JPS6391664A - 光受容部材 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光（ここでは広義の光であって、紫外線、可
視光線、赤外線、Ｘ線、ｒ線等を意味する。）のような
電磁波に対して感受性のある先受〔従来技術の説明〕 固体撮像装置、或いは像形成分野における電子写真用像
形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する光
導電材料としては、高感度で、ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）
／暗電流　（Ｉｄ））が高く、照射する電磁波のスペク
トル特性に適合した吸収スペクトル特性を有すること、
光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時
において人体に対して無公害であること、便には固体撮
像装置においては、残像を所定時間内に容易に処理する
ことができること等の特性が要求される。殊に、事務機
としてオフィスで使用される電子写真装置内に組込まれ
る電子写真用像形成部材の場合には、上記の使用時にお
ける無公害性は重要な点である。

この様な点に立脚して最近注目されている光導電材料に
アモルファスシリコン（以後、ｒ　ａ−５ｉ」と表記す
る。）があり、例えば、独国公開第２７４６９６７号公
報、同第２８５５７１８号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第２９３３４１１号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。

特に、水素原子または／及びハロゲン原子等の一価の元
素でダングリングボンドが音節されたａ−５ｉ（以後、
’ａ−５１（Ｈ，Ｘ）　Ｊ　と表記する。）は、その優
れた光導電性、耐擦性、耐熱性及び大面積化が比較的容
易であることから電子写真用像形成部材への応用が期待
されている。

ところで、ドラム状支持体上にａ−５ｉ　（）ｌ、　Ｘ
）かうなる光受容層を備えた電子写真用感光体ドラムを
製造する場合において、ドラム状支持体から光受容層が
はがれる現象、いわゆる１膜はがれ”が生じることがあ
る。これは、ａ−５ｌ（Ｈ，Ｘ）膜の内部応力が大きい
ために生ずるものであり、１膜はがれ”を防止するため
に支持体と光受容層との間に密着層を設けたり、あるい
は、光受容層中に応力暖和剤を含有せしめたりする方法
がとられている。しかしながら、密着層の膜厚や応力暖
和剤の含有量によっては、電子写真特性を阻害してしま
うことがある。

また、こうした膜はがれの現象は、本発明者らの多くの
実験によると、ａ−５ｔ　（Ｈ，Ｘ）層が厚くなる稚虫
じやすいことが判明している。便に、ａ−５ｔ（Ｈ，Ｘ
）膜の内部応力にツイテは、ａ−５ｉ　（）Ｉ、　Ｘ）
　ＩＩＪ　（Ｄ製造条件、例えば、原料ガスの種類や流
量、放電パワー、基体の加熱温度等によって、ある程度
は暖和することはできるものの、完全に膜はがれを防止
することは未だ不可能である。

膜はがれは、電子写真用感光体ドラムとして使用した場
合には画像欠陥の原因となるために致命的なものであり
、膜はがれを完全に防止することは、電子写真用感光体
ドラムにおいて重大な問題のひとつである。

〔発明の目的〕

本発明は、ａ−５ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成された光受容層
を有する電子写真用感光体ドラム等における上述の問題
を解決して、所望機能を奏する光受容部材を提供するこ
とを目的とするものである。

即ち、本発明の主たる目的は、ドラム状支持体上にａ−
５１（Ｈ％Ｘ）で構成される光受容層を備えた光受容部
材において、ａ−５ｉ　（Ｈ，Ｘ）膜の膜はがれを防止
し、白抜は等の画像欠陥を生じない高品質な画像を得る
ことができる電子写真用の光受容部材を提供することを
目的とする。

本発明の他の目的は、電気的、光学的、光導電的特性が
常時安定し、繰り返し使用に際しても劣化現象を起さず
、耐久性に優れた光受容部材を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明者らは、従来のａ−５ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成され
る光受容層を少なくとも有する電子写真用感光体等に用
いられる光受容部材について、前述の諸問題を克服して
上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の
直径を有するドラム状支持体を用いることにより、ａ−
５ｔ（ｌ（、Ｘ）堆積膜の膜はがれを防止しつるという
知見を得た。

即ち、支持体表面の曲率の大きなものを使用することに
より、ａ−５ｔ　（）Ｉ、Ｘ）堆積膜の内部応力を支持
体表面で吸収することができ、ａ−３ｉ　（Ｈ，Ｘ）堆
積膜の膜はがれを、実用可能範囲内に減少させるか、あ
るいは皆無にさせることが可能となるというものである
。

本発明は該知見に基すいて便に研究を重ねた結果、完成
せしめたものであり、ドラム状支持体と、該支持体上に
シリコン原子を母体とする非晶質材料を含有し光導電性
を有する光受容層とを有する光受容部材であって、前記
ドラム状支持体の外直径が７０ｍｍ以下であることを特
徴とするものであり、より好ましくは該ドラム状支持体
の外直径が５０ｍｍ以下であることが望ましい。

又、本発明は、従来よりも小径のドラム状支持体を用い
ることにより、電子写真装置を小型化で誇るという利点
もある。

便に、本発明はドラム状支持体の小型化により、機械的
強度の点で支持体の厚さをある程度まで薄くすることが
可能となり、生産性の向上、軽量化、コストダウンが図
れるという利点もある。

そして、本発明においては、特性の面から、ドラム状支
持体の肉厚を３．０ｍｍ以下にすることが好ましい。

本発明に用いるドラム状支持体は、導電性のものであっ
ても、また電気絶縁性のものでありてもよい。導電性支
持体としては、例えば、ＮｉＣｒ、ステンレス、　＾ｕ
、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ、　Ｔｉ、
　Ｐｔ、　Ｐｂ　　等の金属又はこれ等の合金が挙げら
れる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロース、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシ
ート、ガラス、セラミック、紙等が挙げられる。これ等
の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方の
表面を導電処理し、該導電処理された表面側に光受容層
を設けるのが望ましい。

例えば、ガラスであれば、その表面に、ＮｔＣｒ。

＾ｊ２　、　Ｃｒ、　Ｍｏ、Ａｕ、　Ｉｒ、　Ｎｂ、　
Ｔａ、　Ｖ、　Ｔｉ、Ｐｔ、　Ｐｄ、　Ｉｎ２Ｏ５、Ｓ
ｎＯ２、ＩＴＯ（Ｉｎ２０ｓ＋５ｎＯｚ）等から成る薄
膜を設けることによって導電性を付与し、或いはポリエ
ステルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、　Ｎｉ
Ｃｒ、　　Ａｎｔ八ｇへＰｂ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ
、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、　Ｔｕ、Ｐｔ等の金属
の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等
でその表面に設け、又は前記金属でその表面をラミネー
ト処理して、その表面に導電性を付与する。

本発明の光受容部材の光受容層は、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）
で構成され、先導仏性を有する層であって、該層にはさ
らに、第１Ｈ族原子又は第Ｖ族原子又は／及び酸素原子
、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一
種を含有せしめることができる。

該光受容層中に含有せしめるハロゲン原子（Ｘ）として
は、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ
、特にフッ素、塩素を好適なものとして挙げることがで
きる。そして感光層１０中に含有せしめる水素原子（）
ｌ）の量又はハロゲン原子（Ｘ）の量、あるいは水素原
子とハロゲン原子の量の和（）Ｉ＋Ｘ）は、好ましくは
、１〜４０ａｔｏｍｉｃ％、より好ましくは５〜：ｌＯ
ａｔｏｍｉｃ％、とするのが望ましい。

本発明の光受容部材の光受容層は、ドラム状支持体表面
に接する側に障壁層を有していてもよく、あるいは便に
、光受容層の自由表面側に、表面１１１！壁層を存して
いてもよい。

該障壁層は、光受容層とドラム状基体との密着性向上あ
るいは電荷受容能の調整等の目的で設置されるものであ
り、目的に応じてＩＩＩ族原子、Ｖ族原子、酸素原子、
炭素原子、ゲルマニウム原子等を含むａ−５ｉ　（）１
．　Ｘ）層若しくは微結晶−５ｔ（Ｈ１×）層が、−層
あるいは多層に形成される。しかし、その層厚、含有原
子量はａ−５ｌ膜の特性の劣化が起きない程度にするこ
とが望ましい。

また、前記表面障壁層は、表面電荷注入防止層又は／及
び保護層として設けられるものであって、炭素原子、窒
素原子及び酸素原子の中から運ばれる少なくとも一種を
、好ましくは多量に、含有するａ−５ｉ　（Ｈ，Ｘ）　
、あるいは高抵抗有機物質で構成されるものである。

本発明において、ａ−５１（）Ｉ、Ｘ）を含有する光受
容層を形成するには、例えば、真空蒸着法、熱ＣＶＤ法
、プラズマＣＶＤ法、反応スパッタリング法、イオンブ
レーティング法、光ＣＶＤ法、　ＨＲＣＶＤ法あるいは
、ハロゲン系酸化剤と原料ガスとを反応空間に導入して
接触させハロゲン系酸化剤の酸化作用を利用して化学反
応を生起せしめるいわゆるＦＯＣＶＤ法等の種々の方法
が用いられる。

次に、本発明の光受容部材を製造するのに適した、プラ
ズマＣＶＤ法による堆積膜形成方法について、図面によ
り説明するが、本発明はこれらによって限定されるもの
ではない。

第１図は、本発明の光受容部材のプラズマＣＶＤ法によ
る堆積膜形成装置の典型例を模式的に示す断面略図であ
る。堆積Ｗ１１は、ベースプレート２と槽壁３とトップ
プレート４とから構成され、この堆積槽１内には、カソ
ード電極５が設けられており、ａ−５ｔ堆積膜が形成さ
れるドラム状基体６はカソード電極５の中央部に設置さ
れ、アノード電極も兼ねている。

この製造装置を使用してａ−５ｉ堆積膜をドラム状基体
上に形成するには、まず、原料ガス流入バルブ７及びリ
ークバルブ８を閉じ、排気バルブ９を開け、堆積４ｉ！
１内を排気する。真空計１０の読みが約５　Ｘ　１０’
″’ｔｏｒｒになった時点で原料ガス流入バルブ７を開
いて、マスフローコントローラ１１内で所定の混合比に
調整された、例えばＳｉＨ４ガス、５ｈＨ６ガス、Ｓｉ
Ｆ４ガス等の原料混合ガスを堆積槽１内に流入させる。

このとき堆積槽１内の圧力が所望の値になるように真空
計ｌＯの読みを見ながら排気バルブ９の開口度を調整す
る。そしてドラム状基体６の表面温度が加熱ヒーター１
２により所定の温度に設定されていることを確認した後
、高周波電源１３を所望の電力に設定して堆積槽１内に
グロー放電を生起させる。

また、層形成を行フている間は、層形成の均一化を計る
ためにドラム状基体６をモータ１４により一定速度で回
転させる。このようにしてドラム状基体６上に、ａ−５
ｉ堆積膜を形成することができる。

（実施例） 本発明を、実施例を用いて便に詳しく説明するが、本発
明はこれらによって限定されるものではない。

医！９１１１ 第１図に示した製造装置を用い、プラズマＣＶＤ法によ
り、肉厚１．５ｍｍでそれぞれ直径の異る６種のアルミ
ニウム製のドラム状支持体上に下記の条件により　ａ−
５ｌ　（Ｈ，Ｘ）堆積膜を形成した。

ドラム状基体温度＝２５０℃ 堆積膜形成時の堆積室内内圧：　０．３　Ｔｏｒｒ放電
周波数：　１３．５６　ＭＨｚ 堆積膜形成速度：　２０　Ａ／ｓｅｃ 放電電カニ　０．１８　Ｗ／ｃｍ” こうして得られた電子写真感光体ドラムで、膜はがれの
加速試験（２００℃、１０時間放置）を実施した。その
後、膜はがれの状態を観察し、実験用に改造したキャノ
ン製複写機に設置し、キャノン製テストチャートを原稿
として、画像形成プロセス条件（光源はタングステンラ
ンプを使用）を適宜選択し、複写テストを行なった。そ
の結果を第１表に示す。

五ｍｆｌニ ドラム状支持体を外直径３０）でそれぞれ肉厚の異なる
６種類のアルミニウム製ドラム状支持体に替える以外は
、実施例１と同様の条件で成膜を行ない、同様の評価を
行なった。その結果を第２表に示す。

寒ＩＬニ ドラム状支持体を外直径７０ｍｍでそれぞれ肉厚の異な
る６種類のアルミニウム製ドラム状支持体に替える以外
は、実施例１と同様の条件で成膜を行ない、同様の評価
を行なった。その結果を第３表に示す。

ゑＪ１生ｊ 第１図に示した製造装置を用い、プラズマＣＶＤ法によ
り、肉厚１．５ｍｍの外直径３０ｍｍと５０ｍｍのドラ
ム状支持体上に、条件を下記の条件に替える以外は、実
施例１と同様の条件でａ−５ｔ堆積膜を形成した。

こうして得られた電子写真感光体ドラムで、実施例１と
同様の膜はがれの加速試験と画像評価を行なった所、両
ドラムとも膜はがれのない良好な画像が得られた。

蓑ｉ班ユ 第１図に示した製造装置を用い、プラズマＣＶＤ法によ
り、肉厚１．５ｍｍの外直径３０１ＩＩＩ１１と５０ｍ
ｍのドラム状支持体上に、条件を下記の条件に替える以
外は、実施例１と同様の条件でａ−５ｉ堆積膜を形成し
た。

こうして得られた電子写真感光体ドラムで、実施例１と
同様の膜はがれの加速試験と画像評価を行なった所、両
ドラムとも膜はがれのない良好な画像が得られた。

去ＪＣＩ互 第１図に示した製造装置を用い、プラズマＣＶＤ法によ
り、肉厚１．５ｍｍの外直径３０ｍｍと５０ｍｍのドラ
ム状基体上に、条件を下記の条件に替える以外は、実施
例１と同様の条件でａ−５ｌ堆積膜を形成しこうして得
られた電子写真感光体ドラムで、実施例１と同様の膜は
がれの加速試験を行ない、実験用に改善した半導体レー
ザーを光源に用いたキャノン製複写機に設置し、キャノ
ン製テストチャートを原稿として、画像形成プロセス条
件を適宜選択し、複写テストを行なった所、両ドラムと
も膜はがれのない良好な画像が得られた。

〔発明の効果の概要） 本発明の光受容部材は、外直径が７０ｍｍ以下のドラム
状支持体を用いることにより、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）　堆
積膜の膜はがれを実用可能範囲内に減少させるか、ある
いは皆無にさせることができ、膜はがれによる白抜は等
の画像欠陥を生じることのない、高品質な画像を得るこ
とができる電子写真用の光受容部材を提供することがで
きる。また、ドラム状支持体の小型化により電子写真装
置全体を小型化できるとともに、ドラム状支持体の厚さ
をある程度薄くすることができるため、生産性の向上、
軽量化、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プラズマＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を模式的に示す断面略図である。 １・・・・・堆積槽導、２・・・・・ベースプレート、
３・・・・・槽壁、４・・・・・　トッププレート、５
・・・・・カソード電極、６・・・・・ドラム状基体、
７・・・・・原料ガス流入バルブ、８・・・・・リーク
バルブ、９・・・・・排気バルブ、１０・・・・・真空
計、ｌｌ・・・・・マスフローコントローラー、１２・
・・・・　加熱ヒーター、１３・・・・・高周波電源、
１４・・・・・モーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドラム状支持体と、該支持体上に、シリコン原子を母体
   とする非晶質材料を含有し光導電性を有する光受容層と
   を有する光受容部材であって、前記ドラム状支持体の外
   直径が７０ｍｍ以下であることを特徴とする光受容部材
   。