JPS60192955A

JPS60192955A - 光導電材

Info

Publication number: JPS60192955A
Application number: JP59049676A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ohashi; 邦夫大橋; Tadashi Tonegawa; 利根川　正; Shoichi Nagata; 永田　祥一; Shoji Nakamura; 昌次中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1984-03-14
Publication date: 1985-10-01

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】く技術分野〉本発明は光に対して感受性を有する光導電材に関するも
のである。

〈従来技術〉従来、電子写真用像形成部材や原稿読取装置等における
光導電層を構成する光導電材料さしては、セレンＳ　ｅ
　＋硫化カドミウムＣｄＳ、酸化亜鉛ＺｎＯ等の無機光
導電材料若しくはＰＶＫ（ポリビニルカルバゾールＬ　
ＴＮＦ（）リニトロフルオレノン）等の有機光導材ｆ−
１か使用されていた。

しかるに、上記材料は光導電材料として要求される光感
度、分光感度、ＳＮ比（明抵抗／暗抵抗）或いは耐久性
、人体への安全性（危険度ンにおいて必すしも満足のい
くものではなく、ある程度、条件を緩和して、個々の状
況に対応して用いられている。

一方、非晶質（アモルファス）シリコンａ−５ｉ光導電
材料は、高光感度、高耐久性及び無公害等の長所を期待
できるため、近年、活発な研究がなされている。しかし
、現状では暗抵抗が低く、充分なＳＮ比が得られないこ
と、又、耐湿性に代表される耐環境特性並ひに経済的安
定性等においてまだまだ大きく改良されなければならな
い。

特に、非晶質シリコンはその表面が不安性であり、それ
ゆえ、耐環境特性、経時安定性等において劣化してしま
う。

そのため、非晶質シリコンの表面に表面保護層（又は表
面ブロッキング層とも言う。）が設けられる様になった
が、この表面保護層はａ　５ＩＸＮ（Ｉ　Ｘ）Ｉａ−８ｌ）（Ｃ（Ｉ　ｘ）１
ａ−３ＩＸｏ（Ｉ　Ｘ）（０＜Ｘ＜Ｉ）等で形成されて
おり、感光体として主たる特性である帯電能、電荷保持
能力及び光感度、残留電位等に悪影響を与えることが少
なくなかった。即ち、耐環境特性、経時安定性等を増す
ため、該表面保護層ｆｆ：電気的に絶縁性の膜とする（
組成比Ｘの値を小さくする）と、光感度が悪（なり残留
電位が上昇しコピー（複写）画像でカブリ等の現象が生
じる。これとは逆に、光導電性を向上させる（組成比Ｘ
の値を大きくする）と、残留電位は減少するが、耐環境
特性、経時安定性が劣る感光体となってしまうのである
。

〈発明の目的〉本発明は上記の事項に鑑み、表面保護層に多量の第■族
元素を添加し、上記のケイ素Ｓｉの組成比Ｘが小さくて
も残留電位が小さい光導電材に！供することを目的とす
る。

〈実施例〉以下、本発明を実施例に即して述べる。具体的な本発明
の実施例に係る光導電材の構造を第１図に掲げた。

同図において、３０１が光導電材であり、３層構造即ち
上（表面側）から表面保護層３０３、光導電層３０２及
び導電性支持体３０４を有した積層構造を成している。

そして、上記光導電層３０２は酸素を含む非晶質シリコ
ンで成り、上記表面保護層３０３は第１１１族元素をｌ
Ｏ〜１０　ａｔｏｍｉｃ％含有する。

ここで、本発明の界雄側に係る光導電材の製造方法につ
き解説する。

第２図に示す装置を用い以下の様にしてａ−５ｉ層（非
晶質シリコン層）を形成した。

クロロセン超音波洗浄槽及び蒸気洗浄槽（図示せず）に
て充分に表面を洗浄した直径１４０ス長さ３４０ｍｍの
アルミニウム支持体２を用意し、該アルミニウム支持体
２をドラムヒーター３に固定した。該ドラムヒーター３
は前記アルミニウム支持体２の内径に密着する外径を有
し、表面を均一加熱する。

同図にて、９はメカニカルブースタポンプ、ｌＯはロー
タリポンプであ２す、５け小窓、７は駆動用モーター、
１１はリークバルブでるる。

次に、バルブ８を開き、反応室１内の空気を排除し、同
時に前記ドラムヒーター３をＯＮにした。

こうして、前記アルミニウム支持体２の表面が２５０℃
になるまで温度を上昇させ、その後恒温状態全保持した
。

続いて、補助バルブ１２を全開にし、そして、Ｓ　ｊＨ
４ガスの充填されたボンベ２３、Ｈ２ガスの充填された
ボンベ２４及びＨ２ガス中に濃度４００ｐｐｍで混合さ
れたＢ２Ｈ６（ジボラン）ガスの充填されたボンベ２５
を、夫々の付属バルブ１８゜１９、２０を開放すること
により各ガスを流出させる。その際、前記ボンベ２３．
２４．２５に接続された質量流量調節器１３，１４．１
５の設定値を徐々に上ケて各ボンベ２３，２４．２５か
らガスが所定量はど流れる様に調整した。

この時、前記バルブ８の開度を調節することにより前記
反応室ｌ内の圧力を１．５Ｔｏｒｒに保った。

続いて、高周波電源６のスイッチをＯＮにし、相対向す
る１対の放電電極４．４′間に周波数１３．５６ＭＨｚ
の高周波電圧を印加してグロー放電を起こし、加熱され
た前記アルミニウム支持体２上にａ−５ｉ膜を形成した
。なお、成膜時の高周波電力は常時４００Ｗに制御した
。

ところで、上記のａ−５ｉ膜形成の際、Ｂ２Ｈ６の濃度
はＳｉＨ４との濃度比が１０　となる様にＨ２ベースの
Ｂ２Ｈ６ガス流量は前記質量流量調節器１５にて調整し
た。このＢ２Ｈ６は膜の伝導型を制御するために添加さ
れるが、添加量が多い場合はｐ型、ｐ十型となり、添加
量が少ない場合はｎ型、ｉ型となる。一方、暗抵抗比及
び光感度に関しては、微量の０２　ガス全添加すること
により所定の値にできる。これは当業者か、適宜、所望
の膜特性に応じて決定できる事項である。

この状態で約８時開成膜を続行した０今度は、表面保護層を形成すべく各ガスの混合比を変化
させる。即ち、０２カス全添加するため０□　ガスの充
填されたボンベ２８を付属のバルブ２９を開とし且つ補
助バルブ３１も開とし、質量流量調節器３０にて所定量
の０２　ガスを前記反応室１へ導入した。同時に、Ｂ２
Ｈ６を大量に添加するため、Ｉ］２　ガス中に濃度１％
で混合されたＢ２■Ｊ６ガスの充填されたポンベ２６の
バルブ２１を開とし、該ボンベ２６からのＢ２Ｈ６カス
の流量を調節する質量流量調節器１６を調節し同時に前
記質量流量調節器１５を流量０にしてＢ２Ｈ６ガスを前
記反応室ｌへ導入した。

なお、上述の表面保護層の形成の際に導入される０２ガ
スの量は、絶縁性の高い膜を所望する場合には、体積比
で、０２　／　Ｓ　ｉＦ（４二０．５〜２０と設定し、逆に
、光導電性の高い膜を所望する場合には、体積比で、０　／　Ｓ　Ｉ　Ｈ４−０，０１〜０５と設定すれば良
い。

上記の様にして約５分間表面保護層を形成し、前記高周
波電源６のスイッチ−１ＯＦＦとし、各ガスのバルブ１
３，１４．１６．３０を閉にして、再び前記反応室ｌ内
を真空にして、前記ドラムヒーター３のスイッチを開と
し徐冷した後、ａ−５ｉ膜が形成されたところのアルミ
ニウム支持体２を取り出す。

なお、上記アルミニウム支持体２を取り出した後、ＣＦ
４（ラトラフルオロメタン）ガスの充填されたポンベ２
７を付属のバルブ２２を開放して、その流量は質量流量
調整器１７で制御して、前記反応室ｌ内に流し込み、該
反応室１金洗浄した。

以上の手順にて表面保護層における０２量、Ｂ２Ｈ６量
を種々変えて８種の試料（サンプル）を作製した。

この作製した８種の試料（サンプル）を、第３図に示す
電子写真プロセスによム電子写真特性、耐環境特性及び
経時安定性につき調へた。その結果は下表の通りとなっ
た０第１表は８種の試料（試料番号Ｎｏ、１．２．３゜４、
５．６．７．８）のケイ素原子に対するホウ素原子のａ
ｔｏｍｉｃ％（Ｂ／Ｓｉ）及びその表面保護層のガス比
（酸素ガス対水素化ケイ素ガス比０２／ＳｉＨ４並ひに
ジボランガス対水素化ケイ素ガス比Ｂ２Ｈ６／５ｉＨ４
）を、第２表は該８種の試料の物性を表わす０第１表第２表（注）◎：テスト結果が初期特性と変わらず優秀Ｏ：良 △：可 ×：不可上表の耐環特性は、特に高温高湿環境下での電子写真特
性を繰ジ返し、安定性の意味も含めである。又、上表の
経時安定性は、試料（サンプル）作製後１１日経過した
電子写真特性を初期の電子写真特性と比較したものであ
る。

なお、上記の電子写真プロセスとは第３図の通ジ、光導
電部材が表面にコーティングされたドラム５０８上に１
次帯電器（６，［）ＫＶ）５０１にて電圧を印加し、前
記ドラム５０８上にレンズ５０２（ｉ！光系の一部であ
る。）を通過した像を露光して、該露光像を現像器５０
３にて現像し、その像を転写紙５０４に転写用帯電器５
０５により転写する工程及び転写後肢ドラム５０８’！
ｚクリーニング装首５０５で清掃すること並ひに除電光
源５０７にて除電を行う工程のことである。

これら表より、表面保護層には０２が多量に添加されて
いる方が耐環境特性並びに経時安定性ＶＣおいて優れて
いることが明らかとなる。

又、Ｂ２Ｈ６／ＳｉＨ４の値が小さい場合は残留電位か
大きく好ましくないが、Ｂ２Ｈ６／ＳｉＨ４の値が大き
くなると残留電位が減少し優れたものとなる。

他方、０２が少量しか含まれていないと、表面電位、耐
環境特性及び経時安定性において劣悪なものしか得られ
ない。

上記８つの試料（サンプル）の中でＮｏ。１゜Ｎ００２
及びＮｏ。３のものが最適であり、該ＮＯ，ｌ。

ＮＯ，２及びＮｏ、３の試料（サンプル）のＢ（ホウ素
）のＳｉ（ケイ素）に対する原子（ａｔｏｍｉｃ）％は
ＩＭ、Ａ（イオンマイクロアナリシス）によると、夫々
、Ｏ，Ｕｏ　１．０．０１．０．１であり、このＢ／Ｓ
ｉが１０−３〜１０　’　ａｔｏｍｉｃ％の範囲にある
ことが好ましいと判ｒ！ｌ］シた。もちろん、この酸素
とＢ２Ｈ６のガス混合比を要望により適宜選択すること
は当業者（研究者）にとって容易な事項である。

なお、上記実施例においては表面保護層にＢ（ホウ素）
を含めたが、他の周期表第１Ｈ族元素でも同様であった
。

さらに、上記表面保護層は厚さを０．０１〜４．０／７
ｍにすると特性の同士が著しかった。

伺言するに、本発明の光導電材は複写機、レーザプリン
タ等の光導電部材として広く利用されることが期待され
る。

〈効果〉以上の様に本発明の光導電材によれば、耐環境特性、経
時安定性に優れ、且つ、電荷保持能力が高く、残留電位
の少ない感光体を得ることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される積層構造の光導電材の側断
面図、第２図は本発明の実施例に係る光導電材の製造装
置のブロック図、第３図は本発明の実施例に係る光導電
材の使用される電子写真装置のプロセスの説明に供する
図である。１・・・反応室、２・・・アルミニウム支持体、３・・
・ドラムヒーター、４’、４’・・・放電電極、５・・
小窓、６・・・高周波電源、７・・・駆動用モーター、
８・・・バルブ。９・・・メカニカルブースタポンプ、１０・−ロータリ
ポンプ、１１・・・リークバルブ、１２・・・補助バル
ブ。１３、１４．１５．１６．１７・・・質量流量調整器、
１８，１９゜２０．２１．２２・・・付属バルブ、　２
３．２４．２５．２６゜２７、２８・・・ボンベ、２９
・・・付属バルブ、３０・・・質量流量調整器、３１・
・・補助バルブ、１０１・・・１次帯電器、】０２・・
・レンズ、１０３・・ｆｆｌ像！、１０４・転写紙、＋
０５・転写用帯電器、１０６・クリーニング装置、１ｏ
７・除電光源、１ｏ８・・・ドラム、３０Ｉ・・光導電
層、３ｏ２・・・光導電層、３ｏ３・・・表面保穫層、
３ｏ４・・・導電性支持体。

Claims

【特許請求の範囲】１、導電性支持部材と、前記支持部材上に形成された光
導電層と、前記光導電層の表面に設けられた少なくとも
酸素を含む非晶質シリコンより成る光導電材において、
該表面保護層は第■族元素をケイ素元素との比でｌＯ〜
１０　ａｔｏｍｉｃ％含有することを特徴とする光導電
材。２　上記第ｉｌｌ族元素はホウ素Ｂであることを特徴と
する特許請求の範囲第り項記載の光導電材。３　上記表面保護層の厚さが０．０１〜４０μｍである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光導電材
。４、　自由表面が正に帯電し、感光性を有すること全特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光導電材。