JPH06194856A - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
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- JPH06194856A JPH06194856A JP34375292A JP34375292A JPH06194856A JP H06194856 A JPH06194856 A JP H06194856A JP 34375292 A JP34375292 A JP 34375292A JP 34375292 A JP34375292 A JP 34375292A JP H06194856 A JPH06194856 A JP H06194856A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素化非晶質シリコン系の電子写真感光体に
おいて、光導伝性を増加させる。 【構成】 導伝性支持体１１上に、電荷注入阻止層１
２、光導伝層１３、キャリア増倍層１４及び電荷注入阻
止層１５を順次積層してなる。
おいて、光導伝性を増加させる。 【構成】 導伝性支持体１１上に、電荷注入阻止層１
２、光導伝層１３、キャリア増倍層１４及び電荷注入阻
止層１５を順次積層してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体に関する
ものであり、さらには、シリコンを主体とした材料から
なる高感度電子写真感光体の新規な構成に関するもので
ある。
ものであり、さらには、シリコンを主体とした材料から
なる高感度電子写真感光体の新規な構成に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真感光体として、例えば、
非晶質ＳｅにＡｓ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｂｉ等の不純物をドー
プさせた感光体、ＣｄＳを樹脂バインダーに分散させた
感光体等が知られている。しかしながら、これらの感光
体は、環境汚染性、熱的安定性、機械的強度の点で問題
がある。
非晶質ＳｅにＡｓ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｂｉ等の不純物をドー
プさせた感光体、ＣｄＳを樹脂バインダーに分散させた
感光体等が知られている。しかしながら、これらの感光
体は、環境汚染性、熱的安定性、機械的強度の点で問題
がある。
【０００３】一方、非晶質Ｓｉ（以下ａ−Ｓｉと略す）
を材料とした電子写真感光体の実用化が最近、進展して
いる。ａ−Ｓｉは、Ｓｉ−Ｓｉの結合がきれた所謂ダン
グリングボンドを有していて、この欠陥に起因して、禁
制帯中に多くの局在準位が存在する。このためホッピン
グ伝導によって、暗抵抗が小さく、また欠陥によって、
光導伝性が小さくなるため、ａ−Ｓｉ単独では、電子写
真感光体材料としては適さない。これに対して、ダング
リングボンドを水素原子で、終端した水素化非晶質Ｓｉ
（以下ａ−Ｓｉ：Ｈと略す）は、暗抵抗がａ−Ｓｉに比
べ若干大きく、１０9 〜１０11Ω・ｃｍである。しか
し、可視及び赤外光に対する光導伝性は、電子写真感光
体材料としては、優れた特性を有する。
を材料とした電子写真感光体の実用化が最近、進展して
いる。ａ−Ｓｉは、Ｓｉ−Ｓｉの結合がきれた所謂ダン
グリングボンドを有していて、この欠陥に起因して、禁
制帯中に多くの局在準位が存在する。このためホッピン
グ伝導によって、暗抵抗が小さく、また欠陥によって、
光導伝性が小さくなるため、ａ−Ｓｉ単独では、電子写
真感光体材料としては適さない。これに対して、ダング
リングボンドを水素原子で、終端した水素化非晶質Ｓｉ
（以下ａ−Ｓｉ：Ｈと略す）は、暗抵抗がａ−Ｓｉに比
べ若干大きく、１０9 〜１０11Ω・ｃｍである。しか
し、可視及び赤外光に対する光導伝性は、電子写真感光
体材料としては、優れた特性を有する。
【０００４】こうしたａ−Ｓｉ：Ｈの光電特性を生か
し、かつ暗抵抗の高い電子写真感光体の例としては、ａ
−ＳｉＣからなる電荷注入阻止層上に光導伝層であるａ
−Ｓｉ：Ｈを積層した構成（例えば、特開昭５７−１７
９５２等）、また、光導伝層であるａ−Ｓｉ：ＨにＯ、
Ｃ、Ｎ等を添加した例（例えば、特開昭５６−６４３４
７等）等が、挙げられる。
し、かつ暗抵抗の高い電子写真感光体の例としては、ａ
−ＳｉＣからなる電荷注入阻止層上に光導伝層であるａ
−Ｓｉ：Ｈを積層した構成（例えば、特開昭５７−１７
９５２等）、また、光導伝層であるａ−Ｓｉ：ＨにＯ、
Ｃ、Ｎ等を添加した例（例えば、特開昭５６−６４３４
７等）等が、挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の水素化非晶質Ｓｉにおいては、前述したように、
暗抵抗がやや小さいために、Ｏ、Ｃ、Ｎ等の不純物を含
有させて、暗抵抗をさらに増加させる試みがなされてい
るが、不純物の存在が光導伝性を、低下させ、高感度の
実現を、困難なものにしている。また、ａ−Ｓｉ：Ｈを
光導伝層としたものにおいても、さらなる高感度が望ま
れる。本発明の目的は、上記従来技術の不都合を改善
し、高感度な電子写真感光体を提供するものである。
来例の水素化非晶質Ｓｉにおいては、前述したように、
暗抵抗がやや小さいために、Ｏ、Ｃ、Ｎ等の不純物を含
有させて、暗抵抗をさらに増加させる試みがなされてい
るが、不純物の存在が光導伝性を、低下させ、高感度の
実現を、困難なものにしている。また、ａ−Ｓｉ：Ｈを
光導伝層としたものにおいても、さらなる高感度が望ま
れる。本発明の目的は、上記従来技術の不都合を改善
し、高感度な電子写真感光体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、導伝性支持体上に電荷注入阻止層と、前記
電荷注入阻止層上に、少なくともキャリアを増倍するキ
ャリア増倍層とを積層してなる電子写真感光体である。
の本発明は、導伝性支持体上に電荷注入阻止層と、前記
電荷注入阻止層上に、少なくともキャリアを増倍するキ
ャリア増倍層とを積層してなる電子写真感光体である。
【０００７】また、本発明は、上記感光体の電荷注入阻
止層とキャリア増倍層の間に、光導伝層を設けてなる電
子写真感光体である。
止層とキャリア増倍層の間に、光導伝層を設けてなる電
子写真感光体である。
【０００８】また本発明は、上記感光体のキャリア増倍
層の上に、電荷注入阻止層を設けてなる電子写真感光体
である。
層の上に、電荷注入阻止層を設けてなる電子写真感光体
である。
【０００９】また本発明においては、上記キャリア増倍
層が、最小禁制帯幅Ｅｇ１から最大禁制帯幅Ｅｇ２に連
続的に変化した後、伝導帯側にエネルギー段差Ｅを生ず
る、少なくとも１つ以上のステップバック構造からなる
エネルギー準位をもつように構成される。
層が、最小禁制帯幅Ｅｇ１から最大禁制帯幅Ｅｇ２に連
続的に変化した後、伝導帯側にエネルギー段差Ｅを生ず
る、少なくとも１つ以上のステップバック構造からなる
エネルギー準位をもつように構成される。
【００１０】さらに、前記エネルギー段差Ｅが、最小禁
制帯幅Ｅｇ１をもつ層におけるキャリアのイオン化エネ
ルギー以上であり、かつ、最小禁制帯幅Ｅｇ１よりも大
きいものである。
制帯幅Ｅｇ１をもつ層におけるキャリアのイオン化エネ
ルギー以上であり、かつ、最小禁制帯幅Ｅｇ１よりも大
きいものである。
【００１１】本発明の電子写真感光体の層構造は、所
謂、電荷注入阻止層−（光導伝層）−（キャリアを増倍
する層）−電荷注入阻止層または、電荷注入阻止層−
（キャリアを増倍する層）−電荷注入阻止層のダイオー
ド素子の構造であり、電子写真感光体に静電潜像を形成
する際の帯電の極性＋・−に応じて、このダイオード素
子が、逆バイアス状態となる。また電荷注入阻止層は、
感光体表面の帯電電荷の光導伝層への注入を防ぐもので
ある。この逆バイアス状態で光照射すると、光導伝層で
発生した光キャリアは、キャリアを増倍するキャリア増
倍層に走行する。該キャリア増倍層は、狭い禁制帯幅か
ら、広い禁制帯幅へと変化する組成変化部と、該広い禁
制帯幅の最大広い禁制帯幅のあとにあって、該狭い禁制
帯幅の最小禁制帯幅の層とのエネルギー段差、ステップ
バック構造を有する層とからなるが、このエネルギー段
差、あるいは、逆バイアス電界を含めた実質的エネルギ
ー段差が、キャリアのイオン化エネルギーと等しいか、
あるいはそれより大きいとき、走行してきたキャリアは
イオン化され、増倍される。なお、増倍層の層数で増倍
率がかえられる。増倍されたキャリアは、感光体表面に
到達し、帯電電荷を中和する。したがって本発明の目的
である高感度電子写真感光体の提供が、本発明の新規な
構成で達成される。
謂、電荷注入阻止層−（光導伝層）−（キャリアを増倍
する層）−電荷注入阻止層または、電荷注入阻止層−
（キャリアを増倍する層）−電荷注入阻止層のダイオー
ド素子の構造であり、電子写真感光体に静電潜像を形成
する際の帯電の極性＋・−に応じて、このダイオード素
子が、逆バイアス状態となる。また電荷注入阻止層は、
感光体表面の帯電電荷の光導伝層への注入を防ぐもので
ある。この逆バイアス状態で光照射すると、光導伝層で
発生した光キャリアは、キャリアを増倍するキャリア増
倍層に走行する。該キャリア増倍層は、狭い禁制帯幅か
ら、広い禁制帯幅へと変化する組成変化部と、該広い禁
制帯幅の最大広い禁制帯幅のあとにあって、該狭い禁制
帯幅の最小禁制帯幅の層とのエネルギー段差、ステップ
バック構造を有する層とからなるが、このエネルギー段
差、あるいは、逆バイアス電界を含めた実質的エネルギ
ー段差が、キャリアのイオン化エネルギーと等しいか、
あるいはそれより大きいとき、走行してきたキャリアは
イオン化され、増倍される。なお、増倍層の層数で増倍
率がかえられる。増倍されたキャリアは、感光体表面に
到達し、帯電電荷を中和する。したがって本発明の目的
である高感度電子写真感光体の提供が、本発明の新規な
構成で達成される。
【００１２】以下、本発明を図面を用いて、さらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１に本発明の電子写真感光体の構成の一
例を示す。図は導伝性支持体１１上に電荷注入阻止層１
２、光導伝層１３、キャリア増倍層１４及び電荷注入阻
止層１５を順次積層した場合の例であるが、本発明は、
光導伝層１３をもたない構造であってもよい。この場
合、キャリア増倍層１４の層厚を大きくすることによっ
て、該層に光導伝性をもたせる。また図１では、キャリ
ア増倍層１４は４層構造をとっているが、層数または各
層の層厚をさらに、増加させることによってキャリア増
倍層の層厚を増加させるものである。
例を示す。図は導伝性支持体１１上に電荷注入阻止層１
２、光導伝層１３、キャリア増倍層１４及び電荷注入阻
止層１５を順次積層した場合の例であるが、本発明は、
光導伝層１３をもたない構造であってもよい。この場
合、キャリア増倍層１４の層厚を大きくすることによっ
て、該層に光導伝性をもたせる。また図１では、キャリ
ア増倍層１４は４層構造をとっているが、層数または各
層の層厚をさらに、増加させることによってキャリア増
倍層の層厚を増加させるものである。
【００１４】以下、各層を構成する材料について説明す
る。
る。
【００１５】導伝性支持体はドラム状のものが好適に使
用でき、アルミニウム、ＮｉＣｒ、ステンレス、Ｃｒ、
Ｍｏ等が使用できる。
用でき、アルミニウム、ＮｉＣｒ、ステンレス、Ｃｒ、
Ｍｏ等が使用できる。
【００１６】電荷注入阻止層としては、ＳｉＯ2 、Ｓｉ
Ｏ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ 2 、ＭｇＦ2 、Ｚｎ
Ｓ、ａ−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈand/orＸ等の絶縁体または半
導体材料等が使用できる。
Ｏ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ 2 、ＭｇＦ2 、Ｚｎ
Ｓ、ａ−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈand/orＸ等の絶縁体または半
導体材料等が使用できる。
【００１７】この中でも特にａ−Ｓｉx Ｃ1-X ：Ｈが好
ましい。
ましい。
【００１８】光導伝層としては、ａ−Ｓｉ：Ｈand/orＸ
（Ｘはハロゲン）、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈand/orＸ、ａ−Ｓ
ｉxＣ1-xＨand/orＸ等が使用できる。
（Ｘはハロゲン）、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈand/orＸ、ａ−Ｓ
ｉxＣ1-xＨand/orＸ等が使用できる。
【００１９】キャリア増倍層としては、ａ−ＳｉＨ：〜
ａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：Ｈand/orＸ等が使用できる。
ａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：Ｈand/orＸ等が使用できる。
【００２０】本発明の電子写真感光体は、グロー放電分
解法、スパッタリング法等により作製できる。
解法、スパッタリング法等により作製できる。
【００２１】以下、グロー放電分解法による感光体の作
製方法を説明するが、本発明はこれに限らない。
製方法を説明するが、本発明はこれに限らない。
【００２２】図３は、容量結合型グロー放電分解装置の
構成を示す概念図である。この装置は真空槽３１内に、
アノード電極３２、カソード電極３３が所定の場所に設
置されている。さらに、アノード電極３２の下には、基
板加熱用のヒーターが設置され、基板３０は、アノード
電極上に設置される。カソード電極３３は、高周波電源
３５が、接続され、アノード電極３２、カソード電極３
３間の空間がグロー放電空間となる。真空槽３１には、
ガス導入管３６−１、３６−２、３６−３、３６−４が
接続され、それぞれＳｉＨ4 、Ｈ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2
が導入される。また、真空槽３１には、排気装置３７が
接続されている。また、特にキャリア増倍層１４は、ａ
−Ｓｉ：Ｈ〜ａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：Ｈの組成が変調される
ため、ＳｉＨ4 ３６−１、Ｈ2 ３６−２、Ｃ2 Ｈ2 ３６
−４には、不図示の流量制御装置が所望の組成が得られ
るように、精密に自動制御される。なお、Ｃ2 Ｈ2 また
はＣＨ4 等の炭素源のガス種は、所望の禁制帯幅によっ
て、適宜選択すればよい。
構成を示す概念図である。この装置は真空槽３１内に、
アノード電極３２、カソード電極３３が所定の場所に設
置されている。さらに、アノード電極３２の下には、基
板加熱用のヒーターが設置され、基板３０は、アノード
電極上に設置される。カソード電極３３は、高周波電源
３５が、接続され、アノード電極３２、カソード電極３
３間の空間がグロー放電空間となる。真空槽３１には、
ガス導入管３６−１、３６−２、３６−３、３６−４が
接続され、それぞれＳｉＨ4 、Ｈ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2
が導入される。また、真空槽３１には、排気装置３７が
接続されている。また、特にキャリア増倍層１４は、ａ
−Ｓｉ：Ｈ〜ａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：Ｈの組成が変調される
ため、ＳｉＨ4 ３６−１、Ｈ2 ３６−２、Ｃ2 Ｈ2 ３６
−４には、不図示の流量制御装置が所望の組成が得られ
るように、精密に自動制御される。なお、Ｃ2 Ｈ2 また
はＣＨ4 等の炭素源のガス種は、所望の禁制帯幅によっ
て、適宜選択すればよい。
【００２３】まず、前記材料からなる基板３０をアノー
ド電極３２上に載置し、ヒーター３４により通常は、基
板温度２５０〜３５０℃に加熱する。次に、例えばＳｉ
Ｈ4、Ｈ2、Ｃ2 Ｈ2を導入し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を印加してグロー放電を起こし、基板上に膜厚２００
〜１００００オングストロームのａ−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈ
（ｘ＝０〜０．９）からなる電荷注入阻止層を形成す
る。この層には、Ｂ等のＩＩＩ族またはＰ等のＶ族原子
を含有させてもよい。
ド電極３２上に載置し、ヒーター３４により通常は、基
板温度２５０〜３５０℃に加熱する。次に、例えばＳｉ
Ｈ4、Ｈ2、Ｃ2 Ｈ2を導入し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を印加してグロー放電を起こし、基板上に膜厚２００
〜１００００オングストロームのａ−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈ
（ｘ＝０〜０．９）からなる電荷注入阻止層を形成す
る。この層には、Ｂ等のＩＩＩ族またはＰ等のＶ族原子
を含有させてもよい。
【００２４】次に、排気装置３７により、真空槽内のガ
スを排気した後、例えばＳｉＨ4 、Ｈ2を導入し、１
３．５６ＭＨｚの高周波を印加して膜厚１〜１００μｍ
のノンドープ光導伝層を電化注入阻止層上に積層する。
スを排気した後、例えばＳｉＨ4 、Ｈ2を導入し、１
３．５６ＭＨｚの高周波を印加して膜厚１〜１００μｍ
のノンドープ光導伝層を電化注入阻止層上に積層する。
【００２５】真空槽３１内を排気した後、例えばＳｉＨ
4、Ｈ2、Ｃ2Ｈ2を導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波を
印加して膜厚２０００オングストローム〜２０μｍのキ
ャリア増倍層を光導伝層上に積層する。
4、Ｈ2、Ｃ2Ｈ2を導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波を
印加して膜厚２０００オングストローム〜２０μｍのキ
ャリア増倍層を光導伝層上に積層する。
【００２６】キャリア増倍層は必要に応じて複数形成し
てもよく、その場合、光導電層とのバンドギャップの違
いも考慮する必要はあるが、例えばａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：
Ｈ（但し、ｘ＝０〜０．５）の範囲で組成を変化させ
る。したがって、Ｃ2 Ｈ2 ガスの流量によってその組成
を変化させる。
てもよく、その場合、光導電層とのバンドギャップの違
いも考慮する必要はあるが、例えばａ−Ｓｉ1-x Ｃx ：
Ｈ（但し、ｘ＝０〜０．５）の範囲で組成を変化させ
る。したがって、Ｃ2 Ｈ2 ガスの流量によってその組成
を変化させる。
【００２７】次に、真空槽３１内を排気した後、例えば
ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4を導入し、１３．５６ＭＨｚの高
周波を印加して膜厚３０オングストローム〜１μｍのａ
−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈ（ｘ＝０．１〜０．９）よりなる表
面層である電荷注入阻止層をキャリア増倍層上に形成す
る。
ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4を導入し、１３．５６ＭＨｚの高
周波を印加して膜厚３０オングストローム〜１μｍのａ
−Ｓｉx Ｃ1-x ：Ｈ（ｘ＝０．１〜０．９）よりなる表
面層である電荷注入阻止層をキャリア増倍層上に形成す
る。
【００２８】上記製造法は、成膜室が１の装置について
説明したが、各ガスの混入による真空槽内の汚染を防止
するために、成膜室は複数設けてもよい。
説明したが、各ガスの混入による真空槽内の汚染を防止
するために、成膜室は複数設けてもよい。
【００２９】図１で示される構成の電子写真感光体の表
面１５側が、帯電していない場合のバンド図を図２に示
す。２２は電荷注入阻止層、２３は禁制帯幅Ｅg Ｏの光
導伝層、２４はキャリア増倍層であり、最小禁制帯幅Ｅ
g １より最大禁制帯幅Ｅg ２に禁制帯幅が連続的に変化
した後、伝導帯側にエネルギー段差Ｅが生じているステ
ップバック構造であり、この１周期の層が複数層繰り返
される。このエネルギー段差毎に、エネルギー段差が、
電子のイオン化エネルギーと等しいか、より大きい場
合、電子はイオン化し、電子−正孔対を発生し、増倍作
用を生ずる。図２に示す感光体は、キャリア増倍層が、
４層ある場合である。なお、価電子帯側は、材料構成を
選択することで、伝導帯側のような大きなエネルギー段
差が、生じないようにされている。２５は電荷注入阻止
層である。
面１５側が、帯電していない場合のバンド図を図２に示
す。２２は電荷注入阻止層、２３は禁制帯幅Ｅg Ｏの光
導伝層、２４はキャリア増倍層であり、最小禁制帯幅Ｅ
g １より最大禁制帯幅Ｅg ２に禁制帯幅が連続的に変化
した後、伝導帯側にエネルギー段差Ｅが生じているステ
ップバック構造であり、この１周期の層が複数層繰り返
される。このエネルギー段差毎に、エネルギー段差が、
電子のイオン化エネルギーと等しいか、より大きい場
合、電子はイオン化し、電子−正孔対を発生し、増倍作
用を生ずる。図２に示す感光体は、キャリア増倍層が、
４層ある場合である。なお、価電子帯側は、材料構成を
選択することで、伝導帯側のような大きなエネルギー段
差が、生じないようにされている。２５は電荷注入阻止
層である。
【００３０】本発明に係る電子写真感光板を用いて、コ
ロナ放電等により、感光体表面を、正に帯電させ、表面
電位の暗減衰をみたところ、従来のａ−Ｓｉ：Ｈを用い
た電子写真感光体と同様の特性を示す。図４に表面を正
帯電したときのバンド図を示す。図４に示されるよう
に、所謂電荷注入阻止層−ｉ−キャリア増倍層−電荷注
入阻止層の逆バイアス状態と等しいバンド図になる。光
は電荷注入阻止層２５側から入射し、入射光の１部は、
電荷注入阻止層２５及びキャリア増倍層２４のそれぞれ
の光吸収係数にしたがい吸収されるが、入射光の大部分
は、光導伝層２３で吸収される。光導伝層２３で吸収さ
れた光は、電子−正孔対を発生し、電界によって、正孔
は、電荷注入阻止層２２、Ａｌ等導伝性支持体１１に走
行する。一方、電子は、キャリア増倍層２４に走行し、
バンド傾斜部を走行した後、エネルギー段差、すなわ
ち、ステップバック部に到達した後、エネルギー段差及
び電界によって、イオン化エネルギーに等しいかそれよ
りも大きなエネルギーが与えられ、衝突イオン化し、電
子−正孔対を発生する。この過程が、ステップバック部
数分の回数繰り返され、電子は増倍される。この結果、
第１の実施例では、理想的には、２4 倍増倍される。な
お、正孔はイオン化するのに充分なエネルギーが与えら
れないため、増倍作用はない。この後、理想的には、２
4 倍増倍された電子は、表面側に移動し、表面電荷を中
和し、表面電位は光減衰する。以上よりこの場合は、増
倍作用のない従来の電子写真感光体と比較して、１／２
4 の入射光で従来と同様の表面電位の光減衰が期待され
る。すなわち感度が２4 倍になったことと等価である。
ロナ放電等により、感光体表面を、正に帯電させ、表面
電位の暗減衰をみたところ、従来のａ−Ｓｉ：Ｈを用い
た電子写真感光体と同様の特性を示す。図４に表面を正
帯電したときのバンド図を示す。図４に示されるよう
に、所謂電荷注入阻止層−ｉ−キャリア増倍層−電荷注
入阻止層の逆バイアス状態と等しいバンド図になる。光
は電荷注入阻止層２５側から入射し、入射光の１部は、
電荷注入阻止層２５及びキャリア増倍層２４のそれぞれ
の光吸収係数にしたがい吸収されるが、入射光の大部分
は、光導伝層２３で吸収される。光導伝層２３で吸収さ
れた光は、電子−正孔対を発生し、電界によって、正孔
は、電荷注入阻止層２２、Ａｌ等導伝性支持体１１に走
行する。一方、電子は、キャリア増倍層２４に走行し、
バンド傾斜部を走行した後、エネルギー段差、すなわ
ち、ステップバック部に到達した後、エネルギー段差及
び電界によって、イオン化エネルギーに等しいかそれよ
りも大きなエネルギーが与えられ、衝突イオン化し、電
子−正孔対を発生する。この過程が、ステップバック部
数分の回数繰り返され、電子は増倍される。この結果、
第１の実施例では、理想的には、２4 倍増倍される。な
お、正孔はイオン化するのに充分なエネルギーが与えら
れないため、増倍作用はない。この後、理想的には、２
4 倍増倍された電子は、表面側に移動し、表面電荷を中
和し、表面電位は光減衰する。以上よりこの場合は、増
倍作用のない従来の電子写真感光体と比較して、１／２
4 の入射光で従来と同様の表面電位の光減衰が期待され
る。すなわち感度が２4 倍になったことと等価である。
【００３１】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００３２】実施例１ まず、グロー放電分解装置の真空槽内の所定位置にドラ
ム状のＡｌ基板を設置した。ヒーターにより基板温度が
３００℃になるまで加熱した。このとき真空槽内の真空
度は０．４Ｔｏｒｒにした。
ム状のＡｌ基板を設置した。ヒーターにより基板温度が
３００℃になるまで加熱した。このとき真空槽内の真空
度は０．４Ｔｏｒｒにした。
【００３３】次いで、ＳｉＨ4 ２５ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０
ｓｃｃｍ及びＣ2 Ｈ2 ６０ｓｃｃｍを導入し、高周波パ
ワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 で膜厚５００オングストロー
ムの電荷注入阻止層を形成した。該層の禁制帯幅は３．
２ｅＶであった。
ｓｃｃｍ及びＣ2 Ｈ2 ６０ｓｃｃｍを導入し、高周波パ
ワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 で膜厚５００オングストロー
ムの電荷注入阻止層を形成した。該層の禁制帯幅は３．
２ｅＶであった。
【００３４】真空槽内を排気した後、ＳｉＨ4 ６０ｓｃ
ｃｍ、Ｈ2 ２０ｓｃｃｍを導入し、高周波パワー密度
０．１Ｗ／ｃｍ2 、基板温度３００℃で膜厚１０μｍの
光導伝層を形成した。該層の禁制帯幅は１．６ｅＶであ
った。また暗比抵抗は１０10Ω・ｃｍ以上であり、充分
な光導伝性を示した。
ｃｍ、Ｈ2 ２０ｓｃｃｍを導入し、高周波パワー密度
０．１Ｗ／ｃｍ2 、基板温度３００℃で膜厚１０μｍの
光導伝層を形成した。該層の禁制帯幅は１．６ｅＶであ
った。また暗比抵抗は１０10Ω・ｃｍ以上であり、充分
な光導伝性を示した。
【００３５】次に、真空槽内を排気した後、ＳｉＨ4 ２
５ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０ｓｃｃｍ及びＣ2 Ｈ2４０ｓｃｃ
ｍを導入し、高周波パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 、基板
温度３００℃でキャリア増倍層を形成した。同様にＣ2
Ｈ2 の流量を適宜変化させて、ａ−Ｓｉ1-X ＣX ：Ｈ
（ｘ＝０〜０．４）の組成をもつキャリア増倍層を形成
した。その結果、禁制帯幅は、１．６ｅＶから３．５ｅ
Ｖまで変化し、伝導体側のエネルギー段差は、１．７ｅ
Ｖであった。またキャリア増倍層１層当たりの膜厚は５
００オングストロームであった。
５ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０ｓｃｃｍ及びＣ2 Ｈ2４０ｓｃｃ
ｍを導入し、高周波パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 、基板
温度３００℃でキャリア増倍層を形成した。同様にＣ2
Ｈ2 の流量を適宜変化させて、ａ−Ｓｉ1-X ＣX ：Ｈ
（ｘ＝０〜０．４）の組成をもつキャリア増倍層を形成
した。その結果、禁制帯幅は、１．６ｅＶから３．５ｅ
Ｖまで変化し、伝導体側のエネルギー段差は、１．７ｅ
Ｖであった。またキャリア増倍層１層当たりの膜厚は５
００オングストロームであった。
【００３６】次いで、真空槽内を排気後、ＳｉＨ4 ２５
ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０ｓｃｃｍ及びＣ 2 Ｈ2 ６０ｓｃｃｍ
を導入し、高周波パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 、基板温
度３００℃で膜厚５００オングストロームの電荷注入阻
止層を形成し、本発明の電子写真感光体を完成した。
ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０ｓｃｃｍ及びＣ 2 Ｈ2 ６０ｓｃｃｍ
を導入し、高周波パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ2 、基板温
度３００℃で膜厚５００オングストロームの電荷注入阻
止層を形成し、本発明の電子写真感光体を完成した。
【００３７】次に、上記感光体表面をコロナ放電により
正に帯電させ、暗減衰特性を調べた。さらに該表面にハ
ロゲンランプ光を照射し、表面電位の光減衰特性を測定
した。その結果、従来のａ−Ｓｉを用いた電子写真感光
体と比較して、暗減衰特性は同等で、半減露光量は、約
１／５であった。本実施例では、キャリア増倍層１層当
たり１．７倍の増倍がなされたことになる。ただし、キ
ャリア増倍層は本実施例では４層積層したが、４層目は
エネルギー段差が小さく増倍に関与しないと思われる。
正に帯電させ、暗減衰特性を調べた。さらに該表面にハ
ロゲンランプ光を照射し、表面電位の光減衰特性を測定
した。その結果、従来のａ−Ｓｉを用いた電子写真感光
体と比較して、暗減衰特性は同等で、半減露光量は、約
１／５であった。本実施例では、キャリア増倍層１層当
たり１．７倍の増倍がなされたことになる。ただし、キ
ャリア増倍層は本実施例では４層積層したが、４層目は
エネルギー段差が小さく増倍に関与しないと思われる。
【００３８】実施例２ 光導伝層を設けない構成にした以外は、実施例１と同様
に電子写真感光体を作製した。ただし、キャリア増倍層
は、光導伝性をもたせるために、膜厚４０００オングス
トロームの層を１５層積層した。各層はａ−Ｓｉ1-x Ｃ
X ：Ｈ、（ｘ＝０〜０．３）の範囲で適宜、組成を変化
させた。
に電子写真感光体を作製した。ただし、キャリア増倍層
は、光導伝性をもたせるために、膜厚４０００オングス
トロームの層を１５層積層した。各層はａ−Ｓｉ1-x Ｃ
X ：Ｈ、（ｘ＝０〜０．３）の範囲で適宜、組成を変化
させた。
【００３９】上記感光体の暗減衰特性、光減衰特性を実
施例１と同様に測定した。その結果、従来のａ−Ｓｉ：
Ｈを用いた感光体と比較して、暗減衰特性は同等で、光
減衰特性を示す半減露光量は約１／１５であった。本実
施例における、キャリア増倍層１層当たりのキャリア増
倍率は１．２倍であった。
施例１と同様に測定した。その結果、従来のａ−Ｓｉ：
Ｈを用いた感光体と比較して、暗減衰特性は同等で、光
減衰特性を示す半減露光量は約１／１５であった。本実
施例における、キャリア増倍層１層当たりのキャリア増
倍率は１．２倍であった。
【００４０】以上、２実施例による本発明を詳述してき
たが、本発明の思想によれば、静電潜像の帯電極性が、
負帯電の場合も適用できる。この場合は、導伝性支持体
側から、前記構成と同様の構成であればよい。またキャ
リア増倍層は、正孔の増倍がなされるように、価電子帯
側にイオン化に必要なエネルギー段差をもち、伝導帯側
では、エネルギー段差を小さくしたバンド構造であれば
よい。
たが、本発明の思想によれば、静電潜像の帯電極性が、
負帯電の場合も適用できる。この場合は、導伝性支持体
側から、前記構成と同様の構成であればよい。またキャ
リア増倍層は、正孔の増倍がなされるように、価電子帯
側にイオン化に必要なエネルギー段差をもち、伝導帯側
では、エネルギー段差を小さくしたバンド構造であれば
よい。
【００４１】また、本発明の実施例では、ａ−Ｓｉ：Ｈ
とａ−Ｓｉx Ｃ1-x 等の材料としたが、これらの材料に
限定されるものでない。
とａ−Ｓｉx Ｃ1-x 等の材料としたが、これらの材料に
限定されるものでない。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、導伝性支持体上に電荷
注入阻止層と、光導伝層及び光導伝層で発生した光キャ
リアを増倍する層を設けた新規な構成、すなわち、電荷
注入阻止層−光導伝層−キャリア増倍層−電荷注入阻止
層によって、高感度の電子写真感光体を提供できる。
注入阻止層と、光導伝層及び光導伝層で発生した光キャ
リアを増倍する層を設けた新規な構成、すなわち、電荷
注入阻止層−光導伝層−キャリア増倍層−電荷注入阻止
層によって、高感度の電子写真感光体を提供できる。
【００４３】また、本発明の別な効果として、高感度化
によって、感光体層厚が、薄くできるようになり、膜は
がれ等の生産上の問題が、軽減されるだけでなく、コス
トの低減効果も期待できる。
によって、感光体層厚が、薄くできるようになり、膜は
がれ等の生産上の問題が、軽減されるだけでなく、コス
トの低減効果も期待できる。
【図１】本発明の電子写真感光体の層構造の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】本発明の電子写真感光体の非帯電時のエネルギ
ー準位の一例を示すバンド図である。
ー準位の一例を示すバンド図である。
【図３】グロー放電分解装置の構成を示す概念図であ
る。
る。
【図４】本発明の電子写真感光体の帯電時のエネルギー
準位の一例を示すバンド図である。
準位の一例を示すバンド図である。
【図５】本発明の電子写真感光体の非帯電時のエネルギ
ー準位の他の例を示すバンド図である。
ー準位の他の例を示すバンド図である。
１１ 導伝性支持体 １２ 電化注入阻止層 １３ 光導伝層 １４ キャリア増倍層 １５ 電荷注入阻止層 ２２ 電荷注入阻止層 ２３ 光導伝層 ２４ キャリア増倍層 ２５ 電荷注入阻止層 ３０ 基板 ３１ 真空槽 ３２ アノード電極 ３３ カソード電極 ３４ 加熱ヒータ ３５ 高周波電源 ３６ ガス導入管 ３７ 排気装置 ５２ 電荷注入阻止層 ５３ 光導伝層 ５４ キャリア増倍層 ５５ 電荷注入阻止層
Claims (6)
- 【請求項１】 導伝性支持体上に電荷注入阻止層と、前
記電荷注入阻止層上に、少なくともキャリアを増倍する
キャリア増倍層とを積層してなることを特徴とする電子
写真感光体。 - 【請求項２】 請求項１記載の電子写真感光体の電荷注
入阻止層とキャリア増倍層の間に、光導伝層を設けてな
る電子写真感光体。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電子写真感光体の
キャリア増倍層の上に、電荷注入阻止層を設けてなる電
子写真感光体。 - 【請求項４】 キャリア増倍層が、最小禁制帯幅Ｅｇ１
から最大禁制帯幅Ｅｇ２に連続的に変化した後、伝導帯
側にエネルギー段差Ｅを生ずる、少なくとも１つ以上の
ステップバック構造からなるエネルギー準位をもつよう
に構成した請求項１乃至３いずれか記載の電子写真感光
体。 - 【請求項５】 エネルギー段差Ｅが、最小禁制帯幅Ｅｇ
１をもつ層におけるキャリアのイオン化エネルギー以上
である請求項４記載の電子写真感光体。 - 【請求項６】 エネルギー段差Ｅが、最小禁制帯幅Ｅｇ
１よりも大きいことを特徴とする請求項４記載の電子写
真感光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34375292A JPH06194856A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 電子写真感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34375292A JPH06194856A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194856A true JPH06194856A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18363967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34375292A Pending JPH06194856A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194856A (ja) |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34375292A patent/JPH06194856A/ja active Pending
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