JPH02170973A - 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〕 本発明は表面が水素化アモルファスシリコンカーバイド
層である電子写真感光体の製造方法に関するものである
。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、アモルファスシリコン先導ＴＬＮから成る電子写
真感光体が実用化されているが、この感光体の基本的層
構成は第１図に示す通りである。

同図において、（１）はアルミニウムなどの導電性基板
であり、この基ｖｆｉ（１）の上にキャリア注入阻止層
（２）、アモルファスシリコン光導電層（３）（以下、
アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略す）並びに表面保
護層（４）が順次積層されている。キャリア注入阻止Ｎ
（２）は基板（１）からのキャリアの注入を阻止して残
留電位を低減せしめており、一方、表面保護層（４）は
高硬度な層であり、これによって感光体の耐久性を高め
ている。

この表面保護層（４）には、アモルファスシリコンカー
バイド（以下、ａ−ＳｉＣと略す）を用いることが旋案
されている（特開昭６２−１６８１６１号、特開昭（ｉ
２−１９２７５１号など参照）。

ところで、上記構成の電子写真感光体をプリンタや複写
機などの電子写真記録装置に搭載し、実用に供した場合
、繰り返し使用によってａ−ＳｉＣ表面保護層（４）が
変質し、また、その耐湿性が低下し、その結果、鮮明な
コピー画像が出なくなり、ぼけた画像になることが知ら
れている（以下、本願発明においては上記劣化現象を画
像流れと称する）。

そこで、この問題点を解決すべく第４図に示すようにヒ
ーターを用いて電子写真感光体を４５℃ぐらいの温度に
なるように加熱している。

同図において、（５）はドラム状の電子写真感光体、（
６）はフランジであり、感光体（５）の内周面に接触す
るように円筒形状のフィルム状ヒーター（７）が配置さ
れている。このヒーター（７）は耐熱性樹脂フィルム（
８）と、この樹脂フィルム（８）ニ埋設された電熱′４
ｆＡ（９）とから成り、そのフィルム面に亘って均一に
発熱できる。また、図示していないが、バイメタル式の
温度調整器を設けることによって、感光体（５）の温度
を検知し、これに対応してヒーター（７）の発熱量を加
減しながら感光体温度を所要の範囲内に設定することが
できる。

しかしながら、上記ヒーター（７）を用いた場合、装置
自体が複雑な機構となり、これに伴って高価となり、し
かも、帯電能が約６０Ｖ低域し、電子写真特性を…ねる
という問題点がある。

また、ａ−３ｉＣ表面保護層（４）を形成するに当たっ
ては、その層の光吸収量を小さくし、光導電層に到達す
る光量を高め、これにより、感光体として高い光感度を
維持することが要求されている。

しかも、上記ａ−ＳｉＣ表面保護層（４）には高硬度性
が要求され、この要求から満たされた場合、耐久性及び
耐コロナ放電性に優れた電子写真感光体となる。

従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり
、その目的はヒーターを不要としても画像流れが生じな
くなり、そして、帯電能など電子写真緒特性が改善でき
た電子写真感光体の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は光感度並びに耐久性及び耐コロナ放
電性を向上せしめた電子写真ｊ８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〕

本発明によれば、下記条件へのａ−ＳｉＣ生成用ガスを
下記条件Ｂによりグロー放電分解し、組成式Ｓｊ＋−＊
　ＣＸのＸ値が０．５　＜　ｘ　＜０．９の範囲内に設
定されたａ−ＳｉＣ：Ｉｆ表面層を形成したことを特徴
とする電子写真感光体の製造方法が提供される。

八…ガス成分：５ｉ１１４ガス、Ｃ，ｌ＋！ガス、１１
□ガス各ガス成分の容積比率： ３　　＜　　ｌｌｚ／（Ｓｉ１１４＋Ｃｔｌｌｚ）＜２
００．４　＜　Ｃａ１１□／（Ｓｉｌｌｒ＋Ｃｚｌｌｔ
）　＜　０．９５Ｂ　…ガス流Ｈに対する高周波電力： 〇、２５〜０．８ｗ／ｓｃｃｍ 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の製造方法は、グロー放電分解法によりａ−５ｉ
Ｃ：Ｉｔ表面層を形成するに当たって、次の通りに条件
設定し、しかも、該層の５ｉＣＡＪｌ成比率を所定の範
囲内に設定したところ、上記ａ−ＳｉＣＩＩ表面層を具
備した電子写真感光体はヒーターが不要となったことが
特徴である。

本発明によれば、原料ガスとしてシランガス（Ｓｉ　Ｉ
ｔ　ａ　）、アセチレンガス（Ｃ２１１□）及び水素ガ
ス（１１□）を用いており、そのガス成分比率を条件へ
に設定し、しかも、グロー放電分解を条件Ｂに設定し、
両者の条件＾、Ｂを組合わせている。

Ｂ…ガス流量に対する高周波電力（電力密度）０．２５
〜０．８　Ｗ／ｓｃｃｍ 好適には０．３〜０．６　Ｗ／ｓｃｃｍ上記条件への（
Ａ−１）については、ガス比率が３以下の場合には膜中
の欠陥密度が高くなり、残留電位が上昇する。２０以上
の場合には高い成１漠速度が得られない。

また（Ａ−２）については、ガス比率が０．４以下の場
合には硬度が低下して耐久性に劣り、そして、バンドギ
ャップが小さくなって表面像ｊ（［自体での光吸収が大
きくなり、これによって短波長での光感度が低下し、一
方、０．９５以上の場合には硬度が低下傾向となる。

また、条件Ｂについては、上記電力が０．２５未満の場
合には膜中の水素含有量を所望通りに設定するのが難し
くなり、０．８　Ｗへｃｃｍを越える場合、プラズマ密
度が高くなりすぎ、膜にダメージを与える。

本発明者等は上記条件へ、８以外に、ガス圧を下記の所
定範囲内に設定すればよいことも見い出した。

即ち、ガス圧を０．０１〜０．５Ｔｏｒｒ　、好適には
０．０３〜０．３　Ｔｏｒｒの範囲内に設定した場合に
は膜中の欠陥密度が低減できるという点で有利になる。

かくして、このような成膜条件により得られるａ−３ｉ
Ｃ：Ｉｆ表面層は次のような層構成の電子写真感光体に
適用できる。

ａ−５ｉＣ：ＩＩ表面層を形成した電子写真感光体につ
いては、種々の層構成があり、例えば第２図及び第３図
に示すものがある。

第２図によれば、導電性基板（１０）の上にキャリア注
入阻止層（Ｉｆ）、光導電層（１２）及びａ−３ｉＣ：
Ｉｔ表面保護層（１３）が順次形成されている。

キャリア注入阻止層（１１）にはａ−５ｉｓ　ａ−３ｉ
Ｃ以外に、それらに酸素、窒素又はゲルマニウムなどを
含有させた材料を用いてもよい。

上記光導電層（１２）については、光キャリアを発生さ
せる種々の無機又は有段の材料があり、例えハａ−５ｉ
ｓ　ａ−５ｉＣ％その他にアモルファスシリコンゲルマ
ニウムなどがある。

第３図に示す電子写真感光体は機能分離型であり、基板
（１４）の上にキャリア注入阻止層（１５）、キャリア
輸送層（１６）、光導電層（１７）及びａ−３ｉＣ：Ｉ
ｆ表面保護層（１８）が順次積層されている。

上記基板（１４）、、キャリア注入阻止層（１５）及び
光導電層（１７）については、前記第２図の感光体に示
すものと同じ材料でよく、そして、キャリア輸送Ｊｆｆ
ｌ（１６）についても前記光導電層（１２）に用いられ
た祠料を適宜組成変更などを行って用いればよい。

本発明によれば、上記の電子写真感光体において、ａ−
３ｉＣ表面保２［（１３）　（１Ｂ）のＳｉＣ！ＩＪ１
成比率を所定の範囲内に設定することが重要であること
も見い出した。

Ｓｉｃ組成比率は５ｉｌ−ＸＣＩｔのＸ値で０．５　＜
　ｘ　＜０．９、好適には０．６５　＜　ｘ　＜　０．
８５の範囲内に設定するとよい。×が０．５以下の場合
には光学的バンドギャップが小さくなり、短波長側の光
が吸収され易くなり、これによって光感度が低下する。

また、高い硬度が得られず、耐久性及び耐コロナ放電性
に劣る。

一方、Ｘが０．９以上の場合には膜中の欠陥密度が高く
なり、キャリアがトラップされて残留電位が高くなる。

また本発明によれば、ａ−５ｉＣ：ＩＩ表面保護層の厚
みを０．０５〜５　μ鵠、好適には０，１〜３μｍの範
囲内に設定するのがよく、この範囲内であれば、高い光
感度が得られ、残留電位が低くなるという点で有利であ
る。

更にまた、ａ−３ｉＣ：Ｉｔ表面保護層の水素含有量を
（Ｓｉ、□Ｃ、Ｌ−ｙ　ｔ＋　、で表わされるｙ値でも
って特定した場合、０．５　＜　ｙ　＜　０．５　、好
適には０．０５　＜　ｙ〈０．３　　の範囲内に設定す
るとよく、この範囲内であれば耐湿性を高め、しかも、
膜中の欠陥密度が低減して残留電位が低くなるという点
で有利である。

かくして本発明の製造方法により得られた電子写真感光
体を感光体加熱用ヒーターを具備しない電子写真記録装
置に装着し、画像評価を行ったところ、画像流れが生じ
ないことをｒ１′（Ｉ認した。

次に本実施例に用いられるグロー放電分解装置を第５図
により説明する。

図中、第１タンク（１９）、第２タンク（２０）、第３
タンク（２１）、第４タンク（２２）、第５タンク（２
３）にはそれぞれ５ｉｌ１４．ＣｚＨｚ水素希釈された
Ｂ　２　ＩＩ　、　、　ＩＩ　２及びＮＯが密封され、
これらのガスは各々対応する第１調整弁（２４）、第２
調整弁（２５）、第３調整弁（２６）、第４調整弁（２
７）及び第５調整弁（２８）の開放により放出する。そ
の放出ガスの流量はそれぞれマスフローコントローラ（
２９）　（３０）　（３１）　（３２）　（３３）によ
り制御され、各々のガスは混合されて主管（３４）　（
３５）へ送られる。尚、（３６）　（３７）は止め弁で
ある。

主管（３４）　（３５）を通じて流れるガスは反応管（
３８）へ流入するが、この反応管（３８）の内部には容
■結合型放電用電極（３９）が設置され、また、筒状の
成膜用基板（４０）が基板支持体（４１）の上に載置さ
れ、基板支持体（４１）がモーター（４２）により回転
駆動され、これに伴って基）反（４０）が回転する。そ
して、電極（３９）に電力５０ｗ　〜３Ｋｗ　、周波数
１〜５０Ｍｌ１ｚの高周波電力が印加され、しかも、基
板（４０）が適当な加熱手段により約２００〜４００℃
、好適には約２００〜３５０℃の温度に加熱される。ま
た、反応管（３８）は回転ポンプ（４３）と拡散ポンプ
（４４）に連結されており、これによってグロー放電に
よる成膜形成時に所要な減圧状態（放電時のガス圧例え
ば０゜０１〜０．５Ｔｏｒｒ　）が設定テキル。

このような構成のグロー放電分解装置を用いて、基板（
４０）の上にａ−ＳｉＣ層を形成する場合、第１調製弁
（２４）、第２調製弁（２５）及び第４調製弁（２７）
を開いてｓ＋１１４．ｃ２１１２．Ｈ２の各々のガスを
放出し、その放出量をマスフローコントローラ（２９）
　（３０）　（３２）により制御し、各々のガスは混合
されて主管（３４）を介して反応管（３８）へ流入する
。そして、反応管内部の減圧状態、基板温度、電極印加
用高周波電力をそれぞれ所定の条件に設定するとグロー
放電が発生し、ガスの分解に伴ってａ−ＳｉＣ膜が基板
−Ｆに高速に形成する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を述べる。

（例１） 第５図のグロー放電分解装置を用いて、第１表に示す通
り、ドラム状アルミニウム基板の上にキャリア注入阻止
層、光導電層及び表面保護層を順次形成した。

〔以下余白〕

上記により得られた電子写真感光体について、そのａ−
ＳｉＣ：Ｈ表面保護層のカーボン含有Ｍｔ（Ｓｉｔ□Ｃ
１ＩのＸ値）をＸＭＡ法（Ｘ−ｒａｙ　Ｍｉｃｒｏ−八
ｎａｌｙｓｉｓ）により、水素含有ｉｔ（（Ｓｉ＋−Ｘ
ＣＸ）＋□Ｉ＋、のｙ値）を赤外線吸収法により、それ
ぞれ測定したところ、下記の通りの結果が得られた。

ｘ　＝　０．７５ ｙ・０．１５但しＳｉ元素との結合量ｙ・０．０７２Ｃ
元素との結合ＩＹ・０．０７８ また、第１表より、ＣＪｚ／　（Ｓｉ１１ｄＣ２１１□
）・０．６４１□／（ＳｉＨ４＋Ｃｄｌ□）＝１２　、
高周波電力は単位ガス流１当たり０．５Ｗ／ｓｃｃｍで
あることが判る。

かくして得られた電子写真感光体ドラムの光感度を測定
したところ、優れた光感度特性を示すことが確認できた
。また、このドラムを複写機に搭載し、耐コロナ試験を
連続して５時間行い（この試験は３０万枚のコピーに相
当する）、次いで感光体加熱用ヒーターを用いないで画
像を出したところ、画像流れのない鮮明な画像が得られ
た。

（例２） 次に本例においては、（例１）の電子写真感光体ドラム
のなかでａ−ＳｉＣ：Ｉｆ表面保護層を形成するに当た
って、各種ガスの流量、電力、ガス圧を変え、これによ
って第２表に示すようなＳｉＣＭｌ、酸比率の各種表面
保護層から成る電子写真窓光体を製作した。

そして、各感光体の光感度を測定したところ、第２表に
示す通りの結果が得られた。

光感度については評価基準を三区分しており、◎印は表
面保護層による光感度の低下が全く生じなく、優れた光
感度を維持する感光体になり得た場合であり、○印は表
面保護層によって若干光感度の低下が認められたが、そ
れは実質上問題がないレベルである場合であり、ｘ印は
表面保護層によって光感度の低下が顕著となり、画像に
カブリが生じて使用に耐えない場合である。

ｃ以下余白〕 第 表 （例３） 本例においては、（例１）の電子写真感光体ドラムのな
かで、ａ−ＳｉＣ：ｉｔ表面保護層を形成するに当たっ
て、第３表に示す通りの成膜条件を設定し、これにより
、各種ａ−５ｉＣ：Ｉｔ表面保護層から成る電子写真窓
光体（感光体Ｇ〜０）を製作した。

かくして得られた各種感光体のカーボン含有量並びに画
像流れを測定したところ、第３表に示す通りの結果が得
られた。

第３表より明らかな通り、本発明の感光体Ｉ〜Ｈは画像
流れが生しない優れた感光体であることが判る。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の製造方法によれば、ヒーターを不
要としても画像流れが生じなくなり、そして、光感度、
帯電能、耐久性及び耐コロナ放電性に優れた電子写真感
光体を提供することができた。

また、本発明の製造方法によれば、ヒーターを不要とし
たことによって装置自体の簡略化及び低コスト化を達成
した電子写真記録装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子写真感光体の層構成を示す断面図、
第２図及び第３図は本発明の製造方法に係る電子写真感
光体の具体的居構成を示す断面図、第４図はヒーターを
備えた電子写真感光体の破断面図、第５図はグロー放電
分解装置の説明図である。 １．１０．１４　−　・＝Ｒ電性基板 ２．１１．１５　　…キャリ°？注入阻止層３、１２．
１７　　…光Ｂ電層 ４、１３．１８　　…・水素化アモルファスシリコンカ
ーバイド表面保護層 ７　……ヒーター １６……キャリア輸送層 特許出願人　（（ｉ６３）京セラ株式会社代表者安城欽
寿

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記条件Ａのアモルファスシリコンカーバイド生
   成用ガスを下記条件Ｂによりグロー放電分解し、組成式
   Ｓｉ＿１＿−＿ｘＣ＿ｘのｘ値が０．５＜ｘ＜０．９の
   範囲内に設定された水素化アモルファスシリコンカーバ
   イド表面層を形成したことを特徴とする電子写真感光体
   の製造方法。 Ａ…ガス成分：ＳｉＨ＿４ガス、Ｃ＿２Ｈ＿２ガス、Ｈ
   ＿２ガス各ガス成分の容積比率：３＜Ｈ＿２（ＳｉＨ＿
   ４＋Ｃ＿２Ｈ＿２）＜２００．４＜Ｃ＿２Ｈ＿２／（Ｓ
   ｉＨ＿４＋Ｃ＿２Ｈ＿２）＜０．９５Ｂ…ガス流量に対
   する高周波電力： ０．２５〜０．８ｗ／ｓｃｃｍ
2. （２）グロー放電分解におけるガス圧を０．０１〜０．
   ５Ｔｏｒｒの範囲内に設定した請求項（１）記載の電子
   写真感光体の製造方法。