、（１０）　には夫々ｌ
−１２、Ｓｉ山、Ｂ２１１６　、Ｃ２１−１４，０２ガ
ス、ＳｉＦ４　が密封されている。ここで第１タンク（
５）のＨｚガスは３ｉＩ（４ガスのキャリアーガスであ
る。但し■−１２ガスに代ってＡｒ１ｔｌｅ　を用いて
もよい。またＢ２１−１６　ガスのキャリアーも水素で
ある。尚各層にゲルマニウムを含むときは別途Ｇｅｌ−
１４ガスのタンクを用意する。これら第１〜第６タンク
のガスは第１、第２、第３、第４、第５、第６調整弁（
１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）、（
］Ｃ６を開放することにより放出され、その流ＩＢがマ
スフローコントローラ（１７）、（１８）、（１９）、
（２０）、（２１）、（２２）により規制され、第１乃
至第４タンクと第６タンク（５）、（６）、（力、（８
）、（１０）からのガスは第１主管（２３）へと、また
第５タンク（９）からの酸素ガスは第２主管（２４）へ
と送られる。尚、（２５）、（２６）、（２７）、（２
８）、（２９）、（３０）、（３１）、（３２）は止め
弁である。

第１及び第２主管（２３）、（２４）を通じて流れるガ
スは反応室（３３）において第３主管（３４）で合流す
る。

反応室（３３）内にはその表面に光導電層（２）が形成
されるアルミニウム、ステンレス、ＮＥＳＡ　ガラスの
ような導電性基板（３５）かモータ（３６）により回転
可能であるターンテーブル（３７）上に載置されており
、該基板（３５）自体は電気的に接地されるとともに適
当な加熱手段により約１００乃至４００℃、好ましくは
１５０乃至３００℃の温度に均一加熱されている。

（３８）は導電性基板（３５）を包囲する関係に設けら
れだ円筒状の電極板で高周波電源（３９）に接続される
とともに、その内部は空洞に形成され外壁部に第３、第
４主管（３４）、（４０）が接続されている。また電極
板（３８）の内壁面には図示しないガス放出孔が形成さ
れ第３主管（３４）より導入される生成ガスを導電性基
板（３５）表面に噴出させる。噴出孔より放出されたガ
スは分解される一方、やはり内壁面に形成したガス吸引
孔より成用されて第４主管（３６）を介して排出される
ようになっている。尚、高周波電源（３９）からは電極
板（３８）に約０．０５乃至１５ｋ　ｉ　ｌ　ｏｖａ　
ｔ　ｔ　ｓの高周波電力が印加されるようになっており
、その周波数はＩ乃至５Ｑ　Ｍ［（ｚ　が適当である。

更に反応室（３３）の内部は障壁層光導電層及びオーバ
コート層形成時に高度の真空状態（放電圧＝０．５乃至
２０Ｔｏｒｒ）を必要とすることにより回転ポンプ（４
１）と拡散ポンプ（４２）に連結されている。

以上の構成の容量結合型グロー放電分解装置において、
まずａ−５ｉを含む光導電層（２）を導電性基板（３５
）上に形成するに際しては第１、第２、第３、第５調整
弁（１１）、（１２）、（１３）、（１５）を開放して
適当な流量比で第１、第２タンク（５）、（６）より１
−１２、Ｓｉ山ガスを、第３タンク（７）よりＢ２Ｈ６
ガス、第５タンク（９）より０２ガスを放出する。放出
量はマスフローコントローラ（１７）、（１８）、（１
９）、（２１）により規制され、Ｌ１２をキャリアーガ
スとする５ｉｌ−１４ガス、ＢｚｌｌＧガス乃至はＣ２
Ｈ４ガスが混合されたガスが第１主管（２３）を介して
１またそれとともに５ｉＩ（４に対し一定のモル比にあ
る酸素ガスが第２主管（２４）を介して送られ、反応室
内部の第３主管（３４）で合流し電極板（３８）内に送
られる。そしてガス放出孔からガスが均一放出されるこ
とに加えて、反応室（３３）内部が０．５乃至２．　Ｏ
Ｔｏｒｒ程度の真空状態、基板温度が１００乃至４００
℃、電極板（３８）への高周波電力か０．０５乃至１５
ｋｉｌｏｗａｔｔｓ、また周波数が１乃至５Ｑ　Ｍ［ｌ
ｚ　に設定されていることに相俟ってグロー放電が起こ
り、ガスが分解して基板上に少な（ともａ−５ｉ、硼素
と酸素を含有した光導電層（２）が形成される。

続いてａ−８ｉを含む光導電層（２）上にオーバコート
層（３）を形成する。これは第１と第２タンクおよび第
４乃至第６タンク（５）、（６）、（８）、（９１、（
１０）　よりガスを放出することにより行われるが、第
４、第５、第６タンク（８）、（９）、（１０）からは
前述の含有量となるようＣ２Ｉ］４と０２．　ＳｉＦ４
　ガスを放出する。このとき、オーバコート層にその厚
さ方向均一に−すればよい。また厚さ方向に抵抗を順次
高くなるように形成するときは、３ｉＦ４　史、に必要
によりＣｚＨ４と０２ガスの放出量を次第に増加させる
。

】上１ユ第２図に示すグロー放電分解装置において、まず回転ポ
ンプ（４１）を、それに続いて拡散ポンプ（４２）を作
動させ反応室（３３）の内部を１０Ｔｏｒｒ程度の高真
空にした後、第１乃至第３及び第５調整弁（１１）、（
１２）、（１３）、（１５）を開放し、第１タンク（５
）より１−１２ガス、第２タンク（６）より１−１２で
３端に希釈されたＳｉ夏−１４ガス、第３タンク（７）
よりＨ２で２００ρｐｉ１１に希釈されたＢ　２［１６
ガス、更に第５タンク（９）より０２ガスを出力圧ゲー
ジ１りの下でマスフローコントロー５　（１７）、（１
８）、　（１９）、　（２１）内へ流入させた。そして
各マスフローコントローラの目盛を調整して、■２の流
量を２７４ｓｃｃｍ、　ＳｉＨ４を３０’□　ｓｃｃｍ
、　Ｂ２Ｈ６を２５　ｓ　ｃ　ｃｔｎ、　０２を１ｓｅ
ｃｍとなるように設定して反応室（３３）内へ流入させ
た。夫々の流量が安定した後に、反応室（３３）の内圧
が１．ＱＴｏｒｒとなるように調整した。一方、導電性
基板（３５）としては直径１２０龍のアルミニウムドラ
ムを用い２００℃に予じめ加熱しておき、各ガスの流量
が安定し内圧が安定した状態で高周波電源（３９）を投
入し電極板（３８）に３ｏｏｗａｔｔｓの電力（周波数
１３．５６　ＭＨｚ）を印加してグロー放電、を発生さ
せた。このグロー放電を約７時間持続して行い、基本板
（１）上に水素、硼素並びに＠債の酸素を含有する厚さ
約２０ミクロンのａ−５ｉ光導電層（２）を形成した。

続いて第１タンク（５）より１４２ガスを４００　ｓｃ
ｃｍ、　ｆＪ３２タンク（６）よりＨ２で沢％に希釈さ
れたＳ　１ｌ１４　ガスを１５Ｑ　Ｓｅｃ曵第４タンク
（８）よりＣ２Ｈ４ガスを４５ｓｅｃｍ、更に第５タン
ク（９）より０２ガスを１　ｓ　ｅ　ｃｍ　反応室内部
に流入させ、内圧を１．０Ｔｏｒｒ　に調整した下で高
周波電源（３９）を投入して３ｏｏｗａｔｔｓの電力を
印加した。３分間放電を続けこの後第６タンク（１のよ
りＳｉＦ４　ガスを３分間で４５　ｓｅｃｍまで等しく
変化するようにマスフローコントローラ（２２）の目盛
をあげＦ濃度に勾配をもった層を形成し４５ｓｃｃｍ　
になった抜用にそのままの状態で３分間放電を続は約０
１ミクロンのオーバコート層（４）を形成した。尚、こ
のときの炭素含有量は約４０　ａｔｏｍｉｃ％、フッ素
は表面近傍で約５　ａｔｏｍｉｃ％である。

こうして得られた感光体をミノルタカメラ（株）製粉像
転写型複写機Ｅｌ）−５２０にセットしコピーしたとこ
ろ解像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画像
が得られた。また２０％枚の連続複写を行っても画像特
性の低下は認められず最後まで良好なコピーか得られた
。更に３０℃、８０％という高温、高湿の条件での複写
でもその電子写真特性、画像特性は室温条件下と何ら変
わることはなかった。

比較例１実験例１においてオーバーコート層を形成する場合、特
に５ｉＦ４　ガス流量を９Ｑ　５ＣＣＩηにしそれ以外
は同じ条件で感光体を作成しＥｐ−５２０にセットして
複写したところコピー上に多くの白斑点が発生しまた連
続複写したと−ころ数１０００枚目より画像カブリが認
められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る感光体の構成を示す図、第２図は
本発明の感光体を製造するための容１け結合型グロー放
電分解装置の概略構成を示す図である。（１１（３５）・・・導電性基板、（２）・・・光導電
層（３）・・・オーバコート層（５）・・・ｌ−１２ガスを含む第１タンク（６）・・
・５ｉ！−１４ガスを含む第２タンク（７）・・・Ｂ２
Ｈ６ガスを含む第３タンク（８）・・・Ｃ２Ｈ４ガスを
含む第４タンク（９）・・・０２　ガスを含む第５タン
ク（１０）・・・ＳｉＦ４　ガスを含む第６タンク（３
８）・・・電極板、（３９）・・・高周波電源出願人　
ミノルタカメラ株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性基板上に、少なくともアモルファスシリコ
ンを含む光導電層と、少なくともアモルファスシリコン
、炭素、酸素及びフッ素を含有してなる透光絶縁性オー
バコート層を積層してなることを゛特徴とする感光体。
（２）前記オーバコート層は約５乃至６０ａｔｏｍｉｃ
％の炭素と約１０　ａｔｏｍｉｃ％までの酸素及び約１
０ａｔｏｍｉｃ％までのフッ素を含有し、それらが均一
に含有されていることを特徴とする特許請求範囲第２項
記載の感光体。
（３）　前記オーバコート層に含有され手いるνり素は
厚さ方向に含有量が増大するように含有されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の感光体。