JPS61219962A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS61219962A
JPS61219962A JP6116585A JP6116585A JPS61219962A JP S61219962 A JPS61219962 A JP S61219962A JP 6116585 A JP6116585 A JP 6116585A JP 6116585 A JP6116585 A JP 6116585A JP S61219962 A JPS61219962 A JP S61219962A
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JP
Japan
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layer
buffer layer
surface layer
photoreceptor
electrophotographic photoreceptor
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JP6116585A
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Toyoki Kazama
風間 豊喜
Kiyoto Yamaguchi
山口 希世登
Koichi Aizawa
宏一 会沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G5/02Charge-receiving layers
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    • G03G5/08285Carbon-based
    • GPHYSICS
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    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はアモルファスシリコン系の感光層を有する電子
写真感光体に関する吃のである。
〔従来技術とその問題点〕
従来、電子写真感光体として例えばアモルファスBe 
、ま九はアモルファスBe KAII 、 To + 
13bなどの不純物をドープした光導電性材料を用いた
感光体、性、ll境汚染性9機械的強度の点で問題があ
る。
近年、光導電性材料としてアモルファスシリコン(−−
St)を用いることによって、これら従来の電子写真感
光体の欠点を解決する技術が提案されている。蒸着ある
いはスパッタリングによって作製されたa−8iは暗所
での比抵抗が100・鋸と低く、また、光導電度が極め
て小さいので電子写真感光体用の光導電性材料としては
望ましくない。
このよりなa−8iでは、5i−191結合が切れた、
いわゆるダングリングボンドが生成し、この欠陥に起因
してエネルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する
。このために熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗比
抵抗が小さくなり、また光励起担体が局在準位に捕獲さ
れるために光導電性が悪くなっている。
これに対してシラ/ガス(5tH4)のグロー放電分解
または光CVDによって作製した水素化アモルファスシ
リコン(a−8i(H))では、上記欠陥を水素原子(
6)で捕獲し、SlにH’i結合させることによってダ
ングリングボンドの数を大幅に低減できるので光導電性
が極めて良好にな)、p型およびn型の価電子制御も可
能となったが、暗比抵抗値は108〜10Ω・国であっ
て電子写真感光体として充分な1012Ω・国以上の暗
比抵抗値に対してまだ低い。
従ってこのよりなa −Si (H)  からなる感光
体は表面電位の暗減衰速度が大きく初期帯電位が低い。
そこで、このよりなa −sl(gに電荷保持能全付与
するため、はう素を適量ドープすることによシ暗比抵抗
を10120・備以上まで高めることができ、カールソ
ン方式による複写プロセスに適用することを可能にして
いる。
このようなa−sl(匂を表面とする感光体は初期的に
は良好な画像が得られるものの長期間大気中あるいは高
湿中に保存しておい友後、画像複写した場合しはしは画
像不良を発生することが判明している。また、多数回複
写プロセスを経験するとしだいに画像ぼけを生じてくる
こともわかっている。このような劣化した感光体は特に
高湿中において、画像はけを発生しやすく、複写回数が
増すと画像ぼけを生じ始める臨界湿度はしたいく下がる
傾向があることが確かめられている。
上述のごとく、a−sl(<υを表面とする感光体は長
期にわたって大気や湿気にさらされることによシ、ある
いは複写プロセスにおけるコロナ放t&どで生成される
化学種(オゾン、窒素酸化物9発生期酸素など)により
、感光体最表面が影響全受けやすく何らかの化学的な変
質によって画像ネ良を発生するものと考えられているが
、その劣化メカニズムについてはこれまでにまだ十分な
検討はなされていない。このような画像不良の発生を防
止し耐刷性を向上するために、a −8i(H)感光体
の表面に保護層を設けて化学的安定化を図る方法が試み
られている。
例えば、表面保護層として水素化アモルファス炭化シリ
コン(a−BlxCx−!(H)−0<x<1)、ある
いは水素化アモルファス窒化シリコン(a −SiNx
(H、OH)、0<x(1)を設けることによって感光
体表面層の複写プロセスあるいは環境雰囲気による劣化
を防ぐ方法が知られている(%開昭57−115559
号公報)。しかし、表面保護層中の炭素濃度あるいは窒
素濃度を最適な値に選べは耐刷性をかなり改良すること
ができるが、高湿度雰囲気中(RH80チ以上)での耐
湿性を維持することができず、数万枚の複写プロセスを
経験すると相対湿度60チ台で画像ぼけを発生し、これ
らの表面保護層を付与しても、耐刷性、耐湿性を大幅に
向上することができない状況にある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述の欠点を除去して、長期保存およ
び繰り返し使用に際しても劣化現象を起こさず、高湿雰
囲気中においても画像不良などの特性の低下がほとんど
観測されない、感光体としての特性が常時安定していて
ほとんど使用環境に制限を受けない耐久性、耐刷性、耐
湿性に優れたa−8i系感光体を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、光感度が高く、分光感度
も可視域全般にわたっている感光体を提供することであ
る。
さらに1本発明の他の目的は、疲労特性に優れかつ比較
的残留電位の低い感光体を提供することKある。
〔発明の要点〕
本発明の目的は、電子写真感光体の構成を導電性基体上
に、アモルファスシリコン系の光導電層と、アモルファ
スシリコン系のバッファ層と、水素を10〜40原子チ
含有する水素化アモルファス炭素(IL −(!! (
H) )からなる表面層との少なくとも3つの層を1−
次積層してなる感光体とすることによって達成される。
このような構成とすることにより、アモルファスシリコ
ン系光導電層によって良好な帯電性能、光感度を発揮し
、アモルファスシリコン系バッファ層によって光導電層
と表面層との電気的1機械的整合をはかり、水素化アモ
ルファス炭素からなる表面層によって耐刷性、耐湿性。
耐保存性、感光体特性の安定性が確保できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の感光体について図を参照しながら詳細に
説明する。
本発明による感光体の一例は第1図の概念的断面図に示
した如く、導電性基体110上にブロッキング層121
.光導電層122.バッファ層123および表面層13
0が積層された構造である。
ここで、導電性基体110は円筒状、シート状いずれで
も良く、材質的にはアルミニウム、ステンレスなどの金
属、あるいはガラス、樹脂上に導電処理をほどこしたも
のでも良い。
ブロッキング層121の目的は、導電性基体110から
の電荷の注入を阻止することである。材料的には、 A
l2O3、AIN 、 SiO、510g 、 a−8
i1−zox(F、H)(0<x〈l ) 、 a−8
iNx(H)(0<X<4/3 ) 、a  0(H)
弗素化アモルファス炭素(a−c(F))1周期律表■
族、V族の元素などをドープしたa −0(H) 。
a −0(F) 、 ll族、■族の元素などをドープ
したa −81(H) 、などを使用できる。膜厚は、
1μm以下と薄い方が良い。
光導電層122は対象とする光の吸収能に優れかつ光導
電率の大きい材料が好ましく、a −8i(H) 。
a−81(F 、 H)+ a −S土t−xcx(H
) (0<X<OlS )、a−sntx@ (o<x
くo、2)、a−stor@(o<x<o、1)。
a −5t1−xaex (mなどや、これらに周期律
表■族。
V族の元素などをドープした材料が好ましい。膜厚は3
μm以上60μm以下が実用上好ましい。バツフア層1
23の目的はより基体側の層、例えば光導電層122と
表面層130との材料的異質性を緩和することである。
材料的には、a −sl、−xcx (H) (o<x
<1 ) 、 a−8i1−xcx(F 、 H) (
o<x<1 ) 、 a  5iNz(H)(0(X(
4/3) 、 a−8iOx(H) (0<x<2) 
、 a  5iOz(F、H)(0<X<2)などを使
用できる。バッファ層123の膜厚は、分光感度、残留
電位、隣接する層との電気的整合性などの兼ね合いで決
まるが、1μm以下が望ましい。
次に表面層は、水素と炭素を含むアモルファス層(a 
−C(H) )であって、基本的にX線あるいは電子線
による回折像が明確でない膜であり、例え一部に結晶部
を含んだとしてもその比率は低いものである。
a −C(■)表面層中の水素濃度は成膜条件に依存し
て1〜60原子チと変化するが、この成膜条件、すなわ
ち原料ガス、放電パワー、ガス流量、ガス圧、基体温度
などを適切に選定して、水素濃度を10〜40原子チ、
好適には15〜36原子%に制御することが望ましい。
さらにまた、a −C(H)表面層の光学的エネルギー
ギャップFligは2.2eV以上3.28V以下が好
ましく、その屈折率は1.5以上2.6以下が好ましく
、比抵抗は10’〜1015Ωmが好ましく、密度は1
.3 g/ cm3以上が好適である。
本発明者等の知見によれば、a−C(H)表面層中に含
有される水素原子と炭素原子との結合形態は炭素原子同
志の結合状態を反映しておシ、形成されたa−C@層が
電子写真感光体の表面層として適用され得るか否かを左
右する大きな要因の一つであって重要であることが判明
している。炭素原子同志の結合状態としてはダイアモン
ド結合(四配位)、グラファイト結合(三配位)などが
ある。
グラファイト結合や炭素と水素からなるポリマー状結合
(−CHx)nを主体とするa−C(H)$は耐薬品性
に劣シ、また機械的強度にも劣ることが知られておシ、
他方、ダイアモンド結合を主体とするa −C(H)膜
は耐薬品性及び機械的強度に著しくすぐれていることが
知られている。
本発明者等はこの点に鑑みa −0(H)膜の赤外線吸
収スペクトルとその耐薬品性及び機械的強度について鋭
意検討を重ねた結果、a −C! αυ膜の赤外線吸収
スペクトルの中、特定の吸収係数の比とa−O(H)膜
の耐薬品性及び機械的強度との間に特有の関係の存在す
ることを見出した。
本発F!Aにおいて、形成される− −0(H)表面層
が電子写真感光体の表面保護層として十分適用させ得る
ためには、a −0(H)表面層の赤外線吸収スペクト
ルの2920 tri’における吸収係数α1と296
0 cm−”における吸収係数α2の比αa/alが0
.8以上とされるのが望ましい。a −C(9)層の吸
収スペクトルの比が上記の数値範囲に限定される理由の
理論的裏付は今のところ明確にされておらず推論の域を
出ないが、次のように考える。
すなわち同じ四配位の結合であっても、2960cti
”に吸収をもつCH3型は機械的、化学的に安定である
が、2920 cm  近辺に吸収をもつOH,型はポ
リマー的に成シ易い可能性がある。数多ぐの実験結果か
ら、上記数値範囲外の吸収係数比では耐薬品性。
機械的強度に劣ることが認められておシ、該吸収係数比
が上記範囲内にあることが必要条件であることが裏付け
られている。
炭素未結合手の安定化の手段としては水素のみでなく、
弗素、酸素、窒素によっても可能である。
次に本感光体の製造方法について第2図に概念的系統図
として例示するような製造装置によシ説明する。真空@
210の中にアルミニウム円筒からなる4電性基体22
0を基体保持部221に装着し、る。基体220の温度
全所定温度、例えば50〜350℃になるように保持部
221内のヒータ230および対向電極252のヒータ
231によシ加熱する。保持部221と導電性基体22
0は周方向の膜均一性を出すために回転する。
次に前述のような各層を成膜するに必要な各種の原料ガ
スの圧力容器291〜295の中から成膜に必要なガス
の圧力容器パルプ、例えば281を開け、流jjk調節
計271を通し、ストップパルプ261を開けて、真空
槽210の中に供給する。他のガスについても同様であ
る。次に、槽内圧力(f−所定の圧力、例えば0.00
1〜5 Torr  Ic調整後、高周波(RF) i
lE源250から高周波(x3.56MI(Z )電力
を絶縁材251を介して対向電極252に供給し、25
2と基体220の間にグロー放電を発生させて成膜を行
う。
第2図には圧力容器およびそれに附属する装置は5セツ
ト示されているが、このセット数は使用するガスの種類
に応じて適宜増減されてよい。
a−Q (H)表面層の作製条件としては、基体温度は
0〜200℃好適には50〜150℃が望ましく、単位
ガス量当たりのガスの分解に要するエネルギーは300
J / cc 〜20000 J / ccが望ましい
。ガス圧はo、ooユ〜0.5Torr +好適には0
.001〜0.2Torr が望ましい。
成膜時には、外部からバイアス電圧を加えることも膜質
の制御上有効である。またRF放電の場合は自然にバイ
アスが発生してくる。これを通常は自己バイアスと呼ん
でいるが、このようなバイアス電圧は+100〜500
V 、 −100〜−4500Vが適している。
以下具体的な実施例により本発明を説明する。
実施例1 トリクロルエチレンで脱脂洗浄したアルミニウμmのブ
ロッキング層121 ft形成した。
stH,(xoo%)      流量250cc /
分BgH6(5000ppm、H6−ス)流i  20
cc/分ガス圧       0.5 TorrRF電
力       50 W 基体温度      200℃ 成膜時間      10分 さらにこの上に、次の条件で光導’tLjm 1222
厚さ25μmに形成した。
SiH,(100チ)     流量200cc /分
BaHs (20ppm 、Haべ〜ス) 流i+t 
 1occ/分ガス圧       1.2 Torr
基体温度      200 C RF電力       300W 成膜時間      3時間 さらにこの上に、次の条件でバッファ層123 tl−
厚さ0.1μmに形成した。
SiH4(100チ)     流量100cc 7分
CH4(100%)       #、Jl  80c
c 7分BaH6(2000ppm 、 Hgベース)
流量 15cc 7分ガス圧       1.0To
rr RF電力       200W 基体温度      200℃ 成膜時間      2分 さらにこの上に、次の条件で表面層130ヲ厚さ0.1
μmK形成し丸。
csHa Doots)      a量 20cc 
7分ガス圧       0.1 TorrRJ電力 
      200 W 基体温度      100℃ 成膜時間      5分 基体温度は赤外線温度計と熱電対により測定した。
以上のようにして形成した感光体を試料1とした。試料
1の光導電層122のエネルギーギャップは1.8sV
である。また、バッファ層123の組成はa  Sio
、yCo、5(H)で、そのエネルギーギャップは2.
1 eVである。さらに、表面層130のエネルギーギ
ャップは2.7θVであり、膜の密度は1.7g/cJ
 、屈折率は2.1. Knoop硬度は2000kg
f /−である。さらに。
熱放出から測定した水素濃度は35原子チであった。
この試料1の感光体をカールソン方式の普通紙複写機に
装着し、5万枚のコピーを実施したが、解像度の良い極
めて鮮明な画像がえられた。また、5万枚コピー実施後
のコピーテストにおいて温度35℃、相対湿度85%の
雰囲気におけるコピーにおいても画像は鮮明であった。
試料1の感光体の耐刷性、耐湿性は非常に良好であった
比較のために実施例1に準じて、ただ表面層だけがない
感光体を作製し、その感光体について同様に5万枚コピ
ー実施後コピーテストを行ったが温度35℃、相対湿度
60チの雰囲気におけるコピーですでに画像分解能が低
下し画像ぼけが生じた。
−−C(H)表面層を形成することにより耐湿性が大幅
に向上することが判る。
表面層130の形成のためには必ずしも03H,を用い
る必要はなく、各種の炭化水素、例えばCH4。
CmH6、04HIG + 02H4、Czlh 1C
6Hsなどのガス、およびこれらのガスと水素や酸素と
の混合ガスの使用が可能である。
実施例2 実施例1に準じ死力法で光導電層122までを形成し、
その上に次の条件でバツフア層123を厚さ0.2μm
K形成した。
stH,(100%)     流量120cc 7分
NH4(100%)      流量30cc /分B
IIH6(2000ppm 、 Hgベース) 流量 
10cc 7分ガス圧        1.0 Tor
rRFt力        200 W 基体温度       200℃ 成膜時間       5分 さらにこの上に、次の条件で表面層130ヲ厚さ0.1
0μmに形成した。
CsHf1 (100%)     流量 20cc 
7分ガス圧        0.1TorrRF電力 
       200 W 基体温度       100℃ 成膜時間       5分 以上のように形成した感光体を試料lとする。
試料1における光導電層122のエネルギーギャップK
gは1.8θVである。またバッファ層123の組成は
a −5iNO,4(H)であり、そのKgは2.2a
Vである。
さらに表面層のKgは2.’i’ eVであり、膜密度
は1.3〜1−7g/cr! 、屈折率は1.9〜2.
1であり、Knoop硬度は2000kgf /−であ
る。さらに熱放出から測定した水素濃度は団原子チであ
った。試料1をカールソン方式の普通紙複写機に装着し
、5万枚のコピーを実施した後でも、温度35℃、相対
湿度85%の雰囲気におけるコピーにおいて画像は鮮明
であった。
バツフア層の材料がa −81NX (H) (0<x
<1 )の性が飛躍的に向上することが判る。
表面層130の形成のためには必ずしもcsasを用い
る必要はなく、実施例1と同様に各種の炭化水素および
これらのガスと水素、酸素、窒素の混合ガスも使用する
ことができる。
実施例3 実施例1に準じた方法で、光導電層122までを形成し
、その上に、以下の条件でバッファ層123を厚さ0.
05μmに形成した。
5iH4(1oo %)      流i  7Bcc
/分02 (Heベース、 10 %)   流量 5
0cc /分BAH@ (Ha ヘ−ス、 2000p
pm)  流1itlocc 7分ガス圧      
 0.7 TorrRF電力       200 W 基体温度      200 C 成膜時間      3分 このバッファ層はa −B1Ox (H)でありXは約
0.1であった。
この上に、さらに以下の条件でa −C! (H)表面
層130を膜厚0.3μmK形成した。
C2H6(純度99.6 % )   流i  30c
c/分ガス圧       0.005 TOrrRF
’[力       500 W 基体温度      130 C 成膜時間      20分 この表面層のエネルギーギャップKgは3.OaVと大
きかったが、本実施例のa −B10x(ロ)のバッフ
ァ層は充分その機能を果しておシ、実施例1に準じて行
った画像複写テストにおいて、実施例1の試料1と同様
の鮮明な画像がえられた。
実施例4 実施例1に準じた方法で、光導電層122までを形成し
、その上に、以下の条件でバッファ層123を厚さ0.
15μmに形成した。
sta、(loo %)     流量50cc 7分
0H4(loo %)       流量 5occ/
分0i(Heベース、 10%)   流量 10cc
 7分BaH6()!gペース、 2000ppm)流
量  5cc/分ガス圧       0.7 Tor
rRF電力       150W 基体温度      200℃ ゛   成膜時間      4分 このバッファ層はa −810zOy (H)であi)
 x = 0.3 。
y = 0.05であった。この上に、さらに実施例3
と同様の条件でa −C(H)表面層130を形成した
この上うKして作製した感光体について、実施例1に準
じた画像複写テストを行ったが、中はり鮮明な画像かえ
られた。
実施例5 a−C(H)表面層の炭素と水素の結合状態は感光体の
耐湿性、耐刷性に大きく影響する。この結合状態は赤外
線の吸収スペクトル、反射スペクトルにより判別できる
が、ここでは赤外線吸収スペクトルの例を牙3図に示す
。スペクトルにおいて、2900 cm  近傍で主に
観測されるピークは2saocIn12920譚、 2
960個 の3つであるが、2920備 と2960 
cm  のヒータが強度が強く、結合状態の判定に適し
ている。2920α における吸収係数a1と2960
 os  における吸収係数α2との比αa/α!と耐
湿性、耐刷性との関連を調べた。
実施例1の製法に準じてバッファ層123までを形成し
、その上へのa−C(H)表面層130の形成にあたっ
て、ガスの種類、ガス圧、基体温度を変えて6種類の感
光体を作製し、α2/α1の値と耐湿性、耐刷性との関
係を調べた。
これら感光体のα2/α1の値は第1表に示すとおシO
,ツ2から1.5と変化していたが実施例1に準じて行
った5万枚のコピーにおいてはすべての感光体について
良好な画像がえられ、耐刷性は良好であった。耐湿性は
同じ〈実施例1と同様に、5万枚のコピー実施後、温度
35℃、相対湿度85チの雰囲気でコピーテストを行っ
たがその結果−を第1表に示す。
第1表 0印は良好な鮮明な画像がえられたことを示し、Δ印は
若干の画像不良が生じたことを示し、x印は極端な画像
不良が発生し九ことを示す。
(IQ /a1の値が0.8以上であると良好な耐湿性
耐刷性の感光体がえられることが判る。
実施例6 感光体の感光層上に表面層を設ける構成の場合、密着性
が問題となる。また、感光体特性の面では露光しても表
面電位が消失しにくくて、残留電位が大きくなるという
欠陥が生じることがある。
そこで1.−0 (H)表面層の水素濃度を変えてバッ
ファ層との密着性を調べた。さらに残留電位との関係も
調査した。
実施例1の製法に準じてバッファ)−12Sまでを形成
し、その上へのa −0(6)表面層130の形成にあ
たって、ガスの種類、ガス流量、ガス圧、RF電力、基
体温度などを変えてa −0(H)膜中の水素濃度の異
なる感光体を8株類作製した。
これらの試料について、a−C(H)表面層とバッファ
層の密着性と表面層中の水素濃度との関係および残留電
位を調べた結果を第2表に示す。ここで○印は密着性に
優れていたことを示し、X印は劣ることを示す。
牙2表 水素濃度40原子−前後での膜の密着性の変化は極めて
急峻である。水素濃度が高いことは、密着性を増す結合
手が減少することと考えられるので好ましくない。
また、水素濃度が低いとダイヤモンド的な膜に近づくこ
とからエネルギーギャップKgが増加し残留電位が上昇
する。一方、水素濃度が高いときにはa −C(H)膜
はポリマー状になシ導電性が悪化し残留電位が増大し好
ましくない。
膜の密着性、感光体特性の残留電位の値からみて1.−
 C! @表面層中の水素濃度は10〜40原子−が好
ましく、さらに好適には15〜3611子チである。
実施例フ 実施例1に準じた方法でバッファ層123までを形成し
、その上にa −0(匂表面層130を形成するにあえ
って、成膜時間を変えて膜厚の異なる表面層とした感光
体を6種類製作した。これらの試料について、感光体特
性、耐湿性を調べた結果を牙3表に示す。
第3表 残留電位は大きい程S/N比が低下するので小さい方が
好ましい。感度は半減衰露光量で示してあり、光i (
1ux−aθC)が小さい程感度は高くなり好ましい。
耐湿性は温度35℃、相対湿度85fiのf囲気中での
画像複写によシ判定した結果であり、0印は良好な画像
がえられたことを示し、X印は画像不良が生じたことを
示す。
以上の結果から1.− C! (H)表面層の膜厚は0
.005μm以上1μm以下が適している。
実施例8 感光層の光面層として、a −5it−xOx (H)
 (0<x<ユンが知られている。そこでa −C(H
)表面層に81を添加した場合の感光体の耐湿性につい
て調べた。
実施例1の試料1’iSi無添加の試料lとした。次に
バッファ層123までは実施例1の方法に準じて形成し
、Slを含むa −0(H)表面層を例えば次の様な条
件で形成する。
02H6(100%)     流it  20CQ/
分5iH4(100%)      流It2cc/分
ガニ圧       0.2 Torr1m力    
   300 W 基体温度      100℃ 成膜時間      10分 この条件で、Slの添加tを例えばSiH4の流量を変
えることによって制御し、a −C(H)表面層への8
1の添加量の異なる感光体試料2〜4を作製した。
これら4種の試料について組成比517cと耐湿性の関
係ケ調べた結果を第4表に示す。耐湿性の評価は実施例
7に準じ、温度35℃、相対湿度85%の雰囲気におけ
る画像複写で行った。Δ印は若干の第4表 感光体の耐湿性上最表面膚に81を含有することは好ま
しくなく、純粋なCが望ましいが若干の不純物の存在は
さしつかえない。考えられる不純物としてはB 、 A
t 、 Si 、 P 、 As + C1* F +
 Fe 、 Ni !Ti 、 Mn 、 Mgなどで
ある。
実施例9 実施例1に準じた方法で、ただバッファ層123成膜時
のみ成膜時間を変え、a −5i1−xcz(H)バッ
ファ層の膜厚の異なる感光体を7種類作製した。
これらの試料について感光体特性を調べ、また画像テス
トを行った。画像テストはカールノン方式の普通紙複写
機で行ない、O印は良好な鮮明な画像が見られたことを
示し、Δ印は若干の画像不良が生じたことを示し、x印
は極端な画像不良が発生したことを示す。
調査結果を第5表に示す。
牙5表 バツフア層が厚すぎると、残留電位が犬きくなシ、感度
も悪くなるので好ましくない。またバッファ層が薄すぎ
ると表面層130と光導電層122との間の異質性緩和
の役割をはたす効果がなくなり、画像テストで不良が生
じる。適切な膜厚は0.03〜1.0μmである。
実施例10 実施例9では、バッファ層123の膜厚方向の炭素濃度
ははy均一であったが、必ずしもその必要はない。むし
ろ、感光体特性を向上する上では膜厚方向の炭素濃度に
勾配を持たせることが有効である。例えば、バッファ層
123の膜厚を1.0μmとして、牙4図のように光導
tm側からa −C(H)表面I−側に向けて炭素濃度
を増加させることもできる。ただし、牙4図では炭素濃
厩の分イ(iだけを表示して必9、他、の元素は省略し
である。
このような感光体においては、その残留電位は50v、
感贋は0.81ux−sθCであシ、かつ画像テストに
おいても不良は見られない。実施例9のバッファ層の膜
厚を1.0とじ九場合と比較すれば、その有効性は明白
である。
実施例11 第4図に示すようなバッファ層123の炭素濃度を選ぶ
ことが最善で逐い場合もある。
第5図は02H4と5iJI4の混合系から形成したa
 −5i1−xcx (H)膜のエネルギーギャップK
gと組成の関係全示し丸ものであるニオ5図の横軸には
a −Elil−xOx (H)の炭素量をXの値で示
[7である。
このように炭素濃度を増すことが単純にEgの増加には
結びついていない場合に、第4図の如き炭素濃度分布は
必ずしも最善とはいえない。むしろその場合は、第5図
のEgが極大を示す組成よシも低い炭素濃度でa −0
(9)表面層との電気的整合をとる方が好ましい。a 
−Sil xOx(9)の炭素量を示すIの値とKgの
極大の関係は、製造条件、すなわちガスの檻類、ガス圧
、 RF電力、流量などに依存してくるが、X (0,
9、好適にはx (0,8であれば、a −0(6)表
面層との整合性が良い。
実施例12 実施例2に準じた方法で、ただバッファ層ユ23成膜時
のみ成膜時間を変え、& −Bi、Nx(2)バッファ
層の膜厚の異なる感光体を甲種類作製した。これらの試
料について、実施例9と同様に感光体特性を調べ、画像
テストを行った。その結果を第6表に示す。
第6表 実施例9のa −Bil xox(H)バック7層の場
合と同じく、a −51yx (H)バッファ層の場合
も、膜厚について好ましい範囲があり、適切な膜厚は0
.05〜1.0μmである。
実施例13 a −81i xcx(H)バッファ層の場合と同じく
、a −81H!(H)バック7層の場合に4膜厚方向
の窒素濃度は均一である必要はなく、むしろ感光体特性
の面では膜厚方向の窒素濃度に勾配をもたせる方が好ま
しい。
例えば、バッファ層123の膜厚t−、0μmとし、第
6図のように光導電層側からa −c (H)表面層に
向けて窒素濃度を単調に増加させた感光体では、その残
留電位は50v、感度0.71ux・secであり、か
つ画像テストにおいても異常は見られない。実施例12
でバッファ層膜厚を1.0μmとした場合と比較すれば
その有効性は明白である。牙6図の縦軸は81Ngの窒
素濃度を100チとし九ときのa −5sxx (功中
の窒素濃度比率であシ、また窒素濃度の分布だけを示し
て他の元素は省略しである。
実施例14 a −BINx (lからなるバッファ層の場合には、
バッファ層最表面の窒素量をあtυ多くすることは好ま
しくない。炭素と窒素の結合力が弱いために、表面層が
バツフア層よシ剥離しやすくなるからである。
オフ表はバッファ層最表面の組成と表面層の密着性を調
べた結果である。表中、組成の欄の数値はa −SiM
x (H)のXの値である。
また、表中、O印は良好な密着性を、X印は密着性の良
くないことを示す。
オフ表 バッファ層の組成はIs CAにょシ測定した。
窒素m度はXの値で1以下、すなわち5iNiの場合の
50%以下が好ましい。
以上の実施例においては、水*t−含有するa−8i系
のバッファ層について述べたが、さらに酸素を含有して
も良い。すなわちa −811−xox (H+ O)
 +a−8iNX(H,O) も本発明のバッファ層の
材料として有効である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、a−8i系先光導電の上にa −8i
系のバッファ層を設け、該バッファ層の上に水素を10
〜40原子チ、より好適には15〜36原子%含有する
a −0(ロ)からなる表面層を形成することによシ、
感光体特性の良好な、環境汚染を受けにくい、耐湿性、
耐刷性の格段に優れた電子写真感光体をえることができ
る。すなわち、a −8i系先光導電とa−c(a)f
i面層との間に、適切な組成のa−Eli系バックァ層
を設けることによシ、光導電層と表面層との間の異質性
が緩和され、両層間の機械的、電気的整合が良くなる。
その結果、a −8i系光導電性材料め優れた特性−高
光感度、可視光全域にわ九る高い分光感度、低疲労、低
い残留電位など−を良好に保持しながら、表面に設けら
れた高純度(特に81を含まない)で、炭素と合目的的
に結合した適当量の水素を含有したa −C(H)膜の
保護膜としての機能−オシン、窒素酸化物。
発生期の酸素など対する耐性、特に優れた耐湿性。
耐刷性−により長期保存および繰り返し使用に際しても
劣化現象を起こさず、高温雰囲気中でも1偉不良などの
特性の低下がほとんどみられない、感光体としての特性
が常時安定していてほとんど使用環境に制約を受けない
、耐久性、耐刷性、耐湿性に優れ良電子写真感光体をえ
ることができる。
これにより、いわゆる感光体の寿命が大幅にのびること
になり、それを装着し九複写機のメンテナンスが容易に
なプ、見られる効果は入5い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の感光体の概念的断面図、第2図は本発
明の感光体を製造可能な装置の一例の概念的系統図、第
3図iよ本発明の表面層〒形成するa −C(H)膜の
一例の赤外線吸収スペクトル図、牙4図は1μmの膜厚
のa −811−xcx<)υバッファ層内の膜厚方向
の炭fIc濃度勾配の一例を示す線図、第5図はa −
811−xcjxH膜のエネルギーギャップと組成の関
係の一例を示す線図、第6図は1μmの膜厚のa −8
1Nx (H)バッファ層内の膜厚方向の窒素濃度勾配
の一例を示す線図である。 1へ0・・・専11ic性基坏、121・・・ブIJツ
キング層、122・・・光導電層、123・・・バッノ
ァ層、130・・・表面層。 鴇2図 波数(cm−リ 0             0.5        
     1に(素 1    (L41A) 第5図 第6 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)導電性基体上に、アモルフアスシリコン系の光導電
    層と、アモルフアスシリコン系のバツフア層と、水素を
    10〜40原子%含有する水素化アモルフアス炭素(a
    −C(H))からなる表面層との少なくとも3つの層を
    順次積層してな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項記載の感光体において、表面
    層が水素を15〜36原子%含有する水素化アモルフア
    ス炭素(a−C(H)からなることを特徴とする電子写
    真感光体。 3)特許請求の範囲第1項記載の感光体において、バツ
    フア層が水素化アモルフアス炭化シリコン(a−Si_
    1_−_xCx(H)、0<x<1)または水素化酸素
    化アモルフアス炭化シリコン(a−Si_1_−_xC
    x(H、O)、0<x<1)からなることを特徴とする
    電子写真感光体。 4)特許請求の範囲第3項記載の感光体において、バツ
    フア層の炭素濃度が光導電層側から表面層側に向つて高
    くなることを特徴とする電子写真感光体。 5)特許請求の範囲第3項記載の感光体において、バツ
    フア層の膜厚が0.03μm以上1μm以下であること
    を特徴とする電子写真感光体。 6)特許請求の範囲第1項記載の感光体において、バツ
    フア層が水素化アモルフアス窒化シリコン(a−SiN
    x(H)、0<x<1)または水素化酸素化アモルフア
    ス窒化シリコン(a−SiNx(H、O)、0<x<1
    )からなることを特徴とする電子写真感光体。 7)特許請求の範囲第6項記載の感光体において、バツ
    フア層の窒素濃度が光導電層側から表面層側に向つて高
    くなることを特徴とする電子写真感光体。 8)特許請求の範囲第6項記載の感光体において、バツ
    フア層の膜厚が0.05μm以上1.0μm以下である
    ことを特徴とする電子写真感光体。 9)特許請求の範囲第1項記載の感光体において、バツ
    フア層が水素化アモルフアス酸化シリコン(a−SiO
    x(H)、0<x<1)からなることを特徴とする電子
    写真感光体。 10)特許請求の範囲第1項記載の感光体において、バ
    ツフア層が水素化アモルフアス酸化炭化シリコン(a−
    SiCxOy(H)、0<x<1、0<y<1)からな
    ることを特徴とする電子写真感光体。
JP6116585A 1985-03-26 1985-03-26 電子写真感光体 Pending JPS61219962A (ja)

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DE19863610076 DE3610076A1 (de) 1985-03-26 1986-03-25 Elektrofotografisches lichtempfindliches element

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63236050A (ja) * 1987-03-25 1988-09-30 Hitachi Ltd 電子写真感光体
JPH01107268A (ja) * 1987-10-21 1989-04-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 電子写真用感光体
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JP2009288804A (ja) * 2009-09-07 2009-12-10 Kyocera Mita Corp 画像形成方法

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