JPH0723962B2 - ドラム形感光体の作製方法 - Google Patents
ドラム形感光体の作製方法Info
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- JPH0723962B2 JPH0723962B2 JP56151148A JP15114881A JPH0723962B2 JP H0723962 B2 JPH0723962 B2 JP H0723962B2 JP 56151148 A JP56151148 A JP 56151148A JP 15114881 A JP15114881 A JP 15114881A JP H0723962 B2 JPH0723962 B2 JP H0723962B2
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- semiconductor
- drum
- semiconductor layer
- plasma
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03G5/08278—Depositing methods
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ドラム上に感光体半導体層を積層することに
関する。
関する。
静電複写機に用いる感光体は、従来のプラズマ放電法で
は、平面上の基板上に設けることが行われている。しか
し、感光体のように半導体層を厚く設ける場合には、一
定厚の同一膜を形成する点で、平面の基板は満足できる
ものではなかった。
は、平面上の基板上に設けることが行われている。しか
し、感光体のように半導体層を厚く設ける場合には、一
定厚の同一膜を形成する点で、平面の基板は満足できる
ものではなかった。
従って、本発明の目的は、感光体の半導体層を均一な厚
さで形成する方法を提供することである。
さで形成する方法を提供することである。
このために、本発明のドラム形感光体の作製方法は、導
電性基体を円筒状のアルミニュームまたはその化合物に
より作製し、円筒状の反応炉内でプラズマ発生領域にて
前記円筒状導電性基体を回転させつつ、該円筒状導電性
基体の表面に珪化物を含む気体とホウ素またはインジュ
ームを含む気体とを前記プラズマ中に導入して第１半導
体層を導電性基体上に形成する工程と、珪化物を含む気
体を導入して真性または実質的に真性の第２半導体層を
第１半導体層上に全周にわたり形成する工程と、前記珪
化物を含む気体と窒化物気体または炭化物気体とを導入
して電荷透過性絶縁体層を第２半導体層上に形成する工
程とにより、前記被膜を導電性基体上に設けることを特
徴とする。
電性基体を円筒状のアルミニュームまたはその化合物に
より作製し、円筒状の反応炉内でプラズマ発生領域にて
前記円筒状導電性基体を回転させつつ、該円筒状導電性
基体の表面に珪化物を含む気体とホウ素またはインジュ
ームを含む気体とを前記プラズマ中に導入して第１半導
体層を導電性基体上に形成する工程と、珪化物を含む気
体を導入して真性または実質的に真性の第２半導体層を
第１半導体層上に全周にわたり形成する工程と、前記珪
化物を含む気体と窒化物気体または炭化物気体とを導入
して電荷透過性絶縁体層を第２半導体層上に形成する工
程とにより、前記被膜を導電性基体上に設けることを特
徴とする。
以下に本発明の実施例を図面に従って説明する。
第１図は本発明を適用させるべき静電複写機の要素を示
したものである。即ち第１図（Ａ）において導電性基板
上に光導電性の半導体（１）が設けられている。さらに
この後、第１図（Ｃ）に示す如く、光（５）に局部的に
吸着した領域（６）、（６′）、（６″）の静電気は導
体（２）へと放出される。加えて光励起で発生した電気
・ホール対のうち図面では負の電子がこの正の静電気と
再結合して中和する。かくして半導体上に選択的に静電
気を分布せしめることができた。
したものである。即ち第１図（Ａ）において導電性基板
上に光導電性の半導体（１）が設けられている。さらに
この後、第１図（Ｃ）に示す如く、光（５）に局部的に
吸着した領域（６）、（６′）、（６″）の静電気は導
体（２）へと放出される。加えて光励起で発生した電気
・ホール対のうち図面では負の電子がこの正の静電気と
再結合して中和する。かくして半導体上に選択的に静電
気を分布せしめることができた。
第２図はこの原理を応用した回転ドラム形の半導体を用
いた光導電性半導体層を設けた電子式複写機の原理を示
している。
いた光導電性半導体層を設けた電子式複写機の原理を示
している。
即ち回転ドラムの表面部分はＰまたはＮ型の半導体と真
性または実質的に真性の半導体との多層構造が第１図と
同様に設けられている。
性または実質的に真性の半導体との多層構造が第１図と
同様に設けられている。
さらに静電気発生源（８）より放出された静電気は、ド
ラムの上面のエネルギバンド的に井戸型の半導体のクラ
スタまたは膜内に（３）の如く均一に分布される。さら
に、光源（７）より物体（例えば印刷された紙表面）
（11）の反射光（５）がスリット（９）を経てドラム上
を照射する。すると照射された表面領域の半導体中で光
起電力を発生し、その負の電荷の再結合及び正の電荷の
基板導体への放出により、その反射光（５）に従って静
電気（４）の濃淡ができる。
ラムの上面のエネルギバンド的に井戸型の半導体のクラ
スタまたは膜内に（３）の如く均一に分布される。さら
に、光源（７）より物体（例えば印刷された紙表面）
（11）の反射光（５）がスリット（９）を経てドラム上
を照射する。すると照射された表面領域の半導体中で光
起電力を発生し、その負の電荷の再結合及び正の電荷の
基板導体への放出により、その反射光（５）に従って静
電気（４）の濃淡ができる。
さらにこの回転ドラムの表面は（12）の部分にて炭素粉
またはそれと似質の混合物（1.0〜100μ）の粒径）の黒
粉体をドラム表面上に分布せしめる。するとこの粉体は
静電気の量に比例してドラム表面に付着する。いわゆる
「可視化」を行う。
またはそれと似質の混合物（1.0〜100μ）の粒径）の黒
粉体をドラム表面上に分布せしめる。するとこの粉体は
静電気の量に比例してドラム表面に付着する。いわゆる
「可視化」を行う。
さらにこのドラムの回転（スピードは１〜10秒／回転）
と同じスピードにてこの黒粉体の表面に接して被複写体
例えば新しい紙（13）が移動し、この粉体を被複写体上
に付着せしめる。この後この紙（13）は焼付、定着を経
て複写が完成する。ドラムの表面に残存した粉体はブラ
シ（14）により完全に除去した後、最初の静電気発生源
に至る。
と同じスピードにてこの黒粉体の表面に接して被複写体
例えば新しい紙（13）が移動し、この粉体を被複写体上
に付着せしめる。この後この紙（13）は焼付、定着を経
て複写が完成する。ドラムの表面に残存した粉体はブラ
シ（14）により完全に除去した後、最初の静電気発生源
に至る。
第３図は従来の非接合型の光導電性半導体（１）のエネ
ルギバンド図である。図面において静電気（３）、裏面
の導体（２）が設けられ、光照射に電子・ホールが形成
されるが、この半導体はCdS等の化合物半導体であり真
性であるため、フェルミレベル（22）が中央に存在して
いる。さらにこの半導体（１）の表面に静電気が吸着し
て安定状態になったエネルギバンド図が第３図（Ｂ）に
示されている。
ルギバンド図である。図面において静電気（３）、裏面
の導体（２）が設けられ、光照射に電子・ホールが形成
されるが、この半導体はCdS等の化合物半導体であり真
性であるため、フェルミレベル（22）が中央に存在して
いる。さらにこの半導体（１）の表面に静電気が吸着し
て安定状態になったエネルギバンド図が第３図（Ｂ）に
示されている。
本発明のドラムを製造するプラズマCVD法を用いた製造
装置を第４図に示す。
装置を第４図に示す。
即ち、真空可能な円筒形反応炉（50）に配設したドラム
（42）は直径20〜40cm、長さ25〜50cmを有しており、こ
のドラム（42）を0.1〜１回／秒の速度にて回転させ
た。ドラムの表面はアルミニュームまたはその化合物よ
りなり、表面の酸化アルミニュームを珪化物気体を被膜
化する前に真空中でプラズマスパッタにてAr、またはAr
およびH2との混合気体によりドラム表面の被形成面をク
リーニングして酸化物または汚物を除去した。この後、
珪化物気体であるSiH4、SiH2Cl2、SiCl4またはSiF4を
（40）より導入する。さらにＰ型半導体を形成する場合
にはIII価の不純物であるB2H6、InCl3を同時にヘリュー
ム等により希釈して導入する。この後、プラズマを１〜
50MHzを高周波または１〜10GHzのマイクロ波の周波数で
100W〜1KWのパワー（高周波出力）を加え、第４図
（Ｂ）の如くドラム（42）と、ドラムの円筒形に合わせ
て円弧状にした電極（47）、（47′）との間にプラズマ
化を生ぜしめ、珪素を主成分とした元素がドラム上に被
着するようにこのドラムを200〜400℃に加熱しつつ、か
つDCプラズマCVDを行った。電極47、47′は、反応炉50
の内壁より離れてドラム42に向いているので、グロー放
電がドラム42上の導電性基体の表面近傍のみに発生す
る。このため、反応炉50の内壁には珪化物の被着が少な
く、単純なグロー放電法を利用した方法と比べて1/10以
下となり、材料の有効利用並びにコスト低下を図れた。
さらに、B2H6、InCl3の導入を中止し、真性または実質
的に真性の半導体層を形成させた。
（42）は直径20〜40cm、長さ25〜50cmを有しており、こ
のドラム（42）を0.1〜１回／秒の速度にて回転させ
た。ドラムの表面はアルミニュームまたはその化合物よ
りなり、表面の酸化アルミニュームを珪化物気体を被膜
化する前に真空中でプラズマスパッタにてAr、またはAr
およびH2との混合気体によりドラム表面の被形成面をク
リーニングして酸化物または汚物を除去した。この後、
珪化物気体であるSiH4、SiH2Cl2、SiCl4またはSiF4を
（40）より導入する。さらにＰ型半導体を形成する場合
にはIII価の不純物であるB2H6、InCl3を同時にヘリュー
ム等により希釈して導入する。この後、プラズマを１〜
50MHzを高周波または１〜10GHzのマイクロ波の周波数で
100W〜1KWのパワー（高周波出力）を加え、第４図
（Ｂ）の如くドラム（42）と、ドラムの円筒形に合わせ
て円弧状にした電極（47）、（47′）との間にプラズマ
化を生ぜしめ、珪素を主成分とした元素がドラム上に被
着するようにこのドラムを200〜400℃に加熱しつつ、か
つDCプラズマCVDを行った。電極47、47′は、反応炉50
の内壁より離れてドラム42に向いているので、グロー放
電がドラム42上の導電性基体の表面近傍のみに発生す
る。このため、反応炉50の内壁には珪化物の被着が少な
く、単純なグロー放電法を利用した方法と比べて1/10以
下となり、材料の有効利用並びにコスト低下を図れた。
さらに、B2H6、InCl3の導入を中止し、真性または実質
的に真性の半導体層を形成させた。
反応炉内は珪化物気体特にシランを３〜30％、He97〜70
％とし、さらにB2H6またはInCl3を0.1〜５％導入する場
合はその量に相当する希釈材であるヘリュームを少なく
した。ヘリュームはすべての気体中最も軽く、かつ熱伝
導率がAr等に比べて約３倍も大きく、反応炉内の均熱化
にきわめて好ましい希釈ガスであった。
％とし、さらにB2H6またはInCl3を0.1〜５％導入する場
合はその量に相当する希釈材であるヘリュームを少なく
した。ヘリュームはすべての気体中最も軽く、かつ熱伝
導率がAr等に比べて約３倍も大きく、反応炉内の均熱化
にきわめて好ましい希釈ガスであった。
さらにはHeはイオン化する時の電離電圧が21eVもあり、
他の気体の12〜15eVに比べてきわめて大きく、結果とし
てプラズマ状態の持続に対してもその寄与が大であっ
た。
他の気体の12〜15eVに比べてきわめて大きく、結果とし
てプラズマ状態の持続に対してもその寄与が大であっ
た。
さらにこの形成される被膜を半導体ではなく半絶縁体と
するためには同様にアンモニアを添加した。するとSi3N
4-x（０＜ｘ＜４）が形成され、窒素が10〜50原子％添
加されるとその膜はEgが2.0〜3.0eVと珪素の1.0〜1.8eV
よりも大きくすることができ、耐磨耗性も向上した。本
発明の静電複写機は結果として、従来より公知の単純な
珪素ではなく、窒素が10〜50原子％添加され、特にこの
半導体の静電気が吸着する表面またはその近傍に窒素の
添加量を大とした。
するためには同様にアンモニアを添加した。するとSi3N
4-x（０＜ｘ＜４）が形成され、窒素が10〜50原子％添
加されるとその膜はEgが2.0〜3.0eVと珪素の1.0〜1.8eV
よりも大きくすることができ、耐磨耗性も向上した。本
発明の静電複写機は結果として、従来より公知の単純な
珪素ではなく、窒素が10〜50原子％添加され、特にこの
半導体の静電気が吸着する表面またはその近傍に窒素の
添加量を大とした。
かくして、第５図に示す如く、導体基板（２）上にＰ型
半導体（21）、真性または実質的に真性の半導体（23）
よりなる半導体層（１）を形成した。この上面に電流を
流し得る厚さの絶縁または半絶縁膜（26）ここでは窒化
珪素を10〜100A（オングストローム）特に30〜50A（オ
ングストローム）を漸次積層し、光導電性半導体または
半絶縁体の層とした。この上面に半導体のクラスタ（5
0）をエネルギ的に井戸型を構成するようにして同じ反
応炉にて作製した。さらにその上面に電流を流し得る厚
さの第２の絶縁または半絶縁膜（27）を（26）と同様の
作製方法により形成した。半導体のクラスタ（50）は50
A（オングストローム）〜５μｍの直径をもつ塊状の半
導体であり、また各クラスタ間は互いに電気的に絶縁さ
れている。平均膜厚が50〜2000A（オングストローム）
の厚さを有するこのクラスタはシランのみを膜（26）上
にティポジットしてもよく、またはこの珪素に0.1〜10
原子％の窒素を添加したそのクラスタの外周辺を窒化し
た低級窒化物であってもよい。いずれにしても一度半導
体表面よりこの低い（狭い）エネルギバンドを有する井
戸（50）内に静電荷を蓄積させた場合でも、面方向に拡
散しない程度に絶縁性があることが必要である。この意
味で半導体をクラスタ構造とし、またその周辺を絶縁性
にするための窒素を添加することは有効であった。
半導体（21）、真性または実質的に真性の半導体（23）
よりなる半導体層（１）を形成した。この上面に電流を
流し得る厚さの絶縁または半絶縁膜（26）ここでは窒化
珪素を10〜100A（オングストローム）特に30〜50A（オ
ングストローム）を漸次積層し、光導電性半導体または
半絶縁体の層とした。この上面に半導体のクラスタ（5
0）をエネルギ的に井戸型を構成するようにして同じ反
応炉にて作製した。さらにその上面に電流を流し得る厚
さの第２の絶縁または半絶縁膜（27）を（26）と同様の
作製方法により形成した。半導体のクラスタ（50）は50
A（オングストローム）〜５μｍの直径をもつ塊状の半
導体であり、また各クラスタ間は互いに電気的に絶縁さ
れている。平均膜厚が50〜2000A（オングストローム）
の厚さを有するこのクラスタはシランのみを膜（26）上
にティポジットしてもよく、またはこの珪素に0.1〜10
原子％の窒素を添加したそのクラスタの外周辺を窒化し
た低級窒化物であってもよい。いずれにしても一度半導
体表面よりこの低い（狭い）エネルギバンドを有する井
戸（50）内に静電荷を蓄積させた場合でも、面方向に拡
散しない程度に絶縁性があることが必要である。この意
味で半導体をクラスタ構造とし、またその周辺を絶縁性
にするための窒素を添加することは有効であった。
さらに本発明においてはこの半導体のクラスタまたは膜
の表面に電流を流し得る厚さの絶縁物、ここでは窒化珪
素（Si3N4）をバリア層（27）として30〜100A（オング
ストローム）の厚さに形成させた。この窒化珪素はエネ
ルギバンド巾が5.0eVであり、これは酸化珪素に比べて
硬く耐磨耗性に優れているに加えて、その厚さを30〜10
0A（オングストローム）と厚くしても電流を流すことが
できる。このため酸化珪素の保護膜に比べて寿命が長い
という特徴を有する。
の表面に電流を流し得る厚さの絶縁物、ここでは窒化珪
素（Si3N4）をバリア層（27）として30〜100A（オング
ストローム）の厚さに形成させた。この窒化珪素はエネ
ルギバンド巾が5.0eVであり、これは酸化珪素に比べて
硬く耐磨耗性に優れているに加えて、その厚さを30〜10
0A（オングストローム）と厚くしても電流を流すことが
できる。このため酸化珪素の保護膜に比べて寿命が長い
という特徴を有する。
本発明においては、第４図の反応炉においてシランの導
入を中止してアンモニアのみを導入しプラズマ化し、こ
の半導体または半絶縁体の表面を固相−気相反応で窒化
して絶縁膜（27）を形成してもよい。この保護膜（27）
を炭化珪素であってもよい。炭化珪素の場合は、メタ
ン、エタン、プロパンのような炭化物気体を導入する。
入を中止してアンモニアのみを導入しプラズマ化し、こ
の半導体または半絶縁体の表面を固相−気相反応で窒化
して絶縁膜（27）を形成してもよい。この保護膜（27）
を炭化珪素であってもよい。炭化珪素の場合は、メタ
ン、エタン、プロパンのような炭化物気体を導入する。
本発明によれば、半導体層を基体上に厚く均一に設ける
ことができる。さらにこのドラム上での半導体または半
絶縁体の被膜化をドラムを回転しながらDCプラズマを利
用して減圧CVD法を用いた為、材料の反応炉の壁への付
着によるロスを少なくした等の特徴を有するもので、工
業的にきわめて重要である。さらに、アルミニュームま
たはその化合物の導電性基体を電力供給電極とすれば、
導電性基体上にプラズマスパッタが生じて、プラズマス
パッタより導電性基体表面のクリーニングができる。
ことができる。さらにこのドラム上での半導体または半
絶縁体の被膜化をドラムを回転しながらDCプラズマを利
用して減圧CVD法を用いた為、材料の反応炉の壁への付
着によるロスを少なくした等の特徴を有するもので、工
業的にきわめて重要である。さらに、アルミニュームま
たはその化合物の導電性基体を電力供給電極とすれば、
導電性基体上にプラズマスパッタが生じて、プラズマス
パッタより導電性基体表面のクリーニングができる。
第１図は本発明になる静電気の局部的な帯電の原理を示
す略図である。 第２図はドラム式の静電複写機の原理を示す略図であ
る。 第３図は従来の複写機用半導体のエネルギバンド図を示
である。 第４図は本発明の感光体を作るためのプラズマCVD法を
用いた製造装置の原理を示す略図である。 第５図は本発明の感光体のエネルギバンド構造を示す図
である。
す略図である。 第２図はドラム式の静電複写機の原理を示す略図であ
る。 第３図は従来の複写機用半導体のエネルギバンド図を示
である。 第４図は本発明の感光体を作るためのプラズマCVD法を
用いた製造装置の原理を示す略図である。 第５図は本発明の感光体のエネルギバンド構造を示す図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】反応炉内でプラズマを発生させる一方の電
極となるように導電性基体を円筒状のアルミニュームま
たはその化合物により作製し、反応炉の内壁よりも導電
性基体の側に、導電性基体の表面に相対して電極を配置
し、前記導電性基体と電極の間にプラズマを発生させ、
前記導電性基体を回転させつつ、珪化物を含む気体とホ
ウ素またはインジュームを含む気体とを前記プラズマ中
に導入して第１半導体層を導電性基体上に形成する工程
と、珪化物を含む気体を導入して真性または実質的に真
性の第２半導体層を第１半導体層上に形成する工程と、
前記珪化物を含む気体と炭化物気体とを導入して電荷透
過性絶縁体層を第２半導体層上に形成する工程とからな
ることを特徴とするドラム形感光体の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151148A JPH0723962B2 (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | ドラム形感光体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151148A JPH0723962B2 (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | ドラム形感光体の作製方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8680180A Division JPS5711351A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Electrostatic copying machine |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5287274A Division JP2617417B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 電子写真用感光体 |
| JP6126805A Division JP2662707B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ドラム形感光体の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57122446A JPS57122446A (en) | 1982-07-30 |
| JPH0723962B2 true JPH0723962B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=15512415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56151148A Expired - Lifetime JPH0723962B2 (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | ドラム形感光体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723962B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4666806A (en) * | 1985-09-30 | 1987-05-19 | Xerox Corporation | Overcoated amorphous silicon imaging members |
| JP3155413B2 (ja) * | 1992-10-23 | 2001-04-09 | キヤノン株式会社 | 光受容部材の形成方法、該方法による光受容部材および堆積膜の形成装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145539A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-13 | Canon Inc | Electrophotographic image forming material |
| JPS54145537A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-13 | Canon Inc | Preparation of electrophotographic image forming material |
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP56151148A patent/JPH0723962B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57122446A (en) | 1982-07-30 |
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| US5303007A (en) | Printing apparatus for electrostatic photocopying | |
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