JPS63273868A - オ−バ−コ−ト型電子写真用感光体 - 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］ 本発明はＲＰＣ複写機等に用いる電子写真用感光体に関
する。

［従来技術］ アモルファスシリコン層（以下、非晶質Ｓ１１あるいは
単にａ−３ｉ層と称することもある）を表面保護層とす
る電子写真用感光体は、すでに知られている。

たとえば（１）導電性基体上にｓｅを含む無機光導電層
を有する電子写真用感光体において、該無機光導電層上
に実質的に絶縁層として機能するａ−３ｉ層を設けたも
の（特開昭５７−１７９８５９号公報）、　（２）機械
的耐久性が悪い樹脂膜型感光層を保護するため、ａ−３
ｉ層を透光性表面保護層として設けたもの（特開昭６１
−２５２５５８号公報）、（３）光導電層が２層からな
り、支持体側の光導電層がａ−３ｉ以外の無機光導電性
材料、他方がａ−３ｉからなる感光体（特開昭５５−８
７１５５号公報）、（４）基体上にＳｅ化Ａｓ層とＳｅ
−Ｔｅ化Ａｓ層とを順次設け、これに非晶質炭化窒化Ｓ
ｉを設けた感光体（特開昭５９−１５９４０号公報）な
どがある。

しかし、（１）は感光層にＳｅまたはＳｅＴｅ層を一部
使用しているため、ａ−３ｉ層は約７０°Ｃ以下で成膜
しなければならない。ａ−３ｉ膜は低温はど構造的にも
電気的にも特性が悪くなるため、繰返し特性、耐久性の
面で不十分であることか予想される。また、露光で発生
したキャリアはａ−３ｉ層を感光層の界面下でとまる可
能性があり、繰返し特性、画質に影響を与える。あるい
はａ−３ｉ層は耐湿特性が比較釣瓶いため、最表面に電
荷保持機能を持たせた場合、外部環境の影響を受は易く
、画像特性の劣化が起り易い。

また、　（２）の感光体では感光層表層の均一性が不十
分な場合にはａ−３ｉ層の均一化が困難となり、かなり
厚くしないと画像特性が不十分となる。しかし膜を厚く
すると、繰返し特性が悪くなり、思った程の効果が得ら
れない。また、感光層をスパッタでつける場合には、大
きな面積を有する感光体はど膜の均一作製が困難となり
、スパッタ法は感光層作製には不向きである。

（３）の感光体には（２）と同様な問題点が考えられる
。そして、（４）の感光体は、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様にした感光体であ
るが、上記の組合せでは、繰返し使用時電位変動が大き
く、初期画像を維持し得ないことも起りうる。また、ａ
−３ｉ層を電荷保持層として最表面に設けると、湿度に
より膜欠陥が生じ易くなり、白斑点などがコピーに現れ
ることもあり、ａ−３ｉ層の特徴をいかしきれない面が
ある。

［目　的］ 本発明は上記したようなａ−３ｉ層をＳｅ−Ａｓ系感光
層のオーバーコート層とした感光体のもつ問題点のない
、すなわち帯電能が大きく、繰返し使用しても問題のな
い程度に表面電位変動が小さく、地汚れのない鮮明な画
像特性を示し、さらに耐久性のよい感光体を提供するこ
とを目的とするものである。

［構　成］ 本発明の感光体の構成は、ＡＩ等の導電性支持体上にＳ
ｅ−Ａｓ系感光層、電荷保持機能（電荷が感光層に注入
するのを阻止する）のための中間層、および機械的耐久
性を向上させるための保護層で構成されている、いわゆ
るオーバーコート感光体である。オーバーコート型感光
体を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、複写するに
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を有す
ること。具体的な一例としては体積抵抗が１０１２〜１
０１４Ωｃｍの範囲にあり、膜厚として５０００Å以下
が望ましい。

（２）帯電後露光により発生したキャリアの内表層電荷
（ここでは■電荷）と逆極性のキャリア（ｅ）の大部分
は感光層と中間層の界面近傍にトラップすることなしに
、露光後法の帯電までの短時間に中間層に注入され、さ
らに表面電荷と再結合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、透過率が高いこと
。例えば光学的バンドギャップ （Ｅ（］０ｐｔ）が２．Ｏｅｖ以上おること（２，０〜
２．６ｅＶあれば十分） （４）感光層との接着性が良いこと。

（５）中間層中に電荷をトラップする様な構造欠陥が少
いこと。

（６）長期的に特性が安定していること。

〔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少く、本発明
ではアモルファスシリコンを用いる。

とくに、高抵抗化したものが好ましい。具体的にはａ−
ｓ　ｒ　ｏ　：　Ｈ層はとくに好適な中間層である。な
お必要に応じてＢ、Ｃ，Ｆ、Ｐ、Ｃ１等の元素を添加す
ることで特性の改善をはかる事は可能である。

Ａ１支持体上にＳｅ−Ａ３合金層（Ａｓ：３５．５ｗｔ
％）を６０μｍ真空蒸着し、さらに１６００〜１ａｏｏ
人のａ−ｓ　＋　ｏ　：　Ｈ層を約１８０ＯＡ、プラズ
マＣＶＤ法で成膜し、電子写真特性を測定する−　６　
＝ と、Ｓｅ−Ａｓ層単層時に較べ、帯電能が大巾に改善さ
れ、残留電位はＯ〜３　Ｖａｌｔ、感度は１〜２割アッ
プし、初期性能は十分以上の特性を示す。

しかし繰返し使用すると次の様な問題を示す事が分った
。すなわち中間層の無いＳｅ−Ａｓ合金層感光体に較べ
、 （１）画像部の表面電位低下量が大きい。

（２）感度低下が生じる。

画像部の表面電位低下はＳｅ−Ａｓ単層の感光体でも繰
返し使用すると生じる現象である。

この要因は光照射や除電等で感光層中のダングリングボ
ンドやボイド等の構造欠陥に電子がトラップして帯電電
位が低下するためであると考えられる。しかしＳｅ−Ａ
ｓ層の上に、さらにａ−ｓ　＋　ｏ　：　Ｈ層を付加す
ると表面電位の低下量が大きくなり、又、感度低下も生
じる。この要因はＳｅ−Ａｓの上にオーバーコートした
ａ−８ｉＯ；Ｈ層の為、Ｓｅ−Ａｓ層をａ−８ｉＯ；Ｈ
層の界面に放出されない電位が空間電荷となりたくさん
溜るため、表面電位をひき下げ、画像露光による新たな
キャリアの発生を妨げるためによると解釈される。

本発明によれば、以下に示す構成にする事により実用上
問題ないオーバーコート感光体が提供される。すなわち
、導電性支持体、感光層、中間層および表面保護層で順
次構成されるオーバーコート感光体において、 ■　感光層がＳｅ−Ｊ、５合金層上にざらに１〜５μｍ
のハロゲンドープＳｅ−Ａ３合金層の２層で構成されて
おり、さらに、 ■　中間層が可視光域で実質的に透明なアモルファスシ
リコンで構成されていることを特徴とする電子写真用感
光体である。

以下に図面により本発明の詳細な説明する。

第１図（１）はＡ１で構成される導電性支持体である。

（２）は熱的に安定で容易に結晶化しないＳｅ−Ａ３合
金層であり、支持体温度２１０〜２４０℃で４０〜８０
μｍの膜厚で真空蒸着する。合金に使用するＡｓの量は
Ｓｅに対し３０〜４０ｗｔ％である。以下に示す実施例
では諸特性が安定な３５、５ｗｔ％で合金化したＳｅ−
Ａｓ材を用いた。

（３）はハロゲンドープＳｅ−Ａｓ層である。ハロゲン
元素は製法上の容易性や多少のドープ量のバラツキがあ
っても特性への影響が少いという理由で沃素（Ｉ＞が適
しているが、塩素（Ｃ１）や臭素（Ｂｒ）でも同様な効
果を出すことができる。又、他の元素としてインジウム
（Ｉｎ）等もあるが、製造上問題が多い。ハロゲン元素
の感光層へのドープ量は５０〜２００Ｑｐｐｍ　。

好ましくは２００〜１２００ｐｐｍである。５０ｐｐｍ
より少ければ効果がないし、２０００ｐｐＨｌより多け
れば逆に電位低下を増長し逆効果となる。

膜厚は可視域の光が透過しない程度の膜厚（１〜５μｍ
）であれば良く、通常は２〜３μｍで十分である。この
膜厚は薄すぎると効果は少く、厚すぎると疲労が増加す
る。

（４）は１Ｑ１２〜１ＱＩ４Ωｃｍオーダーの体積固有
抵抗を有するアモルファスシリコン層である。中間層に
アモルファスシリコン層を用いる理由は、■　平滑な感
光層面であれば均一な層が比較的簡単に形成できる。樹
脂やその他の中間層材料をコーティングする場合には乾
燥やたれ等でムラを生じ易く、ムラが画像上に現れる。

■　感光層との密着性が良い。

■　製造条件を変化することにより透過率、体積抵抗が
任意に設定できる。

■　熱的に安定である。

■　硬度が大きい。

■　溶剤による劣化が少いので保護層を形成す際には、
材料選択の自由が広がる。

などがある。

中間層として使用するアモルファスシリコン層の膜厚は
十分な電荷注入阻止性を有し、かつ画像に影響を与える
様なピンホールがなく、がつｌＸ１０６　Ｖ／ＣＩ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
り５００〜２０００ｉ程度の薄膜とする。

薄膜の厚みは体積固有抵抗で適宜考慮する必要があるが
、薄い場合にはピンホール等で厚い場合には残留電位が
問題となる。製法としてはプラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ
法が欠陥の無い均一層を形成するのに一般に用いられ、
薄膜層を形成する主成分のガスはシラン３　ｉ　Ｈ４、
ジシランＳ　ｉ　２　ＨＦ＋あるいはトリシラン３ｉ：
＋Ｈａ単独又はＡｒで希釈される。そしてＣＯ２ガス、
０２ガス、必要に応じてＣＨ４ガスＣ２Ｈ６ガス、Ｎ２
ガス、Ｎ＋−１３ガス、フッ素ガス、８２　Ｈ６ガス等
を導入し、ａ−３ｉＯ；Ｈ，ａ−８ｉｎ：　（Ｂ）：Ｈ
，ａ−８ｉＯ；Ｎ；Ｈ等のアモルファスシリコン層を形
成する。

本発明で用いられる中間層は帯電時のＯ電荷の注入を阻
止し、光で発生した感光層中の電子は１コピーサイクル
の内に表層の■電荷と結合し消滅する様な特性のものが
望ましい。又透過率が高い方が望ましく通常は８０％以
上の透過率があれば実用上支障は無い。したがって体積
抵抗としては１０１２〜１０１４Ωｃｍオーダーであり
、光学的バンドギｔ”ｚプ（Ｅｃ＋ｏｐｔ）は２．０〜
２ｙ６　ｅＶのワイドギャップのアモルファスシリコン
層を用いれば良い。

ａ−８ｉＯ；８層を中間層として実用化できるＯの添加
量としてはＳｉに対し１０〜６０％あれば良い。Ｏの量
でａ−ｓｒｏ：８層の体積抵抗が変化しＯの量が１０％
より少いと抵抗が小さくなりすぎ、又、６０％より多い
と膜としての均一性が不十分となる為、１０〜６０％が
実用範囲である。好ましい範囲としては３５〜５０％で
ある。

アモルファスシリコン層は一般にビッカース硬度が１５
００〜２０００Ｈｖあり、又、磨耗に対しても高い耐久
性を有するものであるが、中間層として使用するａ−ｓ
　ｉｏ：　８層は５００〜２０００人と薄いため、耐久
性の面では不十分であること。

又、一般にアモルファスシリコン層は構造的に無欠陥の
薄膜を作製する事が難かしく、高湿下で使用すると、斑
点などの現象やひどい時は画像ボケを生じ、耐湿性が劣
ることが知られる。

したがって、中間層の上にこれらの現象の解消と機械的
耐久性を向上させるためにさらに保護層を設ける事は電
子写真特性向上の面より好ましいものである。

保護層（５）は機械的耐久性があり、透光性が高く、オ
ゾン劣化が無く、耐溶剤性があり、電気的、光学的に均
一で電気抵抗の環境依存性が少く、吸湿性の少い１０１
０〜１０１２Ωｃｍ程度の無機又は有機材料が望ましい
。

好ましい材料の一例としてはエステル架橋やウレタン架
橋型のスチレン−ＭＭＡにＳｎＯ２ヤＴ！０２等の金属
酸化物を分散したもの、シリコーン樹脂に前記金属酸化
物を分散したもの、あるいは特性の異なる２種以上のシ
リコーン樹脂を適正な体積抵抗を持つ様に混合したもの
等が利用できる。これらの材料を用いることで２０万枚
以上のコピーサイクルが得られる。

以下、実施例と比較例を示し、その結果を表１に示す。

なお実施例および比較例については保護層をコーティン
グせず、中間層のみ゛で評価をおこなった。

実施例１ 第一のＳＵＳ製円筒ボートにＳｅ−Ａｓ合金（Ａ　Ｓ　
：　３５．５ｗｔ％）　　５７０ｐｒを投入し、第二の
ＳＵＳ製角型ポートにヨウ素ドープＳｅ−Ａｓ合金（Ａ
　ｓ　：　３５．５ｗｔ％、Ｉ　：　４００ｐｐｍ＞　
１８ｏｒを投入した。

感光体の支持体として３４０５ＩＸ８０φ×３１（単位
量）のＡ１ドラムを用意し、支持体温度２３０６Ｃ１第
一ボート４４０’Ｃ１第二ボ一ト４２５°Ｃ１真空度Ｉ
　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ、支持体回転速度２回転／秒
の蒸着条件でまずＡ１ドラムにＳｅ−Ａｓ層を約５７μ
ｍ蒸着し、第一層目を作製した。ついでヨウ素ドープＳ
ｅ−Ａｓ層を約３μｍ蒸着しＳｅ−Ａｓ感光体を作製し
た。

この様にして得られた感光体をプラズマＣＶＤ装置にセ
ットし、下表デポ条件にてアモルファスシリコン層を約
１２００ｉ成膜した。成膜速度は約２００人／分である
。

第−の蒸着ポートにＳｅ−Ａｓ合金５８０ｇｒ。

第二の蒸着ボートにハロゲントープＳｅ−Ａｓ合金（Ｉ
　：　８００ｐｐｍ）　１１．５ｑｒを投入し、実施例
１と同じ製造条件でＳｅ−Ａｓ層５８μｍ１さらにヨウ
素ドープＳｅ−Ａｓ層を２μｍ蒸着し、Ｓｅ−Ａｓ感光
体を作製した。

この様にして得られた感光体をプラズマＣＶＤ装置にセ
ットし、下表デボ条件においてアモルファスシリコン層
を約９５０人成膜した。

実施例３ 第一の蒸着ボートにＳｅ−Ａｓ合金５５０ｇｒ。

第二の蒸着ボートにヨウ素ドープＳｅ−Ａｓ合金（Ｉ　
：　６００ｐｐｍ＞　２７．５ｑｒを投入し、実施例１
と同じ製造条件でＡ１支持体上にＳｅ−Ａｓ層を５５μ
ｍ１さらにヨウ素ドープＳｅ−Ａｓ層を５μｍ蒸着し、
Ｓｅ−Ａｓ感光体を作製した。

さらにプラズマＣＶＤ装置にセットし、アモルファスシ
リコン層についても実施例１と同じ方法で成膜した。

比較例１ 蒸着ボートにＳｅ−Ａｓ合金（Ａ　ｓ　：　３５．５ｗ
ｔ％）　６００ｇｒを投入し、支持体温度２３０℃、ポ
ート温度４４０℃、真空度ｌｘ　１０’　Ｔｏｒｒ、支
持体回転速度２回転／秒の真空蒸着条件で３４０５１Ｘ
８０φＸ３ｔ（単位ｍｍ）のＡ１ドラムに約６０μｍの
Ｓｅ−Ａｓ感光層を蒸着した。

ついでこの感光体をプラズマＣＶＤ装置にセットし、約
１２００ｉのａ−ｓ　ｒ　ｏ　；　Ｈ層を形成した。ア
ルファスシリコン層の作製条件は実施例１と同じ条件で
ある。

［効　果］ 以上説明したことから明らかなように本発明の感光体は
、 １、連続コピ一時の表面電位変動を低くおさえられる為
、結果的に画像品質特性が良くなり、常に安定した鮮明
なハードコピーが得られる。

２、キャリアの移動がスムーズなため、ノイズが少く画
像品質がすぐれる。

特に本発明では耐湿特性の良い金属酸化物分散型のエス
テル架橋型やウレタン架橋型の保護層を設けることによ
り、長期安定性の良い感光体を提供できる等顕著な効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光体の構成を示すものである。 １・・・導電性支持体、２・・・Ｓｅ−Ａ３合金層、３
・・・ハロゲンドープＳｅ−Ａｓ層、４・・・中間層、
５・・・保護層。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体、感光層、中間層および表面保護層
   で順次構成されるオーバーコート感光体において、 ［１］感光層がＳｅ−Ａｓ合金層上にさらに１〜５μｍ
   のハロゲンドープＳｅ−Ａｓ合金 層の２層で構成されており、さらに、 ［２］中間層が可視光域で実質的に透明なアモルファス
   シリコンで構成されていることを 特徴とする電子写真用感光体。