JPS6381362A - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は電子写真法に用いられる電子写真感光体の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真感光体の光導電層を構成する光導電材料
としてはａ−９ｅ、　Ｃｄｊ、　　ＺｎＯ，ａ−９ｉ等
の無機光導電材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（
Ｐｖに）とトリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）の電荷移
動鎖体、トリフェニルメタン誘導体とチアピリリウム塩
をポリカー糸ネート中に含む系、ジスアゾ顔料やフタロ
シアニン顔料などの有機顔料を含む電荷発生層とヒドラ
ゾン誘導体やトリフェニルアミン誘導体などの電子供与
性分子を有機ポリマー中に含む層から成る電荷輸送層と
の積層構造から成るものなどの有機光導電材料が一般的
に使用されている。しかしながら、これらの光導電材料
を使用する電子写真感光体においては、未だ種々の解決
されるべき点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの光導電材料を使用する電子写真
感光体においては、未だ種々の解決されるべき点がある
。

例えばＡ−Ｓｅを光導電層形成材料とする電子写真感光
体は、Ｓｓ単独ではその分光感度領域が可視域の短波長
側に偏っているので応用範囲が限られてしまう、そこで
ＴｅやＡｓを添加して分光感度領域を拡げることが試み
られている。しかしこの様なＴｅやＡｓを含むＳｅ系の
光導電層を有する電子写真感光体は、その分光感度領域
は改良されるものの、光疲労の増大、高温環境での帯電
性低下、あるいは低温環境での残留電位上昇などがあり
、画質の低下や繰り返し使用時の安定性が失なわれてし
まう等の問題点があった。しかもＳｅ、　Ａｓ、　Ｔｅ
、特にＡｓやＴｅは人体に対し極めて有害な物質である
ので製造時に於て人体への接触がない様な製造装置を使
用する工夫が必要であった。また、光導電層の硬度が低
くクリーニングの確実性と装置の小型化に優れたブレー
ドクリーニングを適用すると光導電層表面が露出してい
ると、光導電層表面がじかに摺擦されることによって、
その一部が削り取られて現像剤中に混入したり、あるい
は複写機内に飛散したり、複写画像中に混入したりして
人体に接触する原因を与える結果を生゛じる。また、Ｓ
ｓは結晶化温度が低いので、少しの加熱や光照射などで
容易に結晶化を起こし、これが原因で帯電性の低下を引
き起こすことがあった。

一方、ＺｎＯ，ＣｄＳ等を光導電層構成材料として使　
　　′用する電子写真感光体は、一般的にはその光導電
層がＺｎＯやＣｄＳ等の光導電材料粒子を適当な樹脂結
着材中に均一に分散して形成されている。

しかしながら、ＺｎＯを使用する場合には可視光に感度
を持たせるために有機顔料を添加するなどの分光増感が
必要になる。あるいは繰り返し使用により感度が低下し
ていくという欠点があるため余り多数回の繰り返し使用
はできなかった。又、ＣｄＳはＺｎＯと違って人体に影
響がある為に、ＣｄＳを使用する場合には製造時及び使
用時に於て人体に接触したり或いは周囲環境に飛散した
りすることのない様にする必要があった。更に、バイン
ダー系光導電層は、光導電材料粒子が樹脂結着材中に均
一に分散されなければならないという特殊性の為に、光
導電層の電気的及び光導電的特性や物理的化学的特性を
決定するパラメータが多く、かかるパラメータを厳密に
調整しなければ所望の特性を有する光導電層を再現性良
く形成する事が出来ず、そのため歩留りの低下を招き量
産性に欠けるという欠点があった。加えて又、バインダ
ー系光導電層は分散系という特殊性故に層全体がポーラ
スになっており、湿度依存性が著しく、多湿雰囲気中で
使用すると電気的特性の劣化を来たし高品質の複写画像
を得られなくなる場合が少なくないなどの問題もあった
。

又、これとは別にＰＶＫ／ＴＮＦ電荷移動鎖体、有機顔
料、電子供与性分子あるいは有機ポリマー等の有機材料
を用いる電子写真感光体は、耐コロナイオン性が低いた
め使用中に特性が劣化する、トナーと同様に有機ポリマ
ーを使うためクリーニング性に問題が生じ易い、機械強
度が弱いため表面が傷つき易い等の問題があり、長期間
にわたって高画質を維持しながら使用するのが困難なこ
とが多かった。また、比較的自由な分子設計が可能であ
るといっても、実際には例えば電荷輸送層の場合、電子
供与性分子とバインダーポリマーとの相溶性不良などの
ために使用出来るバインダーポリマーにかなり制約が出
るなどの問題があった。また、これら有機光導電材料の
中でも広く利用されている電子吸引性分子や電子供与性
分子などには人体に害を及ぼすものも多く１発癌性を有
するものも多々あるので、これらの面からの制約も実際
の材料選択の際に大きな障害となることが多かった。

従来の電子写真感光体の以上のような欠点は。

電荷輸送層を炭素を主体とする膜とすることにより除去
することができる。

炭素を主体とする膜といってもその範囲は極めて広く、
例えばポリエチレンの様な炭化水素系の高絶縁性直鎖有
機ポリマーとやはり炭素原子からなる黒鉛の真空蒸着膜
の様な低抵抗のグラファイト多結晶膜とではその特性が
大きく異なっている。前記のような欠点はこの様な一般
的でありふれた炭素膜では解決されない、有機ポリマー
を電荷輸送層に使用すると確かに帯電能は非常に向上す
るが可視域や近赤外域の光に対する感度がほとんど得ら
れない、また上記のようなグラファイト多結晶膜を電荷
輸送層に使用すると帯電能は著しく低くなり全く実用的
な電子写真感光体とはなり得ない。

ところで炭素膜は、有機溶媒を利用した支持体上への液
相での塗布とモの加熱などの方法では得ることが現状で
は不可能で気相法による合成が考えられる。気相法によ
る炭素膜の合成において、ダイヤモンド状炭素膜と呼ば
れるものがあり、特開昭５８４１１００．−５９−１１
１２３０’０　、　！ｄ−１８４７１３２等のタングス
テンフィラメントＣＶＤ法、特開昭５８−１１０４９４
　、公告８１−３３２０等（Ｆ）−Ｆイクロ波ＰＣＶＤ
法などがある。しかし電子写真感光体に必要な炭素膜は
これらの方法で作成するのは不十分である。

これらの方法は、主に粒状または、でこぼこで不均一な
多結の膜であるが、電子写真感光体では結晶性はどうで
もよいが、均一な膜が望ましい、また、基板温度はＳＯ
Ｏ℃以上（特開昭５８−１１１１００）と高目であり、
管光体の基板の種類が限られる等の欠点があった。さら
に炭素膜がダイヤモンドである必要はなく、膜中水素濃
度が十分に制御可能なら結晶性はとわない、またマイク
ロ波ＰＣＶＤ法ではエネルギーの高いメチルイオン、炭
素イオンが発生するため、基板がエツチングされるなど
して感光体として安定な性質を得るのが難かしい、この
ように現状では電子写真感光体の炭素膜作成の方法には
種々の欠点があった。

本発明は上記の様なこれまでの電子写真感光体製造方法
の様々な欠点を除去し、理想の電子写真感光体を作成す
るために鋭意研究の結果なわれたものである。

すなわち本発明の目的は高い帯電能を持ち少ない帯電流
と少ない露光エネルギーで画像形成可能な電子写真感光
体の製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は従来の方法に比べて低温で製
造可能で、そのため使用可能な基板の種類が増え、さら
に基板の加熱、冷却のサイクルが短かくなるため量産性
の向上が可能な電子写真感光体の製造方法を提供するこ
とにある。

本発明のさらに他の目的は、基板や膜のエツチングの少
ない均一＊ｇを作成することの可能な電子写真感光体の
製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、支持体上に電荷発生層と電荷輸送
層を積層した構造をもつ電子写真感光体を一冑＊＊＊ガ
ス＞＊麦ガスをｍいで鎗雷荷輸送層は炭素を主体とする
膜となるように形成する電子写真感光体の製造方法であ
って、励起された水素ガスを、基板に電界を印加するこ
とにより加速し炭素含有ガスを分解させ、炭素を該基板
上に析出させる電子写真感光体の製造方法によって達成
される。

第１図に本発明の実施に用いられる装置の例を示す、こ
の装置では励起源にＲＦ放電を用いている。４５は真空
槽で主バルブ２５により真空排気ポンプに通じている。

２８．２７．２８．２８．３４は成膜に使用するガスの
バルブである。３０．３１．３２．３３は炭素含有ガス
及びドーピングガス及びＳｉＨ，ガスのボンベで、３５
は水素ガスボンベである。３Ｂ、３８はそれぞれ水素及
び水素含有ガスまたはドーピングガスまたはＳｉＨ４ガ
スの導入口である。４４は１３．５８ＭＨｚの高周波電
源、３７は高周波コイル、４３で高周波のマツチングを
とるようにしである。３９は電子写真感光体のドラム（
基板）、４０はドラム加熱用ヒーター、４１はドラム回
転のためのモーター、４２はドラムに負バイアスを印加
するための直流電源である。

この装置において導入口より導入された水素ガスはＲＦ
放電により励起される。この水素ガスは。

基板３３に電界が印加されているため加速され、別途導
入された炭素含有ガスを分解し炭素だけを基板３８上に
析出される。

水素ガスの励起方法は、　ＲＦ放電が安定性が良いが、
ＤＣ放電、アーク放電、熱フィラメント等も使用できる
。励起水素の加速は基板に−ＩＱＱＶ〜−５ｋＶ、望ま
しくは基板及び膜のエツチングを減らすため一２００ｖ
〜−１ｋＶ印加することで行なう、ガス圧は、１０→〜
１０’　Ｔｏｒｒの間で、放電の安定性、励起水素の衝
突確立を考えると１０”３〜１０−”Ｔｏｒｒが望まし
い。

炭素含有ガスは炭化水素ガス、アルコール、アセトン等
が使用できるが、水素同志の２重結合、３重結合のない
ものが望ましい、これはグラファイト状炭素の混入を防
ぐためである。導入する水素と炭素の割合Ｃ／Ｈは０．
１〜０．００１の範囲が望ましい。

炭素含有ガスの導入方法は水素励起部分と基板との間で
基板に近い方が望ましい、これは炭素含有ガスの励起に
より発生するイオンが電界の加速により基板表面をエツ
チングしないようにするためである。

基板温度は室温から８００℃の範囲で、望ましくは３０
０℃〜５００℃が望ましい、従来の方法に比べて成膜温
度が低いのは比較的高いエネルギーの励起水素を用いる
ためである。

本発明では不純物のドーピングにより帯電性を改善する
ことが可能であり、水素または炭素含有ガスにＢＨ３，
８２Ｈ，、ＰＨ３、ＡｓＨ３等の不純物を混入すればよ
い。

第２図、第３図に電子写真感光体の最も代表的な構成例
を示す、１−３及び２−３は本発明で作成する炭素を主
体とする膜である電荷輸送層である。

１−２及び２−２は電荷発生層、１−４　、２−４は支
持体、１−１は表面層、２−１は電荷阻止層である。

本発明において形成される電荷輸送層は炭素の単結晶、
多結晶、非結晶あるいはこれらの相の混合したもののど
れでもよいが、少なくともその電気伝導度が１０４Ω−
１ｃ「１以下であってしかも、膜中に含まれる水素濃度
が４０原子％以下であって、さらにその光学バンドギャ
ップが１．５ｅＶ以上のものであることが好ましい。

〔実施例〕

以下に具体的な本発明の実施例を示す。

実施例 アルミのドラムを第１図の装置に取り付け、第１表の実
験条件で電子写真感光体を作成した。

第１表 これにより第２図に示す構成の電子写真感光体が作成で
き、良好な帯電性と光感度が得られたので負帯電で像露
光し現像すると良好な像が得られた。

比較例１ 第１図の実験装置を用いて第２表のように電荷輸送層の
成膜条件のみを変えて電子写真感光体を作成した。

第２表 上の条件で作成した電子写真感光体は、帯電能が悪く、
像露光により像が得られなかった。

比較例２ 比較のため電荷輸送層のＣＨ４ガスを、導入口３Ｂから
導入して実施例１と同様に電子写真感光体を作成し、負
帯電で現像した所１画像に汚れが生じて、画質が低下し
た。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の方法によれば、低温において少量
のエネルギーで、良好な帯電性と光感度を有する電子写
真感光体を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の模式図であり、
第２図、第３図は本発明により製造される電子写真感光
体の基本的断面図である。 ２Ｂ、２７．２８．２９．３４：バルブ３Ｇ、　３１．
３２．３３．３５：ボンベ３Ｂ、３８：ガス導入口 ３７：高周波コイル ３８：基板 ４０：基板加熱ヒーター ４１二基板回転モーター ４２：直流電流 ４４：高周波電源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、支持体上に電荷発生層と電荷輸送層を積層した
   構造をもつ電子写真感光体を、炭素含有ガスと水素ガス
   を用いて該電荷輸送層は炭素を主体とする膜となるよう
   に形成する電子写真感光体の製造方法であって、励起さ
   れた水素ガスを、基板に電界を印加することにより加速
   し炭素含有ガスを分解させ、炭素を該基板上に析出させ
   ることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
2. （２）、前記炭素含有ガスを前記基板近傍から前記基板
   導入に向けて導入する特許請求の範囲第１項記載の電子
   写真感光体の製造方法。
3. （３）、前記電荷輸送層が、光学バンドギャップ１．５
   ｅＶ以上、水素濃度４０原子％以下、かつ電気伝導度１
   ０＾−＾６Ω＾−＾１ｃｍ＾−＾１以下の炭素成分を主
   体とする膜から成る特許請求の範囲第１項記載の電子写
   真感光体の製造方法。
4. （４）、前記電荷輸送層に炭素の他に水素、ハロゲン元
   素、窒素または酸素のうち少くとも１つ以上を含む特許
   請求の範囲第１項記載の電子写真感光体の製造方法。
5. （５）、前記電荷輸送層がラマン・スペクトルの１３３
   ３ｃｍ＾−＾１付近のストークス線で特徴づけられる構
   造を少なくとも部分的に含む特許請求の範囲第１項記載
   の電子写真感光体の製造方法。