JPH02148040A - 電子写真感光体の製造方法 - Google Patents
電子写真感光体の製造方法Info
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- JPH02148040A JPH02148040A JP30332488A JP30332488A JPH02148040A JP H02148040 A JPH02148040 A JP H02148040A JP 30332488 A JP30332488 A JP 30332488A JP 30332488 A JP30332488 A JP 30332488A JP H02148040 A JPH02148040 A JP H02148040A
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- photoreceptor
- film
- amount
- 3ige
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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
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers
- G03G5/08228—Silicon-based comprising one or two silicon based layers at least one with varying composition
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(al産業上の利用分野
この発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる
電子写真感光体に関し、特に半導体レザを光源とするレ
ーザプリンタの感光体に関する(b)従来の技術 近年、電子写真方式を用いた画像形成装置には半導体レ
ーザを光源として用いるものがある。現在実用化されて
いる半導体レーザにおいては780〜830 nmの波
長域で安定した高出力が得られるものがあり、この波長
域のレーザ装置を用いることは像形成効率のうえで望ま
しい。しかしながら−方で、現在実用化されている一般
的な電子写真感光体の感度波長はせいぜい700から8
00 nm未満と低い。そのため上述したような波長帯
域に光感度を有する感光体の実用化が期待されている。
電子写真感光体に関し、特に半導体レザを光源とするレ
ーザプリンタの感光体に関する(b)従来の技術 近年、電子写真方式を用いた画像形成装置には半導体レ
ーザを光源として用いるものがある。現在実用化されて
いる半導体レーザにおいては780〜830 nmの波
長域で安定した高出力が得られるものがあり、この波長
域のレーザ装置を用いることは像形成効率のうえで望ま
しい。しかしながら−方で、現在実用化されている一般
的な電子写真感光体の感度波長はせいぜい700から8
00 nm未満と低い。そのため上述したような波長帯
域に光感度を有する感光体の実用化が期待されている。
実際にこのよ・うな波長帯域に光感度を有する感光体と
しては、a−Si(アモルファスシリコン:Sill)
にGeを添加したa−3iGe(アモルファスシリコン
ゲルマニウム: Si−Ge−H)がある。a−3iに
Geを添加すると780〜830 nmに対する光学的
バンドギャツブが小さくなってこの波長対酸のレーザ装
置に対応可能になる。
しては、a−Si(アモルファスシリコン:Sill)
にGeを添加したa−3iGe(アモルファスシリコン
ゲルマニウム: Si−Ge−H)がある。a−3iに
Geを添加すると780〜830 nmに対する光学的
バンドギャツブが小さくなってこの波長対酸のレーザ装
置に対応可能になる。
fc1発明が解決しようとする課題
しかしながらGeを添加したa−3iは780〜830
nmに対する光学的バンドギャップが小さくなるという
利点は得られるもののa−3iに比べて暗比抵抗、門扉
電率が低下し、結果として、像形成を行った場合にコン
トラストに乏しい不明瞭な像になってしまう問題があっ
た。
nmに対する光学的バンドギャップが小さくなるという
利点は得られるもののa−3iに比べて暗比抵抗、門扉
電率が低下し、結果として、像形成を行った場合にコン
トラストに乏しい不明瞭な像になってしまう問題があっ
た。
また、a−3iGeはa−3iに比べて熱により励起さ
れるキャリアが多いため感光体として用いた場合さらに
帯電保持能力が悪くなってしまう問題がある。すなわち
、画像形成装置に備えられる感光体は通常、表面に水分
層が形成されるのを防止するために内部にヒータが備え
られて加熱されている。ところがa SiGeはこの
熱により励起キャリアが生し、感光体表面の電荷をキャ
ンセルしてしまうので、感光体の帯電保持能力はさらに
悪くなってしまう。
れるキャリアが多いため感光体として用いた場合さらに
帯電保持能力が悪くなってしまう問題がある。すなわち
、画像形成装置に備えられる感光体は通常、表面に水分
層が形成されるのを防止するために内部にヒータが備え
られて加熱されている。ところがa SiGeはこの
熱により励起キャリアが生し、感光体表面の電荷をキャ
ンセルしてしまうので、感光体の帯電保持能力はさらに
悪くなってしまう。
この発明はこのような問題に鑑み、a −3iGe層と
a−3i層とを積層して感光体を形成するとともに、a
−SiGe層を感光体の基体側に設けることにより帯
電保持能力および光感度を向上させた電子写真感光体を
提供することを目的とする。
a−3i層とを積層して感光体を形成するとともに、a
−SiGe層を感光体の基体側に設けることにより帯
電保持能力および光感度を向上させた電子写真感光体を
提供することを目的とする。
また他の目的は、a−3i層に含まれるHまたはハロゲ
ン(X)量を4Qat%以上にすることによって、a
−3i層での光吸収量を減らし像形成光を有効利用する
ことのできる電子写真感光体を提供することにあり、 さらに、a −3iGe層に含まれるGe量を導電性基
体側からa−Si層側にかけて徐々に変化させることに
より、層の境界部における電気的および構造的不整合を
緩和して電荷のトラップなどを減少させ、像形成後の電
荷の残留を減少できる電子写真感光体を提供することに
ある。
ン(X)量を4Qat%以上にすることによって、a
−3i層での光吸収量を減らし像形成光を有効利用する
ことのできる電子写真感光体を提供することにあり、 さらに、a −3iGe層に含まれるGe量を導電性基
体側からa−Si層側にかけて徐々に変化させることに
より、層の境界部における電気的および構造的不整合を
緩和して電荷のトラップなどを減少させ、像形成後の電
荷の残留を減少できる電子写真感光体を提供することに
ある。
(d1課題を解決するための手段
この発明の電子写真感光体は導電性基体上に、アモルフ
ァス状態の Si−Ge−H−X (X : ハロケン)を積層し、
さらに、 アモルファス状態の Si−H−X(X:ハロゲン) を積層したことを特徴としている。
ァス状態の Si−Ge−H−X (X : ハロケン)を積層し、
さらに、 アモルファス状態の Si−H−X(X:ハロゲン) を積層したことを特徴としている。
また、上記のアモルファス層のうち少なくとも前記Si
−11−X層において、I」とXの合計含有量をほぼ4
0 at$以上にしてもよく、さらに、前記a−3iG
e層において、Ge含有量を基体側からa −3i層側
にかけて徐々に減少させるようにしてもよい。
−11−X層において、I」とXの合計含有量をほぼ4
0 at$以上にしてもよく、さらに、前記a−3iG
e層において、Ge含有量を基体側からa −3i層側
にかけて徐々に減少させるようにしてもよい。
(f41作用
ごの発明の電子写真感光体においてはa −3iGe層
とa−3i層とを積層しており、a−3iはa−8iG
eに比べて暗比抵抗が大きく、帯電器により感光体表面
が帯電されたときにa −Si層の存在により感光体表
面に帯電電荷が保持される。そして、レーザ光が照射さ
れるとa−3iGe層においてキャリアが励起され、そ
れがa−8i層を移動して感光体表面の電荷をキャンセ
ルする。このとき、門扉電率の低いa −3iGe層が
薄く、キャリアがa −3i層を移動する距離が短いの
で発生した」−千リアが途中でトラップされてしまうこ
とが少なくなり、発生したキャリアを有効に利用して表
面電荷のキャンセルを行うことができる。このようにこ
の発明の感光体においては、a−SiGe層は電荷発生
層として、a −3i層は電荷保持層および電荷輸送層
として作用する。
とa−3i層とを積層しており、a−3iはa−8iG
eに比べて暗比抵抗が大きく、帯電器により感光体表面
が帯電されたときにa −Si層の存在により感光体表
面に帯電電荷が保持される。そして、レーザ光が照射さ
れるとa−3iGe層においてキャリアが励起され、そ
れがa−8i層を移動して感光体表面の電荷をキャンセ
ルする。このとき、門扉電率の低いa −3iGe層が
薄く、キャリアがa −3i層を移動する距離が短いの
で発生した」−千リアが途中でトラップされてしまうこ
とが少なくなり、発生したキャリアを有効に利用して表
面電荷のキャンセルを行うことができる。このようにこ
の発明の感光体においては、a−SiGe層は電荷発生
層として、a −3i層は電荷保持層および電荷輸送層
として作用する。
また、a−3i層を表面側、a−SiGe層を表面から
遠い側(基体側)に設けたことにより以下ような作用が
見られる。a−3iGe層は、感光体に設けられたヒー
タによりキャリアが励起される。しかしながらこのキャ
リアは感光体の基体近くで発生ずるため、感光体表面の
電荷をキャンセルするには電子またば正孔が表面まで移
動する必要があるが、暗比抵抗の高いa−Si層をキャ
リアが移動するのは困難で表面上の電荷はキャンセルさ
れ難くなり感光体としての電荷保持能力の低下を防止で
きる。
遠い側(基体側)に設けたことにより以下ような作用が
見られる。a−3iGe層は、感光体に設けられたヒー
タによりキャリアが励起される。しかしながらこのキャ
リアは感光体の基体近くで発生ずるため、感光体表面の
電荷をキャンセルするには電子またば正孔が表面まで移
動する必要があるが、暗比抵抗の高いa−Si層をキャ
リアが移動するのは困難で表面上の電荷はキャンセルさ
れ難くなり感光体としての電荷保持能力の低下を防止で
きる。
また本発明者等の実験によれば、a−Si系の感光体に
おいては含有I(またはハし]ゲン景が増えると光学的
ハンドギャップ、暗比抵抗、門扉電率が上昇することが
分かった。また、これらの変化ばほぼ40a tχを境
に上昇することも分かった。
おいては含有I(またはハし]ゲン景が増えると光学的
ハンドギャップ、暗比抵抗、門扉電率が上昇することが
分かった。また、これらの変化ばほぼ40a tχを境
に上昇することも分かった。
この発明の請求項2においては、a−3i層に含有され
る1(とX(ハロゲン)の合計量をほぼ40.lt%以
−1−にしているため、a−3i層の光学的ハフlギャ
ップが大きくなってこの層の光吸収率が低くなる。この
ため、そのT側のa −3iGe層に到達する光量が多
くなり感光体全体としてみた場合、光が有効利用されて
光感度が良くなる。また、■1ハロゲン量をほぼ40a
tZ以−■−にすることによってト述したように暗比抵
抗、明導電率が良くなる。
る1(とX(ハロゲン)の合計量をほぼ40.lt%以
−1−にしているため、a−3i層の光学的ハフlギャ
ップが大きくなってこの層の光吸収率が低くなる。この
ため、そのT側のa −3iGe層に到達する光量が多
くなり感光体全体としてみた場合、光が有効利用されて
光感度が良くなる。また、■1ハロゲン量をほぼ40a
tZ以−■−にすることによってト述したように暗比抵
抗、明導電率が良くなる。
またa−SiGe層に含有されるF(とXの合計量を4
0 a1%以上にすれば、a −SiGe層自体の暗比
抵抗明導電率も良くなって電荷保持能力、光感度が良く
なる作用が生じる。
0 a1%以上にすれば、a −SiGe層自体の暗比
抵抗明導電率も良くなって電荷保持能力、光感度が良く
なる作用が生じる。
さらにこの発明の請求項3においては、a−3iGe層
に含まれるGe量を基体側からa −Si層側にかりて
徐々に少なくしているので、a−Si層とaSiGe層
との境界部での電気的および構造的な不整合が緩和され
る。そのため、境界部における電荷のl・ランプ等が減
少し、感光体に残留される電荷が少なくなる。
に含まれるGe量を基体側からa −Si層側にかりて
徐々に少なくしているので、a−Si層とaSiGe層
との境界部での電気的および構造的な不整合が緩和され
る。そのため、境界部における電荷のl・ランプ等が減
少し、感光体に残留される電荷が少なくなる。
(f)実施例
〈成膜装置の説明〉
第9図は、E CR(electron cyclot
ron resonance)法による成膜装置の構成
を表した図である。a−SiGe層、a−3i層等はこ
の装置により導電性基体−りに成膜される。
ron resonance)法による成膜装置の構成
を表した図である。a−SiGe層、a−3i層等はこ
の装置により導電性基体−りに成膜される。
この成膜装置はプラズマを発生させるプラズマ室1と、
成膜が行われる堆積室2を有している。
成膜が行われる堆積室2を有している。
プラズマ室l、堆積室2は図外の油拡散ポンプ油回転ポ
ンプにより真空排気される。
ンプにより真空排気される。
プラズマ室1は空胴共振器構成となっており、導波管4
を通して2.45GHzのμ波が導入される。
を通して2.45GHzのμ波が導入される。
なおμ波導入窓5はμ波が通過てきる石英ガラスで構成
されている。プラズマ室1には水素ガス導入管7から1
12ガスが導入される。また、プラズマ室1の周囲には
磁気コイル6か配置され、ここで発生したプラズマが堆
積室2に引き出すための発散磁界が印加されている。な
おプラズマはプラズマ引き出し窓3を通じて堆積室2に
引き出される堆積室2のほぼ中央部には感光体の基体8
が設置される。基体8は導電性相、例えばA7!でなり
、この実施例ではドラム状のものを用いている。
されている。プラズマ室1には水素ガス導入管7から1
12ガスが導入される。また、プラズマ室1の周囲には
磁気コイル6か配置され、ここで発生したプラズマが堆
積室2に引き出すための発散磁界が印加されている。な
おプラズマはプラズマ引き出し窓3を通じて堆積室2に
引き出される堆積室2のほぼ中央部には感光体の基体8
が設置される。基体8は導電性相、例えばA7!でなり
、この実施例ではドラム状のものを用いている。
ドラム状の基体8は表面に均一に成膜が行われるように
、図示しない支持機構により回転可能に支持されている
。堆積室2にはSil14等の原料ガスを導入する原料
ガス導入管9が設←ノられている。
、図示しない支持機構により回転可能に支持されている
。堆積室2にはSil14等の原料ガスを導入する原料
ガス導入管9が設←ノられている。
この装置での成膜動作を説明すると、まず、プラズマ室
1および堆積室2内が排気され、続いてプラズマ室1に
は11゜ガスが、堆積室2には原料ガスが導入される。
1および堆積室2内が排気され、続いてプラズマ室1に
は11゜ガスが、堆積室2には原料ガスが導入される。
原料ガスとしては例えばS i If 5Sizl16
. SiF4.SiCIa 、 SiH□C12などの
水素またはハロゲンを含むシリコン化合物や、Get+
4. GeFaGeC14、GeFz、 GeC1zな
どの水素またはハロゲンを含むゲルマニラJ、化合物で
ある。このときのガス圧は10−3〜10−’j、or
r程度に設定される。そして、プラズマ室1にμ波を導
入するとともに磁気コイル6に電圧を印加しプラズマを
励起する。このプラズマはプラズマ引き出し窓3から1
■積室2へと導かれ、原料ガスを励起して基体8上に原
料ガスによる膜を形成する。このとき基体8は回転され
るので均一な成膜が行われる。またプラズマ引き出し窓
3の位置や大きさの設定により膜の均一性は向上される
。
. SiF4.SiCIa 、 SiH□C12などの
水素またはハロゲンを含むシリコン化合物や、Get+
4. GeFaGeC14、GeFz、 GeC1zな
どの水素またはハロゲンを含むゲルマニラJ、化合物で
ある。このときのガス圧は10−3〜10−’j、or
r程度に設定される。そして、プラズマ室1にμ波を導
入するとともに磁気コイル6に電圧を印加しプラズマを
励起する。このプラズマはプラズマ引き出し窓3から1
■積室2へと導かれ、原料ガスを励起して基体8上に原
料ガスによる膜を形成する。このとき基体8は回転され
るので均一な成膜が行われる。またプラズマ引き出し窓
3の位置や大きさの設定により膜の均一性は向上される
。
< a−3iGe、 a−3iの各々の特性について
〉まず最初にa −SiGe層の説明をする。
〉まず最初にa −SiGe層の説明をする。
原料ガスとしてS i H4とGe114とを、sil
+4./ (Sitl、 (Ge114) =0.8
1の割合で混合し、またその混合ガス流量を120se
cmとして堆積室に導入させ、室内のガス圧を2〜5m
t、orrの間で振ってa−SiGe層を有する感光体
を作成した。なおμ波出力は2.5kwとした。
+4./ (Sitl、 (Ge114) =0.8
1の割合で混合し、またその混合ガス流量を120se
cmとして堆積室に導入させ、室内のガス圧を2〜5m
t、orrの間で振ってa−SiGe層を有する感光体
を作成した。なおμ波出力は2.5kwとした。
第2図(A)はこのようしてした形成されたaSiGe
層中に含有される水素量を表した図であり、同図(B)
および(C)は各々この感光体の暗比抵抗、明導電率を
表した図である。なお明導電率は830 nmのレーザ
光を光源として実験した結果を表した。また、成膜され
たa−8iGe層におけるSiとGeとの比率は、Ge
がSiに対してほぼ45〜61 atχであった。
層中に含有される水素量を表した図であり、同図(B)
および(C)は各々この感光体の暗比抵抗、明導電率を
表した図である。なお明導電率は830 nmのレーザ
光を光源として実験した結果を表した。また、成膜され
たa−8iGe層におけるSiとGeとの比率は、Ge
がSiに対してほぼ45〜61 atχであった。
これらの図から分かるように、はぼ3.5mtorrを
境に膜中に含まれる水素量が変わり、それとともに暗比
抵抗、明導電率にも変化が見られる。すなわち、ガス圧
がほぼ2.5〜3.5mtorrでは膜中に含まれる水
素量がほぼ40atχを越え、暗比抵抗、明朗導電率と
も急激に高くなるという結果が得られノこ。
境に膜中に含まれる水素量が変わり、それとともに暗比
抵抗、明導電率にも変化が見られる。すなわち、ガス圧
がほぼ2.5〜3.5mtorrでは膜中に含まれる水
素量がほぼ40atχを越え、暗比抵抗、明朗導電率と
も急激に高くなるという結果が得られノこ。
このような暗化抵抗、明導電率の向上は、はぼ40a
t%以上の11添加によりGeと■1との結合によりG
eのダングリングボンドが減少するためであると考えら
れる。しかし、本発明者等の実験乙こよれば、膜中の1
1量がほぼ65atχを越えるとH添加による光学的バ
ンドギャップの上昇により、Ge添加効果を打ち消して
感度で悪くなってしまう問題が生した。したがって、a
−3iGe層に含まれるI−1量はほぼ40〜65at
χに設定することが望ましい。
t%以上の11添加によりGeと■1との結合によりG
eのダングリングボンドが減少するためであると考えら
れる。しかし、本発明者等の実験乙こよれば、膜中の1
1量がほぼ65atχを越えるとH添加による光学的バ
ンドギャップの上昇により、Ge添加効果を打ち消して
感度で悪くなってしまう問題が生した。したがって、a
−3iGe層に含まれるI−1量はほぼ40〜65at
χに設定することが望ましい。
次に、a−3iGe層のおけるGe添加量について述べ
る。a−8iへのGeの添加はほぼ780〜830nm
の光学的ハンドギヤツブの減少という効果をもたらし、
その一方で暗比抵抗、明導電率の低下という問題がある
。したがってGeの添加量は適切な値に設定する必要が
ある。
る。a−8iへのGeの添加はほぼ780〜830nm
の光学的ハンドギヤツブの減少という効果をもたらし、
その一方で暗比抵抗、明導電率の低下という問題がある
。したがってGeの添加量は適切な値に設定する必要が
ある。
原料となるSi8本とGeH4との混合比を変化させる
ことにより形成される膜中乙、二含まれるGe量を振っ
てa−SiGe層を形成した。なおこのとき、原料ガス
圧は2.5〜3.5 mtorrとして、膜中に含まれ
るH量を規制した(43〜48atχであった)。そし
て、形成された膜中のGe量と780〜830 nmの
レーザ光に対する感度との関係を調べたところ、Siに
対するGe量が5.3 at%以IJの場合にはGe
添加の効果が殆どなく感度が悪かった。また、はぼ15
0a LXを越えると暗比抵抗が小さくなり過ぎて感光
体としては使用不可能であった。ずなわら、a−3iG
e層におけるGe量はSiに対して53.3〜150a
tχ、好ましくは18〜82 atL最も好ましくは4
3〜67a1χてあった。
ことにより形成される膜中乙、二含まれるGe量を振っ
てa−SiGe層を形成した。なおこのとき、原料ガス
圧は2.5〜3.5 mtorrとして、膜中に含まれ
るH量を規制した(43〜48atχであった)。そし
て、形成された膜中のGe量と780〜830 nmの
レーザ光に対する感度との関係を調べたところ、Siに
対するGe量が5.3 at%以IJの場合にはGe
添加の効果が殆どなく感度が悪かった。また、はぼ15
0a LXを越えると暗比抵抗が小さくなり過ぎて感光
体としては使用不可能であった。ずなわら、a−3iG
e層におけるGe量はSiに対して53.3〜150a
tχ、好ましくは18〜82 atL最も好ましくは4
3〜67a1χてあった。
なお、以上の例ではSi、 Geの水素化合物を用いて
いるため形成される膜中にはHのみが含有されるが、ハ
ロゲンもHと同様の効果をもたらずため、Si、Geの
ハロゲン化物を用いた場合にはハロゲンおよび)]の合
計含有量がほぼ40〜55atχになるようにすればよ
い。
いるため形成される膜中にはHのみが含有されるが、ハ
ロゲンもHと同様の効果をもたらずため、Si、Geの
ハロゲン化物を用いた場合にはハロゲンおよび)]の合
計含有量がほぼ40〜55atχになるようにすればよ
い。
次に、a−3i層について述べる。
a−8i層を形成する場合には原料ガスとしてSi)(
4を用い、これを堆積室2に、112ガスを堆積室lに
導入して/Jの基体上に成膜を行って感光体を形成した
。またガス圧は2〜5mtorrの間で振って実験を行
った。第3図(A)はこのようにして形成されたa−3
i膜中に含まれるIllを表した図であり、同図(B)
、(C)は各々この感光体の暗比抵抗、明導電率を表し
ている。なお明導電率は、a−3i層が光感度を有する
565nmのI−B D光源を用いた。
4を用い、これを堆積室2に、112ガスを堆積室lに
導入して/Jの基体上に成膜を行って感光体を形成した
。またガス圧は2〜5mtorrの間で振って実験を行
った。第3図(A)はこのようにして形成されたa−3
i膜中に含まれるIllを表した図であり、同図(B)
、(C)は各々この感光体の暗比抵抗、明導電率を表し
ている。なお明導電率は、a−3i層が光感度を有する
565nmのI−B D光源を用いた。
同図(B)、 (C)から分かるように、はぼ2〜3
.5mtorrでa−Si層に含まれるHiが40at
%以−1−になり、それとともに暗比抵抗が高くなる。
.5mtorrでa−Si層に含まれるHiが40at
%以−1−になり、それとともに暗比抵抗が高くなる。
すなわち、a−3i層中に含まれるH量が40at%以
下の場合には暗比抵抗はせいぜい10”0cm止まりで
あるが、はぼ40 at×を超える付近から、暗比抵抗
が10+2Ωcm以十、になる。ずなわらこの40 a
tX以上の11を含んだa−81感光体は帯電保持能力
に非常に優れたものとなる。なお同図((功から分かる
ように、このa−3i悪感光は565nm付近の光に対
して明導電率が高く、このイ・]近の波長帯域の光源を
用いて像形成を行う画像形成装置においては良好な光感
度を有する感光体として用いることができる。
下の場合には暗比抵抗はせいぜい10”0cm止まりで
あるが、はぼ40 at×を超える付近から、暗比抵抗
が10+2Ωcm以十、になる。ずなわらこの40 a
tX以上の11を含んだa−81感光体は帯電保持能力
に非常に優れたものとなる。なお同図((功から分かる
ように、このa−3i悪感光は565nm付近の光に対
して明導電率が高く、このイ・]近の波長帯域の光源を
用いて像形成を行う画像形成装置においては良好な光感
度を有する感光体として用いることができる。
このような暗比抵抗の向上は、Hが40 at%以」―
含有された場合、膜中のSi原子のダングリングボンド
を減少させることができるためであると考えられる。な
おこの例では原料ガスとしてSiの水素化合物を用いて
いるため成膜されるa−8量層中にはHのみが含有され
るが、原料ガスとしてSiのハロゲン化物を用いた場合
にはa−8量層中にハロゲンが含有され、このハロゲン
はa −SiGe層の説明時にも述べたようにHと同様
の働きをしてa −3i層の特性を同士させる。
含有された場合、膜中のSi原子のダングリングボンド
を減少させることができるためであると考えられる。な
おこの例では原料ガスとしてSiの水素化合物を用いて
いるため成膜されるa−8量層中にはHのみが含有され
るが、原料ガスとしてSiのハロゲン化物を用いた場合
にはa−8量層中にハロゲンが含有され、このハロゲン
はa −SiGe層の説明時にも述べたようにHと同様
の働きをしてa −3i層の特性を同士させる。
以」二に述べたように、ECR法の成膜装置でaSiG
e層およびa−Si層を形成する場合原料ガスの圧力を
所定範囲(aSiGe層では2.5−3.5mt。
e層およびa−Si層を形成する場合原料ガスの圧力を
所定範囲(aSiGe層では2.5−3.5mt。
rr、aSi層では2〜3.5mtorr)に設定する
ことにより層中に含まれる11およびハロゲン屋をほぼ
40〜65atχに設定でき、暗比抵抗、門扉電率の良
い膜形成を行うことができる。しかも、」二連したよう
なガス圧に設定したとき、成膜速度、ガス利用効率とも
に良好で、■(量が40 at%以下になるガス圧範囲
に比べて速く、しかも効率良く成膜を行うことができた
。さらに、成膜速度においては−・船釣にa−3i系の
感光体を作成する場合に成膜装置として用いられている
プラズマCV I)装置に比べて6〜10倍の速度と、
かなり速い速度で成膜を行うことができた。また、この
ECR法の成膜装置で成膜を行うと(Sill□)、の
粉が発生ずることがなく、この上・うな粉が感光体の基
体−トに付着し゛C成膜欠陥を生しさせるという問題が
なく、品質の良い感光体を形成することができた。
ことにより層中に含まれる11およびハロゲン屋をほぼ
40〜65atχに設定でき、暗比抵抗、門扉電率の良
い膜形成を行うことができる。しかも、」二連したよう
なガス圧に設定したとき、成膜速度、ガス利用効率とも
に良好で、■(量が40 at%以下になるガス圧範囲
に比べて速く、しかも効率良く成膜を行うことができた
。さらに、成膜速度においては−・船釣にa−3i系の
感光体を作成する場合に成膜装置として用いられている
プラズマCV I)装置に比べて6〜10倍の速度と、
かなり速い速度で成膜を行うことができた。また、この
ECR法の成膜装置で成膜を行うと(Sill□)、の
粉が発生ずることがなく、この上・うな粉が感光体の基
体−トに付着し゛C成膜欠陥を生しさせるという問題が
なく、品質の良い感光体を形成することができた。
以上のようにしてa−3iGe層およびa−3i層を形
成することができる。以上のようにして形・成されるト
Iおよびハロゲンをほぼ40〜65atχ含有するa−
3iGe層、a−Si層の特性をまとめると以下のよう
になる。
成することができる。以上のようにして形・成されるト
Iおよびハロゲンをほぼ40〜65atχ含有するa−
3iGe層、a−Si層の特性をまとめると以下のよう
になる。
■a −3iGe層
780〜830 nmに対する光感度を有しているGe
添方力11効果。旧ハロケン量をほぼ40 atZ以」
−含有させることにより、a−Si層に比べて劣るもの
の暗比抵抗(10”Ωcm程度)、門扉電率ともに向上
させることができる。また、従来技術で述べたようにa
−SiGe層はa −Si層に比べて熱励起されるキ
ャリアが多く、そのため感光体の帯電保持能力を向上さ
せるためには感光体表層部にa−8iG(]層を設りな
いことが望ましい。
添方力11効果。旧ハロケン量をほぼ40 atZ以」
−含有させることにより、a−Si層に比べて劣るもの
の暗比抵抗(10”Ωcm程度)、門扉電率ともに向上
させることができる。また、従来技術で述べたようにa
−SiGe層はa −Si層に比べて熱励起されるキ
ャリアが多く、そのため感光体の帯電保持能力を向上さ
せるためには感光体表層部にa−8iG(]層を設りな
いことが望ましい。
■a−8i層
780〜830nmに対する感度は低いが、ボロンを添
加しない場合でも暗比抵抗が1012Ωcmと非常に良
く帯電保持能力に優れている。なお、本発明者等の実験
によれば、ボロン添加を行うと暗比抵抗は10′4Ωc
m程度にまで一ト昇する。また、門扉電率も■1.ハロ
ケンをほぼ40 at%以上含有させることにより向−
卜し、キャリアの輸送能力に優れている。また、H,ハ
ロゲンの添加により光学的バンドギャップも−り昇する
ので、もともと7803〜830nに対しての低い感度
がさらに低くなりその波長帯域光の吸収光量が少なくな
る。
加しない場合でも暗比抵抗が1012Ωcmと非常に良
く帯電保持能力に優れている。なお、本発明者等の実験
によれば、ボロン添加を行うと暗比抵抗は10′4Ωc
m程度にまで一ト昇する。また、門扉電率も■1.ハロ
ケンをほぼ40 at%以上含有させることにより向−
卜し、キャリアの輸送能力に優れている。また、H,ハ
ロゲンの添加により光学的バンドギャップも−り昇する
ので、もともと7803〜830nに対しての低い感度
がさらに低くなりその波長帯域光の吸収光量が少なくな
る。
このようなことから本発明者等はa SiGe層を電
荷発生層として用いしかも感光体表層部から離した基体
近くに設け、またa−3i層は電荷保持層および電荷輸
送層として感光体の表層部に設けるようにした。なお第
3図はこの発明の実施例に係る感光体の断面を表した図
であり、Aff等からなる導電性の基体21」―に中間
層22、光導電層23、表面層24がこの順に積層され
ている。本発明の特徴は光導電層23にあり、光導電層
23は基体21に近い側にa−SiGe層23aを、そ
の上側にa−3i層23bを形成している。
荷発生層として用いしかも感光体表層部から離した基体
近くに設け、またa−3i層は電荷保持層および電荷輸
送層として感光体の表層部に設けるようにした。なお第
3図はこの発明の実施例に係る感光体の断面を表した図
であり、Aff等からなる導電性の基体21」―に中間
層22、光導電層23、表面層24がこの順に積層され
ている。本発明の特徴は光導電層23にあり、光導電層
23は基体21に近い側にa−SiGe層23aを、そ
の上側にa−3i層23bを形成している。
〈実験例1〉
まず、第4図に示した条件で成膜を行い、感光体を作成
した。なおこの例では感光体をp型にするためのボロン
を1・−プするため、原料ガスにB216を混合した。
した。なおこの例では感光体をp型にするためのボロン
を1・−プするため、原料ガスにB216を混合した。
形成された感光体のa −SiGe層において(Ge/
Si)値を測定したところ51 atZでありHNは4
6 atZであった。またa −Si層におけるH含有
量は48 atZであった。このようにして形成された
感光体を用い、830nmのレーザ光を光源として像形
成を行ったところ帯電保持能力が高く、形成画像も高品
質のものを得ることができた。
Si)値を測定したところ51 atZでありHNは4
6 atZであった。またa −Si層におけるH含有
量は48 atZであった。このようにして形成された
感光体を用い、830nmのレーザ光を光源として像形
成を行ったところ帯電保持能力が高く、形成画像も高品
質のものを得ることができた。
また、a−3iGe層およびa−3i層に含まれるH量
を変えるため、他の条件を同じにし原料ガスのガス圧の
みを変化させて成膜を行い感光体を作成し、その感光体
を用いて像形成実験を行った。第7図はその結果を表し
た図である。図から分かるようにカス圧がほぼ3.5m
torr以下のときには帯電特性、形成画像の品質とも
に非常に良好であった。なおこのときのa −SiGe
層、a−3i層に含まれHlは40〜65 atZの範
囲内であり、a−3iGe層中のce量(Ge/Si値
)は45−64 atZであった。
を変えるため、他の条件を同じにし原料ガスのガス圧の
みを変化させて成膜を行い感光体を作成し、その感光体
を用いて像形成実験を行った。第7図はその結果を表し
た図である。図から分かるようにカス圧がほぼ3.5m
torr以下のときには帯電特性、形成画像の品質とも
に非常に良好であった。なおこのときのa −SiGe
層、a−3i層に含まれHlは40〜65 atZの範
囲内であり、a−3iGe層中のce量(Ge/Si値
)は45−64 atZであった。
〈実験例2〉
また第5図Qこ示したように、a −3iGe層を形成
するときにS i tl 、とGet+4の流星を変化
させることにより、形成されるa−8iGe層中でのG
e含有量が一1層はど少なくなるように成膜を行った。
するときにS i tl 、とGet+4の流星を変化
させることにより、形成されるa−8iGe層中でのG
e含有量が一1層はど少なくなるように成膜を行った。
第8図は形成されるa−SiGe層中のGe含有蓋の変
化例を表した図であり、図中′roが基板側、Tl−7
J<a−81層側である。図に示されるように、原料ガ
ス流量を変化させることにより形成さ4″Iるa−3i
Ge層中に含まれるGe量は基体側をll1aXとし゛
C徐々に減少している。なお原料ガス流量はa−3i層
中におけるGe含有量がSiに対して5.3〜150a
Lχになるような範囲内で変化さゼる。
化例を表した図であり、図中′roが基板側、Tl−7
J<a−81層側である。図に示されるように、原料ガ
ス流量を変化させることにより形成さ4″Iるa−3i
Ge層中に含まれるGe量は基体側をll1aXとし゛
C徐々に減少している。なお原料ガス流量はa−3i層
中におけるGe含有量がSiに対して5.3〜150a
Lχになるような範囲内で変化さゼる。
このようにa −SiGe層のGe1(を徐々に変化さ
せた感光体を用いて像形成処理を行ったところ、〈実験
例1〉で示した感光体を用いて像形成を行った場合より
もさらに高品質の画像を得ることができた。これは、a
−3iGe層とa −Si層との境界付近においてGe
含有量が徐々に変化しているため、この2層の境界部で
の電気的および構造的な不整合が緩和されるためである
と考えられる。すなわち、a−SiGe層とa −3i
層との境界部においてGc濃度が極端に変化し7た場合
(〈実験例1〉のよ・)な場合)、両層の光学的バンド
ギャップの差や構造の違いなどから境界部で電荷の1−
ラップなどが生じ、像形成プロセスごとに除電器等を用
いて除電を行っても感光体内に電荷が残留し7、これが
形成される画像に悪影害を与える。しかしながら、この
例のようにGe含有量を徐々に変化させてゆくとこれら
の不整合が緩和され、像形成後に電荷の残留量を減少さ
せて次回の像形成を良好に行えるようになる。
せた感光体を用いて像形成処理を行ったところ、〈実験
例1〉で示した感光体を用いて像形成を行った場合より
もさらに高品質の画像を得ることができた。これは、a
−3iGe層とa −Si層との境界付近においてGe
含有量が徐々に変化しているため、この2層の境界部で
の電気的および構造的な不整合が緩和されるためである
と考えられる。すなわち、a−SiGe層とa −3i
層との境界部においてGc濃度が極端に変化し7た場合
(〈実験例1〉のよ・)な場合)、両層の光学的バンド
ギャップの差や構造の違いなどから境界部で電荷の1−
ラップなどが生じ、像形成プロセスごとに除電器等を用
いて除電を行っても感光体内に電荷が残留し7、これが
形成される画像に悪影害を与える。しかしながら、この
例のようにGe含有量を徐々に変化させてゆくとこれら
の不整合が緩和され、像形成後に電荷の残留量を減少さ
せて次回の像形成を良好に行えるようになる。
以上の例は原料ガスにB 2 H6を混合することによ
り形成される感光体がp型になるよ・うにしたものであ
るが、感光体をp型にするに番まB 2I+ 、、の他
に、BCl3、B11.などのボロン化合物またはアル
ミニウム、ガリウム、インジウムの化合物などを用いて
もよい。
り形成される感光体がp型になるよ・うにしたものであ
るが、感光体をp型にするに番まB 2I+ 、、の他
に、BCl3、B11.などのボロン化合物またはアル
ミニウム、ガリウム、インジウムの化合物などを用いて
もよい。
〈実験例3〉
a SiGe層、a−si層にリン、窒素、アンチモ
ン、酸素などをドープさせるとn型の感光体を形成する
ことができる。第6図はそのn型の感光体を形成する場
合の製造条件を表した図であり、すンをドープするため
に円13を原料ガスGこ混合している。リンドープ用と
しては他にPct、、Pct、などがある。このように
Pを混入して形成された感光体を用いて像形成を行った
がボI−1ンドープのときと同様に良好な画像を形成す
ることができた。
ン、酸素などをドープさせるとn型の感光体を形成する
ことができる。第6図はそのn型の感光体を形成する場
合の製造条件を表した図であり、すンをドープするため
に円13を原料ガスGこ混合している。リンドープ用と
しては他にPct、、Pct、などがある。このように
Pを混入して形成された感光体を用いて像形成を行った
がボI−1ンドープのときと同様に良好な画像を形成す
ることができた。
tg+発明の効果
以上のようにこの発明の電子写真感光体はaSiGe層
」二にa−3i層を積層したことにより、aSiGe層
が電荷発生層として、a −Si層が電荷保持層および
電荷輸送層として作用するので、各々の層の長所が生か
され、光感度、帯電保持能力に優れた感光体となる。ま
たa−Si層を表面側、aSiGe層を表面から遠い側
(基体側)に設けているので、熱励起されるキャリアの
多いa −3iGe層において熱励起キャリアが発生し
ても感光体表面電荷がキャンセルされる確率が低くなり
感光体としての電荷保持能力の低下をさらに防止して良
好な感光体とすることができる。
」二にa−3i層を積層したことにより、aSiGe層
が電荷発生層として、a −Si層が電荷保持層および
電荷輸送層として作用するので、各々の層の長所が生か
され、光感度、帯電保持能力に優れた感光体となる。ま
たa−Si層を表面側、aSiGe層を表面から遠い側
(基体側)に設けているので、熱励起されるキャリアの
多いa −3iGe層において熱励起キャリアが発生し
ても感光体表面電荷がキャンセルされる確率が低くなり
感光体としての電荷保持能力の低下をさらに防止して良
好な感光体とすることができる。
また、請求項2に示されるように感光体を構成した場合
、a−Si層の光吸収量が少なくなり、感光体全体とし
て光を有効利用して光感度を+げることができる利点が
ある。また、暗比抵抗、明導電率も向上する。
、a−Si層の光吸収量が少なくなり、感光体全体とし
て光を有効利用して光感度を+げることができる利点が
ある。また、暗比抵抗、明導電率も向上する。
さらに請求項3に示されるように感光体を構成れば、層
の境界部での電気的、構造的な不整合が緩和され残留電
荷を減少させることができ、その結果形成される画像品
質を向上させることができる利点がある。
の境界部での電気的、構造的な不整合が緩和され残留電
荷を減少させることができ、その結果形成される画像品
質を向上させることができる利点がある。
第1図はこの発明の実施例である感光体の断面を表した
図、第2図(A)〜(C)はa −SiGe層成膜時の
ガス圧と膜中のH量、膜の暗比抵抗、膜の明導電率との
関係を表した図、第3図(A)〜(C)はa−8i成膜
時のガス圧と膜中の■]量、膜の暗比抵抗、膜の明導電
率との関係を表した図、第4図〜第6図はa−3iGe
層、a−8i層の積層条件を表した同、第7図は成膜時
のガス圧(含有水素量)と感光体の品質との関係を表し
た図、第8図は成膜されるa −3iGe層中のGe含
有量の変化状態を表した図、第9図はE CR法を用い
た成膜装置の構成を表し7た図である。 3a 導電性基体、 中間層、 光導電層、 表面層、 a−SiGe層、 a−3il?1.。
図、第2図(A)〜(C)はa −SiGe層成膜時の
ガス圧と膜中のH量、膜の暗比抵抗、膜の明導電率との
関係を表した図、第3図(A)〜(C)はa−8i成膜
時のガス圧と膜中の■]量、膜の暗比抵抗、膜の明導電
率との関係を表した図、第4図〜第6図はa−3iGe
層、a−8i層の積層条件を表した同、第7図は成膜時
のガス圧(含有水素量)と感光体の品質との関係を表し
た図、第8図は成膜されるa −3iGe層中のGe含
有量の変化状態を表した図、第9図はE CR法を用い
た成膜装置の構成を表し7た図である。 3a 導電性基体、 中間層、 光導電層、 表面層、 a−SiGe層、 a−3il?1.。
Claims (3)
- (1)導電性基体上に、 アモルファス状態の Si−Ge−H−X(X:ハロゲン) を積層し、さらに、 アモルファス状態の Si−H−X(X:ハロゲン) を積層したことを特徴とする電子写真感光体。
- (2)少なくとも前記Si−H−X層において、HとX
の合計含有量をほぼ40at%以上にしたことを特徴と
する、請求項1記載の電子写真感光体。 - (3)前記Si−Ge−H−X層においてGe含有量を
、導電性基体側からSi−H−X側に掛けて徐々に減少
させたことを特徴とする、請求項1または2記載の電子
写真感光体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303324A JPH07120060B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 電子写真感光体の製造方法 |
| US07/372,019 US4992348A (en) | 1988-06-28 | 1989-06-27 | Electrophotographic photosensitive member comprising amorphous silicon |
| US07/620,828 US5085968A (en) | 1988-06-28 | 1990-12-03 | Amorphous, layered, photosensitive member for electrophotography and ecr process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303324A JPH07120060B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 電子写真感光体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148040A true JPH02148040A (ja) | 1990-06-06 |
| JPH07120060B2 JPH07120060B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17919602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63303324A Expired - Fee Related JPH07120060B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-11-29 | 電子写真感光体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120060B2 (ja) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS58186748A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-31 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPS58187940A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-02 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
| JPS59159167A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-09-08 | Zenko Hirose | アモルフアスシリコン膜の形成方法 |
| JPS6183544A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Toshiba Corp | 電子写真感光体 |
| JPS632067A (ja) * | 1986-01-23 | 1988-01-07 | Canon Inc | 電子写真用光受容部材 |
| JPS6381361A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Canon Inc | 電子写真感光体の製造方法 |
| JPS63107098A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-12 | 三菱電機株式会社 | 電子部品自動装着機 |
| JPS63161977A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-05 | 能美防災株式会社 | 防災設備 |
| JPS63169216A (ja) * | 1986-12-31 | 1988-07-13 | Shiyouda Shoji Kk | 配線基板の切断方法 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP63303324A patent/JPH07120060B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120060B2 (ja) | 1995-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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