JPH0514903B2 - - Google Patents

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JPH0514903B2
JPH0514903B2 JP59147004A JP14700484A JPH0514903B2 JP H0514903 B2 JPH0514903 B2 JP H0514903B2 JP 59147004 A JP59147004 A JP 59147004A JP 14700484 A JP14700484 A JP 14700484A JP H0514903 B2 JPH0514903 B2 JP H0514903B2
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JP
Japan
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substrate
photoreceptor
crystal grains
aluminum
size
Prior art date
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JP59147004A
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English (en)
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JPS6126056A (ja
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Fumyuki Suda
Ko Yasui
Kazuhiro Myamoto
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
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Priority to DE3525113A priority patent/DE3525113C2/de
Priority to US06/755,270 priority patent/US4686165A/en
Publication of JPS6126056A publication Critical patent/JPS6126056A/ja
Publication of JPH0514903B2 publication Critical patent/JPH0514903B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10Bases for charge-receiving or other layers
    • G03G5/102Bases for charge-receiving or other layers consisting of or comprising metals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子写真用のアモルフアスシリコン感
光体に関する。
従来技術 最近、プラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition)を用いてシランガスをグロー放電分
解し、基板上に水素原子を含む非晶質シリコン膜
(以下、a−Si膜と称する)を形成する技術が開
発され、伝導型、キヤリヤ濃度の制御可能な半導
体材料として太陽電池や薄膜トランジスタなど大
面積、低価格の半導体素子として実用化されてい
る。またごく最近では、高抵抗率を有するa−Si
膜が再現性よく得られるようになつたので、アル
ミニウムなどの金属基板上に堆積した高抵抗のa
−Si膜は、光感度特性、機械的強度などに優れた
性能を発揮できる電子写真用の感光体として着目
され、セレン(Se)などの感光体材料にとつて
代わる材料として鋭意研究開発が進められてい
る。
かかる従来型の電子写真用a−Si感光体の製造
装置の一例が第1図に示されている。符号1は反
応室を示し、この反応室1に内部を真空排気する
ための真空排気装置2が連結されている。上記反
応室1内に感光体用基板3が設置されるが、この
基板3は導電性を有する必要があり、一般にはア
ルミニウム(Al)やAl系合金が使用され、その
形状は複写機などに組み込まれることを考慮して
円筒形であることが多い。基板3は反応室1内で
回転装置4により回転可能であり、且つ円筒形基
板3内に設置されたヒータ5と外部電源6とによ
つてa−Si膜の形成時に適温に設定できるように
なつている。
反応室1内にはまた、上記円筒形基板3を囲繞
する円筒形の電極7が設けられており、この電極
7には複数のガス噴出孔8が設けられて反応室外
部に設置されたガス供給装置9よりSiH4などの
材料ガスが供給されて上記噴出孔8から噴出され
るようになつている。そして、上記円筒電極7に
接続された高周波電源10から高周波電力が供給
され、適当な基板温度、ガス圧の下で電極7と基
板3との間にグロー放電が起こり、ガス供給装置
9から反応室内に供給されたSiH4ガスなどが分
解して基板3上に水素化シリコンを含むa−Siが
堆積するのである。高抵抗率のa−Si膜を得るた
めには、SiH4ガスの中に一定量のN2ガス、B2H6
ガスを混入する方法などがとられる。
ところで、電子写真用感光体として必要なa−
Si膜の膜厚は5〜50μm、好ましくは10〜30μm程
度であるといわれているが、a−Si層自体の基本
的な物理的性質、層構造、層組成及びその製造方
法などについては多くの研究開発が行なわれてい
るものの、その支持体としての導電性基板材料の
感光体特性に対する影響については殆ど検討され
ていないのが実情である。
電子写真用の感光体基板としては、一般に導電
性が要求されるため金属が望ましい、またa−Si
層の基板上に成膜するとき加熱するので、加熱時
の変形などがないことが必要であり、更に複写機
やプリンタ等に実装するためには加工性が良く、
機械的強度が大きく且つ軽量で長寿命であること
は勿論のこと、画像に悪影響を及ぼさないことが
要求される。これらの諸要求から、感光体用の基
板としてはアルミニウム(Al)金属或いはアル
ミニウム系合金が広く採用され、これは押し出し
または引き抜き方法で素管として得られ、その後
の表面研削や研摩によつて仕上げられる。この基
板上にa−Si膜を堆積する前の工程では、基板表
面の鏡面研摩や脱脂洗浄が行なわれるのが通常で
ある。
本出願人は、基板の材質如何によつて上述した
感光体の諸特性に大きな影響を与えることを見出
し、特願昭58−135957号明細書により感光体の基
板として要求されるAl系合金の材質について特
定の条件を提案した。しかしながら、その後詳細
な実験の結果、基板の材質が同一であつてもAl
またはAl合金の製造方法、加工法の違いから生
ずる基板表面に現われる結晶粒の大きさによつ
て、電子写真画像の質に大きな影響を及ぼすこと
が判明した。
目 的 本発明の目的はアルミニウムまたはアルミニウ
ム系合金からなる基板上にa−Si感光層を堆積さ
せたa−Si感光体において、該基板表面に現われ
る結晶粒の大きさを規定することによつて安定し
て良好な画像を得ることができるa−Si感光体を
提供することにある。
概 要 上記目的を達成するため本発明においては、電
子写真装置に装填されるアモルフアスシリコン感
光体用基板としてアルミニウムまたはアルミニウ
ム系合金を用い、該基板表面の結晶粒を実質的に
画像の質に影響を与えない大きさ以下とすること
を特徴とし、具体的には1cm以下の結晶粒の大き
さとすることに特徴を有する。
実施例 以下、本発明の一実施例を従来技術との比較に
おいて説明する。
第2図は結晶粒の大きさを規定しないので従来
の方法で得られたa−Si感光体を用いた場合の黒
ベタ焼きのコピーサンプルである。このa−Si感
光体の基板としてはアルミニウム系合金(JIS
3003)を用い、その上にa−Si膜を20μmの厚み
で堆積させたものである。このアルミニウム系合
金基板の結晶粒の大きさは最大2cm程度であつた
が、この図から明瞭なように、画像の濃淡が結晶
粒の大きさ、形状に対応して現われることが判つ
た。このように基板の結晶粒の大きさ、形状が画
質に影響する原因は次のようなことにあると考え
られる。
a−Si感光層の膜厚は最大でも約50μm程度以
下と薄く形成され、この感光層を高品位性、量産
性の下で得るためにプラズマCVD法が用いられ
る。この方法によるa−Si膜の成長過程は、グロ
ー放電によつてSiH4などのガスが分解してラジ
カル(遊離基)になり、そのラジカルが基板表面
に付着してa−Siに変化していく表面反応であろ
うというのが通説である。従つて、堆積していく
a−Si層は基板の結晶方位に或る程度依存しなが
ら多分にエピタキシヤル的な成長をするものと推
測され、その結果、膜厚も薄いことから基板表面
のそれぞれの場所の結晶粒の方位、大きさ、形状
に対応した膜質を有するa−Si層が形成され、そ
れが画像の濃淡として現われてくるものと考えら
れる。また、アルミニウム系合金の基板の製造工
程で結晶が凝固する際に形成される結晶粒の組成
は互いに若干異なるであろうし、また結晶粒界に
は或る程度の電位障壁が存在するであろう。その
結果、画像形成プロセスの一つである基板側から
a−Si層へのキヤリヤの注入がそれぞれの結晶粒
において若干の差が生じ、これが第2図のような
コピーの濃淡として現われてくることも考えられ
る。
このようにa−Si感光体による画質には基板表
面の結晶粒の大きさ、形状が強く影響しているこ
とが見出されたのであるが、これを解決するため
には結晶粒の大きさを特定の大きさ以下に規定す
ることが最も効果的であつた。
第3図は本発明によりアルミニウム系合金
(JIS 3003)を使用した基板の表面に現われる結
晶粒の大きさを100μm程度のものを用いて第2図
と同一条件で同一膜厚のa−Si層を形成し、同様
の複写条件で黒ベタ焼きを行なつた結果を示すコ
ピーサンプルである。基板処理も従来と同じ研
摩、洗浄等を行なつた。その結果、第2図のよう
な濃淡が現われず極めて良質の画像が得られたの
である。
基板表面の結晶粒の大きさは、画像の種類など
によつて多少異なるであろうが、原因を忠実に再
現するということを基本におけば、最大でも1cm
程度、通常は100μm以下、好ましくは20μm以下
であることが、種々の実験の結果から結論され
た。
次に、基板表面の結晶粒の大きさを特定数値以
下に小さくするには、例えば以下の方法が採用さ
れ得る。
(1) アルミニウム或いはアルミニウム系合金をそ
の溶融状態か凝固させる段階で超音波を照射す
る。超音波による結晶粒の微細化は初晶粒子と
溶融液との間に働く摩擦力による破壊作用及び
キヤビテーシヨン作用によつて行なわれる。
(2) アルミニウム或いはアルミニウム合金を固相
線直下の温度で長時間加熱する焼きなまし処理
を行ない、結晶粒を縮小させると同時に成分を
拡散させ均一化を図る。
(3) 相変化の起こる温度領域を適当な速さで冷却
することにより溶液からの核発生とその成長速
度を制御することによつて結晶粒の微細化を図
る。一般的には冷却速度が速くなるほど過冷現
象が起こり核発生の度合いが大きくなると共
に、拡散による溶質原子の補給が不足し新相の
成長が遅くなるから結晶組織が微細になる。
上記の適宜の方法で基板表面の結晶粒の微細化
を図ればよいが、アルミニウム或いはアルミニウ
ム系合金の母体の結晶粒の微細化を図つても、例
えば円筒状素管として押し出し引き抜きを行なえ
ば、加工方向に沿つて結晶組織が引き伸ばされる
こともあるので、基板として仕上げをするための
表面研削や研摩、エツチングなどの処理において
も微細化を維持する考慮を払う必要がある。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ばa−Si感光体用の基板の表面に現われる結晶粒
が画質に影響しない大きさ以下に規定されている
ので、結晶粒による画像の濃淡を生じることな
く、忠実に画像の再現ができ、優れた品質の複
写、プリントが可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、a−Si感光体を製作する従来のプラ
ズマCVD装置の概略図、第2図は従来のアルミ
ニウム系合金でなる基板を用いたa−Si感光体に
よるコピー画像の写真、第3図は本発明に係る第
2図と同様の基板を用いたa−Si感光体によるコ
ピー画像の写真である。 1……反応室、2……真空排気装置、3……a
−Si感光体用基板、5……ヒータ、6……外部電
源、7……円筒電極、9……ガス供給装置、10
……高周波電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム又はアルミニウム系合金からな
    る基板上にアモルフアスシリコン感光層をプラズ
    マCVD装置を用いて堆積させたアモルフアスシ
    リコン感光体において、 前記基板表面の結晶粒が1cm以下の大きさにな
    されていることを特徴とする感光体。
JP14700484A 1984-07-17 1984-07-17 アモルフアスシリコン感光体 Granted JPS6126056A (ja)

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JP14700484A JPS6126056A (ja) 1984-07-17 1984-07-17 アモルフアスシリコン感光体
DE3525113A DE3525113C2 (de) 1984-07-17 1985-07-13 Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
US06/755,270 US4686165A (en) 1984-07-17 1985-07-15 Substrate for amorphous silicon photoreceptor

Applications Claiming Priority (1)

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US4686165A (en) 1987-08-11
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