JPS62198870A - 電子写真感光体の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、アモルファスシリコンを主体とした電子写真
感光体の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 現在、実用化されている電子写真感光体は、アモルファ
スセレン（ａ−５ｅ）やアモルファスセレンひ素（ａ　
−Ａｓ２　Ｓｅ３　）等のセレン系材料、硫化カドミウ
ム粉末を樹脂中に分散したＣｄＳ系材料、および有機系
材料を用いたものに大別できる。

これらの内、セレン系材料およびＣｄＳ系材料を用いた
感光体は、耐熱性、保存安定性に問題があシ、また毒性
を有するため簡単に廃棄することができず、回収しなけ
ればならないという制約がある。また、有機系材料を用
いた１６光体は保存安定性および毒性に関しては問題が
少ない反面、耐久性において他の材料を用いた感光体よ
り劣っている。

一方、アモルファスシリコンを主体とした電子写真感光
体（以下ａ　−Ｓ　ｉ感光体と略記する）は、優れた光
感度、耐久性、耐熱性、保存安定性、無公害性など電子
写真感光体として理想的な特性を兼ね備えているため、
最も重要な感光体の一つとして注目されている。しかし
ながらａ−５ｉ悪感光は、セレン系、ＣｄＳ系、有機系
等の感光体には見られなかった新たな問題点を有してお
シ、その実用化にあたって大きな障害となっている。

この問題点の一つはコピー上に現われる白斑である。ａ
−５ｉ悪感光以前の従来の電子写真感光体の場合、コピ
ー上の白斑は、通常絶縁破壊によるものと考えられる。

しかしながらａ−５ｉの場合、絶縁破壊によるものの他
に膜の異常成長が原因となった画像白斑が存在し、この
画像白斑が大勢を占めている。

通常、ａ−５ｉを主体とした電子写真感光体は真空槽内
にモノシランガスあるいはジンランガス等の原料ガスを
導入し、高周波常圧印加によるグロー放電を行うことで
、前記原料ガスを分解し、導電性支持体上にアモルファ
スシリコンヲ主体とする感光膜を堆積させる、いわゆる
プラズマＣＶＤ法によシ製造されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このようなプラズマＣＶＤ法によシ作製
したａ−５ｉ悪感光には、通常、感光膜全域にわたって
直径数μ？ＦＬ〜１００μｍの導電性支持体上の微少な
異物が原因で発生したイボ状突起様の膜欠陥が見られる
。このような膜欠陥は、感光体を電子写真プロセスに適
用した際に、白斑、白抜は等の著しい画像欠陥となって
現れることがあり、特に、高湿雰囲気中においては、２
０μｍ程度の微小な膜欠陥であっても大きな画像欠陥を
ひきおこすため、重大な問題となっている。したがって
、上記の膜欠陥の発生を極力抑えることが強く望まれて
おシ、現状では膜の異常成長を少なくするために、支持
体表面の清浄化及び成膜反応室内の清浄化を行ない極力
異常成長の原因となる異物を除去することで対策をとっ
ている。

しかしながら、このような方法には限界があり、清浄化
のみで完壁に異常成長の原因となる異物を除去すること
は不可能である。

本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであり、画像
白斑の原因となる膜欠陥のない、信頼性の高い電子写真
感光体の製造方法を提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段及び作用〉上記の目的を
達成するため、本発明は、７七ルフアヌシリコンを主体
とした電子写真感光体の製造方法において、真空反応槽
内に少なくとも炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを含むフッ
化炭素系ガスを導入し、高周波電界を印加することによ
り得られるグロー放電プラズマ中に導電性支持体表面を
さらす工程と、真空反応槽内に酸素（Ｏ□）ガスを導入
し、高周波電界を印加することにより得られるグロー放
電プラズマ中に上記の導電性支持体表面をさらす工程と
、上記の両工程を経過した後、上記の導電性支持体上に
アモルファスシリコンヲ主体とした層を堆積する工程と
を含むように構成しでいる。

即ち、本発明の特徴は、主としてプラズマＣＶＤ法によ
り導電性支持体上にアモルファスシリコンを主体とする
電子写真感光体を作製する場合の電子写真感光体の製造
方法において、アモルファスシリコンを主体とする電子
写真感光体を導電性支持体上に堆積する直前に、前記の
導電性支持体をフッ化炭素系ガスによるグロー放電プラ
ズマにさらし、その後更に酸素ガスによるグロー放電プ
ラズマにさらす点にある。

なお、本発明は、プラズマＣＶＤ法以外に、スパッタ法
、蒸着法等の真空槽内でアモルファスシリコンを主体と
する電子写真感光体を作製する場合にも適用可能である
。

前述のように、画像白斑になる膜欠陥の原因は、導電性
支持体上の付着異物であるが、この付着異物は、導電性
支持体（通常アルミドラム）の切削、洗浄、真空反応槽
内装着、真空槽排気、支持体の加熱等の製造の各工程に
おいて、付着する可能性があシ、各工程で付着した異物
は、その物性において異なった性質を有する可能性があ
る。本発明者らが各工程における異物の発生状況を調べ
、付着異物を分析した結果、主にシリコン系化合物及び
炭素系化合物であることが判明した。

半導体プラズマプロセスの技術において、単結晶シリコ
ン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化シリコンは、ハ
ロゲン化炭素カス（ＣＦ　４　、　Ｃ２Ｆ６゜Ｃ３Ｆｌ
ｌ　、ＣＨＦ３．ＣＨ２Ｆ２　、ＣＨ３Ｆ、ＣＣｌ５Ｆ
。

ＣＣＩ２Ｆ２．ＣＣＩＦ３．ＣＣ１４）でプラズマエツ
チングが可能であることが知られている。本発明におい
ては、これを適用し導電性支持体上の付着異物を除去し
た後、良好な特性を有するアモルファスシリコンを主体
とする電子写真感光体が作製されうろことを見い出し、
更にハロゲン化炭素ガスプラズマエツチングによって生
じた弊害に対する対策も付は加えるようにしたものであ
る。

通常導電性支持体は構成主元素がアルミニウムであり、
付着異物を除去するためにグロー放雷プラズマを発生さ
せると、付着異物だけでなく導電性支持体（例えばドラ
ム）も放電にさらされ、エツチングガスによるエツチン
グを受ける。ハロゲン化炭素ガスを使用したところ、シ
リコン系化合物のみならず炭素系化合物も除去され清浄
なドラム表面を得ることができることが判明した。しか
しながら新たな問題として、例えば、塩素系炭素ガスを
使用した場合は、アルミニウムドラム表面の荒れが著し
く、その上にアモルファスシリコンを主体とする電子写
真感光体を作製した場合、かえって、その荒れが原因の
膜欠陥が発生し、例えどのよう攻エツチング条件を選ん
でもその問題を回避することはできないことが判明した
。フッ化系炭素ガスを用いた場合は、グロー放電プラズ
マを発生させる供給電力及びプラズマにさらす時間を最
適化することによ゛って、アルミニウムドラム表面の荒
れを問題の生じない範囲まで少なくすることができるこ
とが判明した。しかしながら他の問題として、清浄化さ
れたドラム表面に炭素系の残渣が生じ、その上にアモル
ファスシリコンヲ主体とする電子写真感光体を作製した
場合、感光体膜のハクリ及び電気的特性の劣化が生じる
ことが判明した。その残渣を除去するために酸素（Ｏ２
）ガスによるグロー放電プラズマにさらしたところ、そ
の上に作製したアモルファスシリコンを主体とする電子
写真感光体は、良好な電子写真特性及び画像特性を有し
ているものが得られた。

ただし、必要以上に０２プラズマにさらした場合、やは
り表面の荒れ、及びドラム表面の酸化に起因すると考え
られる、膜欠陥、膜ハガレ、電子写真特性の劣化が生じ
、良好な特性になるように適切に０２プラズマ条件を設
定する必要がある。

〈実施例〉 次は具体的に実施例をあげて本発明を説明する。

先ず、本発明により作製されるアモルファスシリコンを
主体とする電子写真感光体の構成について説明する。

第１図は一般的なａ−５ｉ感光体の構造例を示す模式図
であり、同図において、１は基板（導電性支持体）、２
は基板側の電気的ブロッキング層、３は光導電層、４は
表面の電気的ブロッキング層である。この表面ブロッキ
ング層４は表面保護の機能をもち、アモルファスシリコ
ンに窒素又は炭素を添加したバンドギャップの大きい膜
で構成しており、その膜厚はｏ、ｏｏｓ〜０．３μｍで
ある。

基板側ブロッキングＭ２は、基板１からの電荷の注入を
阻止するためにアモルファスシリコンにホウ素又はリン
を添加した１〜５μｍの層で構成する場合と、バンドギ
ャップの大きいアモルファス窒化シリコン又はアモルフ
ァス炭化シリコンの層で構成する場合があり、後者の場
合の膜厚は０．００５〜０．３μｍである。光導電層３
は窒素、リン、ホウ素を適宜添加し、それらの濃度分布
は電子写真特性を向上させるように最適化されたアモル
ファスシリコン層で構成している。

実施例　１ 通常アモルファスシリコンを主体とする電子写真感光体
を作製する場合、導電性支持体としてはアルミニウムド
ラムを使用している。このアルミニウムドラムを表面粗
度０．３〜０．０５μｍに切削し、洗浄工程を経て、プ
ラズマＣＶＤ装置内に装着する。プラズマＣＶＤ装置は
容量結合型を用い十分に清浄された装置である。又、洗
浄装置及びプラズマＣＶＤ装置はクラス１００のクリー
ンルーム内に設置されている。ドラムを装着した後、真
空反応槽を真空（例えば１０−３ｔｏｒｒ　）排気し、
導電性支持体の予備加熱（２００〜３００’Ｃ）を行う
。その後ＣＦ、ガスを真空反応槽に導入し高周波電界を
印加しＣＦ４　プラズマを発生させドラム上に付着した
異物のエツチングを行う。

エツチング条件はＣＦ、流量＝　２００　ｓｃｃｍ、反
応ガス圧＝１．５　ｔｏｒｒ　、基板温度＝　２５０　
℃とし、ＲＦパワー密度及びエツチング時間をパラメー
タとし付着異物が十分除去され、がっ嘆欠陥の原因とな
る荒れが生じない条件を調べた結果、以下の表１のよう
になり、適正条件範囲が存在し念。

○・・・良好（付着異物が十分除去され、かつ、荒れの
ない条件）×・・・不良（付着異物が除去されない、あ
るいは荒れが出る条件）表　Ｉ　　ＣＦ４エツチング条
件 このように、導電性支持体をＣＦ、エツチングガスによ
るグロー放電プラズマにさらすと、導電性支持体表面に
付着したシ゛リコンと水素よりな１ポリマ一状化合物等
の付着異物は完全に分解され除去される。

このＣＦ、エツチング工程は支持体加熱工程の前あるい
は途中に行ってもよい。又、反応ガス圧が０．１〜２．
０ｔｏｒｒの範囲及び基板温度が２０〜３００℃の範囲
で同様の良好な結果が得られた。

またエツチングガスとしては、前記したＣＦ４の他に、
Ｃ２Ｆ６　＊　Ｃ３Ｆ６等のフッ化炭素ガスを用いても
同様の良好な結果が得られた。

このようなＣＦ、ガスによるエツチングを行ったものに
は残渣が生じ悪影響を及ぼすことがあるので、上記の表
１に示したもので良好な特性の得られたものについて、
次に０２ガスを真空槽内に導入し、高周波電界を印加し
、グロー放電プラズマを発生させ、支持体を０２プラズ
マにさらし、その後第１図に示すようなアモルファスシ
リコンをＪ、、ｆとする電子写真感光体を従来公知の成
膜条件にて作製した。

数種の０□プラズマ条件で支持体を処理した後、作製し
た感光体を複写機に実装し、実写試験を行ったところ７
０万枚目のコ、ピー上にも白斑が全く見られなかった０
２プラズマ条件が存在した。その結果を表２に示す。も
ちろん膜のハクリ電気的特性の劣化がある０２プラズマ
条件は不良とした。

○・・・良好　、　×・・・不良 表２０２プラズマ条件 なお、この０２プラズマに支持体をさらす工程について
、０．１〜５．０ｔｏｒｒの反応ガス圧及び２０〜３０
０℃の基板温度の範囲においても同様の良好な結果が得
られた。

実施例２ 実施例１と同様のプロセスを経て、ＣＦ、ガスの代シに
ＣＨＦ、ガスを真空反応槽内に導入し、ＣＦ　４ガスを
用いた場合と同様な処理を行った。

反応ガス圧＝　１．５　ｔｏｉｒ　、基板温度＝　２５
０　’ＣとＬ、ＲＦ’／＜ワー密度及、びエツチング時
間をパラメータとした結果を、表３に示している。

○・・・良好　　、　×・・・不良 表３　　　ＣＨＦ３　エツチング条件 またエツチング条件を０．１〜２．Ｏｔｏｒｒの反応ガ
ス圧、２０〜３００℃の基板温度の範囲で変化させても
同様に良好な結果が得られ、更にガスとしてＣＨＦ３以
外にＣＨ２Ｆ　２　、ＣＨ３Ｆを用いても同様に良好な
結果が得られた。ただし、水素を含むフッ化炭素ガスは
水素を含まないフッ化炭素ガスに比べて良好な特性の得
られる条件範囲が狭い。

次に、表３に示したもので良好な特性のものについて実
施例１と同様に０２プラズマ処理を行いその後アモルフ
ァスシリコンを主体とする電子写真感光体を作製し、実
機テストを行ったところ、良好な電子写真特性を得る０
２プラズマ条件として、実施例１と全く同様の結果が得
られた。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によればフッ化炭素ガスプラズマ及
び酸素ガスプラズマで導電性支持体の表面を順次処理す
ることにより、その支持体上に作製されるアモルファス
シリコンを主体とする電子写真感光体の画像白斑を減少
せしめることが出来膜欠陥のないアモルファスシリコン
感光体を製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はアモルファスシリコン感光体の構造例を示す模
式図である。 １・・・導電性支持体、　２・・・基板側ブロッキング
層、　３・・・光導電層、　４・・・表面ブロッキング
層。 代理人　弁理士　　杉　山　毅　至（他１名）フεル方
ズシ９コシ枢右率−炙裡 第１図 ４枯７編所ングン１ ３敗４ｔ４ Ｊ・Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アモルファスシリコンを主体とした電子写真感光体
   の製造工程において、 真空反応槽内に少なくとも炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）と
   を含むフッ化炭素系ガスを導入し、高周波電界を印加す
   ることにより得られるグロー放電プラズマ中に導電性支
   持体表面をさらす工程と、 真空反応槽内に酸素（Ｏ＿２）ガスを導入し、高周波電
   界を印加することにより得られるグロー放電プラズマ中
   に上記導電性支持体表面をさらす工程と、 上記両工程を経過した後、上記導電性支持体上にアモル
   ファスシリコンを主体とした層を堆積する工程と、 を含んでなることを特徴とする電子写真感光体の製造方
   法。