JPH035746B2 - - Google Patents

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JPH035746B2
JPH035746B2 JP58006896A JP689683A JPH035746B2 JP H035746 B2 JPH035746 B2 JP H035746B2 JP 58006896 A JP58006896 A JP 58006896A JP 689683 A JP689683 A JP 689683A JP H035746 B2 JPH035746 B2 JP H035746B2
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JP
Japan
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amorphous silicon
photosensitive layer
conductive substrate
gas
silicon photosensitive
Prior art date
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JP58006896A
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English (en)
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JPS59131941A (ja
Inventor
Takeshi Ueno
Mutsuki Yamazaki
Hidekazu Kaga
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP689683A priority Critical patent/JPS59131941A/ja
Publication of JPS59131941A publication Critical patent/JPS59131941A/ja
Publication of JPH035746B2 publication Critical patent/JPH035746B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 この発明は、アモルフアスシリコン感光体、特
に、画像形成装置に使用可能なアモルフアスシリ
コン感光体の技術分野に属する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、画像形成装置たとえば電子写真装置に使
用される電子写真感光体における感光層の形成に
必要な材料として、従来のセレン、酸化亜鉛、樹
脂分散系硫化カドミウム等に代わり、高い感光
度、機械的強度および耐熱性を有すると共に人体
に無害のアモルフアスシリコン(以下、a−Siと
略する。)が開発されつつある。a−Siは、従来
の感光体材料に比して、常温における比抵抗が低
い。したがつて、導電性基体の表面にa−Siの単
層を形成するだけでは、電子写真感光体としての
帯電機能を発揮することができない。そこで、a
−Si層を挾んで、導電性基体側にブロツキング層
を、導電性基体とは反対の側に表面側を形成する
ことによる、複数層よりなる感光層が、提案され
ている。 しかしながら、感光層を複数層に形成すると、
各層の内部応力の相違により感光層自体に大きな
歪が生じて、各層がその界面で剥離する。また、
各層の界面に、感光層形成の際に副生成物として
生じるポリシランが多量に付着するので、感光特
性が著しく低下する。また、複数層の形成は、各
層の形成毎に、放電の停止、形成した層に要した
ガスの排気、次の層を形成するためのガス流量の
安定化等を必要とするので、全体として感光層の
形成に長時間を要する。 〔発明の目的〕 この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので
あり、良好な感光特性を有すると共に層の歪が小
さく、かつ迅速に成層可能な単層の感光層を有す
るアモルフアスシリコン感光体を提供することを
目的とするものである。 〔発明の概要〕 前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
導電性基板の表面に形成された、少なくともアモ
ルフアスシリコンを有するアモルフアスシリコン
感光層中に、アモルフアスシリコン感光層の少な
くとも価電子制御の可能な第A族または第A
族に属する第1の元素と、アモルフアスシリコン
感光層の少なくとも光学的禁制帯幅または誘電率
を可変するC,OまたはNからなる第2の元素を
含有させてなり、前記第1の元素は導電性基板と
の界面から距離が離れるに従つてその含有量が減
少するような濃度勾配とし、かつ第2の元素はア
モルフアスシリコン感光層の前記導電性基板との
界面とは反対側の表面近傍で高濃度となるような
濃度勾配としたことを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 この発明に係るアモルフアスシリコン感光体
は、導電性基板上に、少なくともa−Siを有する
単層のアモルフアスシリコン感光層を有し、か
つ、前記アモルフアスシリコン感光層中に、アモ
ルフアスシリコン感光層の少なくとも価電子制御
の可能な第1の元素と、アモルフアスシリコン感
光層の少なくとも光学的禁制帯幅または誘電率を
可変する第2の元素とが、アモルフアスシリコン
感光層の厚み方向において濃度勾配をもつて分布
する構造を有する。 導電性基板としては、たとえばアルミニウム製
の平板状導電性基板、ドラム状導電性基板等が挙
げられる。 アモルフアスシリコン感光層中に含有される第
1の元素および第2の元素は、Si、H、ハロゲン
を除く元素である。 第1の元素は、アモルフアスシリコン感光層の
価電子制御を可能とするためにドーピングされる
元素であり、たとえば、B、Ga等の第A族元
素およびP、As、Sb等の第A族元素が挙げら
れる。第1の元素は、アモルフアスシリコン感光
層と導電性基板との界面近傍でその含有量が高
く、導電性基板より離れるに従つてその含有量が
減少するような濃度勾配をもつて、アモルフアス
シリコン感光層中に含有せしめるのが好ましい。
このような濃度勾配をもつて第1の元素をアモル
フアスシリコン感光層中に含めると、アモルフア
スシリコン感光層に整流性を与え、アモルフアス
シリコン感光層表面に正負いずれかの帯電を可能
とし、かつ、アモルフアスシリコン感光体を露光
した場合に発生する電荷担体の導電性基板への移
動が妨げられることがない。たとえば、第1の元
素としてB、Ga等の第A族元素を使用するア
モルフアスシリコン感光体は、正帯電用感光体と
なり、第2の元素としてP、Sb、As等の第A
族元素を使用するアモルフアスシリコン感光体は
負帯電用感光体となる。また、a−SiおよびHま
たはハロゲン元素を有するアモルフアスシリコン
感光層は、わずかにn型の性質を有し、その暗抵
抗は、109〜1011Ωcmと低い。しかし、a−Siおよ
びHまたはハロゲン元素を有するアモルフアスシ
リコン感光層中に、さらに、B、Ga等の第A
族元素を1016〜1017atm/cm2程度に添加すると、
そのアモルフアスシリコン感光層は、n型の性質
を消失し、暗抵抗を1010〜1012Ωcmに高めること
ができ、その結果、アモルフアスシリコン感光体
の電荷保持能力を高めることができる。また、a
−SiおよびHまたはハロゲン元素を有するアモル
フアスシリコン感光層中に、さらに、微量のBを
添加すると、そのアモルフアスシリコン感光層
は、n型の性質を消失し、暗抵抗を1010〜1012Ω
cmに高めることができるほか、光キヤリアの輸送
能力を高め、その結果、鮮明な画像を形成するこ
とができる。したがつて、アモルフアスシリコン
感光層の厚み方向における第A族元素の濃度勾
配としては、たとえば、導電性基板との界面近傍
においては1019〜1020atm/cm2の濃度であり、そ
の他の領域においては1016〜1017atm/cm2の濃度
であるのが好ましい。また、第A族元素の濃度
勾配としては、たとえば、導電性基板との界面近
傍では高濃度であるがその他の領域では濃度0と
なるようにしてもよい。さらに、アモルフアスシ
リコン感光層において、導電性基板との界面近傍
では第A族元素を高濃度に含有し、その他の領
域では第A族元素を低濃度に含有するようにし
てもよい。 第2の元素は、アモルフアスシリコン感光層の
光学的禁制帯幅または誘電率を可変し、さらにア
モルフアスシリコン感光層の歪を低下し、かつ外
界雰囲気に対する化学的安定性を向上させるため
にドーピングされる元素であり、たとえばC、
N、O等が挙げられる。アモルフアスシリコン感
光層中に第2の元素を含有させると、アモルフア
スシリコン感光層の光学的禁制帯幅を増加させ、
誘電率および反射率を低下させることができる。
特に、Bを含有するアモルフアスシリコン感光層
中に、C、N、Oを含有させると、そのアモルフ
アスシリコン感光層の歪を著しく低下させること
ができる。また、第2の元素の含有量を増大する
と、アモルフアスシリコン感光層の化学的安定性
を著しく向上させることができる。したがつて、
アモルフアスシリコン感光層における第2の元素
の濃度勾配として、アモルフアスシリコン感光層
の自由表面(つまり、導電性基板との界面とは反
対側の表面)近傍で第2の元素の含有量を高濃度
にするのが好ましい。そのようにすると、アモル
フアスシリコン感光層の自由表面近傍を外界に対
して化学的に著しく安定にし、かつ、自由表面で
の光反射を低減して効率のよい光吸収を可能に
し、同時に、アモルフアスシリコン感光層の深部
にわたる広い範囲での光吸収を可能にすることが
できるため、光により生成した電荷担体の再結合
の確率を低下させることができ、その結果、アモ
ルフアスシリコン感光層を高感度にすることがで
きる。また、アモルフアスシリコン感光層におい
て、導電性基板の界面近傍で第2の元素の含有量
を高濃度にしてもよい。そのようにすると、導電
性基板に対するアモルフアスシリコン感光層の歪
を低下させると共に、帯電時において、導電性基
板からアモルフアスシリコン感光層への電荷担体
の注入を阻止する機能を向上させることができ
る。 一定の濃度勾配をもつて第1の元素および第2
の元素を有するアモルフアスシリコン感光層は、
シリコン原子含有の分子たとえばSiH4,Si2H6
Si3H8,SiF4等を有する原料ガス、第1の元素を
含有するガス、第2の元素を含有するガスおよび
H2、Ar、He等のキヤリーガスを使用するグロー
放電分解法、あるいは反応性スパツタリング法等
により形成することができる。 次に、この発明に係るアモルフアスシリコン感
光体およびその製造をさらに具体的に説明する。 実験例 1 第1図に示すアモルフアスシリコン感光体製造
装置により、アモルフアスシリコン感光体を製造
した。 第1図に示すアモルフアスシリコン感光体製造
装置は、反応容器2とガス供給部4と図示しない
排気装置とを有する。反応容器2内には、導電性
基板6たとえば鏡面研摩した150mm×200mmのアル
ミニウム板を装着することができると共に前記導
電性基板6を所定温度たとえば100〜300℃に加熱
するためのヒータ8を有する基板支持体10が設
けられ、また、基板支持体10の上方にこれと対
向配置されると共に多数のガス吹出孔12を有す
る電極14が設けられる。電極14と導電性基板
10とには、これら両者の間に高周波電界を生ず
ることができるように、自動整合装置16を介し
て高周波電源18(たとえば13.56MHz、定格
500W)が電気的に接続されている。また、電極
14は、全体としてガス吹出装置ともなつてい
て、ガス供給部4より供給されるガスを電極14
と導電性基板6との間に吹き出すことができる。
したがつて、電極14よりガスを吹き出しながら
電極14と導電性基板6との間に高周波電界を印
加すると、グロー放電により励起されてなるプラ
ズマガスを発生させることができる。なお、電極
14は、反応容器2およびガス供給部4に対し、
絶縁体20,22により電気的に絶縁されてい
る。また、反応容器2は、反応容器2内より排気
するガスの流量を調節する流量調節装置24を介
して、図示しない排気装置を結合する。ガス供給
部4は、たとえばSiH4ガス、CH4ガス、N2ガス、
B2H6を20ppmにH2で希釈したガス(B2H6
H220ppmガス)、B2H6を200ppmにH2で希釈した
ガス(B2H6/H2200ppmガス)およびB2H6
2000ppmにH2で希釈したガス(B2H6
H22000ppmガス)それぞれを充填した6本のガ
スボンベ26と、バルブ28と、流量コントロー
ラ30と、減圧弁32とを有し、各種ガスを任意
に反応容器2内に供給することができるように構
成される。 以上構成のアモルフアスシリコン感光体製造装
置を用いて、以下の製造条件により、この発明に
係るアモルフアスシリコン感光体を製造した。 導電性基体の加熱温度 ……240℃ 放電電力 ……75W 放電時の反応室内圧 ……0.35Torr ガス流量 ……第1表のとおり
【表】 240分間の放電により得られたアモルフアスシ
リコン感光体の感光層の厚みは21.5μmであつた。
そして、アモルフアスシリコン感光層中の、厚み
方向におけるBおよびCそれぞれの濃度変化は、
供給したガスの経時的流量変化に対応していた。
得られたアモルフアスシリコン感光体に、++
5KVの電圧でコロナ放電を行なつたところ、感
光特性として、表面電位が+520V、コロナ放電
後15秒経過時の暗抵抗減衰率が28%、表面電位を
半減するためのハロゲンランプの露光量が
0.8lux・secであつた。さらに、得られたアモル
フアスシリコン感光体に+5KVのコロナ帯電を
施した後、3lux・secの光量で画像露光を行ない、
二成分乾式磁気ブラシ法により現像すると、良好
な画質のトナー画像が得られた。 実験例 2 実験例1で使用したのと同じアモルフアスシリ
コン感光体製造装置を用い、B2H6を各濃度にH2
で希釈したガスおよびCH4ガスの流量を経時的に
第2表のように変えたほかは、実験例1と同様の
製造条件により、アモルフアスシリコン感光体を
製造した。
【表】
〔発明の効果〕
この発明によると、厚み方向において濃度勾配
を有して第1の元素および第2の元素を含有する
ので、感光特性のすぐれたアモルフアスシリコン
感光体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るアモルフアスシリコン
感光体を製造するための一例であるアモルフアス
シリコン感光体製造装置を示す説明図、および、
第2図は供給するガスの流量の経時変化を示す特
性図である。 6……導電性基板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 導電性基板の表面に形成された、少なくとも
    アモルフアスシリコンを有するアモルフアスシリ
    コン感光層中に、アモルフアスシリコン感光層の
    少なくとも価電子制御の可能な第A族または第
    A族に属する第1の元素と、アモルフアスシリ
    コン感光層の少なくとも光学的禁制帯幅または誘
    電率を可変するC,OまたはNからなる第2の元
    素を含有させてなり、前記第1の元素は導電性基
    板との界面から距離が離れるに従つてその含有量
    が減少するような濃度勾配とし、かつ第2の元素
    はアモルフアスシリコン感光層の前記導電性基板
    との界面とは反対側の表面近傍で高濃度となるよ
    うな濃度勾配としたことを特徴とするアモルフア
    スシリコン感光体。
JP689683A 1983-01-19 1983-01-19 アモルフアスシリコン感光体 Granted JPS59131941A (ja)

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