JPH0814706B2 - 半導体レーザプリンタ用感光体の製造方法 - Google Patents
半導体レーザプリンタ用感光体の製造方法Info
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- JPH0814706B2 JPH0814706B2 JP61226875A JP22687586A JPH0814706B2 JP H0814706 B2 JPH0814706 B2 JP H0814706B2 JP 61226875 A JP61226875 A JP 61226875A JP 22687586 A JP22687586 A JP 22687586A JP H0814706 B2 JPH0814706 B2 JP H0814706B2
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- photosensitive layer
- laser printer
- diborane
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は光導電層としてアモルファスシリコン（以下
ａ−Siという）を用いた半導体レーザプリンター用感光
体の製造方法に関する。
ａ−Siという）を用いた半導体レーザプリンター用感光
体の製造方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕 従来、電子写真用感光体として例えばアモルファスS
e、またはアモルファスSeにAs,Te,Sbなどの不純物をド
ープした光導電性材料を用いた感光体、あるいはZnOやC
dSなどの光導電性材料を樹脂バインダーに分散させて用
いた感光体などが使用されている。しかしながら、これ
らの感光体は耐熱性、環境汚染性、機械的強度の点で問
題がある。
e、またはアモルファスSeにAs,Te,Sbなどの不純物をド
ープした光導電性材料を用いた感光体、あるいはZnOやC
dSなどの光導電性材料を樹脂バインダーに分散させて用
いた感光体などが使用されている。しかしながら、これ
らの感光体は耐熱性、環境汚染性、機械的強度の点で問
題がある。
近年、光導電層としてアモルファスシリコンを用いる
ことによって、従来の電子写真感光体の欠点を解決する
技術が提案されている。蒸着あるいはスパッタリングに
よって作られたａ−Siは暗所での比抵抗が105Ω・cmと
低く、また光導電度が極めて小さいので、電子写真用感
光体の光導電性材料としては適していない。このような
ａ−Siでは、Si−Si結合が切れた、いわゆるダイグリン
グボンドが形成され、この欠陥に起因してエネルギーギ
ャップ内に多くの局在準位が存在する。このために熱励
起担体のホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくな
り、また光励起担体が局在準位に捕獲されるために光導
電性が悪くなっている。
ことによって、従来の電子写真感光体の欠点を解決する
技術が提案されている。蒸着あるいはスパッタリングに
よって作られたａ−Siは暗所での比抵抗が105Ω・cmと
低く、また光導電度が極めて小さいので、電子写真用感
光体の光導電性材料としては適していない。このような
ａ−Siでは、Si−Si結合が切れた、いわゆるダイグリン
グボンドが形成され、この欠陥に起因してエネルギーギ
ャップ内に多くの局在準位が存在する。このために熱励
起担体のホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくな
り、また光励起担体が局在準位に捕獲されるために光導
電性が悪くなっている。
これに対してシランガス（SiH4）のグロー放電分解ま
たは光CVDによって作った水素化アモルファスシリコン
（ａ−Si（Ｈ））では、上述の欠陥を水素原子（Ｈ）で
捕獲し、SiにＨを結合させることによってダングリング
ボンドの数を大幅に低減できるので、光導電性が極めて
良好になり、ｐ型およびｎ型の価電子制御も可能となっ
たが、暗比抵抗値はたかだか108〜109Ω・cmであって、
電子写真用感光体として十分な1012Ω・cm以上の比抵抗
値に対してはまだ低い値である。したがってこのような
ａ−Si（Ｈ）からなる感光体は、表面電位の暗減衰速度
が大きく初期帯電位が低い。このようなａ−Si（Ｈ）に
ホウ素をドープすれば暗比抵抗を1012Ω・cm以上まで高
めて電荷保持機能を付与することができ、カールソン方
式による複写プロセスに適用することが可能である。し
かしながら、ホウ素のドープ量に関しては一般に0.数pp
mから数千ppmと明確でなく、また電子写真用感光体とし
て要求される光感度との関係についても検討されていな
い。そのため現在得られる感度は必ずしも十分なもので
はなく、特に露光光源として半導体レーザを使用する際
必要とする波長700nm以上の領域における分光感度が著
しく低いものしか得られていない。また700nm以上の領
域での感度を高めるために、ゲルマニウムを含有させる
方法等が考えられているがなお十分ではない。
たは光CVDによって作った水素化アモルファスシリコン
（ａ−Si（Ｈ））では、上述の欠陥を水素原子（Ｈ）で
捕獲し、SiにＨを結合させることによってダングリング
ボンドの数を大幅に低減できるので、光導電性が極めて
良好になり、ｐ型およびｎ型の価電子制御も可能となっ
たが、暗比抵抗値はたかだか108〜109Ω・cmであって、
電子写真用感光体として十分な1012Ω・cm以上の比抵抗
値に対してはまだ低い値である。したがってこのような
ａ−Si（Ｈ）からなる感光体は、表面電位の暗減衰速度
が大きく初期帯電位が低い。このようなａ−Si（Ｈ）に
ホウ素をドープすれば暗比抵抗を1012Ω・cm以上まで高
めて電荷保持機能を付与することができ、カールソン方
式による複写プロセスに適用することが可能である。し
かしながら、ホウ素のドープ量に関しては一般に0.数pp
mから数千ppmと明確でなく、また電子写真用感光体とし
て要求される光感度との関係についても検討されていな
い。そのため現在得られる感度は必ずしも十分なもので
はなく、特に露光光源として半導体レーザを使用する際
必要とする波長700nm以上の領域における分光感度が著
しく低いものしか得られていない。また700nm以上の領
域での感度を高めるために、ゲルマニウムを含有させる
方法等が考えられているがなお十分ではない。
本発明の目的は、半導体レーザ光源に適用できる分光
感度を有する水素化アモルファシリコンよりなる半導体
レーザプリンター用感光体の製造方法を提供することに
ある。
感度を有する水素化アモルファシリコンよりなる半導体
レーザプリンター用感光体の製造方法を提供することに
ある。
本発明によれば、原料ガスとしてジボランとシランを
用い、高周波グロー放電により導電性基体上に水素化ア
モルファスシリコンから成るブロッキング層と感光層と
をこの順にそれぞれ所定の形成条件により形成する感光
体の製造方法において、前記感光層を形成するには必要
な所定の形成条件の一つであるジボランとシランの流量
比を〔B2H6〕／〔SiH4〕＝１〜10ppmとして感光層を形
成することにより上記の目的を達成するものである。
用い、高周波グロー放電により導電性基体上に水素化ア
モルファスシリコンから成るブロッキング層と感光層と
をこの順にそれぞれ所定の形成条件により形成する感光
体の製造方法において、前記感光層を形成するには必要
な所定の形成条件の一つであるジボランとシランの流量
比を〔B2H6〕／〔SiH4〕＝１〜10ppmとして感光層を形
成することにより上記の目的を達成するものである。
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明により得られた半導体レーザプリンタ
用感光体の断面図で、基体１の上に水素化アモルファス
シリコンにホウ素をドープしたブロッキング層３が被着
しており、このブロッキング層３は基体１からの電荷の
注入を阻止するためのものである。このブロッキング層
３の上にはジボランとシランとの流量比を〔B2H6〕／
〔SiH4〕＝１〜10pmmとした条件下で高周波グロー放電
により水素化アモノファスシリコンから成る感光層２が
被着している。また、感光層２の上には表面保護層４が
設けられている。基体１としてはアルミニウム、鉄、銅
などの金属または合金からなる導電材料基体、あるいは
少なくとも感光層２側に導電処理を施された、例えばポ
リカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ガラ
ス、紙などの絶縁材料基体を使用することができる。基
体１の形状は円筒状あるいはシート状など任意に選ぶこ
とができる。また、表面保護層４は適宜形成することが
できるものであり、水素化アモルファスシリコン感光体
が長期にわたって大気や湿気にさらされることにより、
あるいは複写プロセスにおけるコロナ放電などで生成さ
れる化学種（オゾン、窒素酸化物など）により影響を受
け、なんらかの化学的変質によって画像不良が発生する
ことを防止するためのもので、ａ−Si1-xCx（Ｈ）ある
いはａ−SixN1-x（Ｈ）等の材料で形成される。
用感光体の断面図で、基体１の上に水素化アモルファス
シリコンにホウ素をドープしたブロッキング層３が被着
しており、このブロッキング層３は基体１からの電荷の
注入を阻止するためのものである。このブロッキング層
３の上にはジボランとシランとの流量比を〔B2H6〕／
〔SiH4〕＝１〜10pmmとした条件下で高周波グロー放電
により水素化アモノファスシリコンから成る感光層２が
被着している。また、感光層２の上には表面保護層４が
設けられている。基体１としてはアルミニウム、鉄、銅
などの金属または合金からなる導電材料基体、あるいは
少なくとも感光層２側に導電処理を施された、例えばポ
リカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ガラ
ス、紙などの絶縁材料基体を使用することができる。基
体１の形状は円筒状あるいはシート状など任意に選ぶこ
とができる。また、表面保護層４は適宜形成することが
できるものであり、水素化アモルファスシリコン感光体
が長期にわたって大気や湿気にさらされることにより、
あるいは複写プロセスにおけるコロナ放電などで生成さ
れる化学種（オゾン、窒素酸化物など）により影響を受
け、なんらかの化学的変質によって画像不良が発生する
ことを防止するためのもので、ａ−Si1-xCx（Ｈ）ある
いはａ−SixN1-x（Ｈ）等の材料で形成される。
第２図は本発明方法を実施するための水素化アモルフ
ァスシリコン膜の生成装置を示し、真空槽11の内部に基
体１の保持部12とそれに対向する電極13が配置され、保
持部12、電極13にはそれぞれヒータ14,15が設けられて
いる。導電性基体１を保持部12に固定し、真空槽11内の
圧力が10-6Torrになるように排気ポンプ16により排気バ
ルブ17を介して排気する。基体１および電極13の温度が
所定の値になるようにヒータ14および15により加熱す
る。保持部12と導電性基体１は周方向の膜均一性を出す
ために回転させる。
ァスシリコン膜の生成装置を示し、真空槽11の内部に基
体１の保持部12とそれに対向する電極13が配置され、保
持部12、電極13にはそれぞれヒータ14,15が設けられて
いる。導電性基体１を保持部12に固定し、真空槽11内の
圧力が10-6Torrになるように排気ポンプ16により排気バ
ルブ17を介して排気する。基体１および電極13の温度が
所定の値になるようにヒータ14および15により加熱す
る。保持部12と導電性基体１は周方向の膜均一性を出す
ために回転させる。
次に原料ガスの圧力容器21〜25の中から成膜に必要な
ガス圧力容器例えば21のバルブ18、ストップバルブ20を
開き、流量調節計19を通して真空槽11の中へ所要のガ
ス、例えばジボランを供給する。他のガスについても同
様である。次に槽内圧力を所定の圧力例えば0.001〜5To
rrに調整後、高周波電源26から高周波電力（13.56MHz）
を絶縁封かん部27を通して対向電極13に供給し、対向電
極13と基体１との間にグロー放電を発生させて成膜を行
う。
ガス圧力容器例えば21のバルブ18、ストップバルブ20を
開き、流量調節計19を通して真空槽11の中へ所要のガ
ス、例えばジボランを供給する。他のガスについても同
様である。次に槽内圧力を所定の圧力例えば0.001〜5To
rrに調整後、高周波電源26から高周波電力（13.56MHz）
を絶縁封かん部27を通して対向電極13に供給し、対向電
極13と基体１との間にグロー放電を発生させて成膜を行
う。
なお成膜時に外部からバイアス電圧を加えることも膜
質の制御上有効である。高周波放電の場合は自然にバイ
アスが発生し、これを通常は自己バイアスと呼んでいる
が、このようなバイアス電圧は＋100〜500Vが適してい
る。
質の制御上有効である。高周波放電の場合は自然にバイ
アスが発生し、これを通常は自己バイアスと呼んでいる
が、このようなバイアス電圧は＋100〜500Vが適してい
る。
実施例１ トリクロルエチレンで脱脂洗浄したアルミニウムの円
筒基体１を真空槽11の保持部12に固定し、原料ガスとし
てSiH4，B2H6をそれぞれのガス圧力容器から供給し、次
の条件で暑さ0.2μｍのブロッキング層３を形成した。
筒基体１を真空槽11の保持部12に固定し、原料ガスとし
てSiH4，B2H6をそれぞれのガス圧力容器から供給し、次
の条件で暑さ0.2μｍのブロッキング層３を形成した。
SiH4（100％） 流量250cc/分 B2H6（5000ppm,H2ベース） 流量20cc/分 ガス圧 0.5Torr 高周波電力 50W 基体温度 250℃ 成膜時間 10分 さらにこの上に原料ガスとしてSiH4，B2H6を用いて次の
条件で感光層２を厚さ25μｍ形成した。
条件で感光層２を厚さ25μｍ形成した。
SiH4（100％） 流量200cc/分 B2H6（20ppm,H2ベース）流量25cc/分 ジボランとシランの流量比〔B2H6〕／〔SiH4〕は2.5p
pmとなる。
pmとなる。
ガス圧 1.2Torr 高周波電圧 300W 基体温度 250℃ 成膜時間 ３時間 基体温度はいずれも赤外線温度計と熱電対により測定し
た。上記実施例１の感光体をカールソン方式の半導体レ
ーザ（780nm）を光源とするプリンターに装着し試験し
た結果、極めて鮮明な画像が得られ、十分な長波長感度
があった。
た。上記実施例１の感光体をカールソン方式の半導体レ
ーザ（780nm）を光源とするプリンターに装着し試験し
た結果、極めて鮮明な画像が得られ、十分な長波長感度
があった。
実施例２ 実施例１と同様にしてブロッキング層３を形成し、感
光層を形成するためのジボランとして20ppmH2、100ppmH
2ベース、1000ppmH2ベースを用い、ジボランとシランの
流量比を〔B2H6〕／〔SiH4〕＝１〜100ppmにわたって変
化させて感光層を形成した。
光層を形成するためのジボランとして20ppmH2、100ppmH
2ベース、1000ppmH2ベースを用い、ジボランとシランの
流量比を〔B2H6〕／〔SiH4〕＝１〜100ppmにわたって変
化させて感光層を形成した。
第３図はこのようにして得た感光層のうち、流量比が
1ppm,10ppm,50ppm,100ppmのものについて分光感度を各
露光波長に対する量子効率、すなわち侵入光子数に対す
る発生キャリヤ数の比であらわしたものである。図から
わかるように、ホウ素のドープ量が低下するに従って長
波長側の感度が増大し、特に800nmの光に対する感度は
ホウ素のドープ量に依存している。また、ジボランとシ
ランの流量比〔B2H6〕／〔SiH4〕が10ppmを越えると電
荷保持性能の低下と共に第３図に示す如く、波長700nm
以上での量子効率低下により半導体レーザプリンタへの
適用ができない。一方1ppm以下になると残留電位の上昇
が見られる傾向にある。これらのことから、波長700nm
以上に十分な光感度を持ち、画像濃度が十分高い良好な
画像を得るためには、感光層を生成するためのジボラン
とシランとの流量比が１〜10ppmの範囲にあることが望
ましいことがわかる。
1ppm,10ppm,50ppm,100ppmのものについて分光感度を各
露光波長に対する量子効率、すなわち侵入光子数に対す
る発生キャリヤ数の比であらわしたものである。図から
わかるように、ホウ素のドープ量が低下するに従って長
波長側の感度が増大し、特に800nmの光に対する感度は
ホウ素のドープ量に依存している。また、ジボランとシ
ランの流量比〔B2H6〕／〔SiH4〕が10ppmを越えると電
荷保持性能の低下と共に第３図に示す如く、波長700nm
以上での量子効率低下により半導体レーザプリンタへの
適用ができない。一方1ppm以下になると残留電位の上昇
が見られる傾向にある。これらのことから、波長700nm
以上に十分な光感度を持ち、画像濃度が十分高い良好な
画像を得るためには、感光層を生成するためのジボラン
とシランとの流量比が１〜10ppmの範囲にあることが望
ましいことがわかる。
本発明によれば、水素化アモルファスシリコン感光層
を生成するのに使用するガスのジボランとシランの流量
比を１〜10ppmの範囲にすることにより、半導体レーザ
を使用する際必要となる波長700nm以上の領域における
分光感度が高く、半導体レーザプリンタに使用できる電
子写真用感光体を得ることができる。
を生成するのに使用するガスのジボランとシランの流量
比を１〜10ppmの範囲にすることにより、半導体レーザ
を使用する際必要となる波長700nm以上の領域における
分光感度が高く、半導体レーザプリンタに使用できる電
子写真用感光体を得ることができる。
第１図は本発明方法により得られた半導体レーザプリン
タ用感光体の一実施例の断面図、第２図は本発明方法を
実施するために用いる装置の構成配置図、第３図は水素
化アモルファスシリコン感光層のホウ素のドープ量と量
子効果の分光特性との関係を示す線図である。 １…基体、２…感光層。
タ用感光体の一実施例の断面図、第２図は本発明方法を
実施するために用いる装置の構成配置図、第３図は水素
化アモルファスシリコン感光層のホウ素のドープ量と量
子効果の分光特性との関係を示す線図である。 １…基体、２…感光層。
フロントページの続き (72)発明者 会沢 宏一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 田村 幸久 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−235151（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】原料ガスとしてジボランとシランを用い、
高周波グロー放電法により導電性基体上に水素化アモル
ファスシリコンから成るブロッキング層と感光層とをこ
の順にそれぞれ所定の条件により形成する感光体の製造
方法において、前記感光層を形成するに必要な所定条件
のひとつであるジボランとシランの流量比を〔B2H6〕／
〔SiH4〕＝１〜10ppmとしたことを特徴とする半導体レ
ーザプリンタ用感光体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226875A JPH0814706B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レーザプリンタ用感光体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226875A JPH0814706B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レーザプリンタ用感光体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381368A JPS6381368A (ja) | 1988-04-12 |
| JPH0814706B2 true JPH0814706B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=16851943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61226875A Expired - Lifetime JPH0814706B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レーザプリンタ用感光体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814706B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235151A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 感光体 |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61226875A patent/JPH0814706B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6381368A (ja) | 1988-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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