JPS6318749B2 - - Google Patents

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JPS6318749B2
JPS6318749B2 JP16187279A JP16187279A JPS6318749B2 JP S6318749 B2 JPS6318749 B2 JP S6318749B2 JP 16187279 A JP16187279 A JP 16187279A JP 16187279 A JP16187279 A JP 16187279A JP S6318749 B2 JPS6318749 B2 JP S6318749B2
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JP
Japan
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image forming
forming member
gas
electrophotographic
layer
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JP16187279A
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JPS5683746A (en
Inventor
Tadaharu Fukuda
Toshuki Komatsu
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE19803046509 priority patent/DE3046509A1/de
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Publication of JPS6318749B2 publication Critical patent/JPS6318749B2/ja
Priority to US08/238,787 priority patent/US5382487A/en
Priority to US08/465,182 priority patent/US5561024A/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波を利用して像形成する電子写真用像
形成部材を用いる電子写真法に関する。 (技術背景) 従来、電子写真用像形成部材の光導電層を構成
する光導電材料としては、Se、CdS、ZnO等の無
機光導電材料やポリ−Nビニルカルバゾール
(PVK)、トリニトロフルオレノン(TNF)等の
有機光導電材料(OPC)が一般的に使用されて
いる。 しかしながら、これ等の光導電材料を使用する
電子写真用像形成部材においては、未だ諸々の解
決され得る可き点があつて、ある程度の条件緩和
をして、個々の状況に応じて各々適当な電子写真
用像形成部材が使用されているのが実情である。 ところで電子写真複写機が汎用されている今日
複写装置の簡易化を可能にする電子写真用像形成
部材の提供は極めて有益である。 その中で、例えば特開昭48−90241号公報、特
開昭48−90240号公報に記載されている様に電子
写真用像形成部材の表面上に形成されたトナー画
像を、該像形成部材上から紙等の転写材に転写同
時熱定着する方法がある。 この電子写真用像形成部材表面上に形成された
トナー画像を転写材に転写同時熱定着を行なう方
法に於いては、電子写真用像形成部材自体が熱的
に安定であること、電子写真用像形成部材表面が
高温時に於いて離型性に優れていること、静電的
に吸着されているトナー画像を転写材に転写同時
熱定着する際に像の乱れを起さないようにするこ
と、等が電子写真用像形成部材に要求される。 ところが、従来の電子写真用像形成部材は、上
記の公報に記載されている電子写真用像形成部材
も含めて、上記の要求を全て満たすものではない
ので、技術思想として電子写真用像形成部材表面
上での転写同時熱転写法が提案されているにもか
かわらず、これまで転写同時熱転写法を用いた電
子写真法の実用化がなされていなかつた。 これ等とは別に、最近、例えば特開昭54−
78135号公報、同54−86341号公報等によつてアモ
ルフアス水素化シリコン(以降A−Si:Hと記
す)で光導電層を構成した電子写真用像形成部材
が提示された。 この様なA−Si:Hで構成される光導電層を有
する電子写真用像形成部材は、前記した電子写真
用像形成部材に較べて、優れた点を数多く有して
いる。即ち、作製条件によつて、p型、n型のい
ずれの極性の光導電層も作製され得ること、無公
害であること、表面硬度が高い為に耐摩耗性に優
れていること、耐現像剤性にも優れていること、
その他のクリーニング性、耐湿性等の電子写真特
性にも優れている。 この様な優れた特性を有するA−Si:Hで構成
される光導電層を有する電子写真用像形成部材を
用いる転写同時熱転写法の提案は、先に本出願人
により提案されている。 本発明は上記の点に鑑み成されたものであつて
て、先に本出願人により提案された転写同時熱転
写を用いる電子写真法の場合と同様に思想的に提
案されていた電子写真用像形成部材表面上での転
写同時熱定着を実用化レベルで実現し得る電子写
真用像形成部材として、特定の電子写真用像形成
部材を開発した事に基いている。 (目的) 本発明の主たる目的は、従来の前記問題点を解
決した新規な電子写真法を提供することである。 本発明の他の目的は、ハーフトーンが鮮明に出
て且つ解像力の高い、高品質画像を繰返し連続し
て得られる電子写真法を提供することでもある。 (本発明の概略) 本発明の電子写真法は、支持体と、ハロゲン原
子を構成要素として含むアモルフアスシリコンか
ら成る光導電層とを有する電子写真用像形成部材
の表面に形成されたトナー像を転写材に転写同時
熱定着することを特徴とする。 (作用) 本発明の電子写真法によれば、光導電層とし耐
熱性及び離型性に優れ且表面硬度が高い為に耐摩
耗性に優れているハロゲン原子を構成要素として
含むアモルフアスシリコンから成る光導電層を有
する電子写真用像形成部材を用いるのでハーフト
ーンが鮮明に出て且つ解像力の高い、高品質画像
を繰返し連続して得る事ができる。 (本発明の具体的説明) 本発明の電子写真法に使用される電子写真用像
形成部材の最も代表的な構成例が第1図及び第2
図に示される。 第1図に示される電子写真用像形成部材1は、
支持体2、光導電層3から構成され、光導電層3
は、像形成面となる自由表面4を有し、該層3
は、ハロゲン原子(以降「X」と表記する)を構
成要素として含むアモルフアスシリコン(以降
「A−Si:X」と表記する)で構成されている。 上記の様にA−Si:Xで光導電層3を構成する
と、略々1に近いγ値を示し、暗抵抗率の増大
と、実用光量域における高光感度化と優れた光応
答性の付与を計ることが出来、例えば従来のSe
系電子写真用像形成部材に較べて格段に優れた電
子写真特性を有する電子写真用像形成部材と成り
得る。 更に、A−Si:Xで構成される光導電層は、数
百度の高温度領域において構造時に安定している
ので特性向上或いは他の機能或いは他の特性を付
加する為の処理を高温度領域で行う事が出来ると
いう耐熱性の点においても優れている。 電子写真用像形成部材の光導電層に含有される
ハロゲン原子としては、具体的にはフツ素、塩
素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊にフツ素、塩素
を好適なものとして挙げることが出来る。 A−Si:Xで構成される光導電層を形成するに
は、例えばグロー放電法、スパツタリング法、或
いはイオンプレーテイング法等の放電現象を利用
する真空堆積法によつて成される。例えば、グロ
ー放電法によつて、A−Si:X系光導電層を形成
するには、Siを生成し得るSi生成原料ガスと共
に、ハロゲン導入用原料ガスを内部が減圧にし得
る堆積室内に導入して、該堆積室内にグロー放電
を生起させ、予め設置されてある所定の電子写真
用支持体表面上にA−Si:Xを形成させれば良
い。又、スパツタリング法で形成する場合には、
例えばAr、He等の不活性ガス又はこれ等のガス
をベースとした混合ガスの雰囲気中でSiで形成さ
れたターゲツトをスパツタリングする際、ハロゲ
ン導入用原料ガスをスパツタリング用の堆積室に
導入してやれば良い。 使用されるSi生成原料ガスとしては、SiH4
Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態の又はガス
化し得る水素化硅素(シラン)が有効に使用され
るものとして挙げられ、殊に、層作成作業の際の
扱い易さ、Si生成効率の良さ等の点でSiH4
Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 使用されるハロゲン導入用原料ガスとして有効
なのは、多くのハロゲン化合物が挙げられ、例え
ばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化合
物等のガス状態の又はガス化し得るハロゲン化合
物が好ましく挙げられる。 又、更には、Siとハロゲンとを同時に生成し得
る、ガス状態の又はガス化し得る、ハロゲンを含
む硅素化合物も有効なものとして挙げることが出
来る。 好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具
体的には、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲ
ンガス、CF4、C2F6、C3F8、C4F8、i−C4F10
C2F4、CCl4、CBr4等のハロゲン化炭素化合物、
F2CO、(CF32・O2、(CF32CO、SF4、SF6及び
BrF、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、
IBr等のハロゲン間化合物を挙げることが出来
る。 ハロゲンを含む硅素化合物としては、具体的に
は例えばSiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲ
ン化硅素が好ましいものとして挙げることが出来
る。 この様なハロゲンを含む硅素化合物を採用して
グロー放電法によつて本発明の特徴的な光導電層
を形成する場合には、Siを生成し得る原料ガスと
しての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所定の
支持体上にA−Si:X系光導電層を形成する事が
出来るが、形成される光導電層中へ導入されるX
の含有量を精密に制御するという観点から上記の
様な水素化硅素ガスと共に、堆積室内に導入して
グロー放電を生起させて光導電層を形成する方が
望ましいものである。 グロー放電法に従つて、本発明に使用される電
子写真用像形成部材を製造する場合、基本的に
は、Si生成用の原料ガスである水素化硅素ガスと
ハロゲン導入用のハロゲン化合物のガスとを所定
の混合比とガス流量になる様にしてA−Si:X系
光導電層を形成する堆積室内に導入し、グロー放
電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形
成することによつて、所定の電子写真用支持体上
にA−Si:Xを形成し得るものであるが、これ等
のガスに更にハロゲンを含む硅素化合物のガスも
所定量混合して層形成しても良い。 又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。スパツタリング法或いはイオンプレーテイン
グ法に依つてA−Si:X系光導電層を形成するに
は、スパツタリング法の場合にはSiから成るター
ゲツトを使用して、これを所定のガスプラズマ雰
囲気中でスパツタリングし、イオンプレーテイン
グ法の場合には、多結晶シリコン又は単結晶シリ
コンを蒸発源として蒸着ボートに収容し、このシ
リコン蒸発源を抵抗加熱法、或いはエレクトロン
ビーム法(EB法)等によつて加熱蒸発させ飛翔
蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させ
る事で行う事が出来る。 この際、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法の何れの場合にも形成される光導電層中に
ハロゲンを導入するには、前記のハロゲン化合物
又は前記のハロゲンを含む硅素化合物のガスを堆
積室中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成
してやれば良いものである。 ハロゲン導入用の原料ガスとして上記されたハ
ロゲン化合物或いはハロゲンを含む硅素化合物が
有効なものとして使用されるものであるが、その
他にHF、HCl、HBr、HI等のハロゲン化水素、
SiH2F2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3
等のハロゲン置換水素化硅素、或いはCHF3
CH2F2、CH3F、CH3Cl、CH3Br、CH3I、
C2H5Cl等のハロゲン置換パラフイン系炭化水素、
等々のガス状態の或いはガス化し得る水素を構成
要素の1つとするハロゲン化物も有効なものとし
て挙げる事が出来る。 これ等の水素を含むハロゲン化物は、光導電層
形成の際に層中にハロゲンの導入と同時に電気的
或いは光電的特性の制御に極めて有効なHも導入
されるので、好適なハロゲン導入用の原料ガスと
して使用される。 水素を形成されるA−Si:X系光導電層中に構
造的に導入するには、上記の他にH2、或いは
SiH4、Si2H6、Si3H8等の水素化硅素のガスをA
−Siを生成する為のシリコン又はシリコン化合物
と堆積室中に共存させて放電を生起させる事でも
行う事が出来る。 例えば、スパツタリング法の場合には、Siター
ゲツトを使用し、ハロゲン導入用の原料ガス及び
H2ガスを必要に応じてAr等の不活性ガスも含め
て堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を形成し前
記Siターゲツトをスパツタリングする事によつ
て、所定の電子写真用支持体表面上にHが導入さ
れたA−Si:X系光導電層が形成される。 本発明者等の知見によれば、A−Si:X系光導
電層3中におけるハロゲン原子の含有量は、形成
されたA−Si:X層が電子写真用像形成部材の光
導電層として適用され得るか否かを左右する大き
な要因の一つであつて極めて重要であることが判
明している。 形成されるA−Si:X層が電子写真用像形成部
材の光導電層として充分適用させ得る為には、A
−Si:X層中に含有されるハロゲン原子の量は通
常の場合1〜40原子%、好適には2〜20原子%と
されるのが望ましい。A−Si:X層中へのハロゲ
ン原子の含有量が上記の数値範囲に限定される理
由の理論的裏付けは今の処明確にされておらず推
論の域を出ない。而乍ら、数多くの実験結果か
ら、上記数値範囲外のハロゲン原子の含有量で
は、例えば、電子写真用像形成部材の光導電層と
しては暗抵抗が低過ぎたり、光感度が極めて低い
等が認められ、ハロゲン原子の含有量が上記の数
値範囲内にあるのが必要条件であることが裏付け
られている。形成される層中にハロゲン原子を含
有するには、例えば、グロー放電法の場合には、
SiF4、Si2F6等のハロゲン化硅素等のA−Siを形
成する出発物質を使用することで、上記物質が分
解して層が形成される際、ハロゲン原子は自動的
に層中に含有されるがハロゲン原子の層中への含
有を一層効率良く行うには、光導電層を形成する
際に、グロー放電を行う装置系内にハロゲン化合
物又はハロゲン置換水素化硅素のガスを導入して
やることが良い。 スパツタリング法による場合には、Ar等の不
活性ガス、又はこれ等のガスをベースとした混合
ガス雰囲気中でSiをターゲツトとしてスパツタリ
ングを行う際に前記ハロゲン化物のガスを導入し
てやるか又はハロゲン置換水素化硅素のガス、或
いは後述される不純物のドーピングも兼ねて
PCl3、BCl3、BBr3、AsCl5、AsCl3、SbCl5
BF3、PF3等のハロゲン化物のガスを導入してや
れば良い。 これ等のハロゲン化物はグロー放電法の際に
も、堆積室内に導入してやることによつて、ハロ
ゲンの導入と不純物の導入を同時に行う事が出来
るものである。 形成される光導電層中にHが含有される場合、
Hの含有量は含有されるハロゲンの含有量との関
係において所望する特性が得られる様に、所望に
従つて適宜決められるものであり、通常の場合は
ハロゲンの含有量との加算値が前記したハロゲン
単独の含有量の場合の数値範囲以内になる様にH
の含有量は制御される。 Hが形成される光導電層中に含有される場合に
は、Hの含有量はハロゲンの含有量との関係にお
いて上記範囲内の値をとる様に所望に応じて決定
されるものであるが、ハロゲンの含有量に対して
通常の場合には2倍以下、好適には等倍以下、最
適には0.5倍以下とされるのが望ましいものであ
る。 本発明の目的を達成する為に形成されるA−
Si:X系光導電層中に含有されるハロゲン原子の
量を制御するには、堆積基板温度又は/及びハロ
ゲン原子を含有させる為に使用される出発物質の
ガスの製造装置系内へ導入する量又は/及びプラ
ズマ密度又は/及び製造装置内の圧力を制御して
やれば良い。更には、光導電層を形成した後に、
該層を、活性化したハロゲン雰囲気中に曝しても
良い。基板温度は通常の場合100〜550℃、好適に
は200〜500℃とされるのが望ましい。 形成されるA−Si:X系光導電層中にドーピン
グされる不純物としては、形成される層をp型に
するには、周期律表第族Aの元素、例えばB、
Al、Ga、In、Tl等が好適なものとして挙げら
れ、n型にする場合には、周期律表第族Aの元
素、例えばN、P、As、Sb、Bi等が好適なもの
として挙げられる。この他に、例えば、熱拡散や
イオンインプランテーシヨンによつてLi等がドー
ピングされることでn型に制御することも可能で
ある。 A−Si:X系光導電層中にドーピングされる上
記の不純物の量は、所望される電気的・光学的特
性に応じて適宜決定されるが、周期律表第族A
の不純物の場合には、通常10-6〜10-3原子%、好
適には10-5〜10-4原子%、周期律表第族Aの不
純物の場合には、通常10-8〜10-3原子%、好適に
は10-8〜10-4原子%とされるのが望ましい。 光導電層の層厚としては光導電層の機能が有効
に活されて本発明の目的が効果的に達成される様
に適宜所望に従つて決められるものであり、具体
的な値としては、通常1〜70μ、好適には2〜
50μの範囲とされるのが望ましい。 第1図に示される電子写真用像形成部材の如き
光導電層3が自由表面を有し、該自由表面に静電
像形成の為の帯電処理が施される像形成部材にお
いては、光導電層3と支持体2との間に、静電像
形成の際の帯電処理時に支持体2側からのキヤリ
アーの注入を阻止する働きのある障壁層を設ける
のが一層好ましいものである。この様な支持体2
側からのキヤリアーの注入を阻止する働きのある
障壁層を形成する材料としては、選択される支持
体の種類及び形成される光導電層の電気的特性に
応じて適宜選択されて適当なものが使用される。
その様な障壁層形成材料としては、例えば、
Al2O3、SiO、SiO2等の無機絶縁性化合物、ポリ
エチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、パ
リレン等の有機絶縁性化合物、Au、Ir、Pt、
Rh、Pd、Mo等の金属である。 支持体2としては、導電性でも電気絶縁性であ
つても良い。導電性支持体としては、例えばステ
ンレス、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Te、V、
Ti、Pt、Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げら
れる。電気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、セルロー
ズトリアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ
アミド等の合成樹脂のフイルム又はシート、ガラ
ス、セラミツク、紙等が通常使用される。これ等
の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその
一方の表面を導電処理されるのが望ましい。 例えば、ガラスであればIn2O3、SnO2、Al、
Au等でその表面が導電処理され、或いはポリエ
ステルフイルム等の合成樹脂フイルムであれば、
Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、
Ta、V、Ti、Pt等の金属で真空蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパツタリング等で処理し、又は前記金
属にラミネート処理して、その表面が導電処理さ
れる。支持体の形状としては、円筒形、ベルト
状、板状等、任意の形状として得、所望によつて
その形状は決定されるが、連続高速複写の場合に
は、無端ベルト状又は円筒状とするのが望まし
い。 支持体の厚さは、所望通りの像形成部材が形成
される様に適宜決定されるが、像形成部材として
可撓性が要求される場合には、支持体としての機
能が十分発揮される範囲内であれば、可能な限り
薄くされる。而乍ら、この様な場合、支持体の製
造上及び取扱い上、機械的強度等の点から、通常
は10μ以上とされる。 第1図に示される電子写真用像形成部材1は、
A−Si:X系光導電層3が自由表面4を有する構
成のものであるが、A−Si:X系光導電層3表面
上には従来のある種の電子写真用像形成部材の様
に、保護層や電気的絶縁層等の表面被覆層を設け
ても良い。その様な表面被覆層を有する電子写真
用像形成部材が第2図に示される。 第2図に示される電子写真用像形成部材5は、
A−Si:X系光導電層5上に耐熱性に優れた表面
被覆層8を有する点以外は、構成上において、第
1図に示される電子写真用像形成部材1と本質的
に異なるものではないが、表面被覆層8に要求さ
れる特性は、適用する電子写真プロセスによつて
各々異なる。即ち、例えば、特公昭42−23910号
公報、同43−24748号公報に記載されているNP
方式の様な電子写真プロセスを適用するのであれ
ば、表面被覆層8は、電気的絶縁性であつて、帯
電処理を受けた際の静電荷保持能が充分あつて、
ある程度以上の厚みがあることが要求されるが、
例えば、カールソンプロセスの如き電子写真プロ
セスを適用するのであれば、静電像形成後の明部
の電位は非常に小さいことが望ましいので表面被
覆層8の厚さとしては非常に薄いことが要求され
る。表面被覆層8は、その所望される電気的特性
を満足するのに加えて、光導電層12に化学的・
物理的に悪影響を与えないこと、光導電層5との
電気的接触性及び接着性、更には耐湿性、耐摩耗
性、クリーニング性等を考慮して形成される。 表面被覆層8の形成材料として有効に使用され
るものとして、その代表的なものは、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロ
ピレン、、ポリアミドなどが挙げられる。 これらの表面被覆層8の形成材料は光導電層上
に貼合わされても良く、又、それ等の塗布液を形
成して、光導電層5上に塗布し、層形成しても良
い。 表面被覆層8の層厚は、所望される特性に応じ
て、又、使用される材質によつて適宜決定される
が、通常の場合、0.5〜70μ程度とされる。 次に本発明に使用される電子写真用像形成部材
の具体的製造例を挙げ通常の電子写真法も好適に
適用できることを述べる。 製造例 1 完全にシールドされたクリーンルーム中に設置
された第3図に示す装置を用い、以下の如き操作
によつて電子写真用像形成部材を作製した。 表面が清浄にされた0.2mm厚5cmφのアルミニ
ウム板(基板)13を支持台10上に静置された
グロー放電堆積室11内の所定位置にある固定部
材14に堅固に固定した。基板13は、固定部材
14内の加熱ヒーター15によつて±0.5℃の精
度で加温される。温度は熱電対(アルメル−クロ
メル)によつて基板裏面を直接測定されるように
なされた。次いで系内の全バルブが閉じられてい
ることを確認してからメインバルブ18を全開し
て、室11内が排気され、約5×10-6Torrの真
空度にした。その後ヒーター15の入力電圧を上
昇させ、アルミニウム基板温度を検知しながら入
力電圧を変化させ、300℃の一定値になるまで安
定させた。 その後、補助バルブ20、次いで流出バルブ3
3,34及び流入バルブ29,30を全開し、フ
ローメーター25,26内も十分脱気真空状態に
された。補助バルブ2、バルブ33,34,2
9,30を閉じた後、SiF4ガス(純度99.999%)
ボンベ21のバルブ37、H2ガスボンベ22の
バルブ38を開け、出口圧ゲージ41,42の圧
を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ29,30を
徐々に開けてフローメーター25,26内へSiF4
ガス、H2ガスを流入させた。引続いて流出バル
ブ33,34を徐々に開け、次いで補助バルブ2
0を徐々に開けた。このときSiF4ガス流量とH2
ガス流量比が10:1になるように流入バルブ2
9,30を調整した。次にピラニーゲージ19の
読みを注視しながら補助バルブ20の開口を調整
し、室11内が1×10-2Torrになるまで補助バ
ルブ20を開けた。室11内圧が安定してから、
メインバルブ18を徐々に閉じ、ピラニーゲージ
19の指示が0.5Torrになるまで開口を絞つた。
内圧が安定するのを確認し、続いて高周波電源1
6のスイツチをON状態にして、誘導コイル17
に13.56MHzの高周波電力を投入しコイル部(室
上部)の室11内にグロー放電を発生させ、10W
の入力電力とした。上記条件で基板上にa−半導
体層を生長させ、8時間同条件を保つた後、その
後、高周波電源16をoff状態とし、グロー放電
を中止させた。引続いて加熱ヒーター15の電源
をoffとし、基板温度が100℃になるのを待つてか
ら補助バルブ20、流出バルブ33,34を閉じ
メインバルブ18を全開にして、室11内を
10-5Torr以下にした後、メインバルブ18を閉
じ室11内をリークバルブ12によつて大気圧と
して基板を取り出した。この場合、形成されたa
−半導体層の全厚は約16μであつた。 こうして得られた像形成部材を帯電露光実験装
置に設置し、−5.5KVで0.2sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像はタングステン
ランプ光源を用い、6lux・secの光量を透過型の
テストチヤートを通して照射させた。 その後直ちに、+荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアーを含む)を部材表面にカスケードするこ
とによつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。部材上のトナー画像を+5KVのコロナ帯電
で転写紙上に転写した所、解像力に優れ、階調再
現性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。 製造例 2 製造例1と同様な条件及び手順によつて、アル
ミニウム基板上に16μ厚のA−Si層を形成した後
蒸着槽15外に取り出し、A−Si層上にポリカー
ボネイト樹脂を乾燥後の厚さが15μとなる様に塗
布して、電気的絶縁層を形成して、電子写真用像
形成部材とした。この像形成部材の絶縁層表面に
一次帯電として、電源電圧6000Vで+コロナ放電
を0.2sec間行つたところ、+2000Vに帯電した。
次に二次帯電として電源電圧5500Vで−コロナ放
電を行うと同時に露光量5lux・secで画像露光を
行い、次いで像形成部材表面を一様に全面照射し
て静電像を形成した。この静電像をカスケード法
によつて−に荷電されたトナーで現像し、転写紙
上に転写定着したところ極めて良品質の画像が得
られた。 製造例 3 製造例1と同様にアルミニウム基板を設置し、
続いて製造例1と同様の操作によつてグロー放電
堆積室11内を5×10-6Torrの真空となし、基
板温度は300℃に保たれた後、製造例1と同様に
SiF4ガスとH2ガス(SiF4の10-1vol%)が流さ
れ、室内は0.5Torrに調節された。この時、更に
B2H6ガスが、SiF4ガスの1.5×10-1vol%となるよ
うに、B2H6ガスボンベ23からバルブ39を通
して、1Kg/cm2のガス圧(出口圧力ゲージ43の
読み)で流入バルブ31、流出バルブ35の調節
によつてフローメータ27の読みから室11内に
SiF4ガス及びH2ガスと混合流入された。ガス流
入が安定し室内圧が一定となり、基板温度が300
℃に安定してから、製造例1と同様に高周波電源
16をon状態として、グロー放電を開始させた。
この条件で、6時間グロー放電を持続させた後、
高周波電源16をoff状態としてグロー放電を中
止させた。その後、流出バルブ33,34,35
を閉じ、補助バルブ20、メインバルブ18を全
開にして、室11中を10-5Torr以下にした後、
メインバルブ18を閉じて、室11内をリークバ
ルブ12によつて大気圧にした後、基板を取り出
した。こうして像形成部材を得た。形成された全
層の厚さは約15μであつた。 こうして得られた像形成部材を、製造例1と同
様に帯電露光の実験装置に静置して画像形成の試
験をした処、−5.5KVのコロナ放電、+電荷性現像
剤の組み合せの場合に、極めて良質のコントラス
トの高いトナー画像が転写紙上に得られた。 次に、上記電子写真用像形成部材に就いて、暗
中で電源電圧6000Vの+コロナ放電を施し、次い
で6lux・secの露光量で画像露光を行つて静電像
を形成した。この静電像をカスケード法により−
荷電されたトナーを用いて現像し、次に転写紙上
に転写・定着したところ、極めて鮮明な画像が得
られた。 この結果と先の結果から本製造例で得られた電
子写真用像形成部材は、帯電極性に対する依存性
がなく両極性像形成部材の特性を具備しているこ
とが判つた。 製造例 4 製造例3において、B2H6ガスの流量をSiF4
スの流量の1.0×104-4vol%になる様に調整した
他は、製造例3と同様にしてアルミニウム基板上
に厚さ15μのA−Si系光導電層を形成して電子写
真用像形成部材とした。 この電子写真用像形成部材に就て、製造例3と
同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成した
ところ+コロナ放電を行つて画像形成した方が−
コロナ放電を行つて画像形成したよりも、その画
質が優れており、極めて鮮明であつた。 この結果より、本製造例で得られた電子写真用
像形成部材には帯電極性の依存性が認められた。
而し、その極性依存性は製造例1で得られた電子
写真用像形成部材とは逆であつた。 製造例 5 製造例1において、基板温度を下記の第1表に
示す様に種々変化させた以外は、製造例1と全く
同様の条件及び手順によつて試料No.1〜3で示さ
れる電子写真用像形成部材を作成し、製造例3と
全く同様の画像形成条件によつて転写紙上に画像
形成を行つたところ下記の第1表に示す如き結果
を得た。 第1表に示される結果からも判る様に、本発明
の目的を達成するには、基板温度が100〜550℃の
範囲でA−Si:X層を形成する必要がある。
【表】 ◎:優 ○:良 △:実用上使用し得る。 ×
:不可
【表】 製造例 6 製造例3において、基板温度を下記の第2表に
示す様に種々変化させた以外は、製造例3と全く
同様の条件及び手順によつて試料No.9〜16で示さ
れる電子写真用像形成部材を作成し、製造例3と
全く同様の画像形成条件によつて、転写紙上に画
像形成を行つたところ下記の第2表に示す如き結
果を得た。 第2表に示される結果からも判かる様に、本製
造例の場合においても本発明の目的を達成するに
は、基板温度が100〜550℃の範囲でA−Si:X層
を形成する必要がある。
【表】 ◎:優 ○:良 △:実用上使用し得る。 ×
:不可
製造例 7 製造例4において、基板温度を下記の第3表に
示す様に種々変化させた以外は、製造例4と全く
同様の条件及び手順によつて試料No.17〜24で示さ
れる電子写真用像形成部材を作成し、製造例4と
全く同様の画像形成条件によつて、転写紙上に画
像形成を行つたところ下記の第3表に示す如き結
果を得た。 第3表に示される結果からも判る様に、本製造
例の場合においても本発明の目的を達成するには
基板温度が100〜550℃の範囲でA−Si:X層を形
成する必要がある。
【表】 ◎:優 ○:良 △:実用上使用し得る。 ×
:不可
製造例 8 製造例3において、B2H6ガスの流量をSiF4
スの流量に対して種々変化させて、形成されるA
−Si層中にドーピングされるBの量を下記の第4
表に示す種々の値に制御した以外は、製造例3と
同様の条件及び試料No.25〜29で示される電子写真
用像形成部材を作成した。 これ等を利用して製造例3と同様の画像形成条
件によつて転写紙上に画像形成を行つたところ第
4表に示す如き結果を得た。これ等の結果からも
明白に判る様に実用的にも供される電子写真用像
形成部材としてはA−Si:X層中にBが10-6
10-4原子%の範囲の量でドーピングされることが
望ましい。
【表】 製造例 9 第4図に示す装置を用い、以下の用にして本発
明の電子写真用像形成部材を作成し、画像形成処
理を施して画像出しを行つた。 表面を清浄化した厚さ1mm、大きさ10cm×10cm
のアルミニウム板上に予め約1000Å厚にMoを蒸
着した基板を用意して、堆積室45内の所定位置
にある固定部材47の所定位置にヒーター48と
は約1.0cm程度離して堅固に固定した。 又、純度5nineの多結晶焼結シリコンターゲツ
ト49からは約8.5cm離した。次いで、堆積室4
5内の空気をメインバルブ51を全開して排気
し、約1×10-6Torrの真空度にした。その後、
ヒーター48を点火して基板を均一に加熱して
250℃に上昇させ、この温度に保つた。その後バ
ルブ60を全開し、引続いてボンベ52のバルブ
54を全開した後、流量調節バルブ58を徐々に
開いてメインバルブ51で調節しながらボンベ5
2よりSiF4ガスを、蒸着槽31内の真空度が5.5
×10-5Torrになる様にして堆積室45内に導入
した。 続いて、バルブ55を全開した後、流量調節バ
ルブ59をフローメータ57を注視し乍ら徐々に
開き、堆積室45内の真空度が1×10-3Torrに
なる様にしてArガスを堆積室45内に導入した。 その後、高周波電源50のスイツチをONにし
て、アルミニウム基板と多結晶シリコンターゲツ
ト間に13.56MHz、1KVの高周波電圧を加えて放
電を起させ、アルミニウム基板上にA−Si層の形
成を開始した。30時間連続的に行つた。 その結果形成されたA−Si層の厚さは20μであ
つた。 この様にして作成した本発明の電子写真用像形
成部材に対して暗中で電源電圧5500Vで−コロナ
放電を行い、次いで8lux・secの光量で画像露光
を行つて静電像を形成した。この静電像をカスケ
ード法により+に荷電されたトナーを用いて現像
を行い、次いで転写紙上に転写定着を行つたとこ
ろ、極めて鮮明で良質の画像が得られた。 製造例 10 製造例9において、SiF4ガスの流量をArガス
の流量に対して種々変化させて、形成されるA−
Si層中に含有されるFの量を下記の第4表に示す
様に種々の値に制御した以外は、製造例9と同様
の条件及び試料No.31〜39で示される電子写真用像
形成部材を作成した。 これ等を使用して製造例9と同様の画像形成条
件によつて転写紙上に画像形成を行つたところ第
5表に示す如きの結果を得た。これ等の結果から
も明白に判る様に、実用的にも供される電子写真
用像形成部材としてはA−Si:X層中にFが1〜
40原子%の範囲の量で含有されることが望まし
い。
【表】 製造例 11 製造例1、3及び4で作成した電子写真用像形
成部材を、各々温度50℃、湿度90RH%の高温多
湿雰囲気中に放置した。96時間経過後、温度23
℃、湿度50RH%の雰囲気中に取り出してすぐ
に、各々の電子写真用像形成部材に就いて各々の
製造例で行つた条件及び手順で転写紙上に画像形
成を行つたところ、鮮明で良品質の画像が得られ
た。この結果から本発明の電子写真用像形成部材
が耐湿性の点においても極めて優れていることが
実証された。 製造例 12 製造例1、3、4、9及び10で作成した電子写
真用像形成部材を、各々温度400℃、湿度75RH
%の雰囲気中で96時間加熱処理した。その後温度
23℃、湿度50RH%の雰囲気中に取り出し、各像
形成部材が23℃に冷却されるのを待つて各々の製
造例で行つた条件及び手順で転写紙上に画像形成
を行つたところ、処理前と変りない鮮明で良品質
の画像が得られた。この結果から、本発明の電子
写真用像形成部材が耐熱性の点においても優れて
いることが実証された。 製造例 13 製造例1と全く同様にして作成した電子写真用
像形成部材に対して、暗中において電源電圧
5.5KVで−コロナ放電を行い、次いで、6lux・
secの露光量で画像露光を行つて静電像を形成し、
該静電像をイソパラフイン系炭化水素溶剤に荷電
性トナーを分散させた液体現像剤を使用して現像
して、転写紙上に転写定着した。この様にして得
られた転写紙上の画像は、極めて解像度が高く鮮
明であつて、高品質であつた。 更に上記電子写真用像形成部材の耐溶剤性(耐
液現性)を試験する為に上記の画像形成プロセス
を繰返し施し、先の転写紙上の画像と1万枚目の
転写紙上の画像とを比較したところ、差違は又く
見られず、本発明の電子写真用像形成部材が耐溶
剤性に長けているのが実証された。尚、像形成部
材のクリーニング法としては、ブレードクリーニ
ング法を適用し、ウレタンゴムを成型したブレー
ドを使用した。 製造例 14 第3図に示されるグロー放電蒸着装置を用いて
以下の様にして電子写真用像形成部材を作成し、
画像形成処理を施して画像出しを行つた。製造例
1と同様の表面処理を行い清浄化した0.2mm厚、
5cmφのアルミニウム板(基板)13を支持台1
0上に静置されたグロー放電堆積室11内の所定
位置にある固定部材14に堅固に固定した。次い
で系内の全バルブが閉じられていることを確認し
てからメインバルブ18を全開して、室11内が
排気され、約5×10-6Torrの真空度にした。そ
の後ヒーター15の入力電圧を上昇させ、アルミ
ニウム基板温度を検知しながら入力電圧を変化さ
せ、200℃の一定値になるまで安定させた。 その後、補助バルブ20、次いで流出バルブ3
3,36及び流入バルブ29,32を全開し、フ
ローメーター25,28内も十分脱気真空状態に
された。補助バルブ20、バルブ33,36,2
9,32を閉じた後、SiF4ガス(純度99.999%)
ボンベ21のバルブ37、SiH4ガスボンベ24
のバルブ40を開け、出口圧ゲージ41,44の
圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ29,32を
徐々に開けてフローメーター25,28内へSiF4
ガス、SiH4ガスを流入させた。引続いて、流出
バルブ33,36を徐々に開け、次いで補助バル
ブ20を徐々に開け、このときSiF4ガス流量と
SiH4ガス流量比4:6になるように流入バルブ
29,32を調整した。次にピラニーゲージ19
の読みを注視しながら補助バルブ20の開口を調
整し、室11内が1×10-2Torrになるまで補助
バルブ20を開けた。室11内圧が安定してか
ら、メインバルブ18を徐々に閉じ、ピラニーゲ
ージ19の指示が0.7Torrになるまで開口を絞つ
た。高周波電源16のスイツチをon状態にして、
誘導コイル17に13.56MHzの高周波電力を投入
しコイル部(室上部)の室11内にグロー放電を
発生させ、25Wの入力電力とした。上記条件で基
板上にa−半導体層を生長させ、8時間同条件を
保つた後、その後、高周波電源16をoff状態と
し、グロー放電を中止させた。引続いて加熱ヒー
ター15の電源をoffとし、基板温度が100℃にな
るのを待つてから補助バルブ20、流出バルブ3
3,36を閉じメインバルブ18を全開にして、
室11内を10-5Torr以下にした後、メインバル
ブ18を閉じ室11内をリークバルブ12によつ
て大気圧として基板を取り出した。この場合、形
成されたa−半導体層の全厚は約20μであつた。
こうして得られた像形成部材を帯電露光実験装置
に設置し、−6KVで0.2sec間コロナ放電を行い、
直ちに光像を照射した。光像はタングステンラン
プ光源を用い、7lux・secの光量を透過型のテス
トチヤートを通して照射させた。 その後直ちに+荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リアーを含む)を部材表面にカスケードすること
によつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。部材上のトナー画像を+5KVのコロナ帯電
で転写紙上に転写した所解像度に優れ、階調再現
性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。 以下に本発明について実施例を挙げて具体的に
説明する。 実施例 1 製造例1で作成された電子写真用像形成部材を
製造例1に記載したのと同様な画像形成プロセス
条件で潜像形成並びに+に荷電されたトナーで現
像をして顕像化した後、現像面に転写紙をのせそ
の背面に−1000Vの電圧が印加され、且つ250℃
に加熱された転写ローラを押しあて回転を移動さ
せ、その後転写紙を像形成部材より剥離したとこ
ろ、転写紙面上のトナーは紙に十分定着されてい
た。 又、この電子写真用像形成部材を再び使用して
前回と同様の条件で潜像形成、現像並びに熱転写
ローラに依る転写を5万回くり返しても初回と
略々同様の画質をもつ鮮明なコピーが得られた。 この結果から、本発明に係わる電子写真用像形
成部材を使用した複写機においては、転写と定着
が同時に行える熱転写ローラが使用出来、複写機
の簡易化、低消費電力化が計れることが判つた。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は各々本発明に係わる電子写
真用像形成部材の好適な実施態様例の層構成を模
式的に示した模式的構成図、第3図及び第4図は
各々本発明に係わる電子写真用像形成部材を製造
する為の装置の好適な例の模式的説明図である。 1……電子写真用像形成部材、2……支持体、
3……光導電層、4……自由表面、5……電子写
真用像形成部材、6……支持体、7……光導電
層、8……表面被覆層、9……自由表面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含
    むアモルフアスシリコンから成る光導電層とを有
    する電子写真用像形成部材の表面に形成されたト
    ナー像を転写材に転写同時熱定着することを特徴
    とする電子写真法。
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