JPH04191747A - 電子写真感光体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真感光体に関し、特に、感光層に非晶
質ケイ素を用いた電子写真感光体に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法は、感光体に帯電、像露光により静電潜像を
形成し、この潜像を現像剤で現像した後、転写紙にトナ
ー像を転写し、定着して複写物を得る方法として知られ
ている。この電子写真法に用いられる感光体は、基本構
成として導電性基板上に感光層を積層してなる。従来よ
り、感光層を構成する材料としては、セレン或いはセレ
ン合金、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機感光材料、
或いは、ポリビニルカルバゾール、トリニトロフルオレ
ノン、ビスアゾ顔料、フタロシアニン、ピラゾリン、ヒ
ドラゾン等の有機感光材料が知られており、感光層を単
層或いは積層にして用いられている。

しかしながら、従来より用いられているこれ等の感光層
は、耐久性、耐熱性、光感度等において未だ解決すべき
問題点を有している。

近年、この感光層として、非晶質ケイ素（ａ　−５ｉ）
を用いた感光体が知られ、種々の改善が試みられている
。この非晶質ケイ素を用いた感光体は、シラン（ＳｉＨ
２）ガスをグロー放電分解法等により処理して、ケイ素
の非晶質膜を導電性基板上に形成したものであって、非
晶質ケイ素膜中に水素原子が組み込まれて光導電性を呈
するものである。この非晶質ケイ素感光体は、感光層の
表面硬度か高く、傷つき難く、摩耗にも強く、耐熱性も
高く、機械的強度においても優れている。さらに、非晶
質ケイ素は、分光感度域が広く、高い光感度を有する等
、感光特性も優れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、反面、非晶質ケイ素を用いた電子写真感
光体は、暗減衰か大きく、帯電しても十分な帯電電位が
得られないという欠点を有する。

即ち、非晶質ケイ素感光体を帯電し、像露光して静電潜
像を形成し、次いて、現像する際、感光体上の表面電荷
が像露光工程まで、或いは現像工程までの間に光照射を
受けなかった部分の電荷までも減衰してしまい、現像に
必要な帯電電位が得られない。このような帯電電位の暗
減衰の大きな感光体を用いて複写物を作成すると、画像
濃度か低く、また、中間調の再現性に乏しい複写物が生
じることになる。

したかって、本発明の目的は、残留電位が低く、帯電性
が高く、良好な画質の画像を得ることかできる非晶質ケ
イ素電子写真感光体を提供する二とにある。

本発明の他の目的は、耐熱性及び化学安定性に優れ、機
械的強度か高く、耐摩耗性に優れた電子写真感光体を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者等は、
非晶質ケイ素を主体とする感光層のＸ線回折における回
折ピークか、電子写真感光体の電子写真特性に関係を持
つことを見出だし、本発明を完成するに至った。

本発明は、支持体上に、非晶質ケイ素を主体とする感光
層を設けてなる電子写真感光体において、その感光層の
Ｘ線回折における結晶Ｓｉの（１１１）面に対応して現
れる回折ピークの半値中から求められる結晶粒サイズが
５０Å以下であることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の電子写真感光体において、支持体としては、導
電性、絶縁性のどちらのものでも用いることができる。

導電性支持体としては、ステンレススチール、アルミニ
ウム等の金属或いは合金が用いられる。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、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂フィルムま
たはシート、ガラス、セラミック、紙等があげられるか
、絶縁性支持体の場合には、少なくとも他の層と接触す
る面が導電処理されていることが必要である。

これらの導電処理は、導電性支持体に用いられる金属を
蒸着、スパッタリング、ラミネート等の処理によって行
うことができる。支持体は、円筒状、ベルト状、板状等
、任意の形状をとり得る。また、支持体は、多層構造の
ものであってもよい。支持体の厚さは、所望の電子写真
感光体に応して、適宜選択されるが、通常１０ｍ＋以上
のものが適している。

感光層は、ケイ素を主成分として構成されるが、本発明
においては、Ｘ線回折における結晶Ｓｉの（１１１）面
に対応して現れる回折ピークの半値巾から求められる結
晶粒サイズか、５０Å以下であることが必要である。

この結晶粒サイズは、５ｃｈｅｒｒｅｒの式％式％ 但し、ｔ：ｓｉの結晶粒サイズ（人） λ：用いた入射Ｘ線の波長（人） Ｂ：回折ピークの半値巾（ｒａｄ） θＢ　結晶Ｓｉの（１１１）面に対応した回折ピークの
出現するブラッグ角（’　）から求められるものである
。感光層における上記結晶粒サイズが５０人よりも大き
くなると、電子写真感光体の帯電性が悪くなり、したが
ってまた、得られるコピー画像の画像濃度が低く、ざら
ついた画質の画像となる。

本発明における感光層は、周知の方法によって形成する
ことができる。例えば、グロー放電法、スパッタリング
法、イオンブレーティング法、真空蒸着法等によって形
成することができる。これらの膜形成方法は、目的に応
して適宜選択されるが、プラズマＣｖＤ法により、シラ
ン（ＳｉＨ４）或いはシラン系ガスをグロー放電分解す
る方法か好ましく、この方法によれば、膜中に適量の水
素を含有した比較的暗抵抗が高く、かつ光感度も高い膜
が形成され、好適な特性を得ることができる。

以下、プラスマＣＶＤ法によって形成する場合について
説明する。支持体をプラズマＣＶＤ装置内の所定の位置
に配置し、原料ガスを導入することによって行われるが
、原料ガスとしては、シランまたはシラン誘導体に、必
要に応じてシボランガス、ホスフィンガス、その他のド
ーパントガスを加えたものが用いられる。シランまたは
シラン誘導体としては、Ｓ　ｉＨ４、Ｓ　１２Ｈ６，５
ｉＣ１４，５ＩＨＣ１，，５ｉｎ２Ｃ１２、Ｓ　１３　
Ｈ８、Ｓ　１４　ＨＩＯ等をあげることができる。

この場合、シランガスと同時に水素ガスを導入してもよ
いが、シランガスに対して０〜ＩＯ倍の範囲の流量比で
用いるのが好ましい。水素ガスの流量比が１０倍を超え
ると、結晶粒サイズが５０人よりも大きくなる場合かあ
る。

成膜条件としては、交流放電を例にとると、周波数５０
Ｈｚ　〜５　ＧＨｚ　、反応器内圧１０−’　〜５Ｔｏ
ｒｒ、放電電力ｌＯ〜２０００Ｗの範囲で適宜設定され
る。支持体温度は約３００℃以下に設定するのが好まし
い。

より好ましい範囲は２５０℃以下である。支持体温度が
約３００℃よりも高くなると、結晶粒サイズが５０人よ
りも大きくなる場合がある。

本発明において、感光層の膜厚は、任意に設定すること
ができるが、■−〜１．００μｓの範囲、特に５−〜５
０加の範囲に設定するのが好ましい。

本発明の電子写真感光体においては、支持体と感光層と
の間に、電荷注入阻止層が設けられていてもよい。電荷
注入阻止層としては、例えば、非晶質ケイ素に元素周期
律表第■族又は第Ｖ族元素を添加してなるｐ型半導体層
、ｎ型半導体層、或いは絶縁層等があげられ、その膜厚
は０．Ｏ１〜１０虜程度の範囲で適宜設定される。

また、本発明の電子写真感光体においては、表面保護の
目的で表面層が形成されていてもよい。

表面層は、窒素原子或いは炭素原子等が添加された非晶
質ケイ素を主体としてなるのが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 円筒状支持体上への非晶質ケイ素膜の生成が可能な容量
型プラズマＣＶＤ装置を用い。シラン（ＳｉＨ４）ガス
及び水素ガス（Ｈ２）混合体を、グロー放電分解するこ
とにより、円筒状アルミニウム支持体上に約１８虜の膜
厚を有する感光層を形成した。この時の成膜条件は、次
の通りであった。

１００％シランガス流量：　５０ｃＪ／ｆｆ１ｉｎ１０
０％水素ガス流量：　５０ｃＩ＋？／ｌｌ１ｎ水素希釈
の１ｏＯｐｐ、ｍ　Ｂ　２Ｈ６ガス流量：　５０ｃｎｆ
／１ａｉｎ反応器内圧：　０．４　Ｔｏｒｒ 放電型カニ５０ｖ 放電周波数：　１３．５８ＭＨｚ 基板温度＝２５０℃ 得られた感光層について、入射Ｘ線として、λ−１，５
４人のＣｕＫαを使用して、Ｓｉ結晶の（１１１）面に
対応して現れる回折ピーク（理論値：２８．４’　、実
＃１値：　２７．８’　）の半値中を測定したところ、
Ｂは７５°　（０，１３ｒａｄ　）であった。したがっ
て、これらより求められる結晶粒サイズは、１１．０人
であった。得られた電子写真感光体に対して、特性評価
及び複写を行ったところ、帯電性は良好で高く、コピー
画像は、欠陥の無い優れた画質を有していた。

比較例１ 実施例１における基板温度を３００℃とし、１００％水
素ガス流量を５５０　（Ｊ／ｗｉｎに変更した以外は、
実施例１と同様にして感光層を形成した。この感光層の
結晶粒サイズについて、実施例１におけると同様にして
求めたところ、半値巾は、約０．４゜（０，００７ｒａ
ｄ）であり、したがって、これらより求められる結晶粒
サイズは２０４人であった。得られた電子写真感光体に
対して、特性評価及び複写を行ったところ、帯電性が低
く、コピー画像は、画像濃度が低く、ざらつきのある画
質のものであった。

実施例２ 円筒状支持体上への非晶質ケイ素膜の生成が可能な容量
型プラズマＣＶＤ装置を用い。シラン（ＳｉＨ４）ガス
及び水素ガス（Ｈ２）混合体を、グロー放電分解するこ
とにより、円筒状アルミニウム支持体上に約２５虜の膜
厚を有する感光層を形成した。この時の成膜条件は、次
の通りであった。

１００％シランガス流量：　１５０　ｃ＋Ｊ／５ｉｎｉ
ｏｏｘ水素ガス流量：　１００　ｃｌ／ｓ＋ｉｎ水素希
釈の１００１）ｌ）ＩＢ２　Ｈ６ガス流量＝１０ｃシ／
ｓｉｎ反応器内圧：　０．７　Ｔｏｒｒ 放電型カニ８０Ｖ 放電周波数：　１３　、５６Ｍｔｌｚ 基板温度＝２５０℃ 得られた感光層について、入射Ｘ線として、λ−１，５
４人のＣＬＩＫ（Ｚを使用して、Ｓｉ結晶の（１１１）
面に対応して現れる回折ビーク（理論値＝２８．４°、
実測値：　２７．８”　）の半値中をｎ１定したところ
、Ｂは１．８　’　　（０，０３ｒａｄ　）であった。

したがって、これらより求められる結晶粒サイズは、４
５人であった。得られた電子写真感光体に対して、特性
評価及び複写を行ったところ、帯電性は良好で高く、コ
ピー画像は、欠陥の無い優れた画質を有していた。

比較例２ 実施例２における基板温度を３１０℃とし、１００％水
素ガス流量を９０００Ｊ／ｍｉｎに変更した以外は、実
施例１と同様にして感光層を形成した。この感光層の結
晶粒サイズについて、実施例２におけると同様にして求
めたところ、半値巾は、約１．４゜（０，０２ｒａｄ　
）であり、したがって、これらより求められる結晶粒サ
イズは６０人であった。得られた電子写真感光体に対し
て、特性評価及び複写を行ったところ、帯電性が低く、
コピー画像は、画像濃度が低く、その一部にざらつきの
ある画質のものであった。

〔発明の効果〕

本発明においては、感光層のＸ線回折における結晶Ｓｉ
の（１１１）面に対応して現れる回折ピークの半値巾か
ら求められる結晶粒サイズが、５０Å以下であるので、
本発明の電子写真感光体は、優れた帯電性を示し、そし
て得られるコピー画像は、高い画像濃度を有する欠陥の
ない優れた画質を有しそいる。

出願人　富士ゼロックス株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に、非晶質ケイ素を主体とする感光層を
   設けてなる電子写真感光体において、該感光層のＸ線回
   折における結晶Ｓｉの（１１１）面に対応して現れる回
   折ピークの半値巾から求められる結晶粒サイズが５０Å
   以下であることを特徴とする電子写真感光体。