JPH01185643A - 感光体 - Google Patents

感光体

Info

Publication number
JPH01185643A
JPH01185643A JP63009060A JP906088A JPH01185643A JP H01185643 A JPH01185643 A JP H01185643A JP 63009060 A JP63009060 A JP 63009060A JP 906088 A JP906088 A JP 906088A JP H01185643 A JPH01185643 A JP H01185643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electric charge
carbon atom
photoreceptor
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63009060A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Marukawa
丸川 雄二
Tatsuo Nakanishi
達雄 中西
Satoshi Takahashi
智 高橋
Toshiki Yamazaki
山崎 敏規
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP63009060A priority Critical patent/JPH01185643A/ja
Publication of JPH01185643A publication Critical patent/JPH01185643A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
口、従来技術 従来、電子写真感光体として、アモルファスシリコン(
a−3i)を母体として用いた電子写真感光体が近年に
なって提案されている。
このようなa−34はいわゆるダングリングボンドを有
しているため、この欠陥を水素原子で補償して暗抵抗を
大としかつ光導電性も向上させたアモルファス水素化シ
リコン(a−3i:H)が提案されている。
しかしながら、a−3t:Hを表面とする感光体は、長
期に亘って大気や湿気に曝されることによる影響、コロ
ナ放電で生成される化学種の影響等の如き表面の化学的
安定性に関して、これまで十分な検討がなされていない
。例えば1力月以上放置したものは湿気の影響を受け、
受容電位が著しく低下することが分っている。一方、ア
モルファス水素化炭化シリコン(以下、a−3iC:H
と称する。)について、その製法や存在が” Ph11
.  Mag、 Vol、 35”  (1978)等
に記載されており、その特、性として、耐熱性や表面硬
度が高いこと、a−3i:Hと比較して高い暗所抵抗率
(10−2〜10′3Ω−cm)を有すること、炭素量
ニより光学的エネルギーギャップが1.6〜2.8eV
の範囲に亘って変化すること等が知られている。
但、炭素の含有によりバンドギャップが拡がるために長
波長感度が不良となるという欠点がある。
こうしたa−3iC:Hとa−Si:Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭57−115559号公報
において提案されている。これによれば、a−3i:H
からなる電荷発生層上にa−3iC:H層を表面改質層
として形成している。
しかしながら、上記の公知の感光体について本発明者が
検討を加えたところ、表面改質層を設けても、東だ期待
した程には効果がな(、特に画像流れが生じ易いことが
判明した。
特開昭61−160754号公報には、表面改質層の局
在準位密度を5X10”am−3以下とすることが述べ
られているが、これでは耐画像流れは不十分であること
が分った。
ハ6発明の目的 本発明の目的は、繰返し使用に耐え、良好な画像を得る
ことのできる感光体を提供することにある。
二0発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、アモルファス水素化及び/又はハロゲ
ン化シリコンからなる電荷発生層と、アモルファス水素
化及び/又はハロゲン化炭化シリコンからなる電荷輸送
層と、炭素原子及び酸素原子のうち少なくとも炭素原子
を含有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シ
リコンからなる表面改質層とを有し、この表面改質層の
ESRスピン密度が1.0X10I9c+n−3以上で
ある感光体に係るものである。
本発明によれば、表面改質層は炭素原子及び酸素原子の
少なくとも炭素原子を含有しているので、層の機械的強
度が大となり、白スジ発生等による画質の劣化がなく、
耐剛性が優れたものとなる。
しかも、表面改質層のESRスピン密度〔即ち、ele
ctron  5pin  resonance  (
電子スピン共鳴:磁場をかけて共鳴の大きさで局在準位
密度を測定する方法)で測定された局在準位密度であっ
て、不対電子又はダングリングボンド密度に相当するも
の。〕が1.0X10”c+++−3以上としたので、
感光体として画像形成時の画像流れが著しく減少するこ
とが判明したのである。
また、上記の電荷発生層と上記の電荷輸送層とを設けて
機能分離型の積層構造としているので、電荷発生層によ
って広い波長域での光感度を得、かつこの電荷発生層と
へテロ接合を形成する電荷輸送層によって電荷輸送能と
帯電電位の向上とを図ることができる。
ホ、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。
第1図は、本実施例によるa−3i系電子写真感光体3
9を示すものである。この感光体39はA1等のドラム
状導電性支持基板41上に、必要に応じて設けられるa
−3i系の電荷ブロッキング層44と、アモルファス水
素化炭化シリコン(a−3iC:H)からなる電荷輸送
層42と、a−3i:)lからなる電荷発生層43と、
C及び0の少な(ともCを含有するアモルファス水素化
シリコン(又はa−3iC(0):H)からなる表面改
質層45とが積層された構造がらなっている。電荷ブロ
ッキング層44は、a−3i:H,。
a−3iC:H又はa−3iN:Hがらなっていてよく
、また周期表第HA族又は第VA族元素がドープされて
いてよい。また、電荷輸送層42、電荷発生層43にも
同様の不純物がドープされていてよい。電荷発生層43
は、暗所抵抗率ρ。と光照射時の抵抗率ρ、との比が電
子写真感光体として充分大きく光感度(特に可視及び赤
外領域の光に対するもの)が良好である。なお、上記の
層43−45間には、a−3iC等の中間層を設けても
よい。
ここで注目すべきことは、表面改質層45がC10の少
なくともCを含有するa−3iC:H又はa −3i 
 (Co)  : Hからなっていることである。
これによって、表面改質層45の機械的強度が向上する
。表面改質層45の組成については、10atm%≦(
C)又は(C+O)≦looatm%(但し、(S i
l + (C) = 1100at%又は(S i) 
十(C) + (O〕= loOatm%)とするのが
望ましく、 40a tm%≦(C)又は(C+O’l ≦70a 
tm%とするのが更に望ましい(ここで、atm%は原
子数の百分率を表す)。C又はC+Oの含有量が少なす
ぎても多すぎても耐スクラッチ性向上の効果に乏しくな
る。
また、この感光体の他の注目点は、表面改質層45のE
SRスピン密度が1.OX1019am−3以上(望ま
しくはl、Q X IQ”cm−’以下)としているこ
とである。即ち、このスピン密度によって画像流れが著
しく生じ難くなったのである。このESRスピン密度は
表面改質層の組成、特に炭素量、或いは水素又はハロゲ
ン量によってコントロール可能である。
また、表面改質層45の膜厚は200〜30 、000
人とすることが望ましく、1 、000〜10.000
人とするのが更に望ましい。膜厚が大きすぎると、残留
電位■8が高くなりすぎか?光感度の低下も生じ、a−
5i系感光体としての良好な特性を失い易く、また膜厚
が小さすぎると、トンネル効果によって電荷が表面上に
帯電されなくなるため、暗減衰の増大や光感度の低下が
生じてしまう。
電荷発生層43はa−3i:Hからなっていてよく、そ
の組成としては、Hを5〜40a Lm%とするのがよ
く、Hに代えて或いは併用してハロゲンを含有するとき
にはハロゲン5〜40a Lm%、或いはHとハロゲン
との合計量は5〜40atm%とするのがよい。この電
荷発生層43は帯電能向上のために不純物、特に周期表
第1[IA族又はVA族元素をドープするとよい。例え
ば、後述のグロー放電時に、 (Bz Hb ) / (S i H4) =101〜
100(好ましくは10−2〜10)容量pp+i、[
PH3)  / (S i H4) =104〜100
(好ましくは10−2〜10)容量ppmとしてよい。
また、このFJ43の厚みは1〜50μm、好ましくは
5〜30μmとするのがよい。層43の厚みが小さすぎ
ると十分な帯電電位が得られず、また大きすぎると残留
電位が上昇し、実用上不充分である。
電荷輸送層42は電位保持及び電荷輸送の両機能を担い
、暗所抵抗率が好ましくは10I2Ω−悄以上あって、
耐高電界性を有し、単位膜厚光りに保持される電位が高
く、しかも電子を大きな移動度と寿命を以って効率よく
支持体1側へ輸送する。
また、炭素含有!(特に5〜30atm%)によってエ
ネルギーギャップの大きさを調節できるため、電荷発生
層43において光照射に応じて発生した電子に対し障壁
を作ることなく、効率よく注入させることができる。従
ってこのa−3iC:H層42は実用レベルの高い表面
電位を保持し、a −3t :H層43で発゛生した電
荷担体を効率良く速やかに輸送し、高感度で残留電位の
ない感光体とする働きがある。
この電荷輸送層42の炭素原子含有量を5〜30atm
%(更には10〜20a tm%)にするのがよい(但
、SiとCとの合計原子数は100a Lm%)。
即ち、炭素原子含有量が5atm%未満では、a −3
iC:H層2の比抵抗が電位保持能に必要な1012Ω
−cnを下田るために特に帯電電位が不充分となり易い
。また、炭素原子含有量が30a tm%を越えると、
比抵抗がやはり低下すると同時に、炭素原子が多すぎて
a−3iC:H層中での欠陥が増えてキャリア輸送能自
体が悪(なり易い。
この層42には、水素原子が5〜50atm%含有され
ているのがよく、Hに代えて或いは併用してハロゲンを
含有するときにはハロゲン5〜50a tm%、或いは
Hとハロゲンとの合計量は5〜5Qa tm%とするの
がよい。この層42は帯電能向上のために不純物、特に
周期表第IA族又はVA族元素をドープするとよい。例
えば、後述のグロー放電時に、(B2 Hb ) / 
(S i H4) =10−3〜1000(好ましくは
10−” 〜100 )容量1)I)II+ %(P 
H3)  / (S i Ha 3 =104〜1oo
(好マL < ハ10−” 〜100 ) 容itpp
mとしてよい。
更に、この電荷輸送層42の膜厚は、例えばカールソン
方式による乾式現像法を適用するためには5μm〜30
μmであることが望ましい。この膜厚が5μm未満であ
ると薄すぎるために現像に必要な表面電位が得られず、
また30μmを越えるとキャリアの支持体41への到達
率が低下してしまう。
また、上記電荷ブロッキング層44は、基板41からの
電子の注入を充分に防ぎ、感度、帯電能の向上のために
は、周期表第1I[A族元素(例えばボロン)をグロー
放電分解でドープして、P型(更にはP生型)化する。
ブロッキング層の組成によって、次のようにドーピング
量を制御するのが望ましい。
a−3i:H(H含有It 5〜40atm%):(B
2 Ha ) / (S i Ha ) 〜10−3〜
10’容1ppm(更には1O−1〜102容量pps
I)(P H3)  / (S i Ha ) 〜10
−3〜10’容1ppm(更には10−1〜102容f
tppm)a−3iC:H(H含有量5〜5oatII
1%、C含有It 5〜1100at%): (Bz H,) / (S i H,) 〜10−3〜
10’容量ppm(更には10伺〜104容i1ppm
)(P  H3)    /  (S  i  H4]
  =10−”〜10”  容i1ppm+(更には1
0−1〜104容itppm)a−3iN:H(H含有
量5〜50atm%、N含有量5〜60at−%)  
: (BZ Ha ) / (S i Ha ) 〜10−
’〜10h容量ppm(更には10−’〜10’容ff
ippm)(P H3)  / (S i H4) 〜
10−’〜10h容量ppm(更には10−1〜104
容量pp+n)また、ブロッキング層44は膜厚100
人〜2μmがよい。厚みが小さすぎるとブロッキング効
果が弱く、また大きすぎると電荷輸送能が悪(なり易い
なお、上記の各層は水素を含有することが必要である。
特に、電荷発生層43中の水素含有量は、ダングリング
ボンドを補償して光導電性及び電荷保持性を向上させる
ために必要である。
また、上記の層42.43の順序は逆にしてもよい。ま
た、ドープする不純物としでは、ボロン以外にもA11
GaS In、T1等の周期表I[lA族元素を使用で
きるし、またリン以外にもAs、sb等の周期表第VA
族元素を使用できる。
次に、上記した感光体(例えばドラム状)の製造方法及
びその装置(グロー放電装置)を第2図について説明す
る。
この装置51の真空槽52内ではドラム状の基板41が
垂直に回転可能にセントされ、ヒーター55で基板41
を内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基
板41に対向してその周囲に、ガス導出口53付きの円
筒状高周波電極57が配され、基板41との間に高周波
電源56によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図
中の62は5in4又はガス状シリコン化合物の供給源
、63はCH,等の炭化水素ガスの供給源、64はN2
等の窒素化合物ガスの供給源、65は0□等の酸素化合
物ガスの供給源、66はAr等のキャリアガス供給源、
67は不純物ガス(例えばBzH&)供給源、68は各
流量計である。このグロー放電装置において、まず支持
体である例えばAl基板41の表面を清浄化した後に真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が1O−h
Torrとなるように調節して排気し、かつ基板41を
所定温度、特に100〜350℃(望ましくは150〜
300℃)に加熱保持する。次いで、高純度の不活性ガ
スをキャリアガスとして、SiH,又はガス状シリコン
化合物、CH,、NZ 、O,等を適宜真空槽52内に
導入し、例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高
周波型aiiseにより高周波電圧(例えば13.56
 MHz)を印加する。これによって、上記各反応ガス
を電極57と基板41との間でグロー放電分解し、a−
3iC:Hla−3iC:H,a−3i:H,a−3i
C:Hを上記の層44.42.43.45として基板上
に連続的に(即ち、例えば第1図の例に対応して)堆積
させる。
上記製造方法においては、支持体上にa−3i系の層を
製膜する工程で支持体温度を100〜350℃としてい
るので、感光体の膜質(特に電気的特性)を良くするこ
とができる。
なお、上記a−3i系感光体の各層の形成時において、
ダングリングボンドを補償するためには、上記したHの
かわりに、或いはHと併用してフン素等のハロゲンをS
 i F4等の形で導入し、a−Si:F、a−5i:
H:F、a−3iN:F。
a−3iN:H:F、  a−3iC:F。
a−3iC:H:F等とすることもできる。
なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
あるが、これ以外にもスパッタリング法、イオンブレー
ティング法や、水素放電管で活性化又は・イオン化され
た水素導入下でSiを蒸発させる方法(特に、本出願人
による特開昭56−78413号(特願昭54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能である。
以下、本発明を具体的な実施例について説明する。
グロー放電分解法により、ドラム状Affi支持体上に
第1図の構造の電子写真感光体を作製した。
即ち、まず支持体である、例えば平滑な表面を持つドラ
ム状Al基板41の表面を清浄化した後に、第2図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10−’
Torrとなるように調節して排気し、かつ基板41を
所定温度、特に100〜350℃(望ましくは150〜
300℃)に加熱保持する。
次いで、高純度のArガスをキャリアガスとして導入し
、0.5 T orrの背圧のもとで周波数13.56
MHzの高周波電力を印加し、10分間の予備放電を行
った。次いで、SiH4とB2H4からなる反応ガスを
導入し、流量比1 : 1 :  (1,5Xl0−”
)の(Ar +S i H4+Bz Hh )混合ガス
をグロー放電分解することにより、電荷ブロッキング機
能を担うP生型のa−3iC:H層44を6μm/ h
 rの堆積速度で所定厚さに製膜した。次いでS iH
4に対するB、H,の流量比を1: (6X101)と
して電荷輸送層42を6μm/hrの堆積速度で順次所
定厚さに製膜した。引き続き、BzHh及びCH,を供
給停止し、SiH,を放電分解し、所定厚さのa−3i
:H層43を形成した。更に、流量比40:3:90の
(Ar:SiH。
:CH4)混合ガスを反応圧力P =0.5 Torr
、放電パワーRr = 400Wでグロー放電分解し、
所定厚さの中間層を形成し、更に流量比40:3:90
の(Ar : S iH4: CH4)混合ガスを反応
圧力P−1,OTorr 、放電パワーRt = 40
0Wでグロー放電分解して表面保護層45を更に設け、
電子写真感光体を完成させた。この際、供給するCH4
量や反応圧力、R,パワーを適宜制御することによって
表面層45のESRスピン密度を種々変化させた。
なお、表面層45をa−SiCOとするときは、酸素源
としてCO2を使用した。
次に、上記の各感光体を使用して次のテストを行なった
星1人並 温度33℃、相対湿度80%の環境下で、感光体を電子
写真複写機U −B 1x2500 (コニカ株式会社
製)改造機内に24時間順応させた後、現像剤、紙、ブ
レードとは非接触で 帯電電流(感光体への流れ込み電流)  300μA 
(DC)分離〃  (〃     )25oμA(Ac
)の条件下で1時間空回しを行った後、画像出しを行な
い、以下の基準で画像流れの程度を判定した。
◎:画画像流が全くなく、5.5ポイントの英字や細線
の再現性が良い。
○:5.5ポイントの英字がやや太(なる。
Δ:5.5ポイントの英字がつぶれて読みづらい。
X:5,5ポイントの英字判読不能。
x x : 5.5ポイントの英文字がなくなる。
結果を下記表−1にまとめて示した。この結果から、本
発明に基いて感光体(N13〜7)を作成すれば、電子
写真感光体として特に画像流れの著しく少ないものが得
られた 表−1 次に、本発明に基づく機能分離型の感光体は実験の結果
、光感度や帯電特性に優れていることが分った。測定は
次の通りに行い、結果を下記表−2に示した。
畢立V= (V) U −B 1x1600改造機(コニカ■製)を使った
電位測定で、400 n mにピークをもつ除電光30
1 ux・secを照射した後も残っている感光体表面
電位。
滞33Jえ竺り工」υ− U −B 1x1600改造機(コニカ0潰製)を用い
、感光体流れ込み電流150μA、露光なしの条件で3
60SX型電位計(トレック社製)で測定した現像直前
の表面電位。
上記の’AMを用い、グイクロイックミラー(光体光学
社製)により像露光波長のうち620nm以上の長波長
成分をシャープカットし、表面電位を500■から25
0■に半減するのに必要な露光量。
(露光量は550−1型光量計(EG andG社製)
にて測定) 感度(半’    E−/り 上記の装置を用い、グイクロイックミラー(光体光学社
製)により像露光波長のうち620 n m以上の長波
長成分をシャープカットし、表面電位をsoo vから
250■に半減するのに必要な露光量。
(露光量は550−1型光量計(EGandG社製)花
で測定) 表−2 但し、上記表の各データ中、左側(*l)は下記の本発
明に基づく機能分離型感光体、右側(*2)は下記の単
層型感光体のデータを示す。
*1)支持体:八β、ブロッキング層:17さ1μmの
ボロンドープドa−3iC:Hs電荷輸送層:厚さ12
μmのボロンドープドa−3iC:H1電荷発生層:厚
さ7μmのボロンドープドa−3i:Hs表面改質層:
厚さ0.3μmのa−3iC:H*2)支持体:Al、
ブロッキング層:厚さ1μmのボロンドープドa−3t
C:H。
光導電性層:厚さ19μmのボロンドープドa−3i:
H1表面改質層:厚さ0.3pmのa−3iC:H
【図面の簡単な説明】
第1図〜第2図は本発明の実施例を示すものであって、 第1図はa−3i系感光体の断面図、 第2図はグロー放電装置の概略断面図 である。 なお、図面に示された符号において、 39・・・・a−3i系感光体 41・・・・支持体(基板) 42・・・・電荷輸送層 43・・・・電荷発生層 44・・・・電荷ブロッキング層 45・・・・表面改質層 である。 代理人  弁理士  逢 坂   宏

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、アモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコン
    からなる電荷発生層と、アモルファス水素化及び/又は
    ハロゲン化炭化シリコンからなる電荷輸送層と、炭素原
    子及び酸素原子のうち少なくとも炭素原子を含有するア
    モルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンからな
    る表面改質層とを有し、この表面改質層のESRスピン
    密度が1.0×10^1^9cm^−^3以上である感
    光体。
JP63009060A 1988-01-19 1988-01-19 感光体 Pending JPH01185643A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63009060A JPH01185643A (ja) 1988-01-19 1988-01-19 感光体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63009060A JPH01185643A (ja) 1988-01-19 1988-01-19 感光体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01185643A true JPH01185643A (ja) 1989-07-25

Family

ID=11710072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63009060A Pending JPH01185643A (ja) 1988-01-19 1988-01-19 感光体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01185643A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61159657A (ja) 感光体
JPH01185643A (ja) 感光体
JPS6228757A (ja) 感光体
JPH01185642A (ja) 感光体
JPH01277244A (ja) 感光体
JPH01206355A (ja) 感光体
JPS6228758A (ja) 感光体
JPH01185639A (ja) 感光体
JPH01206353A (ja) 感光体
JPH01277243A (ja) 感光体
JPH01289959A (ja) 感光体
JPH01185645A (ja) 感光体
JPS6228755A (ja) 感光体
JPH02262665A (ja) アモルファスシリコン系感光体
JPH01289962A (ja) 感光体
JPS61294453A (ja) 感光体
JPS61183658A (ja) 感光体
JPS6228761A (ja) 感光体
JPS60235151A (ja) 感光体
JPS628161A (ja) 感光体
JPH01185644A (ja) 感光体
JPS60203961A (ja) 感光体
JPH01185638A (ja) 感光体
JPH01289961A (ja) 感光体
JPS6283762A (ja) 感光体