JPS62203164A

JPS62203164A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JPS62203164A
Application number: JP61045936A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kajikawa; 梶川　弘; Hidetaka Hayashi; 秀高林; Yoshihiko Onishi; 良彦大西; Katsuhiko Inoue; 勝彦井上
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1987-09-07

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、電子写真用感光体に関し、より詳しくは、電
子写真方式のＰＰＣ複写機、レーザプリンタ、ＬＥＤプ
リンター等用の感光体として好適な、高感度で長寿命な
ａ−３ｉ電子写真用感光体に関する。

［従来の技術］近年、ＳｉＨ４ガスのグロー放電分解法により作成され
たアモルファスシリコン（以下ａ−９ｉと記す）は、Ｓ
ｅ系の光導電材料に比べて、長波長感度、膜強度、耐熱
性に秀れ、無公害材料であることから、電子写真用光導
電材料として注目されている。

従来かかる電子写真用感光体としては以下に示すものが
知られている。

（１）特開昭５７−１１５４４２号公報本公報は、ａ−
３ｉを光導電材料に利用したａ−３ｉ感光体の従来技術
における最も一般的な構造について言及している。この
感光体は第３図に示すように、導電性支持体１、ｐ型ａ
−５Ｌよりなる障壁層２（支持体からの電荷注入を阻止
する）、ｉ型ａ−３ｉよりなる光導電層３（光キャリア
の発生・輸送を行なうための層）、アモルファスシリコ
ンカーバイド（以下ａ−ＳｉＣと記す）よりなる表面保
２〜Ｆ！ｊ４（表面からの電荷注入阻止と耐コロナ衝撃
性および耐摩耗性を高めるための層）の４層からなって
いる。

ａ−ＳｉＣは、グロー放電ガス分解法で作成し易く、ま
た障壁層としての十分な体蹟抵抗と比較的高い硬度を有
しており、本技術ではこれを表面保３ＷＩ４に採用して
いる。

（２）特開昭５７−１１４１４６号公報本公報は、第４
図に示すように、導電性支持体１、光導電！：！Ｉ３、
表面保護層４の３層からなるａ−３ｉ感光体について言
及している０本技術においては表面保護層４にアルゴン
イオンボンバードメントを伴うレーザ蒸着法により、ダ
イアモンド性カーボン膜を採用している。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、我々の研究の結果、従来の上記技術は次のよう
な問題点を有していることがわがった。

特開昭５７−１１５４４２号公報（１）ａ−ＳｉＣの表面保護層４は硬度が十分でない（
モース硬度６．５）、従って、用紙の詰りゃクリーニン
ングブレードなどにより、表面に傷が付いたり、摩耗す
るため、光感度、印字品質が比較的短期（５万枚以下）
に劣化する。

（２）　　ａ−５ｉ　Ｃ（７）表面保護層４はａ−３ｉ
よりなる光導電層３との屈折率の比から、半導体レーザ
波長（７５０〜８３０ｎｍ）での反射率を３％以下に低
減できず、光感度の向上の障害になっている。

（３）第５図にａ−５ｉ感光体の、反射率と表面保護層
の膜厚との関係を示すグラフを示すが、第５図に示すよ
うにａ−ＳｉＣの表面保Ｆ［４では、反射率が極小値を
とる膜厚の前後で反射率の変化が大きい、従って、反射
率をある目標値に納めようとする場合、膜厚制御に高い
精度が要求され、このことが成膜作業上の問題点になっ
ている。

特開昭５７−１１４１４６号公報ダイヤモンド性カーボン膜は製法が特殊であり、ａ−５
ｉを形成する時に利用するスパッタ法、グロー放電ガス
分解法などと整合性が悪く実用的でない、また、この方
法では、電子写真用感光体のような大面積に均一な膜を
形成することは極めて困難である。

［問題点を解決するための手段］上記問題点は、光導電部材用の支持体と、該支持体上に
設けられたアモルファスシリコン（以下ａ−３ｉと記す
）よりなる光導電層とを有する電子写真用感光体におい
て、アモルファスシリコンカーバイド（以下ａ−ＳｉＣ
と記す）よりなる第１層と、最外層たるアモルファスカ
ーボン（以下ａ−Ｃと記す）からなる第２層とよりなる
表面保護層膜を設けたことを特徴とする電子写真用感光
体によって解決される。

本発明における光導電部材用の支持体は導電性でも電気
絶縁性でもよい、その材料は一般的に用いられるもので
よい。

本発明においては、支持体上にａ−５ｉよりなる光導電
層が設けである。この光導電層は一般的に用いられる方
法、たとえば、グロー放電法、スパッタリング法等の方
法により形成すればよい。

本発明においては、ａ−Ｃよりなる第１層とａ−ＳｉＣ
よりなる第２居の２層構造の表面層を設けである。

この２居のうちａ−Ｃは最外層を形成する。

ａ−Ｃ膜の形成方法は特に限定されず、たとえば、グロ
ー放電を利用したプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法
等を用いればよい、これらの方法のうちでも特に、グロ
ー放電法が好ましい、グロー放電法の中でも、感光体側
をアース電位にして、電極にＲＦ定電力正バイアス用の
ＤＣ電力を重畳するＲＦ−ＤＣ混合グロー放電ガス分解
法を利用することが好ましい、このような、ＲＦ−ＤＣ
Ｈ合グロー放電ガス分解法により感光体の全長にわたり
均一な高硬度ａ−Ｃ膜を形成することができ１画質も均
一にすることができる。

一方、原料ガスとしては炭化水素ガスを用いればよい、
炭化水素の種類は特に限定されないが。

たとえば、エチレンＣ２Ｈａ、メタンＣＨｓ、エタンＣ
２Ｈ６、プロパンＣ３Ｈａ　、アセチレンＣ２Ｈ２等を
用いればよい。

また、炭化水素にＡｒ及び／又はＨ２を混合してもよい
、特にＣ２Ｈａ　とＡｒを混合した場合には、ａ−Ｃ膜
の膜厚分布を±５％以下にできる。

なお、光導電層と表面保護層との間には、必要に応じ他
の居、たとえば特開昭５７−１１５４４２号公報に開示
されているような障壁層等を設けてもよい。

また、残留電位が少なく、かぶりのない画像を得るため
にはａ−Ｃ膜及びａ−ＳｉＣ膜の厚さは０．０５〜１弘
ｍが好ましい。

最適には、ａ−Ｃ膜厚とａ−ＳｉＣ膜厚との合計を２５
０〜６００ｎｍとすることにより残留電位が少なく、か
ぶりのない鮮明な画像を得ることができる。

たとえば半導体レーザ光（７８０ｎｍ）に対しては、ａ
−ＳｉＣ膜厚１２０ｎｍ、ａ−Ｃ膜厚１４０ｎｍ、ある
いは、ａ−ＳｉＣ膜厚１１０ｎｍ、ａ−ＣＷ２厚１５５
ｎｍに選んだ場合には表面での反射率を０．１％以下（
実質的に０％）にすることができる。

［実施例］第２図は本発明の一実施例に係る電子写真用感光体のａ
−Ｃ膜の成Ｗ２装置の一例の概略図を示し、２１は排気
口２１ａと導入孔２１ｂとが設けられた減圧室であり、
同室２１内には基板加熱ヒータ２２の周囲に円筒状の基
板２３及びフィルター回路２４及びスイッチ３２を介し
て正の直流バイアス電圧を印加する直流Ｔｆｌ源２５と
マツチング回路２６を介して富岡波電圧を印加する高周
波電源２７に結線した円筒状の電極２８が同心円状に配
設せしめられている。尚、本実施例においては、導入孔
２１ｂが電極２８に側設された管として減圧室２１の外
部へ導かれており、間管を結線として利用している。更
に本実施例においては、電極と基板間に均一なプラズマ
を発生させる目的で電極２８と基板２３の対向空間２９
を側部から覆うように、電極２８の両端部にアースメツ
シュ３０が設けられている。

ここで、まず減圧室２１から排気口２１ａを通じて空気
が抜かれ高真空状態にする０次に基板加熱ヒータ２２に
より基板２３を加熱し一定温度に保つとともに、導入孔
２１ｂからはＡｒガスが添加されたＣ２　Ｈｓガスが供
給されて減圧室ｚｌ内は１０Ｐａに保たれる。そして、
電極２８に正の直流バイアス電圧１６０Ｖと高周波電力
ｔｏｏｗを印加すると、基板２３と電極２８との間にグ
ロー放電が生じ、減圧室２１内のガスがグロー放電分解
によってプラズマ種に解離し、プラズマ種が基板２３の
表面に付着してアモルファスカーボン１原がＪｉ［され
ることになる。

尚、同装置により、ｐ型およびｉ型ａ−Ｓｉ層、および
ａ−ＳｉＣ層を形成することができる。その場合ＤＣバ
イアス回路用スイッチ３２を開にしてＤＣバイアス回路
を゛電極がら切離し、ｐ型Ｓｉ層の場合ＢＺ　Ｈ６をド
ープした５ｉＨｉガスを、Ｉ型Ｓｉ層の場合ｉｏｏ％５
ｉＨａガスを、また、ａ−ＳｉＣ層の場合ＣＨ４と５ｉ
Ｈａガスをそれぞれ原料ガスとし、基板２３と電極２８
との間に高周波電力を印加することにより各層を形成す
ることができる。

かかる装♂を用い、第１表に示す成膜条件により、第１
図に示す感光体を作成した。すなわち。

導電性支持体ｌ上に厚さ５ｐｍのｐ型ａ−３ｉよりなる
障壁層２を形成し、その上に厚さ３０ＪＬｍのｉ型ａ−
３ｉよりなる光導電層３を形成し。

さらにその上に厚さ１２０ｎｍのａ−ＳｉＣよりなる第
１７３４　ａと、厚さ１４０ｎｍのａ−Ｃよりなる第２
層４ｂとの２層構造からなる表面保護層４を形成した。

なお、本例で示す感光体はシリンダー状の感光体である
。しかし、かかるシリンダー状の感光体に限らず他の形
状の感光体についても本発明は適用可能である０例えば
平面状感光体に対しては、平行平板電極型のプラズマＣ
ＶＤ装置を使用することにより本発明が適用できる。

以上のようにして作成した感光体は、半導体レーザー１
侵（７８０ｎｍ）での反射率を約０．１％まで低減する
ことができた（第５図参照、なお、第５図において本実
施例の２層構造の表面膜についてはａ−ｓ　ｉ　Ｃ）３
の厚さｄをパラメーターにいている。）。

この感光体の？ｉ′を電減衰特性を露光光源波長７８０
ｎｍで測定したところ、受容電位７５０ｖ、光感度（Ｅ
ｓｏ）　１　、３４　ｃｔｎ’／ｅｒｇ、残留電位３０
ｖであった。

また、この感光体をレーザダイオードプリンタ（レーザ
波長７８０ｎｍ）に実装して画像形成試験を行なったと
ころ、鮮明でかぶりのない画像を得ることができた。

さらに繰り返し１０万枚複写しても画像の劣化は認めら
れなかった。

尚、この実施例におけるａ−Ｃ膜の硬度はモース硬度で
７．５から８．５の間にあり十分すぎるくらいの硬度で
ある。

尚、原料ガスとして、メタンＣＨ４，エタンＣ２１（６
，プロパｙ　Ｃ３Ｈａ　、　７　セ＋　レンＣ２Ｈ２等
一般の炭化水素を用いても、何れの場合もモース硬度７
．５以上、膜厚の均一性±５％以下の極めて均一で硬質
のアモルファスカーボン膜が得られた。

［発羽の効果］本発明では１表面保護層として高硬度ａ−Ｃ膜（％−ス
硬［７，５〜８．５）を採用したので、゛感光体の＃摩
耗性を向上させることができた。

また、ａ−Ｃ膜は耐コロナｌ！７撃性が高く、感光体の
光感度と印字品質の劣化を長期にわたり（１０万枚以上
）、防止することができるようになった。

さらに、ａ−ＳｉＣとａ−Ｃとの２層構造の表面保護層
では、反射率が極小値をとる膜厚の前後で反射率の変化
が小さい（第５図）ので、反射率をある目標値に納めよ
うとする場合の膜厚制御が容易であり、成膜作業上の問
題の一つが解決できた０例えば、全体の表面保護層の厚
さを２５０ｎｍ程度にした場合、λ＝７８０ｎｍの光に
対し、、５％以下の反射率を与える膜厚は、ａ−ＳｉＣ
の場合、８０±８ｎｍ、および２４０±８ｎｍ、一方、
ａ−ＳｉＣとａ−Ｃとの２居構造の場合ａ−ＳｉＣの厚
みを１２０ｎｍとするとａ−Ｃの厚みを１４０ｎｍ±２
５ｎｍ、逆に、ａ−Ｃ（１）厚みを１４０ｎｍとすると
ａ−ｓｔｃの厚みを１２０±２４ｎｍとすることで対応
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る感光体の一部断面図
である。第２図は、本発明の製造装置の一例を示す概略
図である。第３図及び第４図は従来例を示す断面図であ
る。第５図はａ−Ｃ膜とａ−ＳｉＣＩＩ！２ｃ７）層構
造の膜厚と、ａ−３ｉ膜の膜厚と反射率と表面保護層の
膜厚との関係を示すグラフである。１・・支持体、２・・障壁層、３・−光導電層、４・・
表面保護層、４ａ・・ａ−ＳｉＣ第１層、４ｂ・・ａ−
Ｃ第２層、３１・・基板エクステンダ、３２・・００３
４７７回路用スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導電部材用の支持体と、該支持体上に設けられ
たアモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）よりな
る光導電層とを有する電子写真用感光体において、アモ
ルファスシリコンカーバイド（以下ａ−ＳｉＣと記す）
よりなる第１層と、最外層たるアモルファスカーボン（
以下ａ−Ｃと記す）からなる第２層とよりなる表面保護
層膜を設けたことを特徴とする電子写真用感光体。
（２）ａ−Ｃ膜の厚さとａ−ＳｉＣ膜の厚さがそれぞれ
０．０５〜１μｍである特許請求の範囲第（１）項記載
の電子写真用感光体。
（３）ａ−Ｃ膜厚とａ−ＳｉＣ膜厚との合計が１００〜
６００ｎｍである特許請求の範囲第（２）項記載の電子
写真用感光体。
（４）ａ−Ｃ膜の形成において感光体側をアース電位に
して、電極にＲＦ電力と正バイアス用のＤＣ電力とを重
畳するＲＦ−ＤＣ混合グロー放電ガス分解法を利用した
特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれかに
記載の電子写真用感光体。
（５）ａ−Ｃ膜の形成において、感光体側をアース電位
にし、さらに電極両端の開放部をアース電位にした導電
性メッシュで覆い、電極にＲＦ電力と正バイアス用のＤ
Ｃ電力とを重畳するＲＦ−ＤＣ混合グロー放電ガス分解
法を利用した特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項
のいずれかに記載の電子写真用感光体。
（６）原料ガスとして、炭化水素、炭化水素とＡｒ若し
くはＨ＿２、又は、炭化水素とＡｒとＨ＿２を使用する
特許請求の範囲第（４）項乃至第（５）項記載の電子写
真用感光体。
（７）原料ガスとして、Ｃ＿２Ｈ＿４とＡｒを使用する
特許請求の範囲第（６）項記載の電子写真用感光体。