JPH0677158B2 - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
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- JPH0677158B2 JPH0677158B2 JP62215410A JP21541087A JPH0677158B2 JP H0677158 B2 JPH0677158 B2 JP H0677158B2 JP 62215410 A JP62215410 A JP 62215410A JP 21541087 A JP21541087 A JP 21541087A JP H0677158 B2 JPH0677158 B2 JP H0677158B2
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- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/14—Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers
- G03G5/142—Inert intermediate layers
- G03G5/144—Inert intermediate layers comprising inorganic material
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体及び電子写真法に係り、特に半
導体レーザを用いたレーザ・ビーム・プリンタに好適な
電子写真感光体及び電子写真法に関する。
導体レーザを用いたレーザ・ビーム・プリンタに好適な
電子写真感光体及び電子写真法に関する。
電子写真感光体は、金属支持体表面に光導電材料よりな
る光導電層を具備したものである。この電子写真感光体
の光導電層に用いる高抵抗の光導電材料としては水素化
アモルフアスシリコンが注目されている。この材料は従
来のアモルフアスセレン或いはオーガニツクフオトコン
ダクターよりなる光導電材料に比べて可視光領域の光感
度が高く、かつ、硬度も大きく、毒性も少ない。しかし
半導体レーザの発振波長である780〜800nm付近の光感度
はあまり高くなく、この領域の光に対する増感が望まれ
ている。
る光導電層を具備したものである。この電子写真感光体
の光導電層に用いる高抵抗の光導電材料としては水素化
アモルフアスシリコンが注目されている。この材料は従
来のアモルフアスセレン或いはオーガニツクフオトコン
ダクターよりなる光導電材料に比べて可視光領域の光感
度が高く、かつ、硬度も大きく、毒性も少ない。しかし
半導体レーザの発振波長である780〜800nm付近の光感度
はあまり高くなく、この領域の光に対する増感が望まれ
ている。
特定の波長領域において、感光体感度を高めるためには
次の二つ（ｉ），（ii）がきわめて重要である。
次の二つ（ｉ），（ii）がきわめて重要である。
（ｉ）所定の波長領域の光照射により、光導電層中に電
子・正孔対が容易に形成されること。言い換えると、光
導電層中に、対象としている波長領域に対応する光学的
バンドキャツプをもつ層を存在させること。
子・正孔対が容易に形成されること。言い換えると、光
導電層中に、対象としている波長領域に対応する光学的
バンドキャツプをもつ層を存在させること。
（ii）（ｉ）により形成された電子・正孔対が、感光体
の表面に印加された正電荷、および支持体と光導電層と
の界面における支持体表面部に誘起された負電荷（これ
らの正，負は逆になることもある。）によつて作られる
電場により、光導電層中をすみやかに移動すること、言
い換えると光導電層中での電子，正孔の移動度を大きく
すること。
の表面に印加された正電荷、および支持体と光導電層と
の界面における支持体表面部に誘起された負電荷（これ
らの正，負は逆になることもある。）によつて作られる
電場により、光導電層中をすみやかに移動すること、言
い換えると光導電層中での電子，正孔の移動度を大きく
すること。
特に、（ii）では、感光体の表面の正電荷を直接打ち消
す電子ばかりでなく、支持体方向に移動して支持体表面
部の負電荷を打ち消す正孔の移動度も重要であることが
知られている。また、電子写真感光体では感度と共に （iii）感光体表面にコロナ放電などにより印加された
電荷が露光前に光導電層の厚み方向を通つて放電してし
まわないように、光導電層の比抵抗は1010Ωcm以上ある
こと。
す電子ばかりでなく、支持体方向に移動して支持体表面
部の負電荷を打ち消す正孔の移動度も重要であることが
知られている。また、電子写真感光体では感度と共に （iii）感光体表面にコロナ放電などにより印加された
電荷が露光前に光導電層の厚み方向を通つて放電してし
まわないように、光導電層の比抵抗は1010Ωcm以上ある
こと。
（iv）露光後、感光体の表面に形成された電荷パターン
が電荷の横流れのために現像前に消滅することがないよ
うに、感光体の表面抵抗が十分高くなければならず、比
抵抗に換算して1010Ωcm以上あること。
が電荷の横流れのために現像前に消滅することがないよ
うに、感光体の表面抵抗が十分高くなければならず、比
抵抗に換算して1010Ωcm以上あること。
などの条件を備えていなればならない。
水素化アモルフアスシリコンは、通常、1.8ev程度の光
学的バンドギヤツプをもち、ヘリウムガス或いはネオン
ガスなどを用いたガスレーザの発振波長領域である600
〜650nm付近の光に対しては光感度が良好であるが、半
導体レーザの発振波長領域である780〜800nm（光学的バ
ンドギヤツプ約1.5eVに相当）付近では光感度は急激に
低下する。この材料の光学的バンドギヤツプを減少させ
るには、アモルフアスシリコンにゲルマニウムや錫を添
加することが考えられ、たとえば「最新アモルフアスSi
ハンドブツク」昭和58年３月31日株式会社サイエンスフ
オーラム発行第200〜201頁,221〜223頁に示されてい
る。しかし、これらの方法によると、いずれも、感光体
の比抵抗が減少するという好ましくない結果ももたら
す。
学的バンドギヤツプをもち、ヘリウムガス或いはネオン
ガスなどを用いたガスレーザの発振波長領域である600
〜650nm付近の光に対しては光感度が良好であるが、半
導体レーザの発振波長領域である780〜800nm（光学的バ
ンドギヤツプ約1.5eVに相当）付近では光感度は急激に
低下する。この材料の光学的バンドギヤツプを減少させ
るには、アモルフアスシリコンにゲルマニウムや錫を添
加することが考えられ、たとえば「最新アモルフアスSi
ハンドブツク」昭和58年３月31日株式会社サイエンスフ
オーラム発行第200〜201頁,221〜223頁に示されてい
る。しかし、これらの方法によると、いずれも、感光体
の比抵抗が減少するという好ましくない結果ももたら
す。
この欠点を避けるために、例えば、特開昭58-192044号
公報で詳述されている感光体の構成が提案されている。
公報で詳述されている感光体の構成が提案されている。
すなわち光導電層の表面及び光導電層と支持体との界面
に光学的バンドギヤツプが比較的大きくかつ比抵抗の大
きな水素化アモルフアスシリコンカーバイド（a-SiC:
H）層を設置する構成である。感光体表面のこの層は表
面被覆層とも呼ばれ、光導電層と支持体との界面の層は
障壁層とも呼ばれる。
に光学的バンドギヤツプが比較的大きくかつ比抵抗の大
きな水素化アモルフアスシリコンカーバイド（a-SiC:
H）層を設置する構成である。感光体表面のこの層は表
面被覆層とも呼ばれ、光導電層と支持体との界面の層は
障壁層とも呼ばれる。
この表面被覆層は表面電荷の横流れ、膜厚方向への電荷
の放電に有効であり、一方の障壁層は支持体から光導電
層への電荷の注入を阻止することに有効である。これに
より半導体レーザの発振波長領域での光感度はある程度
改善される。
の放電に有効であり、一方の障壁層は支持体から光導電
層への電荷の注入を阻止することに有効である。これに
より半導体レーザの発振波長領域での光感度はある程度
改善される。
しかし本発明者の検討したところでは、支持体から障壁
層を通して光導電層への、支持体を構成する元素の拡散
混入という問題がある。支持体構成金属の拡散は、障壁
層，光導電層更には表面被覆層形成プロセスにおける加
熱に起因する。具体的に云うと、これらの層は、通常、
スパツタリング，プラズマCVD或いは蒸着の手法によつ
て形成され、この形成過程で200〜300℃程度に加熱され
る。この加熱により支持体中の成分が障壁層及び光導電
層中へ一部拡散する。支持体成分の拡散混入により、光
導電層のバンドキヤツプ内に不純物準位が形成され、ま
た比抵抗を下げる。例えば支持体金属がアルミニウムで
あり光導電層がアモリフアスシリコンである場合にはア
ルミニウムがアモルフアスシリコンに混入して感光体の
抵抗値を減少させ、光導電層の電子・正孔に対して働く
電界を小さくする為に、光吸収によつて生じた電子・正
孔の走行性が悪くなり、光感度の低下をもたらす。また
これら金属がシリコン中の不純物として電子・正孔に対
する捕獲準位（トラツプレベル）を形成することによる
電子・正孔の移動度低下も起こる。
層を通して光導電層への、支持体を構成する元素の拡散
混入という問題がある。支持体構成金属の拡散は、障壁
層，光導電層更には表面被覆層形成プロセスにおける加
熱に起因する。具体的に云うと、これらの層は、通常、
スパツタリング，プラズマCVD或いは蒸着の手法によつ
て形成され、この形成過程で200〜300℃程度に加熱され
る。この加熱により支持体中の成分が障壁層及び光導電
層中へ一部拡散する。支持体成分の拡散混入により、光
導電層のバンドキヤツプ内に不純物準位が形成され、ま
た比抵抗を下げる。例えば支持体金属がアルミニウムで
あり光導電層がアモリフアスシリコンである場合にはア
ルミニウムがアモルフアスシリコンに混入して感光体の
抵抗値を減少させ、光導電層の電子・正孔に対して働く
電界を小さくする為に、光吸収によつて生じた電子・正
孔の走行性が悪くなり、光感度の低下をもたらす。また
これら金属がシリコン中の不純物として電子・正孔に対
する捕獲準位（トラツプレベル）を形成することによる
電子・正孔の移動度低下も起こる。
支持体中の金属成分が光導電層へ拡散する現像は、障壁
層の有無に関係なしに、光導電層の材料として水素化ア
モルフアスシリコンを用いたものすべてに認められた。
そして、このように光導電層中へ支持体成分が拡散する
ことにより、光導電層の抵抗値が減少して光感度が低下
することが確認された。
層の有無に関係なしに、光導電層の材料として水素化ア
モルフアスシリコンを用いたものすべてに認められた。
そして、このように光導電層中へ支持体成分が拡散する
ことにより、光導電層の抵抗値が減少して光感度が低下
することが確認された。
本発明の目的は支持体構成金属の光導電層への拡散混入
を避け得る構成の電子写真感光体並びにかかる感光体を
用いた電子写真法を提供することにある。
を避け得る構成の電子写真感光体並びにかかる感光体を
用いた電子写真法を提供することにある。
本発明の電子写真感光体は、金属よりなる導電性支持体
上に水素化アモルフアスシリコンよりなる光導電層を有
するものにおいて、支持体と光導電層との間に支持体か
ら光導電層への支持体金属成分の拡散を実質的に阻止す
る拡散阻止層を設けたことにある。この拡散阻止層の厚
さは光導電層から支持体への電荷の移動が可能な程度の
厚さ具体的には0.005〜５μｍの範囲の厚さとすること
が望ましい。
上に水素化アモルフアスシリコンよりなる光導電層を有
するものにおいて、支持体と光導電層との間に支持体か
ら光導電層への支持体金属成分の拡散を実質的に阻止す
る拡散阻止層を設けたことにある。この拡散阻止層の厚
さは光導電層から支持体への電荷の移動が可能な程度の
厚さ具体的には0.005〜５μｍの範囲の厚さとすること
が望ましい。
本発明の電子写真法は、上述の構成の感光体の表面を帯
電させ、所定の光を照射して露光し静電潜像を作つて像
を形成することにある。
電させ、所定の光を照射して露光し静電潜像を作つて像
を形成することにある。
電子写真感光体の表面に静電潜像を作つたのちトナーを
付着させ、該トナーを用紙へ転写することにより印刷可
能である。又、静電潜像を電気信号に変換することも可
能である。
付着させ、該トナーを用紙へ転写することにより印刷可
能である。又、静電潜像を電気信号に変換することも可
能である。
電子写真感光体において、支持体成分が光導電層へ拡散
混入するのを阻止することにより、光導電層の低抵抗化
或いは捕獲準位の形成を防ぐことが可能となる。
混入するのを阻止することにより、光導電層の低抵抗化
或いは捕獲準位の形成を防ぐことが可能となる。
拡散阻止層として用いる物質はその比抵抗の値が比較的
小さいこと、具体的には10-1Ω・cm以下の比抵抗を有す
ることが望ましい。このような構成にすれば露光直後に
おける光導電層から支持体への電荷のぬけをスムーズに
行える。拡散阻止層の材料は、特に好適には10-5Ω・cm
以下の比抵抗を有するのがよい。支持体と光導電層との
間に絶縁性酸化被膜層を設ける例があり、特開昭58-141
40号に示されているが、高抵抗（1010〜1016Ω・cm）で
あるが為に適当ではない。
小さいこと、具体的には10-1Ω・cm以下の比抵抗を有す
ることが望ましい。このような構成にすれば露光直後に
おける光導電層から支持体への電荷のぬけをスムーズに
行える。拡散阻止層の材料は、特に好適には10-5Ω・cm
以下の比抵抗を有するのがよい。支持体と光導電層との
間に絶縁性酸化被膜層を設ける例があり、特開昭58-141
40号に示されているが、高抵抗（1010〜1016Ω・cm）で
あるが為に適当ではない。
アルミニウムをはじめとする支持体構成金属に対する拡
散阻止性と低抵抗という条件を満たすものの例として
は、遷移金属の窒化物，炭化物などが考えられる。これ
らの中で窒化チタン，窒化タンタル，窒化ハフニウム，
タングステンカーバイド，チタンカーバイド，モリブデ
ンカーバイド，ハフニウムカーバイド，バナジウムカー
バイド、ニオブカーバイド、タンタルカーバイドなどが
適用可能である。
散阻止性と低抵抗という条件を満たすものの例として
は、遷移金属の窒化物，炭化物などが考えられる。これ
らの中で窒化チタン，窒化タンタル，窒化ハフニウム，
タングステンカーバイド，チタンカーバイド，モリブデ
ンカーバイド，ハフニウムカーバイド，バナジウムカー
バイド、ニオブカーバイド、タンタルカーバイドなどが
適用可能である。
これらはいずれも化合物自身の結合性が強く、化学的に
活性でないため拡散阻止層として用いた場合、良好な拡
散障壁となりうる。また、スパツタリング法などの手法
を用いることにより容易に0.005〜５μｍ厚さの薄膜を
形成できる。これらの中でも、特に、窒化チタンは熱的
安定性が高く、また、比抵抗の値も10-4〜10-5Ω・cmと
低いので拡散阻止層の材料としてきわめて好適である。
また、タンタル，ハフニウムなどの窒化物も同様な理由
により、拡散阻止層として有効である。
活性でないため拡散阻止層として用いた場合、良好な拡
散障壁となりうる。また、スパツタリング法などの手法
を用いることにより容易に0.005〜５μｍ厚さの薄膜を
形成できる。これらの中でも、特に、窒化チタンは熱的
安定性が高く、また、比抵抗の値も10-4〜10-5Ω・cmと
低いので拡散阻止層の材料としてきわめて好適である。
また、タンタル，ハフニウムなどの窒化物も同様な理由
により、拡散阻止層として有効である。
光導電層を支持する支持体の材料としては、アルミニウ
ムのほかにアルミニウム−シリコン（0.2-1.2重量％）
−マグネシウム（0.45-1.2重量％）合金，超ジユラルミ
ン，超々ジユラルミン、及びニツケルとクロムを含むオ
ーステナイト系ステンレス鋼などが使用可能である。
ムのほかにアルミニウム−シリコン（0.2-1.2重量％）
−マグネシウム（0.45-1.2重量％）合金，超ジユラルミ
ン，超々ジユラルミン、及びニツケルとクロムを含むオ
ーステナイト系ステンレス鋼などが使用可能である。
拡散阻止層の材料としてたとえば金属窒化物を用いると
きには、その金属窒化物を構成する金属と窒素との結合
力が強く、支持体金属中より光導電層中へ拡散侵入する
原子と結合しないような金属窒化物の種類を選ぶことが
望ましい。
きには、その金属窒化物を構成する金属と窒素との結合
力が強く、支持体金属中より光導電層中へ拡散侵入する
原子と結合しないような金属窒化物の種類を選ぶことが
望ましい。
このように拡散阻止層の材料を選ぶことにより、支持体
からの拡散侵入原子によつて拡散阻止層を構成する金属
窒化物の結合が切断されたり或いは金属窒化物の形態が
変わるのを防止することができる。
からの拡散侵入原子によつて拡散阻止層を構成する金属
窒化物の結合が切断されたり或いは金属窒化物の形態が
変わるのを防止することができる。
拡散阻止層の材料として既に示した窒化物及び炭化物
は、支持体金属がアルミニウム，アルミニウム−シリコ
ン−マグネシウム合金，超ジユラルミン，超々ジユラル
ミン及びオーステナイト系ステンレス鋼からなるものす
べてに対して十分に拡散阻止効果を発揮する。
は、支持体金属がアルミニウム，アルミニウム−シリコ
ン−マグネシウム合金，超ジユラルミン，超々ジユラル
ミン及びオーステナイト系ステンレス鋼からなるものす
べてに対して十分に拡散阻止効果を発揮する。
支持体金属が光導電層中へ拡散侵入するのを阻止しうる
ためのメカニズムとしては、前記のように拡散阻止層材
料が拡散原子と全く活性でないという場合のほかに、拡
散原子と安定な金属間化合物を作ることにより拡散原子
を捕獲してしまうという場合がある。後者のメカニズム
により拡散阻止層となる例としては、白金，ニツケル，
パラジウムなどの金属けい化物が挙げられる。これらの
金属けい化物はアルミニウムなどと容易に金属間化合物
を形成し、これを捕獲する効果がある。また生成したア
ルミニウムとの金属間化合物は10-4〜10-5Ω・cmと比抵
抗も小さく、有効な拡散阻止層となる。なお金属けい化
物とアルミニウムとの化合物は、拡散阻止層全域に亘つ
て必ずしも形成されるわけではなく、支持体と接するご
とく表面にのみ形成されることが多い。支持体がアルミ
ニウム或いはアルミニウム合金よりなる場合、白金，ニ
ツケル，パラジウムなどの金属けい化物と、アルミニウ
ム支持体との間に金属クロムの層を設け、金属けい化物
層と金属クロム層の合計厚さを0.005〜５μｍとするこ
とが望ましい。金属けい化物の層を設けず、金属クロム
の層だけでもアルミニウムが光導電層中へ拡散侵入しず
らくなるので、必ずしも金属クロム層の上部へ金属けい
化物層を設けなくてもよい。
ためのメカニズムとしては、前記のように拡散阻止層材
料が拡散原子と全く活性でないという場合のほかに、拡
散原子と安定な金属間化合物を作ることにより拡散原子
を捕獲してしまうという場合がある。後者のメカニズム
により拡散阻止層となる例としては、白金，ニツケル，
パラジウムなどの金属けい化物が挙げられる。これらの
金属けい化物はアルミニウムなどと容易に金属間化合物
を形成し、これを捕獲する効果がある。また生成したア
ルミニウムとの金属間化合物は10-4〜10-5Ω・cmと比抵
抗も小さく、有効な拡散阻止層となる。なお金属けい化
物とアルミニウムとの化合物は、拡散阻止層全域に亘つ
て必ずしも形成されるわけではなく、支持体と接するご
とく表面にのみ形成されることが多い。支持体がアルミ
ニウム或いはアルミニウム合金よりなる場合、白金，ニ
ツケル，パラジウムなどの金属けい化物と、アルミニウ
ム支持体との間に金属クロムの層を設け、金属けい化物
層と金属クロム層の合計厚さを0.005〜５μｍとするこ
とが望ましい。金属けい化物の層を設けず、金属クロム
の層だけでもアルミニウムが光導電層中へ拡散侵入しず
らくなるので、必ずしも金属クロム層の上部へ金属けい
化物層を設けなくてもよい。
なお、この金属クロム層のみで拡散阻止層を構成すると
きの該層の厚さは好ましくは0.005〜５μｍである。抵
抗値の好適な範囲を定める上で層厚は重要だからであ
る。
きの該層の厚さは好ましくは0.005〜５μｍである。抵
抗値の好適な範囲を定める上で層厚は重要だからであ
る。
このように支持体と光導電層との間に拡散阻止層を設け
ることにより、支持体からの金属混入による光導電層の
比抵抗低下，捕獲準位の形成などを防ぐことができる。
これにより、レーザ光吸収によつて形成された電子・正
孔の走行性が低下することを防ぐことができる。また、
拡散阻止層の比抵抗を10-1Ω・cm以下とすることにより
支持体側に走る電荷のぬけが拡散阻止層を設けたことに
よつて低減するのを防止することができる。
ることにより、支持体からの金属混入による光導電層の
比抵抗低下，捕獲準位の形成などを防ぐことができる。
これにより、レーザ光吸収によつて形成された電子・正
孔の走行性が低下することを防ぐことができる。また、
拡散阻止層の比抵抗を10-1Ω・cm以下とすることにより
支持体側に走る電荷のぬけが拡散阻止層を設けたことに
よつて低減するのを防止することができる。
本発明は、金属支持体上に光導電層を直接形成したタイ
プの電子写真感光体或いは金属支持体上に他の層たとえ
ばアモルフアスシリコンカーバイド層を介して水素化ア
モルフアスシリコン光導電層を形成したタイプの電子写
真感光体のいずれにも適用可能である。
プの電子写真感光体或いは金属支持体上に他の層たとえ
ばアモルフアスシリコンカーバイド層を介して水素化ア
モルフアスシリコン光導電層を形成したタイプの電子写
真感光体のいずれにも適用可能である。
電子写真感光体は、通常空気中にさらされる最表面に保
護層たとえばアモルフアスシリコンカーバイド層やアモ
ルフアスカーボン層などを形成した状態で使用される。
本発明においても、このように表面被覆層を設けて使用
することは勿論可能である。
護層たとえばアモルフアスシリコンカーバイド層やアモ
ルフアスカーボン層などを形成した状態で使用される。
本発明においても、このように表面被覆層を設けて使用
することは勿論可能である。
光導電層の層数は少ずしも一層である必要ななく、水素
化アモルフアスシリコンの形態を保持した状態で若干の
組成変動を加えて二層或いは三層のように多層に形成し
てもよい。たとえば、光導電層を、化学的バンドギヤツ
プが1.5eV程度で半導体レーザ光によつて電子・正孔対
が形成される上部光導電層と上部光導電層よりも光学的
バンドギヤツプが大きく比抵抗も大きい下部光導電層の
二層構成にすることにより、感光体の帯電性を高め、光
吸収によつて生じた電子，正孔の走行性を高めることが
できる。なお水素化アモルフアスシリコンよりなる光導
電層とは、単なる水素化アモルフアスシリコンだけでな
く、ボロン或いはゲルマニウムなどをドープしたものも
含む。
化アモルフアスシリコンの形態を保持した状態で若干の
組成変動を加えて二層或いは三層のように多層に形成し
てもよい。たとえば、光導電層を、化学的バンドギヤツ
プが1.5eV程度で半導体レーザ光によつて電子・正孔対
が形成される上部光導電層と上部光導電層よりも光学的
バンドギヤツプが大きく比抵抗も大きい下部光導電層の
二層構成にすることにより、感光体の帯電性を高め、光
吸収によつて生じた電子，正孔の走行性を高めることが
できる。なお水素化アモルフアスシリコンよりなる光導
電層とは、単なる水素化アモルフアスシリコンだけでな
く、ボロン或いはゲルマニウムなどをドープしたものも
含む。
以下、本発明を実施例を用いて説明するが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。拡散阻止層の
作製に関してはスパツタリング法，電子ビーム蒸着法，
イオンクラスタビーム法等の方法が適用可能である。一
方、水素化アモルフアスシリコン光導電層についてはプ
ラズマCVD法，スパツタリング法，電子ビーム蒸着法等
が適用可能である。また、感光体内の上記以外の層につ
いても、上記方法のいずれかによつて成膜を行うことが
可能である。
れらの実施例に限定されるものではない。拡散阻止層の
作製に関してはスパツタリング法，電子ビーム蒸着法，
イオンクラスタビーム法等の方法が適用可能である。一
方、水素化アモルフアスシリコン光導電層についてはプ
ラズマCVD法，スパツタリング法，電子ビーム蒸着法等
が適用可能である。また、感光体内の上記以外の層につ
いても、上記方法のいずれかによつて成膜を行うことが
可能である。
第１図は本発明の一実施例による電子写真感光体の断面
図である。本実施例に係る電子写真感光体は光導電層が
上部光導電層と下部光導電層の二層よりなり、上部光導
電層の上に表面被覆層を備え、下部光導電層の下側に支
持体から光導電層への電荷の注入を阻止する障壁層を備
えている。
図である。本実施例に係る電子写真感光体は光導電層が
上部光導電層と下部光導電層の二層よりなり、上部光導
電層の上に表面被覆層を備え、下部光導電層の下側に支
持体から光導電層への電荷の注入を阻止する障壁層を備
えている。
本実施例の電子写真感光体は、支持体２側から順次、拡
散阻止層8,障壁層7,下部光導電層6,上部光導電層５、そ
して最上部に表面被覆層４を有する。表面被覆層４及び
障壁層７は、光学的バンドギヤツプが比較的大きく、か
つ比抵抗も大きな層である。上部光導電層５は、光学的
バンドギヤツプが比較的小さく半導体レーザ光を吸収し
て電子，正孔対を生成する。下部光導電層６は感光体全
体としての抵抗値を下げない為に設けてあり、上部光導
電層５よりも比抵抗が大きい。この下部光導電層の為に
感光体全体の帯電性が高められ、また電子・正孔に対し
て働く電界も大きくなるので、光吸収によつて生じた電
子，正孔の走行性をより高めることが可能となる。
散阻止層8,障壁層7,下部光導電層6,上部光導電層５、そ
して最上部に表面被覆層４を有する。表面被覆層４及び
障壁層７は、光学的バンドギヤツプが比較的大きく、か
つ比抵抗も大きな層である。上部光導電層５は、光学的
バンドギヤツプが比較的小さく半導体レーザ光を吸収し
て電子，正孔対を生成する。下部光導電層６は感光体全
体としての抵抗値を下げない為に設けてあり、上部光導
電層５よりも比抵抗が大きい。この下部光導電層の為に
感光体全体の帯電性が高められ、また電子・正孔に対し
て働く電界も大きくなるので、光吸収によつて生じた電
子，正孔の走行性をより高めることが可能となる。
本実施例では障壁層７と支持体２との間に拡散阻止層８
が設けられている。この層が前述の作用を奏することに
なるがその具体的材料と成膜法につき以下詳述する。
が設けられている。この層が前述の作用を奏することに
なるがその具体的材料と成膜法につき以下詳述する。
（実施例１） アルミニウムドラムを支持体として用い、このドラム
表面をダイヤモンドバイトを用いて研磨して鏡面仕上げ
したのち真空容器中に入れ１×10-6Torr程度にまで排気
した後、ドラムの表面温度200℃に保ちつつ、アルゴン
（Ar）ガスを0.01Torrの圧力まで導入する。直径80mmの
窒化チタンターゲツトを用いて13.56MHz、出力200Wの高
周波によりスパツタリングを行い100nmの厚さの窒化チ
タン膜を形成し拡散阻止層８とする。
表面をダイヤモンドバイトを用いて研磨して鏡面仕上げ
したのち真空容器中に入れ１×10-6Torr程度にまで排気
した後、ドラムの表面温度200℃に保ちつつ、アルゴン
（Ar）ガスを0.01Torrの圧力まで導入する。直径80mmの
窒化チタンターゲツトを用いて13.56MHz、出力200Wの高
周波によりスパツタリングを行い100nmの厚さの窒化チ
タン膜を形成し拡散阻止層８とする。
アルミニウムドラムの表面温度を200℃に保つたま
ま、真空容器を再び１×10-6Torrにまで排気し、アルゴ
ン，エチレン（C2H4），水素（H2）の混合ガスを0.01To
rrの圧力まで導入する。この際のガス比はH2／（Ar＋
H2）＝0.6,C2H4／（H2＋C2H4）＝0.3とする。直径80mm
のシリコンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周
波によりスパツタリングを行い、水素化アモルフアス・
シリコンカーバイド（a-Si1-xCx:H）膜を100nmの厚みま
で堆積し障壁層７とする。
ま、真空容器を再び１×10-6Torrにまで排気し、アルゴ
ン，エチレン（C2H4），水素（H2）の混合ガスを0.01To
rrの圧力まで導入する。この際のガス比はH2／（Ar＋
H2）＝0.6,C2H4／（H2＋C2H4）＝0.3とする。直径80mm
のシリコンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周
波によりスパツタリングを行い、水素化アモルフアス・
シリコンカーバイド（a-Si1-xCx:H）膜を100nmの厚みま
で堆積し障壁層７とする。
アルミニウムドラムの表面温度を200℃に保つたまま
真空容器を１×10-6Torr程度まで排気し、アルゴン，水
素の混合ガスを0.01Torrの圧力まで導入する。この際の
ガス比はH2／（Ar＋H2）＝0.6とする。直径80mmのシリ
コンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周波によ
りスパツタリングを行い、水素化アモルフアス・シリコ
ン（a-Si:H）膜を20μｍの厚みに堆積し、下部光導電層
６とする。
真空容器を１×10-6Torr程度まで排気し、アルゴン，水
素の混合ガスを0.01Torrの圧力まで導入する。この際の
ガス比はH2／（Ar＋H2）＝0.6とする。直径80mmのシリ
コンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周波によ
りスパツタリングを行い、水素化アモルフアス・シリコ
ン（a-Si:H）膜を20μｍの厚みに堆積し、下部光導電層
６とする。
直径80mmのシリコンターゲツト上にゲルマニウムチツ
プを面積比がターゲツト全体の0.2になるように乗せた
以外はと同様の方法によりスパツタリングを行い、水
素化アモルフアス・シリコンゲルマニウム（a-Si1-xG
ex:H）膜を３μｍの厚みに堆積し、上部光導電層５とす
る。具体的には真空容器を排気し前記ターゲツトをセツ
トしたのちアルゴン，水素の混合ガスを真空容器中に0.
01Torrの圧力まで導入し、この際のガス比をH2／（Ar＋
H2）＝0.6とし、ドラムの表面温度を200℃に保持し、更
に13.56MHz,200Wの高周波によりスパツタリングして上
部光電導層を形成した。
プを面積比がターゲツト全体の0.2になるように乗せた
以外はと同様の方法によりスパツタリングを行い、水
素化アモルフアス・シリコンゲルマニウム（a-Si1-xG
ex:H）膜を３μｍの厚みに堆積し、上部光導電層５とす
る。具体的には真空容器を排気し前記ターゲツトをセツ
トしたのちアルゴン，水素の混合ガスを真空容器中に0.
01Torrの圧力まで導入し、この際のガス比をH2／（Ar＋
H2）＝0.6とし、ドラムの表面温度を200℃に保持し、更
に13.56MHz,200Wの高周波によりスパツタリングして上
部光電導層を形成した。
アルミニウムドラムの表面温度を200℃に保つたまま
真空容器を再度１×106Torr程度の圧力になるまで排気
し、アルゴン，エチレン，水素の混合ガスを0.01Torrの
圧力まで導入する。この際のガス比はH2（Ar＋H2）＝0.
6,C2H4／（H2＋C2H4）＝0.6とする。直径80mmのシリコ
ンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周波により
スパツタリングを行い、水素化アモルフアス・シリコン
カーバイドを500nmの厚みに堆積し、表面被覆層４とす
る。
真空容器を再度１×106Torr程度の圧力になるまで排気
し、アルゴン，エチレン，水素の混合ガスを0.01Torrの
圧力まで導入する。この際のガス比はH2（Ar＋H2）＝0.
6,C2H4／（H2＋C2H4）＝0.6とする。直径80mmのシリコ
ンターゲツトを用いて、13.56MHz,200Wの高周波により
スパツタリングを行い、水素化アモルフアス・シリコン
カーバイドを500nmの厚みに堆積し、表面被覆層４とす
る。
以上からの工程により電子写真感光体を作製した。
この電子写真感光体の分光感度特性を第２図に（ｂ）と
して示す。
この電子写真感光体の分光感度特性を第２図に（ｂ）と
して示す。
また、比較例として表面被覆層4,上部光導電層5,下部光
導電層6,障壁層７からなり拡散阻止層８を具備しない電
子写真感光体の分光感度特性を同じく第２図に（ａ）と
して示す。これより拡散阻止層８を設けることによりガ
スレーザの発振波長域である600〜650nm及び半導体レー
ザの発振波長である780〜800nmのいずれの光に対しても
明らかに分光感度特性が向上していることがわかる。
導電層6,障壁層７からなり拡散阻止層８を具備しない電
子写真感光体の分光感度特性を同じく第２図に（ａ）と
して示す。これより拡散阻止層８を設けることによりガ
スレーザの発振波長域である600〜650nm及び半導体レー
ザの発振波長である780〜800nmのいずれの光に対しても
明らかに分光感度特性が向上していることがわかる。
（実施例２） この実施例は、障壁層及び表面被覆層をアモルフアスシ
リコンカーバイドにより形成し、下部光導電層をボロン
をドープした水素化アモルフアスシリコンにより形成し
たものである。
リコンカーバイドにより形成し、下部光導電層をボロン
をドープした水素化アモルフアスシリコンにより形成し
たものである。
又、各層を形成するときの支持体の加熱温度は300℃と
し、上部光導電層の形成方法も実施例１と変えている。
し、上部光導電層の形成方法も実施例１と変えている。
（ｉ）ダイヤモンドバイトを用いて表面を鏡面仕上げし
たアルミドラムを真空容器中に入れ１×10-6Torr程度に
まで排気した後、ドラムの表面温度を300℃に保ちつ
つ、アルゴン，窒素（N2）ガスを0.01Torrの圧力まで導
入する。直径80mmのチタンターゲツトを用いて、13.56M
Hz,出力200Wの高周波によりスパツタリングを行い、100
nmの厚さの窒化チタン膜を形成し拡散阻止層８とする。
たアルミドラムを真空容器中に入れ１×10-6Torr程度に
まで排気した後、ドラムの表面温度を300℃に保ちつ
つ、アルゴン，窒素（N2）ガスを0.01Torrの圧力まで導
入する。直径80mmのチタンターゲツトを用いて、13.56M
Hz,出力200Wの高周波によりスパツタリングを行い、100
nmの厚さの窒化チタン膜を形成し拡散阻止層８とする。
（ii）ドラムの表面温度を300℃に保つたまま、真空容
器を、再び、１×10-6Torrにまで排気し、モノシラン
（SiH4），エチレン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力
まで導入する。この際のガス比は（SiH4＋C2H4）／（H2
＋SiH4＋C2H4）＝0.25,C2H4／（SiH4＋C2H4）＝0.25と
なるようにする。13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放
電により、アモルフアスシリコンカーバイド膜を100nm
の厚みまで堆積し、障壁層７とする。
器を、再び、１×10-6Torrにまで排気し、モノシラン
（SiH4），エチレン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力
まで導入する。この際のガス比は（SiH4＋C2H4）／（H2
＋SiH4＋C2H4）＝0.25,C2H4／（SiH4＋C2H4）＝0.25と
なるようにする。13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放
電により、アモルフアスシリコンカーバイド膜を100nm
の厚みまで堆積し、障壁層７とする。
（iii）真空容器を１×10-6Torrまで排気後、モノシラ
ン，ジボラン（B2H6），水素の混合ガスを0.3Torrの圧
力まで導入する。この際のガス比はSiH4／（H2＋SiH4）
＝0.25,B2H6／SiH4＝５×10-4となるようにする。アル
ミニウムドラムの表面温度を300℃に保持し、13.56MHz,
出力200Wの高周波グロー放電により、ボロンをドープし
た水素化アモルフアスシリコン膜を20μｍの厚みに堆積
し、下部光導電層６とする。
ン，ジボラン（B2H6），水素の混合ガスを0.3Torrの圧
力まで導入する。この際のガス比はSiH4／（H2＋SiH4）
＝0.25,B2H6／SiH4＝５×10-4となるようにする。アル
ミニウムドラムの表面温度を300℃に保持し、13.56MHz,
出力200Wの高周波グロー放電により、ボロンをドープし
た水素化アモルフアスシリコン膜を20μｍの厚みに堆積
し、下部光導電層６とする。
（iv）再び真空容器を１×10-6Torrまで排気後、モノシ
ラン，ゲルマン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力まで
導入する。この際のガス比は（SiH4＋GeH4）／（H2＋Si
H4＋GeH4）＝0.25,GeH4／（SiH4＋GeH4）＝0.3となるよ
うにする。アルミニウムドラムの表面温度を300℃に保
持し、13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放電により、
水素化アモルフアス・シリコンゲルマニウム膜を３μｍ
の厚みに堆積し、上部光導電層５とする。
ラン，ゲルマン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力まで
導入する。この際のガス比は（SiH4＋GeH4）／（H2＋Si
H4＋GeH4）＝0.25,GeH4／（SiH4＋GeH4）＝0.3となるよ
うにする。アルミニウムドラムの表面温度を300℃に保
持し、13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放電により、
水素化アモルフアス・シリコンゲルマニウム膜を３μｍ
の厚みに堆積し、上部光導電層５とする。
（ｖ）真空容器を１×10-6Torrまで排気したのちモノシ
ラン，エチレン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力まで
導入する。この際のガス比は（SiH4＋C2H4）／（H2＋Si
H4＋C2H4）＝0.25,C2H4）／（SiH4＋C2H4）＝0.5となる
ようにする。アルミニウムドラムの表面温度を300℃に
保持し、13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放電によ
り、アモルフアス・シリコンカーバイド膜を500nmの厚
みに堆積し、表面被覆層４とする。
ラン，エチレン，水素の混合ガスを0.3Torrの圧力まで
導入する。この際のガス比は（SiH4＋C2H4）／（H2＋Si
H4＋C2H4）＝0.25,C2H4）／（SiH4＋C2H4）＝0.5となる
ようにする。アルミニウムドラムの表面温度を300℃に
保持し、13.56MHz,出力100Wの高周波グロー放電によ
り、アモルフアス・シリコンカーバイド膜を500nmの厚
みに堆積し、表面被覆層４とする。
以上（ｉ）から（ｖ）の工程により形成された電子写真
感光体の分光感度特性を第２図に（ｃ）として示す。実
施例２の分光感度特性は、ガスレーザ及び半導体レーザ
のいずれの発振波長域の光に対しても実施例１よりすぐ
れている。
感光体の分光感度特性を第２図に（ｃ）として示す。実
施例２の分光感度特性は、ガスレーザ及び半導体レーザ
のいずれの発振波長域の光に対しても実施例１よりすぐ
れている。
（参考例） この参考例は、拡散阻止層を金属クロム層とけい化ニツ
ケル層の二層により構成した例を示している。
ケル層の二層により構成した例を示している。
（ａ）ダイヤモンドバイトを用いて表面を鏡面研磨した
アルミドラムを真空容器中に入れ、５×10-7Torr程度に
まで排気した後ドラムの表面温度を300℃に保ちつつ、1
00nmの厚さの金属クロム膜を電子ビーム蒸着法により形
成する。
アルミドラムを真空容器中に入れ、５×10-7Torr程度に
まで排気した後ドラムの表面温度を300℃に保ちつつ、1
00nmの厚さの金属クロム膜を電子ビーム蒸着法により形
成する。
（ｂ）アルミニウムドラムの表面温度を300℃に保つた
まま、真空容器を１×10-6Torrにまで排気した後、アル
ゴンを0.01Torrの圧力まで導入する。直径80mmの多結晶
シリコン上にニツケル片を分散したものをターゲツトと
し、13.56MHz,出力200Wの高周波によりスパツタリング
を行い、500nmの厚さのけい化ニツケル膜を形成する。
（ａ）及び（ｂ）で形成した、金属クロム，けい化ニツ
ケルの二層を拡散阻止層とする。
まま、真空容器を１×10-6Torrにまで排気した後、アル
ゴンを0.01Torrの圧力まで導入する。直径80mmの多結晶
シリコン上にニツケル片を分散したものをターゲツトと
し、13.56MHz,出力200Wの高周波によりスパツタリング
を行い、500nmの厚さのけい化ニツケル膜を形成する。
（ａ）及び（ｂ）で形成した、金属クロム，けい化ニツ
ケルの二層を拡散阻止層とする。
（ｃ）実施例１で示した工程からと同様の方法によ
り、障壁層7,下部光導電層8,上部光導電層5,表面保護層
４を形成する。
り、障壁層7,下部光導電層8,上部光導電層5,表面保護層
４を形成する。
このようにして製作した電子写真感光体の断面図を第３
図に示す。拡散阻止層８は、金属クロム層81とけい化ニ
ツケル層82よりなる。
図に示す。拡散阻止層８は、金属クロム層81とけい化ニ
ツケル層82よりなる。
以上（ａ）から（ｃ）の工程により形成された電子写真
感光体の分光感度特性を第２図（ｄ）として示す。この
参考例の分光感度特性は、ガスレーザの発振波長域の60
0〜650nmの光に対しては実施例1,2より若干劣るもの
の、従来例よりは著しく高く、半導体レーザの発振波長
域の780〜800nmの光に対しては実施例１よりすぐれるこ
とが確認された。
感光体の分光感度特性を第２図（ｄ）として示す。この
参考例の分光感度特性は、ガスレーザの発振波長域の60
0〜650nmの光に対しては実施例1,2より若干劣るもの
の、従来例よりは著しく高く、半導体レーザの発振波長
域の780〜800nmの光に対しては実施例１よりすぐれるこ
とが確認された。
〔発明の効果〕 本発明によれば電子写真感光体の製作工程中の加熱によ
つて支持体金属が光導電層に拡散することが阻止できる
から、光導電層の比抵抗低下の防止が図れるという効果
がある。この結果、本発明による電子写真感光体は半導
体レーザの発振波長域の780〜800nm及びガスレーザの発
振波長域600〜650nmのいずれの光に対しても良好な感度
を持つことができる。
つて支持体金属が光導電層に拡散することが阻止できる
から、光導電層の比抵抗低下の防止が図れるという効果
がある。この結果、本発明による電子写真感光体は半導
体レーザの発振波長域の780〜800nm及びガスレーザの発
振波長域600〜650nmのいずれの光に対しても良好な感度
を持つことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例に係る電子写真感光体の断面
図、第２図は本発明の実施例及び比較例及び参考例に係
る電子写真感光体の分光感度特性図、第３図は参考例に
係る電子写真感光体の断面図である。 ２……支持体、４……表面被覆層、５……上部光導電
層、６……下部光導電層、７……障壁層、８……拡散阻
止層、81……金属クロム層、82……けい化ニツケル層。
図、第２図は本発明の実施例及び比較例及び参考例に係
る電子写真感光体の分光感度特性図、第３図は参考例に
係る電子写真感光体の断面図である。 ２……支持体、４……表面被覆層、５……上部光導電
層、６……下部光導電層、７……障壁層、８……拡散阻
止層、81……金属クロム層、82……けい化ニツケル層。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−166552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−105745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−15554（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】アルミニウム、アルミニウム−シリコン
（0.2〜1.2重量％）−マグネシウム（0.45〜1.2重量
％）合金、超ジユラルミン、超々ジユラルミンより選ば
れた一つよりなる導電性支持体と水素化アモルフアスシ
リコンからなる光導電層とを有する電子写真感光体にお
いて、前記導電性支持体と前記光導電層との間に、窒化
チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、炭化チタン、
炭化モリブデン、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭
化ニオブ、炭化タンタル及び金属クロムから選ばれた一
つよりなる厚さ0.005〜５μｍの拡散阻止層を具備する
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 【請求項２】アルミニウム、アルミニウム−シリコン
（0.2〜1.2重量％）−マグネシウム（0.45〜1.2重量
％）合金、超ジユラルミン、超々ジユラルミンより選ば
れた一つよりなる導電性支持体上に、水素化アモルフア
スシリコンカーバイド及びアモルフアスシリコンカーバ
イドの一方よりなる障壁層を有し、該障壁層の上に水素
化アモルフアスシリコンよりなる光導電層を有し、該光
導電層の上に表面被覆層を有する電子写真感光体におい
て、前記導電性支持体と前記光導電層との間に、窒化チ
タン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、炭化チタン、炭
化モリブデン、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化
ニオブ、炭化タンタル及び金属クロムから選ばれた一つ
よりなる厚さ0.005〜５μｍの拡散阻止層を具備するこ
とを特徴とする電子写真感光体。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記表面
被覆層がアモルフアスシリコンカーバイド及び水素化ア
モルフアスシリコンカーバイドのいずれか一方よりなる
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 【請求項４】アルミニウム、アルミニウム−シリコン
（0.2〜1.2重量％）−マグネシウム（0.45〜1.2重量
％）合金、超ジユラルミン、超々ジユラルミンより選ば
れた一つからなる導電性支持体と、水素化アモルフアス
シリコンからなる光導電層と、前記導電性支持体と前記
光導電層との間に、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハ
フニウム、炭化チタン、炭化モリブデン、炭化ハフニウ
ム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル及び金
属クロムから選ばれた一つよりなる厚さ0.005〜５μｍ
の拡散阻止層とを具備した電子写真感光体の表面を帯電
させ、所定の光を照射して露光し静電潜像を作ることを
特徴とする像形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20597486 | 1986-09-03 | ||
| JP61-205974 | 1986-09-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63218967A JPS63218967A (ja) | 1988-09-12 |
| JPH0677158B2 true JPH0677158B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16515797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62215410A Expired - Fee Related JPH0677158B2 (ja) | 1986-09-03 | 1987-08-31 | 電子写真感光体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4804606A (ja) |
| EP (1) | EP0262807B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0677158B2 (ja) |
| DE (1) | DE3784125T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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