JPS61272752A - 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、電子写真感光体に係り、特に、半導体レーザ
等の長波長光源を用、いたプリンタに好適な電子写真感
光体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子写真感光体は導電性基板上に光導電層を有するもの
であり、この光導電層を構成する材料としては、従来、
ＣｄＳ、　ＺｎＯ，Ｓｓ、　　Ｓｓ　−Ｔｏ。

アモ／Ｌ／７アスシリコン（ａ−８１）等の無機材料や
、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、トリニ
トロフルオレン（ＴＮＦ）等の有機材料が用いられてい
る。

しかし、有機光導性材料のＰＶＣｚやＴＮＦは、熱安定
性及び耐摩耗性が弱く感光体としての製品ライフが短か
い上、発がん性の疑いがある等人体的影響にも問題があ
る。又、無機光導電性材料のＳ・、Ｃｄ８も本質的に人
体に対して有害な材料であり、製造にあたりては、特別
の安全対策を配慮しなければならず、このため複雑な製
造装置が必要となる。特ＫＳ＠は回収の必要もあり、回
収費用も製造コストに加わるため、製品としての電子写
真感光体は一層高価になってしまう。

無機材料のＳｓ及び５ｓ−Ｔｏは、特性的にも結晶化温
度が６５℃と低いため、複写を繰り返し行りている間に
結晶化が起り、その結果浅型が生じ感光体としての寿命
が短期間に失われてしまう欠点がある。又、無機材料の
ＺｎＯについても、材料物性上、酸化還元が起こりやす
く環境雰囲気の影響を著しく受は易いため信頼性が低い
という問題がある。

そこで、近年、無公害材料で回収処理の必要がなく、し
かも表面硬度が高く耐摩耗性、耐衝撃性に優れているア
モルファスシリコン（＆−５ｔ）が光電変換材料とし【
注目を集めており、太陽電池、薄膜トランジスタ、イメ
ージセンナ等とともに電子写真感光体への応用も検討さ
れている。

電子写真感光体、光導電層としてのａ−８１膜は、通常
、シラン類を用いたグロー放電分解法により形成される
が、このａ−ａｔ膜形成時に・、膜中に取り込まれる水
素の量により、その電気的、光学的特性が大きく左右さ
れる。すなわち、ａ−８ｉ膜中忙取り込まれる水素の量
′が多くなると光学的バンドギャップが大きくなり高抵
抗化するが、それに伴い、長波長に対する感度が低下し
てしまうため、半導体レーザのような長波長光源を用い
たレーザビームプリンタに使用する上で大きな問題とな
る。さらに、ａ−８，ｉ膜中の水素の含有量が多い場合
、成膜条件によっては（Ｓｉｎｇ）ｎ、　ＳｉＨ４の結
合構造を有するものが膜中で支配的となり、その結果ボ
イドな多く含み、シリコングングリングボンドが増大す
るため光導電性が悪化し、電子写真感光体として使用で
きなくなる欠点がある。

逆に、ａ−８１１１ｉＩ中に取り込まれる水素の量が低
下すると、光学的ギャップが小さくなり長波長光７対す
ゝ光感度１１増加す８も′・７す′１ンのダングリング
ボンドが補償されな（なるため、発生したキャリアの移
動度や寿命が低下し【しまい、やはり電子写真感光体と
して使用し難いものｋなりてしまう。

このように、ａ−８１層単独で、赤外光の長波長吸収の
できる電子写真感光体層構成したものは実用にならない
という欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の電子写真感光体の、かへる諸問題を解
決し、特に長波長を含めた広い波長領域に亘って高感度
で、かつ光導電層と支持体との密着性が良好で、耐環境
性に優れた電子写真感光体を提供するものである。

さらに本発明は、半導体レーザプリンタに好適な長波長
光に高感度で、電気的・光学的特性が常に安定してお・
す、かつ暗減衰による光疲労が少なく繰返し特性に優れ
た電子写真感光体を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、支持体上に光導電層を２層構造にし、表面側
の電荷発生層は光学的エネルギーギャップが小さく長波
長光を吸収できる光導電性材料で形成し、支持体側の電
荷輸送層は、前記電荷発生層より光学的エネルギーギャ
ップが大きく、かつ、成膜速度が速く暗抵抗（ｐｄ　）
の大きい光導電性材料で形成した電子写真感光体に関す
る。尚、光導電層と支持体の間には通常ブロッキング層
が形成される。

〔発明の実施例〕

以下、図示の実施例を参照して本発明を説明する。

電子写真感光体は、通常円筒状に形成されるものである
が、第１図及び第２図は、電子写真感光体の層構成を説
明するための一部断面図である。尚、重複説明を避ける
ため第１図と第２図の共通部分は同一符号を付しである
。

図において、支持体部はアルミ等の導電性基体で構成さ
れ、この支持体（ＩＩ上に１ブロッキング層ａ４、光導
電性の電荷輸送層Ｉ及び光導電性の電荷発生層ａＱが順
次重畳されている。第２図では電荷発生層（Ｌｅ上にさ
らに表面層０秒が設けられている。ブロッキング層ａの
は、コロナ放電を感光体にかけたときに支持体α〔に生
じるマイナスキャリアが光導電層中に注入し中和される
のを阻止するためのもので、通常、膜中に炭素（Ｃ）を
入れて高抵抗化するか、もしくはＰ型材料を用いてバン
ドギャップを大きくすればよい。

本実施例ではブロッキング層（１３をＰ型の炭化アモル
ファスシリコン（ａ−８ＩＣ）ｔ’用いているが、マイ
クロクリクリンシリコンもしくは酸化アルミニウムを用
い【もよい。尚、このブロッキング層の膜厚は、ａ−８
ＩＣ膜の場合、０．５乃至１μｍが好適であるが、１０
０人乃至１０μｍ程度の範囲で状況により適宜選定し得
る。

本発明は、とのブロッキング層（１ａ上に、夫々光学的
エネルギーギャップ（Ｅｇ”ｔ）の異なる光導電層を２
層形成したことを特徴とするものである。すなわち、表
面側の電荷発生層ａｅを光学的エネルギーギャップが小
さく長波長光に対して光吸収のある光導電性材料で構成
する一方、支持体側の電荷輸送層（１４）　）家、電荷
発生層αｅより光学的エネルギーギャップが大きく長波
長光の吸収はないものの、暗抵抗（ｐｄ）が大きく暗減
衰による光疲労が少なく、かつ、成膜速度が速く支持体
との密着性の良い光導電性材料で形成するものである。

本実施例では、この電荷発生層（Ｉｌ１９をマイクロク
リスタリンシリコン（μＣ−５ｔ）で形成し、ＩＥ　Ｗ
　輸送層（１４）ヲアモルファスシリコン（畠−８ｉ）
で形成している。アモルファスシリコン（＆−ｐｔ Ｓｔ）の光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ　　　　）は
１．６５乃至１．７０・■と大きいため、赤外光のよう
な長波長光は透過してしまうため、例えば７９０ｎｍの
長波長光源である半導体レーザを用いたプリンタに使用
することができない。これに対し、マイクロクリスタリ
ンシリコン（μＣｐｔ −８１）の光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ　　　）は
、膜厚にも関係するが、通常Ｌ１・Ｖと小さいため赤外
光を含む広い波長領域に亘りて光吸収ができる。

ところで、マイクロクリスタリンシリコンの　　　。

成膜速度は３μｍ／Ｈと比較的遅いという製造上の問題
がある。これに対し、アモルファスシリコンの成膜速度
は１５μｍ　／Ｈと速い上、暗抵抗（ｐｄ）がマイクロ
クリスタリンシリコンより多少高いため電荷保持能の点
で有利となるため、マイクロクリスタリンシリコンとア
モルファスシリコンの重層構造により、半導体レーザビ
ームプリンタに最適な電子写真感光体にすることができ
る。

本発明における電荷発生層のマイクロクリスタリンシリ
コン層ａｆ５ＶＣは、暗抵抗と明抵抗の比の調和をとり
、光導電性を良好にするため水素が０．１乃至３０原子
チ程度含まれるようＫすると良い。またマイクロクリス
タリンシリコン（μｃ−ｓｉ）層Ｉは、大部分の光を吸
収する膜厚として、５乃至１０μｍが好ましいが、０．
１乃至１０μｍの範囲で状況に応じ設定することができ
る。さらに帯電能を向上させるために周期律表第■族か
■族のいずれか一方の元素をライトドーピングさせるこ
ともできる。また、電荷輸送層のアモルファスシリコン
層Ｑ４も、帯電能を向上させ、電荷輸送と電位保持の両
機能をもたせるため、炭素、窒素及び酸素のうち少くと
もいずれか一つ以上を含有させることもでき、光導電性
を向上させるため水素を含ませても良い。

この電荷輸送層Ｉは膜厚１５乃至２０μｍにするのがコ
ｑす放電による表面電位ののりやすさの上で有利である
が、３乃至８０μｍ程度にすることもできる。

次に第３図を用いて、本発明の電子写真感光体の製造方
法を説明する。まずトリクレンで脱脂処理した直径８０
ｍｍ、長さ３５０ｍｍの大きさのアルミニウム製ドラム
基体０を反応容器（２）内の支持台（財）上に装填する
。必要に応じ、干渉防止のためにアルミニウムドラム基
体−表面を酸処理、アルカリ処理、もしくはサンドブラ
スト処理を行う。次いでゲートパルプ（７）を介して反
応容器の内を図示しない拡散ポンプにより排気し、約１
０　　Ｔｏｒｒの真空度にする。その後ヒータ翰の電源
を入れてドラム基体ａ３を均一に加熱し、基体−の温度
が３００℃に保持された後ゲートパルプＱ？）を閉じ、
ＳｉＨ４ガスの充填されているボンベ（１）の減圧弁（
５）を開け、流量調節パルプ（６）ｋより、５００ＳＣ
ＣＭの流量で５ｉｎ４を反応容器器内に導入する。この
時、ドラム基体ａ３は駆動モータ（至）により自転を行
なりている。

更に、ボンベ（２）（３）により同様の操作により、Ｂ
、Ｈ，、０Ｍ４をＢ、Ｈ，／８１Ｈ４＝　１０−”、　
１１００８ＣＣの割合でガス混合器（至）を介して反応
容器−に導入した後、ゲートパルプＱ？）を介して、図
示しないメカニカルブースターポンプとロータリーボ。

ンプにより反応容器器内を排気し、圧力をＩ　Ｔｏｒｒ
　ｉｆｔ調整する。次に１電源（ハ）により、高周波３
００ｗを円筒状電極αυに投入し、ドラム基体０と円筒
状電極の間ＩＣＳｉＨ４，Ｂ、Ｈ，，０Ｍ４のプラズマ
を生起させて、ドラム基体（Ｉ３上にブロッキング層と
してＰ形のアモルファス炭化シリコンを形成する。

続いて、ボンベ（２）の流量調節パルプ（７）をしぼり
、Ｂ、Ｔ１ｅ／　ｓ　ｔ　Ｈ４を１０−’Ｋｌ、、まり
ｃＨ４Ｈ４用量流量調節パルプ）を閉じ、反応圧力な１
．ＱＴｏｒｒに調整した後、電源（至）Ｋより３００・
、Ｗを投入し、電荷輸送層のアモルファスシリコン層を
形成する。

次に１ポンベ（１）及び（２）の流量調節パルプ（６）
と（７）を絞り、８１Ｈ４を２００８ＣＣＭ、ＪＨ６／
８１Ｈ４を１０−７にし、Ｒ１が充填されているボンベ
（４）の減圧弁（５）を開け、流量調節パルプ（９）Ｋ
より２ＢＬＭの流量でＨｌを反応容器＠に導入し、反応
圧力をＬ２ＴｏｒｒｌＣ調整後電源（至）Ｋより、２ｋ
ｖｒのパワーを投入して、マイクロクリスタリンクリコ
ン層を形成する。

最後に、表面保護層としてアモルファス炭化シリコン（
ａ−８ｉＣ）を形成し、第２図に示す、電子写真感光体
を形成する。尚、図中２５は真空計な示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明による電子写真感光体は、
発光波長が７８０乃至７９０　ｎｍの半導体レーザな用
いたプリンタに適して、長波長　　　　１光に対して高
感度で、かつ暗減衰による光疲労が少なく耐久性に優れ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の電子写真感光体の層構成を
説明するための一部断面図、第３図は本発明の電子写真
感光体を製造するための成膜装置の概略図である。 １０・・・導電性支持体、１２・・・ブロッキング層、
１４・・・光導電性電荷輸送層、１６・・・光導電性電
荷発生層、１８・・・表面層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体と、この支持体上に設けられたキャ
   リア注文阻止用ブロッキング層と、このブロッキング層
   上に形成された光導電性の電荷輸送層と、この電荷輸送
   層上に積層形成された光導電性の電荷発生層とを具備し
   、前記電荷発生層の光学的エネルギーギャップを前記電
   荷輸送層の光学的エネルギーギャップよりも小さくした
   ことを特徴とする電子写真感光体。
2. （２）前記電荷発生層をマイクロクリスリンシリコンで
   形成し、かつ前記電荷輸送層をアモルファスシリコンで
   形成した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。