JPH0380305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は広範囲の波長の光に感度がある電子写
真感光体に関する。 従来より電子写真感光体に於ける光導電層材料
としては既に様々な形態のものが提案され実用化
されている。光導電層としては、高感度、高抵抗
であり、さらに耐熱性、耐摩耗性、無公害性、視
感度に近いスペクトル特性を有することが重要で
あるが、従来の光導電層に用いられているセレン
またはセレン合金、酸化亜鉛や硫化カドミウム等
は、上記の諸条件の総てを水準以上に必ずしも満
足はしていない。 例えば、分光感度領域を広げる為にテルルやヒ
素を加えたセレン系光導電層を有する電子写真用
像形成部材は、温度や湿度による電気的特性の変
化が大きく、又光疲労が大きくなる為に複写画像
の均一性や安定性等の欠ける欠点を有している。 而も、セレン、殊にヒ素、テルルは人体に対し
て極めて有害であり、強度的にも弱いことから、
複写画像中に混入したり、複写機内に飛散したり
して、人体に接触する原因となる。 又セレン系光導電層は、光導電層として高暗抵
抗を保有する為にアモルフアス状態に形成される
がセレンの結晶化が65℃と極めて低い温度で起る
為に使用中に於ける画像形成プロセス中の他の部
材との摩擦熱の影響を受けて結晶化を起し、暗抵
抗の低下を招き易いという耐熱性上にも欠点があ
る。 一方、酸化亜鉛、硫化カドミウム等を光導電層
構成材料として所謂バインダー系光導電層を有す
る像形成部材は、光導電層の電気的及び光導電的
特性や物理的化学的特性を決定するパラメーター
が多く再現性が悪く歩留りの低下を招き、又湿度
依存性が著しく、電気的特性の劣化を来たし、ク
リーニング性も良くない。 本発明は以上の事実に基ずいて、従来の光導電
層が欠如していた無公害性、耐熱性、耐摩耗性に
対し理想的な特性を有し、光感度領域の広いグロ
ー放電分解法により生成されるアモルフアスシリ
コン（以下ａ−Siと略す）を光導電層とする電子
写真感光体を提供することを目的とする。 ａ−Siはグロー放電分解法により基板上に膜形
成される。グロー放電分解法とは、シランガスを
グロー放電中で分解して成膜する方法で、誘導結
合法と容量結合法の２つのプラズマ発生方法があ
るが、不純物を含有しない純粋なａ−Si膜は通常
Ｎ型半導体として作用し、その体積抵抗が低く暗
減衰速度が速すぎて良好な画像が得にくい。とこ
ろがシランガスにジボランガスを混入してグロー
放電分解することで、ａ−Siに硼素が添加され真
性半導体さらにはＰ型半導体となり、夫々の添加
量に応じてａ−Siの体積抵抗値が変化する。更に
ａ−Siの体積抵抗は膜形成時の基板設定温度によ
つても変化する。したがつて硼素の添加量及び基
板設定温度を適度に設定すれば高抵抗のａ−Si膜
が得られ、単層構造の感光体としてカールソン方
式に充分使用できる。一方、ａ−Si膜の光感度領
域を広げる為に光学禁止帯幅を狭くすることが考
えられ、基板設定温度を上げることで達成され
る。しかしながら基板設定温度を上げることは、
ａ−Si膜の体積抵抗を下げることになる。 これらの事実より、本発明においては、体積抵
抗の高いａ−Si膜が得られるように硼素の添加量
を適度に設定し、同一膜形成時に基板温度を変化
させることで電子写真感光体の光導電体層として
光感度領域の広いものを作成した。 ここでａ−Si膜の作成方法としては、第１図に
示すグロー放電分解装置を用い、シボランガスを
混合したシランガスを分解、清浄アルミニウム基
板表面にａ−Si膜を形成した。代表的作成条件は
13.56MHzでRFパワー100〜3000Wattsの電力を加
え、ガス圧は0.5〜2.0Torr、ガス流量は毎分50〜
300CC、膜形成速度は毎分150〜500A、基板温度
は室温〜400℃、膜厚は７〜20μｍである。 以下、実施例に従つて説明する。 実施例 １ 清浄アルミニウム基板上に上述した装置でシラ
ンガスに100ppmのジボランガスを混合して６時
間グロー放電分解継続、厚さ10μｍの膜を得た。
基板温度は350℃に加熱後放電を開始し、放電中
に毎分、各々0.5、1.0、1.5、2.0℃の速さで冷却
して120℃となつた時点で後は一定とした。これ
らのａ−Si膜の暗減衰速度及び光吸収係数の試験
結果を第１表に示す。

【表】 応する付近の波長で判断し、いずれも良
好なものに○を付けてある。
この結果より、体積抵抗の高い（10¹¹Ω・cm以
上）の領域が膜厚の1/3〜1/2あることが望まし
い。 実施例 ２ 実施例１で冷却後の基板温度を200℃としたも
のの結果を第２表に示す。

【表】 第１表と同様な判断を施してあり、最終基板温
度200℃の場合は体積抵抗の高い領域が膜厚の1/2
あることが望ましい。 実施例１で基板温度350℃で３〜４時間放電分
解後、基板温度を120℃にして３〜２時間放電分
解を施したもの、また実施例２では基板温度350
℃で３時間、200℃で３時間放電分解したものも
同様に良好な結果をもたらす。 ａ−Si層の体積抵抗及び光電利得制御のために
酸素、窒素、炭素などを加えたものでも良好であ
る。 以上の如く、本発明の電子写真感光体の製造方
法は、基板上に、微量のジボランガスを混合した
シランガスをグロー放電分解法により分解し生成
されたアモルフアスシリコン光導電層が形成され
てなる電子写真感光体の製造方法において、微量
のジボランガスを混合した基板温度を400℃以下
350℃以上の温度に加熱し、グロー放電の開始と
同時に基板温度が一定の冷却速度で冷却され続け
て第１のアモルフアスシリコン層を形成する工
程、該第１のアモルフアスシリコン層の形成に引
き続いて、基板温度の冷却の停止と同時に基板温
度が120℃〜200℃の温度範囲の一定の温度に固定
されて第２のアモルフアスシリコン層を形成する
工程からなるようにしたから、第１のアモルフア
スシリコン層は、膜形成時に基板温度は400℃以
下350℃以上の温度に加熱されてなり、グロー放
電の開始と同時に基板温度が一定の冷却温度で、
少なくとも200℃までは冷却され続けて形成され
たものであるので、水素イオン濃度が広い範囲で
制御でき、光学禁止帯幅が低い方から高い方ま
で、かつ抵抗率が小さい方から大きい方まで広範
囲にわたつてカバーでき、波長の短い光から長い
波長までの広範囲の光に対して光電効果が優れた
ものになる。このことは、一般には電子写真感光
体を用いた装置に用いられる光源は赤色の長波長
側の発光ダイオードであるので、赤色の長波長側
の発光ダイオードとは良くマツチングし、第２の
アモルフアスシリコン層は基板温度が120℃〜200
℃の温度範囲の一定の温度に固定され形成された
ものであるので、抵抗率が一定で非常に大きいも
のが得られ（比抵抗が、10¹¹Ω・cm以上）、チヤ
ージされた電荷の減衰が小さく電荷の保持特性の
優れたものが得られ、光電効果特性と電荷の保持
特性の両方の特性が同時に満足するようにし、非
常に高性能の電子写真感光体を提供するものであ
る。 更に、第１のアモルフアスシリコン層と第２の
アモルフアスシリコン層は同一のバツジ内で連続
して形成できるので、膜形成が簡単にできるとい
うメリツトを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はアモルフアスシリコンを作成するため
の概略図である。 １……配管、２……バルブ、３……反応管、４
……高周波コイル、５……基板、６……基板ホル
ダー、７……圧力計、８……基板ホルダー支持
棒、９……高周波電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板上に、微量のジボランガスを混合したシ
   ランガスをグロー放電分解法により分解し生成さ
   れたアモルフアスシリコン光導電層が形成されて
   なる電子写真感光体の製造方法において、微量の
   ジボランガスを混合した基板温度を400℃以下350
   ℃以上の温度に加熱し、グロー放電の開始と同時
   に基板温度が一定の冷却速度で冷却され続けて第
   １のアモルフアスシリコン層を形成する工程、該
   第１のアモルフアスシリコン層の形成に引き続い
   て、基板温度の冷却の停止と同時に基板温度が
   120℃〜200℃の温度範囲の一定の温度に固定され
   て第２のアモルフアスシリコン層を形成する工程
   からなることを特徴とする電子写真感光体の製造
   方法。