JPS60143355A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS60143355A
JPS60143355A JP24815883A JP24815883A JPS60143355A JP S60143355 A JPS60143355 A JP S60143355A JP 24815883 A JP24815883 A JP 24815883A JP 24815883 A JP24815883 A JP 24815883A JP S60143355 A JPS60143355 A JP S60143355A
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JP
Japan
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layer
electrophotographic photoreceptor
low resistance
charge
photoconductive layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP24815883A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Wakagi
政利 若木
Kunihiro Tamahashi
邦裕 玉橋
Shigeharu Konuma
重春 小沼
Megumi Naruse
成瀬 恵
Toshiyuki Ono
俊之 大野
Mitsuo Chikazaki
近崎 光夫
Masanobu Hanazono
雅信 華園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に係り、特にレーザービームプ
リンタへの適用に好適な電子写真用感光体に関する。
〔発明の背景〕
従来、電子写真感光体の光導電性材料として5eXSe
合金、CdS等の無機物やポリビニルカルバゾール(P
VK)等の有機物が用いられている。しかしこれらの無
機物は要件が強く、製造時の取扱いや使用後の処理等に
問題がある。また、これらの材料から構成される感光体
は表面の硬度が十分でないため、使用中表面に傷がつい
たりして像を悪化させていた。これらの欠点を改良する
ため水素を含む非晶質Si(以下a−8i:)(と略す
)を感光体として用いることが提案された(例えば特開
昭54−78135号公報参照)。
一般的な電子写真感光体の構造を第1図に示し、その等
価回路を第2図に表わすと膜の表面電位■の時間変化は
次式で表わされる。
AnV= −−十A τ ・・・(1) τ=RC 几:感光体の抵抗値 C:感光体の静電容量A:定数 感光体の抵抗率をρ、比誘電率をεとするとτ=εε0
ρ ・・・(2) εo :真空の誘電率(8,85X10−14CF/c
rn))と表わす事ができる。
τは電子写真感光体としては、10(8)以上である事
が必要である。
a−8i:Hの場合εは11程度である。τを1Q84
K1以上にするには、 ρ、= io” [:Ω・口〕 が必要となる。
ところでa−8i:Hをグロー放電法等で作成するとρ
を1013〔Ω・α〕以上にするのは難しくなる。
このため、a−8i:HにBやOをドープした9、Cや
Nを含有させる等して抵抗率を上げたりしている。
またa−8i:Hでρが10131(Ω・03以上なく
てもa −8ich等の電荷注入阻止層(ブロッキング
層)を感光体と基体との間に設けて帯電能を上げる方法
もある(特開昭56−24354号公報等φ照)。
本願発明者は、反応性スパッターにより、a−8i:H
t作製した。その時、スパッター中水素分圧をコントロ
ールする事によシρが1013[Ω・釧〕以上のa−8
i:Hを再現性よく作製する事に成功した。
これにより、BやOをドープしたシ、CやNを含有させ
たり、またブロッキング層を用いたりしなくても帯電能
の高い感光体を得る事ができた。
しかし、この感光体を用いて印画試験を行った結果、コ
ピーサンプル上に白ヌケが見られた。これは第5図に示
すように感光体に局所的に柱状の低抵抗部IBが存在す
るためであると考えられる。
他の部分は高抵抗部IAである。事実本願発明者が作製
したa−8i:H膜のチャージアップの様子を電子顕微
鏡で観察した結果、チャージアップしていない部分(黒
くみえる部分)が存在する事がわかった。
問題の電子写真上の白ヌケはこの低抵抗部分から表面の
チャージがぬける事によっておこるも9と考えられる。
4 勿論このような低抵抗部分ができる事は好ましい事では
ない。しかしこのような部分をなくす事は、特に高速成
膜を行う際には、非常に困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は光導電層が水素化アモルファスシリコン
系等高抵抗・低抵抗側領域が存在するにもかかわらず印
字画像の白ヌケやボケ等の発生を防止することの可能な
電子写真感光体を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明において光導電層は高抵抗部が主たる領域を占め
、部分的に低抵抗領域が存在するものであり、この光導
電層は支持基体上に中間層を介して積層されている。そ
してこの中間層は光導電層中の低抵抗領域と同等或いは
それより高い抵抗値を有するものである。
前記のようにコピーサンプルにおいて白ヌケが発生する
のは以下のように考える事ができる。前記低抵抗部分の
σを1012[:Ω・口〕であると仮定する。(2)式
から表面電位減衰が10倍速くなっているのがわかる。
この速い電位減衰を多層構造にしておさえる訳であるが
、多層構造ではどのように電荷が減衰するかを考える。
二層構造を第3図に示し、その等価回路全第4図に示す
。電価減衰に対する方程式は次式の様になる。
QIIVIIC+、几1は、それぞれ第2図の層(光導
電層1)の電荷量、電位差、容量、抵抗値。Q2 、V
2 、C2、R2け中間層2の電荷量。
電位差、容量、抵抗値である。また、QI、Q2は、そ
れぞれQI 、Q2の時間による一次微分であ・る。
(3)式を解きこの感光体の表面電位の時間変化をめる
と次式のようになる。
V = V r + V2 ・・・(4)ここで、VO
IIVO2は積分定数、τ1.τ2はそれぞれ図の光4
電層1、中間層3のI電緩和時間で で表わされる。V1@ V2は、それぞれ光導電層1、
中間層3にかかる電圧であシ、■が表面電位となる。(
4)式から明らかなように7里が小さくても、τ2がそ
れより大きければ、表面電位の減衰は遅くなる。
また初期条件として光導電層1、中間層3を流れる電流
が等しいとすると、V(+ Vxの初期値は次のように
なる。
SVI =VORt / (Rt +Rz )ここでV
oは感光体にかかる初期電位である。
白ヌケを防止するためには、低抵抗部分で■2がvlと
同程度又はそれ以上である事が必要である。すなわち几
2がR1と同程度かそれ以上である事が必要となる。
光導電層1をa−8i:Hとすると抵抗率は1013Ω
釧、銹電緩和時間は10方程度である。この層中に抵抗
率1012Ωm誘電緩和時間1派の低抵抗部があると仮
定する。
中間層3を酸素化アモルファスシリコン(以下a−8i
:Oと略す)とするとその抵抗率は1014Ωm1誘電
緩和時間は20方程度である。
光導電層1をlOμm1中間層3を0.1μmとして電
位減衰の様子を(4)、(6)式から計算したのが第6
図である。図中人の曲線は、層3がない時の低抵抗部の
電位減衰曲線である。Bの曲線は、層3を導入した時の
低抵抗部の電位減衰曲線である。
C,Dは高抵抗部の電位減衰曲線で、それぞれ暗減衰、
光減衰を表わす。
この図から光導電層1の導入は、低抵抗部の電位減衰の
速度を遅くシ、かつ高抵抗部の光減衰に悪影響を与えな
い事がわかる。
〔発明の実施例〕
以下、実施例について図面を用いて説明する。
実施例1 第7図に本発明における水素を含むa−8i光導電体の
作製装置を示す。
a−8i光導電体の作製方法は、第7図において反応槽
をI X 10−6T□rrに排気し、120φA4ド
ラム基板5をヒータによ!113001:”まで加熱し
、Atドラムの脱ガスを行った。しかる後、200Cま
で冷却し保温した。一方ガスは次のように調整した。ア
ルゴンボンベ11及び水素ボンベ12カラ、ソれぞれマ
スフローコントローラ9.10を介し、所定流量に調整
し、ガス混合器8へ送り、その後ニードルパルプ13に
より反応槽4内がIX 10−3TOrrになるように
調整し、最後にメインパルプ11によf) 5 X 1
0−sTQrrに調整した。
富国9由偕→]I汁−001人rブフノくツi−かり1
1P外シリコンターゲツト7は、99.99%以上のも
のを使用した。スパッター中はAAドラム基板温度が一
定となるように冷却、加熱を適宜行った。
反応槽へのアルゴンガスと水素ガスの混合ガス比は、ア
ルゴンと水素の全流量に対する水素の流量で定義し行っ
た。
以上の方法で混合ガス比0.2〜0.8で、5μm厚に
成膜した時の電気抵抗率を、第8図に示す。
混合ガス比が0.4以上において光導電体の電気抵抗率
が1013Ω副以上を示す事が判った。
実施例2 実施例1に示した方法で、外径120φのAtドラム上
に、混合ガス比0.5で、10μm厚のa−8i光導装
体にり製し、tユ 印画試験の結果、印画サンプル上に白ヌケがみられた。
このa−8i光導電体表面を金蒸着せずに電子顕微鏡で
観察した。試料表面に径10μm程度の黒点が見られた
。これは、試料がチャージアップするが、電気伝導度が
低い部分ではチャージがぬけて黒く見えるためだと考え
られる。
さらに定量的にチャージアップの様子を調べるため、E
 PMA (Electron Probe Micr
o Ana−1yser)を用いて実験した。
Si−にα線の発生量の比の電子加速電圧依存を測定し
た。
X線の発生量は次のように考える事ができる。
X線発生のための電圧しきい値をEbとする。電子の加
速電圧を■、吸収電流を工とするとX線発生量Ixはお
およそ次式で表わされる。
Ixoc(V Eb)2・I −(7)ここで大体の近
似で I−(V−Eb) ・・・(8) とすると Ix ” (V E b ) 3−(9)低抵抗部とそ
れ以外の部分ではチャージアップのちがいによりEbの
値がちがいIxにちがいが生じると考えられる。
低抵抗部とそれ以外の部分のIxO比の電子の加速電圧
の依存性を第9図に示す。(9)式によシ低抵抗部およ
びそれ以外の部分でのEbは、それぞれ2.2KV、2
.4KVと見積られた。低抵抗部は、それ以外の部分よ
シ200V程度チャージアップ量が少ないと考えられる
この低抵抗部から電荷がぬけて、印画試験において白ヌ
ケができたと考えられる。
実施例3 ターゲットを5i02とし、実施例1と同様な方法で、
外径120φのAtドラム上に、0.1μm厚程鹿のa
−8i:Oを作製した。この時、スパッタガスはArの
みで、30 sCCm流した。その他の条件は、実施例
1と同様である。
その後、ターゲットを84ターゲツトに交換し実施例2
と同様な方法で10μm厚のa Si光導電体を作製し
た。
以上のようにして得られたa−8i光導電体を用い印画
試験を行った結果、白ヌケのない画質のすぐれた印画サ
ンプルを得る事ができた。
この感光体表面を実施例2と同様に金蒸着を行わずに電
子顕微鏡で観察した。その結果、実施例2で観察された
のと同様の粒子が観測された。しかしこの部分からチャ
ージはぬけずに黒点になっていない。中間層3によりチ
ャージのぬけがおさえられたためと考えられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば電子写真上の白ヌ
ケをなくすることが可能となシ良好な画像が得られると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第5図は単層型電子写真感光体の模式断面図、
第2図は第1図の電子写真感光体の等価回路図、第3図
は本発明の一実施例に係る電子写真感光体の模式断面図
、第4図は第3図の電子写真感光体の等価回路図、第6
図は第1図及び第3図の各電子写真感光体の表面電位減
衰曲線図、第7図は本発明の電子写真感光体を得る為の
装置の一例であるスパッタリング装置の系統図、第8図
はガス混合比に対する電子写真感光体の抵抗率特性図、
第9図は電子写真感光体の電子加速電圧に対するSi−
にα線強度比特性図である。 1・・・光導電層、2・・・支持基体、3・・・中・間
層、IA■1図 君2図 躬3図 前4図 第5図 躬e;図 時間[5ecJ 第8図 う昆令力゛人しし 第1頁の続き 0発 明 者 大 野 俊 之 日立市幸町3丁目所内 ■発明者 近 崎 光 夫 日立市幸町3丁目所内 0発 明 者 華 園 雅 信 日立市幸町3丁目所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光導電層をその支持基体上に設けてなる電子写真感
    光体において、前記光導電層は高抵抗領域と低抵抗領域
    とが共に存在しておシ、該光導電層と前記支持基体との
    間には前記低抵抗領域よりも同等以上の抵抗値を有する
    中間層を具備することを特徴とする電子写真感光体。 2、特許請求の範囲第1項記載において、前記光導電層
    は水素化アモルファスソリコン系でおり、その抵抗率は
    10′3Ω・m以上であることを%徴とする電子写真感
    光体。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載において、
    前記中間層は酸化アモルファスシリコン系でおることを
    特徴とする電子写真感光体。
JP24815883A 1983-12-29 1983-12-29 電子写真感光体 Pending JPS60143355A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763545A (en) * 1980-10-03 1982-04-17 Canon Inc Photoconductive member

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763545A (en) * 1980-10-03 1982-04-17 Canon Inc Photoconductive member

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