JPS6067954A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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Publication number
JPS6067954A
JPS6067954A JP20555483A JP20555483A JPS6067954A JP S6067954 A JPS6067954 A JP S6067954A JP 20555483 A JP20555483 A JP 20555483A JP 20555483 A JP20555483 A JP 20555483A JP S6067954 A JPS6067954 A JP S6067954A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
protective layer
surface protective
glow discharge
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP20555483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kawamura
河村 孝夫
Yoshikazu Nakayama
中山 喜万
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP20555483A priority Critical patent/JPS6067954A/en
Publication of JPS6067954A publication Critical patent/JPS6067954A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive 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
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

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

Abstract

PURPOSE:To provide excellent stability and durability and to enable utral-high speed copying by forming an a-Si.H.F.N surface protective layer by the glow discharge made with the gas volume of an F-contg. Si compd. at a specific content with respect to the gas volume of the F-contg. Si compd. and an H-contg. Si compd. CONSTITUTION:An a-Si barrier layer 4 is preferably formed on a conductive substrate 1 and an a-Si photoconductive layer 2 and an a-Si:H:F:N surface protective layer 3 are successively formed thereon. The surface protective layer 3 is formed by the glow discharge made in an atmosphere in which the gas volume of an F-contg. Si compd., for example, SiF4 is made 20-50% with respect to the gas volume of the F- contg. Si compd. and an H-contg. Si compd., for example, SiH4. Gaseous H2 or rare gas, is incorporated as a carrier gas at 50-90% in the gas for decomposition by the glow discharge. A IIIa group element, for example, B or the like is incorporated into the surface protective layer. The stable operation characteristic and durability are further improved by providing the surface protective layer 3 on the photoconductive layer 2 in the above-mentioned way. The photosensitive body particularly adequate for ultra- high speed copying is obtd. Such photosensitive body is usable for an ultra-high speed copying machine, a laser beam printer etc.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアモルファスシリコン(以下、a−si。[Detailed description of the invention] The present invention uses amorphous silicon (hereinafter referred to as a-si).

)を光導電層とした電子写真感光体の改良に関する。) as a photoconductive layer.

近年、電子写真技術゛の進歩は目覚しく、超高速複写機
やレーザービームプリンタなどの開発が活発に進められ
ており、これらの機器に用いられる感晃体は、長期間、
高速で使用されるため、動作の安定性及び耐久性が要求
されている。現在、電子写真感光体には、Se 、 C
dS 、 ZnO等の光電材、料が一般的に使用されて
いるが、a −Siは耐熱性、耐摩耗性、無公害性、光
感度特性等に優れているという理由から、a −Siの
電子写真感光体への応用が報告されて、いる。
In recent years, electrophotographic technology has made remarkable progress, and the development of ultra-high-speed copying machines and laser beam printers is actively underway.
Since it is used at high speed, stability and durability of operation are required. Currently, electrophotographic photoreceptors include Se, C
Photoelectric materials such as dS and ZnO are commonly used, but a-Si is preferred because it has excellent heat resistance, abrasion resistance, non-pollution, and photosensitivity characteristics. Application to electrophotographic photoreceptors has been reported.

しかしながら、安定した動作や著しく優れた耐久性がま
すます要求されている今日的状況では、いままで報告さ
れたa −Si、感光体では十分に対応しきれなくなり
つつあり、特に、超高速複写用の感光体に要求される特
性を十分に満足しえるものではない。
However, in today's situation where stable operation and extremely high durability are increasingly required, the a-Si photoreceptors that have been reported so far are no longer able to adequately meet the demands, especially for ultra-high-speed copying. The properties required for photoreceptors cannot be fully satisfied.

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、きわめて安
定した動作特性をもつとともに、著しく優れた耐久性を
有する、卸高速複写に好適な電子写真感光体を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an electrophotographic photoreceptor suitable for wholesale high-speed copying, which has extremely stable operating characteristics and extremely excellent durability.

本発明の要旨は、導電性基板上に、望ましくは、a ’
−Si障壁層を形成し、その上に、a −Si光導電層
と、水素及びフッ素とともに窒素を含むa−81表面保
護層とを、グロー放電分解法によって、順次積層して成
る電子写真感光体において、フッ素含有シリコン化合物
と水素含有シリコン化合物のガス容積に対して、フッ素
含有シリコン化合物のガス容積を20〜50%とした雰
囲気の中でグロー放電を発生し、前記a −Si表面保
護層を形成したことを特徴とする電子写真感光体を提供
することにある。
The gist of the present invention is to provide a conductive substrate, preferably a'
-Si barrier layer is formed, and an a-Si photoconductive layer and an a-81 surface protective layer containing hydrogen and fluorine as well as nitrogen are sequentially laminated thereon by a glow discharge decomposition method. In the body, a glow discharge is generated in an atmosphere in which the gas volume of the fluorine-containing silicon compound is 20 to 50% of the gas volume of the fluorine-containing silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound, and the a-Si surface protective layer is An object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor characterized by forming the following.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明の電子写真感光体は、第1図(A)に示す通り、
導電性基板(1)上に、a −Si光導電層(2)及び
a −81表面保護層(31を順次積層して構成され、
望ましくは、第1図(Blに示す如く、導電性基板(1
)とa−Si−光導電層(2)の間E、a −Si障壁
層(4)を介在させるとよい。
As shown in FIG. 1(A), the electrophotographic photoreceptor of the present invention has the following features:
Consisting of a conductive substrate (1), an a-Si photoconductive layer (2) and an a-81 surface protection layer (31) laminated in sequence,
Preferably, as shown in FIG.
) and the a-Si photoconductive layer (2), it is preferable to interpose an a-Si barrier layer (4).

a −Si−光導電層(2)には、水素及びフッ素の少
なくとも一種とともに、酸素、並びに周期律表第][a
族、特に硼素を含有させる。
The a-Si-photoconductive layer (2) contains at least one of hydrogen and fluorine, as well as oxygen and
containing boron, especially boron.

a −Si表面保護層(3)には、水素及びフッ素とと
もに、窒素、を含有し、更に、周律表第Ha族、特に硼
素を含有させてもよい。
The a-Si surface protective layer (3) contains nitrogen as well as hydrogen and fluorine, and may further contain Ha group of the periodic table, particularly boron.

a−6i、障壁層(4)には、水素及びフッ素の少なく
とも一種とともに、導電性基板(1)からの電荷の注入
を阻止させるため1例えば、酸素、窒素、炭素の少なく
とも一種、並びに周期律表第Ha族、特に硼素を含有さ
せる。
a-6i, the barrier layer (4) contains at least one of hydrogen and fluorine, as well as at least one of oxygen, nitrogen, and carbon, as well as a periodic system to prevent charge injection from the conductive substrate (1). Contains Ha group, especially boron.

第1表は、a −Si障壁層(4)に酸素を含有した場
合について、個々の層の厚み及び含有量を示しである。
Table 1 shows the thickness and content of each layer when the a-Si barrier layer (4) contains oxygen.

第 1 表 本 第1表について、a−3i障壁層(4)に含有させた酸
素にかえて、窒素、水素を含有した場合でも、それぞれ
の層の厚み並びに他の成分の含有量は何ら変更されるも
のではなく、 a −S’x障壁層(4)に、窒素、炭
素のそれぞれが単独に含有される場合、窒素含有量は0
.05〜55 atomic%、水素含有量は0.05
〜45 atOmi、c%である。
Table 1 Regarding this Table 1, even if the a-3i barrier layer (4) contains nitrogen or hydrogen instead of oxygen, the thickness of each layer and the content of other components will not change in any way. If the a-S'x barrier layer (4) contains nitrogen and carbon alone, the nitrogen content is 0.
.. 05-55 atomic%, hydrogen content is 0.05
~45 atOmi, c%.

本発明によれば、a−Si表面保護層(3)をグロー放
電分解法により形成するに際し、窒素の出発原料ガス(
例えば%N3など)、並びに硼素の出全原料ガス(例え
ば、B2H6など)のガス流量を調整して、層内のそれ
ぞれの含有量を特定するとともに、SiF4などのフッ
素含有シリコン化合物と、SiH4などの水素含有シリ
コン化合物のそれぞれのガス容積を特定することにより
、きわめて安定した動作特性をもち、著しく優れた耐久
性を有する感光体となることが判った。
According to the present invention, when forming the a-Si surface protective layer (3) by glow discharge decomposition method, nitrogen starting material gas (
%N3, etc.) and boron extraction source gas (e.g., B2H6, etc.) to specify the content of each in the layer, fluorine-containing silicon compounds such as SiF4, SiH4, etc. By specifying the gas volume of each of the hydrogen-containing silicon compounds, it was found that the photoreceptor had extremely stable operating characteristics and excellent durability.

即ち、フッ素含有シリコン化合物と水素含有シリコン化
合物のガス容積に対して、フッ素含有シリコン化合物の
ガス容積が20%未満となると、比較的大きい結合エネ
ルギをもった5i−Fが減少して耐久性の向上に寄与せ
ず、 50%を超えると、シリコン原子のダングリング
ボンドが増加して、電荷受容量の低下とともに光感度の
劣化を招くことになり、20〜50%の範囲となるよう
に設定するとよい。フッ素含有シリコン化合物には、S
i、F4. Sj−gFe 、 5iareなど種々の
化合物があり、水素含有シリコン化合物事こは、SiH
+ 、 SigHa 。
In other words, when the gas volume of the fluorine-containing silicon compound is less than 20% of the gas volume of the fluorine-containing silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound, 5i-F, which has a relatively large binding energy, decreases and the durability deteriorates. If it exceeds 50%, dangling bonds of silicon atoms will increase, leading to a decrease in charge acceptance and deterioration of photosensitivity. It's good to do that. Fluorine-containing silicon compounds include S
i, F4. There are various compounds such as Sj-gFe and 5iare, and hydrogen-containing silicon compounds include SiH
+, SigHa.

SisHgなど種々の化合物がある。そして、上記シリ
コン化合物ガスやBRH6ガスなどは、Ar、Hθなど
の希ガスやH1!ガスなどがキャリアガスとして使われ
ており、本発明によれば、表面保護層(3)をグロー放
電分解法により形成する雰囲気ガス中、50〜90%の
範囲に設定するのがよい。
There are various compounds such as SisHg. The silicon compound gas and BRH6 gas mentioned above are rare gases such as Ar and Hθ, and H1! A gas or the like is used as a carrier gas, and according to the present invention, the carrier gas is preferably set in a range of 50 to 90% in the atmospheric gas in which the surface protective layer (3) is formed by glow discharge decomposition.

かかる条件憂こよって形成したa −81表面保護層(
3)は、窒素の含有量を最低で1 atom、tc%、
最大でも55 ato+uLQ%まで高めることができ
、これにより、5jJN4を生成して感光体の耐久性を
上げるという所期の目的を達成することができる。好適
1こは、電荷保持能力を一層向上させるため、窒素の含
有量を10〜55 atomtc%の範囲に設定すると
よい。そして、窒素が1.□ atomtc%以下では
、耐久性の向上は見られず、且つ表面電位が低く、電荷
保持能力が向上しない。
The a-81 surface protective layer (
3) The nitrogen content should be at least 1 atom, tc%,
It can be increased to 55 ato+uLQ% at the maximum, thereby achieving the intended purpose of producing 5jJN4 and increasing the durability of the photoreceptor. Preferably, the nitrogen content is preferably set in the range of 10 to 55 atomtc% in order to further improve the charge retention ability. And nitrogen is 1. □ Below atomtc%, no improvement in durability is observed, the surface potential is low, and the charge retention ability is not improved.

また、表面保護ff 1310層厚は0.018m以下
で耐久性の向上は見られず、且つ表面電位が低く、電荷
保持能力が向上しない。そして、0.5μm以上では光
感度が低下傾向を示すと同時に、残留電位が大きくなる
。従って、表面保護層(3)の層厚は0.01〜0.5
μm、好ましくは0.05〜0.15μmの範囲がよい
。尚、この層厚は、表面保護層+31の窒素含有量が多
くなれば層厚を小さく、逆にこれらの含有量が小さくな
れば、層厚を大きくするように、上記の適正範囲内で決
定される。
Further, when the thickness of the surface protection ff 1310 layer is 0.018 m or less, no improvement in durability is observed, and the surface potential is low, so that the charge retention ability is not improved. When the thickness is 0.5 μm or more, the photosensitivity tends to decrease and at the same time, the residual potential increases. Therefore, the layer thickness of the surface protective layer (3) is 0.01 to 0.5
μm, preferably in the range of 0.05 to 0.15 μm. In addition, this layer thickness is determined within the above-mentioned appropriate range, so that if the nitrogen content of the surface protective layer +31 increases, the layer thickness will be decreased, and conversely, if these contents decrease, the layer thickness will be increased. be done.

光導電層(2)については、酸素含有量を5 X 10
=atomi、c%以上とすると光感度が大幅に低下し
、また逆に10 atomtc%以下であると、酸素原
子のその大きな電気陰性度によりダングリングボンドの
電子を充分にとり込むことができず、よって暗抵抗にし
て10 Ω・国以上のa −Si光導電一層を得ること
ができず、光導電層(2)の酸素含有量は棒 10 〜5 X 10 atomic%の範囲カヨイ。
For the photoconductive layer (2), the oxygen content was 5 x 10
If it is more than 10 atoms, c%, the photosensitivity will decrease significantly, and conversely, if it is less than 10 atoms, the electrons of the dangling bonds cannot be taken in sufficiently due to the large electronegativity of the oxygen atom. Therefore, it is impossible to obtain an a-Si photoconductive layer having a dark resistance of 10 Ω or more, and the oxygen content of the photoconductive layer (2) is in the range of 10 to 5×10 atomic%.

障壁層(4)は光導電層(2)中で発生するキャリアを
導電性基板(1)へ円滑に輸送し、且つ導電性基板T1
)からの電荷の注入を阻止する役目をする。これに対し
、この障壁層(4)がない場合には、導電性基板(1)
からの電荷の注入阻止が有効になされず、表面電位が低
下し、暗減衰速度が大きくなる。
The barrier layer (4) smoothly transports carriers generated in the photoconductive layer (2) to the conductive substrate (1), and
) serves to prevent charge injection from On the other hand, in the absence of this barrier layer (4), the conductive substrate (1)
Injection of charge from the surface of the surface is not effectively prevented, the surface potential decreases, and the dark decay rate increases.

前記障壁層(4)が有効に働くためには、酸素、窒素、
炭素の含有量をそれぞれ0.05〜60 atom1c
%、0.05〜55 atomi−0%、0.05〜4
5 atomic%の範囲とするのがよく、これらの少
なくとも一種がo、o s atom1c%以下では導
電性基板(1)からの電荷の注入阻止が十分でないため
、表面電位が不十分で暗減衰速度が大きくなり、それぞ
れが単独で上記最大値を越えると、光キャリアがトラッ
プされ、残留電位が増加する。尚、この障壁層について
、酸素、窒素、炭素のうちから2種もしくは3種と組み
合わせて含有してもよく、その組み合わせ次第によって
、それぞれの含有量が適宜決定される。
In order for the barrier layer (4) to work effectively, oxygen, nitrogen,
The carbon content is 0.05 to 60 atom1c, respectively.
%, 0.05-55 atoms-0%, 0.05-4
If at least one of these is less than 1c% of o, o s atom, the injection of charge from the conductive substrate (1) will not be sufficiently blocked, and the surface potential will be insufficient and the dark decay rate will decrease. becomes large and each independently exceeds the above maximum value, photocarriers are trapped and the residual potential increases. Note that this barrier layer may contain a combination of two or three of oxygen, nitrogen, and carbon, and the content of each is determined as appropriate depending on the combination.

本発明のa −Sj−[子写真感光体においては、a 
−Si光導電層の上に、窒素を含むa −Si、表面保
護層をグロー放電分解法によって積層する場合、フッ素
含有シリコン化合物と水素含有シリコン化合物のガス容
積に対して、フッ素含有シリコン化合物のガス容積を2
0〜50%とした雰囲気の中でグロー放電を発生してa
 −Si表面保護層を形成したため、窒素を含有させて
達成される安定した動作特性及び耐久性が、更に一層向
上し、特に、超高速複写用の感光体に好適となる。
a-Sj- of the present invention [in the child photographic photoreceptor, a
-Si When a -Si containing nitrogen and a surface protective layer are laminated on the photoconductive layer by glow discharge decomposition method, the gas volume of the fluorine-containing silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound is gas volume 2
Glow discharge is generated in an atmosphere with a concentration of 0 to 50%.
Since the -Si surface protective layer is formed, the stable operating characteristics and durability achieved by containing nitrogen are further improved, making it particularly suitable for photoreceptors for ultra-high speed copying.

次に、a −Si層を生成するための容量結合型グロー
放電分解装置を第2図に基づいて説明する。
Next, a capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus for producing an a-Si layer will be described with reference to FIG.

図中の第1.第2.第3.第4.第5タンク(5)+6
1 +71 +8) 19)には、それぞれ5j−F+
 、 SIH+ 、 B++Ha 。
1 in the diagram. Second. Third. 4th. 5th tank (5) +6
1 +71 +8) 19) has 5j-F+, respectively.
, SIH+, B++Ha.

Os 、 Nsガスが密封されている。また、SiF+
 。
Os, Ns gases are sealed. Also, SiF+
.

SiH+ 、 BsHaガス何れもキャリアーガスは水
素である。これらのガスは対応する第1.第2.第3、
第4及び第5調整弁(1(1(111(13Q31 (
141を開放することにより放出され、その流量がマス
フローコントローフacJwe回(181G!lにより
規制され、第1.第2及び第3タンク+51 (61(
71からのガスはflf、l主管■へ、また、第4及び
第5タンク+81 +91からの酸素ガス及び窒素ガス
は第2主管QOへ送られる。尚、(2)(至)は止め弁
である。第1.第2主管(211(21)を通じて流れ
るガスは反応管c!4へと送り込まれる。が、この反応
管内部の基盤の周囲には容量結合型放電用[1m(ハ)
が配設されており、それ自体の高周波電力は50wat
ts乃至3 kj−1owattsが、また周波数はI
 MHz乃至数10 MHzが適当である。反応管(財
)内部には、その上にa −Si、膜が形成される。例
えば、アルミニウムやNFSAガラスのような基板(至
)がモーター(5)により回転可能であるターンテーブ
ル(ハ)上に載置されており、該基板(至)自体は適当
な加熱手段により、約50乃至300℃好ましくは約1
50乃至250℃の温度に均一加熱されている。また、
反応管c24の内部はa −85−膜形成時に高度の真
空状態(放電圧0.5乃至2.0 TOrr )を必要
とすることにより回転ポンプのと拡散ポンプ(至)に連
結されている。
The carrier gas for both SiH+ and BsHa gas is hydrogen. These gases correspond to the first. Second. Third,
4th and 5th regulating valve (1 (1 (111 (13Q31 (
It is released by opening 141, and its flow rate is regulated by mass flow control acJwe times (181G!l, 1st, 2nd and 3rd tank +51 (61
Gas from 71 is sent to flf, l main pipe ■, and oxygen gas and nitrogen gas from the fourth and fifth tanks +81 +91 are sent to second main pipe QO. Note that (2) (to) is a stop valve. 1st. The gas flowing through the second main pipe (211 (21)) is sent to the reaction tube c!4.
is installed, and its own high frequency power is 50 watts.
ts to 3 kj-1owatts, and the frequency is I
MHz to several tens of MHz is suitable. Inside the reaction tube, an a-Si film is formed thereon. For example, a substrate (1) such as aluminum or NFSA glass is placed on a turntable (3) which can be rotated by a motor (5), and the substrate (1) itself is heated by a suitable heating means. 50 to 300°C, preferably about 1
It is uniformly heated to a temperature of 50 to 250°C. Also,
The interior of the reaction tube c24 is connected to a rotary pump and a diffusion pump (to) because a high degree of vacuum (discharge voltage 0.5 to 2.0 TOrr) is required during a-85- film formation.

以上の構成のグロー放電分解装置において、例えば、窒
素を含有するa −Si膜を基板(至)上に形成すると
きは、第1及び/又は第2調整弁α(1(IDとともに
、第5調整弁a4を開放して第1.第2タンク(51(
61よりSiF+ガス、 SiH+ガスを、第5タンク
(9)より窒素ガスを、また硼素も含有させるときは第
3調整弁Ilzをも開放して、第3タンク(7)よりB
9H6ガスを放出する。放出量はマスフローコン) v
x −7(151(lfi(171Q9 sr Xり規
制すtl−1SiF4if ス及ヒ/又は5iftガス
の流量が特定され、それにBgHaガスが混合されたガ
スが第1主管(至)を介して、また、それとともにSi
F+及び/又はSIH+に対し一定のモル比にある窒素
ガスが第2主管C!υを介して反応管(財)へと送り込
まれる。そして反応室@内部が0.5乃至2.OTOr
r程度の真空状態、基板温度が50乃至300℃、容量
型放電用電極(ハ)の高周波電力が50 watts乃
至3 kilowatts 、また周波数が1乃至数1
0 MHzに設定されていることに損保って、グロー放
電が起こり、ガスが分解して、基板上にフッ素、水素及
び窒素を含有したa −Si膜、或いは、それに加えて
適量の硼素を含有したa−81膜が約lO乃至2500
 A 7分の成膜速度で形成される。
In the glow discharge decomposition apparatus having the above configuration, for example, when forming an a-Si film containing nitrogen on the substrate, the first and/or second regulating valve α (1 (ID), the fifth Open the adjustment valve a4 and open the first and second tanks (51(
When introducing SiF+ gas and SiH+ gas from 61, nitrogen gas from the fifth tank (9), and boron as well, the third regulating valve Ilz is also opened and B is introduced from the third tank (7).
Release 9H6 gas. The amount released is mass flow control) v
x -7 (lfi (171Q9 sr , along with Si
Nitrogen gas in a constant molar ratio to F+ and/or SIH+ is supplied to the second main pipe C! It is sent to the reaction tube (goods) via υ. And the reaction chamber @inside is 0.5 to 2. OTOr
In a vacuum state of about
Due to the fact that the frequency is set to 0 MHz, a glow discharge occurs and the gas decomposes, forming an a-Si film containing fluorine, hydrogen and nitrogen on the substrate, or a suitable amount of boron in addition. The a-81 film is about lO to 2500
A: Formed at a film formation speed of 7 minutes.

以下、本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.

〔実施例1〕 上述した第2図に示すグロー放電分解装置でa−Si光
導電層とa −Si−表面保護層を形成し、この感光体
の耐久性を試験した。
[Example 1] An a-Si photoconductive layer and an a-Si surface protective layer were formed using the glow discharge decomposition apparatus shown in FIG. 2 described above, and the durability of this photoreceptor was tested.

即ち、前記グロー放電分解装置のターンテープ/I/@
上に円筒状のアルミニウム基板(1)を載置し、第1タ
ンク(5)より水素をキャリアーガスとじたSIF 4
ガス(流量130800M )を、第2タンク(6)よ
り水素をキャリアーガスとした5j−H4ガス(流量1
908QOM )を、第3タンク(7)より水素をキャ
リアーガスとしたB9H6ガス(流量f3Q BQQM
 )を。
That is, the turn tape /I/@ of the glow discharge decomposition device
A cylindrical aluminum substrate (1) is placed on top of the SIF 4, and hydrogen is added as a carrier gas from the first tank (5).
Gas (flow rate 130800M) was transferred from the second tank (6) to 5j-H4 gas (flow rate 1
908QOM) and B9H6 gas (flow rate f3Q BQQM) with hydrogen as carrier gas from the third tank (7).
)of.

更に、第4タンク(8)より酸素ガス(流量1.48Q
QM)を放出し、これらのガス流量の割合に応じて、グ
ロー放電雰囲気のガス組成が決められる。これにより、
アルミニウム基板(1)上に酸素を約lO−10−8a
to%、硼素を約200 ppm 、水素及びフッ素が
合計して約15 atomtc%含有する厚さ10μm
のa−−8j−光導電層を得た。このときの製造条件は
放電圧を0.6 Torr%基板温度を200℃、高周
波電力を200 watts 、膜形成速度を14 A
 / sec とした。更に、同様の方法で、SV+ガ
スを20 sccM、SiH4ガスを30 secM 
、 B9H6ガスを1258QQM 。
Furthermore, oxygen gas (flow rate 1.48Q) is supplied from the fourth tank (8).
QM) is emitted, and the gas composition of the glow discharge atmosphere is determined according to the ratio of these gas flow rates. This results in
Oxygen on the aluminum substrate (1) about 10-10-8a
10 μm thick containing about 200 ppm boron and about 15 atomtc% hydrogen and fluorine in total.
An a--8j-photoconductive layer was obtained. The manufacturing conditions at this time were a discharge voltage of 0.6 Torr%, a substrate temperature of 200°C, a high frequency power of 200 watts, and a film formation rate of 14 A.
/sec. Furthermore, in the same manner, SV+ gas was applied at 20 sccM and SiH4 gas was applied at 30 secM.
, B9H6 gas at 1258QQM.

更に、第5タンク(9)より窒素ガスを2080膜Mの
流量として放出した以外は同一の条件の下で上記a−S
i光導電層上にa −Si表面保護層を形成した。
Furthermore, the above a-S was carried out under the same conditions except that nitrogen gas was released from the fifth tank (9) at a flow rate of 2080 membrane M.
An a-Si surface protective layer was formed on the i photoconductive layer.

この時、グロー放電の雰囲気において、5j−F+とS
iH+のガス容積に対するSiF4.F/ス容積を約4
0%に設定し、キャリアーガスとして使ったH9ガスは
約80%となった。これにより、窒素を約20atom
、i−c%、硼素を約200 ppm 、フッ素及び水
素が合計して約5 atomic%含有する厚さQ、l
/jmのa −81表面保護層を得た。
At this time, in a glow discharge atmosphere, 5j-F+ and S
SiF4. for the gas volume of iH+. The F/S volume is approximately 4
The amount of H9 gas used as a carrier gas was about 80%. This reduces nitrogen to about 20 atoms.
, i-c%, about 200 ppm boron, and about 5 atomic% fluorine and hydrogen in total, Q, l.
/jm a-81 surface protective layer was obtained.

かかる電子写真感光体によれば、長波長領域も含めて光
感度特性が優れていることを確認し、更に、暗中で5.
6 kVのコロナチャージャで帯電し、暗中での表面電
位の経時変化並びに770 nmの単色光照射直後の表
面電位の経時変化を追ったところ、表面電位が700v
以上と大幅に高く、暗減衰も遅く、電荷保持能力にも優
れていることが認められ、この結果、半導体レーザを用
いたレーザービームプリンタへの応用など今後の幅広い
用途に対応できることが判った。
It has been confirmed that this electrophotographic photoreceptor has excellent photosensitivity characteristics including in the long wavelength region, and furthermore, it has been confirmed that the electrophotographic photoreceptor has excellent photosensitivity characteristics including the long wavelength region, and furthermore,
When charged with a 6 kV corona charger and following the change in surface potential over time in the dark and immediately after irradiation with 770 nm monochromatic light, the surface potential was 700 V.
It has been found that this material has significantly higher values than above, has slow dark decay, and has excellent charge retention ability.As a result, it has been found that it can be used in a wide range of future applications, such as application to laser beam printers using semiconductor lasers.

かくして得られた電子写真感光体について、5.6kv
ノコロナチヤージヤによる帯電をした後に、画像露光し
磁気ブラシ現象を行った結果、画像濃度が高く、高コン
トラストで良好な画像が得られ、40M回の繰り返しテ
スト後においても、濃度低下、白地のかぶり、ドフへ表
面の傷による白抜けなど、初期画像からの劣化は全く見
られず、耐久性も良好であることが確認−された。
Regarding the electrophotographic photoreceptor thus obtained, 5.6 kv
After being charged by a no-corona charger, image exposure was performed and a magnetic brush phenomenon was performed.As a result, a good image with high image density and high contrast was obtained.Even after 40M repeated tests, there was no decrease in density or white background No deterioration from the initial image, such as fogging or white spots due to surface scratches, was observed, and it was confirmed that the image had good durability.

〔実施例2〕 前記実施例1で得られた感光体において、アルミニウム
基板11)と光導電層(2)の間に、次の製作条件lこ
よって形成した障壁層(4)を介在させた電子写真感光
体をつくった。
[Example 2] In the photoreceptor obtained in Example 1, a barrier layer (4) formed under the following manufacturing conditions was interposed between the aluminum substrate 11) and the photoconductive layer (2). Created an electrophotographic photoreceptor.

即ち、第2図に示すグロ・−放電分解装置でSiF+ガ
スを20 sccM 、 SiH+カスをβQ 8(3
0M 、 B9H6ffスを125 SC0M 、 N
Rガスを0.8 BOOM (D流量とした以外は実施
例1の条件の下でアルミニウム基板(1)上に窒素を約
o、s atom1c%、硼素を約200 ppm 。
That is, in the glow-discharge decomposition apparatus shown in FIG.
0M, B9H6ff 125 SC0M, N
Under the conditions of Example 1, except that the R gas was used at a flow rate of 0.8 BOOM (D), about 1 c% of nitrogen and about 200 ppm of boron were deposited on an aluminum substrate (1).

フッ素及び水素が合計して約5 atomiQ%含有す
る厚さ2μ解のa −Si障壁層を得た。次いで、この
上に、実施例1と全く同一のa −Si光導電層及びa
 −81表面保護層を順次積層して電子写真感光体を得
た。
An a-Si barrier layer having a thickness of about 2 μm and containing about 5 atomic Q% of fluorine and hydrogen in total was obtained. Then, on top of this, an a-Si photoconductive layer exactly the same as in Example 1 and a
-81 surface protective layers were sequentially laminated to obtain an electrophotographic photoreceptor.

かくして得られた電子写真感光体について、55kVの
コロナチャージャによる帯電をした後に、画像露光し磁
気ブラシ現象を行った結果、画像濃度が高く、高コント
ラストで良好な画像が得られ、荀万回の繰り返しテスト
後においても、 濃度低下、白地のかぶり、ドラム表面
の傷による白抜けなど、初期画像からの劣化は全く見ら
れず、耐久性も良好であることが確認された。
The thus obtained electrophotographic photoreceptor was charged with a 55 kV corona charger, and then subjected to image exposure to perform a magnetic brush phenomenon. As a result, a good image with high image density and high contrast was obtained, and after 10,000 cycles. Even after repeated tests, no deterioration from the initial image, such as a decrease in density, fogging on white backgrounds, or white spots due to scratches on the drum surface, was observed, and durability was confirmed to be good.

更に、本例により得られた電子写真感光体は、長波長領
域も含めて光感度特性が優れていることに加え、5.6
 kVのコロナチャージャで帯電して、暗中での表面電
位の経時変化並びに77Q n1Tlの単色光照射直後
の表面電位の経時変化によれば、その表面電位が実施例
1よりも一段と大幅に高く、850■以上となり、電荷
保持能力にも好適となることが判った。゛ 〔実施例3〕 実施例1で述べた表面保護層を形成する場合、第1タン
ク(5)より水素をキャリアーガスとしたSiF+ガス
、並びに第2タンク(6)より水素をキャリアーガスと
したSiH4ガスのそれぞれの放出量を変えて、グロー
放電雰囲気のガス組成を第2表のように幾通りにもして
、感光体(Al (Bl (C1及び(Dlを製作した
。但し、その他の製作条件は実施例1と全く同一にした
Furthermore, the electrophotographic photoreceptor obtained in this example has excellent photosensitivity characteristics including the long wavelength region, and also has an excellent photosensitivity of 5.6.
According to the change in surface potential over time in the dark after charging with a kV corona charger and the change over time in the surface potential immediately after irradiation with monochromatic light of 77Q n1Tl, the surface potential was significantly higher than that in Example 1, and 850 (2) or more, and it was found that the charge retention ability was also favorable. [Example 3] When forming the surface protective layer described in Example 1, SiF+ gas with hydrogen as a carrier gas was used from the first tank (5), and hydrogen was used as a carrier gas from the second tank (6). Photoreceptors (Al (Bl) (C1 and (Dl) were fabricated by changing the release amount of each SiH4 gas and changing the gas composition of the glow discharge atmosphere as shown in Table 2. However, other fabrications The conditions were exactly the same as in Example 1.

かかる感光体の耐久性試験を実施例1で述べた方法によ
って確認したところ、第2表の通りである。尚、第2表
中の耐久性試験の評価は、初期画像からの劣化が認めら
れた限界の繰り返し回数を目安とした。
The durability of the photoreceptor was confirmed by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 2. Note that the evaluation of the durability test in Table 2 was based on the limit number of repetitions at which deterioration from the initial image was observed.

第 2 表 第2表から明らかなように、感光体(B)(C)は、4
0M回の繰り返しテストをおこなっても、濃度低下。
Table 2 As is clear from Table 2, photoreceptors (B) and (C) are 4
Even after repeating the test 0M times, the concentration decreased.

白地のかぶり、ドラム表面の傷による白抜けなど。White background fog, white spots due to scratches on the drum surface, etc.

初期画像からの劣化が見られず、耐久性が著しく向上し
、これにより、超高速複写用の感光体として十分に満足
しえるものとなることが判った。然るに、感光体(At
 (DJでは、せいぜい、20万回、15万回であり、
在来のa −Si感光体とほぼ同じレベルであった。
It was found that no deterioration from the initial image was observed and the durability was significantly improved, making it fully satisfactory as a photoreceptor for ultra-high speed copying. However, the photoreceptor (At
(For DJs, at most, it is 200,000 to 150,000 times,
The level was almost the same as that of a conventional a-Si photoreceptor.

上述した実施例から明らかなようIこ、本発明のa −
Si感光体は、光導電層の上に表面保護層が積層されて
おり、その表面保護層をグロー放電分解装置によって形
成するに際し、フッ素含有シリコン化合物と水素含有シ
リコン化合物のガス組成を特定することにより、きわめ
て安定した動作特性並びに優れた耐久性が獲得され、そ
の結果、今後、ますます要求される超高速複写用の感光
体として期待される。
As is clear from the above-described embodiments, a-
The Si photoreceptor has a surface protective layer laminated on the photoconductive layer, and when forming the surface protective layer using a glow discharge decomposition device, it is necessary to specify the gas composition of the fluorine-containing silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound. As a result, extremely stable operating characteristics and excellent durability have been obtained, and as a result, it is expected to be used as a photoreceptor for ultra-high speed copying, which will be increasingly required in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る感光体の拡大断面図、第2図はア
モルファスシリコン層を形成するだめのグロー放電分解
装置を示す概略図である。 (11−・・導電性基板 (2)・・・アモルファスシリコン光導電層!31−・
・アモルファスシリコン表面保護層+4)−・・アモル
ファスシリコン障壁層特許出願人 京セラ株式会社 同 河 村 孝 夫
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a photoreceptor according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a glow discharge decomposition apparatus for forming an amorphous silicon layer. (11-... Conductive substrate (2)... Amorphous silicon photoconductive layer! 31-...
・Amorphous silicon surface protective layer + 4) - Amorphous silicon barrier layer patent applicant Takao Kawamura, Kyocera Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電性基板上に、アモルファスシリコン光導電層
と、水素及びフッ素とともに窒素を含むアモルファスシ
リコン表面保護層とを、グロー放電分解法によって、順
次積層して成る電子写真感光体において、フッ素含有シ
リコン化合物と水素含有シリコン化合物のガス容積に対
して、フッ素含有シリコン化合物のガス容積を20〜5
0%とした雰囲気の中でグロー放電を発生し、前記アモ
ルファスシリコン表面保護層を形成したことを特徴とす
る電子写真感光体。
(1) An electrophotographic photoreceptor in which an amorphous silicon photoconductive layer and an amorphous silicon surface protective layer containing hydrogen and fluorine as well as nitrogen are sequentially laminated on a conductive substrate by glow discharge decomposition method. The gas volume of the fluorine-containing silicon compound is 20 to 5% of the gas volume of the silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound.
An electrophotographic photoreceptor characterized in that a glow discharge is generated in an atmosphere of 0% to form the amorphous silicon surface protective layer.
(2)導電性基板上に、アモルファスシリコン障壁層と
゛、アモルファスシリコン光導電層と、水素及びフッ素
とともに窒素を含むアモルファスシリコン表面保護層と
を、グロー放電分解法によって、順次積層して成る電子
写真感光体において、フッ素含有シ)コン化合物と水素
含有シリコン化合物のガス容積に対して、フッ素含有シ
リコン化合物のガス容積を20〜50%とした雰囲気の
中でグロー放電を発生し、前記アモルファスシリコン表
面保護層を形成したことを特徴とする電子写真感光体。
(2) An electrophotographic image in which an amorphous silicon barrier layer, an amorphous silicon photoconductive layer, and an amorphous silicon surface protective layer containing nitrogen as well as hydrogen and fluorine are sequentially laminated on a conductive substrate by a glow discharge decomposition method. In the photoreceptor, glow discharge is generated in an atmosphere in which the gas volume of the fluorine-containing silicon compound is 20 to 50% of the gas volume of the fluorine-containing silicon compound and the hydrogen-containing silicon compound, and the amorphous silicon surface is An electrophotographic photoreceptor characterized by forming a protective layer.
(3) 前記グロー放電分解用ガスとともに、キャリア
ーガスとして水素ガス、希ガスの少なくとも一種がグロ
ー放電の雰囲気ガスを占め、その割合が50〜90%と
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の電子写真感光体。
(3) Along with the glow discharge decomposition gas, at least one of hydrogen gas and rare gas as a carrier gas occupies the atmosphere gas of the glow discharge, and the proportion thereof is 50 to 90%. The electrophotographic photoreceptor according to item 1 or 2.
(4) 前記フッ素含有シリコン化合物がSiF4であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の電子写真感光体。
(4) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2, wherein the fluorine-containing silicon compound is SiF4.
(5)前記水素含有シリコン化合物がSi、H+である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
の電子写真感光体。
(5) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen-containing silicon compound is Si or H+.
(6) 前記アモルファスシリコン表面保護層に周期律
表第ma族が含まれていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項又は第2項記載の電子写真感光体。
(6) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1 or 2, wherein the amorphous silicon surface protective layer contains a member of group Ma of the periodic table.
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