JPS6083957A - 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】 く技術分野〉 本発明は電子写真感光体に関し、’ｌ’ｊ＋’　Ｖこ光
導電層が主としてアモルファスシリコンからなる感光体
に関するものである。

〈従来技術〉 電子写真感光体は、基本的に高い抵抗値と高い光感度を
兼ね備えた材料でなければならない３つ最近注目を集め
ているアモルファスシリコン（以下ａ−５ｉと記す）は
、従来の電子写真感光体と異り、無公害であり、高い光
感度を有し、ビッカース硬度が１５００−２０００Ｋｑ
・ａｒｔ−２と非常に硬い舌、多くの優れた特性を有し
ているため理想の感光体月利と信じられている。しかし
ａ−８ｉのみては電子写真に必要とする帯電を保持する
に十分な抵抗を有してはおらず、ａ−５ｉ材刺を電子写
真感光体として用いるには、この高い光感度を保ちなが
ら、高い帯電電位を保持させねばならない。ａ　Ｓｉの
優れた光導電特性（強い光学吸収、電子及びｉＥ’ｆＬ
の比較的大きいドリフト移動度、長波長感度性）を有効
に用いるためには、光導電層自体を高抵抗化して高い帯
電能を得る方法が考えられるが、光導電層自体の性質を
変えるよりも、表面（及び基板）Ｋエネルギーバンドギ
ャップの大きなプロンキング層を設けて帯電の保持を割
る方が望捷しい。

首だ、エネルギーバンドギャップの太き寿表面層は、帯
電の保持ばかりでなく、電子写真プロセスにおける過酷
なコロナイオンの衝撃から感光体を保護し、さらに環境
の変化（温度、湿度等）による特性の変動を少なくする
表面保護膜として、表面安定化の働きをも果し得る。こ
の表面層は表面保護膜としては、エネルギーバンドギャ
ップの大きな方が当然望ましい。

しかし、光導電層にすぐ続けてエネルギーギヤツブの大
きな層を形成すると、各層のエネルギーバンドの不整合
が生じ、いわゆるノツチやディング等が生じて電導性を
妨げ、電子写真特性として望壕しくない特性も現れてく
ることにもなる。具体的に（ｄ堆積した膜の機械的接着
性、残留電位の増加９画像のボケ等となって現われる。

発明者等は、これらの問題を解決するために、特願昭５
８−１５４８３０において光導電層と表面層の間に中間
の組成を持つ層を設けることが非常に有効であることを
提案した０ 〈発明の目的〉 本発明は、上記提案の感光体に対して更しこ騎性の制御
が容易な電子写真感光体を提供するもので、光導電層と
表面層の間に、窒素及びホウ素が添加された中間層を介
挿してエネルギーレベルの整合を削った電子写真感光体
である。

〈実施例〉 本発明による電子写真感光体は、第１図に示す如く、導
電性基板ｌ上に堆積されたａ−５ｉを主成分とする光導
電層２上に、光学的バンドギへ・ノブの大きいアモルフ
ァス材料よりなる表面層３を設け、該表面層３と上記光
導電層２０間に、窒素及びホウ素を含有する中間層４を
介挿して構成する。

窒素及びホウ素を含むａ−５ｉ層４　ｆ１７ｉエネルギ
ーギヤ、フトフェルミレベルの制御が容易である。

即ち窒素を添加することによってエネルギーギ、。

ツブは犬きくなり、さらに窒素を補償するようにホウ素
を添加することによってフェルミレベルの位置を制御す
ることができる。従って、電子写真感光体において光導
電層と表面層のエネルギーレベルの弊合を割るために、
窒素とホウ素を含むａ−８」で中間層４を形成すること
は非常に有効である。寸たグロー放電でａ−５ｉを形成
する場合、作成した薄膜の特性は製作装置に大きく依存
する。

従って製作装置を変更すれば、その都度、成膜条件を検
削しでいかねばならない。このとき窒素とホウ素を含む
ａ−５ｉは、窒素とホウ素の添加量比を調整することに
よってエネルギーギャップとフェルミレベルの制御が可
能であるという利点もある。、 上述のようにａ−３ｉ材料は製作装置及び感光体を製作
するだめの基板の大きさ等によって変り得るが、本発明
による上記堆積構造からなる電子写真感光体は、中間層
４として窒素及びホウ素を添加することにより、エネル
ギーバンド構造において表面層３の伝導帯の底と中間層
４の伝導帯の底のエネルギとの差、即ち光によって生成
さｉｔたキャリアが表面に帯電されたコロナ電荷を打ち
消すために越えねばならないバリアとして、（１，２ｅ
Ｖ以下に調整されていることが望ましい。

第２図は上記感光体のエネルギーバンド構造を示す図で
、表面層３の伝導帯の底Ａと中間層のに導帯の底Ｂのエ
ネルギ差Ｅが０．２ｅ、Ｖ以］にに調整される。

次に具体的に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

光導電層を形成する主成分のアモルファスノリコンは、
モノシランガスＳ　ｉ　Ｈ４をグｒ＝−）Ｉ電分解して
（プラズマＣＶＤ法によ抄）作成する。製作装置は誘導
結合型を利用し、光導電層を堆積させるだめの感光体ド
ラムを接地電位とし、コイルに１３．５６　ＭＨｚの高
周波電力をインピーダンス整合回路を通して印加する。

反応性ガスは、マスフローコントローラーを通して流量
を制御しながら反応室へ導入する。反応室内に設置され
／ξ感光体ドラ４＋：ｌＪ−２５０〜３００℃に保持さ
れる。まず光導電層２の作成にあたっては、ａ”Ｓｉを
主体として感光体の使用条件に応じて、アンモニアＮＨ
３、ジボランＢ２　Ｈ６の分）γｒによって窒素及びボ
ウ素を適宜添加することが４捷しい。光導電層２を約２
ｏ／１ｍの厚さに成膜した後、同一反応室内で窒素及び
ポウ素を含む中間Ｊ※４．窒素を含むエネルギーギヤツ
ブの大きい表１ｍ層３が順次成膜される。

各層の成膜条件を次に示す。

このように中間層を設けて感光体を作成した結果、機械
的剥離の全くない感光体がイ：Ｉられノζ。上記感光体
における各層の活性化エネルギの測定値を、第２図中に
示すａ　−ｆの各エネルギ差について次表に示す。

上記表から判るようにエネルギ差ＩＥし、］：（１２ｅ
Ｖ以斗であ一〕た。

又表面層のＮＨ３流量が＋　５０３ＣＣＭとしプこエネ
ルギーギャップが高い感光体でもコピーのボケは見られ
なかった。さらに、表面層のＮ１−１３流昂：が１１０
０５ＣＣ以上のものは、暗部帯電電位が３００■以−１
−となり現在実行化されている複写機で使用できる値で
あった。表面層のＮＨ３流量が１１００５ＣＣのものに
ついてエージング試験を行った結果、約２０万枚の通紙
後も、帯電電位の変動が１割以下であり、安定した！１
ガ性、良好な画質を示した。この中間層を設けて作成し
メこ感光体の特性を下に１とめる。

手記実施例は、中間層の製作についてＮＨ３＋０５ＣＩ
−１Ｉ電及び＋３２Ｈ６１００ＳＣｃＭの場合を挙げた
が、誘導結合ハ１，１の製作装置ではＮＨａｉ重量（Ｓ
ＣＣＭ）と８２　Ｈ３流量（ＳＣＣＭ　、　０．３チＨ
２希釈）の場合第３図に示ずｊ：゛１線領域内の流量に
よって製作した感光体において、ボケが無く、かつ剥離
のない感光体特性が得られた。上記実施例に限られるこ
となく、要ｕ　、ｆ　記エネルギ差Ｅが０．２ｅＶにな
るように各層が堆積される。

〈比較例〉 上記中間層を介挿した感光体に対して、中間層を形成す
ることなく光導電層に直ちに表面層を堆積した感光体を
作成し、特性を比較した。尚本比較例における光導電層
は上記実施例と同じ条件で成膜し、表面層については次
の条件で成膜したものを使用した。

表面層のエネルギーギャップは舎外れる窒素の量によっ
て決定され、上記比較例でｒ［２２〜３．４ｅＶであっ
た。このようにして作成した感光体ｄ１、表面層のＮｉ
２Ｂ　８０　ＳＣＣＭ以上で作成したものは、表面に微
少な剥離が存在し、これを感光体として実写試験を行っ
たところ、表面の微少な剥離はコピー上にも明らかに表
われた。捷たＮＨ３流量１５０゜２００　ＳＣＣＭのも
のはボケだコピーが表われた。表面帯電電位は表面層の
エネルギーギヤツブに応じて変化するが、ＮＨ３流量８
０ＳＣＣＭ以下のものは、暗部電位か約２５０Ｖ以下と
なり、通常の複写機の使用方法では安定なコピーを得る
ことができない。この中で、表面層のＮＨ３流量８０Ｓ
ＣＣＭのものについてエージング試験を行ったところ、
約１万枚後帯電電位が２割以上低下し、不安定な結果を
示した。

これらの結果からＮＨ３流量を増して表面層のエネルギ
ーギャップを大きくすれば、機械的な剥離が増え、また
コピーにボケが表われる結果となり、一方エネルギーギ
ャソプを小さくすると電子写真感光体として安定な特性
を示すものは得られなかった。

〈他の実施例〉 容量結合型の製作装置を用いて、この装置における最適
成膜条件をめて感光体を作成することもでき、作成した
感光体は上記実施例と同様の傾向、特性を示す。作成条
件の一例を次に示す。

尚エネルギーギャップの大きい表面層は、炭素を含有す
るａ−５ｉについても同様のすぐれた特性を示した。

〈効　果〉 以上本発明によればａ＝Ｓｉ材別を行別−放電で作成す
る場合、作成した膜の特性は製作装置によ１．て通常大
きく異なるが、窒素とホウ素を含むａ−８１を用いて中
間層を形成すれば、エネルギーギャップとフェルミレベ
ルの制御が容易であるため、光導電層と表面層のエネル
ギーレベルの整合が削り易く、他の材料を用いた感光体
に比べて製作が非常に容易になる。目的の特性を持つ感
光体の設旧が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感光体の一実施例を示す１：導電
性基板　２：光導電層　３．゛表面層４・中間層 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）第 ダ“ □〜３ 一２ ／　２　４３ ５Ｌ（、Ｍ 丁続袖止書 昭和５９４１１１月２４日 １．１許庁長官殿 ２　発明の名称 電子写真感光体 ３　イ山１１をする者 １１件との関係　特許出願人 イ１　所　の・５４５大阪市阿倍野区長池町２２番２２
号名（ｊ＋・　（５０４）レヤーブ株式会ネ］代ノＪに
　イに　伯　旭 ４　代　理　人 イ１１す「　歯５４５大阪１ｌＩｌ−リイ１■’Ｆ区長
池町２２番２２号ｍ　明細書第２頁第１２行目のｒ１５
００〜２０００ｋｚ・ｃｍ　Ｊの記載をｒ　Ｉ’５００
〜２０００に？”ｍｍ’　２Ｊ　と訂２ 正゛致します。 （２）第２図を別紙の通り補正致しまず。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アモルファスシリコンを主成分とする光導電１１？
   （上に、光学的バンドギャップの大きなアモルファス行
   別よりなる表面層を形成してなる感光体において、」二
   記光導電層と表面層間に、窒素及ヒホウ素を含有し且つ
   アモルファスシリコンよりなる中間層を介挿してなる電
   子写真感光体。 ２）前記表面層と中間層の各伝導帯の底におけるエネル
   ギ差は０．２８Ｖ以下であ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。 ３）前記光導７１層は、窒素及びホウ素を含有してなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の電子写真感光体。 ４）前記表面層は、窒素又は炭素を含む一アモルファス
   シリコンからなることを特徴とする特許請求の範囲８ｒ
   ５１項第２項又は第３項記載の電子写真感光体。