JPS62210471A

JPS62210471A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS62210471A
Application number: JP61054531A
Authority: JP
Inventors: Shiro Narukawa; 成川　志郎; Yoshimi Kojima; 小島　義己
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1987-09-16

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、非晶質シリコン系光導電層を有する電子写真
感光体の改良に関するものである。

〈従来の技術〉非晶質シリコン（以下、ａ−８ｉと記す〕は、表面硬度
が硬く、また可視光に対して良好な光感度を有すること
から、電子写真感光体としての利用が期待されている。

ａ−８ｔ悪感光は、最も一般的には、真空槽内にモノシ
ランガスあるいはジシランガス等の原料ガスを導入し、
高周波電力印加によるグロー放電を行うことで、前記原
料ガスを分解し基体上に非晶質シリコンを主体とする感
光層を堆積させる、いわゆるプラズマＣＶＤ法にょシ製
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ａ−８ｉ悪感光を複写機に装
着して繰り返し使用した場合、感光体表面が劣化してい
くという現象が観測され問題となっている。この劣化は
、繰９返１使用することにより、感光体表面が湿度に対
して敏感になり水分を吸着しやすくなる結果、表面抵抗
が下がって表面電荷が横方向に流れるいわゆる画像流れ
という現象として観測される。この現象は、表面層に用
いられる材料の種類（ａ　−８１１−ｘＣｘａ　Ｌ　ａ
−８ｔ　１−ｘＮｘ：Ｈ＋　ａ−８ｉ１−ｘＯＸ：Ｈ等
）によらず同様に現われる。このような画像流れの現象
はＳｅ系感光体や有機感光体においても同様に見られる
が、これらの感光体は軟く、劣化した表面層を機械的に
取シ除くことが可能である。ところが、ａ−８ｉ悪感光
においては、ａ−８ｔ固有の性質によシ機械的に処理す
るのが困難であり、フッ硝酸によってａ−８ｉ悪感光の
表面をエツチング処理するという化学的な処理方法が提
案されているが、抜本的な対策とは言えず、画像流れを
完全に防止する方法は、現在のところ、見出されていな
いのが現状である。

本発明は、上記の点に鑑みて創案されたものであシ、画
像流れを有効に防止した電子写真感光体を提供すること
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ａ−８ｔ系光導電層を有する電
子写真感光体において、非晶質窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）
膜で形成された表面層を備えてなるように構成している
。

即ち、本発明は、表面層として従来用いられているａ−
３ｉ系絶絶縁材料（ａ　−８１１−Ｘ　Ｃｘ　：　Ｈ＋
　ａ　−８ｉ　１−ＸＮｘ：Ｈ，ａ　−８ｉ　１．Ｏｘ
：Ｈ等）と同程度か、それ以上の硬度を有し、実施態様
として例えば水素のみ、ハロゲンのみ、あるいは水素と
ハロゲンの両方を含有する非晶質窒化ホウ素膜を用いる
ことによシ、高温高湿下（気温〜３０℃、相対湿度〜８
５％）での連続複写においても画像流れを生じないよう
にしたものである。

〈実施例〉本発明の詳細な説明に先立って、まず、画像流れが発生
する原因について検討を加える。

ａ−８ｔ悪感光は、アルミニウム（Ａｔ）等の４１１Ｅ
性基体からの注入を防ぐブロッキング層、光導電層、表
面層などからなる積層構造が一般に用いられている。そ
して、表面層には、ａ−８ｉ系絶絶縁材料（ａ　−８ｉ
　□−ｘＣｘ：Ｈ＋　ａ　−８ｉ　１−ｘＮｘ：Ｌ　ａ
　−３ｔ　１−ｘＯｘ：Ｈ等）が使用されておシ、必要
に応じて、水素（Ｈ）の代わりにフッ素ＣＦ）、あるい
は水素（Ｈ）とフッ素（Ｆ）の両方を含有したものが用
いられている。このような積層構造を有するａ−８ｔ悪
感光を繰シ返し使用した場合、常温常湿（ｇＡ温〜２５
℃、相対湿度〜６５％）下では鮮明な画像が得られるが
、高温高湿（気温３０ｔｌ：、相対湿度８５％）中にさ
らすと画像流れが生じ、画像は不鮮明なものとなる。こ
れは、ａ−８ｔ感光体固有の現象ではないが、現在まで
のところ、抜本的な対策は見出されておらず、高温多湿
下の環境で使用する場合には、特に大きな問題であった
。このような画像流れの原因として、（１）コロナ放電
による生成物の影響、（２）連続複写による感光体表面
の改質ということが考えられ、各々についてＥＳＣＡ（
ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｆｏｒ　
ｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ）、　ＦＴＩＲ（ｆ
ｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄ　
５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によシ分析を行った。

この結果、コロナ放電による生成物として、アルミニウ
ムイオ／（ＮＨ４）、硝酸イオ７＜Ｎｏ３−）。

硫酸イオン（ＳＯ２）、　　および炭素、窒素の水素化
物等がある。また、連続複写後では、表面層のシリコン
（Ｓｔ）の酸化が進行しているということコロナ放電に
よって発生するオゾン（０３）、　　活性な酸素原子等
によるものと考えられ、シリコン（Ｓｉ　）の酸化膜（
Ｓｉｎｘ、０＜ｘ＜２）は親水性を示すことから、画像
流れの主な原因になっていると考えられる。実際、フッ
硝酸溶液（ＨＦ−ＨＮＯ３−Ｈ２Ｏ）でコロナ放電によ
り成長したＳｉＯｘを取り除いた場合、あるいは連続複
写を行う前のわずかな自然酸化膜のみが存在する場合で
は、高温高湿下においても画像流れは見られていない。

コロナ放電による生成物の画像流れに及ぼす影響の程は
定かではないが、ＳｉＯｘと比較すると二次的なものと
考えられる。

以上の分析結果より、コロナ放電により成長した酸化膜
の存在が画像流れの主原因になっていることが判明した
。

そこで、画像流れ防止の対策として、（１）シリコン（
Ｓｉ）の酸化膜の成長を防ぐ、（２）表面層にａ−８ｉ
系絶縁体材料以外の材料を用いるということが考えられ
る。しかしながら、前者（１）については、コロナ放電
を使用する以上、現状の複写プロセスでは非常に困難で
あるので、画像流れの対策としては、後者（２）の方法
が有効である。

ａ−８ｉ系絶縁体材料以外で、これらの材料と同程度の
硬度を有するものとして、ダイヤモンド状カーボン、非
晶質カーボン（ａ−Ｃ）、非晶質窒化ホウ素（ａ−ＢＮ
）、非晶質窒化りｙ（ａ−ＰＮ）等があげられる。これ
らの材料を感光体の表面層として用いる場合、膜中に含
まれる水素、ハロゲンの量を１％〜３０％とすることが
好ましく、この範囲外においては、膜は致密でなくなシ
、カーボン膜の場合、ポリマー状となシ軟くなシ、また
電気特性が充分ではなく帯電能、保持率の低下を引き起
こす等表面層として用いるのに好ましくない。

本発明の実施例においては、これらの材料のうち、非常
に硬く安定であり、水素、ハロゲンあるいは水素とハロ
ゲンの両方を１％〜３０％含有した非晶質窒化ホウ素（
ａ−ＢＮ）膜を表面層として用いることにより、画像流
れの防止を図ったものである。

実施例１以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の一実施例としての電子写真感光体の
層構造を模式的に示した図である。

同図において、ｌは感光体基体、２は感光体基体１から
の注入を防止するブロッキング層、３は第１の中間層、
４は非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を主体として形成され
た光導電層、５は第２の中間層、６は非晶質窒化ホウ素
（ａ−ＢＮ）膜からなる表面層である。

次に、上記構成の電子写真感光体の作製方法を説明する
。なお、作製にあたっては、励起周波数１３．５６ＭＨ
ｚの容量結合型プラズマＣＶＤ装置（図示省略）を用い
た。

まず、表１の成膜条件によシ、アルミニウムＣＡｔ）　
４４で形成された導電性の感光体基体１上に、厚みが約
２００ＯＡの非晶質窒化シリコンからなるブロッキング
層２を形成する０表１次に、表２の成膜条件により、上記のブロッキング層２
の上に、厚みが約２μｍの第１の中間層３を形成する０表２このとき、ＮＨ３流量を１０（ＳＣＣＭ）からＯ（ＳＣ
ＣＭ）に、Ｂ２Ｈ６流量をＯ（ＳＣＣＭ）から５０（Ｓ
ＣＣＭ）にそれぞれ変化させて、Ｎ、Ｂの膜厚方向の分
布を不均一にすることも可能である。

次に、表３の成膜条件によシ、上記の第１の中間層３の
上に、厚みが２０〜２５μｍの光導電層４を形成する。

表３この場合、上記の第１の中間層３と光導電層４とを連続
して形成することも可能である。また、光導電層４中に
Ｃ，Ｎ、０，６るいはＱ　ｅ　＋　Ｓ　ｎを微量添加す
ることもできる。この場合、第１の中間層３中のＮと後
述する第２の中間層５中のＮを必要に応じて他の元素に
変えてもよい。

次に、上記の表２に示した第１の中間層３と同じ成膜条
件により、上記の光導電層４の上に、厚みが約１　ｔｌ
ｍの第２の中間層５を形成する。

次に、表４の成膜条件によシ、上記の第２の中間層５の
上に、厚みが２０００〜３ＱＯＱＡの表面層６を高周波
プラズマＣＶＤ法により形成する。

表４この場合、微量のＳ　Ｉ　Ｆ　４を混入させてもよい。

また、Ｂ２Ｈ６の代わりにＢＦ３．ＢＣｌ３　等を、Ｎ
Ｈ３の代わりにＮＦ３．Ｎ２　等を用すてもよい。

さらに、必要に応じて、Ｈ、Ｈ、Ａｒ等で希釈すｅることも可能である。上記した表４に示す条件で成膜す
ることによシ表面層６中に含まれる水素量明ｔＸ〜３０
Ｘとなる。

上記の方法で作製した電子写真感光体を複写機に装着し
て連続複写を１０万回繰り返し、気温３０℃、相対湿度
８５％中に１５時間放置した。そして、この１５時間の
放置後に、複写を行ったところ画像流れのない良質な画
像が得られ、その複写確認後に高温高湿中で再び連続複
写を行った結果、５０万回終了時においても、画像流れ
は見られなかった。また、耐刷性においても従来のａ−
８ｉ系絶縁体材料を用いた電子写真感光体と比較してそ
れ以上であることを確認した。

実施例２本実施例の電子写真感光体は、表５の成膜条件によシ、
表面層６をＥＣＲプラズマＣＶＤ法（励起周波数２．４
５Ｇ、Ｈｚ　）で上記の実施例１と同様の厚みに形成し
たものである。その他の層の作製方法は上記の実施例１
と同様であり、ここでは説明を省略する。

表５ナオ、ＢＦ３の代わＤＫＢ２Ｈ６，ＢＣ／、３等を、Ｎ
２の代わ９にＮＨ３，ＮＦ３　等を用いることも可能で
。ろる。またＮＨ３，ＮＦ３を用いる場合にはＨ２＋Ｈ
ｅ＋Ａｒ等を組合せて用いても良い。上記した表５に示
す条件で成膜することにより、表面層６中に含まれる水
素及びフッ素の量は両者とも１％〜３０％となる。

上記の方法で作製した電子写真感光体を複写機に装着し
て連続複写を１０万回繰り返し、気温３０℃、相対湿度
８５％中に１５時間放置した。

そして、１５時間放置後、複写を行った結果、画像流れ
のない良質な画像が得られ、その後さらに、工時におい
ても画像流れは見られなかった。また、耐刷性において
も従来のａ−８ｉ系絶縁体材料を用いた電子写真感光体
と比較してそれ以上であることを確認した。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、非晶質窒化ホウ
素膜を表面層として用いることにより、従来高温高湿中
で見られていた画像流れを有効に防止し、あらゆる環境
においても使用し得る電子　。

写真感光体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真感光体の層構造を示す断面図
である。１・・・感光体基体、　　　　２・・・ブロッキング層
、３・・・第１の中間層、　　　４・・・光導電層、５
・・・第２の中間層、　　６・・・表面層。

Claims

【特許請求の範囲】１　非晶質シリコン系光導電層を有する電子写真感光体
において、非晶質窒化ホウ素膜で形成された表面層を備えてなるこ
とを特徴とする電子写真感光体。２　前記表面層中に水
素を含有し、その濃度が１％〜３０％であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真感光体。３　前記表面層中にハロゲンを含有し、その濃度が１％
〜３０％であ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。４　前記表面層中に水素とハロゲンの両方を含有し、各
々の濃度が１％〜３０％であ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。