JPS63210847A - オ−バ−コ−ト型電子写真感光体 - 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】 ［技術分野］ この発明は感光体表面に保護層を有するいわゆるオーバ
ーコート型感光体に関する。

［従来技術１ 表面に保護層を有する電子写真感光体はすでに公知であ
り、保護層として非晶質のケイ素層（ａ−３ｉ層）を有
するものが提案されている（例えば特開昭５７−１７９
８５９号、６１−２５２５５８号、５５−８７１５５号
参照）。

しかし、露光で発生したキャリアが保護層と感光層との
界面で留まってしまい、リピート変動の悪化になったり
、外部の影響を受は易いという欠点、あるいは感光体の
表面性が悪いという問題があった。

また、半導体レーザーを光源とする複写機やプリンター
にも使えるように、基体上にセレン化砒素層とセレン−
テルル化砒素層とを順次積層し、最上層に非晶質カルコ
ゲナイド、非晶質炭化シリコンまたは非晶質窒化シリコ
ン等を設けた感光体も知られているが、くり返し使用時
の電位変動が大きく、初期の画像品質が維持できないと
いう問題がめった。

ところで感光層上に電荷保持のための中間層と機械的耐
久性を向上させるための保護層を有するオーバーコート
感光体において、ゼログラフィー法で用いるための中間
層は次の項目を満足しなければならない。

（１）コロナチャージを与えることによりコピーに必要
な電荷を一定時間保持するだけのバリヤー性を有し、か
つ、中間層に起因する残留電位を有しない特性て必るこ
と。具体的には体積抵抗が１０１２〜１０１４Ω・ｃｍ
であること。

（２）感光層で露光により発生したキャリアの内、表層
電荷と逆極性のキャリア （ＡＳ２Ｓｅ３感光体では電子）の大部分は感光層と中
間層の界面近傍にとどまらずに、露光後次の帯電までの
短時間に中間層に注入され、さらに表層電荷と中和し消
滅する様な特性を有すること。

（３）電気的・光学的に均一であり透過率が高く、例え
ば光学バンドギャップ（Ｅ（Ｊｏｔ）ｔ）が２、ＯｅＶ
以上、好ましくは２．０〜２ＧｅＶ位おること。

（４）感光層との接谷性がよいこと。

（５）中間層中に電荷をトラップする様な欠陥が少ない
こと。

（６）長期的に特性が安定であること。

（７）環境変動により特性が不安定にならないこと。

（８）比較的容易に製作できること。

等である。

これらの条件を全て満足する中間層材料は比較的少ない
が、それらのうちＳｉとＣで偶成される水素をドープし
た非晶質の炭化ケイ素膜（ａ−３ｉ　１−ｘ　ｃ、　：
　Ｈ）　　（以下、単に非晶質炭化ケイ素膜と称する）
は中間層材料として適当な材料であり、必要に応じてＦ
、ＣＩ、Ｂ、Ｐ等の元素を添加することによって特性の
改善をすることもできる。例えば厚さ５００〜２０００
人のａ−ｓ　ｒ　ｃ　：　Ｈ層を３ｅ−ＡＳ合金層（Ａ
　ｓ　：　３５．５ｗｔ％）の上にプラズマＣＶＤ法ま
たは光ＣＶＤ法で作製し、電子写真特性を測定すると十
分な帯電位を示し、残留電位は０〜１ｖであり感度も中
間層が無い場合と同等またはそれより若干向上し、初期
性能は十分以上の特性を示す。しかし繰返し使用した場
合、次の問題を有することが分った。すなわち中間層の
無い３ｅ−Ａｓ合金層感光体に較へ （１）画像部の表面電位の低下量が大きい。

（２）感度が悪くなる。

これは露光により感光層中に発生したキャリア（特に電
子）が中間層に注入されず、感光層と中間層の界面に溜
まり、消去されないために帯電への悪影響、新たなキャ
リアの発生の阻害を起こすためであると推定される。

［目　　的］ この発明は従来技術の上記問題点を解消し、（１）帯電
能が大きく、 （２）繰返し使用しても表面電位の変動が小さく、 （３）地汚れのない鮮明な画像特性を示す、（４）耐久
性の高い、 感光体を提供することを目的としている。

［＠　　成］ 上記目的を達成するためのこの発明の偶成は、特許請求
の範囲に記載のとおりのオーバーコート型電子写真感光
体でおり、図面を参照して具体的に説明すると、アルミ
ニウム（Ａ１〉合金製の導電性支持体１の上に５ｅ−Ａ
ｓ層２、ハロゲンドープ３ｅ−ＡＳ層３、窒素を含む非
晶質ケイ素からなる中間層４および保護層５を有するも
のでおる。

上記３ｅ−ＡＳ合金層２とハロゲンドープ３ｅ−ＡＳ合
金層３とが二層構造の感光層を形成している。３ｅ−Ａ
ｓ合金層２は熱的に安定で容易に結晶化せず、通常は厚
さ４０〜８０μｍでおる。

ＡＳの添加量は３０〜４０ｗｔ％が適当で必り、この発
明では諸特性が安定な３５．５ｗｔ％の場合を例示して
いる。

ハロゲンドープ５ｅ−Ａｓ合金層３におけるハロゲン元
素は製法上の便利およびドープ量の変化による感光層の
特性変動が小さいということからヨウ素（Ｉ＞が適当で
あるが、塩素（ＣＩ）でも使用できる。

このハロゲン元素のドープけは５０〜２０００ｐｐｍ　
、好ましくは２００〜１０００ｐｐｍである。ドープ量
が上記範囲より少ない場合と多い場合とでは感光層内で
生じる現象は異なるが、製品の性質は、ハロゲン元素か
多い場合でも少ない場合でも表面電位の変動が適正値よ
り大きくなる。

この膜厚は可視域の光か注入される程度の膜厚（１〜５
μｍ）があれば十分であり、通常は２〜３μｍで必る。

この膜厚が薄過ぎると効果が少なく、厚過ぎると疲労の
要因になる。

中間層である非晶質炭化ケイ素膜４は、体積固有抵抗が
１０１２〜１０”Ω・ｃｍであって、その利点は、 （１）平滑な感光層上に均一な層が比較的簡単に形成で
きる。（コーティング法ではムラか生じ易く、それか原
因で画像のムラとなる。） （２）感光層との密着性がよい。

（３）製造条件を変えることにより、光の透過率、体積
抵抗等の値が適当な層が形成できる。

（４）熱的に安定である。

（５）経時劣化が小さい。

（６）硬度が大きい。

（７）溶剤による劣化が小さいので、保護層を形成する
際の材料の選択が広くなる。

等である。

この非晶質炭化ケイ素膜の膜厚は十分な電荷注入阻止性
を有し、かつ、画像に影響するようなピンホール等の欠
陥がなく、かつ、１Ｘ１０６Ｖ／Ｃｍ程度の電界で放電
破壊しなければ、できるだけ薄い方が望ましく、５００
〜２０００ムの薄い層とする。膜厚か５００人より薄い
場合はピンホールが避けられず、抵抗か不十分であり、
２００ＯＡを越える厚さでは残留電位の上昇や繰返し時
の画像部の電位低下量が増７ＪＯする傾向が現われる。

この中間層（ａ−３ｉ　１−ｘ　ｃｘ：　Ｈ）の組成で
Ｘは中間層として必要な光学的バンドギャップ、体積抵
抗から決定され、透明化に必要な光学的バンドギャップ
（Ｅ（１０１）ｔ　）が２．０〜２．６、電子写真感光
体として必要な体積固有抵抗１０１２〜１０１４Ω・ｃ
ｍの中間層とするためには上記組成式中のＸは０．１〜
０．８の範囲であることか必要である。

通常非晶質炭化ケイ素膜はそのビッカース硬度が１５０
０〜２０００程度おり、耐摩耗性も大きいが、中間層と
して使用する非晶質炭化ケイ□素層は上記のとおり５０
０〜２０００人と薄いので耐久性は不十分であり、更に
、構造的に無欠陥の層を作製するのが困難で比較的湿気
に対して弱く、コピー画像における白斑の一原因でおる
ともいわれている。したがって、電子写真特性向上のた
めに、この中間層の上に前記保護層５を設けるのか好ま
しい。

また、上記非晶質炭化ケイ素層には必要に応じて特性改
良のためにＦヤＣＩなどのハロゲン元素やホウ素（Ｂ）
、リン（Ｐ）　、酸素（０）等を添加することもできる
。

保護層５は機械的耐久性かあり、透光性が高く、電気的
、光学的に均質で、吸湿性がなく電気抵抗の環境依存性
が少なく、その値が１０１０〜１０１２Ω・ｃｍ程度の
無機または有機材料が望ましい。膜厚は３〜６μｍ程度
で必要な諸性性を満足すれば薄い方が望ましい。

保護層５の材料としては、エステル架橋型あるいはウレ
タン架橋型のスチレン−ＭＭＡにＳｎＯ２やＴｉＯ２等
の金属酸化物を分散したもの、シリコーン樹脂に金属酸
化物を分散したもの、二種類以上のシリコーン樹脂の混
合物等が利用できる。

以下実施例によって本発明を具体的に説明する。

なお、実施例および比較例についての結果は保護層によ
る被膜は行われず、中間層のみを被覆した感光体につい
て測定したもので必る。

実施例１ 真空蒸着装置内の第１のＳＵＳ製の円筒ポートに３ｅ−
ＡＳ合金（Ａ　Ｓ　：　３５．５ｗｔ％　）６００ｇを
投入し、第２のＳＵＳ製角型ボートにヨウ素ドープ３ｅ
−、Ａｓ合金（Ａ　Ｓ　：　３５．５ｗｔ％、Ｉ　：　
２００ｐｐｍ）　１２ｇｒを投入した。

感光体の支持体として、長さ３４０ｍｍ　、直径８０ｍ
ｍ、ドラム周壁の厚さ３ｍｍのＡ１合金ドラムを用い、 支持体温度　　　　　　　　　２３０’Ｃ第１ボートの
温度　　　　　　４４０℃第２ボートの温度　　　　　
　４２５℃真空度　　　　　　　　　　ＩＸ　１０’　
Ｔｏｒｒ支持体回転速度　　　　　２回転／秒 の蒸着条件で、まず支持体であるＡ１合金ドラムに第１
の感光層として３ｅ−ＡＳ層を厚さ約６０．ｕｍ蒸着し
、次に、第２の感光層としてヨウ素ドープ３ｅ−ＡＳ層
を厚さ約２μｍ蒸着して３ｅ−ＡＳ感光体とした。

こうしてｉｑられた感光体をプラズマＣＶＤ装置に取（
ｑけ、下記の条件でこの感光体上にａ−ｓ　＋　ｃ　：
　Ｈ層を約１２００Åの厚さに形成した。蒸着の速さは
約２００Ｘ／分でめった。

感光体の回転数　　　　　　　１Ｏｒｐｍ支持体の温度
　　　　　　　　１５０℃背圧　　　　　　　　　１ｘ
　１０’　Ｔｏｒｒ反応ガス圧　　　　　　　　　　０
．８放電パワー　　　　１５０Ｗ（０，１Ｗ／ｃｍ’　
）流量比（ＳＣＣＭ） Ｓｉｔ−１４（２０％＞１ｎＡｒ：１００ＣＨ４（１０
０％）：１０ 実施例２ 第１の蒸着ボートに３ｅ−△Ｓ合金層 ５７０（ｌｒ、第２の蒸着ポートにハロゲントープ３ｅ
−ＡＳ合金層１８（ｌｒ　（Ｉ　：　５００１）ｔ）ｍ
）を投入し、実施例１と同じ製造条件てＡ１合金支持体
上に３ｅ−ＡＳ層を５７μｍ、ざらにヨウ素ドープＳｅ
’−Ａｓ＠を３μｍ蒸看蒸着３ｅ−ＡＳ感光体を作製し
た。そしてざらにプラズマＣＶＤ装置にセットし、下記
の蒸着条件でａ−ｓ；ｃ：ｒ−＋層を約８５０Ｊ積層し
オーバーコート感光体を作製した。

感光体の回転数　　　　　　　１Ｏｒｐｍ支持体温度　
　　　　　　　　１５０°Ｃ反応ガス圧　　　　　　　
　０．８ＴＯＩ”ｒ背圧　　　　　　　　　　ＩＸ　１
０’　ＴＯｒｒ欣電パワー　　　　　１５０Ｗ（０，１
Ｗ／ｃｍ２）流ｍ比（ＳＣＣＭ） ＳｉＨ４（２０％＞１ｎＡｒ：１００ Ｃ２Ｈ４（１００％）：１５ 実施例３ 第１の蒸着ボートに３ｅ−ＡＳ合金５８０ｇｒ、第２の
蒸着ボートにヨウ素ドープ３ｅ−ＡＳ合金１２ｇｒ　（
Ｉ　：　８００Ｄｐｍ＞を投入し、実施例１と同じ製造
条件でＡ１合金支持体上に５ｅ−ＡＳ層を５８μｍ、さ
らにヨウ素ドープＳｅ−△５ｌｉｆｆｌを２μｍ蒸着し
３ｅ−ＡＳ感光体を作製した。そしてさらにプラズマＣ
ＶＤ装置にセットし、Ｃ２）−１４のガス流量を３０３
０　ＣＭとした以外は実施例２と同じ条件でａ　−８ｉ
　Ｃ：　Ｈ層を約２００Ｘ／層しオーバーコート感光体
を作製した。

実施例４ 第１のＳＵＳ円筒ボートに３ｅ−ＡＳ合金５５０ｇｒを
投入し、第２のＳＵＳ製角型ボー１〜にヨウ素ドープ３
ｅ−ＡＳ合金（ｌ　：１１０００ｒ）ＤＩ）３０　ｒを
投入し、実施例１と同じ条件でＡ１合金支持体上に５ｅ
−Ａｓ合金層を厚さ約５５μｍ、次にヨウ素をドープし
た３ｅ−ＡＳ層を厚さ約５μｍ蒸着して３ｅ−ＡＳ感光
体を作製した。

こうして得られた３ｅ−ＡＳ感光体をプラズマＣＶＤ装
置に取付け、一実施例２と同等の条件でこの３ｅ−ＡＳ
感光体上にａ−３ｉＱ二日層を厚さ約１１００ムに積層
した。

比較例１ 第１の蒸着ボートに３ｅ−Ａｓ合金（ＡＳ：３５、５ｗ
ｔ％）　　６００ｇｒを投入し支持体温度２３０’Ｃ１
第１のボート４４０°Ｃ１真空度１Ｘ１０−５丁ｏｒｒ
、支持体回転速度２回転／秒の真空蒸着条件で実施例１
と同じ寸法のへ１合金ドラムに厚さ約６０μｍの感光層
を蒸着した。この３ｅ−△Ｓ合金感光体をプラズマＣＶ
Ｄ装置にセットし、厚さ約１５００人のａＳ　’　Ｃ：
　ｌ−１層を３ｅ−ＡＳ感光層上に形成した。ａ−３ｉ
Ｃ：Ｈ層の形成条件は実施例４と同じでおる。

比較例２ 比較例１と同一条件で作製された感光体に下記条件にて
ａ−ｓ　ｉｃ　：　Ｈ層を厚さ約１２００人になるよう
に形成した。

感光体の回転数　　　　　　　１Ｏｒｐｍ支持体の温度
　　　　　　　　１５０°Ｃ背圧　　　　　　　　　　
ｌｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒｒ反応ガス圧　　　　　　　　０
．８Ｔｏｒｒ敢電パワー　　　　　１５０Ｗ（０，ＩＷ
／ｃｍ２）流量比（ＳＣＣＭ） Ｓ！Ｈ４（２０％）ｉｎ　Ａｒ　：　１０００２　Ｈ４
（１００％）：３６ 上記各実施例および比較例の感光体の特性は下記第１表
に示すとおりである。

［効　　果］ 以上説明したように本発明の感光体は、連続コピ一時の
表面電位変動が小さくなるため画像が安定しており、又
熱安定性も良好である。したがって、常に安定した鮮明
なハードコピーが１昇られる。

また、中間層が硬度の極めて大きい ａ−３ｉＣであるため機械的耐久性が −ｘ　　ｘ 向上している。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明のオーバーコート型電子写真感光体の
構成を示すため、断面を拡大した模式図である。 １・・・導電性支持体、２・・・３ｅ−ＡＳ合金層、３
・・・ハロゲンドープ３ｅ−ＡＳ合金層、４・・・中間
層（ａ−３ｉＣ：Ｈ層）、−ｘ　　ｘ ５・・・保護層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性支持体上に、セレン／ヒ素系合金よ り成る二層構造の感光層、ならびに、中間層および表面
   保護層を順次設けた電子写真用感光体において、中間層
   に接する部分の感光層が、厚さ１〜５μｍでハロゲンド
   ープセレン／ヒ素系合金で構成されており、中間層が可
   視光域で実質的に透明な非晶質材料であって、その組成
   がＳｉ＿１＿−＿ｘＣ＿ｘ：Ｈ（ただし０．１≦ｘ≦０
   ．８）で表わされる材料で形成されていることを特徴と
   するオーバーコート型電子写真感光体。