JPS61212849A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS61212849A
JPS61212849A JP5230385A JP5230385A JPS61212849A JP S61212849 A JPS61212849 A JP S61212849A JP 5230385 A JP5230385 A JP 5230385A JP 5230385 A JP5230385 A JP 5230385A JP S61212849 A JPS61212849 A JP S61212849A
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Akira Shimada
昭 島田
Masayasu Anzai
安西 正保
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセスに用いる電子写真感光体、
特に、導′直性部材を接触させて帯電せし1うるのに適
した電子写真感光体に関する。
〔発明の背景〕
従来、複写機やレーザビームプIノンタ等に用いられて
いる電子写真プロセス、即ち、計屯し、画像露光を行っ
て感光体上に静市像金形成し、この静電像に現像剤であ
る黒色微粒子を付着させ11視化を行い、更にこの像を
紙に転写させて記録画像を得るプロセスに用いられる電
子写真感光体(以丁、感光体とする)の構成は、一般に
導電性金属支持体上に光導電層が形成されているもので
ろる。
光導電層の材料としては、アモルファスSeやCdS、
ZnO等を有機バインダー中に分散させた複合材料やポ
リN−ビニルカルバゾール(PVK)トリフェニルアミ
ン等の有機物が用いられている。
一般に、上述した電子写真プロセスでは感光体を帯電さ
せるには、文献〔ジUえば、昭和52年9月15日、共
立出版発行、1%、 M、 5cbaffert著、「
電子写真J(?/J版3刷)第164頁〕で示されてい
るようなコロナ放電を利用している。コロナ放電は、導
電性金属からなるシールドケースの中央付近にタングス
テン等からなるコロナワイヤ線(、直径40〜tooμ
m)をはり、シールド−ケース全アースに接続した状態
でコロナワイヤ線に数KVの高電圧を印加することによ
p発生する。
このコロナ放電により、電離したイオンがシールドケー
スの開口部から放出され、感光体表面上に付着して感光
体は所定の電位まで帯電させることができる。
上記のようにコロナ放電を利用する帯電方法は、コロナ
ワイヤやシールドケース、更に数KVを発生させるため
の高電圧電源が必要で、装置のコンパクト化に困難をき
たすほか、放電を利用するため、周辺の電子機器に誤動
作を与える原因にもなっている。
そのため、上記のような数KVO高電圧を用いることな
く、有効に感光体を帯電させる方法として、列えば特開
昭57−64754号公報や特開昭58−49960号
公報に開示されているような専区性ブラシ又は導電性ロ
ーラーを用いる方法がある。これらの方法は、導電性部
材に電圧を印加しながら・、その部材を感光体に接触さ
せ、感光体を所定の電位まで帯電させるもので、コロナ
放rJl利用した方法に比べて低い電源電圧でよいため
、装置のコンパクト化が図れるほか、放電による種坤の
へい害をなくすことができる。
しかし、上記のような接触を利用した帯電法を通常の電
子写真プロセスに用いている感光体に適用すると、感光
体の表面抵抗率がro12Ωから1014Ωと非常に高
いため、導電性部材からの電荷が感光体表向上に均一に
分布させることができなく、記録した画像にプラ乙シや
ローラーのこすシ後が縞状に出るという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した如き欠点を除去し、4心性ブラシや
導電性ローラー等の4電性部材を感光体に接触させて帯
電させるのに適している電子写真感光体を提供すること
が目的である。
〔発明の概要〕
本発明を概説すれば、本発明は感光体に関する発明であ
シ、アモルファスシリコン(以下、a −8iとする)
全光導電層と用い、その表面上にパターン状の透明孤立
電極を形成せしめ、この孤立電極とa−’−,9i層と
のpn接合の伝導□型が整流型であることを特徴とする
電子写真感光体である。
〔発明の実施例〕     □ 導電性部材を感光体に接触して帯電:させる場合、種々
□の実験をした結果、□感光体上の帯電むらをなくすた
めには、表面抵抗率をr03Ω以下にする必要があるこ
とがわかった。これを芙現するためには、感光体表面上
に抵抗率の□低い透明の膜を形成し電極として使うこと
が有効である。しかし□、感光体表面全体に抵抗率の低
い膜を形成すると電荷パターンの位置に対する保持性が
悪くなシ、パターンが広がってしまい記録画像がポケる
という問題が生じる。これを゛防ぐためには、上記透明
電極を島状に分離させる必要がある。更に、感光体の帯
電性及び電荷の時間に対する保持性を上げるためには、
光導電層と上記抵抗率の低い透明度との接合における伝
導型を整流型にする必要がある。
’a−、9iは電子写真に必要な光導電特性を有してい
るほか、上記要求にかなう特性を有せしめることができ
る。通常、抵抗率の低い透明電極としては、In2O5
* 5flO2、In−5n−o等の材料が用いられる
が:これら材料はn型の特性を有しているため、光導電
層との接合を整流型にするためには、光導電、層をp型
にしなければならない。a −S、iはB等周期律表第
■族Aの元素を層中にドープすることによ□すp型に制
御させることができる。ま−た、そればかりでなく、a
−8iの光導電層は ・Se系の光導電層やバインダー
系光導′醒層に比べて、耐熱性および耐溶剤性に優れて
いるため、パターン状の電極゛形成に適している。また
、機械的強度も大きく、電子写真プロセスの一部に用い
るブラシやブレード等に対しても損傷を受けない・・。
□本発明の一実施例による感光体の代表的な構成を第1
図に示す。第1図に示される感光体1は、導電性支持体
2、p型に制御したa−8i光導電層3、n型の透明孤
立電極4から構成されているものである。透明孤立電極
4は、a−、gi光導電層3上に”形成されているパタ
ーン状電極であり、゛第2図の平面図に示されるような
孤立した四角形の島状になっている。
支持体は、2!4.−件の金属材料、例えばkt、黄銅
等のほか、非導電性材料の上にAz、Ag。
pb+ Z n+ N i* A u + Cr等の金
属を蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング蒸着等によ
り属を形成させたものでもよく、表面を鏡面状に仕上げ
たものを用いる。
a−8i層は、工業材料第30春画5号p、17−p、
23で論じられているグロー放電法、スパッタリング法
号のプラズマ放電現象を利用した堆積法により形成てれ
る。この場合、所望のプラズマ雰囲気を形成するのに有
効な放現現象を堆積室内に生起させるためには、放罐電
流密度を通常は0、 L〜l 00 mA/crA 好
適にはt 〜t o m A/crtlとしたAC又は
D Cit流とするのが良く、又充分なパワーを得る為
には、通常100〜600v。
好適には300〜500Vの成用で、投入される底力と
しては、通常住1〜500W、好適には、1〜200W
とされるのが良い。
a−8i層3の形成用物質としては、シリコン単体の外
、堆、層中に分解してシリコン単体ずるゲイ素化合物が
用いられる。このようなシリコン化合物として代表的な
ものば8 iH< 、 S N2Haなどのシリコン水
素化合物である。a−3i層の形成については、a−8
i層の暗抵抗及び光電利得の制御のために、必要に応じ
て水素、酸素、窒素およびまたは炭素などを加えること
も有効である。
また、a−,9i層3は上記した文献(工業材料第30
春画5号p、20)に示されているように、製造時の不
純物のドーピングによって結晶半導体のような伝導型を
制御することができる。a−8i層3中にドーピングさ
れる不純物の量は、所望される電気的、光学的特性に応
じて適宜決定されるが、本発明においては周期律表第■
族Aの不純物を10−’〜1O−2atornic、1
、好適にはlo−6〜10−’ atomic%とする
のが望ましい。
上記説明した不純物のa  Sr層中へのドーピング方
法については、後述する具体的実施例に於いて詳述する
。ここでは、水系について説明する。
a−8i層3中への水素の含有は、的えばグロー放電法
ではa−8iを形成する出発物質がSi(4+ S 1
2Ha等の水素化合物を使用するので、これら物質が分
解してa−79i層を形成する際に水素が自動的に層中
に含有されるが、更に水素の層中への含有量を制御する
場合には、グロー放電を行う装置系内にH2ガスを導入
してやればよい。
スパッタリング法による場合はAr等の不活性ガス又は
このガスをベースとした混合ガス雰囲気中で、シリコン
をターゲットとしてスパッタを行う際にH2ガスを導入
してやるか又は5i)(4゜5j2H6等のシリコン水
素化合物ガス、或いは不純物のドーピングも兼ねてB2
H6等のガスを導入してやれば良い。
a−8i層中に含有させる水素の量は通常の場合、5〜
40 atomic % 、好適には【O〜20ato
mic%が望ましい。
上記のようにして形成されるa−8i層の厚さは、所望
する電子写真特性及び使用条件に応じて適宜決定される
ものであるが、通常の場合1〜nX 100μm1好適には10〜30μmが望ましい。
透明孤立電極4はa−di層の上に形成する。
その代表的な製法は、蒸着とホトレジストを用いた化学
エツチングによる方法である。この方法による場合は、
InzOa l 5n02 、 In−8n−0等のn
型の材料をa  Si層上に蒸着した後、ホトレジスト
ヲ用いて孤立電極のマスキングツくターンを形成し、次
いで酸又はアルカリ等の所定のエツチング液を用いてI
n2O5等の層を退択的にエツチング除去した後、ホト
レジストのマスキングパターンを除去して形成する。孤
立電極4の厚さは、通常500人〜10μmで好適には
1000人〜2μmが望ましい。
本発明で特に重要な点は、上述したようにp2!!!a
−Si層の上にn型の透明孤立電極を形成し、この界面
を整流型にして、孤立電極からa−di層へ電荷が注入
するの全ブロックして帯電時の効率を高めることにある
透明孤立Kmのパターンは、前述のように島状に孤立化
しなければ、電荷が感光体全面に広かつ([0) でしまい、静電潜像を形成することができない。
パターンの大きさは、記録する画像の画素又は要求され
る解像度よシも小さくする必要がある。
例エバ、レーザビームプリンタの場合、印字1ドツトの
径は、約100μmであるため、パターンがビーム10
の径と同じ程度の場合、解像度を落さないようにするに
は、第5図(a)のようにパターンの1つ1つとレーザ
ビーム100点灯を同期をとる必要がある。第5図(b
)のようになると透明孤立電極A、Bの両パターンが露
光され、ビーム[Oの径の2倍になってしまう。これに
対して、本発明の実施列となる第5図(C)のようにす
れば、同期をとることなく、更に解像度の劣化も生じな
い。
以上説明した感光体において、透明孤立電極のパターン
の形状は四角形だけに限らず六角形、丸形号適宜他の形
状であってもよい。
以下、本発明の具体的な実施ρUの製造方法を述べる。
表面を鏡面状に仕上げたAj製の導電性支持体(1L) を5il(4ガスとH2ガスの混合比1 / 4 (S
 iH4/ S iH4+H2)にして、更に、a−8
r層e高抵抗でかつp型にするためB2H6ガスをSi
H<ガスに対して10”” (82Ha /5iH4)
に設定して混ぜ、ガス圧0.3 mTorrで満たされ
ている真空容器内に放電電極に対向させて入れ、放電電
極とこの支持体間に13.56MHzの尚周波紫印〃口
してプラズマを発生させる。放電中のガス流量は、20
0secmで、支持体の温度は200’t:’に保った
放電開始から10時間後上記支持体を取シ出した所20
μm厚のa  3i層が形成される。
次に、第1図に示したような透明孤立成極を形成した。
孤立電極はスパッタリング法によりIn+Osを200
0人厚、a −S ’i層の上に蒸着した後、通常のホ
トレジストを用いたホトエツチング法により第2図に示
されるようなパターン(a=20 μm、 b=20 
ttm、 cm5 ttm )状にする。
このようにしてできた感光体の第3図(a)の回路にて
電流−電圧特性を調べると、第3図(b)のよう(【2
) な整流特性になシ、透明孤立電極4をプラスにした時、
醒流直が少なくなり電荷注入に対してブロック効果があ
る。この時の透明孤立電極4の1ブロツクの抵抗は 5
XIOI3Ω、静電容量は2XIO−3PF  であっ
た。
a−Si層3上に設けた透明孤立電極4がl)N接合型
になっていない場合は、第6図(a)に示すように電荷
がa−Si層3中に入ってしまい、感光層1は絶縁体で
なければならないのに対して、導電体に近い抵抗体にな
ってしまい電源をはずした時に印加電圧を保持できない
。これに対して、PN接合にすると第6図(b)に示す
ように■電荷が透明孤立成極4からa−Si層3に流れ
にくく、ブロック効果がある。このため、印加電圧を除
去した後でも、チャージマツプの状態が保持される。
この感光体lを第4図のように直流′電源5を用い電圧
500Vを印加した導電性ブラシ6(ブラシ巾vv =
 l cm 、抵抗値50Ω)を接触させた状態で感光
体lをLOOmm/(6)の速度で移動した結果、49
0v以上の帯電ができることを本発明者等は確認してい
る。更に、この帯電法を電子写真プロセスに組み入れ、
画像記録を行った結果、良好な画像を得られることも本
発明者等は確認している。
本発明の具体的な実施列の他の製造方法を述べ表面を鏡
面研磨した導電性交だあるhtドラム2を真空容器中に
入れ、l X 10−”Il’orr  まで排気した
後ドラム表面の温度を2000に保ち、B2H6をH2
で50 ppmに希釈したガスをArと混合して上記真
空容器内に流して、容器内の圧力を5XLO−3Tor
r  に保つ。この雰囲気中でSiのターゲットを用い
て高周波スパッタによりA7ドラム上にpfias1層
3を20μm堆積させる。
次に、前述の実施例と同様な方法によpa−3i層3の
上にパターン状の透明孤立電極4を形成する。
この様にして作製した感光体lも前述の実施例と同様に
導電性ブラシを用いて帝離させ、画像記録を行った結果
、ブラシのこすシ後等がなく、良好な画像が得られる。
尚、上記実施例に於いては、p型a −S i層3とn
型迩明孤立電極4とによってpn[合を形成したが、n
型a−8i層とp型透明孤立電極とによってpn接合を
形成して、整流型としても良い。
〔発明の効果〕
以上の実施的によって示したように本発明による感光体
は、導電性ブラシや導電性ローラー等の導電性部材を感
光体に接触させて電圧を印加した場合、電荷を有効に保
持することができ、簡単に均一かつ所望する電位まで感
光値を帯電させることができ、電子写真プロセスを利用
した装置のコンパクト化に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となる感光体の断面構造、を
示す図、第2図は本発明の一実施例となる入 感光体の平面を示す図、第3図は本発明の感光体に電圧
を印加した時の電流特性、第4図は本発明の感光体の帯
電方法の一実施例を示す図、第5図は感光体の平面パタ
ーンを説明するための図、第6図は感光体の′電流特性
を説明するための図である。 1・・・感光体、2・・・4電性支持体、3・・・a−
8t光導電層、4・・・透明孤立電極、5・・・直流電
源、6・・・導電性ブラシ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光導電層上に透明でかつ島状に分離したパターン状
    の電極が設けられた電子写真感光体において、光導電層
    がアモルファスシリコンを主体と形成され、かつ、上記
    パターン状の電極の界面の電気的接合が整流型であるこ
    とを特徴とする電子写真感光体。 2、光導電層にP型であるアモルファスシリコンを主体
    として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の電子写真感光体。 3、上記パターン状の電極の大きさは、記録する画像の
    画素または要求される解像度よりも小さいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
JP5230385A 1985-03-18 1985-03-18 電子写真感光体 Expired - Lifetime JPH0690526B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61278878A (ja) * 1985-06-05 1986-12-09 Fujitsu Ltd 画像記録装置
JPH04336555A (ja) * 1991-05-14 1992-11-24 Sharp Corp 電子写真装置
US5809379A (en) * 1992-06-17 1998-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotography having photosensitive member with charge blocking overlayer

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US5809379A (en) * 1992-06-17 1998-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotography having photosensitive member with charge blocking overlayer

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