JPS61133949A - 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
写真感光体に関する。

〔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たが、近年では、非
晶質シリコン（以下ａ−８１と書く）が注目されておシ
、これを用いたａ−８ｉ電子写真感光体は、無害であり
、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、可視領域に
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いる。

一方、近年、ファクシミリ、ワードプロセ。

サー、コンビエータ等の端末に、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）、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、そのレーデ−光源としてＨ＠−Ｎｏ
レーザー等のガスレーデ−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、半導体レーザーが主に用いられるようにな
ってきた。

ところで、光源に半導体レーザー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−８１を利用しよ５
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、７８０ｎｍ程度であ勺、ａ−８ｌ感光体はこの
半導体レーザーの発光波長領域では、光感度がやや低く
、鮮明な画像が得られないことがある。そこで、半導体
レーデ−の発光波長でも光感度を充分持たせられるよう
にするために、ａ−８１感光体中にＧｅ（ｒルマニウム
）を入れ、光学的バンド・イヤ、ｆを小さくすることが
よく行なわれている。

また、ａ−８１感光体中の光導電層の水素の含有量を下
げることによシ、光学的バンドギャップを下げ、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５なａ−８１感光体を用いて、
半導体レーデ−を光源としたレーザープリンターでレー
ザー光をラインスキャンし、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、との濃度むらは、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、ハー
フトーンをとってみると、やはシハーフトーンに干渉縞
による濃度むらが現われる場合がある。

この原因は１−８１感光体の表面で反射したレーザー光
と、ａ−８ｔ悪感光内部を透過し、導電性基板、具体的
にはＡｔ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−光との間で干渉が生じるためである。ａ−
８１感光体の場合、ＡＡ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−８１感光体表面の反射光と、Ａｔ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−８１感光体内部に入射し、実質的に
発生するキャリアの量を制限するととくなシ、前述した
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Ａｔ素管表面を適当に荒
らすか、あるいは表面に反射防止膜を設けることなどが
よく行われる。

ここで、ａ−８ｉを電子写真感光体に使用しようとする
場合、ａ−８ｌ自体の暗抵抗は約１００・錆程度である
ため表面電荷保持能を高めるために、一般に、導電性基
板上くい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−８Ｌ悪感光について
、゛前述の干渉縞対策として、Ａｔ素管表面を荒らして
みると、光導電層の厚みむらに対応した狭い間隔の干渉
縞は消えるが、ハー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には、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になる。

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）解決が可能であるが、ａ−８ｌ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−８１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、１−８１と適合する屈折率を
有する物質によプ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
きるようにした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ために、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、光学的バンドイヤツブが１．６５〜２．　００
ｅＶの範囲にあって、窒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、光学的バンドギヤ、グが１．８５〜２．８０　＠Ｖ
の範囲にあって、窒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図は本発明に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の下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１とはテアｏ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、チング＆
、クス７を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電源８に接続され
ている。また、９は原料ガス、・たとえばｆ！ｌ１Ｈ４
，８１２Ｈ，ガス等を導入するためのがス導入管であシ
、１０は拡散ポンプによシ反応容器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
ターポンプによシ排気を行う第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図に模式的に示す。

第１図に示す電子写真感光体は、円筒型のＡｔ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層１５が設けられている。この
光導電層１５は、５ｔＨ４ｔ１９１２Ｈ６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、周期律表１１１Ａ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、この光導電層１５は、光学的パン−ギヤ、プが１
．６２〜１．７０　ｅＶであシ、また、膜厚が１０〜７
０μｍ１好ましくは１５〜４０μｍ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Ｎ１６は、シリコン原子を母体として含むガス、た
とえばＳｉＨ４ｍ８１２Ｈ６等のガスと、窒素を含むガ
ス、たとえばＮ、ＮＨ，等を混合してプラズマ放電分解
法によって形成され、光学的バンドギヤ、ｆが１．６５
〜２．　００ｅＶの範囲にあるものである。また、第２
の表面層１７は、上記第１の表面層１６と同様の方法に
よって形成され、光学的バンドギヤ、ｆが１．８５〜２
．８ＱｅＶの範囲にあるものである。なお、第１の表面
層１６は、膜厚が１００又〜５μｍ、好ましくは５００
Ｘ〜３μｍである。

また、第２の表面層１７は、膜厚が１００Ｘ〜３μｍ１
好ましくは５００Ｘ〜２μｍである。

以上の構成によれば、光導電層１５の上部に第１の表面
層１６と第２表面層１２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１
２の光学的バンドギヤ、デと膜厚を上記のような値にす
るととくよって、第２の表面層１７でのレーデ−光の反
射を低減することができる。さらに、第２の表面層１２
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の表面層１６の
光学的バンドイヤ、デと膜厚を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１６を透過したレーデ−光
は、光導電層１５０表面に到達するが、ここでは、光導
電層１５の光学的パンｒイヤッグと第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の光学的パント９ギヤツ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でレーザー光の反射を低くおさえ、さらに、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との界面でのレーザー光の反射を低く
おさえることによって、反射レーデ−光同志の干渉効果
を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Ｋ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１７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Ａｔ
素管４を真空容器１内に設置し、メカニカル・ブースタ
ーポンプによ勺真空容器ｌ内を排気した。これと同時に
、Ａｔ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、Ａｔ素
管４の温度が３００℃で安定した。また、真空容器１内
の真空度は１．２　Ｘ　１０””Ｔｏｒｒであった。

次に、第一層のプＣｒｙキング層１８の成膜を行うため
に、５ｕｒ４の流量を３００　ｇｃｃＭ　、　Ｂ２Ｈ６
の５ｔａ４に対する流量比を５Ｘ１０　　、ＣＨ４の５
ｔｎ４に対する流量比を２０％、アルゴンガスを２００
　ａｃｃＭ　、　ツレツレマスフローコントローラによ
）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分後裔がスの流量が安定しているのを
確認した後、周波数が１３、５６　ＭＨｚの高周波電源
８のスイッチを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Ｑ、　
８Ｔｏｒｒ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は１．
５μｍであった。

第１層の！ロッキング層１８を成膜後、すべてのガスを
止め、真空容器１内のガスのノ々−ジを１５分間行った
。その後、５ＩＨ４の流量を６００ｓｅｃＭ、アルゴン
ガスの流量を５００　ｓｃａＭ　ＸＢ２Ｈ６の５ｉＨ４
に対する流量比を１×１０　とそれぞれマスフローコン
トローラーにより調整り、、約１０分間その状態に保っ
た。約１０分抜去ガスの流量が安定しているのを確認し
た後、高周波電力を４００Ｗ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１．４　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１．６３ｅｖであった。

この光導電層１５を成膜した後、すべてのガスを止め、
真空容器１内のガスの・９−ジを１５分間行った。その
後、第１の表面層１６を成膜するために、５ＩＨ４の流
量を１００　ｓｃｃＭＳＮ２の流量を４００　ａｃｃＭ
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を１５０Ｗ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０．６　
Ｔｏｒｒであった。成膜時間は、１５分間とし、膜厚は
０．８μｍであった。また、光学的バンドギャップは１
．８０　ｅＶであった。

上記第１の表面層１６を成膜した後、Ｎ２の流量を５０
０　ｍｃｃＭに上げ、その状態に約１０分保ち、流量が
安定した後、高周波電力を１５０Ｗに設定して第２の表
面層１１の成膜を行った。

この場合の反応圧力は０．６８　Ｔｏｒｒであった。ま
た、成膜時間は３分間で、膜厚は約６５０Ｘであった。

また、光学的バンドギヤ、デは２．ＯａＶでありた。

上記第２の表面層１７を成膜後、加熱用ヒ−ター５を切
シ、すべてのガスを止め、ガスのパージを２０分間行い
、さらに、その後、窒素ガスを真空容器１に導入し、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５３０Ｖ。

１５秒後の保持率７０％、半減露光量０．５１ｕｘｓｅ
ａ　％残留電位１２Ｖ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
−を搭載したレーザープリンターで画像サンプルを取っ
てみたところ、文字画像にも、ハーフトーンにも、干渉
による濃度むらのない良好な画像が得られた。

〔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、
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１．６５〜２．００　ｅＶ
の範囲にあって、窒素を構成光□素として含む非晶質材
料から成る第１の表面層と、光学的バンドギヤ、デが１
．８５〜２．８０　ｅＶの範囲にあって、窒素を構成元
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−８ｔ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・・・光導電
層、１６・・・第１の表面層、１７・・・第２の表面層
Ｏ

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、窒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、窒
   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。