JPS63208850A

JPS63208850A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS63208850A
Application number: JP4362687A
Authority: JP
Inventors: Katsufumi Kumano; 勝文熊野; Akihiro Fuse; 晃広布施
Original assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-08-30
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JP2514198B2

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】投宜分夏本発明は電子写真感光体に関し、詳しくは。

光導電層と支持体との間に支持体表面の両端部にだけ特
定の酸化アルミニウム層を設けるようにしたアモルファ
スシリコン系電子写真感光体に関する。

災釆１権電子写真感光体における光導電材料としては従来Ｓｓ、
　ＺｎＯなどの無機材料やポリ−Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、トリニトロフルオレノンなどの有機材料が用いられ
てきたが、最近になって、アモルファスシリコン（以降
ｒａ−５ｉＪと称することがある。）が注目されはじめ
ている。これは、ａ−５ｉを光導電層とした電子写真感
光体が従来の電子写真感光体と比較して同様もしくはそ
れ以上の特性を有する他、人及び環境に対しても無害で
あり、耐久性が著しく大きい等の長所を有しているから
である。

しかしながら、これまでのａ　−５ｉ系電子写真感光体
においては、支持体とａ−５ｉ層との密着性が不十分な
ため、支持体表面からのａ　−３ｉ層の浮きや剥離、亀
裂等が生じるといった大きな問題が残されている。もっ
とも、こうした問題を解決するものとして、 ■）支持体と光導電層との間に結晶性シリコン層を設け
て、これにより支持体と光導電層との密着性を向上させ
る（特開昭５７−４４１５４）　；２）支持体表面を化
学構造的に水を含む酸化アルミニウム（Ａｉ２，０．・
ｎＨ，０；ｎ＝１．３）として支持体と光導電層との密
着性を向上させる（特開昭５７−１０４９３８）　；及
び３）支持体と光導電層との間に多孔質でかつ封孔処理さ
れていない酸化アルミニウム層を設けて支持体と光導電
層との密着性を向上させる；などの手段が提案されている。これらに共通しているこ
とは、支持体とａ−３ｉ層との間に密着性向上のための
緩衝層（バッファーＪりを設けていることである。しか
しながら、このような手段によっても、バッファ一層の
含有分子あるいは原子がａ−３ｉ層中へ拡散し電子写真
感光体としての特性を劣化させる、また、バッファ一層
の作製方法が複雑である１等のいまだ改良されるべき点
が残されている。たとえば、■）の方法による場合、支
持体上に前記結晶性シリコン層を形成する際に、支持体
温度を高温にする必要があり、そのため支持体の損傷が
大きく、さらに支持体の構成原子が結晶性シリコン層へ
拡散し、電子写真感光体としての、特性が劣化する。

２）の方法による場合、酸化アルミニウム層に化学構造
的に含まれる多量の水（以下ｒＨ２０Ｊと称する）から
Ｏ）ｌ基、酸素原子が光導電層中に拡散し、長時間にい
たっては電子写真感光体としての特性を劣化させてしま
う。また、電子写真感光体が比較的高温の雰囲気におか
れた際には、酸化アルミニウム層からＨ，Ｏが離脱して
層全体に歪が生じ、剥離、亀裂等が発生する。

３）の方法による場合、酸化アルミニウム層の持つ多孔
質性を有効に利用することにより、支持体と光導電層と
の密着性は向上するが、一方、多孔質性に起因するピン
ホールなどの欠陥が光導電層に生じる。これは、電子写
真感光体の重要な特性の一つである画像品質を考えると
、致命的な欠陥である白ヌケと密接な関係がある。

■−−孜本発明の第１の目的は画像品質を低下させることなく、
アモルファスシリコン層と支持体との密着性を向上させ
たことにより、高品質、高耐久性、高解像度を有する電
子写真感光体を提供するものである。本発明の第２の目
的は、比較的容易な手段で製造しうる高品質、高耐久性
。

高解像度を有する電子写真感光体を提供するものである
。

碧−−」又本発明は導電性支持体上に水素原子を含むアモルファス
シリコン（以下ｒ　ａ−５ｉＪと称する）層からなる光
導電層を形成した電子写真感光体において、それら支持
体と光導電層との間で。

かつ支持体表面の両端部にのみ、多孔質で、かつ封孔処
理されていない酸化アルミニウム層を設けたことを特徴
とする電子写真感光体に関するものである。

本発明者らはａ−ＳＬ系電子写真感光体についての研究
を行なってきたが、支持体と水素原子を含むａ−３ｉ層
からなる光導電層との間で、支持体表面の両端部にのみ
多孔質酸化アルミニウム層を設けることにより、画像品
質を損なうことなく、支持体と光導電層との密着性を向
上させることが出来、その結果、長時間にわたって望ま
しい特性が維持されることを確めた。本発明はかかる知
見に基いて完成されたものである。

以下に本発明を添付の図面に従がいながら更に詳細に説
明する。第１図、第２図は本発明に係る支持体を示す図
である。第２図は支持体の最端部に公知技術である硬質
アルマイト処理を施したものである。また第３図は本発
明に係る電子写真感光体の基本的な層構成を示す断面図
である。１は導電性支持体、２は多孔質酸化アルミニウ
ム層、２′は硬質アルマイト層、３はａ−５ｉ層である
。

ここで１本発明における酸化アルミニウム層２（多孔質
でかつ封孔処理されていない酸化アルミニウム層）の生
成とその構造について簡単に触れることとする。

アルミニウムを陽極にしである種の電解浴中で電気分解
すると、アルミニウム上に酸化皮膜が形成されるが、電
解浴の種類のちがいにより。

バリヤー型皮膜と多孔質型皮膜（アルマイト）とが形成
される。前者は酸化アルミニウムを科学的に溶解する力
が小さい酸性の電解浴例えば硼酸／硼酸ナトリウム水溶
液中で形成し、後者は酸化アルミニウムを化学的に溶解
する力が大きい酸性の電解浴例えば硫酸水溶液中で形成
する。多孔質型皮膜（アルマイト）の酸化皮膜構造とし
ては「６角柱モデル」が提案されており、これのポアサ
イズ（ｐａｒｅ　５ｉｚｅ）は表−１のとおりである。

（Ｆ、ｋｅｌｌｅｒ、Ｍ、Ｓ、Ｈｕｎｔｅｒ　ａｎｄ　
Ｄ、Ｌ、Ｒｏｂｉｎｓｏｎ：Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
＋ａ、Ｓｏｃ、　、　１００，４１１（１９５３））。

表−１なお、多孔質型皮膜（アルマイト皮膜）を水蒸気又は沸
騰水により封孔処理すれば、皮膜表面及びボア壁面に水
和物が生成し、ボアの外側の口が塞がれる。この水和物
はベーマイトと称せられ８０℃以上で生成する。次に反
応式を示す。

Ａｌ、０．＋Ｈ，Ｏ→Ａｌ２Ｏ，・Ｈ２Ｏ（ベーマイト
）本発明において、このような多孔質の酸化アルミニウ
ム層を未封孔の状態で支持体１とａ−ｓＢ５ａとの間で
、かつ支持体表面の両端部にのみ設けるものである。

通常、導電性支持体上にａ−５ｉ層を作製した場合、ａ
−５ｉ層の端面から膜ハガレが発生しやすくなる。これ
は、主に支持体とａ−５ｉ層との熱膨張率の差による歪
応力が端部に集中するためである。そこで従来より、ａ
−５ｉ層を作製する面すべてに多孔質酸化アルミニウム
層を設ける方法などが検討されてきたが、この方法を用
いると、支持体とａ−５ｉ層との密着性は向上するが、
多孔質であることに起因するピンホール・の発生が多く
なり、それが画像品質における白ヌケという現象を引き
起こすという問題点があった。

本発明は、多孔質酸化アルミニウム層を画像品質に影響
しない部分、すなわち支持体の両端部のみに設けること
により画像品質を損うことなく、支持体とａ−３ｉ層と
の密着性を向上させるものである。従って本発明によれ
ば次の２つの事を同時に満足させることができる。

ｌ）支持体上に水素を含むａ−５ｉ層を作製した際に発
生し、端面に集中する歪応力を１両端部に設けられた未
封孔酸化アルミニウム層のボアにａ−５ｉが入り込むア
ンカー効果により、ａ−５ｉ層の支持体からの浮き、剥
離の発生を防ぐことができる。

２）　　ａ−５ｉ層は支持体表面の形状を如実に反映し
ながら膜成長を行なうので、両端部の未封孔酸化アルミ
ニウム層以外の部分を鏡面加工等により平滑化すること
により、ピンホールなどの欠陥のないａ−５ｉ層を作製
することができる。

本発明において用いられる導電性支持体ｌとしては、ア
ルミニウム、アルミニウム合金が望ましい。ａ−５ｉ層
の膜厚は１〜１００μｍ、好ましくは２〜５０μｍ程度
であり、これは、グロー放電法、スパッタリング法、イ
オンブレーティング法などの公知の手段によって形成さ
れる。

次に実施例を示す。

実施例１下記（ｉ）から（ｘｎｉ）の工程を経て、電子写真感光
体を作成した。

（ｉ）Ａ３００３アルミニウム（以下ＡＱと称する）を
材料とする円筒形導電性支持体（以下Ａρドラムと称す
る）の表面を０．１５の鏡面仕上げ後、十分に洗浄し、
室温のもと１０％Ｎａ０Ｉｊ水溶液に浸漬し、続いて３
０％ＨＮＯ，水溶液に浸漬し。

ＡＱドラムの表面を脱脂処理した。

（ｉｔ）第４図に示すように、浴槽４に入った電解液５
に上記脱脂処理したＡＱドラム６にゴムによりマスキン
グを施し、浸漬する。電解液としては１５ｗｔ％Ｈ２Ｓ
Ｏ４水溶液を用いた。

（ｎｉ）ＡＱドラム６の外周側面と同等もしくはそれ以
上の面積をもった陰極板７を上記電解液５に、浸漬し、
ＡＩ２ドラムと向かい合うようにする。陰極板７として
ｐｔ板を用いた。

（ｉｖ）上記１１ドラム６および陰極板７が各々陽極お
よび陰極になるように電源８を接続する。

電源８としては直流電源を用いた。

（Ｖ）室温のもとで、へ〇ドラム６を（数分間）陽極酸
化した。この時、電流密度が約１０ｍ＾／ｄで一定とな
るように電流計９の表示を見ながら電源８の電圧を調節
する。なお、アルミニウムの酸化反応によって発熱およ
び気体の発生を伴うので、電解液５の冷却および攪拌を
行った。ここでの攪拌は均一な皮膜を形成するためにも
必要である。

（ｖｉ）陽極酸化終了後、電解液５からＡＱドラムを引
き上げ、流純水で少なくとも１０分間洗浄した。ボアの
中に電解液が残留すると、電子写真感光体の特性に悪影
響を与えるので、洗浄は十分に行なう必要がある。

（暢）洗浄後、ＡＱドラム表面に生成した多孔質陽極酸
化アルミニウム層（アルマイト層）を乾燥した。アルマ
イト層の膜厚は約０．５μｍであった。

（幅）多孔質陽極酸化アルミニウム層（アルマイト層）
を形成したＡＱドラム１０をチャンバー１１内の支持治
具１２に固定し、ドラム回転用モーター１３により回転
させる。

（ｉｘ）ヒーター１４および温度調節器１５により、ド
ラム表面温度を２００℃で一定に加熱する。

（ｘ）ガスボンベ元栓１６，１７及び１８、メインバル
ブ１９、バルブ２０を閉じ、粗引きバルブ２１を開き、
ロータリーポンプ２２によりチャンバー１１内の空気を
排気する。

（ｙｃｘ　）チャンバー１１内が所定の真空度に到達し
たことを確認したら、粗引きバルブ２１を閉じ、バルブ
２０およびメインバルブ１９を開き、油拡散ポンプ２３
によりさらに排気する。

（ｘｉ＋）所定の真空度に到達したことを確認したら。

各ガスボンベ２７，２８，２９の元栓１６，１７，１８
を開き、マスブローメーター２４　、２５　、２６を見
ながら各ガス成分を所定の流量に調整しバルブ３２を開
けてチャンバー内に導入する。ここで用いるガスの種類
は、表−２の通りである。

表−２（ｘ　市）真空度をＩ　Ｔｏｒｒ、ドラム表面温度を２
００℃に保ちながら、高周波電源３０により高周波電力
を電極３１に印加し、ＡＱドラム１０表面に下記表−３
の条件でａ−８ｉ層（水素原子を含む）をたい積した。

（以下余白）表−３ａ−５ｉ層（水素原子を含む）は約６時間にわた。りた
い積させた。生成したａ−３ｉ層（水素原子を含む）の
厚さは約２０μｍであった。

このようにしてつくった電子写真感光体を実装試験によ
りその特性を評価した。即ち、（ａ）暗中において電源
電圧６ＫＶで正コロナ放電を施す、（ｂ）９５ルツクス
の光量で画像露光を行ない静電像を形成する、更に（Ｃ
）負の電荷をもつトナーで現象し、転写紙（普通紙）上
に転写定着する、という画像形成プロセスを繰り返し施
して、１枚目の転写紙上の画像と５万枚目の転写紙上の
画像とを比較した。

その結果１両者の間に濃度差はほとんど認められず、ま
た白ヌケ、ゴーストなどの異常画像の発生もみられなか
った。実装試験終了後の電子写真感光体を観察したとこ
ろ、ａ−５ｉ層（水素原子を含む）の剥離や亀裂などの
発生もまったく認められなかった。

なお、上記プロセスにおいてＡＱドラム６の電解浴とし
ては上記硫酸浴以外に、燐酸浴、クロム酸浴等の無機酸
浴、あるいは蓚酸浴、マロン酸浴等の有機酸浴を用いる
ことができる。そして、陰極材料としては、カーボンや
ステンレス材をも用いることができる。また、陽極酸化
の電解波形としては、直流以外に、パルスやバイアスの
のった交流等も利用できる。

実施例２実施例１のプロセス（ｉ）〜（ｖｆｉ）で多孔質陽極酸
化アルミニウム層（アルマイト層）を形成したＡＱドラ
ム表面の上に、反応性スパッタリング法によりａ−９ｉ
層（水素原子を含む、厚さ約２０μｍ）をたい積した。

ａ−５ｉ層（水素原子を含む）の生成条件は表−４のと
おりである。

表−４こうして作製された電子写真感光体を実施例１と同じ実
装試験に供したところ、実施例１と同様良好な結果が得
られた。

豊−一米本発明によって得られた電子写真感光体は、実施例の記
載から明らかなように、高品質、高耐久性を有する非常
に信頼性の高いものとなっている。また１本発明の電子
写真感光体はその作製過程で封孔処理をしていないので
製造が容易であり低コストで作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子写真感光体用支持体を示すも
のであり、第２図は、支持体の最端部に公知技術の硬質
アルマイト処理を施した支持体を示す。第３図は本発明
に係る電子写真感光体の断面図を模式的に示したもので
ある。第４図は本発明の電子写真感光体を製造する際の
アルミニウムドラムのアルマイト処理を表わす図、第５
図は本発明の電子写真感光体を製造するためのプラズマ
ＣＶＤ装置を表わす図である。１・・・支持体２・・・多孔質酸化アルミニウム層２′・・・硬質アルマイト層　　３・・・ａ　−３ｉ層
４・・・浴槽　　　　　　　　訃・・電解液６・・・ゴ
ムマスク付ＡＱドラム７・・・陰極板　　　　　　　８・・・電源９・・・電
流計１０・・・アルマイト処理後のＡＱドラム１１・・・チ
ャンバー　　　　　１２・・・支持治具１３・・・ドラ
ム回転用モーター１４・・・ヒーター　　　　　　１５・・・温度調節器
１６．１７．１８・・・ガスボンベ元栓１９・・・メイ
ンバルブ　　　２０・・・バルブ２１・・・粗引バルブ
　　　２２・・・ロータリーポンプ２３・・・油拡散ポ
ンプ

Claims

【特許請求の範囲】

１、導電性支持体上に水素原子を含むアモルファスシリ
コンからなる光導電層を形成した電子写真感光体におい
て、前記支持体と光導電層との間で、かつ前記支持体表
面の両端部にだけ多孔質でかつ封孔処理されていない酸
化アルミニウム層を設けたことを特徴とする電子写真感
光体。