JPS61250655A - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
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- JPS61250655A JPS61250655A JP9278585A JP9278585A JPS61250655A JP S61250655 A JPS61250655 A JP S61250655A JP 9278585 A JP9278585 A JP 9278585A JP 9278585 A JP9278585 A JP 9278585A JP S61250655 A JPS61250655 A JP S61250655A
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- Japan
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- layer
- surface layer
- thick
- flow rate
- photoreceptor
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
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- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08285—Carbon-based
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
未発明は、光導電層としてアモルファスシリコン（ａ−
３ｉ）を用いた電子写真感光体に関する。
３ｉ）を用いた電子写真感光体に関する。
従来、電子写真感光体として例えばアモルファスＳｅ、
またはアモルファスＳｓに＾ｓ、Ｔｅ、Ｓｂ等の不純物
をドープした感光体、あるいはＺｎＯやＣｄＳを樹脂バ
インダーに分散させた感光体等が使用されている。しか
しながら、これらの感光体は耐熱性。 環境汚染性９機械的強度の点で問題がある。 近年、光導電層としてアモルファスシリコンを用いるこ
とによって、これら従来の電子写真感光体の欠点を解決
する技術が提案されている。蒸着あるいはスパッタリン
グによって作製されたａ−５１は暗所での比抵抗が１０
’Ω国と低（、また、光導電層が極めて小さいので電子
写真感光体としては望ましくない、このようなａ−３ｉ
では、Ｓｔ −Ｓｔ結合が切れた、いわゆるダングリン
グボンドが生成し、この欠陥に起因してエネルギーギャ
ップ内に多くの局在準位が存在する。このために熱励起
担体のホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくなり、
また光励起担体が局在準位に捕獲されるために光導電性
が悪くなっている。 これに対してシランガス （ＳｉＨ＊）のグロー放電分
解又は光ＣＶＤによって作製した水素化アモルファスシ
リコン（ａ−３ｉ（Ｂ））では上記欠陥を水素原子（Ｈ
）で捕獲し、ＳｔにＨを結合させることにょうてダング
リングボンドの数を大幅に低減できるので光導電性が極
めて良好になり、ｐ型及びｎ型の価電子制御も可能とな
ったが、暗比抵抗値は高々１０”〜１０９Ω国であって
電子写真感光体として充分な１９１１９１以上の比抵抗
値に対して未だ低い。 従ってこのようなａ−３ｉ（Ｈ）からなる感光体は表面
電位の暗減衰速度が大きく初期帯電位が低い、しかし、
このようなａ−５ｉ （Ｈ）にほう素を適量ドープすれ
ば、比抵抗を１０＋１Ω１以上まで高めて電荷保持機能
を付与することができ、カールソン方式による複写プロ
セスに適用することを可能にしている。 このようなａ−５ｉ（Ｈ）を表面とする感光体は初期的
には良好な画像が得られるものの長期間大気中あるいは
高温中に保存しておいた後、画像評価した場合しばしば
画像不良を発生することが判明している。また、多数回
複写プロセスを経験するとしだいに画像ぼけを生じてく
ることもわかっている。このような劣化した感光体は特
に高温中において、画像ぼけを発生しやすく、複写回数
が増すと画像ぼけを生じ始める臨界湿度はしだいに下が
る傾向があることが確かめられている。 上述のごと＜ 、ａ−５ｉ（Ｈ）感光体は長期にわたっ
て大気や湿気にさらされることにより、あるいは複写プ
ロセスにおけるコロナ放電等で生成される化学種（オゾ
ン、窒素酸化物１発生機酸素等）により、感光体最表面
が影響を受けやすく何らかの化学的な変賞によって画像
不良を発生するものと考えられているが、その劣化メカ
ニズムについてはこれまでに、まだ十分な検討はなされ
ていない。 このような画像不良の発生を防止し、耐剛性を向上する
ために、ａ−３ｉ （Ｈ）感光体の表面に保護層を設け
て化学的安定化を図る方法が試みられている例えば、表
面保護層として水素化アモルファス炭化シリコン（ａ−
３ｔ、 ＣＩ−ＩＩ （Ｈ）、 ０ ＜ Ｘ ＜ １
） 、あるいは水素化アモルファス窒素化シリコン（
ａ−５ｔＩＩＮ＋−１１（ＩＩ）Ｉ Ｏ＜Ｘ＜１）を
設けることによって感光体表面層の複写プロセスあるい
は環境雰囲気による劣化を防ぐ方法が知られている （
特開昭５７−１１５５５９号公報）、シかし、表面保護
層中の炭素濃度あるいは窒素濃度を最適な値に選べば耐
剛性をかなり改良することができるが、高湿度雰囲気中
（Ｒ１８０％以上）での耐刷性を維持することができず
、数万枚の複写プロセスを経験すると相対湿度６０％台
で画像ぼけを発生し、これらの表面保護層を付与しても
、耐剛性、耐湿性を大幅に向上することができない状況
にある。
またはアモルファスＳｓに＾ｓ、Ｔｅ、Ｓｂ等の不純物
をドープした感光体、あるいはＺｎＯやＣｄＳを樹脂バ
インダーに分散させた感光体等が使用されている。しか
しながら、これらの感光体は耐熱性。 環境汚染性９機械的強度の点で問題がある。 近年、光導電層としてアモルファスシリコンを用いるこ
とによって、これら従来の電子写真感光体の欠点を解決
する技術が提案されている。蒸着あるいはスパッタリン
グによって作製されたａ−５１は暗所での比抵抗が１０
’Ω国と低（、また、光導電層が極めて小さいので電子
写真感光体としては望ましくない、このようなａ−３ｉ
では、Ｓｔ −Ｓｔ結合が切れた、いわゆるダングリン
グボンドが生成し、この欠陥に起因してエネルギーギャ
ップ内に多くの局在準位が存在する。このために熱励起
担体のホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくなり、
また光励起担体が局在準位に捕獲されるために光導電性
が悪くなっている。 これに対してシランガス （ＳｉＨ＊）のグロー放電分
解又は光ＣＶＤによって作製した水素化アモルファスシ
リコン（ａ−３ｉ（Ｂ））では上記欠陥を水素原子（Ｈ
）で捕獲し、ＳｔにＨを結合させることにょうてダング
リングボンドの数を大幅に低減できるので光導電性が極
めて良好になり、ｐ型及びｎ型の価電子制御も可能とな
ったが、暗比抵抗値は高々１０”〜１０９Ω国であって
電子写真感光体として充分な１９１１９１以上の比抵抗
値に対して未だ低い。 従ってこのようなａ−３ｉ（Ｈ）からなる感光体は表面
電位の暗減衰速度が大きく初期帯電位が低い、しかし、
このようなａ−５ｉ （Ｈ）にほう素を適量ドープすれ
ば、比抵抗を１０＋１Ω１以上まで高めて電荷保持機能
を付与することができ、カールソン方式による複写プロ
セスに適用することを可能にしている。 このようなａ−５ｉ（Ｈ）を表面とする感光体は初期的
には良好な画像が得られるものの長期間大気中あるいは
高温中に保存しておいた後、画像評価した場合しばしば
画像不良を発生することが判明している。また、多数回
複写プロセスを経験するとしだいに画像ぼけを生じてく
ることもわかっている。このような劣化した感光体は特
に高温中において、画像ぼけを発生しやすく、複写回数
が増すと画像ぼけを生じ始める臨界湿度はしだいに下が
る傾向があることが確かめられている。 上述のごと＜ 、ａ−５ｉ（Ｈ）感光体は長期にわたっ
て大気や湿気にさらされることにより、あるいは複写プ
ロセスにおけるコロナ放電等で生成される化学種（オゾ
ン、窒素酸化物１発生機酸素等）により、感光体最表面
が影響を受けやすく何らかの化学的な変賞によって画像
不良を発生するものと考えられているが、その劣化メカ
ニズムについてはこれまでに、まだ十分な検討はなされ
ていない。 このような画像不良の発生を防止し、耐剛性を向上する
ために、ａ−３ｉ （Ｈ）感光体の表面に保護層を設け
て化学的安定化を図る方法が試みられている例えば、表
面保護層として水素化アモルファス炭化シリコン（ａ−
３ｔ、 ＣＩ−ＩＩ （Ｈ）、 ０ ＜ Ｘ ＜ １
） 、あるいは水素化アモルファス窒素化シリコン（
ａ−５ｔＩＩＮ＋−１１（ＩＩ）Ｉ Ｏ＜Ｘ＜１）を
設けることによって感光体表面層の複写プロセスあるい
は環境雰囲気による劣化を防ぐ方法が知られている （
特開昭５７−１１５５５９号公報）、シかし、表面保護
層中の炭素濃度あるいは窒素濃度を最適な値に選べば耐
剛性をかなり改良することができるが、高湿度雰囲気中
（Ｒ１８０％以上）での耐刷性を維持することができず
、数万枚の複写プロセスを経験すると相対湿度６０％台
で画像ぼけを発生し、これらの表面保護層を付与しても
、耐剛性、耐湿性を大幅に向上することができない状況
にある。
本発明の目的は、長期保存及び繰り返し使用に際しても
劣化現象を起こさず、高温雰囲気中においても画像不良
等の特性の低下がほとんど観測されない、感光体として
の特性が常時安定していてほとんど使用環境に制限を受
けない耐久性、耐剛性、耐湿性に優れたａ−３Ｌ系感光
体を提供することにある。
劣化現象を起こさず、高温雰囲気中においても画像不良
等の特性の低下がほとんど観測されない、感光体として
の特性が常時安定していてほとんど使用環境に制限を受
けない耐久性、耐剛性、耐湿性に優れたａ−３Ｌ系感光
体を提供することにある。
本発明によれば、導電性基体上にアモルファスシリコン
（ａ−５ｉ）系材料からなる光導電層を有し、その光導
電層がバッファ層を介してアモルファス炭素（ａ−Ｃ）
よりなる表面層で覆われ、かつ表面層のエネルギーギャ
ップが２． ０ｅＶないし３．２ｅＶであることによっ
て上記の目的が達成される。 さらに表面層の屈折率が１．７以上２．８以下であるこ
とが有効である０表面層の膜厚はｏ、ｏｏｓμ１以上１
μ−以下であることが望ましい。 アモルファス炭素とは、水素によって炭素未結合手が安
定されたものでａ−Ｃ（Ｈ）で表わされ、基本的にはＸ
線あるいは電子線による回折像が明確でなく、たとえ一
部が結晶部を含んだとしてもその比率が低いことを意味
している。水素は炭素と結合して少なくとも２９００ｃ
ｍ−’近辺に吸収が存在する。 炭素未結合手安定化の手段として、水素以外に弗素、酸
素、窒素を含むことも有効である。 ａ−５ｔ系の光導電層とは、材料的には水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−５ｉ （Ｂ）） 、水素化弗素化ア
モルファスシリコン（ａ−３Ｌ（Ｆ、Ｈ））、水素化ア
モルファス炭化シリコン（ａ−５ｉ＋−ｍ Ｃｚ （
ＩＩ）） （０＜ ｘ〈ｌ）、水素化弗素化アモルファ
ス炭化シリコン（ａ−５ｉｔ−ｘ ｃｍ （Ｆ、Ｈ）
） （０＜ ｘ ＜ ｌ） ｌ水素化アモルファス窒化
シリコン（ａ−３ｉ Ｎ、 （Ｈ）） （０＜ ｘ＜
４／３） 、水素化弗素化アモルファスシリコン（ａ−
３ｉＯｘ （Ｆ、ｔｌ）） （０＜ ｘ ＜ ２）、の
うちの少なくとも一つを用いた層あるいはこれらドープ
した層である。 バッファ層は、光導電層と表面層との間の材料的異質性
を緩和するためのもので、材料的に番よａ−３ｌ＋−ｘ
Ｃ１１（Ｈ）＋ａ−ｓｔ＋−＊ Ｃｘ （Ｆ＋Ｈ
）、ａ−３ｉ ５ｌｌ（Ｈ）、ａ−３ｉＯｘ （Ｈ）、
ａ−３ｉＯｘ （Ｆ、ｔｌ）等を使用できる。
（ａ−５ｉ）系材料からなる光導電層を有し、その光導
電層がバッファ層を介してアモルファス炭素（ａ−Ｃ）
よりなる表面層で覆われ、かつ表面層のエネルギーギャ
ップが２． ０ｅＶないし３．２ｅＶであることによっ
て上記の目的が達成される。 さらに表面層の屈折率が１．７以上２．８以下であるこ
とが有効である０表面層の膜厚はｏ、ｏｏｓμ１以上１
μ−以下であることが望ましい。 アモルファス炭素とは、水素によって炭素未結合手が安
定されたものでａ−Ｃ（Ｈ）で表わされ、基本的にはＸ
線あるいは電子線による回折像が明確でなく、たとえ一
部が結晶部を含んだとしてもその比率が低いことを意味
している。水素は炭素と結合して少なくとも２９００ｃ
ｍ−’近辺に吸収が存在する。 炭素未結合手安定化の手段として、水素以外に弗素、酸
素、窒素を含むことも有効である。 ａ−５ｔ系の光導電層とは、材料的には水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−５ｉ （Ｂ）） 、水素化弗素化ア
モルファスシリコン（ａ−３Ｌ（Ｆ、Ｈ））、水素化ア
モルファス炭化シリコン（ａ−５ｉ＋−ｍ Ｃｚ （
ＩＩ）） （０＜ ｘ〈ｌ）、水素化弗素化アモルファ
ス炭化シリコン（ａ−５ｉｔ−ｘ ｃｍ （Ｆ、Ｈ）
） （０＜ ｘ ＜ ｌ） ｌ水素化アモルファス窒化
シリコン（ａ−３ｉ Ｎ、 （Ｈ）） （０＜ ｘ＜
４／３） 、水素化弗素化アモルファスシリコン（ａ−
３ｉＯｘ （Ｆ、ｔｌ）） （０＜ ｘ ＜ ２）、の
うちの少なくとも一つを用いた層あるいはこれらドープ
した層である。 バッファ層は、光導電層と表面層との間の材料的異質性
を緩和するためのもので、材料的に番よａ−３ｌ＋−ｘ
Ｃ１１（Ｈ）＋ａ−ｓｔ＋−＊ Ｃｘ （Ｆ＋Ｈ
）、ａ−３ｉ ５ｌｌ（Ｈ）、ａ−３ｉＯｘ （Ｈ）、
ａ−３ｉＯｘ （Ｆ、ｔｌ）等を使用できる。
第１図は本発明による感光体の一実施例の構造を示し、
＾ｌまたはステンレス鋼等からなる導電性基体１の上に
ブロッキング層２．ａ −５ｔ系先光導電３．バンファ
層４ 、ａ−Ｃ（Ｈ）あるいはａ−Ｃ（０，Ｈ）表面層
５が積層されている。導電性基体１は円筒状。 シート状のいずれでも良く、材質的にはガラスあるいは
樹脂上に導電処理を施したものでも良い。 ブロッキング層４の目的は、導電性基体１からの電荷の
注入を阻止することである。材料的にはＡＩＪｓ、ＡＩ
Ｎ＋ＳｉＯ，５ｉＯｚ＋ａ−Ｓｉｔ−ｘｃｘ （Ｆ＋Ｈ
）＋ａ−５ｉＮ＊ （ＩＩ）ａ−Ｃ（Ｈ）、ａ−Ｃ（Ｆ
）、 Ｉｌｌ族、Ｖ族元素をドープしたａ−Ｃ（Ｈ）ａ
−Ｃ（Ｆ）、ａ−３ｔ（Ｈ）等を使用できる。 試作例１： 第１図に示す構造を有する感光体を次のようにして製造
した。製造装置の第２図に示す通りで、真空槽１１の内
部に基体１の保持部１２とそれに対向する電極１３が配
置され、保持部１２．電極１３にはそれぞれヒータ１４
．１５が備えられている。トリクロルエチレンで脱脂洗
浄した＾Ｉの円筒基体ｌを保持部１２に固定し、真空槽
ｌｌ内の圧力を１０−’Ｔｏｒｒになるように排気ポン
プ１６により排気パルプ１７を介して排気する。基体ｌ
の温度を所定温度になるようにヒータ１４及びヒータ１
５により加熱する保持部１２と導電性基体１は周方向の
膜均一性を出すために回転する。 次に原料ガスの圧力容器２１〜２５の中から成膜に必要
なガス圧力容器パルプ１８を開け、流量調節計１９を通
し、ストップパルプ２０を開けて、真空槽１１の中に供
給する。他のガスについても同様である。 次に、槽内圧力を所定の圧力９例えば０．００１〜５Ｔ
ｏｒｒに調整後、高周波（ＲＦ）電源３１から高周波（
１３，５６Ｍ１（ｚ）電力を絶縁材３２を介して対向電
極１３に供給し１３と基体１の間にグロー放電を発生さ
せて厚さ０．２μ鴎のブロッキング層２を形成した。 ５ｉｎｅ（１００％）流量 ２５０ｃｅ／分ＢＪｉ （
５０００ｐｐＭ、 Ｈｚベース）流量 ２０ｃｃ／分ガ
ス圧 ０．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ５０Ｗ 基体温度 ２００℃ 成膜時間 １０分 さらにこの上に、同様に第２図に示した装置に原料ガス
としてＳｉＨ＊、ＢｚＨｈを用いて次の条件で光導電層
３を厚さ２．５μ冑形成した。 ５ｉｎｅ（１００％）流量 ２００ｃｅ／分ＢＪｈ（２
０ｐｐＭ、Ｈｚベース）流量 １０ｃｃ／分ガス圧
１．２ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ３’ＯＯＷ 成膜時間 ３時間 さらにこの上に、原料ガスとしてＳｔＨ＊＋ ＣＨ４，
ＢｚＨｈを用いてバッファ層４を厚さ０．１μ■形成し
た。 ＳｉＨ＃（１００％）流量 １００ｃｅ／分ＣＨ修（１
００％）流量 ８０ｃｃ／分ＢＩＨ＆ （２０００ｐｐ
Ｍ、 Ｈｚベース）流量 １５ｃｃ／分ガス圧
１．０ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ２００ Ｗ 成膜時間 ２分 鰻後にこの上に、次の条件でａ−Ｃ（Ｈ）表面層５を厚
さ０．１μ讃形成した。 ｃ！ｎ、（ｔｏｏ％）流量 ２０ｃｃ／分ガス圧
０． Ｉ ＴｏｒｒＲＦ電力 ２００
Ｗ 基体温度 ９０〜１１０℃ 成膜時間 ５分 基体温度は赤外線温度計と熱電対により測定した。 以上のようにして形成した感光体を試料１とする。試料
１における光導電層３のエネルギーギャップＥｇは１．
８ｅＶである。また、バッファ層４の組成はａ−３ｌ＋
−１ＩＣ−（Ｈ）であり、そのＥｇは２．１ｅＶ、 Ｘ
は０．３である。更に表面層５のＥｇは２．７ ｅＶて
あり、膜の密度は１．７ｇ／ａｊ、１ｍ折率は２．１で
ヌープ硬度は２０００ｋｇｆ／ａｍ”である、更に、熱
放出から測定した水素濃度は３５原子％であった。試料
ｌをカールソン方式の普通紙複写機に装着し１層万枚の
コピーを実施したが、極めて鮮明な画像が得られた。ま
た、３５℃相対湿度８５％でも画像は鮮明であった。 比較のために、試料１と同様の手順で表面層５だけがな
い感光体を作製し、コピーテストを行ったが、３５℃相
対湿度６０％では画像分解能が低下し画像ぼけが生じた
。従ってこの表面層を形成すること、により耐湿性が向
上する。 表面層５の形成のためには必ずＣ５Ｈｈを用いる必要は
なく、各種の炭化水素１例えばＣＨ＊、ＣＪｈ、ＣｅＬ
・。 ＣｔＨ＊−Ｃ寞Ｈｚ、 Ｃ＆ｌＩ６等のガス及びこれら
のガスと水素。 酸素の混合ガスの使用が可能である０表面層形成の際の
基体温度は好適には５０〜１５０℃が望ましく、単位ガ
ス量当たりのガスの分解に要するエネルギーは３００〜
２００００ Ｊ ／ ｃｃが望ましい、ガス圧０．００
１〜０．５ Ｔｏｒｒが望ましい、成膜時には、外部か
らバイアス電圧を加えることも膜質の制御上有効である
。又ＲＦ放電の場合は自然にバイアスが発生してくるこ
れを通常は自己バイアスと呼んでいるが・コノヨウナハ
イアス電圧ハ＋１００〜＋５００ｖ、−１００〜−１５
００Ｖが適している。 試作例２： 試作例１と同様の手順でバッファ層４までを形成し、こ
の上に２．０〜３．４ ｅＶの範囲でＥｇの異なる各種
のａ−Ｃ（Ｈ）膜を厚さ０．２μ請形成して感光体表面
層としての適合性を調べた０表面層４のＥｇは成膜条件
、すなわち原料ガス、ＲＦ電力、ガス流量、ガス圧、基
体温度等により変化させることが゛できる。バッファ層
のＥｇは、例えば表面層のＥｇ２．６ａＶに対しては２
．２ ｅＶで、表面層のＥｇが３、 ０ｅＶの時反応槽
２゜２ ｅＶ、 ２．６ ｅＶの２層とした。 評価の結果を第１表で示し、耐湿性は３５％、相対湿度
８５％雰囲気中での画像出しによる判定結果である。 第１表 ■は鮮明な画像、Ｏは実用上問題のない画像が得られた
ことを示す。 表面層Ｅｇは２． ０ｅＶ以上であれば耐湿性は良い。 しかし、表面層Ｅｇが大きくなるとバッファ層を何層も
積むことにより画像不良は起こらないものの、残留電位
が著しく増加する。好適範囲は２．２ａＶ以上３．２
ｅＶ以下である。 試作例３： 試作例１．２と同様の手順でバッファ層４までを形成し
、この上に屈折率ｎの異なる各種のａ−Ｃ（Ｈ）表面層
５を形成して感光体としての適合性を調べた。その結果
が第２表である。このとき形成した表面層の膜厚は約０
．２μ儒である。 第２表 面像テストは１万枚コピー後に３５℃、相対湿度８５％
で画像出しを行ワた結果であり、Ｑ印は鮮明な画像が得
られたことを示し、Δ印は弱い画像不良が生じたことを
示し、ｘ印は画像不良が極めて強いことを示している。 高ｎでの画像不良は光導電層３に十分な光量が到達しな
いことによるもので初期から生じていた。 第２表から表面層５が表面保護層として十分適用される
には１．７≦ｎ≦２．８であることが望ましい、これは
この範囲においてａ−Ｃ層の耐薬品性および機械的強度
がすぐれているためと考えられる。 ａ−Ｃ表面層中に
含有される水素原子と炭素原子との結合形態は炭素原子
同志の結合状態を反映しており、形成されたａ−Ｃ層が
電子写真感光体の表面層として適用され得るか否かを左
右する大きな要因の一つであって重要である。炭素原子
同志の結合状態としてはダイアモンド結合（四配位）、
グラファイト結合（三配位）等がある。グラファイト結
合や炭素と水素からなるポリマー状結合（−ＣＨ＊
）−を主体とするａ−Ｃ層は耐薬品性に劣り、また機械
的強度にも劣ることが知られており、他方、ダイアモン
ド結合を主体とするａ−Ｃ層は耐薬品性及び機械的強度
に著しくすぐれていることは文献等により報告されてい
る。ｎが小さいとａ−Ｃはポリマー的な構造となるため
耐薬品性１機械的強度に劣り、ｎがある程度大きいとダ
イアモンド的になり耐刷性の優れた表面保護層となり得
ると推論される。しかし、ｎが大きすぎると光の透過率
が下がり光導電層３に到達する光量が減少し好ましくな
い。 試作例４： 試作例１，２．３と同様にして、光導電層３までを形成
し、次に以下の条件でバッファ層４を厚さ０．０５μｍ
形成した。 ５ｉｎｓ（１００％）流量 ７５ ｃｃ／分０！ （Ｈ
ｌベース１０％）流量 ５０ｃｃ／分Ｂ！Ｈｈ（２００
０１＋ｌ）Ｍ、Ｈ！ベース）流量 １０ｃｃ／分ガス圧
１．７ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ２００Ｗ 成膜時間 ３分 このバッファ層４はａ−５Ｓ ｒ−ｘ ＯＩＩ （Ｈ）
であり、Ｘは約０．１である。 この上にさらに、以下の条件でａ−Ｃ表面層５を厚さ０
．３μｍ形成した。 ＣＪｉ （純度９９．６％） 流量 １０ｃｃ／分ガス
圧 ０．００８ ＴｏｒｒＲＦ電力
５００Ｗ 基体温度 １３０℃ 成膜時間 ２０分 この表面層はＥｇ ＝３．０ｅＶであったが、画像テス
トにおいて鮮明な画像が得られた。 試作例５： 試作例１〜４と同様にして、光導電層３までを形成し、
次に以下の条件でバッファ層４を厚さ０．２μ■形成し
た。 ５ｉｌｏ（１００％）流量 １２０ ｃｃ／分Ｎ１１
ａ （１００％）流量 ３０ ｃｃ／分ＢＩＩＩ＆ （
２０００ｐｐＭ、 Ｉｔベース）流量 １０ｃｃ／分ガ
ス圧 １． ＯＴｏｒｒ ＲＦ電力 ２００ Ｗ 成膜時間 ５分 このバッファ層はａ−Ｓｉ Ｎ、 （Ｈ）であり、Ｘは
０．４である。さらに、この上に試作例１と同様の条件
でａ−Ｃ表面層５を０．ｌ＃ｌＩ形成した。 この表面層ばＥｇ ＝２．７ｅＶであったが、画像テス
トにおいて鮮明な画像が得られた。 試作例６： 試作例１〜５と同様にして、光導電）！！３までを形成
し次に以下の条件で、バッファＪ！１４を厚さ０．１５
μｍ形成した。 ５ｉＨａＣ１００％）流量 ５０ ｃｃ／分ＣＢ、 （
１００％）流量 ５０ ｃｃ／分Ｏｔ （Ｈｓベース１
０％）流量１０ ｃｃ／分Ｂｔｔ（ｉ（２０００ｐｐ
Ｍ、 Ｈｚベース）流量 ５ ｃｃ／分ガス圧
０．７ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 １５０Ｗ 成膜時間 ４分 このバッフ１層はａ−５ｉ Ｉ−ＩＫ＋ ｃｌ ＯＦ
（Ｈ）であり、Ｘ−０，３，３＋−０，０５である。 この上にさらに、試作例４と同様の条件でａ−Ｃ表面層
５を形成したが、やはり鮮明な画像をうろことができた
。 以上の実施例のほかにも、バッファ層４としてａ−５ｉ
ｒ−ｗ Ｃｘ （Ｐ、Ｈ）＋ａ−３ｉＯ，（Ｆｌｌ）、
ａ−３ｔ Ｎｌｌ （Ｆｌｌりを用いても表面層５の
Ｅｇを適当に選ぶことによって実用上問題のない感光体
が得られた。 【発明の効果］ 本発明は、ａ −３ｔ系悪感光を有する電子写真感光体
の表面層として２． ０ｅＶないし３．２ ｅＶのエネ
ルギーギャップＥｇをもつａ−Ｃ層をバッファ層を介し
て用いることにより、バッファ層を種々の材料から形成
してもつねに感光体として必要な電気特性を発揮すると
共に、耐剛性、耐湿性、耐保存性あるいは複写のコロナ
放電により発生するオゾンや窒素酸化物にさらされたり
、現像、クリーニング、転写等の各工程を経た場合の感
光体特性の安定性を確保するものである。
＾ｌまたはステンレス鋼等からなる導電性基体１の上に
ブロッキング層２．ａ −５ｔ系先光導電３．バンファ
層４ 、ａ−Ｃ（Ｈ）あるいはａ−Ｃ（０，Ｈ）表面層
５が積層されている。導電性基体１は円筒状。 シート状のいずれでも良く、材質的にはガラスあるいは
樹脂上に導電処理を施したものでも良い。 ブロッキング層４の目的は、導電性基体１からの電荷の
注入を阻止することである。材料的にはＡＩＪｓ、ＡＩ
Ｎ＋ＳｉＯ，５ｉＯｚ＋ａ−Ｓｉｔ−ｘｃｘ （Ｆ＋Ｈ
）＋ａ−５ｉＮ＊ （ＩＩ）ａ−Ｃ（Ｈ）、ａ−Ｃ（Ｆ
）、 Ｉｌｌ族、Ｖ族元素をドープしたａ−Ｃ（Ｈ）ａ
−Ｃ（Ｆ）、ａ−３ｔ（Ｈ）等を使用できる。 試作例１： 第１図に示す構造を有する感光体を次のようにして製造
した。製造装置の第２図に示す通りで、真空槽１１の内
部に基体１の保持部１２とそれに対向する電極１３が配
置され、保持部１２．電極１３にはそれぞれヒータ１４
．１５が備えられている。トリクロルエチレンで脱脂洗
浄した＾Ｉの円筒基体ｌを保持部１２に固定し、真空槽
ｌｌ内の圧力を１０−’Ｔｏｒｒになるように排気ポン
プ１６により排気パルプ１７を介して排気する。基体ｌ
の温度を所定温度になるようにヒータ１４及びヒータ１
５により加熱する保持部１２と導電性基体１は周方向の
膜均一性を出すために回転する。 次に原料ガスの圧力容器２１〜２５の中から成膜に必要
なガス圧力容器パルプ１８を開け、流量調節計１９を通
し、ストップパルプ２０を開けて、真空槽１１の中に供
給する。他のガスについても同様である。 次に、槽内圧力を所定の圧力９例えば０．００１〜５Ｔ
ｏｒｒに調整後、高周波（ＲＦ）電源３１から高周波（
１３，５６Ｍ１（ｚ）電力を絶縁材３２を介して対向電
極１３に供給し１３と基体１の間にグロー放電を発生さ
せて厚さ０．２μ鴎のブロッキング層２を形成した。 ５ｉｎｅ（１００％）流量 ２５０ｃｅ／分ＢＪｉ （
５０００ｐｐＭ、 Ｈｚベース）流量 ２０ｃｃ／分ガ
ス圧 ０．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ５０Ｗ 基体温度 ２００℃ 成膜時間 １０分 さらにこの上に、同様に第２図に示した装置に原料ガス
としてＳｉＨ＊、ＢｚＨｈを用いて次の条件で光導電層
３を厚さ２．５μ冑形成した。 ５ｉｎｅ（１００％）流量 ２００ｃｅ／分ＢＪｈ（２
０ｐｐＭ、Ｈｚベース）流量 １０ｃｃ／分ガス圧
１．２ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ３’ＯＯＷ 成膜時間 ３時間 さらにこの上に、原料ガスとしてＳｔＨ＊＋ ＣＨ４，
ＢｚＨｈを用いてバッファ層４を厚さ０．１μ■形成し
た。 ＳｉＨ＃（１００％）流量 １００ｃｅ／分ＣＨ修（１
００％）流量 ８０ｃｃ／分ＢＩＨ＆ （２０００ｐｐ
Ｍ、 Ｈｚベース）流量 １５ｃｃ／分ガス圧
１．０ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ２００ Ｗ 成膜時間 ２分 鰻後にこの上に、次の条件でａ−Ｃ（Ｈ）表面層５を厚
さ０．１μ讃形成した。 ｃ！ｎ、（ｔｏｏ％）流量 ２０ｃｃ／分ガス圧
０． Ｉ ＴｏｒｒＲＦ電力 ２００
Ｗ 基体温度 ９０〜１１０℃ 成膜時間 ５分 基体温度は赤外線温度計と熱電対により測定した。 以上のようにして形成した感光体を試料１とする。試料
１における光導電層３のエネルギーギャップＥｇは１．
８ｅＶである。また、バッファ層４の組成はａ−３ｌ＋
−１ＩＣ−（Ｈ）であり、そのＥｇは２．１ｅＶ、 Ｘ
は０．３である。更に表面層５のＥｇは２．７ ｅＶて
あり、膜の密度は１．７ｇ／ａｊ、１ｍ折率は２．１で
ヌープ硬度は２０００ｋｇｆ／ａｍ”である、更に、熱
放出から測定した水素濃度は３５原子％であった。試料
ｌをカールソン方式の普通紙複写機に装着し１層万枚の
コピーを実施したが、極めて鮮明な画像が得られた。ま
た、３５℃相対湿度８５％でも画像は鮮明であった。 比較のために、試料１と同様の手順で表面層５だけがな
い感光体を作製し、コピーテストを行ったが、３５℃相
対湿度６０％では画像分解能が低下し画像ぼけが生じた
。従ってこの表面層を形成すること、により耐湿性が向
上する。 表面層５の形成のためには必ずＣ５Ｈｈを用いる必要は
なく、各種の炭化水素１例えばＣＨ＊、ＣＪｈ、ＣｅＬ
・。 ＣｔＨ＊−Ｃ寞Ｈｚ、 Ｃ＆ｌＩ６等のガス及びこれら
のガスと水素。 酸素の混合ガスの使用が可能である０表面層形成の際の
基体温度は好適には５０〜１５０℃が望ましく、単位ガ
ス量当たりのガスの分解に要するエネルギーは３００〜
２００００ Ｊ ／ ｃｃが望ましい、ガス圧０．００
１〜０．５ Ｔｏｒｒが望ましい、成膜時には、外部か
らバイアス電圧を加えることも膜質の制御上有効である
。又ＲＦ放電の場合は自然にバイアスが発生してくるこ
れを通常は自己バイアスと呼んでいるが・コノヨウナハ
イアス電圧ハ＋１００〜＋５００ｖ、−１００〜−１５
００Ｖが適している。 試作例２： 試作例１と同様の手順でバッファ層４までを形成し、こ
の上に２．０〜３．４ ｅＶの範囲でＥｇの異なる各種
のａ−Ｃ（Ｈ）膜を厚さ０．２μ請形成して感光体表面
層としての適合性を調べた０表面層４のＥｇは成膜条件
、すなわち原料ガス、ＲＦ電力、ガス流量、ガス圧、基
体温度等により変化させることが゛できる。バッファ層
のＥｇは、例えば表面層のＥｇ２．６ａＶに対しては２
．２ ｅＶで、表面層のＥｇが３、 ０ｅＶの時反応槽
２゜２ ｅＶ、 ２．６ ｅＶの２層とした。 評価の結果を第１表で示し、耐湿性は３５％、相対湿度
８５％雰囲気中での画像出しによる判定結果である。 第１表 ■は鮮明な画像、Ｏは実用上問題のない画像が得られた
ことを示す。 表面層Ｅｇは２． ０ｅＶ以上であれば耐湿性は良い。 しかし、表面層Ｅｇが大きくなるとバッファ層を何層も
積むことにより画像不良は起こらないものの、残留電位
が著しく増加する。好適範囲は２．２ａＶ以上３．２
ｅＶ以下である。 試作例３： 試作例１．２と同様の手順でバッファ層４までを形成し
、この上に屈折率ｎの異なる各種のａ−Ｃ（Ｈ）表面層
５を形成して感光体としての適合性を調べた。その結果
が第２表である。このとき形成した表面層の膜厚は約０
．２μ儒である。 第２表 面像テストは１万枚コピー後に３５℃、相対湿度８５％
で画像出しを行ワた結果であり、Ｑ印は鮮明な画像が得
られたことを示し、Δ印は弱い画像不良が生じたことを
示し、ｘ印は画像不良が極めて強いことを示している。 高ｎでの画像不良は光導電層３に十分な光量が到達しな
いことによるもので初期から生じていた。 第２表から表面層５が表面保護層として十分適用される
には１．７≦ｎ≦２．８であることが望ましい、これは
この範囲においてａ−Ｃ層の耐薬品性および機械的強度
がすぐれているためと考えられる。 ａ−Ｃ表面層中に
含有される水素原子と炭素原子との結合形態は炭素原子
同志の結合状態を反映しており、形成されたａ−Ｃ層が
電子写真感光体の表面層として適用され得るか否かを左
右する大きな要因の一つであって重要である。炭素原子
同志の結合状態としてはダイアモンド結合（四配位）、
グラファイト結合（三配位）等がある。グラファイト結
合や炭素と水素からなるポリマー状結合（−ＣＨ＊
）−を主体とするａ−Ｃ層は耐薬品性に劣り、また機械
的強度にも劣ることが知られており、他方、ダイアモン
ド結合を主体とするａ−Ｃ層は耐薬品性及び機械的強度
に著しくすぐれていることは文献等により報告されてい
る。ｎが小さいとａ−Ｃはポリマー的な構造となるため
耐薬品性１機械的強度に劣り、ｎがある程度大きいとダ
イアモンド的になり耐刷性の優れた表面保護層となり得
ると推論される。しかし、ｎが大きすぎると光の透過率
が下がり光導電層３に到達する光量が減少し好ましくな
い。 試作例４： 試作例１，２．３と同様にして、光導電層３までを形成
し、次に以下の条件でバッファ層４を厚さ０．０５μｍ
形成した。 ５ｉｎｓ（１００％）流量 ７５ ｃｃ／分０！ （Ｈ
ｌベース１０％）流量 ５０ｃｃ／分Ｂ！Ｈｈ（２００
０１＋ｌ）Ｍ、Ｈ！ベース）流量 １０ｃｃ／分ガス圧
１．７ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 ２００Ｗ 成膜時間 ３分 このバッファ層４はａ−５Ｓ ｒ−ｘ ＯＩＩ （Ｈ）
であり、Ｘは約０．１である。 この上にさらに、以下の条件でａ−Ｃ表面層５を厚さ０
．３μｍ形成した。 ＣＪｉ （純度９９．６％） 流量 １０ｃｃ／分ガス
圧 ０．００８ ＴｏｒｒＲＦ電力
５００Ｗ 基体温度 １３０℃ 成膜時間 ２０分 この表面層はＥｇ ＝３．０ｅＶであったが、画像テス
トにおいて鮮明な画像が得られた。 試作例５： 試作例１〜４と同様にして、光導電層３までを形成し、
次に以下の条件でバッファ層４を厚さ０．２μ■形成し
た。 ５ｉｌｏ（１００％）流量 １２０ ｃｃ／分Ｎ１１
ａ （１００％）流量 ３０ ｃｃ／分ＢＩＩＩ＆ （
２０００ｐｐＭ、 Ｉｔベース）流量 １０ｃｃ／分ガ
ス圧 １． ＯＴｏｒｒ ＲＦ電力 ２００ Ｗ 成膜時間 ５分 このバッファ層はａ−Ｓｉ Ｎ、 （Ｈ）であり、Ｘは
０．４である。さらに、この上に試作例１と同様の条件
でａ−Ｃ表面層５を０．ｌ＃ｌＩ形成した。 この表面層ばＥｇ ＝２．７ｅＶであったが、画像テス
トにおいて鮮明な画像が得られた。 試作例６： 試作例１〜５と同様にして、光導電）！！３までを形成
し次に以下の条件で、バッファＪ！１４を厚さ０．１５
μｍ形成した。 ５ｉＨａＣ１００％）流量 ５０ ｃｃ／分ＣＢ、 （
１００％）流量 ５０ ｃｃ／分Ｏｔ （Ｈｓベース１
０％）流量１０ ｃｃ／分Ｂｔｔ（ｉ（２０００ｐｐ
Ｍ、 Ｈｚベース）流量 ５ ｃｃ／分ガス圧
０．７ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力 １５０Ｗ 成膜時間 ４分 このバッフ１層はａ−５ｉ Ｉ−ＩＫ＋ ｃｌ ＯＦ
（Ｈ）であり、Ｘ−０，３，３＋−０，０５である。 この上にさらに、試作例４と同様の条件でａ−Ｃ表面層
５を形成したが、やはり鮮明な画像をうろことができた
。 以上の実施例のほかにも、バッファ層４としてａ−５ｉ
ｒ−ｗ Ｃｘ （Ｐ、Ｈ）＋ａ−３ｉＯ，（Ｆｌｌ）、
ａ−３ｔ Ｎｌｌ （Ｆｌｌりを用いても表面層５の
Ｅｇを適当に選ぶことによって実用上問題のない感光体
が得られた。 【発明の効果］ 本発明は、ａ −３ｔ系悪感光を有する電子写真感光体
の表面層として２． ０ｅＶないし３．２ ｅＶのエネ
ルギーギャップＥｇをもつａ−Ｃ層をバッファ層を介し
て用いることにより、バッファ層を種々の材料から形成
してもつねに感光体として必要な電気特性を発揮すると
共に、耐剛性、耐湿性、耐保存性あるいは複写のコロナ
放電により発生するオゾンや窒素酸化物にさらされたり
、現像、クリーニング、転写等の各工程を経た場合の感
光体特性の安定性を確保するものである。
第１図は本発明の一実施例の層構成を示す断面図、第２
図は本発明の実施に用いる製造装置の一例の構成図であ
る。 １：導電性基体、２ニブロッキング層、３：ａ−３ｉ系
先光導電、４：バッファ層、５：ａ−Ｃ表第１図
図は本発明の実施に用いる製造装置の一例の構成図であ
る。 １：導電性基体、２ニブロッキング層、３：ａ−３ｉ系
先光導電、４：バッファ層、５：ａ−Ｃ表第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）導電性基体上にアモルファスシリコン系材料からな
る光導電層を有し、該光導電層がバッファ層を介してア
モルファス炭素よりなる表面層で覆われ、かつ表面層の
エネルギーギャップが２．０ｅＶないし３．２ｅＶであ
ることを特徴とする電子写真感光体。 ２）特許請求の範囲第１項記載の感光体において、表面
層の屈折率が１．７以上２．８以下であることを特徴と
する電子写真感光体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278585A JPS61250655A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 電子写真感光体 |
| DE19863610076 DE3610076A1 (de) | 1985-03-26 | 1986-03-25 | Elektrofotografisches lichtempfindliches element |
| US06/844,003 US4675265A (en) | 1985-03-26 | 1986-03-25 | Electrophotographic light-sensitive element with amorphous C overlayer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278585A JPS61250655A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61250655A true JPS61250655A (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=14064073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9278585A Pending JPS61250655A (ja) | 1985-03-26 | 1985-04-30 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61250655A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275859A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPS62150355A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS63236050A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Hitachi Ltd | 電子写真感光体 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9278585A patent/JPS61250655A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275859A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPS62150355A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS63236050A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Hitachi Ltd | 電子写真感光体 |
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