JPS62291664A - 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】 ３、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−
Ａｓ２５ｅ３）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
性に問題があり、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感光体は保存安定性および毒
性に関しては間ｍ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−５ｉ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−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感光体は、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り、
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感光体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シランガス等の原料ガスを
導入し、高周波電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
スシリコンを主体とする感光膜を堆積させる、いわゆる
プラズマＣＶＤ法により製造されている。

〈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法により作製
したａ−５ｉ感光体には、通常、感光腰全域にわたって
直径数μｍ〜１００μｍの導電性支持体上の微少な異物
が原因で発生した粒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、１０μｍ
程度の微小な膜欠陥であっても大きな画像欠陥を引き起
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り、
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１画像
−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。

〈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、アモルファスシリコンを主体
とした層を導電性支持体上に形成する電子写真感光体の
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と酸素（Ｏ
２）ガスの混合ガスを導入し、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、真空反応槽内に水素（Ｈ２）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水
素ガス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を主体とした層を
堆積する工程とを含むように構成している。

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と酸素ガスとの混合ガ
スによるグロー放電プラズマにさらし、その後更に水素
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←Ｕ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り、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ＩＪｊ者らが各工程における異物の発生状況
を１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０半導体プ
ラズマプロセスの技術において１単結晶シリコン、ポリ
シリコン、酸化シリコン１窒化シリコンは、ハロゲン化
炭素ガス（ＣＦ４．Ｃ２Ｆ６゜Ｃ３Ｆ８．ＣＨＦ３．Ｃ
Ｈ２Ｆ２．ＣＨ３Ｆ、ＣＣｌ３Ｆ。

ＣＣｌ２Ｆ２．ＣＣｌＦ３．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、
更にノご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電プラズマを発生さ
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。７１０ゲン什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
かしながら新たな間項として、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、例えどのような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。

一方、フッ化系炭素ガスを用いた場合は、本出願人が先
に特願昭５６−４２５５７号「電子写真感光体の製造方
法」として提案したように、通常１ｖ０１％以上、好ま
しくは５〜２０％の酸素（Ｏ２）ガスを混合した混合ガ
スを用いてエツチングを行なうことにより、アルミニウ
ムドラム表面の荒れが生じず、表面の付着異物を完全に
除去することができる。したがって、その混合ガスで処
理されたドラム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ところ、膜欠陥の発生を防止
することが出来るが、他の問題として感光体腰のハクリ
、及び電気的特性の劣化が生じルコトカ・その後の検討
の結果判明した。その原因を調べるために、その混合ガ
スで処理されたドラム表面をＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　）で表面分
析を行ったところ、第１図に示すように・多量のフッ素
（Ｆ）が検出された。また、そのドラム表面の色も純粋
なアルミニウム表面の色とは異なってやや茶褐色をして
おり、アルミニウム表面がフッ化アルミニウム等に変質
しているものと考えられる。この残渣を除去するために
アルミニウムドラムを水素（Ｈ２）ガスによるグロー放
電プラズマにさらしたところ、表面の茶褐色は消え、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示した
。

〈実施例〉 次に具体的に実施例をあげて本発明を説明する。

先ず、本発明により導電性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構成につ
いて説明する。

第２図は一般的なａ−５ｉ悪感光の構造例を示す模式図
であり、同図において、ｌ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０．００５〜０．３μｍで
ある。基板側ブロッキング層２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０００５〜０３μｍ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約３
０μｍのアモルファスシリコン層で構成している。

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１洗浄工程を経て、プ
ラズマＣＶＤ装置内に装着する０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１ｏ−３ｔｏｒｒ　）排気し、
導電性支持体の予備加熱（２００〜３００℃）を行う。

その後ＣＦ、ｓガスと０２ガスを真空槽内に導入し１高
周波電界を印加してグロー放電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、ＣＦ４流量＝　２００ｓｃｃ、ｍ　
。

０２流量＝　２０ｓｅｃｍ　、反応ガス圧＝　１．５　
ｔＯｒｒ　、基板温度＝２５０’Ｃ，ＲＦパワー密度＝
ｌＷ／ｃｄとし、約１分間のプラズマエツチングを行っ
た。

このＣＦ４と０２の混合ガスによるエツチング工程は、
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℃の範囲でも可能である。

又、ＣＦ４ガスの他にＣ２Ｆ６１Ｃ３Ｆ８等のフッ化炭
素ガスを用いても可能である。

次にＣＦ４と０２の混合ガスを十分排気した後に、Ｈ２
ガスを真空反応槽内に導入し、高周波電界を印加して水
素ガスグロー放電プラズマを発生させ、導電性支持体を
約５分間そのプラズマにさらした。そのプラズマ発生条
件はＨ２流量＝１００ｓｅｃｍ　、反応ガス圧＝　０．
３ｔｏｒｒ　、基板温度＝２５０℃、ＲＦパワー密度＝
０．１Ｗ／、！である。

以上のように導電性支持体をＣＦ４と０２の混合プラズ
マ及びＨ２プラズマで処理した後、第２図に示すような
アモルファスシリコンを主体とする電子写真感光体層を
従来公知の成膜条件で作製したところ、画像白斑の原因
となる１０μｍ以上の粒状突起様の膜欠陥は全く見られ
なかった。この感光体を市販の複写機に実装し実写試験
を行ったところ、常温、常湿中はもとより高温高湿（３
５℃８５％ＲＨ）においても７０万枚目のコピーを調べ
た結果白斑、白抜は等のない高品位の画像が得られた。

また、感光体膜のハクリ及び電気的特性の劣化の現象も
見られなかった。

比較例 ＣＦ４と０２混合ガス及びＨ２ガスによるプラズマ処理
工程をなくシ、それ以外は実施例と全く同様にして、ア
モルファスシリコンを主体とする電子写真感光体を作製
した。もちろん、導電性支持体及び真空反応槽内は十分
に洗浄及び清掃を施した。このようにして作製した感光
体表面を観測したところ、白斑の原因となる１０μｍ以
上の粒状突起様の膜欠陥が約２０個／ｄの密度で存在し
た。

またこの感光体を市販の複写機に装着して実写試験を行
なったところ、コピー上には無数の白斑。

白抜けが現われ、実用レベルからは、はど遠いものであ
った。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、フッ化炭素系ガスと酸素
ガスの混合ガスによるプラズマ処理及び水素ガスによる
プラズマ処理を導電性支持体表面に順次施すことにより
、その導電性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膜欠陥を減少させるこ
とが出来、その結果、白斑、白抜は等の画像欠陥のない
高品質の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、エツチング後のアルミニウムドラム表面の深
さ方向の分析結果を示す図、第２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。 ｌ・・・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。

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層を導電性支持
   体上に形成する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と酸素（Ｏ＿２）ガスの混合ガ
   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、 真空反応槽内に水素（Ｈ＿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水素ガスグロー放電プ
   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。