JPS62121461A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS62121461A
JPS62121461A JP26171985A JP26171985A JPS62121461A JP S62121461 A JPS62121461 A JP S62121461A JP 26171985 A JP26171985 A JP 26171985A JP 26171985 A JP26171985 A JP 26171985A JP S62121461 A JPS62121461 A JP S62121461A
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JP
Japan
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layer
amorphous silicon
photoconductive
alumite
photoconductive layer
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Pending
Application number
JP26171985A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Mizukami
裕之 水上
Yasuhiko Hatake
康彦 畠
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • G03G5/02Charge-receiving layers
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    • G03G5/08214Silicon-based
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野) 本発明は、電子写真感光体に係り、特に、電子写真感光
体等の感光体ドラムに使用される電子写真感光体の@迄
に関する。
〔従来技術Jjよびその問題点〕
近年、セレン系感光体に代わるものとして、耐熱性、耐
摩耗性、無公害性、光感度特性に優れていることから、
アモルファスシリコン層あるいは、水素等をドーピング
したアモルファスシリコン層を光導電層に使用したアモ
ルファスシリコン系の電子写真感光体が注目されてきて
いる。
従来、アモルファスシリコン系の電子写真感光体として
は、支持体として、アルミニウムを使用し、この表面に
光導電層としてアモルファスシリコン層を形成したもの
が広く用いられている。このときアモルファスシリコン
はアルミニウムに対する付着力が充分でないことから、
通常、アルミニウムの表面に予め、アルマイト処理(1
S!化処理)と、該アルマイト処理によって形成される
アルマイト層表面の微孔を高圧水蒸気等にさらすことに
よって封孔する封孔処理ど、を施すことにより、安定で
アモルファスシリコンとの付着性の良好な表面状態をつ
くり出すようにしている。
ところで前記アルマイト処理は、アルミニウムの支持体
を′PjJ穫とし、電解液として硫酸あるいはシュウ酸
を用いた陽極酸化処理によって実施され、生成される陽
極酸化被膜は通常電解液による溶解作用を受は無定形の
酸化アルミニウムとなった多孔質部分(多孔層)と溶解
されずに残り結晶性の酸化アルミニウムとなった緻密な
部分(バリア層)との二重@造を有するアルマイト層と
なる。そして更に、後処理として封孔処理を施すことに
より、このアルマイト層のうち特に多孔質層は、結晶水
の加水された(ずなわち化学構造的に水を含む)ものと
なり全体的に体積膨張すると共に微細孔の封孔された安
定な表面となっている。
しかしながらこのようにして形成されたアルマイト層の
表面にアモルファスシリコン層からなる光導電層を堆積
した場合、このアモルファスシリコン層のアルミニウム
支持体に対する付着力も充分ではなく、電子写真感光体
としての光電特性はこれによって劣化する傾向にある。
更に、このようにして形成された支持体の表面に、光4
電層が形成されるわけであるが、帯電特性の向上のため
に通常、支持体と光導電層との間に電荷注入阻止層(あ
るいはw5壁層)を介在させる必要があるとされている
。そこで通常、例えば水素化アモルファスシリコン層(
a−8i:11)にホウ素(B)をドープすることによ
って形成される水素化アモルファスシリコ21層(特公
昭60−35059号公報参照)、あるいは、金属酸化
物(特開昭57−67936号公報参照、特開昭57−
104938号公報参照)等が介在せしめられている。
また、光4電層としては、水素含有量が10〜40原子
パーセント(at%)のアモルファスシリコン層が暗抵
抗あるいは光感度の而で良好であるとされている。(特
公昭6O−35059f3公報) しかしながら、このようなアモルファスシリコン系の感
光体は、いずれも帯電電位、暗減衰特性。
光感度の貞で十分とはいえず、また、環境変化に対する
画像特性の安定性も十分でないという不都合があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、光電特性お
よび耐久性に優れた電子写真感光体を提供することを目
的とする。
(問題点を解決するための手段) そこで、本発明では、光導電層として、アモルファスシ
リコンを使用した電子写真用感光体の支持体として、化
学構造的に結晶水を含まない無水の酸化アルミニウム層
(AΩ203)からなるいわゆる多孔質層を有するアル
マイト層を形成してなる純アルミニウムを使用するよう
にしている。
更に、本発明では、電子写真用の感光体において、種々
の実験の結果、光導電層としての水素化アモルファスシ
リコン層の水素含有量が従来は10〜4Qat%の範囲
が最適とされていたのに対し、20at%以下、特に望
ましくは5〜13%としたとき帯電特性が大幅に向上す
ることを〉で見し、光4電層の水素含有量を上記範囲に
とるようにしている。
また、該水素化アモルファスシリコン層の上層には表面
層としてアモルファスポロンナイトライド層を形成する
のが望ましい。
〔作用] 上述の如く、支持体表面を、無水の酸化アルミニウム層
からなるいわゆる多孔質層とすることにより、光電特性
を低下させることなく光導電体層としての水素化アモル
ファスシリコン層との密着性を高めることができる。
また、水素含有ff120at%以下の水素化アモルフ
ァスシリコンを光導電層として使用することにより帯電
特性が大幅に向上する。
更に、表面層としてのアモルファスボロンナイトライド
層は、電荷注入阻止1表面保護1反射防止の3つの機能
を発揮する。
〔実施例〕
以下、本光明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
この電子写真感光体は第1図に断面図を示す如く、支持
体として円筒状の適宜な形状に加工され、表面に結晶水
を含まないアルマイト図2の形成された純度99.5%
以上のアルミニウム1を用い、該アルマイト層の表面に
光導電層として水素含有率9.3atm%の水素化アモ
ルファスシリコン層3 (a−8i :H)、表面層と
して水素を含むアモルファスボロンナイトライド4 (
a−BN)を順次積IPiせしめてなるものである。
なお、(+js記アシアルマイ+−r4は膜厚100A
のバリア層と膜厚1μmの多孔質層の二車構造となって
いる。
次に、この電子写真感光体の製造方法について説明する
まず、支持体として円筒状等の適宜の形状に加工された
純アルミニウムを陽極とし、硫酸あるいはシュウ酸を電
解液として用いた電解処理を行なうことにより、第2図
(a)に示す如く、膜厚100Aのバリア層2aと膜厚
1μmの多孔質層2bとからなるアルマイト層2を形成
する。このときの電解電圧は10〜20V、電解時間は
2分〜30分、電解液の温度は10〜25℃、濃度は1
0〜20%、電流密度は1〜2 A / d mとした
続いて、第2図(b)に示で如くこのアルマイト層2に
何ら封孔処理を施すことなくそのまま、上記多孔質層2
bの表面に光導電層としてプラズマCVD法により、映
厚2oμm、水木含有吊9.3atm%のボロンドープ
の水素化アモルファスシリコン層3を着膜する。このと
きの着膜条件は、基板(支持体)温度:250〜450
℃。
反応ガス:シラン(S+H4)とジボラン(B21」6
)の混合ガス、ガス圧:0.1〜2torr。
ガス流ffi: 10〜500sccm、高周波周波枚
:13.56MHz、高周波電力=10〜1000Wと
する。
更に、この上層に、表面層として、プラズマCVD法に
より、アモルファスボロンナイトライド(a−BN)層
を形成する(第1図)。このときの着膜条件は、反応ガ
スどしてアンモニア(NH3)とジボラン(B21」6
)の混合ガスを用いる他は、上記光4電層の着膜条件と
同様にする。
このようにして形成された感光体は、光導電層3と支持
体1(厳密には多孔f1.層2b)との付着強度も十分
でありかつ、光電特性も極めて良好であった。
ここで、比較のために支持体(正確には支持体の表面の
層)のみを変化させた場合の光導電層との密着性につい
て表1に示“リ−0ここで″イヒ学@造的な水を含むア
ルマイト”とは、“″封孔処理″後の状態とする。この
表1からも明らかなように、純アルミニウム、ステンレ
ス、封孔処1!J’ (?のアルマイト層よりも、木光
明の“′化学@造的な水を含まないアルマイトx”tな
わち、1・1孔処理を行なわないで形成したアルマイト
層が密着性が良好であった。            
     ′表  I 表中、rOJは「優れている」ことを示し、「×」は「
劣っている」ことを示し、「Δ」は「優れてはいないが
実用上は特に支障を来たさない」ことを示すものとする
/″ /−′ 、− 7−′ また、陽極酸化によるアルマイト層の形成条件を変化さ
U、バリア層2aのvi!厚αと、多孔質層2bの膜厚
βとイ・1着力a3よび光電特性の関係を測定したもの
を表■に示す。表■にJ3いて、rOJは「V!Iれて
いる」ことを示し、rXJは「劣っている」ことを示し
、「Δ」は「侵れてはいないが実用上は特に支障を来た
さない」ことを示すものとする。
表  ■ この表■から、多孔質や1は厚い方が付着力の面からは
有効であるが、光電特性をも考慮すると、せい「い5μ
m程度までにおさえるのが好ましいことがわかる。また
バリア層は薄いほど良いが、10A〜500Aの範囲で
あれば光雷特性的に支障はない。
更にまた、支持体と光′fI雷層との間に介在せしめら
れる電荷注入N1止層の有無による表面電位の変化と、
光導電層の膜厚との関係を測定した結果を第3図に示す
。ここで実線aは電狗注入■止I台として水素化アモル
ファスシリコンP層を介在せしめた場合の光導電層と表
面電位との関係曲線、点Fllbはアルマイト層2の上
に直接光導電層を形成した場合の関係曲線であり、この
図から、電荷注入阻止層の有無によってはと/υど表面
電位の変化はないことがわかった。
また、光導電層の形成に際して、反応ガスの組成を変化
させていくことにより、水素化アモルファスシリコン層
中の水素fn(at%)を変化させて感光体を形成し、
これらについて水素量と帯電能<V/μ)との関係を測
定した。この結果を第4図に示す。縦軸は帯電能、横軸
は水素aとした。この図からも明らかなように、水素含
有aは20a t%以下、更に望ましくは5〜13aし
%、特に望ましくは7〜1Qat%の範囲にあるとき、
特に良好な結果を呈するということがわかる。
加えて、表面層に夫々、アモルファスボロンナイトライ
ド、アモルファスシリコンカーバイト(a−3iC>、
水素化アモルフ1スシリコン(a−8i:I」)を用い
±6.5KVのコロナ電圧を印加した場合の表面電位は
表■に示す如く、夫々700V、500V、300Vと
なッテおり、アモルファスボロンナイトライドを用いた
場合が極めて良好であることがわかる。
表  ■     ゛ このように、支持体として、表面に結晶水を含まないア
ルマイト層を形成せしめた純アルミニウム製の円筒を使
用し、これに光導電層としての水素含有率1〜20at
%の水素化アモルファスシリコン層、および表面層とし
てのアモルファスボロンナイトライド層を順次積層せし
めた感光体が付着力すなわち機械的強度、光電特性バに
極めて優れている。
なお、実施例では、支持体表面のアルマイト層におGプ
るバリア層の厚さαを100A、多孔質層の厚さβを1
μmとしたが、バリア層はなくてもよく、又できるだ【
プ薄い方が光電特性が改善されるが、アルマイト処理に
おいて必ず形成されてしまうものであるため10A≦α
≦500A。
0く055μmの範囲内となるように処理条件を選択す
れば良い。
また、光導電層の水素含有量CIIはC11≦20at
%、望ましくは5at%≦CI+≦13at%、特に望
ましくは7at%≦C(1≦10at%の範囲で適宜選
択すればよい。
更に、光4電層の膜厚しについても、5μm≦t≦80
μmの範囲内で適宜選択すればよい。
更にまた、光導電層中のボロンのドーピング昂について
も、10  at%〜lQ’at%の範囲内で適宜選択
すればよい。
加えて、表面層のアモルファスボロンナイトライドのボ
ロンと窒素との組成比はほぼ1対1となるようにするの
が望ましく、BN   としたと  1−x き0.2≦X≦0.8の範囲にとるようにする。
そして膜厚dについてし0.01μm≦d≦10μm、
望ましくは0.05μm≦d≦5μ仇とするとよい。
〔発明の効果] 以上説明してきたように、本発明によれば、支持体とし
て、表面に結晶水を含まないアル−マイト層を形成せし
めた純アルミニウムを使用し、これに光導電層としての
水素化アモルファスシリコン層を形成することによって
感光体を構成しているため、支持体と光導電層の密着性
が極めて良好である上、優れた光電特性をjnることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明実施例の感光体の断面@造を示す説明
図、第2図(a ) Jjよび(b)は、同感光体の製
造工程図、第3図は、光導電層の膜厚と表面電位との関
係を示す図、第4図は、光導電層中の水素量と帯電能と
の画先を示す図である。 1・・・純アルミニウム、2a・・・バリア層、2b・
・・多孔質層、2・・・アルマイト層、3・・・水素化
アモルファスシリコン層、4・・・アモルファスボロン
ナイトライド層。 第1図 第2図(Q) 第2図(b) 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面に無定形の無水酸化アルミニウムからなる多
    孔質層を形成してなる純アルミニウムから構成された支
    持体と、 該支持体表面に積層せしめられた光導電層とを具えたこ
    とを特徴とする電子写真感光体。
  2. (2)前記光導電層は、水素含有量20原子パーセント
    (at%)以下の水素化アモルファスシリコン層から構
    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. (3)前記光導電層は、水素含有量5〜13原子パーセ
    ント(at%)の水素化アモルファスシリコン層から構
    成されていることを特徴とする特許(4)表面に無定形
    の無水酸化アルミニウムからなる多孔質層を形成してな
    る純アルミニウムから構成された支持体と、 該支持体表面に積層せしめられた水素化アモルファスシ
    リコン層からなる光導電層と、 該光導電層上に積層せしめられた水素含有アモルファス
    ボロンナイトライド層からなる表面層とを具えたことを
    特徴とする電子写真感光体。
JP26171985A 1985-11-21 1985-11-21 電子写真感光体 Pending JPS62121461A (ja)

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