JP2598019C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 アモルファスシリコン系感光体層をアルミニウム基体上に形成する前の昇温中
に、該基体を水素プラズマにさらして自然酸化膜を除去して均一でかつ良質なア
モルファスシリコン感光体を製造する。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真用感光体、より詳しくは、アモルファスシリコン感光体の
製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 アモルファスシリコン感光体は、アルミニウムドラム（基体）上にプラズマCV
D 法などでアモルファスシリコン系感光体層を形成することによって製造される
。このアモルファスシリコン系感光体層はブロッキング層、感光層および表面層
からなり、感光層が水素化アモルファスシリコン（ａ−Si：Ｈ）であり、ブロッ
キング層および表面層が水素化アモルファスシリコン化合物（ａ−SiO：Ｈ，ａ
−SiC：Ｈ，又はｓ−SiN：Ｈ）である。ブロッキング層はＰ又はＮ型のａ−Si：
Ｈであってもよい。アルミニウムドラムは空気にさらされるとその表面に数十〜
数千オングストング厚さの自然酸化膜が形成されてしまう。この自然酸化膜は不
均一であり、印字状態に悪影響を与えることがある。 そこで、アモルファスシリコン系感光体層の成膜前に、反応室内を10^-4〜10^-7
Torr台の真空にして、これ以上アルミニウムの酸化が進行しない状態でアルミニ
ウムドラムの所定温度までの昇温を行なっている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の感光体製造方法では、高真空中でのアルミニウムドラム昇温ということ
で酸化の進行はないが、既に形成されてしまったアルミニウム自然酸化膜はその
まま依存していた。この自然酸化膜はブロッキング層として働くが、膜厚が不均
一であることおよび膜中に孔（穴）があることにより帯電電位の不均一の問題が
あり、さらに、アモルファスシリコンおよびシリコン化合物成膜中に自然酸化膜
の酸素がアモルファス膜にオート・ドープされて膜質の劣化（残留電位が大きく
なる、感光度が小さくなるなど）の問題がある。これは、水素化アモルファスの
シリコンおよびシリコン化合物のネットワークが酸素(Ｏ₂)の取り込みによって
とぎれることなどに起因しており、ひどい場合には現像後に白色ぬけが生じるこ
とになる。また、帯電能力の低下を招く。これらの欠点が特に、複写機の高速化
においていっそう問題となる。 本発明の目的は、アモルファスシリコン系感光層の成膜前にアルミニウムドラ
ム上の自然酸化膜を除去する工程を有する感光体の製造方法を提供することであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の目的が、アルミニウム基体上にアモルファスシリコン系感光体層を形成
する感光体の製造方法において、感光体層を形成する前のアルミニウム基体の昇
温過程中に該アルミニウム基体を水素プラズマにさらすことを特徴とする感光体
の製造方法によって達成される。 〔作用〕 水素プラズマによって発生した水素ラジカルが自然酸化膜のアルミナを還元し
て酸素原子を除去し、純粋なアルミニウム表面のドラムとなる。このドラム上に
アモルファスのシリコンおよびその化合物を成膜すれば自然酸化膜の悪影響は予
防できる。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例によって本発明を詳しく説明す
る。 第１図は本発明に係る製造方法によって作られたアモルファスシリコン感光体 の部分断面図（模式図）であり、アルミニウムドラム（基体）１上にアモルファ
スシリコン系感光体層２が形成されている。一方、第３図は従来の製造方法によ
って作られたアモルファスシリコン感光体の部分断面図（模式図）であり、アル
ミニウムドラム１の上に自然酸化膜（アルミナ層）３が存在しており、その上に
アモルファスシリコン系感光体層が形成されている。 第２図は、本発明の製造方法にしたがってアルミニウムドラム上にアモルファ
スシリコン系感光体層を形成するプラズマCVD装置の概略図である。このCVD装置
では、気密容器（反応容器）11内の中心に加熱ヒータ12を内蔵し、その回りにア
ルミニウムドラム13を担持して回転可能な保持具14を設け、さらにその周囲に多
数のガス噴出孔15を有するガス流通二重構造の円筒放電電極16を設けてある。こ
の放電電極16には電極導出部を兼ねたガス導入管17が接続され、さらに高周波電
源18につながっている。ドラム13および保持具14は回転機構19によって回転でき
るようになっている。気密容器11は排気管21を介してロータリポンプ22およびメ
カニカルブースタポンプ23さらにロータリポンプ24およびオイル拡散ポンプ25に
接続されており、一方、ガス導入管17を介して水素(Ｈ₂)ガスボンベ26、ジシラ
ン(Si₂H₆)ガスボンベ27、アンモニア(NH₃)ガスボンベ28およびジボラン（B₂H₆）
ガスボンベ29に接続されている。それぞれの真空ポンプおよびガスボンベのため
に弁30〜35が設けられている。 上述したCVD装置においてアモルファスシリコン感光体層を本発明にしたがっ
て次のように形成する。 まず、アルミニウムドラム13を気密容器11内に入れて保持具14に取付ける。気
密容器11を密封したところで、弁30を開いてロータリポンプ22およびメカニカル
ブースタポンプ23によって気密容器11を粗排気する。オイル拡散ポンプなどの動
作真空度に達した後、弁30を閉じ、弁31を開いてオイル拡散ポンプ25およびロー
タリポンプ24によって気密容器11を、例えば、真空度10^-6Torrに排気する。 残留空気の排気が終わった後、弁31を閉じる。水素ガスボンベ26の弁32を開い
て水素ガスを気密容器11内に導入すると共に弁30を再び開いてメカニカルブース
タポンプ23によって継続的に排気する。水素ガス量はガス流量調整器（図示せず
）によって所定流量に調節され、気密容器11内圧力は弁30の開度によって0.05〜 ５Torr(好ましくは、0.1〜3.0Torr)に調節される。この状態で放電電極16とアル
ミニウムドラム13との間に高周波電源18より放電電力〔５〜500mW／cm²(好まし
くは、10〜200mW／cm²)〕を印加して、グロー放電を発生させ、水素プラズマを
発生させる。電力周波数は、例えば、13.56MHzである。 水素プラズマ発生後に、加熱ヒータ12によってアルミニウムドラム13を150〜3
50℃（好ましくは、200〜300℃）に加熱する。このときに、アルミニウムドラム
13上の自然酸化膜が還元除去される。例えば、本出願人のドキュメントプリンタ
製品のアルミニウムドラム（直径120mm、長さ260mm）の場合で、水素ガス流量30
0sccm、圧力0.7Torr、放電電力80mW／cm²の条件下で発生した水素プラズマに１
時間さらすことによって自然酸化膜を除去することができた。 その後に、アルミニウムドラム13上に感光体層を次のようにして形成する。 自然酸化膜除去の放電電力を停止し、弁32を閉じ、一方、弁33および34を開い
て水素ガスをジシランガスとアンモニアガスとに切換える。放電電力を高周波電
源18より印加してグロー放電によるジシランとアンモニアのプラズマ分解で水素
化アモルファス窒化シリコン（ａ−SiN：Ｈ）のブロッキング層をドラム13上に
形成する。この放電電力を停止し、弁34を閉じてアンモニアガス供給をやめる。
ジシランガスの供給量を増してから再び放電電力(例えば、64mW／cm²)を高周波
電源18より印加してグロー放電によるジシランのプラズマ分解でブロッキング層
上に水素化アモルファスシリコン（ａ−Si：Ｈ）膜の感光層を形成する。このア
モルファスシリコン膜にボロン（Ｂ）をドープする場合には、ジボランガスボン
ベ29の弁35を開いてジボランを導入することになる。そして、ジシランガスの供
給量を減らして同時にアンモニアガスを再び供給してａ−SiN：Ｈの表面層を感
光層の上に形成する。 第１表に示すように、アモルファスシリコン系感光体層を（Ｉ）自然酸化膜（
Al₂O₃膜）ブロッキング層＋ａ−Si：Ｈ感光層＋ａ−SiN：Ｈ表面層、（II）ブロ
ッキング層なしでａ−Si：Ｈ感光層＋ａ−SiN：Ｈ表面層、および(III)ａ−SiN
：Ｈブロッキング層＋ａ−Si：Ｈ感光層＋ａ−SiN：Ｈ表面層とする３つの試料
を製造した。これら試料の成膜条件および帯電露光特性を第１表に示し、試料Ｉ
，IIおよびIIIのそれぞれについて部分断面図（模式図）および帯電露光特 性図を第４ａ図、第４ｂ図、第５ａ図、第５ｂ図、第６ａ図および第６ｂ図に示
す。 試料IIおよびIIIでは本発明にしたがってAl₂O₃自然酸化膜を除去している。自
然酸化膜のある試料Ｉと比べて試料IIはこの自然酸化膜ブロッキング層がない特
性を示し、試料IIIで感光体として優れた特性が得られる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、アルミニウム自然酸化膜を除去してアルミニウムドラム（基
体）上に直接にアモルファスシリコン系感光体層を形成することができて、酸素
のオートドープのない均一な感光層が形成できる。酸素のドープ（取り込み）に
起因する欠点、特性の劣化のない良質なアモルファスシリコン感光体が製造でき
る。 さらに、本発明では、アルミニウム基体の昇温過程中に水素プラズマにさらす
ので、昇温過程中の酸化が抑止され、自然酸化膜を少なくなるため、少ない量の
水素プラズマで且つ短期間で自然酸化膜の除去が可能となる。また、昇温過程中
にも自然酸化膜を除去することができるため、アルミニウム基体の加熱工程およ
び自然酸化膜の除去工程を短くすることがてきるので、アモルファスシリコン感
光体の製造工程全体を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の製造方法によって作られたアモルファスシリコン感光体の部
分断面図であり、 第２図はアルミニウムドラム上にアモルファスシリコン系感光体層を形成する
プラズマCVD装置の概略図であり、 第３図は従来のアモルファスシリコン感光体の部分断面図である。 第４ａ図は試料Ｉの感光体の部分断面図であり、 第４ｂ図は試料Ｉの帯電露光特性を示す図であり、 第５ａ図は試料IIの感光体の部分断面図であり、 第５ｂ図は試料IIの帯電露光特性を示す図であり、 第６ａ図は試料IIIの感光体の部分断面図であり、 第６ｂ図は試料IIIの帯電露光特性を示す図である。 １…アルミニウムドラム（基体）、２…アモルファスシリコン系感光体層、 ３…自然酸化膜、 11…気密容器、 13…アルミニウムドラム、 16…放電電極 26…水素ガスボンベ、 28…ジシランガスボンベ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. アルミニウム基体上にアモルファスシリコン系感光体層を形成する感光体
   の製造方法において、前記感光体層を形成する前の前記アルミニウム基体の昇温
   過程中に該アルミニウム基体を水素プラズマにさらすことを特徴とする感光体の
   製造方法。