JPS61133947A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばレーデプリンタ等に用いられる電子
写真感光体く関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子写真用感光体としては、従来ではセレン、セレン・
ヒ素、セレン・テルル、硫化カドミウム樹脂分散系、有
機光導電性材料等が用いられてき九が、近年では非晶質
シリコン（以下２−８ｉ　　と書く）が注目されており
、これを用いたａ−８ｒ電子写真感光体は、無害であシ
、公害の心配のないこと、高い使用温度に耐え、表面硬
度が高く取扱いが容易であること、さらに１町視領域に
高い分光感度を有していること等の理由から、急速に製
品化への要求が高まってきてｈる。

Ｌ方、近年、ファクシミリ、ワードプロセッサー、コン
ピュータ等の端末に、感光体を用いた電子写真方式のプ
リンターが開発されてきておシ、このプリンターでは光
源として種々のものが使用されている。その中でも光源
としてレーザーを用いた電子写真方式のレーデ−プリン
ターは、そのレーザー光源としてＨｅ−Ｎｅ　レーザー
等のガスレーザーが用いられていたが、最近ではプリン
ターの小型化、低コスト化、変調の行い易さ等の点から
、半導体レーデ−が主〈用いられるようになってきた。

ところで、光源に半導体レーデ−を用いた電子写真方式
のレーデ−プリンターの感光体にａ−８ｉ’ｉ利用しよ
うとする場合、半導体レーデ−はその発光波長が現在の
ところ、７８０１ｍ程度であシ、ａ−８ｉ感光体はこの
半導体レーデ−の発光波長領域では、光感度がやや低く
、鮮明な画像が１尋られないことがある。そこで、半導
体レーザーの発光波長でも光感度金充分持次せられるよ
うにするために、ａ−８ｉ悪感光中にＧｅ（ｆルマニウ
ム）を入れ、光学的バンド・ギャップを小さくすること
がよく行なわれている。まｆｔ−ａ　−Ｓ　ｉ感光体中
の光導電層の水素の含有量を下げることＫよシ、光学的
バンドギャップｔ−下げ、長波長感度を増すことも行な
われている。

しかしながら、以上のようなａ　−８ｉ感光体を用いて
、半導体レーデ−を光源とじ念レーデープリンターでレ
ーザー光をラーｆンスキャンし、画像を形成させてみる
と、文字画像と重なって、干渉縞状の濃度むらが現われ
ることがある。また、この濃度むらは、レーデ−の露光
量を上げれば消すことができるが、その場合でも文字画
像が所々白すじ状にぬけてしまい、良好な画像を得るこ
とができない。さらに、文字画像では現われなくても、
八−フトーンをとってみると、やけｆｉ　八−フトーン
に干渉縞による濃度むらが現われる場合がある。

この原因は４−　Ｓ　ｉ感光体の表面で反射したレーデ
−光と、ａ−８ｉ悪感光内部を透過し、導電性基板、具
体的にはＡ、ｌ素管表面で反射し、再び表面から射出し
ていく反射レーデー光との間で干渉が生じるためである
。ａ　−８ｉ感光体の場合、人！素管上に成膜された光
導電層は、多少の膜の厚みむらを持っておシ、これが干
渉の原因となるドラム上の光路長の差となってあられれ
る。そして、ａ−８ｉ悪感光表面の反射光とＡＪ素管表
面で反射し、再び表面から射出してくる反射光との間の
干渉効果は、実際にはａ−８ｉ悪感光内部に入射し、実
質的に発生するキャリアの量を制限することになシ、前
述し念ように、膜の厚みむらに対応して濃度むらが現わ
れることになる。したがって、その対策としては、どち
らかの反射光強度を下げてやれば良く、一般にはＡＪ素
管表［１ｉｔ−適当〈荒らすか、あるいは表面に反射防
止膜を設（することなどがよく行われる。

ここで、ａ−Ｂｉｔ−電子写真感光体に使用しようとす
る場合、ａ−８ｉ　自体の暗抵抗は約１０１００・α程
度であるため表面電荷保持能を高める九めに、一般に、
導電性基板土に、導電性基板からの電荷の注入を阻止す
るブロッキング層を設け、さらに光導電層の上部に電荷
保持のための表面層を設けるいわゆる積層構造がとられ
ている。

そこで、このような積層構造のａ　−Ｆ３　ｉ感光体に
ついて、前述の干渉縞対策として、Ａｌ素管表面を荒ら
してみると、光導電層の厚みむら〈対応した狭い間隔の
干渉縞は消えるが、〕１−フトーン画像に間隔の広い干
渉縞が現われることがある。これは、表面層の厚みむら
に対応した干渉効果によるものである。

したがって、この間隔の広い干渉縞を消すためＫは、反
射防止条件を満たすような膜厚で均一に表面層を成膜す
ればよい。しかし、表面層が非常に薄く均一成膜が不可
能な場合は、表面層の上部に反射防止膜を設ければ干渉
効果は防止できることＫなる０ 以上のように、レーデ−プリンターに現われる干渉縞は
種々の方法によシ解決が可能であるが、ａ−８１感光体
の製造プロセスの簡素化、省力化および生産性を考慮し
た場合、できるだけ成膜装置のみでａ　−８ｉ感光体を
最終的に製造し、−別の製造プロセスを増やさないよう
にする方がよい。したがって、ａ−８ｉ　　と適合する
屈折率を有する物質によシ反射防止膜を成膜することは
不利である。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、製造プロセスを増やすことなく、干
渉効果による画像の濃度むらの発生を防止することがで
きるようＫし九電子写真感光体を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成する念めに、導電性基体上に
１シリコン原子を母体として含む、非晶質材料からなる
光導電層を設けた電子写真感光体において、上記光導電
層上に、光学的バンドギャップが１．６５〜ｚ、ｏｏｅ
ｖの範囲にあって、酸素を構成元素として含む非晶質材
料から成る第１の表面層を設け、この第１の表面層上に
、光学的バンドギャップが１．８５〜２．８０ｅＶの範
囲にあって、酸素を構成元素として含む非晶質材料から
成る第２の表面層を設けたことを特徴とするものである
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第３図は本発明く係る電子写真感光体を成膜する成膜
装置を示すもので、図中１は反応容器である。この内部
には、高周波電力印加用電極２、これに対向して設けら
れ、かつアースされた支持台３、この支持台３の上部に
設けられた成膜用導電性基板（導電性基体）４、および
、上記支持台３の上部に設けられたヒーター５等が収容
されている。上記電極２は、反応容器！とけテフロン等
の絶縁材６で絶縁され、反応容器１の外部で、高周波電
力のマツチングのためのＬＣ回路から成るマツテングゴ
ックス７ｔ−介してプラズマ放電分解を行うための周波
数を有する電力を供給するための高周波型ｒＭ８に接続
されている。また、９は原料ガス、九とえば８　＋　Ｈ
４、８ｒ　１　Ｈ６ｑス等を導入する念めのｆス導入管
であシ、１０は拡散ポンプ【よシ反応容器１の内部を排
気する第１の排気系、１１は成膜中メカニカル・ブース
ターポンプにより排気を行う第２の排気系、１２，１３
．１４はパルプである。

次に、上記成膜装置で製造した本発明に係る電子写真感
光体を第１図および第２図に模式的〈示す。

第１図に示す電子写真感光体は、円筒型のＡＪからなる
導電性基板４の上部にシリコン原子を母体として含む非
晶質材料から成る光導電Ｊ−１５が設けられている。こ
の光導電層１５は、Ｓ　ｉＨ，、８ｉ、Ｈ６等のガスを
用いてプラズマ放電分解によって成膜されるが、この成
膜時には、上記シリコンを含むガスに加えて、膜の比抵
抗を高める目的で、周期律褒［４族の元素を含むガスを
混合して成膜することもよく行なわれる。

なお、この光導電ｔｔｒ１ｓは、光学的バンドギャップ
が１６２〜１．７０ｅＶであシ、また、膜厚が１０〜７
０μｍ１好ましくは１５〜４０μ肩の場合に良好な電子
写真特性のものが得られる。

また、上記光導電層１５の上部には、第１の表面層１６
と第２の表面層１７がこの順に積層されている。第１の
表面層１６Ｆｉ、７リコン原子を母体として含むガス、
たとえばＳｉＨ，。

５ｉｆｆｉＨ，等のガスと、酸素を含むガス、たとえば
０２　、’Ｏ，，Ｎｏ等全混合してプラズマ放電分解法
によって形成され、光学的パンドギ丁ツブが１６５〜２
．００６Ｖの範囲にあるものである。

まな、第２の表面層１７は、上記＄１の表面層１６と同
様の方法によって形成され、光学的バンドギャップが１
．８５〜ｚ、５ｏｅｖの範囲にあるものである。なお、
第１の表面＠１σは、膜厚が１００Ａ〜５μ属、好まし
くは５００Ａ〜３μｍである。また、第２の表面層１７
け、膜厚が１００Ａ〜３μ属、好ましくは５００Ａ〜２
μ島である。

以上の構成（よれば、光導電層１５の上部に第１の表面
Ｆ１１６と第２表面層１７とを設けることによシ、電子
写真感光体表面に入射してきたレーデ−光は、第２の表
面層１７で一部分反射して内部に入る際、第２の表面層
１７の光学的バンドイヤツブと膜厚を上記のような値に
することによってミ第２の表面−１７でのレーデ−光の
反射全低減することができる。さらに１第２の表面層１
７の内部に入射したレーデ−光は、第１の表面層１６に
到達するが、ここでも上記のように、第１の表１１ｉｌ
ｉＩ！！１６の光学的バンドプヤツプと模厚そ設定する
ことによって、第１の表面層１６でのレーザー光の反射
を低減することができる。次に、第１表面層１６ｆｊ！
：透過したレーザー光は、光導電層１５の表面に到達す
るが、ここでは、光導電層１５の光学的バンドギャップ
と第１の表面層１６の光学的バンドギャップとが大きく
変化しないように、光導電層１５の光学的バンドギャッ
プを設定することにより、光導電層１５表面での反射も
低減することができる。

すなわち、入射するレーザー光に対して第２の表面層１
７でレーデ−光の反射を低くおさえ、さらに１第２の表
面層１７と第１の表面層１６との界面、第１の表面層１
６と光導電層１５との界面でのレーデ−元の反射を低く
おさえることによって、反射レーデ−光同志の干渉効果
全防止することができる。゛また、第１の表面層１６と
第２の表面層１７を積層することによって、帯電能に優
れ、かつ耐コロナイオン性、耐オゾン性、耐環境性に優
れた電子写真感光体を提供することができる。

また、第２図に示す電子写真感光体では、光導電層１５
、第１の表面層１６、第２の表面層１２は、第１図に示
す電子写真感光体と同様であるが、帯電能を始めとする
電子写真特性の向上を目的として、導電性基板４と光導
電層１５との間にブロッキング層１８が設けられている
。

〔具体例〕

充分に洗浄した後乾燥させた導電性基板４と・　しての
Ａｌ素管４を真空容器１内に設置し、メカニカル・ブー
スターポンプによシ真空容器１円を排気した。これと同
時に、Ａ／素管４の加熱用ヒーター５の電源を入れ、設
定温度を３００℃にし、加熱を行った。約１時間後、Ａ
ｌ素管４の温度が３００℃で安定し次。また、真空容器
１内の真空度はＬ２Ｘ１０　　Ｔｏｒｒであった。

次に、第一層のブロッキング層１８の成膜を行う九めに
、５ＩＨ４の流１１　’ｃ　３００　ｓｃｃＭ　。

Ｂ、Ｈ，の８ｉＨ，に対する流量比ｔ−５Ｘ１０　１Ｃ
Ｈ，の８ｉＨ４に対する流量比を２０％、アルがンがス
を２００　ｓｅｃＭ、それぞれマスフローコントローラ
によシ調節して真空容器１内に導入し、約１０分間その
状態に保った。約１０分後各ガスの流量が安定している
のを確認した後、周波数が１３．５６　Ｍ　Ｈｚの高周
波電源８のスイツｆ−ヲ投入して高周波電力を２００Ｗ
印加し、グロー放電を行った。なお、この時の反応圧力
は０．８Ｔｏｒｙであった。また、この場合の成膜時間
は１０分間とし、別途成膜したものの膜厚測定から膜厚
ばＬ５μｍであった。

第１層のプロツキ７７層１８を成膜後、すべてのガスを
止め、真空容器１内のガスのパージを１５分間行り之。

その後、８＋Ｈ４の流量を６００　ｓｅｃＭ、アルゴン
ガスの流量１５００ｓ　ｅ　ｃＭ、　Ｂ２　Ｈ＠の８　
ｉ　Ｈ４に対する流量比ｔ−Ｉ×１０　　　と１ＬｔＶ
Ｌマスフローコントローラーニよ）調整し、約１０分間
その状態に保つ念。約１０分後各ガスの流量が安定して
いるの全確認した後、高周波電力＝ｉ４００Ｗに設定し
てグロー放電を行った。なお、この場合の反応圧力はＬ
　４　Ｔｏｒｒであった。これにより、第二層目の光導
電層１５を２時間の成膜によって３５μｍ　゛の膜厚で
形成した。この光導電層１５は、光学的バンドギャップ
がＬ６３ｅＶであった。

この光導電層１５ｆ成膜した後、ナベでのがスを止め、
真空容器１内のガスのノタージｔ−１５分間行った。そ
の後、第１の表面層１６を成膜するために、８ｉＨ４の
流量ｔ−１００ｓｅｃＭ、　Ｏ！の流量ｔ１５００ｓｃ
ｃＭに調節した後、約１０分間その状態に保った。各ガ
スの流量が安定した後高周波電力ｉｆ　５０Ｗに設定し
てグロー放電を行った。なお、この場合の反応圧力は０
．６Ｔｏｒｒでありた。成膜時間は１５分間とし、膜厚
は０．８μ肩であった。また、光学的バンドイヤツブは
Ｌ８２ｅＶであった。

上記第１の表面層１６ｔ−成膜した後、０！の流量ｔ”
３００　ＳＣＣＭＫ上げ、その状態く約１０分保ち、流
量が安定した後、高周波電力ｆ、１５０Ｗに設定して第
２の表面層１７の成膜を行った。

この場合の反応圧力は０．５　Ｔｏｒｒであった。また
、成膜時間は３分間で、膜厚は約６５ＯＡであっ九。ま
た、光学的バンドギャップは２，２ｅＶであフた。

上記第２の表面層１７金成膜後、加熱用ヒーター５を切
夛、すべてのガスを止め、ガスのパーツ金２０分間行い
、さらに、その後、窒素ガスを真空容器ＪＫ導入し、成
膜したドラム（感光体）の冷却を行い、１００℃以下に
温度が降下してから窒素ガスと装置を止めてドラム（感
光体）を取出した。

このようにして得られた電子写真感光体を評価装置で評
価したところ、表面電位５６５Ｖ。

１５秒後の保持率７５％、半減露光量０．５Ａ？ｕｘ・
５ｅｃ１残留電位２０Ｖで良好な電子写真特性のものが
得られた。さらに、７９０ｎｍの発振波長の半導体レー
デ−を搭載したレーデ−プリンターで画像ナンプルを取
ってみたところ、文字画像にも、八−フト−／にも、干
渉による濃度むらのない良好な画像が得られた。　　　
１〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、導電性基体上に１
シリコン原子を母体として含む非晶質材料から成る光導
電層を設けた電子写真感光体くおいて、上記光導電層上
に、光学的バンドギャップが１．６５〜２．００ｅＶの
範囲にあって、酸素を構成元素として含む非晶質材料か
ら成る第１の表面層と、光学的バンドギャップが１８５
〜２．８Ｏｆ３の範囲にあフて、酸素を構成元素として
含む非晶質材料から成る第２の表面層とをこの順に積層
したから、ａ−８ｉ成膜プロセスのみで製造プロセスを
増やすことなく、かつ電子写真特性を悪化させることな
く、干渉効果による画像の濃度むらの発生を防止するこ
とができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明に係る電子写真感
光体を示す模式的構成図、第３図は本発明に係る電子写
真感光体を成膜するための成膜装置を示す概略的構成図
である。 ４・・・導電性基板（導電性基体）、１５・・・先導ｉ
層、１６・・・第１の表面１．１７・・・第２の表面層
。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性基体上に、シリコン原子を母体として含む非晶質
   材料から成る光導電層を設けた電子写真感光体において
   、上記光導電層上に、光学的バンドギャップが１．６５
   〜２．００ｅＶの範囲にあって、酸素を構成元素として
   含む非晶質材料から成る第１の表面層と、光学的バンド
   ギャップが１．８５〜２．８０ｅＶの範囲にあって、酸
   素を構成元素として含む非晶質材料から成る第２の表面
   層とをこの順に積層したことを特徴とする電子写真感光
   体。