JPS60227262A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Publication number
JPS60227262A
JPS60227262A JP8341084A JP8341084A JPS60227262A JP S60227262 A JPS60227262 A JP S60227262A JP 8341084 A JP8341084 A JP 8341084A JP 8341084 A JP8341084 A JP 8341084A JP S60227262 A JPS60227262 A JP S60227262A
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JP
Japan
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layer
electrophotographic photoreceptor
intermediate layer
surface barrier
barrier layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8341084A
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English (en)
Inventor
Masayasu Yamaguchi
山口 雅靖
Hideo Takei
日出夫 竹井
Koichi Terunuma
幸一 照沼
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPS60227262A publication Critical patent/JPS60227262A/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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (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】 ■ 発明の背景 技術分野 本発明は、アモルファスシリコンからなる光導電体層を
有する電子写真感光体に関する。
先行技術とその問題点 複写機やレーザープリンター用等の電子写真感光体とし
て、シラン系ガスのグロー放電分解法(プラズマCVD
法)によって形成されるアモルファスシリコン(以下a
−3iという)を光導電体層とするものが提案され(特
開昭54−78135号)、従来のSeやCdSにかわ
るものとして注目を浴び、実用化が進んでいる。
これは、a−3tが無公害性、耐摩耗性、耐熱性等にす
ぐれているからである。
しかし、a−3tで構成された電子写真感光体材料は、
暗抵抗値、光感度、光応答性などの点において、さらに
改良されるべき点を有する。
このため、a−3i感光層そのものの改良とともに、電
子写真感光体を設計する際に、所望の電気的、光学的、
光導電的特性かえられるように種々の工夫がされている
。
これらの例として、a−3i感光層の支持体側(中間層
)、あるいは支持体と反対側(表面障壁層)に5t−C
系やB系等のアモルファス材料等からなる層をもうけて
、電子写真感光体としての特性を改良させる試みがなさ
れている(特開昭57−17952 、同57−588
4Ei 、同57−114148、同57−11465
1.同57−115558、同57−115558号等
)。
しかし、いずれの試みも電子写真感光体としては充分な
ものとはいえない。
例えば、所望の光電流かえられない、 暗抵抗が小さい、 暗減衰の時定数が小さい、 感光体製造後しばらく放置したのち の使用の際に、画像が流れたり、ぼけ たりする、 などの欠点を有し、耐久性が懸念されるなどの改良すべ
き点が種々存在する。
II 発明の目的 本発明の目的は、a−Si光導電性層を有する電子写真
感光体において、上記種々の欠点のない表面障壁層ない
し中間層組成を提供することにある。
このような目的は下記の本発明によって達成される。
すなわち第1の発明は、 支持体上にアモルファスシリコン光導電層を有し、該ア
モルファスシリコン光導電層の支持体側に配置される中
間層および/または該アモルファスシリコン光導電層の
支持体と反対側に配置される表面障壁層を有する電子写
真感光体において、 前記中間層および/または前記表面障壁層がホウ素と、
炭素と、水素とを含むことを特徴とする電子写真感光体
である。
また第2の発明は、 支持体上にアモルファスシリコン光導電層を有し、該ア
モルファスシリコン光導電層の支持体側に配置される中
間層および/または該アモルファスシリコン光導電層の
支持体と反対側に配置される表面障壁層を有する電子写
真感光体において、 前記中間層および/または前記表面障壁層がホウ素と、
炭素と、水素と、リン、窒素、シリコンおよびハロゲン
の1種以上とを含むことを特徴とする電子写真感光体で
ある。
■ 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
第1図は、本発明の電子写真感光体の基本的な構成例を
説明するために模式的に示した構成図である。
第1図に示す電子写真感光体素材lは、支持体11の1
−に中間層12、この中間層12に直接接触した状態に
て積層されている光導電層13と、さらに光導電層13
に直接接触した状態にて積層されている表面障壁層14
とで構成される層構造を有し、本発明の最も基本的な1
例である。
この場合、中間層12と表面障壁層14は、そのいずれ
か一方のみが配置されていればよいが、通常は図示のよ
うに両者が配置される。
支持体11の基材としては、導電性でも、電気絶縁性で
あってもよい。
導電性支持体としては、例えばNi、Cr。
ステンレス、AfL、Cr、Mo、Au、Ir。
Nb、V、Ti 、Pt 、Pd等の金属ないし、これ
らの合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースルアセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂やガラスセラミッ
ク、紙等のフィルム状、シート状、円筒状のものが通常
使用される。
そして、これらの電気絶縁性支持体基材は、好適には、
少なくともその一方の表面を導電処理され、この導電処
理された表面側に他の層が設けられる。
例えばガラスであれば、その表面が、 NiCr、AM、Cr、Mo、Au、In。
Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb。
I n203.5n02 、ITO(I n203 +
5nO2)等の薄膜を設けることによって導電処理され
、あるいはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルム
であればNi0丁、AM 。
A g 、 P b 、 Z n 、 N i 、 A
 11 、 Cr 、 M o 。
I r、Nb、Ta、V、Ti 、Pt等の金属で真空
蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で処理される
。
あるいは前記金属でラミネート処理して、その表面が導
電処理される。
支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、板状等、任
意の形状としてえ、所望によってその形状は決定される
が、円筒状あるいは無端ベルト状とするのが望ましい。
支持体の厚さは、所定の電子写真感光体が形成させる様
に適宜決定されるが、通常は10=m以上とされる。
好ましい態様において、支持体上に設けられる中間層1
2は、支持体11側から光導電層13中へのキャリアの
流入を効果的に阻止し、かつ光の照射によって光導電層
13中に生じ、支持体11側に向って移動するフォトキ
ャリアの光導電層13の側から支持体11の側への通過
を容易に許す機能を有するものである。
この中間層は、場合によっては公知の種々の材質であっ
てもよいが、BおよびCを含むものであることが好まし
い。
この場合、B、CおよびHの含有量は、Bニア−86a
t%、より好ましくは10〜76at%、Cニア 〜8
5at%、より好ましくはlO〜76at%、H:l 
〜50at%、より好ましくは5〜40at%であるこ
とが好ましい。
Bが7at%未満、あるいはCが85at%をこえると
、バンドギヤー7プが小さくなるため、支持体から光導
電層へのキャリアの流入を効果的に阻止できなくなり、
帯電量の低下あるいは暗減衰の増大が生じやすくなる。
また、Bが86at%をこえるか、あるいはCが7at
%未満となると、形成された膜がもろくなり、膜質が中
間層として適さない。
そして、Hがfat%を未満となると、膜中のダングリ
ングボンドが高濃度となるため、キャリアのトラップが
顕著になり、残留電位増大の原因となる。
また、Hが50at%をこえると、膜中にボイドが発生
し、ピンホールによる絶縁破壊の原因となる。
さらに、層中には、B、C,Hに加え、P。
N、Si、ハllゲン(特にF、0文)の1種以−1−
が含有されていてもよい。
Siの添加は、a−3i層の形成とほぼ同一の工程をと
ることができるので、製造上有利となり、また層間の接
着性を向上ξせる。
Pの添加は、温度安定性を向上させる。
Nの添加は、接着性および温度安定性を向上させる。
ハロゲンの添加は、温度安定性を向上させる。
このような場合の含有量は、B:4〜85at%、より
好ましくは5〜76at%、C:4〜85at%、より
好ましくは5〜76at%、H:1〜50at%、より
好ましくは5〜40at%、P 、 N 、 S i 
、 ハロゲンノ総計:40at%以下である。
なお、上記P、N、Si、ハロゲンの総計が40at%
をこえると、バンドギャップが小さくなるため、支持体
から光導電層へのキャリアの流入を効果的に阻止できな
くなり、帯電量の低下あるいは暗減衰の増大が生じやす
くなる。
なお、これらB、N、Si 、ハロゲンの総計は0.1
〜40at%、特に0.1〜38at%であることが好
ましい。
また、ハロゲンは2at%以下であることが好ましい。
このような組成の層は、X線回析によって実質的にピー
クを示さず、実質的に長範囲の規則性をもたない非晶質
状態にある。
そして、中間層としての厚さは、100人〜2gm、よ
り好ましくは500人〜1.5gmとされる。
これは、100人未満となると、中間層としての実効が
なく、また、2gmをこえると、フォトキャリアの支持
体側への流入が阻害されるからである。
他方、やはり好ましい態様において、アモルファスシリ
コン光導電層上に設けられる表面障壁層は、表面に帯電
処理がなされたとき、表面電荷が光電層に注入されるの
を阻止する機能を有するものである。
この他、保護膜として、硬く、耐熱性にすぐれ、さらに
は、光導電層よりバンドギャップが大きく、かつ反射防
止膜としても機能することが要求される。
この表面障壁層は、場合によっては、公知の種々の材質
であってもよいが、前記同様、B。
CおよびHを含むものであることが好ましい。
この場合B、CおよびHの含有量は、Bニア〜86at
%、より好ましくはlO〜76at%、Cニア 〜85
at%、より好ましくはlO〜76at%、H:l 〜
50at%、より好ましくは5〜40at%であること
が好ましい。
Bが7at%未満、あるいはCが85at%をこえると
、硬度が低下し、さらにバンドギャップが小さくなるた
め、表面層として適さない。
また、Bが86at%をこえるか、あるいはCが7at
%未満となると、膜質がもろくなり、衝撃に弱くなる。
そして、Hがfat%を未満となると、膜中のタングリ
ングポンドが高濃度となり、キャリアのトラップが顕著
になるので、残留電位増大の原因となる。
また、Hが50at%をこえると、膜中にボイドが発生
し、ピンホールによる絶縁破壊の原因となる。
さらに、層中には、B、CおよびHに加え、P、N、S
i、ハロゲンの1種以上が含有されていてもよい。
Siの添加は、a−Si層の形成とほぼ同一の工程をと
ることができるので、製造上有利となり、また層間の接
着性を向上させる。
Pの添加は、温度安定性を向上させる。
Nの添加は、接着性および温度安定性を向上させる。
ハロゲンの添加は、温度安定性を向上させる。
このような場合の含有量は、B:4〜85at%、より
好ましくは5〜76at%、C:4〜85at%、より
好ましくは5〜76at%、H:1〜50at%、より
好ましくは5〜40at%、P、N、S i、 ハロゲ
ンの総計:40at%以下である。
なお、H,P、N、Si、ハロゲンの総計が40at%
をこえると、バンドギャップが小さくなり、照射された
光の吸収が生じる。
なお、これらB、N、Si 、ハロゲンの総計は0.1
〜40at%、特に0.1〜20at%であることが好
ましい。
また、ハロゲンは2at%以下であることが好ましい。
このような組成の層は、X線回折によって実質的にピー
クを示さず、実質的に長範囲の規則性をもたない非結晶
状態にある。
そして、表面障壁層としての厚さは、500人〜4ルm
、より女子ましくは0.1gm〜3ルmとされる。
これは、500人未満となると、表面障壁層としての実
効がなく、また5JLmをこえると、キャリアの蓄積が
生じ、残留電位が増大するからである。
このようなり、CおよびHlそして必要に応しP、N、
St、ハロゲンの1種以上からなる層を形成するには、
スパッタリングを用いてもよいが、上記諸元素を所定の
組成で含有させる際の制御が容易となる点で、プラズマ
分解法に従うのが好ましい。
プラズマ分解は、高周波法によっても、またマイクロ波
法によってもよい。
高周波法に従うときには、1〜10MHz、100W〜
数KW程度の電力を投入すればよい。
また、マイクロ波法に従うときには、IGHz−10G
Hz、100〜500W程度の電力を投入すればよい。
用いる原料ガスとしては、水素化ホウ素、例えばBH3
、B2 Ha等、炭化水素ないしハロゲン化炭素、水素
、水素化リン、例えばPH3、シラン系ガスやハロゲン
化シリコン、例工jfsiHa、窒素やアンモニア、ハ
ロゲン等ヲ用いればよい。
そして、キャリヤーとしては、水素、アルゴン、ヘリウ
ム等を用い、原料ガスが所定の量比となるように、反応
系内に流入させればよい。
なお、動作圧力は0.5〜5 Torr程度、基体温度
は150〜350℃程度とすればよい。
また、成膜速度は1〜20人/see程度とすればよい
。
好ましい態様において、このような中間層および表面障
壁層にてはさまれるa−3i光導電層は、非晶質状態の
シリコン層からなる。
この場合、a−3t光導電層は、少なくともHかハロゲ
ンのいずれか一方を含有し、そのほかにN、O,C,I
II族元素、V族元素の少なくとも一種以上を含有する
。
そして、その厚さは7〜30pm程度とする。
また、a−5t光導電層は、2層以上の積層構造として
もよい。
このようなa−si光導電層は、通常、プラズマ分解に
よって形成される。
プラズマ分解は、高周波法によっても、またマイクロ波
法によってもよい。
高周波法に従うごときには、1〜IOMHz、ioow
〜数KW程度の電力を投入すればよい。
また、マイクロ波法に従うときには、IGH2〜10G
H2,lOO〜500W程度の電力を投入すればよい。
用いる原料ガスとしては、水素化シリコン。
例えば5iHa等を用いればよい。
また、不純物ソースとしては、水素、酸素、窒素、アン
モニア、水素化ホウ素等を用いればよい。
そして、キャリヤーとしては、水素、アルゴン、ヘリウ
ム等を用い、原料ガスが所定の量比となるように、反応
系内に流入させればよい。
なお、動作圧力は0.1〜5 Torr程度、基体温度
は150〜350℃程度、また、成膜速度は1〜20人
/sec程度とすればよい。
■ 発明の具体的作用効果 本発明において、B、C,Hlそして必要に応じP、N
、Si、ハロゲンからなる中間層を設ける場合には、暗
減衰(ダーク・ディケイ)が減少する。
そして、a−3i光導電層と基板との接着強度も向上す
る。
また、B、C,Hlそして必要に応じP、N、Si、ハ
ロゲンからなる表面障壁層を設ける場合には、やはり、
暗減衰が減少する。
そして、保存に際しても、おそらく水分等の吸着による
とおもわれる画像のボケないし流れはきわめて少なくな
る。
加えて、前述の表面障壁層は、a−5i光導電層よりも
バンドギャップが広いので、照射された光の吸収がほと
んど生じない。 また、反射防止膜としても作用するの
で好適である。
さらには、硬度が高く、耐摩耗性、耐刷性がきわめて高
い。
また、耐熱性も高く、経済的にきわめて安定である。
■ 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。
実施例 外径90膳層重長さ360mmのA車装ドラム」二に、
以下のようにa−Si光導電層を形成した。
すなわち、SiH4をソースとして、キャリヤーとして
B2を用い、これに02を所定量混合して、13.56
Hz、150W、l Torrにてプラズマ分解を8時
間行った。
これにより、厚さ15pm、 S i : 72at%
、H:28at%の光導電層が形成された。
この比較用のサンプルをAとする。
これに対し、B2 Haをソースとして、H2をキャリ
ヤーとして、13.56Hz、180W、I Torr
にてプラズマ分解を行い、上記サンプルAの上下に、そ
れぞれB:85at%、H:15at%の組成で、0.
5.JLm厚の中間層およびIgm厚の表面障壁層を形
成したサンプルをBとする。
さらに、中間層および表面障壁層の形成に際し、サンプ
ルBにおいて、B2 )1a 、CH4をソースとし、
アルゴンをキャリヤーとして、B: 42 a t%、
C:45at%、H:13at%の組成で、0.5pm
厚の中間層およびlpm厚の表面障壁層としたものをサ
ンプルCとする。
また、サンプルCにおいて、ソースを B2 H,CH4、B2をキャリアガスにかえ、B:4
0at%、C:38at%、H:22at%としたもの
をサンプルDとする。
さらに、サンプルCにおいて、ソースをかえて下記のサ
ンプルを得た。
サンプルE B:34at%、 C:34at%、 H: 18at %、 Si : 14at %サンプ
ルF B:40at%、 C:36at%、 H: 16at%、 P: 8at% サンプルG B:35at%、 C:39at%、 H:11at%、 N: 14at% サンプルH B : 45at%、 C:48at%、H: 6at
%、 F: 4at% これら各サンプルで実際に画像形成を行い、得られた画
質を評価した。
耐剛性および保存性を表1に示す。
また、保存性は、実験室内にて10日間保存したのち、
画像形成させ、得られた画像を評価したものである。
この場合、評価基準は下記のとおりである。
■・・・・優良 0・・・・良好 ×・・・・実用上やや問題あり 表 1 A(比較) 3000枚以下 × B(比較) 85B−15H6000枚以下 ×C42
B−45G−13H50000枚以上 。
D、 40B−38C−22H同 上 OE 35B 
−34C−18H−14Si 同 上 OF 40B−
36,C−18H−8F 同 上 ○G 35B−39
C−11H−12N 回 上 OH45B−48C−8
H−IF 同 上 0表1に示される結果から、本発明
の効果があきらかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す断面図である。 1・・・・電子写真感光体 11・・・・支持体 12・・・・中間層 13・・・・アモルファスシリコン光i電M’14・・
・・表面障壁層 出願人 ティーディーケイ株式会社

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 支持体上にアモルファスシリコン光導電層を有
    し、該アモルファスシリコン光導電層の支持体側に配置
    される中間層および/または該アモルファスシリコン光
    導電層の支持体と反対側に配置される表面障壁層を有す
    る電子写真感光体において、 前記中間層および/または前記表面障壁層がホウ素と、
    炭素と、水素とを含むことを特徴とする電子写真感光体
    。
  2. (2) 前記ホウ素と、炭素と、水素とを含む中間層お
    よび/または表面障壁層がアモルファス状態である特許
    請求の範囲第1項に記載の電子写真感光体。
  3. (3) 前記中間層および/または前記表面障壁層が水
    素化ホウ素および炭化水素を含む混合ガスをグロー放電
    分解して、堆積したものである特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項に記載の電子写真感光体。
  4. (4) 前記中間層および/または前記表面障壁層の組
    成比がホウ素7〜86at%、炭素7〜85at%、水
    素1〜50at%である特許請求の範囲第1項ないし第
    3項のいずれかに記載の電子写真感光体。
  5. (5) 前記中間層の厚さが100人〜2gmである特
    許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の電
    子写真感光体。
  6. (6) 前記表面障壁層の厚さが500人〜4ルmであ
    る特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載
    の電子写真感光体。
  7. (7) 前記中間層がホウ素と、炭素と、水素とを含む
    層からなり、前記表面障壁層がホウ素と、炭素と、水素
    とを含む層からなる特許請求の範囲第1項ないし第6項
    のいずれかに記載の電子写真感光体。
  8. (8) 支持体上にアモルファスシリコン先導重層を有
    し、該アモルファスシリコン光導電層の支持体側に配置
    される中間層および/または該アモルファスシリコン光
    導電層の支持体と反対側に配置される表面障壁層を有す
    る電子写真感光体において、 前記中間層および/または前記表面障壁層がホウ素と、
    炭素と、水素と、リン、窒素、シリコンおよびハロゲン
    の1種以上とを含むことを特徴とする電子写真感光体。
  9. (9) 前記ホウ素と、炭素と、水素と、リン、窒素、
    シリコンおよびハロゲンの1種以上とを含む中間層およ
    び/または表面障壁層がアモルファス状態である特許請
    求の範囲第8項に記載の電子写真感光体。
  10. (10) 前記中間層および/または前記表面障壁層が
    水素化ホウ素、炭化水素またはハロゲン化炭素、水素、
    窒素またはアンモニア、シラン系ガスまたはハロゲン化
    シリコン、水素化リンおよびハロゲンのうちの1種以上
    を含む混合ガスをグロー放電分解して堆積したものであ
    る特許請求の範囲第8項または第9項に記載の電子写真
    感光体。
  11. (11) 前記中間層および/または前記表面障壁層の
    組成比が、ホウ素4〜85at%、炭素4〜85at%
    、水素1〜50at%、リン、窒素。 シリコンおよびハロゲンの1種以上が40at%以下で
    ある特許請求の範囲第8項ないし第1O項のいずれかに
    記載の電子写真感光体。
  12. (12) 前記中間層の厚さが100人〜2gmである
    特許請求の範囲第8項ないし第11項のいずれかに記載
    の電子写真感光体。
  13. (13) 前記表面障壁層の厚さが500人〜3pLm
    である特許請求の範囲第8項ないし第12項のいずれか
    に記載の電子写真感光体。
  14. (14) 前記中間層がホウ素と、炭素と、水素と、リ
    ン、窒素、シリコンおよびハロゲンの1種以上とを含む
    層からなり、前記表面障壁層がホウ素と、炭素と、水素
    と、リン、窒素、シリコンおよびハロゲンの1種以上と
    を含む層からなる特許請求の範囲第8項ないし第13項
    のいずれかに記載の電子写真感光体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62272273A (ja) * 1986-05-21 1987-11-26 Canon Inc 光受容部材
JPS62278566A (ja) * 1986-05-27 1987-12-03 Canon Inc 光受容部材
JPS63125942A (ja) * 1986-11-17 1988-05-30 Fujitsu Ltd アモルフアスシリコン電子写真感光体
JPS63197956A (ja) * 1987-02-10 1988-08-16 Fujitsu Ltd 電子写真感光体
JPH01161250A (ja) * 1987-12-18 1989-06-23 Fujitsu Ltd 電子写真感光体

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