JPS5824148A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Publication number
JPS5824148A
JPS5824148A JP56123205A JP12320581A JPS5824148A JP S5824148 A JPS5824148 A JP S5824148A JP 56123205 A JP56123205 A JP 56123205A JP 12320581 A JP12320581 A JP 12320581A JP S5824148 A JPS5824148 A JP S5824148A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
photoreceptor
gas
substrate
glow discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP56123205A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Teraishi
寺石 克弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP56123205A priority Critical patent/JPS5824148A/ja
Publication of JPS5824148A publication Critical patent/JPS5824148A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 重置明灯、グロー放電分解法により生成されるアモルフ
ァスシリコンを光導電体とする電子写真感光体に関する
ものである。
電子写真感光体としては既に様々な形態のもの・ が掃
察されているが、この中でも広く実用化されているもの
として導電性基板上にセレンま7?:ハセレン合金r真
空蒸着法により数10ミクロン厚に或いは酸化亜鉛や硫
化カドミウムを樹脂バインダーとともに数10ミクロン
厚に塗布により形成した所謂積層感光体と、例えば特公
昭45−5549号で4される如くセレンまたはセレン
合金光導電体層の厚さ紫1ミクロン以下としその士に透
光性有機半導体であるポリビニルカルバゾール會形成し
た所謂積層感光体とがある。
これら倒れの感光体も単層、積層を問わずその電子写真
物性heわめて優れているが、その反面環境汚染性、耐
熱性、表面襞間及び摩耗性等の点において問題があると
いう欠点t′*する。つまりセシン或いはセレン合金管
光導電体層とする感光体では複写機内の温麿が上昇する
と結晶化が促進しこの熱的不安定性に起因して使用不能
な状態にまで劣化するばかりか、セレンは人体への毒性
力強くセレンがその表面に露出した感光体では熱論のこ
と上述の如く積層構造とした感光体についても環境汚染
面からその取り扱いK[細心の注意を要する。tた酸化
亜鉛や硫化カドミウムt−樹脂と結合してなる光導電体
層を使用する感光体においても有害性が問題であり、し
かもこの種の感光体は製造工程がきわめて複雑であると
いう欠点に有する。更に加えてセレンや酸化亜鉛は表面
硬度、摩耗性の点において充分でなく残留トナー除去手
段としてファーブラシャ弾性ブレードr使用する書写機
では長期にわたる反復使用ができない。
本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、環境汚染
性耐熱性、表面硬度、摩耗性等に優れ、且つ、電子写真
特性としては従来と同様あるいはそれ以上に優れた電子
写真感光体管提供すること7目的とし、具体的KHアモ
ルファスシリコン光導電体層r有する電子写真感光体を
提供することt目的とする。
以下、本発明を説明すると、本願発明者は上記環境汚染
性、耐熱性罠優れた感光材料r探索した結果、半導体分
野でその研究開発が進められつつあるグロー放電分解法
で生成されるアモルファスシリコン(aymorpho
us 5ilicon以下a−si  と略す)K着目
し、電子写真感光体分野への応用を意図している。
グロー放電分解法で生成されるa−alはエネルギーギ
ャップ内の欠陥準位密度が低く、一般のアモルファスは
半導体としてはむしろ例外的な電気特性を示すことに加
えて、比較的低コストで大面積の膜が製作可能な製造面
での有用性をも合わせ有する為、従来結晶シリコン會主
体に進められてきた太陽電池、フォトセル等の半導体応
用技術分野では、このa−sit使用した技術開発が急
速に進められつつある。
このよう九半導体応用技術分野でその有用性が認められ
つつあるa−si金管電子写真感光材料、特に光導電体
としての応用を研究した結果、従来の感光体が欠如して
いた無公害性、耐熱性、表面硬度、摩耗性に対し理想的
な特性r有し且つ鮮明な画gIt形成するに充分な電子
写真特性管有することt見出した。
a−siijグロー放電分解法における基板温fr約5
0℃乃至250℃の範囲に設定することより不純物音−
切含有しない場合においても基板温f     ′の低
下に従ってその体積抵抗が約1010・譚から1011
Ωτ譚近くまで向上すること、純粋なa−81汀比視感
IHに近い分光特性含有し光導電体として優れているこ
と、硼索會約160 ppm程度まで含有することによ
り体積抵抗が10110・保以上まで向上し、%に硼累
含有量が約90乃至160 ppmでa−61は真性半
導体となり、電荷保持力、暗減衰率が一段と向上し単層
感光体としてカールソン方式に充分使用できること、更
に燐を約5 ppmまで含有した場合でも体積抵抗は低
下するものの積層構造の感光体として使用できること、
そして全体としてa−61感光体は無公害、耐熱性、表
面硬度、摩耗性に優れ、且つ電子写真特性としても従来
の感光体と比して何らひけのとらないものであることを
見出した〇 ここでグロー放電分解法について説明すると、第1図は
a −si ’に生成するためのグロー放電分解装置r
示し、図中の第1.第2.第3ポンプ(1)。
+21 、 +31には夫々81H4、PH3@ Bt
)T6ガスが密封されている。これらガスは対応する第
1.第2.@3p整弁i41 I 15+ 、 +61
 ’j開放することにより放出され、その流量がメータ
リングバルブ+71 s +81 m (91により規
制され主管α@へと送られる。伺、Ql) 、 (13
。
(13は流量計、a4H止め弁である。主管011通じ
て流れ為ガスは反応管alへと送り込まれるが、この反
応管の周囲には共振振動コイルαQが巻回されておりそ
れ自体の共振振動パワーは例えば100〜300 Wa
ttsが適当である。反応管C19内部にはその上にa
−81膜が形成される。例えばアルミニウムやNKSA
ガラスのような基板aηがモータαIIKより回動可能
であるターンテーブル翰上に載貧されており、該基板卸
自体は適当な加熱手段により約50乃至2.50℃の温
度に加熱されている。まt反応管a扉内部はa−si膜
形成時に高度の真空状態(ガス圧:α5乃至2. OT
orr) k必要とすることにより回動ポンプ(2)と
拡散ポンプt2υに連結されている。
以上の構成のグロー放電分解装置において、純粋なa−
si膜を基板収η上に形成するときは第1調整弁(4)
r開放して第1ボンプロ)よりSiH,ガスr1また燐
あるいは硼累會含有するときは第2またけm5vI4整
、弁+5+ 、 161 Y 4開放シテ第2.第3ポ
ンプ+21 、 +31よりPH,ガス、B鵞H・ガス
會放出する0放出量はメータリングパルプCフl 、 
(81、191により規制され、81H,ガスあるい#
′j81H,ガスとPH,またH B、E−ガスとの混
合ガス反応管a!9へと送られる。
そして反応管a!9内部がα5乃至2. OTorr 
 程度のガス圧、基板温[50乃至250℃、iた共振
振動コイルのパワーが100乃至300 Watts+
と設定されていることく相俟ってグロー放電が起こり、
送り込まれたガスが81H4のみのときは81H4→8
1 + 2 H,の反応により純粋なa−81膜が、混
合ガスのときは2 (81H4+ PH1)→281+
2F+7H。
またに8^■番+B、H−→日1+B、+5H雪の反応
により燐まfeは硼素を含有したa−Si膜が約(lL
l乃至α5ミクロシ/分の早さで基板aη上に形成され
る。
ここて上記基板mfの設定は得られるa −BL膜の体
積抵抗に大きな影響を与え、基板温間の上昇に#1は比
例して体積抵抗が低下す返傾向を示す。このことにより
本発明においては基板温度は約50乃至250℃とする
のが望ましく最大103番Ω・国の抵抗のa−Si膜が
得られるものである。
fた、本グロー故電分解法は、より広汎な物質に適用で
き、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ
素、その他の各種、酸化物、炭化物、窪化物が得られる
。しかも、アモルファス性状に形成することができる。
アモルファス窄化ケイ素(a−giNX)t”形成する
場合は、前述の方法と全く同様にして、N−ガス又’l
’xNtガスと5IH4との反応による。即ち、811
(、+NH,→B i N + 5 H。
又は、日1H,+ N!→SiN+NH,等の反応とみ
られる。但し、基板温Ifij約50乃至400℃が望
ましく、最大1011Ω・備の抵抗値が得られ、前述の
a−81膜よりも大きな抵抗値が得られる。
以下、実施例について説明する。
実施例1 前述した、第1図に示すグロー放電分解装置により、S
iH番とNa1分解し、アルミニウム眉板上に、厚さα
1ミクロン(D a −13i N x膜を形成する。
製作条件は、ガス組成f 154 SiH+含有のN、
ガス、ガス圧力f (L S Torr &アルミニウ
ム基板温度t350℃、共振−動パワーフ4Q口wat
ts、膜形成速度〒1分あたりα04ミクロンに設定し
た。引きつづいて、a−81膜の上に、a−81膜紫デ
ポジツトして、積層構造を形成する。基板温間120℃
の下で、a −BINx膜上に、厚さ50ミクロンのa
−日1膜管形成した。この感光体試料W (C)とする
。次いでこの感光体tコロナ帯電により約100ボルト
の表面電位に荷電し光照射した。照射光はフィルター會
使用して波長域4000乃至8000オングストロ一ム
間七順次可変していき光電流との関係音測定した。この
結果F1tm3図のカーブ(C)−によって示される通
りで、これより明らかな様にa−81は比視感度に近い
約6700オングストロームでビーク會持ち優れた分光
感度特性を有する。
次に同一の条件の下でアルミニウム基板J:vc20 
ppmの硼素を含有する厚さ30ミクロンのa−81膜
を形成し、同様の方法で分光感度音測定した・ その結果は第3図のカーブφ)Kよって示される通りで
、ピークは約6000オングストロームとこれも良好な
分光感度特性を有する。
ここで、硼素r含有せしめるためにH,Sin。
ガスにB、H−ガス會混合流入させてグロー放電を行な
う。この場合、B*’Hm/BIH+のモル比を制御す
ることが肝要である。この様子に、第2図に示しである
。ムは、周知のW、E、Elpearのデータであり、
BFi本実験における数値である。
次に、全く同様にして、厚さ10.5,3.1ミクロン
のa −81膜r形成した。さらに帯電試験用として、
アルミニウム基板の代りに、ネサガラス上にも、同様に
各種属みのa−8iNx/a−Eliの膜を形成した。
これらの試料について、作儂実験、帯電特性。
暗減衰特性、光減衰特性の測定上行なった。作儂実験は
、同時靜電潜儂転写方式で行なっている。
まず厚さ30ミクロンのa−81膜を有する試料を導電
性基紙J:に誘電層を有する静電転写紙(クラウンゼロ
バック社製]と全面に渡って事実土接触させ、Nl!:
8Aガラス基板上菅負極性電圧源に接続する一方、転写
紙r接地した。この状態で電圧源より一5OOボルトの
電圧上試料と転写紙間に印加すると同時に基板側より画
像露光し九〇尚電圧印加時間は、1005秒とし、霧光
tけ80口lux/秒とした。(伺、この様に電圧印加
時間を短時間とし露光tt高輝闇としたのは試料Eの抵
抗が低いためで通常1010Ω・α以下の抵抗の感光体
には電圧印加時間H1n、ot乃至α001秒、露光量
に100乃至数10001uX/秒に設定する必要があ
る。)こうして靜電潜偉が形成された転写紙は次[2成
分現儂剤を使用して出猟ブラシ法により現像して画質w
Rぺたところ画偉濃fは幾分低いものの全体として良好
な画像であった。、同様の実験t、各厚み、$0.5,
3.1ミクロンt*する試料に対して、実施しt結果、
最後の1ミクロン厚みのものの他は、即ち1ミクロン以
上のものけ、全て、食好な画像が得られた。これは、従
前周知になっていた、20〜50ミクロンの厚みが必要
とされる事実と異なる現象である。
a−131NX層17a−E11膜と基板との間に積層
することにより、a−St膜の厚み21ミクロンまで低
減できることが明らかにされた。
次に試料■■■■■■に対し帯電能、暗減衰速度、光減
衰速度の特性r調べる実験會行った。まず帯電能特性の
実験は50の高電圧源に接続されたコロナ帯電器でもっ
て夫々の試料を暗所で帯電しその表面電位を測定するこ
と罠より行った。そして暗減衰速饗の特性は帯電された
各試料管暗所に放置し表面電位の減衰を測定することに
より行った。これら結果は第4図に示される通りで体積
抵抗値に比例して帯電能が向上している。つまり層板温
度200℃の下に形成された1 50 ppmの硼素を
含有するIL−81膜(試料■)はその体積抵抗値が8
X1011Ω・国であることによりコロナ帯電により荷
電される表面電位は約400ボルトであったが、体積抵
抗が約9×10□0・傷である試料■は帯電表面電位が
約520ボルト、また体積抵抗がa x’t o□Ω・
個である試料(υ框約500ボルトと帯電能が向上して
いる。
ここで、■は30.■と■は10.■は5.■Vise
■は1ミクロン厚みである。
次に、試料を上記と同様にコロナ帯電し2800γのタ
ングステンランプでもって全面露光し、各試料の光減衰
特性r測定した。この結果は第5図に示す如くに、■會
除いて、何れ本良好な特性を示している。
以上に説述Ll如くに、a −SiNx #lI’(a
−8i膜の下に積層して、a −S i / a −S
 i N X /基板の構成を有する電子写真感光体は
、従前のa−81膜単体の4のに比較して、薄く製造す
ることができ、従って、量産時のスループットが大きく
とれ、生産上、有効である。また、a−11111NX
が緻密に形成し易いため、絶縁の確保が容易で、従って
製造歩留も向上できる。
また、a−81NKは、!#的に結晶パターンの確認で
きる膜でも、既述の効果は確認できており、組成的にも
、a−81NXOyCz の組成がイオンマイクロアナ
ライザーで確認できるものでも同様に効果は確認できて
いる。tたグロー放電分解の特質上、水素化されており
、Hf当然含んでいる膜である。
【図面の簡単な説明】
第1図にアモルファスシリコンを生成するためのクロl
−放電分散装置の概略図、第2図はアモルファスシリコ
ンに硼素及び燐を含有し友場合の体積抵抗の変化r示す
図、第3図はアモルファスシリコン膜の分光感度特性管
示す図、第4図はアモルファスシリコンの帯電及び暗減
衰特性管示す図そして第5図はアモルファスシリコンの
光減衰特性を示す図である。 111 、 (21、+31・・・第1.第2.第5ポ
ンプOI・・・主管 al・・・反応管 αe・・・共振振動コイル (Lη・・・基板 以   上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士最上  務 第1図 逼1(A) 第3図 第2図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. グロー放電分解法により生成されるアモルファスシリコ
    ン(ドーピングされた元素を含む)及びアモルファス9
    化シリコン(ドーピングされた元素を含む)の2層積層
    構造會有する光導電体層より成ることをIP#1とする
    電子写真感光体。
JP56123205A 1981-08-06 1981-08-06 電子写真感光体 Pending JPS5824148A (ja)

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JP56123205A JPS5824148A (ja) 1981-08-06 1981-08-06 電子写真感光体

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JPS5824148A true JPS5824148A (ja) 1983-02-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5883855A (ja) * 1981-11-13 1983-05-19 Canon Inc 電子写真用光導電部材

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5758160A (en) * 1980-09-25 1982-04-07 Canon Inc Photoconductive member

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