JPH01206356A - 感光体 - Google Patents

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−８ｉ）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：Ｈ）が提案されている。 しかしながら、ａ−８ｉ：Ｈな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−８ｉＣ：Ｈ
と称する。）について、その製法や存在が”Ｐｈ１ｌ。 Ｍａｇ、　Ｖｏｌ、　３５”（１９７８）等に記載さレ
テオリ、その特性として、耐熱性や表面硬度が高いこと
、ａ−８ｉ：Ｈと比較して高イ暗所抵抗率（１０１２〜
１ｏ１５Ω−ｃｍ　）を有すること、炭素量により光学
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。但し、炭素の含有
にヨリ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−８ｉＣ：Ｈとａ−８ｉ：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−８ｉ　：
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１発明の目的 本発明の目的は、繰り返し使用に耐え、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Ｏ 二２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光導電性層と、この光導電性層の
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ＶＡ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１〜２
０　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１１００ａｔ％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ものである
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、　ｏｐＬ）が犬となり、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か１０　〜
１０容童（ｖｏｌ）　ｐｐｍ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。 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−８ｉ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ｋｌ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
　−Ｓ　ｉ系の電荷ブロッキング層４４と、ａ−３ｉ：
Ｈからなる光導電性層（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Ｏを含有するａ−８ｉ（
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。 電荷プ０７キング層４４は、ａ−８ｉ　：Ｈ，、ａ　−
８ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈからなっていてよく、ま
た周期表第［１１Ａ族又は第ＶＡ族元素がドープされて
いてよい。また、光導電性層４３にも同様の不純物がド
ープされていてよい。光導電性層４３は、暗所抵抗率ρ
Ｄと光照射時の抵抗率ρＬ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Ｏを
含有するａ−８ｉＣ：Ｈ又はａ−８ｉ（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、 １０ａｔｍ％≦（Ｃ’＋Ｏ：）≦１１００ａｔ％ｌａｔ
ｍ％≦

〔０〕≦２０ａｔｍ％ （但し、（Ｓ　ｉ　）十（Ｃ］＋（０）　＝　１００　
ａｔｍ％）とするのが望ましく、 ４０ａｔｍ％≦ＣＣ＋Ｏ：］≦７０ａｔｍ％ｌａｔｍ％
≦

〔０〕≦１０ａｔｍ％ （但し、（Ｓｉ：）＋ＣＣ］＋（０］＝１００ａｔｍ％
）とするのが更に望ましい（ここで、ａｔｍ％は原子数
の百分率を表わす）。Ｃ＋０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Ｓｉ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
て光学的バンドギャップが向上し、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
す。 また、この感光体の他の注目点は、後述のグロも好まし
くは１０−１〜１０容量ａｐｌ）の周期表第ＶＡ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１０−
３容量ｐｐ未満であれば少なすぎ、また１０　容量隼な
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２００〜３０．０００又
とすることが望ましく、１，０００〜１０，０００Ｘト
スるのが更に望ましい。膜厚が大きすぎると、残留電位
ＶＲが高くなりすぎかつ光感度の低下も生じ、ａ−３ｉ
系感光体としての良好な特性を失い易い。 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。 感光層としての光導電性層４３はａ−８ｉ：Ｈからなっ
ていてよ（、その組成としては、Ｈを５〜４０ａｔｍ％
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５〜４０ａｔｍ％、或いはＨ
とハロゲンとの合計量は５〜４０ａｔｍ％とするのがよ
い。この光導電性層４３は帯電能向上のために不純物、
特に周期表第１１ＩＡ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、〔ｌ３２Ｈ６：
）／　ＣＳ　ｉ　Ｈａ　］　＝　１０−　’〜１００（
好ましくは１０−２〜１０）容量隼、ＣＰＨ，Ｍ（Ｓｉ
Ｈ４）＝１０　’〜１００（好ま（２くは１０−２〜１
０）容蓋卿としてよい。 また、この層４３の厚みは５〜１００μｍ、好ましくは
１０〜３０μｍとするのがよい。光導電性／ｍ４３の厚
みが小さすぎると十分な帯電回位がイＧらｔしず、また
太きすぎると残留電位が上昇し、実用上不充分である。 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　型）化する。 ブロクキング層の組成によって、次のようにドーピング
憧を制御するのが望ましい。 ａ−８ｉ：Ｈ（Ｈ含有！５〜４ｏａｔｍ％）：ＣＢ　２
Ｈ６：）／（Ｓ　ｉＨ４］＝　１０−’〜１０４容量四
（更には１０−１〜１０２容１ｐｐ−）［ＰＪ：］／［
：ＳｉＨ４］＝　１０−５〜１０’容量−〇更には１０
〜１０容１ｐＩｎ） ａ−３ｉＣ：Ｈ（Ｈ含有量　５〜５０　ａｔｍ％、Ｃ含
有量５〜１００　ａｔｍ％）： ［Ｂ２Ｈ６］／（ＳｉＨ４：］＝１０−５〜１０’容憤
ｐ声（更には１０−１〜１０’容世四） ＣＰＨ，］／Ｃ３ｉＨ４）＝１０−５〜１０’容量博（
更ＩＣ＆’Ｋ　１０−’〜１０ｊ容ｆｉＰ　）ａ−８ｉ
Ｎ：Ｈ（Ｈ含有量　５〜５０　ａｔｍ％、Ｎ含有拉５〜
６０ａｔｍ％）： ［Ｂ２Ｈ６’：］／（Ｓ　ｉＨ４］＝１０−’〜１０’
容１ｔｐｐ（更には１０−１〜１０’容蛍四） ［Ｊ’Ｈ５：ｌ］／［８１Ｈ４）＝１０−’　〜１０’
容１ｐｐ（更には１０−１〜１０４容量卿） また、ブロッキング層４４は膜厚１００　Ａ〜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、光導電性
層（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、ドープする不純物としては、ポロン以外にも、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＴＡ等の周期表第ｍＡ族元累を使用で
きるし、またリン以外にも、　Ａ　ｓ、ｓｂ等の周期表
第ＶＡ族元索を使用できる。 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ぜしめられる。なお、図
中の６２はＳｉＨ４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０２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、６
７は不純物ガス（例えばＢ２Ｈ６）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°Ｃ（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、５ｉＩ（４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０．０１〜１０Ｔｏｒｒの反
応圧下で高周波電源５６により高周波電圧（例えば１３
．５６ＭＨｚ　）を印加する。これによって、上記各反
応ガスを電極５Ｔと基板４１との間でグロー放電分解し
ａ−３ｉ：Ｈ，ａ−８ｉ：Ｈ，ａ−８ｉＣＯ：Ｈを上記
の１−４４．４３．４５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−８ｉ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と併用してフッ素等のハロゲンをＳ
ｉＦ４等の形で導入し、ａ−８ｉ：Ｆ、　ａ−３ｉ　：
Ｈ：Ｆ、　ａ−８ｉＮ：Ｆ、　ａ−８ｉＮ　：Ｈ：Ｆ、
ａ−ｓｉｃ：Ｆ’、ａ−８ｉＣ：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、ドラム状人ｅ支持体櫨 上に第１図の細潰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Ａ［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、Ｘ空槽５２内のガス圧が１０Ｌ６
Ｔｏｒｒとなるように調節して排気し、かつ基板４１を
所定温度、とくに１００〜３５０℃（望ましくは１５０
〜３００°Ｃ）ＶＣ加熱保持する。次いで、高純度のＡ
ｒ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１３．５６　Ｍｌｌｚ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、Ｓ
　ｉＮ４とＢ２Ｈ６からなる反応ガスを導入し、流量比
１：１：（１，５Ｘ１０　　）の（Ａｒ＋　Ｓ　ｉＨ４
＋　Ｂ　２Ｈ６）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−８ｉ：
Ｈ層４４を６ｔｔｍ／ｈｒの堆積速度で所定厚さに製膜
した。引き続き、流量比１：１：（５Ｘ　１０”−’　
）の（Ａｒ＋ＳｉＨ４＋Ｂ２Ｈ６）混合ガスを放電分解
し、所定厚さのボロンドープドａ−８ｉ：Ｈ層４３を形
成した。引き絖いて、流量比４０：３：９０　：　（１
，５Ｘ１０−５）の（Ａｒ　：ＳｉＨ４：　ＣＨ４：　
ＰＨ，）混合ガスを反応圧力Ｐ　＝　１．　ＯＴｏｒｒ
、放電パワーＲｆ＝４００Ｗ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ＰＨ３の菫を種々変え、対応する感光体を得た。 なお、表面層４５をａ−８ｉＣＯとするときの酸素源と
してＣＯ２を使用し、必要に応じて適当量供給した。 ２のデータは、表−１の／Ｉ６４においてＯ童を変化さ
せて得られたものである。（数字はａｔｍ％）画像流れ 温度３３°Ｃ５相対湿度８０％の環境下で、感光体を電
子写真複写機Ｕ　−Ｂｉｘ　２５００　（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。 ○：画画像れがなく、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。 耐スクラッチ性 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。 ○：引っかき傷殆んどない。 △：引っかき傷あり。 ×：引っかき傷非常に多い。 結果を下記光−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（７紙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者しく少ないものが得
られた。また、表−２から、本発明に基く／に１１〜１
３は特性に優れている。 表−２

【図面の簡単な説明】

第３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−８ｉ系感光体４１・・・・
・・・・・支持体（基板）４３・・・・・・・・・光導
電性層 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 第　２　図 ６２　　６３　　６４　　　６５　　　ｂｂ　　　ｂ／
（自発）手叙と粕１１正て井 昭和６３年７月石口 １、事件の表示 昭和６３年　１１許願第３１３０４号 ２、発明の名称 感光体 ３、ｉ＋ｌｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）コニカ株式会社 ４、代理人 住　所　東京都立川市柴崎町２−４−１１　ＦＩＮＥビ
ル６、補正の対象

Claims (1)

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
   からなる光導電性層と、この光導電性層の表面に被着さ
   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ＶＡ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
   １００ａｔｍ％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、１
   ０＾−＾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。