JPH01961A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPH01961A
JPH01961A JP62-155477A JP15547787A JPH01961A JP H01961 A JPH01961 A JP H01961A JP 15547787 A JP15547787 A JP 15547787A JP H01961 A JPH01961 A JP H01961A
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JP
Japan
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film
photoreceptor
corona
silicon
electrophotographic photoreceptor
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JP62-155477A
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邦裕 玉橋
文紀 石川
重春 小沼
政利 若木
俊之 大野
充夫 近崎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】 でも良好な画像を形成させるに好適な表面保護層。
即ち水素とふっ素を含むアモルファスカーボン(以下a
−C:F:Hという)膜において、F/C量を規定する
ことにより高耐湿性及び高硬度を兼備した電子写真感光
体に関する。
〔従来の技術〕
従来から電子写真用感光体として、S e 、 CdS
AszSea等の無機光導電材もしくはPVK−TNF
等に代表される様な有機光導電材が用いられている。こ
れらの材料は電子写真特性には極めス て優れた特性を有するものの、機械的特性においいは必
ずしも必要とする仕様を満足しているとは言い難い。こ
れに対しアモルファスシリコン系感光体は光導電性及び
機械的特性の両面において優れた特性を備えている。し
かし、唯一の欠点は耐湿性に劣ることである。この理由
はコロナ帯電時に生ずるオゾンにより感光体表面に親水
性のS i Ox(x=1〜2)が生成するためである
。表面が高硬度故にファーブラシ、磁気ブラシ等によっ
ても除去できずコロナ帯電をくり返すたびに表面のS 
i Ox生成量が増大する。従って、耐湿性を向上させ
るにはSiOxの生成量を最小限に押えることが必要と
なる。そこで表面を非Si化する方法が考えられる。こ
の観点に立脚し、特開昭61−94056にみられる様
にアモルファス・カーボンを用いる方法がある。しかし
、アモルファス・カーボン(a−Co r  A−C’
:’)I)はコロナ帯電時に生成するオゾンによりC=
0なるカルボニル基を形成し易く、水に濡れ易くなる。
コロナ帯電に対してはアモルファス・カーボン膜より強
い結合力が存在する元素を含む膜が必要となる。
一方、C−F結合を用いる特許がUSP4,582,7
69にみられるが、単にa−C:F:H膜を用いた場合
はbζろいろな組成比(F/C)の膜が考えられる。F
/Cが少ないとa−c(or a−C:H)膜と同様に
コロナ帯電時に生成するオゾンによりC=0が形成され
、水に濡れ易くなる。従って、適正なF/Cを規定しな
いと画像流れ防止の再現性 ゛に乏しくなり、実用に供
し得ない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来技術はコロナによるSiOx生成という高湿下では
悪作用を及ぼす反応物に対し、十分な対応がされていな
かった。本発明の目的は、表面をC,F、Hの化合物で
保護することでコロナによる酸化を防止し且つ、高耐湿
性とした電子写真感光体を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
感光体表面に形成されたa−C: F: H膜はコロナ
帯電時にも酸化され難いので、高湿下でも表面を高はつ
水性に維持できるので、ぼけない画像を出せる。
更にF/Cの原子比を0.4 以上、2以下としたこと
により、高耐湿性及び耐コロナ性を大幅に向上できた。
本発明において、前記表面保護膜中にシリコンを30原
子%以下含有することは非常に望ましく。
これにより硬さが増し耐久性が向上する。シリコン量は
5〜20JI子%の範囲が特に望ましい。
〔作用〕
け 表面をはつ水性にする手段として、史←−恰÷←←÷を
貴CF aプラズマ処理法がある。しかし。
この方法を本材料に適応すると表面がエツチングされる
。そこで、本発明ではCFaプラズマ中にH2を添加し
、プラズマ中で分解しているC、 FとHを結合させた
。感光体表面に高はつ水性のa−C:F:H膜を作製す
ることにより、ぼけない感光体をつくり出すことができ
る。
〔実施例〕
実施例(1) 基板に結晶Si板及びガラス板(コーニング7059)
を用い、ラジオ波(13,56MHz)放電装置内にお
いて成膜した。反応ガスはCF4、+H2混合ガステガ
ス比(X=H2/(CF4+Hz))をOから1.0 
まで変化させた。なお、反応ガス圧はITorr、放電
電圧50W、基板温度200℃で基板はアース側電極上
とした。第1図にガス比(X)と成膜速度の関係を示す
。本図から判る様にX<0.1 では負の成膜速度で基
板がエツチングされる。しかし、X≧0.1 では正の
成膜速度で基板上に成膜される。X≧0.1 で作製し
たa−C:F:H膜に関してコロナ照射時間と水との接
触角の関係を第2図に示す。コロナ照射は川口電機製静
電記録器(SSV−II)を用い+5.5KV、室温(
23℃)、50〜60%RH中で行った0図から判る様
にいずれのガス比で作製してもコロナ照射時間と共に接
触角が低下するが、ガス混合比が大きくなると共に減少
率が大きくなることがわかる。そこで、a−C:F:H
膜を表面保護層とする積層感光体を作製し、印刷実験を
行った。印刷に用いたプリンタは半導体レーザ(780
nm)を用いている。画像評価として印字濃度を測定し
た。なお、印刷は25℃、80%RHの高湿下で行った
実験に用いた感光体膜構造は第3図に示す通りで、AQ
トドラム上a−SiC:H(0,5μm)/a−Si 
 :H(B)(30μm)/a−8iGe(0,5μm
)を積層した後、表面保護層としてa−C:F:H膜を
0.5μmM暦した。くり返し印刷した結果を第4図に
示す。いずれの場合も。
コロナ照射5h毎に印刷した結果である。本図から判る
様にガス比が0.1〜0.5 で作製したドラムはコロ
ナ照射15h後でも印字濃度の低下はない。しかし、ガ
ス比が0.7以上で作製したドラムはコロナ照射15h
後には画像流れが生じ印字濃度が0.8程度に低下した
。そこで、次に種種のガス比で作製したa−C:F:H
膜のF/C比を光電子分光法(xps)にて分析した。
結果を第5図に示す。F/Cはガス比に対し放物線的に
減少する。第4及び5図から画像流れが発生しないF/
Cは0.4以上2.0以下であることが判る。
一方、a−C:F:H膜中のCF n (n =1 t
2.3)結合を検討した。X=O,l  で作製した膜
を光電子分光法(xps)で分析した一例を第6図に示
す。結合エネルギ285eV近傍にみられるスペクトル
をピーク分割すると図の如<、C−C及びC−Fn(n
=1.2.3)結合が存在していることが判る。
これらの結合のうち、最良の結合はCFzである。即ち
、C−Fzは二次元的鎖状構造をとり、一方C−Fsは
C−C結合の終点を意味している。
C−F zの時C−C結合がダイヤモンド結合状態をと
り得る確率が高くなる。従って、a−C:F:H膜の表
面硬度が高くなる。
実施例(2) 今度は基板マイクロ波(2,45GHz) 放!装置内
において実施例(1)と同様の実験を行った。
マイクロ波放電出力は160W、試料のセット位置はキ
ャビティより1301下方とし、試料が直接放電圏にさ
らされるのを防いだ、実施例1と同様にX≧0.1 で
成膜モードとなっている。この膜も実施例1と同様にa
−C:F:H膜となっていることがXPS分析で判明し
た。この膜を表面保護層とする感光ドラムの画像評価で
もF/C≧0.4で実施例1と同効果が得られた。
実施例(3) 次に反応ガスにHを含むフッ化水素カーボンガスを用い
た。実施例はCHF aガスである。この場合、実施例
(1)及び(2)のいずれの放電装置を用いてもガス比
(Y = Hz/ (Hz+ CHF a) )がY=
0から正の成膜速度で、膜が成膜される。結果は第7図
に示す、なお、この膜を表面保護層とした電子写真感光
体の画像評価でもF/C≧0゜4で実施例1と同効果が
得られた。
実施例1,2.3から成膜時のフッ素源としてFを含む
フロン系のガスを用いればその種類に依存せず膜中のF
/C量を規定することで画像流れ防止を画ることかでき
ることが判明した。従って、F/C量を0.4 以上に
保ったa−C:F:H系の膿ではこの膜にP、N、O,
B等を最大10at%までドーピングしても本発明の効
果の妨害にはならない。又、結合水素としての水素量は
通常0.5〜1oat%程度含まれているが、この水素
は1本発明の効果に好影響を与えても害にはならなJ。
このことはa−C:H膜も画像流れに対して有効である
ことから明らかである。
実施例(4) a−C:F:H膜にSiを添加し、Si量とコロナ照射
による接触角の変化を調べた0画像評価から接触角の下
限を45°とするとコロナ照射15h後でも40〜45
°以上を保っているSi量は第8図曲線aから30at
%以下であることが判る。これはSiがコロナ照射によ
りSin。
(x=0〜2)になっても高はっ水性のC−F結合の存
在とF/C≧0.4 の条件が成立している時には実質
上接触角が必要最小限の値を保つことを意味している。
実施例(5) る原因を考案したところSiHが減少しSiOの生成が
増加していることがxPS分析により判明した。従って
、SiOの生成を防止すると接触角の向上が期待できる
@ S iF或いはSiCの様にSiHより結合エネル
ギの大きい結合をとる様にすることが最良である。膜作
製時において反応ガスにS i H4ガスの代わりにS
 i F4ガスを用いて作製した場合、a−C:F:H
膜中にとり込まれたSiはSiF結合成いはSiC結合
をしていることが判明した。そこで実施例(4)と同条
件でコロナ照射後の接触角とSi添加量との関係を求め
た。結果を第8図曲線すに示す。本図から判る様に実施
例(4)の場合に比べ高い接触角が得られる。この場合
、Si量は30at%まで添加できることが判る。この
様にSiを添加することで表面硬度が向上し耐久性が増
加する。
、〔発明の効果〕 本発明によれば、耐コロナ、耐湿性のある感光体を再現
性よく作製でき、具体的効果として高湿下でも高印字品
質を保ったプリンタもしくは複写機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は成膜速度とガス比の関係を示す特性図。 第2図は接触角とコロナ照射時間の関係を示す特性図、
第3図は感光体膜構造を示す断面図、第4図は印字濃度
とコロナ照射°時間の関係を示す特性図、第5図はF/
Cとガス比の関係を示す特性図。 第6図はC1sスペクトルを示す特性図、第7図はは成
膜速度とガス比の関係を示す特性図、第8図は接触角と
Si量の関係を示す特性図である。 1・・・AQ基板、2・・・ブロッキング層、3・・・
電荷搬域 1 凹 第2菌 o     s     to     tsコロナ層
I吋峙v’%(h) 第 4 図 ブス目; コロナ鼎四時1旬 ()L) 革 51.¥1 Oθ、/   0,3   θ、s   o、’t  
 θ、9力゛ストし 第 6 口 2’?5     ZqO2B5    280訃吉心
計工卑ルで(eV) 皐70 率8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アモルファスシリコンよりなる光導電層と該光導電
    層の支持体とを具備する電子写真感光体において、当該
    感光体の最表面部に水素とふつ素を含むアモルファスカ
    ーボン膜を有し且つ該膜中のF/Cの原子比が0.4以
    上2以下であることを特徴とする電子写真感光体。 2、アモルファスシリコンよりなる光導電層と該光導電
    層の支持体とを具備する電子写真感光体において、当該
    感光体の最表面部に水素とふつ素とシリコンを含むアモ
    ルファスカーボン膜を有し、該膜中のシリコン量が30
    原子%以下、F/Cの原子比が0.4以上、2以下であ
    ることを特徴とする電子写真感光体。 3、特許請求の範囲第2項において、前記水素とふつ素
    とシリコンを含むアモルファスカーボン膜中にシリコン
    がSi−F及び/或いはSi−Cの状態で結合している
    ことを特徴とする電子写真感光体。
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