JPH01206355A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
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- JPH01206355A JPH01206355A JP63031303A JP3130388A JPH01206355A JP H01206355 A JPH01206355 A JP H01206355A JP 63031303 A JP63031303 A JP 63031303A JP 3130388 A JP3130388 A JP 3130388A JP H01206355 A JPH01206355 A JP H01206355A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-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。
め要約のデータは記録されません。
Description
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−3i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 : If)が提案されている。 しかしながら、a−3i: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” Phi、
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” 〜10”Ω−cJ)を有すルコト、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−3i: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−8iC: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、未だ期待
した程には効果がなく、特に画像流れが生じ易いことが
判明した。 ハ0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。 二1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、前記電荷発生層又は電荷輸送層の表面に被着され
た表面改質層とを有し、この表面改質層が炭素原子及び
酸素原子を含有しかつ周期表第mA族の不純物元素も含
有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコ
ンからなり、前記酸素原子の量が1〜20 atm%(
但し、シリコン原子と炭素原子と酸素原子との合計量を
100a tm%とする。)であり、かつ前記不純物元
素がグロー放電分解による前記表面改質層の形成時に、 の条件下で前記表面改質層中にドープされたちのである
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を
含有しているので、層の機械的強度及び光学的バンドギ
ャップ(Eg、opt)が大となり、白スジ発生等によ
る画質の劣化がなく、耐刷性が優れたものとなる。しか
も、表面改質層には、上記した不純物元素が10−’
〜103容ffl (vol)pl”の割合でドープさ
れているので、画像形成時に画像流れを大きく減少させ
ることができる。これは、上記不純物元素によって層の
表面抵抗及び不純物準位が適切に設定されるためである
と思われる。 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An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−3i C: l()からなる電
荷輸送JEJ42と、a−3i:、Hからなる電荷発生
層(不純物ドーピングなし又は真性化されたもの)43
と、C及び0を含有するa−3i (Co):Hから
なる表面改質層45とが積層された構造からなっている
。 電荷ブロッキング層44は、a−3t:Hla−3iC
:H又はa−3iN:Hからなっていてよく、また周期
表第11rA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。 ここで注目すべきことは、表面改質層45がC及び○を
含有する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
向上すると共に、光学的バンドギャップが向上する。 表面改質層45の組成については、 10 atm%≦(C+0)≦100 atm%l
atm%≦(0) ≦ 20 atm%(イ旦し、
C3i) + (C) 十(0) = 100
atm%)とするのが望ましく、 40 atm%≦(C+O)≦ 70 atm%l a
tm%≦
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−3i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 : If)が提案されている。 しかしながら、a−3i: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” Phi、
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” 〜10”Ω−cJ)を有すルコト、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−3i: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−8iC: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、未だ期待
した程には効果がなく、特に画像流れが生じ易いことが
判明した。 ハ0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。 二1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、前記電荷発生層又は電荷輸送層の表面に被着され
た表面改質層とを有し、この表面改質層が炭素原子及び
酸素原子を含有しかつ周期表第mA族の不純物元素も含
有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコ
ンからなり、前記酸素原子の量が1〜20 atm%(
但し、シリコン原子と炭素原子と酸素原子との合計量を
100a tm%とする。)であり、かつ前記不純物元
素がグロー放電分解による前記表面改質層の形成時に、 の条件下で前記表面改質層中にドープされたちのである
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を
含有しているので、層の機械的強度及び光学的バンドギ
ャップ(Eg、opt)が大となり、白スジ発生等によ
る画質の劣化がなく、耐刷性が優れたものとなる。しか
も、表面改質層には、上記した不純物元素が10−’
〜103容ffl (vol)pl”の割合でドープさ
れているので、画像形成時に画像流れを大きく減少させ
ることができる。これは、上記不純物元素によって層の
表面抵抗及び不純物準位が適切に設定されるためである
と思われる。 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An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−3i C: l()からなる電
荷輸送JEJ42と、a−3i:、Hからなる電荷発生
層(不純物ドーピングなし又は真性化されたもの)43
と、C及び0を含有するa−3i (Co):Hから
なる表面改質層45とが積層された構造からなっている
。 電荷ブロッキング層44は、a−3t:Hla−3iC
:H又はa−3iN:Hからなっていてよく、また周期
表第11rA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。 ここで注目すべきことは、表面改質層45がC及び○を
含有する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
向上すると共に、光学的バンドギャップが向上する。 表面改質層45の組成については、 10 atm%≦(C+0)≦100 atm%l
atm%≦(0) ≦ 20 atm%(イ旦し、
C3i) + (C) 十(0) = 100
atm%)とするのが望ましく、 40 atm%≦(C+O)≦ 70 atm%l a
tm%≦
〔0〕 ≦ 10 atm%(イ旦し、(S
i) + (C) 十(0) −100atm%)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+Oの含有量が少なすぎると耐スクラ
ッチ性向上の効果に乏しくなり、また逆に多すぎるとS
i量が減って半導体特性が失われ易い。 また、上記表面改質層は、少量の酸素原子を含有するこ
とによって光学的バント°ギヤツブが向上し、耐画像流
れ性が向上するが、逆に多すぎると耐スクラッチ性の低
下を引き起こす。 また、この感光体の他の注目点は、後述のグロー放電法
において例えば CBz Hb ) / (S i H4) 〜10−3
〜103容fflppm(望ましくは10−1〜103
容ffippm 、更には10− ’〜102容量pp
m 、最も好ましくは10−1〜10容量ppm)の周
期表第1IIA族元素を表面改質層45中にドープして
いることである。こうした不純物元素の含有によって、
画像流れを大幅に減少させることができるのである。即
ち、不純物元素の量が104容itppm未満であれば
少なすぎ、また103容量ppmを超えると多すぎ、共
に十分な表面抵抗が得られず、画像流れが顕著に生じて
しまう。 また、表面改質層45の膜厚は200〜50,000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が高くなりすぎかつ光感度の低下も生じ、a−3
i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、1−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5〜40 atm%とするのがよ
く、Hに代えて或いは併用してノ\ロゲンを含有すると
きにはハロゲン5〜40 atm%、或いはI]とハロ
ゲンとの合計量は5〜40 atm%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IIIA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、 CB2 H6) / (S i Ha 〕=10−3〜
100(好ましくは10−2〜10)容量ppm S(
P H2) / (S i H4〕=10−3〜10
0(好ましくは10−”〜10)容量ppmとしてよい
。 また、この層43の厚みは1〜50μm1好ましくは5
〜30μmとするのがよい。光導電性層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10′2Ω−cm以上あって
、耐高電界性を有し、単位膜厚当りに保持される電位が
高(、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、炭素含有量(特に5〜30 atm%)によって
エネルギーギヤツブ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:0層42は実用レベルの高い表
面電位を保持し、a −3i: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lO〜20 atm%)にするのがよい(但
、SiとCとの合計原子数は100 atm%)。 即ち、炭素原子含有量が5 atm%未満では、a−3
iC:8層2の比抵抗が電位保持能に必要な1012Ω
−cmを下延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30 atm%を超えると、
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−3iCsH層中での欠陥が増えてキャリア輸送能自
体が悪くなり易い。 この層42には、水素原子が5〜50 atm%含有さ
れているのがよ(、I−I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5〜50 atm%、
或いはHとハロゲンとの合計量は5〜50 atm%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1I[A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、[B2H6)
/ (S jH−)〜10−’〜1000(好ましくは
10−” 〜100 )容量ppm、CPH3) /
(S i H4) =lO弓〜1000(好ましくは
10−2〜100)容量ppm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通用するためには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を超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IIIA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+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′4′JIIするのが望ましい。 a−3i:H(H含有量5〜40 atm%):CBz
H6) / (S s H−) −10−3〜10’
容量ppm(更には10−’ 〜10”容量ppm)(
P H:I ) / (S i H4〕=10−’〜
104容量ppm(更には10−1〜102容ffip
pm)a−3iC:H(H含有量5〜50 atm%、
C含有量 5〜100 atm%): (B2 H6) / (S i H4) 〜10−’〜
106容璽ppm(更には10−1〜104容量ppm
)CP H3) / (S i H4) 〜10−3
〜106容ffi p p m(更には10−1〜10
4容足l1l)III)a−5iN:H(H含有15〜
50 atm%、N含有量5〜60 atm%) : CBz H6) / (S i Ha ) 〜10−3
〜106容量ppm(更には10−1〜10′容量pp
n+)CP Hz ) / (S i H4) 〜1
0−’〜10b容IJi p p m(更には10−
’〜104容量pI)m)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
くなり易い。 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ては、ボロン以外にもA1、
Ga、I n−、Tβ等の周期表第■A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、上記した感光体く例えばドラム状)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ットされ、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ゼしめられる。なお、図
中の62ば5i)14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N
2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I3z H6)供給源、6
8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A1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1
O−6T orr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”C)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、SiH4又はガス
状シリコン化合物、CH4、N2、CO2,02等を適
宜真空槽52内に導入し、例えば0.01〜10Tor
rの反応圧下で高周波電源56により高周波電圧(例え
ば13.56 Mllz)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:H。 a−3i :H,a−3iC:H,a−3iCO: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系怒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 F a等の形で導入し、a−Si :F、、
a−3i :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。 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Aβ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A1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−
’ T orr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1
50〜300°C)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 Torrの背圧のもとで周波数13.56M
tlzO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CH,とB11−16とか
らなる反応ガスを導入し、流量比1:L:1:(1,5
xlO−’)の(Ar+S i [(、+CH4十BZ
H6)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+型のa −3i C:
H層44を6pm/hrの堆積速度で所定厚さに製膜し
た。次いでSiH4に対するBzHbの流量比を1 :
(6Xl0−6)として電荷輸送層42を6μm
/ h rの堆積速度で順次所定厚さに製膜した。引き
続き、B2H6及びCH4を供給停止し、3iH4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40:3:9’Oの(Ar : S iH
4: CH4)混合ガスを反応圧力P =0.5 To
rr 、放電パワーR,=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: (1,5Xl0−’)の(Ar : S
i H4: CH4: B2 Hb )混合ガスを反応
圧力P =1.OTorr 、放電パワーR,=400
W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、BzHaO量を種
々変え、対応する感光体を得た。 なお、表面層45をa−3i Coとするときの酸素源
としてCO□を使用し、必要に応じて適当量供給した。 次に、上記の各感光体を使用して次のテストを行なった
。但し、表面改質層をa−3iC:H(Bは除く。)の
組成において、C債を39J atm%、○量を5.6
atm%とした(表−1)。また、表−2のデータは表
−1の隘4において○量を変化させて得られたものであ
る(数字はatm%)。 璽寛握起 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1000コピーの空回しを行った後
、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ポイントの英字がつぶれて読みづらい。 X:5.5ポイントの英字判読不能。 乱ム又’y L±檀 上記において、酸素量を種々変えた表面改質層を設けた
感光体を作製し、引っかき傷の状態を観察した。 ○:引っかき傷殆どない。 △: 〃 あり。 ×:〃 非常に多い。 結果を下記表−1にまとめて示した。この結果から、本
発明に基づいて感光体(隘2〜7)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。また、表−2から本発明に基づ< 1kll〜
13は特性に優れている。 表−1 表−2 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−3に示した。 仄溜」浦いう二しLと U −B 1x2500改造機を使った電位測定で、4
00nmにピークをもつ除電光301 ux−secを
照射した後も残っている感光体表面電位。 帯+S″′立■。(V) U −B 1x2500改造機(コニカ(樽製)を用い
、感光体流れ込み電流200μA、露光なしの条件で、
360SX型電位計(トレンク社製)で測定した現像直
前の表面電位。 半減 光、 El/2 (#ux−sec )上記の
装置を用い、ダイクロイ、クミラー(光伸光学社製)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 Vから250V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) 表−3 但し、下記表の各データ中、左側(*1)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:A1、ブロッキング層:厚さ1μmのボ
ロンドープドa−3iC: H3電荷輸送層:厚さ12μmのボロンドープドa−3
iC:H3電荷発生N:厚さ7μmのボロンドープドa
−3iニド■、表面改質層:厚さ0.3μmのa−3i
CO:H *2)支持体:Aβ、ブロッキング層:厚さ1μmのボ
ロンドープドa−3iC: H1光導電性層:厚さ19μmのボロンドープドa
SI:H%表面改質層:厚さ0.3μmのa−3iCO
:H
i) + (C) 十(0) −100atm%)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+Oの含有量が少なすぎると耐スクラ
ッチ性向上の効果に乏しくなり、また逆に多すぎるとS
i量が減って半導体特性が失われ易い。 また、上記表面改質層は、少量の酸素原子を含有するこ
とによって光学的バント°ギヤツブが向上し、耐画像流
れ性が向上するが、逆に多すぎると耐スクラッチ性の低
下を引き起こす。 また、この感光体の他の注目点は、後述のグロー放電法
において例えば CBz Hb ) / (S i H4) 〜10−3
〜103容fflppm(望ましくは10−1〜103
容ffippm 、更には10− ’〜102容量pp
m 、最も好ましくは10−1〜10容量ppm)の周
期表第1IIA族元素を表面改質層45中にドープして
いることである。こうした不純物元素の含有によって、
画像流れを大幅に減少させることができるのである。即
ち、不純物元素の量が104容itppm未満であれば
少なすぎ、また103容量ppmを超えると多すぎ、共
に十分な表面抵抗が得られず、画像流れが顕著に生じて
しまう。 また、表面改質層45の膜厚は200〜50,000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が高くなりすぎかつ光感度の低下も生じ、a−3
i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、1−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5〜40 atm%とするのがよ
く、Hに代えて或いは併用してノ\ロゲンを含有すると
きにはハロゲン5〜40 atm%、或いはI]とハロ
ゲンとの合計量は5〜40 atm%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IIIA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、 CB2 H6) / (S i Ha 〕=10−3〜
100(好ましくは10−2〜10)容量ppm S(
P H2) / (S i H4〕=10−3〜10
0(好ましくは10−”〜10)容量ppmとしてよい
。 また、この層43の厚みは1〜50μm1好ましくは5
〜30μmとするのがよい。光導電性層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10′2Ω−cm以上あって
、耐高電界性を有し、単位膜厚当りに保持される電位が
高(、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、炭素含有量(特に5〜30 atm%)によって
エネルギーギヤツブ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:0層42は実用レベルの高い表
面電位を保持し、a −3i: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lO〜20 atm%)にするのがよい(但
、SiとCとの合計原子数は100 atm%)。 即ち、炭素原子含有量が5 atm%未満では、a−3
iC:8層2の比抵抗が電位保持能に必要な1012Ω
−cmを下延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30 atm%を超えると、
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−3iCsH層中での欠陥が増えてキャリア輸送能自
体が悪くなり易い。 この層42には、水素原子が5〜50 atm%含有さ
れているのがよ(、I−I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5〜50 atm%、
或いはHとハロゲンとの合計量は5〜50 atm%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1I[A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、[B2H6)
/ (S jH−)〜10−’〜1000(好ましくは
10−” 〜100 )容量ppm、CPH3) /
(S i H4) =lO弓〜1000(好ましくは
10−2〜100)容量ppm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通用するためには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を超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IIIA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+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′4′JIIするのが望ましい。 a−3i:H(H含有量5〜40 atm%):CBz
H6) / (S s H−) −10−3〜10’
容量ppm(更には10−’ 〜10”容量ppm)(
P H:I ) / (S i H4〕=10−’〜
104容量ppm(更には10−1〜102容ffip
pm)a−3iC:H(H含有量5〜50 atm%、
C含有量 5〜100 atm%): (B2 H6) / (S i H4) 〜10−’〜
106容璽ppm(更には10−1〜104容量ppm
)CP H3) / (S i H4) 〜10−3
〜106容ffi p p m(更には10−1〜10
4容足l1l)III)a−5iN:H(H含有15〜
50 atm%、N含有量5〜60 atm%) : CBz H6) / (S i Ha ) 〜10−3
〜106容量ppm(更には10−1〜10′容量pp
n+)CP Hz ) / (S i H4) 〜1
0−’〜10b容IJi p p m(更には10−
’〜104容量pI)m)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
くなり易い。 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ては、ボロン以外にもA1、
Ga、I n−、Tβ等の周期表第■A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、上記した感光体く例えばドラム状)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ットされ、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ゼしめられる。なお、図
中の62ば5i)14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N
2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I3z H6)供給源、6
8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A1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1
O−6T orr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”C)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、SiH4又はガス
状シリコン化合物、CH4、N2、CO2,02等を適
宜真空槽52内に導入し、例えば0.01〜10Tor
rの反応圧下で高周波電源56により高周波電圧(例え
ば13.56 Mllz)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:H。 a−3i :H,a−3iC:H,a−3iCO: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系怒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 F a等の形で導入し、a−Si :F、、
a−3i :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。 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Aβ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A1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−
’ T orr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1
50〜300°C)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 Torrの背圧のもとで周波数13.56M
tlzO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CH,とB11−16とか
らなる反応ガスを導入し、流量比1:L:1:(1,5
xlO−’)の(Ar+S i [(、+CH4十BZ
H6)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+型のa −3i C:
H層44を6pm/hrの堆積速度で所定厚さに製膜し
た。次いでSiH4に対するBzHbの流量比を1 :
(6Xl0−6)として電荷輸送層42を6μm
/ h rの堆積速度で順次所定厚さに製膜した。引き
続き、B2H6及びCH4を供給停止し、3iH4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40:3:9’Oの(Ar : S iH
4: CH4)混合ガスを反応圧力P =0.5 To
rr 、放電パワーR,=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: (1,5Xl0−’)の(Ar : S
i H4: CH4: B2 Hb )混合ガスを反応
圧力P =1.OTorr 、放電パワーR,=400
W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、BzHaO量を種
々変え、対応する感光体を得た。 なお、表面層45をa−3i Coとするときの酸素源
としてCO□を使用し、必要に応じて適当量供給した。 次に、上記の各感光体を使用して次のテストを行なった
。但し、表面改質層をa−3iC:H(Bは除く。)の
組成において、C債を39J atm%、○量を5.6
atm%とした(表−1)。また、表−2のデータは表
−1の隘4において○量を変化させて得られたものであ
る(数字はatm%)。 璽寛握起 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1000コピーの空回しを行った後
、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ポイントの英字がつぶれて読みづらい。 X:5.5ポイントの英字判読不能。 乱ム又’y L±檀 上記において、酸素量を種々変えた表面改質層を設けた
感光体を作製し、引っかき傷の状態を観察した。 ○:引っかき傷殆どない。 △: 〃 あり。 ×:〃 非常に多い。 結果を下記表−1にまとめて示した。この結果から、本
発明に基づいて感光体(隘2〜7)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。また、表−2から本発明に基づ< 1kll〜
13は特性に優れている。 表−1 表−2 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−3に示した。 仄溜」浦いう二しLと U −B 1x2500改造機を使った電位測定で、4
00nmにピークをもつ除電光301 ux−secを
照射した後も残っている感光体表面電位。 帯+S″′立■。(V) U −B 1x2500改造機(コニカ(樽製)を用い
、感光体流れ込み電流200μA、露光なしの条件で、
360SX型電位計(トレンク社製)で測定した現像直
前の表面電位。 半減 光、 El/2 (#ux−sec )上記の
装置を用い、ダイクロイ、クミラー(光伸光学社製)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 Vから250V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) 表−3 但し、下記表の各データ中、左側(*1)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:A1、ブロッキング層:厚さ1μmのボ
ロンドープドa−3iC: H3電荷輸送層:厚さ12μmのボロンドープドa−3
iC:H3電荷発生N:厚さ7μmのボロンドープドa
−3iニド■、表面改質層:厚さ0.3μmのa−3i
CO:H *2)支持体:Aβ、ブロッキング層:厚さ1μmのボ
ロンドープドa−3iC: H1光導電性層:厚さ19μmのボロンドープドa
SI:H%表面改質層:厚さ0.3μmのa−3iCO
:H
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−5i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・・・・支持体く基板)
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 末
弟1図 。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、前記
電荷発生層又は電荷輸送層の表面に被着された表面改質
層とを有し、この表面改質層が炭素原子及び酸素原子を
含有しかつ周期表第IIIA族の不純物元素も含有するア
モルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンからな
り、前記酸素原子の量が1〜20atm%(但し、シリ
コン原子と炭素原子と酸素原子との合計量を100at
m%とする。)であり、かつ前記不純物元素がグロー放
電分解による前記表面改質層の形成時に、10^−^3
容量ppm≦〔不純物元素の化合物〕/〔シリコン化合
物〕≦10^3容量ppm の条件下で前記表面改質層中にドープされたものである
感光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031303A JPH01206355A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031303A JPH01206355A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 感光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206355A true JPH01206355A (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=12327525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63031303A Pending JPH01206355A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01206355A (ja) |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63031303A patent/JPH01206355A/ja active Pending
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