JPS63243957A - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
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- JPS63243957A JPS63243957A JP62076198A JP7619887A JPS63243957A JP S63243957 A JPS63243957 A JP S63243957A JP 62076198 A JP62076198 A JP 62076198A JP 7619887 A JP7619887 A JP 7619887A JP S63243957 A JPS63243957 A JP S63243957A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrophotographic photoreceptor
- photoconductive layer
- films
- thin
- Prior art date
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- Pending
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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
- G03G5/08264—Silicon-based comprising seven or more 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、帯電特性、11g減衰特性、光感度特性及び
耐環境性等が優れた電子写真感光体に関する。
耐環境性等が優れた電子写真感光体に関する。
(従来の技術)
水素(H)を含有するアモルファスシリコン(以下、a
−3i:Hと略す)は、近年、光電変換材料として注目
されており、太陽電池、薄膜トランジスタ、及びイメー
ジセンサ等のほか、電子写真プロセスの感光体に応用さ
れている。
−3i:Hと略す)は、近年、光電変換材料として注目
されており、太陽電池、薄膜トランジスタ、及びイメー
ジセンサ等のほか、電子写真プロセスの感光体に応用さ
れている。
従来、電子写真感光体の光導電層を構成する材料として
、Cd S、Zn O,Se 、若しくは5e−Te等
の無機材料又はポリ−N−ビニルカルバゾール(PVC
z )若しくはトリニトロフルオレノン(TNF>等の
有機材料が使用されていた。
、Cd S、Zn O,Se 、若しくは5e−Te等
の無機材料又はポリ−N−ビニルカルバゾール(PVC
z )若しくはトリニトロフルオレノン(TNF>等の
有機材料が使用されていた。
しかしながら、a−8i :l−1はこれらの無機材
料又は有機材料に比して、無公害物質であるため回収処
理の必要がないこと、可視光領域で^い分光感度を有す
ること、並びに表面硬度が高く耐摩耗性及び耐ms性が
優れていること等の利点を有している。このため、a−
3i:Hは電子写真プロセスの感光体材料として注目さ
れている。
料又は有機材料に比して、無公害物質であるため回収処
理の必要がないこと、可視光領域で^い分光感度を有す
ること、並びに表面硬度が高く耐摩耗性及び耐ms性が
優れていること等の利点を有している。このため、a−
3i:Hは電子写真プロセスの感光体材料として注目さ
れている。
このa−8t :Hは、カールソン方式に基づく感光
体材料として検討が進められているが、この場合、感光
体特性として抵抗及び光感度が高いことが要求される。
体材料として検討が進められているが、この場合、感光
体特性として抵抗及び光感度が高いことが要求される。
しかしながら、この両特性を単一の感光体で満足させる
ことが困難であるため、光導電層と導電性支持体との間
に障壁層を設け、かつ光導電層上に表面電荷保持層を設
けた積層型の構造にすることにより、このような要求を
満足させている。
ことが困難であるため、光導電層と導電性支持体との間
に障壁層を設け、かつ光導電層上に表面電荷保持層を設
けた積層型の構造にすることにより、このような要求を
満足させている。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、a−8i:Hは、通常、シラン系ガスを使用
したグロー放電分解法により形成されるが、この際に、
a−8i:H膜中に水素が取り込まれ、水素量の差によ
り電気的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、a−
8i:H膜に侵入する水素の量が多くなると、光学的バ
ンドギャップが大きくなり、a−8i Hの抵抗が高く
なるが、それにともない、長波長光に対する光感度が低
下してしまうので、例えば、半導体レーザを搭載したレ
ーザビームプリンタに使用することが困難である。また
、a−8i HIa中の水素の含有量が多くなると、成
膜条件によって、(SiHz)n及び5it−12等の
結合構造を有するものが膜中で大部分の領域を占める場
合がある。そうすると、ボイドが増加し、シリコンのダ
ングリングボンドが増加するため、光導電特性が劣化し
、電子写真感光体として使用不能になる。逆に、a−8
i:H中に取込まれる水素の澁が低下すると、光学的バ
ンドギャップが小さくなり、その抵抗が小さくなるが、
長波長光に対する光感度が増加する。しかし、水素含有
量が少ないと、シリコンのダングリングボンドと結合し
てこれを減少させるべき水素が少なくなる。このため、
発生するキャリアの移動度が低下し、寿命が短くなると
共に、光導電特性が劣化してしまい、電子写真感光体と
して使用し難いものとなる。
したグロー放電分解法により形成されるが、この際に、
a−8i:H膜中に水素が取り込まれ、水素量の差によ
り電気的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、a−
8i:H膜に侵入する水素の量が多くなると、光学的バ
ンドギャップが大きくなり、a−8i Hの抵抗が高く
なるが、それにともない、長波長光に対する光感度が低
下してしまうので、例えば、半導体レーザを搭載したレ
ーザビームプリンタに使用することが困難である。また
、a−8i HIa中の水素の含有量が多くなると、成
膜条件によって、(SiHz)n及び5it−12等の
結合構造を有するものが膜中で大部分の領域を占める場
合がある。そうすると、ボイドが増加し、シリコンのダ
ングリングボンドが増加するため、光導電特性が劣化し
、電子写真感光体として使用不能になる。逆に、a−8
i:H中に取込まれる水素の澁が低下すると、光学的バ
ンドギャップが小さくなり、その抵抗が小さくなるが、
長波長光に対する光感度が増加する。しかし、水素含有
量が少ないと、シリコンのダングリングボンドと結合し
てこれを減少させるべき水素が少なくなる。このため、
発生するキャリアの移動度が低下し、寿命が短くなると
共に、光導電特性が劣化してしまい、電子写真感光体と
して使用し難いものとなる。
このように、電子写真感光体の光導電層を単一のa−8
i :HIaのみで構成したのでは、a−8i:HI
a5の製造条件によって特性が大きく変化し、望ましい
特性が得られないという問題がある。
i :HIaのみで構成したのでは、a−8i:HI
a5の製造条件によって特性が大きく変化し、望ましい
特性が得られないという問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
帯電能が優れており、残留電位が低く、近赤外領域まで
の広い波長領域に亘って感光が高く、基板との密着性が
良く、耐環境性が優れた電子写真感光体を提供すること
を目的とする。
帯電能が優れており、残留電位が低く、近赤外領域まで
の広い波長領域に亘って感光が高く、基板との密着性が
良く、耐環境性が優れた電子写真感光体を提供すること
を目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、種々研究を重ねた結果、電子写真感光体
の光導電層に複数の半導体膜の積層即ち超格子構造の領
域を形成することにより、上記目的を達成し得ることを
見出し、本発明を完成するに至った。
の光導電層に複数の半導体膜の積層即ち超格子構造の領
域を形成することにより、上記目的を達成し得ることを
見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の電子写真感光体は、導電性支持体と光導
電層とを具備する電子写真感光体であって、前記光導電
層は、微結晶シリコン薄膜と、非晶質シリコン薄膜と、
炭素、酸素および窒素から選ばれた元素の少なくとも一
種を含む非晶質シリコン薄膜とを奏曇辷積層して構成さ
れてなる領域を有することを特徴とする。
電層とを具備する電子写真感光体であって、前記光導電
層は、微結晶シリコン薄膜と、非晶質シリコン薄膜と、
炭素、酸素および窒素から選ばれた元素の少なくとも一
種を含む非晶質シリコン薄膜とを奏曇辷積層して構成さ
れてなる領域を有することを特徴とする。
前記非晶質シリコン薄膜中に含まれる炭素、酸素、窒素
のΩ度は、好ましくは0,1〜40原子%、より好まし
くは0.5〜30原子%である。
のΩ度は、好ましくは0,1〜40原子%、より好まし
くは0.5〜30原子%である。
本発明において用いる微結晶シリコン(μC−3i)は
、粒径が約数十オングストロームの微結晶化したシリコ
ンと非晶質シリコンとの混合相より形成されているもの
と考えられ、以下のような物性上の特徴を有している。
、粒径が約数十オングストロームの微結晶化したシリコ
ンと非晶質シリコンとの混合相より形成されているもの
と考えられ、以下のような物性上の特徴を有している。
第一に、x11回折測定では2θが28〜28.5°付
近にある結晶回折パターンを示し、ハローのみが現れる
無定形のa−3iから明確に区別される。第二に、μC
−3iの暗抵抗は1010Ω・α以上に調整することが
でき、暗抵抗が1050・1のポリクリスタリンシリコ
ンからも明確に区別される。
近にある結晶回折パターンを示し、ハローのみが現れる
無定形のa−3iから明確に区別される。第二に、μC
−3iの暗抵抗は1010Ω・α以上に調整することが
でき、暗抵抗が1050・1のポリクリスタリンシリコ
ンからも明確に区別される。
本発明で用いる上記μC−8iの光学的バンドギャップ
(Eg” )は、例えば1.55CVとするのが望まし
い。しかし、一定の範囲で任意に設定することができる
。望ましいEgoを得るため夫々に所定最の水素を添加
し、μc−8i:Hとして使用するのが好ましい。これ
により、シリコンのダングリングボンドが補償され、暗
抵抗と明抵抗の調和がとれ、光導電特性が向、上する。
(Eg” )は、例えば1.55CVとするのが望まし
い。しかし、一定の範囲で任意に設定することができる
。望ましいEgoを得るため夫々に所定最の水素を添加
し、μc−8i:Hとして使用するのが好ましい。これ
により、シリコンのダングリングボンドが補償され、暗
抵抗と明抵抗の調和がとれ、光導電特性が向、上する。
(作 用)
本発明の電子写[!!光体では、光導電層に前記超格子
構造が設けられているため、この領域では発生したキャ
リアの寿命が長く、移動度も大きくなる。その理論につ
いては未だ充分に確立しているとは言えないが、超格子
構造に特徴的な周期的井戸型ポテンシャルによるm子効
果であることは疑いがな(、これは特に超格子効果とい
われる。
構造が設けられているため、この領域では発生したキャ
リアの寿命が長く、移動度も大きくなる。その理論につ
いては未だ充分に確立しているとは言えないが、超格子
構造に特徴的な周期的井戸型ポテンシャルによるm子効
果であることは疑いがな(、これは特に超格子効果とい
われる。
こうして光導電層でのキャリアの移動度が大きくなり、
またキャリアの寿命が長くなることによって電子写真感
光体の感度は著しく向上することになる。
またキャリアの寿命が長くなることによって電子写真感
光体の感度は著しく向上することになる。
また、本発明においてはa−8iWJ膜に炭素、酸素、
窒素のうちの少なくとも一種を含有させているので、前
記のようにバンドギャップを調整するだけでなく、先導
illの抵抗を増大して表面のit荷保持能力を高める
ことができる。
窒素のうちの少なくとも一種を含有させているので、前
記のようにバンドギャップを調整するだけでなく、先導
illの抵抗を増大して表面のit荷保持能力を高める
ことができる。
(実施例)
第1図は、本発明の一実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図である。同図において、1は導電性支持
体である。該導電性支持体の上には障壁層2が形成され
、その上には光S電層3が形成されている。更に、光導
電層3の上には表面層4が形成されている。
面構造を示す図である。同図において、1は導電性支持
体である。該導電性支持体の上には障壁層2が形成され
、その上には光S電層3が形成されている。更に、光導
電層3の上には表面層4が形成されている。
第2図は本発明の他の実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図で、この実施例では電荷発生層および電
荷輸送層からなる機能分離型の光導電層が設けられてい
る。即ち、導電性支持体1及び障壁m2の上に電荷輸送
層5が形成され、該電荷輸送層の上に電荷発生層6が形
成されている。
面構造を示す図で、この実施例では電荷発生層および電
荷輸送層からなる機能分離型の光導電層が設けられてい
る。即ち、導電性支持体1及び障壁m2の上に電荷輸送
層5が形成され、該電荷輸送層の上に電荷発生層6が形
成されている。
更に、電荷発生層6の上には表面層4が形成されている
。
。
上記第1図および第2図の実施例における各部の詳細は
、次に説明する通りである。
、次に説明する通りである。
導電性支持体1は、通常はアルミニウム製のドラムで構
成される。
成される。
障壁層2はμc−8iやa−8i :Hを用イテ形成
してもよく、またa−BN:)((窒素および水素を添
加したアモルファス硼素)を使用してもよい。更に、絶
縁性の躾を用いてもよい。例えば、μc−8i :
H及びa−3i:@に炭素C1窒素N及び酸素Oから選
択された元素の一種以上を含有させることにより、高抵
抗の絶縁性障壁層を形成することができる。陣1!JI
2の膜厚は100人〜10μmが好ましい。
してもよく、またa−BN:)((窒素および水素を添
加したアモルファス硼素)を使用してもよい。更に、絶
縁性の躾を用いてもよい。例えば、μc−8i :
H及びa−3i:@に炭素C1窒素N及び酸素Oから選
択された元素の一種以上を含有させることにより、高抵
抗の絶縁性障壁層を形成することができる。陣1!JI
2の膜厚は100人〜10μmが好ましい。
上記障壁層2は、導電性支持体1と光導電層3(または
電荷発生15)との間の電荷の流れを抑制することによ
り感光体表面の電荷保持機能を高め、感光体の帯電能を
高めるために形成されるものである。従って、半導体層
をra壁層に用いてカ□−ルソン方式の感光体を構成す
る場合には、表面に帯電させた電荷の保持能力を低下さ
せないために、障壁WJ2をP型またはN型とする。即
ち、感光体表面を正帯電させる場合には障壁層2をP型
とし、表面電荷を中和する電子が光導電層に注入される
のを防止する。逆に表面を負帯電させる場合には陣里層
2をN型とし、表面電荷を中和するホールが光導電層へ
注入されるのを防止する。障壁層2から注入されるキャ
リアは光の入射で光導ff1W3.6内に発生するキャ
リアに対してノイズとなるから、上記のようにしてキャ
リアの注入を防止することは感度の向上をもたらす。な
お、μc−8i : Hやa−8i:HをP型にする
ためには、周期律表の第■族に属する元素、例えば硼素
B1アルミニウムAa1ガリウムGa、インジウムIn
、及びタリウム下2等をドーピングすることが好ましい
。また、μc−8i :Hやa−8i :H4i:
N型にするためには周期律表の第V族に属する元素、例
えば窒素、燐P1砒素As、アンチモンSb、及びビス
マス3i等をドーピングすることを好ましい。
電荷発生15)との間の電荷の流れを抑制することによ
り感光体表面の電荷保持機能を高め、感光体の帯電能を
高めるために形成されるものである。従って、半導体層
をra壁層に用いてカ□−ルソン方式の感光体を構成す
る場合には、表面に帯電させた電荷の保持能力を低下さ
せないために、障壁WJ2をP型またはN型とする。即
ち、感光体表面を正帯電させる場合には障壁層2をP型
とし、表面電荷を中和する電子が光導電層に注入される
のを防止する。逆に表面を負帯電させる場合には陣里層
2をN型とし、表面電荷を中和するホールが光導電層へ
注入されるのを防止する。障壁層2から注入されるキャ
リアは光の入射で光導ff1W3.6内に発生するキャ
リアに対してノイズとなるから、上記のようにしてキャ
リアの注入を防止することは感度の向上をもたらす。な
お、μc−8i : Hやa−8i:HをP型にする
ためには、周期律表の第■族に属する元素、例えば硼素
B1アルミニウムAa1ガリウムGa、インジウムIn
、及びタリウム下2等をドーピングすることが好ましい
。また、μc−8i :Hやa−8i :H4i:
N型にするためには周期律表の第V族に属する元素、例
えば窒素、燐P1砒素As、アンチモンSb、及びビス
マス3i等をドーピングすることを好ましい。
第1図に示す実施例においては、光導電層3は光の入射
によりキャリアを発生し、このキャリアは一方の極性の
ものが感光体表面の帯電電荷と中和し、他方のものが光
導電層3を導電性質支持体1まで走行する。また、機能
分離型の感光体(第2図)においては、光の入射により
、電荷発生層6にてキャリアが発生し、このキャリアの
一方は電荷輸送層5を走行して導電性支持体1まで到達
する。
によりキャリアを発生し、このキャリアは一方の極性の
ものが感光体表面の帯電電荷と中和し、他方のものが光
導電層3を導電性質支持体1まで走行する。また、機能
分離型の感光体(第2図)においては、光の入射により
、電荷発生層6にてキャリアが発生し、このキャリアの
一方は電荷輸送層5を走行して導電性支持体1まで到達
する。
第1図に示す光導電層3および第2図に示す電荷発生層
6は、3種類の薄層を交互に積層して構成されている。
6は、3種類の薄層を交互に積層して構成されている。
これらIJIは光学的バンドギャップが相通し、それぞ
れ厚みが30〜500人の範囲にある。
れ厚みが30〜500人の範囲にある。
以上説明したように、光学的バンドギャップが相互に異
なるIINを積層することによって、光学的バンドギャ
ップの大きさ自体に拘りなく、光学的バンドギャップが
小さい膜を基準にして光学的バンドギャップが大きな膜
がバリアとなる周期的なポテンシャルバリアを有する超
格子構造が形成される。この超格子構造においては、バ
リアr141JIが極めて薄いので、NgIにおけるキ
ャリアのトンネル効果により、キャリアはバリアを通過
して超格子構造中を走行する。また、このような超格子
構造においては、光の入射により発生するキャリアの数
が多い。従って、光感度が高い。なお、超格子構造の薄
膜のバンドギャップと膜厚を変更することにより、ヘテ
ロ接合超格子構造を有する層のみかけのバンドギャップ
を自由に調整することができる。
なるIINを積層することによって、光学的バンドギャ
ップの大きさ自体に拘りなく、光学的バンドギャップが
小さい膜を基準にして光学的バンドギャップが大きな膜
がバリアとなる周期的なポテンシャルバリアを有する超
格子構造が形成される。この超格子構造においては、バ
リアr141JIが極めて薄いので、NgIにおけるキ
ャリアのトンネル効果により、キャリアはバリアを通過
して超格子構造中を走行する。また、このような超格子
構造においては、光の入射により発生するキャリアの数
が多い。従って、光感度が高い。なお、超格子構造の薄
膜のバンドギャップと膜厚を変更することにより、ヘテ
ロ接合超格子構造を有する層のみかけのバンドギャップ
を自由に調整することができる。
本発明の電子写真感光体において、光導電層を構成する
a−8i:H1μc−3i:H等における水素の含有量
は、0.01〜30原子%が好ましく、1〜2)原子%
がより好ましい。このような水素の含有量により、シリ
コンのダングリングボンドが補償され、暗抵抗と明抵抗
とが調和のとれたものとなり、光導電特性が向上する。
a−8i:H1μc−3i:H等における水素の含有量
は、0.01〜30原子%が好ましく、1〜2)原子%
がより好ましい。このような水素の含有量により、シリ
コンのダングリングボンドが補償され、暗抵抗と明抵抗
とが調和のとれたものとなり、光導電特性が向上する。
a−8i :H112をグロー放電分解法により成膜
するには、原料としてSiH+及び3i2Hs等のシラ
ン類ガスを反応室に導入し、高周波によりグロー放電す
ることによりWJ層中にHを添加することができる。必
要に応じて、シラン類のキャリアガスとして水素又はヘ
リウムガスを使用することができる。一方、Si F4
ガス及び3i C(1+ガス等のハロゲン化ケイ素を原
料ガスとして使用することができる。また、シラン類ガ
スとハロゲン化ケイ素ガスとの混合ガスで反応させても
、同様にHを含有するa−8i:Hを成膜することがで
きる。なお、グロー放電分解法によらず、例えば、スパ
ッタリング等の物理的な方法によってもこれ等の薄膜を
形成することができる。
するには、原料としてSiH+及び3i2Hs等のシラ
ン類ガスを反応室に導入し、高周波によりグロー放電す
ることによりWJ層中にHを添加することができる。必
要に応じて、シラン類のキャリアガスとして水素又はヘ
リウムガスを使用することができる。一方、Si F4
ガス及び3i C(1+ガス等のハロゲン化ケイ素を原
料ガスとして使用することができる。また、シラン類ガ
スとハロゲン化ケイ素ガスとの混合ガスで反応させても
、同様にHを含有するa−8i:Hを成膜することがで
きる。なお、グロー放電分解法によらず、例えば、スパ
ッタリング等の物理的な方法によってもこれ等の薄膜を
形成することができる。
μc−8i層も、a−8t:Hと同様に、高周波グロー
放電分解法により、シランガスを原料として、成膜する
ことができる。この場合に、支持体の温度をa−8i
:Hを形成する場合よりも高く設定し、高周波電力も
a−8i:Hの場合よりも高く設定すると、μc−8i
xHを形成しやすくなる。また、支持体温度及び高周波
電力を高くすることより、シランガスなどの原料ガスの
流曾を増大させることができ、その結果、成膜速度を早
くすることができる。また、原料ガスのSiH+及び5
i2Hs等の高次のシランガスを水素で希釈したガスを
使用することにより、μC−8i:Hを一層高効率で形
成することができる。
放電分解法により、シランガスを原料として、成膜する
ことができる。この場合に、支持体の温度をa−8i
:Hを形成する場合よりも高く設定し、高周波電力も
a−8i:Hの場合よりも高く設定すると、μc−8i
xHを形成しやすくなる。また、支持体温度及び高周波
電力を高くすることより、シランガスなどの原料ガスの
流曾を増大させることができ、その結果、成膜速度を早
くすることができる。また、原料ガスのSiH+及び5
i2Hs等の高次のシランガスを水素で希釈したガスを
使用することにより、μC−8i:Hを一層高効率で形
成することができる。
μc−8i : H及びa−3i :)lをp型に
するためには、周期律表の第■族に属する元素1例えば
、ホウ素B1アルミニウム八β、ガリウムQa。
するためには、周期律表の第■族に属する元素1例えば
、ホウ素B1アルミニウム八β、ガリウムQa。
インジウムIn、及びタリウム下2等をドーピングする
ことが好ましく、μc−8i:H及びa −sr :
Hをn型にするためには、周期律表の第V族に属する元
素、例えば、窒素N、リンP1ヒ素As、アンチモンS
b、及びビスマス81等をドーピングすることが好まし
い。このp型不純物又はn型不純物のドーピングにより
、支持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止さ
れる。一方、μc−8i : l−1及びa−8i
:l−(に、炭素C1窒素N及び酸素Oから選択され
た少なくとも1Pliの元素を含有させることにより、
高抵抗とし、表面電荷保持能力を増大させることができ
る。
ことが好ましく、μc−8i:H及びa −sr :
Hをn型にするためには、周期律表の第V族に属する元
素、例えば、窒素N、リンP1ヒ素As、アンチモンS
b、及びビスマス81等をドーピングすることが好まし
い。このp型不純物又はn型不純物のドーピングにより
、支持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止さ
れる。一方、μc−8i : l−1及びa−8i
:l−(に、炭素C1窒素N及び酸素Oから選択され
た少なくとも1Pliの元素を含有させることにより、
高抵抗とし、表面電荷保持能力を増大させることができ
る。
光導電層3又は電荷発生層6の上に表面!!!4が設け
られている。光1[11!!13又は電荷発生116の
a−8i:H等は、その屈折率が3乃至3.4と比較的
大きいため、表面での光反射が起きやすい。
られている。光1[11!!13又は電荷発生116の
a−8i:H等は、その屈折率が3乃至3.4と比較的
大きいため、表面での光反射が起きやすい。
このような光反射が生じると、光導電層又は電荷発生層
に吸収される光量の割合いが低下し、光損失が大きくな
る。このため、表面層4を設けて反射を防止することが
好ましい。また、表面層4を設けることにより、光導N
層3又は電荷発生M6が損傷から保護される。さらに、
表面層を形成することにより、帯電能が向上し、表面に
電荷がよくのるようになる。表面層を形成する材料とし
ては、a−8i N : H,a−3i O:Hl及び
a−8iC:t−1等の無機化合物並びにポリ塩化ビニ
ル及びポリアミド等の有機材料がある。
に吸収される光量の割合いが低下し、光損失が大きくな
る。このため、表面層4を設けて反射を防止することが
好ましい。また、表面層4を設けることにより、光導N
層3又は電荷発生M6が損傷から保護される。さらに、
表面層を形成することにより、帯電能が向上し、表面に
電荷がよくのるようになる。表面層を形成する材料とし
ては、a−8i N : H,a−3i O:Hl及び
a−8iC:t−1等の無機化合物並びにポリ塩化ビニ
ル及びポリアミド等の有機材料がある。
このように構成される電子写真感光体の表面を、コロナ
放電により約500■の正電圧で帯電させると、例えば
、第2図に示す機能分離型の電子写真感光体の場合には
、電荷発生層6にポテンシャルバリアが形成される。こ
の感光体に光(hν)が入射すると、電荷発生1i16
の超格子構造で電子と正孔のキャリアが発生する。この
伝導帯の電子は、感光体中の電界により、表面H4側に
向けて加速され、正孔は導電性支持体1側に向けて加速
される。この場合に、光学的バンドギャップが相違する
薄膜の境界で発生するキャリアの数は、バルクで発生す
るキャリアの数よりも極めて多い。
放電により約500■の正電圧で帯電させると、例えば
、第2図に示す機能分離型の電子写真感光体の場合には
、電荷発生層6にポテンシャルバリアが形成される。こ
の感光体に光(hν)が入射すると、電荷発生1i16
の超格子構造で電子と正孔のキャリアが発生する。この
伝導帯の電子は、感光体中の電界により、表面H4側に
向けて加速され、正孔は導電性支持体1側に向けて加速
される。この場合に、光学的バンドギャップが相違する
薄膜の境界で発生するキャリアの数は、バルクで発生す
るキャリアの数よりも極めて多い。
このため、この超格子構造においては、光感度が^い。
また、ポテンシャルの井戸層においては、量子効果のた
めに、超格子構造でない単一層の場合に比して、キャリ
アの寿命が5乃至10倍と長い。更に、超格子構造にお
いては、バンドギャップの不連続性により、周期的なバ
リア層が形成されるが、キャリアはトンネル効果で容易
にバイアス層を通り抜けるので、キャリアの実効移動度
はバルクにおける移動度と同等であり、キャリアの走行
性が優れている。以上のごとく、光学的バンドギャップ
が相違する薄膜を積層した超格子構造によれば、高光導
電層特性を得ることができ、従来の感光体よりも鮮明な
画像を得ることができる。
めに、超格子構造でない単一層の場合に比して、キャリ
アの寿命が5乃至10倍と長い。更に、超格子構造にお
いては、バンドギャップの不連続性により、周期的なバ
リア層が形成されるが、キャリアはトンネル効果で容易
にバイアス層を通り抜けるので、キャリアの実効移動度
はバルクにおける移動度と同等であり、キャリアの走行
性が優れている。以上のごとく、光学的バンドギャップ
が相違する薄膜を積層した超格子構造によれば、高光導
電層特性を得ることができ、従来の感光体よりも鮮明な
画像を得ることができる。
以下に第3図を参照し、上記実施例の電子写真感光体を
グロー放電法により製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスボンベ21.22.23.
24には、例えば、夫々Si H4,82H6、H2、
CH4等の原料ガスが収容されている。これらガスボン
ベ内のガスは、流m調整用のバルブ26及び配管27を
介して混合器28に供給されるようになっている。各ボ
ンベには圧力計2)が設置されており、該圧力計2)を
監視しつつパルプ26を調整することにより混合器28
に供給する各原料ガスの流量及び混合比を調節できる。
グロー放電法により製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスボンベ21.22.23.
24には、例えば、夫々Si H4,82H6、H2、
CH4等の原料ガスが収容されている。これらガスボン
ベ内のガスは、流m調整用のバルブ26及び配管27を
介して混合器28に供給されるようになっている。各ボ
ンベには圧力計2)が設置されており、該圧力計2)を
監視しつつパルプ26を調整することにより混合器28
に供給する各原料ガスの流量及び混合比を調節できる。
混合器28にて混合されたガスは反応容11i29に供
給される。反応容器29の底部31には、回転軸30が
鉛直方向の回りに回転可能に取付けられている。該回転
軸30の上端に、円板状の支持台32がその面を回転軸
30に垂直にして固定されている。反応容器29内には
、円筒状の電1f133がその軸中心を回転軸30の軸
中心と一致させて底部31上に設置されている。
給される。反応容器29の底部31には、回転軸30が
鉛直方向の回りに回転可能に取付けられている。該回転
軸30の上端に、円板状の支持台32がその面を回転軸
30に垂直にして固定されている。反応容器29内には
、円筒状の電1f133がその軸中心を回転軸30の軸
中心と一致させて底部31上に設置されている。
感光体のドラム基体34が支持台32上にその軸中心を
回転軸30の軸中心と一致させて載置されており、この
ドラム基体34の内側にはドラム基体加熱用のヒータ3
5が配設されている。N極33とドラム基体34との間
には高周波it源36が接続されており、電極33およ
びドラム基体34間に^周波電流が供給されるようにな
っている。回転軸30はモータ38により回転駆動され
る。反応容器2つ内の圧力は圧力計37により監視され
、反応容器2つはゲートバルブ38を介して真空ポンプ
等の適宜の排気手段に連結されている。
回転軸30の軸中心と一致させて載置されており、この
ドラム基体34の内側にはドラム基体加熱用のヒータ3
5が配設されている。N極33とドラム基体34との間
には高周波it源36が接続されており、電極33およ
びドラム基体34間に^周波電流が供給されるようにな
っている。回転軸30はモータ38により回転駆動され
る。反応容器2つ内の圧力は圧力計37により監視され
、反応容器2つはゲートバルブ38を介して真空ポンプ
等の適宜の排気手段に連結されている。
上記製造装置により感光体を製造する場合には、反応容
器29内にドラム基体34を設置した後、ゲートバルブ
39を開にして反応容器29内を約0、I T orr
の圧力以下に排気する。次いで、ボンベ21.22,2
3.24から所要の反応ガスを所定の混合比で混合して
反応容器29内に導入する。この場合に、反応容器29
内に導入するガス流量は反応容器29内の圧力が0.1
乃至1.OT orrになるように設定する。次いで、
モータ38を作動させてドラム基体34を回転させ、ヒ
ータ35によりドラム基体34を一定温度に加熱すると
共に、^周波電源36により電橿33とドラム基体34
との間に高周波電流を供給して、両者間にグロー放電を
形成する。これにより、ドラム基体34上にa−8i:
@が堆積する。なお、Wnガス中にN20.NH3、N
O2、N2 。
器29内にドラム基体34を設置した後、ゲートバルブ
39を開にして反応容器29内を約0、I T orr
の圧力以下に排気する。次いで、ボンベ21.22,2
3.24から所要の反応ガスを所定の混合比で混合して
反応容器29内に導入する。この場合に、反応容器29
内に導入するガス流量は反応容器29内の圧力が0.1
乃至1.OT orrになるように設定する。次いで、
モータ38を作動させてドラム基体34を回転させ、ヒ
ータ35によりドラム基体34を一定温度に加熱すると
共に、^周波電源36により電橿33とドラム基体34
との間に高周波電流を供給して、両者間にグロー放電を
形成する。これにより、ドラム基体34上にa−8i:
@が堆積する。なお、Wnガス中にN20.NH3、N
O2、N2 。
CH4、C2H4,02ガス等を使用することにより、
これらの元素をa−8i:H等に含有させることができ
る。
これらの元素をa−8i:H等に含有させることができ
る。
このように、この発明に係る電子写真感光体は、クロー
ズドシステムの製造装置で製造することができるため、
人体に対して安全である。
ズドシステムの製造装置で製造することができるため、
人体に対して安全である。
次に、この発明に係る電子写真感光体を成膜し、電子写
真特性を試験した結果について説明する。
真特性を試験した結果について説明する。
試験例1
必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドブラスト処理を施した直径が80麿、幅が
350amのアルミニウム製ドラム基体を反応容器内に
装着し、反応容器を約10−5トルの真空度に排気した
。ドラム基体を2)0℃に加熱し、10romで自転さ
せつつ、SiH+ガスを500SCCM、B2 Hsガ
スを5iHsガスに対する流量比で10−3という流量
で反応容器内に導入し、反応容器内の圧力を1トルに調
節した。そして、13.56 M HZの高周波電力を
印加してプラズマを生起させ、ドラム基体上にp型のa
−8iC:Hからなる障壁層を形成した。
理及びサンドブラスト処理を施した直径が80麿、幅が
350amのアルミニウム製ドラム基体を反応容器内に
装着し、反応容器を約10−5トルの真空度に排気した
。ドラム基体を2)0℃に加熱し、10romで自転さ
せつつ、SiH+ガスを500SCCM、B2 Hsガ
スを5iHsガスに対する流量比で10−3という流量
で反応容器内に導入し、反応容器内の圧力を1トルに調
節した。そして、13.56 M HZの高周波電力を
印加してプラズマを生起させ、ドラム基体上にp型のa
−8iC:Hからなる障壁層を形成した。
次いで、H2ガスを3008CCM182 H6ガスを
SiH+ガスに対する流m比で10−6という流量で反
応容器内に導入し、高周波電力を印加して、20μmの
厚さのa−8i:Hからなる電荷輸送層を形成した。
SiH+ガスに対する流m比で10−6という流量で反
応容器内に導入し、高周波電力を印加して、20μmの
厚さのa−8i:Hからなる電荷輸送層を形成した。
次に、CH4ガスの流量を30SCCMとし、40oW
の高周波電力を印加して、50人のa −3iC薄膜を
形成した。次いで、電荷輸送層形式の際と同様の条件で
、50人のa−8i l膜を形成した。次いで、SiH
+ガスの流量を50SCCM、H2ガスの流量を500
3CCMとし、IKWの高周波電力を印加して、100
人のμC−8i :HlwAを形成した。このような
操作を繰返して5μmの超格子構造の電荷発生層を形成
した。
の高周波電力を印加して、50人のa −3iC薄膜を
形成した。次いで、電荷輸送層形式の際と同様の条件で
、50人のa−8i l膜を形成した。次いで、SiH
+ガスの流量を50SCCM、H2ガスの流量を500
3CCMとし、IKWの高周波電力を印加して、100
人のμC−8i :HlwAを形成した。このような
操作を繰返して5μmの超格子構造の電荷発生層を形成
した。
最後に、0.5.czmのa−8iC:Hからなる表面
層を形成した。
層を形成した。
このようにして形成した感光体表面を約500Vで正帯
電し、白色光を露光すると、この光は電荷発生層で吸収
され、電子正孔対のキャリアが発生する。この試験例に
おいては、多数のキャリアが発生し、キャリアの寿命が
高く、高い走行性が得られた。これにより、鮮明で8品
質の画像が得られた。また、この試験例で製造された感
光体を、繰返し帯電させたところ、転写画像の再現性及
び安定性は極めて良好であり、更に、耐コロナ性、耐湿
性、及び耐磨耗性等の耐久性が優れていることが実証さ
れた。
電し、白色光を露光すると、この光は電荷発生層で吸収
され、電子正孔対のキャリアが発生する。この試験例に
おいては、多数のキャリアが発生し、キャリアの寿命が
高く、高い走行性が得られた。これにより、鮮明で8品
質の画像が得られた。また、この試験例で製造された感
光体を、繰返し帯電させたところ、転写画像の再現性及
び安定性は極めて良好であり、更に、耐コロナ性、耐湿
性、及び耐磨耗性等の耐久性が優れていることが実証さ
れた。
このようにして製造された感光体は、半導体レーザの発
振波長である780乃至790 nlの長波長光に対し
ても高い感度を有する。この感光体を半導体レーザプリ
ンタに搭載してカールソンプロセスにより画像を形成し
たところ、感光体表面の露光量が2)erlJcjであ
る場合でも、鮮明で高解像度の画像を得ることができた
。
振波長である780乃至790 nlの長波長光に対し
ても高い感度を有する。この感光体を半導体レーザプリ
ンタに搭載してカールソンプロセスにより画像を形成し
たところ、感光体表面の露光量が2)erlJcjであ
る場合でも、鮮明で高解像度の画像を得ることができた
。
試験例2
a−8i CWIm、μc−8illll、a3ifi
膜の順に成膜して電荷発生層を形成したことを除き、試
験例1と同様の方法で電子写真感光体を製造した。
膜の順に成膜して電荷発生層を形成したことを除き、試
験例1と同様の方法で電子写真感光体を製造した。
この感光体を用いて、試験例1と同様にして画像を形成
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
試験例3
a−8iC薄11mの代わりに、a−8i Nl膜を形
成したことを除き、試験例1と同様の方法で電子写真感
光体を製造した。なお、a−8iN薄躾は、5i)−1
+ガスを5008CCM、H2ガスを3008CCM、
N2ガスを1208CCM導入することにより得られた
。
成したことを除き、試験例1と同様の方法で電子写真感
光体を製造した。なお、a−8iN薄躾は、5i)−1
+ガスを5008CCM、H2ガスを3008CCM、
N2ガスを1208CCM導入することにより得られた
。
この感光体を用いて、試験例1と同様にして画像を形成
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
試験例4
a−8iNIJIl、μ(:、−3iWI!II、a−
3iWj躾の順に成膜して電荷発生層を形成したことを
除き、試験例3と同様の方法で電子写真感光体を製造し
た。
3iWj躾の順に成膜して電荷発生層を形成したことを
除き、試験例3と同様の方法で電子写真感光体を製造し
た。
この感光体を用いて、試験例1と同様にして画像を形成
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。
[発明の効果]
この発明によれば、光導電層の一部又は全部に、超格子
構造を使用しているので、可視光から近赤外光の広い波
長領域に亘って高感度であり、キャリアの走行性が高い
と共に、高抵抗で帯電特性が優れた電子写真感光体を得
ることができる。
構造を使用しているので、可視光から近赤外光の広い波
長領域に亘って高感度であり、キャリアの走行性が高い
と共に、高抵抗で帯電特性が優れた電子写真感光体を得
ることができる。
特に、この発明においては、Illを形成する材料を適
宜組み合わせることにより、任意の波長帯の光に対して
最適の光導電特性を有する感光体を得ることができると
いう利点がある。
宜組み合わせることにより、任意の波長帯の光に対して
最適の光導電特性を有する感光体を得ることができると
いう利点がある。
第1図はこの発明の実施例に係る電子写真感光体を示す
断面図、第2図は同じく他の実施例に係る電子写真感光
体を示す断面図、第3図は、この発明の実施例に係る電
子写真感光体の製造装置を示1図である。 1:導電性支持体、2:Ii壁層、3:光導電層、4:
表面層、5:電荷輸送層、6:電荷発生層。
断面図、第2図は同じく他の実施例に係る電子写真感光
体を示す断面図、第3図は、この発明の実施例に係る電
子写真感光体の製造装置を示1図である。 1:導電性支持体、2:Ii壁層、3:光導電層、4:
表面層、5:電荷輸送層、6:電荷発生層。
Claims (8)
- (1)導電性支持体と光導電層とを有する電子写真感光
体において、前記光導電層は、微結晶シリコン薄膜と、
非晶質シリコン薄膜と、炭素、酸素および窒素から選ば
れた元素の少なくとも一種を含む非晶質シリコン薄膜と
を積層して構成 されてなる領域を有することを特徴とする電子写真感光
体。 - (2)前記薄膜の膜厚は、30〜500Åであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体
。 - (3)前記光導電層は、周期律表第III族および第V族
に属する元素から選ばれた少なくとも一種を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第1又は2項記載の電子写真
感光体。 - (4)前記微結晶シリコン薄膜は、炭素、酸素、および
窒素から選ばれた元素の少なくとも一種を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第1〜3項のうちのいずれか1
項記載の電子写真感光体。 - (5)前記導電性支持体と前記光導電層との間に、非晶
質材料又はその少なくとも一部が微結晶化した半導体材
料からなる障壁層が形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。 - (6)前記障壁層は、周期律表第III族および第V族に
属する元素から選ばれた少なくとも1種を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第5項記載の電子写真感光体。 - (7)前記障壁層は、炭素、酸素および窒素から選ばれ
た元素の少なくとも一種を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第5又は6項記載の電子写真感光体。 - (8)前記光導電層の上に表面層が形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076198A JPS63243957A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電子写真感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076198A JPS63243957A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243957A true JPS63243957A (ja) | 1988-10-11 |
Family
ID=13598455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076198A Pending JPS63243957A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243957A (ja) |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62076198A patent/JPS63243957A/ja active Pending
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