JP2596403B2 - Photoconductor - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は少なくともアモルフ
ァスシリコンを含む光導電層を有する感光体に関する。The present invention relates to a photoreceptor having a photoconductive layer containing at least amorphous silicon.
【0002】[0002]
【従来技術】ここ数年、グロー放電分解法やスパッタリ
ング法によって生成されるアモルファスシリコン(amorp
hous silicon,以下a−Siと略す)の感光体への応用
が注目されてきている。また同様に長波長領域の感度を
向上して半導体レーザによる作像を可能とするアモルフ
ァスシリコン−ゲルマニウム(以下a−Si:Ge)の
応用も注目されている。これはa−Si、a−Si:G
eが従来のセレンやCdS感光体と比して耐環境汚染
性、耐熱性、摩耗性、光感度特性等において一段と優れ
ているためである。2. Description of the Related Art In recent years, amorphous silicon (amorp) produced by a glow discharge decomposition method or a sputtering method has been used.
Application of hous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) to a photoreceptor has attracted attention. Similarly, application of amorphous silicon-germanium (hereinafter, a-Si: Ge), which improves sensitivity in a long wavelength region and enables image formation by a semiconductor laser, has been receiving attention. This is a-Si, a-Si: G
This is because e is more excellent in environmental pollution resistance, heat resistance, abrasion resistance, photosensitivity characteristics and the like as compared with conventional selenium and CdS photoconductors.
【0003】しかしながら、a−Si、a−Si:Ge
は暗抵抗が不充分に低くそのままでは電荷保持層を兼ね
た光導電層として使用できないという欠点がある。この
ため、酸素や窒素を含有させてその暗抵抗を向上させる
ことが提案されているが、逆に光感度が低下するという
欠点があり、その含有量も制限がある。このことによ
り、例えば特開昭57−115551号公報に示される
ようにa−Si光導電層上に多量の炭素を含むa−Si
絶縁層を形成して電荷保持の向上を図ることが考えられ
る。However, a-Si, a-Si: Ge
Has a disadvantage that the dark resistance is insufficiently low and cannot be used as it is as a photoconductive layer also serving as a charge holding layer. For this reason, it has been proposed to increase the dark resistance by containing oxygen or nitrogen, but on the contrary, there is a disadvantage that photosensitivity is reduced, and the content is also limited. As a result, for example, as shown in JP-A-57-115551, a-Si containing a large amount of carbon is formed on the a-Si photoconductive layer.
It is conceivable to improve the charge retention by forming an insulating layer.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな感光体にあっては炭素の含有量によってその電子写
真特性がかなり変動する。例えばa−Si絶縁層におけ
る炭素含有量が比較的小量であるときは高抵抗化が図れ
ないばかりか光疲労が大きく高湿度の条件下では画像流
れが生じる。一方、炭素含有量を大とすれば電荷保持率
は向上し、また透光性もある程度向上するが表面硬度が
低下するという欠点がある。さらに高湿の条件下では膜
欠陥による白斑点が画像上に現われる。However, the electrophotographic characteristics of such a photoreceptor vary considerably depending on the carbon content. For example, when the carbon content in the a-Si insulating layer is relatively small, not only high resistance cannot be attained, but also image fatigue occurs due to high light fatigue and high humidity. On the other hand, when the carbon content is increased, the charge retention rate is improved, and the translucency is improved to some extent, but there is a disadvantage that the surface hardness is reduced. Further, under high humidity conditions, white spots due to film defects appear on the image.
【0005】また、一方、a−Si光導電層を導電性基
板上に直接形成した場合には画像上にピンホールや白斑
点模様が発生する。これは膜欠陥に起因する電荷担体の
リークによるもので、導電性基板の表面状態、汚れ等に
より発生する。また基板側からの電荷注入により暗減衰
が早くなり電荷保持能が低下するという問題がある。On the other hand, when the a-Si photoconductive layer is formed directly on a conductive substrate, pinholes and white spots are generated on an image. This is due to leakage of charge carriers due to a film defect, and is caused by a surface condition of the conductive substrate, contamination, and the like. Further, there is a problem that dark decay is accelerated due to charge injection from the substrate side, and the charge retention ability is reduced.
【0006】本発明は以上の事実に鑑みて成されたもの
で、その目的とするところは、光疲労がなく光感度特
性、電荷保持特性、表面硬度を含む電子写真特性全般に
優れ、且つ基板側からの電荷の注入を防止するともに残
留電位の上昇並びに基板ノイズによる画像劣化もなく、
高湿条件下乃至は反復複写においても長期にわたり良好
な画像を得ることのできる感光体を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and has as its object the object of the present invention is to provide excellent photosensitivity, charge retention, and excellent electrophotographic properties including surface hardness without light fatigue, and to improve substrate properties Prevents charge injection from the side and increases the residual potential and eliminates image degradation due to substrate noise.
It is an object of the present invention to provide a photoreceptor capable of obtaining a good image over a long period of time even under high humidity conditions or in repeated copying.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、導電性
支持体上に障壁層、光導電層及びオーバーコート層とを
順次積層してなる感光体において、前記障壁層が少なく
ともアモルファスシリコン、障壁層中のシリコン原子に
対する200ppm以下の周期律表第IIIA族不純物、
及び障壁層中のシリコン原子に対する5乃至60atomic
%の酸素を含有する障壁層であり、前記光導電層が少な
くともアモルファスシリコンを含む光導電層であり、前
記オーバーコート層が少なくともアモルファスシリコ
ン、オーバーコート層中のシリコン原子に対する5乃至
60atomic%の炭素、及びオーバーコート層中のシリコ
ン原子に対する10atomic%以下の酸素を含有するオー
バーコート層であることを特徴とする感光体にある。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a photoreceptor having a barrier layer, a photoconductive layer and an overcoat layer sequentially laminated on a conductive support, wherein the barrier layer comprises at least amorphous silicon; A group IIIA impurity of the periodic table of 200 ppm or less based on silicon atoms in the barrier layer;
And 5 to 60 atomic for silicon atoms in barrier layer
% Oxygen, the photoconductive layer is a photoconductive layer containing at least amorphous silicon, and the overcoat layer is at least amorphous silicon, and 5 to 60 atomic% carbon based on silicon atoms in the overcoat layer. And an overcoat layer containing 10 atomic% or less of oxygen based on silicon atoms in the overcoat layer.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
【0009】図1は本願発明に係る感光体の構成を示
し、(1)は導電性基板で、その上に少なくともa−S
i、酸素及び周期律表第IIIA族不純物あるいはa−S
i、炭素及び酸素を含有してなる障壁層(2)と、少な
くともa−Siを含む光導電層(3)と、少なくともa
−Si、炭素及び酸素を含有してなる透光絶縁性のオー
バーコート層(4)を順次積層してなるものである。FIG. 1 shows the structure of a photoreceptor according to the present invention, in which (1) is a conductive substrate on which at least a-S
i, oxygen and impurities of group IIIA of the periodic table or a-S
a barrier layer (2) containing i, carbon and oxygen; a photoconductive layer (3) containing at least a-Si;
A light-transmitting overcoat layer (4) containing -Si, carbon and oxygen is sequentially laminated.
【0010】該障壁層(2)は例えばグロー放電分解法
によって約30Å乃至2ミクロン、好適には50乃至5
000Å、最適には100乃至2000Åの厚さに生成
される。この障壁層(2)は上記の通り、その一態様と
して少なくともa−Si、酸素及び周期律表第IIIA族
不純物を含有してなるもので、a−SixO1-xまたは水
素を含むa−(SixO1-x)yH1-yに第IIIA族不純物
を添加してなるものである。酸素の含有量は約5乃至6
0atomic% で含有により障壁層の暗抵抗を著しく向上し
て基板(1)からの電荷注入を有効に防止する。また基
板(1)との被覆性とレペリング効果にも有効で基板ノ
イズによる弊害も防止する。但し本発明では酸素に加え
て周期律表第IIIA族不純物、好ましくは硼素を200p
pm未満含有している。硼素の含有は光導電層(3)で発
生するチャージキヤリアの基板(1)側への移動を許容
し残留電位の上昇を防止する。酸素含有量を約5乃至6
0atomic% とするのは、5atomic%以下では障壁層の高
抵抗化が図れず、また60atomic%以上では硼素含有に
関わらず画像カブリが生じ、また残留電位も上昇するた
めである。また、硼素含有量を200ppm 未満とするの
はそれ以上では感光体の帯電能が急激に低下するためで
ある。なお、a−Siはa−Si:Geでもよい。The barrier layer (2) is formed, for example, by a glow discharge decomposition method at about 30 ° to 2 microns, preferably 50 to 5 microns.
000 mm, optimally between 100 and 2000 mm thick. As described above, the barrier layer (2) contains at least a-Si, oxygen and an impurity of Group IIIA of the periodic table as one embodiment thereof, and includes a-SixO1-x or a- (SixO1 containing hydrogen). -x) It is obtained by adding a Group IIIA impurity to yH1-y. Oxygen content is about 5-6
When the content is 0 atomic%, the dark resistance of the barrier layer is remarkably improved, and charge injection from the substrate (1) is effectively prevented. Further, it is effective for the covering property with the substrate (1) and the leveling effect, and also prevents the adverse effect due to the substrate noise. However, in the present invention, in addition to oxygen, a Group IIIA impurity of the periodic table, preferably boron, is added at 200 p.
Contains less than pm. The boron content allows the charge carrier generated in the photoconductive layer (3) to move to the substrate (1) side and prevents the residual potential from rising. Oxygen content about 5-6
The reason for setting the atomic ratio to 0 atomic% is that if the atomic ratio is 5 atomic% or less, the resistance of the barrier layer cannot be increased, and if the atomic ratio is 60 atomic% or more, image fogging occurs irrespective of the boron content and the residual potential also increases. The reason why the boron content is less than 200 ppm is that if the boron content is more than 200 ppm, the charging ability of the photoreceptor rapidly decreases. Note that a-Si may be a-Si: Ge.
【0011】[0011]
【0012】障壁層(2)上に形成されるa−Siを含
む光導電層(3)はやはり同様に例えばグロー放電分解
法によって5乃至100μm、好ましくは10乃至60
μmに生成される。一例としてSiH6、Si2H6ガス
等をH2、Ar等をキャリアーガスとして用い減圧可能
な反応室内に送り込み、高周波電力印加の下にグロー放
電を起こして基板上に形成した水素を含むa−Si光導
電層であってもよく、更にはGeH4ガスを並行して送
りこみ形成したa−Si:Ge光導電層でもよい。もっ
ともこのようにして得られる光導電層は暗抵抗が不充分
に低いので、暗抵抗の向上の目的のため周期律表第III
A族不純物(好ましくは硼素)、微量の酸素、炭素、窒素
等を含有させてもよい。The photoconductive layer (3) containing a-Si formed on the barrier layer (2) also has a thickness of 5 to 100 μm, preferably 10 to 60 μm, for example, by a glow discharge decomposition method.
μm. As an example, an a-Si photoconductive layer containing hydrogen formed on a substrate by generating a glow discharge under application of high-frequency power and feeding a SiH6, Si2H6 gas or the like into a decompressible reaction chamber using H2 or Ar as a carrier gas. Or an a-Si: Ge photoconductive layer formed by injecting GeH4 gas in parallel. However, the photoconductive layer obtained in this way has an insufficiently low dark resistance.
Group A impurities (preferably boron), trace amounts of oxygen, carbon, nitrogen and the like may be contained.
【0013】光導電層(3)上に形成されるオーバコー
ト層(4)は、やはり同様に例えばグロー放電分解法によ
って厚さ0.01乃至3μmに生成される。このオーバ
コート層(4)はその抵抗値が光導電層(3)より高
く、層全体を通してその抵抗値が略一定であるか或いは
光導電層(3)との界面より厚さ方向に順次高くなるよ
う形成される。具体的に上記オーバコート層(4)は前述
した通り、a−Si乃至はa−Si:Geに炭素と酸素
を含有してなり、これにより抵抗の向上はもとより表面
硬度、更には光感度特性と耐環境性を著しく向上してい
る。即ち、a−Siに炭素のみを含有してなるオーバコ
ート層は炭素含有量の増大にしたがって表面硬度が次第
に低下し長期の反復の使用には適さないという欠点があ
る。また炭素のみの含有では充分な高抵抗化が図れず高
湿度条件の下で画像上に白斑点模様が発生し画像滲みが
生じる。The overcoat layer (4) formed on the photoconductive layer (3) is similarly formed to a thickness of 0.01 to 3 μm by, for example, a glow discharge decomposition method. The overcoat layer (4) has a higher resistance than the photoconductive layer (3), and its resistance is substantially constant throughout the entire layer, or is sequentially higher in the thickness direction than the interface with the photoconductive layer (3). It is formed so that it becomes. Specifically, as described above, the overcoat layer (4) is made of a-Si or a-Si: Ge containing carbon and oxygen, thereby improving not only resistance but also surface hardness and light sensitivity characteristics. And the environmental resistance is remarkably improved. That is, the overcoat layer containing only carbon in a-Si has a disadvantage that the surface hardness gradually decreases as the carbon content increases, and is not suitable for long-term repeated use. Further, if only carbon is contained, a sufficiently high resistance cannot be attained, and a white spot pattern is generated on an image under high humidity conditions to cause image bleeding.
【0014】本発明のオーバーコート層(4)は炭素に
加えて酸素をがんゆうせしめることにより上記の問題点
を解決したものである。酸素の含有はオーバコート層
(4)の透光性を著しく改善し、現に実験によればa−
Siオーバコート層に炭素のみを約40atomic%含有す
るものと、40atomic%の炭素に加え約5atomic%の酸素
を含有するオーバコート層の感光体とでは後者の方が光
感度が約1.8倍も高い。また表面硬度も低下はなく、
むしろ向上となっている。更に高湿条件下、反復複写に
おいても画像流れや白斑点はなく長期にわたり良好な画
像を形成することができる。オーバコート層(4)に含有
される炭素と酸素の量はそれらが層全体に渡って略均一
に含有される場合と厚さ方向に勾配をもって含有される
場合とで異なるが、均一に含有するときはa−Siに対
し約5乃至60atomic%の炭素と微量から約10atomic%
の酸素であることが望ましい。炭素の含有量を最低でも
5atomic%、酸素を微量(約0.1atomic%以上)とする
のはそれ以下ではオーバーコート層の高抵抗化が図れず
光疲労も大きく透光性も不十分であるためで、また最大
で約60atomic%の炭素と10atomic%の酸素とするのは
それ以上では画像流れが生じる為である。一方、厚さ方
向に勾配をもって含有するときはオーバーコート層の厚
さ方向に含有量が徐々に増大するようにし、約1乃至6
0atomic%の炭素と、微量から最大約25atomic%の酸素
を含有することができる。尚、炭素の含有量を一定とし
て酸素含有量を徐々に増大するようにしてもよいし、ま
たその逆でもよい。但し後者の場合は、酸素含有量を最
大10atomic%としなければならない。[0014] The overcoat layer (4) of the present invention solves the above-mentioned problems by causing oxygen in addition to carbon. The oxygen content markedly improved the translucency of the overcoat layer (4).
The photosensitivity of the Si overcoat layer containing only about 40 atomic% of carbon and the photoreceptor containing about 5 atomic% of oxygen in addition to 40 atomic% of carbon is about 1.8 times higher in the latter. Is also expensive. Also, the surface hardness does not decrease,
Rather, it has improved. Further, even under repeated high-humidity conditions, even in repeated copying, a good image can be formed for a long period without image deletion or white spots. The amounts of carbon and oxygen contained in the overcoat layer (4) differ depending on whether they are contained substantially uniformly throughout the entire layer or when they are contained with a gradient in the thickness direction, but are contained uniformly. Sometimes about 5 to 60 atomic% carbon and about 10 atomic% to a-Si.
It is preferable that the oxygen is oxygen. If the carbon content is at least 5 atomic% and the amount of oxygen is very small (about 0.1 atomic% or more), the resistance of the overcoat layer cannot be increased, the light fatigue is large, and the light transmittance is insufficient. The reason why the maximum is about 60 atomic% of carbon and 10 atomic% of oxygen is that image flow occurs at a higher value. On the other hand, when the content is contained with a gradient in the thickness direction, the content is made to gradually increase in the thickness direction of the overcoat layer, and about 1 to 6
It can contain 0 atomic% carbon and from trace amounts up to about 25 atomic% oxygen. Note that the oxygen content may be gradually increased while the carbon content is kept constant, or vice versa. However, in the latter case, the oxygen content must be at most 10 atomic%.
【0015】以上において、各層の形成用の原料ガスと
して有効に使用されるのは、a−Siを含むときはSi
とHとを構成原子とするSiH4、Si2H6、Si3H
8、Si4H10等のシラン類等水素化珪素ガス、炭素を含
有するときはCとHを構成原子とする例えば炭素数1〜
5の飽和炭化水素、炭素数1〜5のエチレン系炭化水
素、炭素数2〜4のアセチレン系炭化水素等が挙げられ
る。具体的に飽和炭化水素として、メタン(CH4)、
エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン
(n−C4H10)、エチレン系炭化水素としては、エチ
レン(C2H4)、プロピレン(C3H6)、ブテン(C4
H8)、アセチレン系炭化水素としてはアセチレン(C2
H2)、メチルアセチレン(C3H4)、ブチン(C4H
6)等が挙げられる。更に酸素系の原料ガスとしては、
酸素(O2)、オゾン(O3)、一酸化炭素(CO)、二
酸化炭素(CO2)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素
(NO2)、一二酸化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N
2O3)、四二酸化窒素(N2O4)、五二酸化窒素(N2
O5)、三酸化窒素(NO3)等を挙げることができる。
尚、水素珪素ガスに加え各層にゲルマニウムを含有して
もよいことは前述したとおりで、このときはGeH4、
Ge2H6ガス等を併用すればよい。In the above, the source gas for forming each layer is effectively used when a-Si is contained.
SiH4, Si2H6, Si3H containing H and H as constituent atoms
8, silicon hydride gas such as silanes such as Si 4 H 10, etc.
And a saturated hydrocarbon having 5 carbon atoms, an ethylene hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, and an acetylene hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms. Specifically, methane (CH4) as a saturated hydrocarbon,
Ethane (C2H6), propane (C3H8), n-butane (nC4H10), and ethylene hydrocarbons include ethylene (C2H4), propylene (C3H6), butene (C4
H8), acetylene (C2
H2), methylacetylene (C3H4), butyne (C4H
6) and the like. Further, as an oxygen-based source gas,
Oxygen (O2), ozone (O3), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO2), nitrogen monoxide (N2O), nitrogen trioxide (N
2O3), nitrogen tetroxide (N2O4), nitrogen pentoxide (N2
O5), nitric oxide (NO3) and the like.
Note that germanium may be contained in each layer in addition to the hydrogen silicon gas, as described above. In this case, GeH4,
Ge2H6 gas or the like may be used in combination.
【0016】次に本発明に係る感光体を製造するための
容量結合型グロー放電分解装置について説明する。図2
において、第1、第2、第3、第4、第5タンク
(5)、(6)、(7)、(8)、(9)には夫々H
2、SiH4、B2H6、C2H4、O2ガスが密封されてい
る。ここで第1タンク(5)のH2ガスはSiH4ガスのキ
ャリアーガスである。但しH2ガスに代ってAr、He
を用いてもよい。またB2H6ガスのキャリアーも水素で
ある。尚各層にゲルマニウムを含むときは別途GeH4
ガスのタンクを用意する。これら第1〜第5タンクのガ
スは第1、第2、第3、第4、第5調整弁(10)、
(11)、(12)、(13)、(14)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ラ
(15)、(16)、(17)、(18)、(19)に
より規制され、第1乃至第4タンク(5)、(6)、
(7)、(8)からのガスは第1主管(20)へと、ま
た第5タンク(9)からの酸素ガスは第2主管(21)
へと送られる。尚、(22)、(23)、(24)、
(25)、(26)、(27)、(28)は止め弁であ
る。Next, a capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus for manufacturing a photoreceptor according to the present invention will be described. FIG.
In the first, second, third, fourth, and fifth tanks (5), (6), (7), (8), and (9), H
2, SiH4, B2H6, C2H4 and O2 gas are sealed. Here, the H2 gas in the first tank (5) is a carrier gas of SiH4 gas. However, instead of H2 gas, Ar, He
May be used. The carrier of the B2H6 gas is also hydrogen. When each layer contains germanium, GeH4
Prepare a gas tank. These gases in the first to fifth tanks are first, second, third, fourth and fifth regulating valves (10),
(11), (12), (13), and (14) are released by opening and the flow rate is regulated by the mass flow controllers (15), (16), (17), (18), and (19), First to fourth tanks (5), (6),
The gas from (7) and (8) goes to the first main pipe (20), and the oxygen gas from the fifth tank (9) goes to the second main pipe (21).
Sent to. (22), (23), (24),
(25), (26), (27) and (28) are stop valves.
【0017】第1及び第2主管(20)、(21)を通
じて流れるガスは反応室(29)において第3主管(3
0)で合流する。反応室(29)内にはその表面にa−
Si光導電層(2)が形成されるアルミニウム、ステン
レス、NESAガラスのような導電性基板(31)がモ
ータ(32)により回転可能であるターンテーブル(3
3)上に載置されており、該基板(31)自体は電気的
に接地されるとともに適当な加熱手段により約100乃
至400℃、好ましくは150乃至300℃の温度に均
一に加熱されている。(34)は導電性基板(31)を
包囲する関係に設けられた円筒状の電極板で高周波電源
(35)に接地されるとともに、その内部は空洞に形成
され外壁部に第3、第4主管(30)、(36)が接続
されている。また電極板(34)の内壁面には図示しな
いガス放出孔が形成され第3主管(30)より導入される
生成ガスを導電性基板(31)表面に噴出させる。噴出
孔より放出されたガスは分解される一方、やはり内壁面
に形成したガス吸引孔より吸引されて第4主管(36)
を介して排出されるようになっている。尚、高周波電源
(35)からは電極板(34)に約0.05乃至1.5k
Wの高周波電力が印加されるようになっており、その周
波数は1乃至50MHzが適当である。更に反応室(2
9)の内部は障壁層、光導電層及びオーバコート層形成
時に高度の真空状態(放電圧:0.5乃至2.0Torr)を
必要とすることより回転ポンプ(37)と拡散ポンプ
(38)に連結されている。The gas flowing through the first and second main pipes (20) and (21) is supplied to the third main pipe (3) in the reaction chamber (29).
Merge at 0). In the reaction chamber (29), a-
A turntable (3) on which a conductive substrate (31) such as aluminum, stainless steel or NESA glass on which a Si photoconductive layer (2) is formed can be rotated by a motor (32).
3) The substrate (31) itself is electrically grounded, and is uniformly heated to a temperature of about 100 to 400 ° C., preferably 150 to 300 ° C. by a suitable heating means. . Numeral (34) is a cylindrical electrode plate provided so as to surround the conductive substrate (31) and is grounded to the high-frequency power source (35). The main pipes (30) and (36) are connected. Further, a gas discharge hole (not shown) is formed on the inner wall surface of the electrode plate (34), and a generated gas introduced from the third main pipe (30) is jetted to the surface of the conductive substrate (31). While the gas released from the ejection hole is decomposed, the gas is also sucked from the gas suction hole formed on the inner wall surface and the fourth main pipe (36).
Is to be discharged through. The high frequency power supply (35) applies about 0.05 to 1.5 k to the electrode plate (34).
W high frequency power is applied, and the frequency is suitably 1 to 50 MHz. Further, the reaction chamber (2
The inside of 9) requires a high vacuum state (discharge voltage: 0.5 to 2.0 Torr) when forming the barrier layer, photoconductive layer and overcoat layer, so that the rotary pump (37) and the diffusion pump (38) It is connected to.
【0018】以上の構成の容量結合型グロー放電分解装
置において、まずa−Si、酸素及び硼素を含有する障
壁層(2)を導電性基板(31)上に形成するに際して
は第1、第2、第3、第5調整弁(10)、(11)、
(12)、(14)を開放して適当な流量比で第1、第
2タンク(5)、(6)よりH2、SiH4ガスを、第
3タンク(7)よりB2H6ガス、第5タンク(9)より
02ガスを放出する。尚、炭素を更に含有するときは第
4タンク(8)よりC2H4ガスを放出する。放出量はマ
スフローコントローラー(15)、(16)、(1
7)、(18)、(19)により規制され、H2をキヤ
リアガスとするSiH4ガス、B2H6ガス乃至はC2H4
ガスが混合されたガスが第1主管(20)を介して、ま
たそれとともにSiH4に対して一定のモル比にある酸
素ガスが第2主管(21)を介して送られ、反応室内部
の第3主管(30)で合流し電極板(34)内に送られる。
そして、ガス放出孔からガスが均一に放出されることに
加えて、反応室(25)内部が0.5乃至2.00Torr程度
の真空状態、基板温度が100乃至400℃、電極板
(34)への高周波電力が0.05乃至1.5kW、また周
波数が1乃至50MHzに設定されることに相俟ってグ
ロー放電が起こり、ガスが分解して基板上に少なくとも
a−Si、硼素、酸素乃至は炭素を含有した障壁層
(2)が約0.5乃至5ミクロン/60分の早さで形成
される。In the capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus having the above-described structure, first, when the barrier layer (2) containing a-Si, oxygen and boron is formed on the conductive substrate (31), the first and second barrier layers are formed. , The third and fifth regulating valves (10), (11),
(12) and (14) are opened and H2 and SiH4 gases are supplied from the first and second tanks (5) and (6) at an appropriate flow ratio, B2H6 gas and a fifth tank ( 9) The 02 gas is released. When carbon is further contained, C2H4 gas is released from the fourth tank (8). The release amount was determined by mass flow controllers (15), (16), (1
7), (18), (19), SiH4 gas, B2H6 gas or C2H4 gas using H2 as a carrier gas
The mixed gas is sent through the first main pipe (20), and the oxygen gas having a constant molar ratio to SiH4 is sent through the second main pipe (21) together with the first main pipe (20). The three are merged by the main pipe (30) and sent into the electrode plate (34).
In addition to the uniform release of gas from the gas discharge holes, the inside of the reaction chamber (25) is in a vacuum state of about 0.5 to 2.00 Torr, the substrate temperature is 100 to 400 ° C., and the electrode plate is
The high frequency power to (34) is set to 0.05 to 1.5 kW, and the frequency is set to 1 to 50 MHz, and glow discharge occurs, and the gas is decomposed and at least a-Si, A barrier layer (2) containing boron, oxygen or carbon is formed at a rate of about 0.5 to 5 microns / 60 minutes.
【0019】所望の膜厚の障壁層(2)が形成されると、
連続してあるいは一旦グロー放電を中断した後、光導電
層(3)を形成する。これは第1乃至第3タンク(5)、
(6)、(7)及び第5タンク(9)よりガスを放出すること
により行なわれ、硼素と微量の酸素を含有した水素化a
−Si光導電層(3)が形成される。When the barrier layer (2) having a desired thickness is formed,
After the glow discharge is interrupted continuously or once, the photoconductive layer (3) is formed. This is the first to third tanks (5),
(6), (7) and hydrogenation which is carried out by releasing gas from the fifth tank (9) and contains boron and a trace amount of oxygen.
-Si photoconductive layer (3) is formed.
【0020】続いて、a−Siを含む光導電層(3)上
にオーバーコート層(4)を形成する。これは第1乃至
第5タンク(5)、(6)、(7)、(8)、(9)よ
りガスを放出することにより行われるが、第4、第5タ
ンク(8)、(9)からは前述の含有量となるようC2
H4とO2ガスを放出する。このとき、オーバーコート層
にその厚さ方向均一に一定の抵抗を持たせるとき、つま
り含有量を等しくするときはC2H4とO2ガスの放出量
を一定に保った状態とすればよい。また厚さ方向に抵抗
を順次高くなるように形成するときは、C2H4とO2ガ
ス両方または何れか一方の放出量を次第に増加させる。Subsequently, an overcoat layer (4) is formed on the photoconductive layer (3) containing a-Si. This is done by releasing gas from the first to fifth tanks (5), (6), (7), (8), (9), but the fourth, fifth tanks (8), (9) ) Indicates that the content of C2
Releases H4 and O2 gas. At this time, when the overcoat layer has a uniform resistance in its thickness direction, that is, when the contents are made equal, the release amount of the C2H4 and O2 gases may be kept constant. When the resistance is formed so as to increase sequentially in the thickness direction, the release amount of C2H4 and / or O2 gas is gradually increased.
【0021】[0021]
実験例1 図2に示すグロー放電分解装置において、まず回転ポン
プ(37)を、それに続いて拡散ポンプ(38)を作動させ
反応室(29)の内部を10ー6Torr程度の高真空にした
後、第1乃至第3及び第5調整弁(10)、(11)、
(12)、(14)を開放し、第1タンク(5)よりよ
りH2ガス、第2タンク(6)よりH2で30%に希釈され
たSiH4ガス、第3タンク(7)よりH2で200ppm
に希釈されたB2H6ガス、更に第5タンク(9)より
O2ガスを出力圧ゲージ1kg/cm2の下でマスフロ
ーコントローラ(15)、(16)、(17)、(19)内へ流
入させた。そして各マスフローコントローラの目盛を調
整して、H2の流量を383sccm、SiH4を150scc
m、B2H6を22.5 sccm、O2を45sccmとなるよう
に設定して反応室(29)内へ流入させた。夫々の流量が
安定した後に、反応室(29)の内圧が1.0Torrとなる
ように調整した。一方、導電性基板(31)としては直径
120mmのアルミニウムドラムを用い200℃に予め加
熱しておき、各ガスの流量が安定し内圧が安定した状態
で高周波電源(35)を投入し電極板(34)に300Wの
電力(周波数13.56MHz)を印加してグロー放電を
発生させた。このグロー放電を3分間持続して行ない、
導電性基板上(29)上に水素a−Si、200ppmの
硼素、約25atomic%の酸素を含有してなる厚さ0.1
ミクロンの障壁層(2)を形成した。この後、高周波電
源(35)からの電力印加を一旦停止するとともに各マ
スフローコントローラーの流量を0設定にし反応室(2
9)を十分脱気した。次に第1乃至第3及び第5調整弁
(10)、(11)、(12)、(14)を開放しそれ
ぞれのタンクよりH2、SiH4、B2H6、O2ガスをマ
スフローコントローラー(15)、(16)、(1
7)、(19)内へ流入させた。そして、各マスフロー
コントローラーの目盛りを調整してH2の流量を274s
ccm、SiH4を300sccm、B2H6を25sccm、O2を
1sccmとなるように設定して反応室内へ流入させた。そ
して電極版(34)も300Wの高周波電力を印加して
グロー放電を発生させた。このグロー放電を約7時間持
続して行い、障壁層(2)上に水素、硼素並びに微量の
酸素を含有する厚さ薬20ミクロンのa−Si光導電層
(3)を形成した。EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 In the glow discharge decomposition apparatus shown in FIG. 2, a rotary pump (37) and then a diffusion pump (38) were operated to make the inside of the reaction chamber (29) a high vacuum of about 10-6 Torr. , First to third and fifth regulating valves (10), (11),
(12) and (14) are opened, H2 gas from the first tank (5), SiH4 gas diluted to 30% with H2 from the second tank (6), and 200 ppm in H2 from the third tank (7).
The B2H6 gas diluted to a pH of 5 and the O2 gas from the fifth tank (9) were allowed to flow into the mass flow controllers (15), (16), (17) and (19) under an output pressure gauge of 1 kg / cm2. Then, the scale of each mass flow controller was adjusted to adjust the flow rate of H2 to 383 sccm and SiH4 to 150 sccc.
m, B2H6 and O2 were set to 22.5 sccm and 45 sccm, respectively, and flowed into the reaction chamber (29). After the respective flow rates became stable, the internal pressure of the reaction chamber (29) was adjusted to be 1.0 Torr. On the other hand, as the conductive substrate (31), an aluminum drum having a diameter of 120 mm was used, and was previously heated to 200 ° C., and a high-frequency power supply (35) was turned on while the flow rates of the respective gases were stable and the internal pressure was stable. 34) was applied with a power of 300 W (frequency 13.56 MHz) to generate glow discharge. This glow discharge is continued for 3 minutes,
On a conductive substrate (29), a film containing hydrogen a-Si, 200 ppm of boron and about 25 atomic% of oxygen having a thickness of 0.1
A micron barrier layer (2) was formed. Thereafter, the application of power from the high-frequency power supply (35) is temporarily stopped, and the flow rate of each mass flow controller is set to 0 to set the reaction chamber (2).
9) was sufficiently degassed. Next, the first to third and fifth control valves (10), (11), (12), and (14) are opened, and H2, SiH4, B2H6, and O2 gas are supplied from the respective tanks to the mass flow controllers (15), ( 16), (1
7) and (19). Then, adjust the scale of each mass flow controller to adjust the flow rate of H2 to 274 seconds.
Ccm, SiH4 were set to 300 sccm, B2H6 was set to 25 sccm, and O2 was set to 1 sccm. The electrode plate (34) was also applied with a high-frequency power of 300 W to generate glow discharge. This glow discharge was continued for about 7 hours to form an a-Si photoconductive layer (3) having a thickness of 20 microns containing hydrogen, boron and a small amount of oxygen on the barrier layer (2).
【0022】続いて第1タンク(5)よりH2ガスを3
90sccm、第2タンク(6)よりH2で30%に希釈さ
れたSiH4ガスを150sccm、第4タンク(8)より
C2H4ガスを90sccm、更に第5タンク(9)よりO2ガ
スを10sccm反応室内部に流入させ、内圧を1.0Torr
に調整した下で高周波電源(35)を投入して300Wの
電力を印加した。3分間放電を続け約0.1ミクロンの
オーバーコート層(4)を形成した。なお、この時の炭
素含有量は約40atomic%、酸素は約5atomic%である。Subsequently, 3 H 2 gas was supplied from the first tank (5).
90 sccm, 150 sccm of SiH4 gas diluted to 30% with H2 from the second tank (6), 90 sccm of C2H4 gas from the fourth tank (8), and 10 sccm of O2 gas from the fifth tank (9) into the reaction chamber. Inlet, internal pressure is 1.0 Torr
Then, a high frequency power supply (35) was turned on and 300 W of power was applied. The discharge was continued for 3 minutes to form an overcoat layer (4) of about 0.1 micron. The carbon content at this time is about 40 atomic%, and oxygen is about 5 atomic%.
【0023】こうして得られた感光体をミノルタカメラ
(株)製粉像転写型複写機EP−520にセットしコピ
ーしたところ解像力に優れ、階調再現性の良い鮮明な高
濃度の画像が得られた。また、20万枚の連続複写を行
なっても画像特性の低下は認められず最後まで良好なコ
ピーが得られた。更に30℃、80%という高温、高湿
の条件での複写でもその電子写真特性、画像特性は室温
条件下と何等変わることはなかった。The photoreceptor thus obtained was set in a powder image transfer type copying machine EP-520 manufactured by Minolta Camera Co., Ltd. and copied. As a result, a clear, high-density image with excellent resolution and good tone reproducibility was obtained. . Even after continuous copying of 200,000 sheets, no deterioration in image characteristics was observed, and a good copy was obtained to the end. Further, the electrophotographic characteristics and the image characteristics did not change at all at room temperature under the high temperature and high humidity conditions of 30 ° C. and 80%.
【0024】上記感光体を更に帯電し白色光2.0luxs
ecの下で露光して残留電位を測定したところ、初期で0
v、20万枚複写後も数10vであった。The above photoreceptor is further charged to a white light of 2.0 luxs.
The residual potential was measured by exposing under ec.
v, several tens of volts after copying 200,000 sheets.
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】実験例2 実験例1と同一の条件の下に、但し障壁層形成時に更に
第3タンク(7)よりB2H6ガスをその流量が45s
ccmとなるように流してa−Siに炭素を40atomic
%、酸素を約5atomic%、硼素を200ppm含有する
障壁層を形成し、そのうえに同じ光導電層とオーバーコ
ート層を形成した。この感光体をEP−520にセット
し20万枚の連続複写を行ったところ、画像かぶりの無
い優れた画像が最後まで得られた。また残留電位もほと
んど上昇が見られなかった。EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 Under the same conditions as in Experimental Example 1, except that a B2H6 gas was further supplied from the third tank (7) at a flow rate of 45 s during the formation of the barrier layer.
40cm atomic carbon to a-Si
%, About 5 atomic% of oxygen, and 200 ppm of boron, a barrier layer was formed thereon, and the same photoconductive layer and overcoat layer were formed thereon. When this photoreceptor was set on EP-520 and continuous copying of 200,000 sheets was performed, an excellent image without image fog was obtained to the end. Also, the residual potential hardly increased.
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【0030】比較例1 実験例1で作成した感光体と同一のもの、但し障壁層に
硼素を一切含有しないものを作成し、EP−520にセ
ットして連続複写したところ、数1000枚目から画像
カブリが認められ、繰り返し複写により顕著となった。
因みに初期の残留電位は50vであった。Comparative Example 1 The same photoreceptor as that produced in Experimental Example 1, except that no boron was contained in the barrier layer, was prepared and set in EP-520 for continuous copying. Image fog was observed, and became remarkable by repeated copying.
Incidentally, the initial residual potential was 50 V.
【0031】比較例2 実験例2で作成した感光体と同一のもの、但し障壁層の
酸素含有量を約25atomic%含有するものを作成し、E
P−520にセットして連続複写したところ、数100
0枚目位から画像カブリが生じた。Comparative Example 2 The same photoreceptor as that prepared in Experimental Example 2, except that the barrier layer contained about 25 atomic% of oxygen, was prepared.
When set on P-520 and continuously copied, several hundred
Image fog occurred from the 0th sheet.
【0032】比較例3 実験例3で作成した感光体と同一のもの、但しオーバー
コート層における酸素含有量を約30atomic%としたも
のを作成し、連続複写したところ数枚目から画像流れが
認められた。Comparative Example 3 The same photoreceptor as that prepared in Experimental Example 3, except that the overcoat layer had an oxygen content of about 30 atomic%, was prepared and continuously copied. Was done.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明の感光体においては、 導電性支
持体上に、少なくともアモルファスシリコン、酸素及び
周期律表第 A族不純物を含有してなる障壁層と、少な
くともアモルファスシリコンを含む光導電層と、少なく
ともアモルファスシリコン、炭素及び酸素を含有してな
る透光性絶縁オーバコート層とを順次積層して成ること
を特徴とする感光体であるので、光疲労がなく光感度特
性、電荷保持特性、表面硬度を含む電子写真特性全般に
優れ、且つ基板側からの電荷の注入を防止するともに残
留電位の上昇並びに基板ノイズによる画像劣化もなく、
高湿条件下乃至は反復複写においても長期にわたり良好
な画像を得ることのできる感光体を提供できた。According to the photoreceptor of the present invention, a barrier layer containing at least amorphous silicon, oxygen and an impurity of Group A of the periodic table, and a photoconductive layer containing at least amorphous silicon are provided on a conductive support. And a light-transmitting insulating overcoat layer containing at least amorphous silicon, carbon, and oxygen. Excellent in electrophotographic properties including surface hardness, preventing charge injection from the substrate side, no increase in residual potential and no image deterioration due to substrate noise,
A photoreceptor capable of obtaining a good image over a long period of time even under high humidity conditions or in repeated copying was provided.
【図1】図1は本願発明に係る感光体の構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photoconductor according to the present invention.
【図2】図2は本願発明に係る感光体を製造するための
グロー放電分解装置の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a glow discharge decomposition apparatus for manufacturing a photoreceptor according to the present invention.
1 導電性製基板 2 障壁層 3 光導電層 4 オーバーコート層 5 第1タンク 6 第2タンク 7 第3タンク 8 第4タンク 9 第5タンク 29 反応室 31 導電性基板 35 高周波電源 REFERENCE SIGNS LIST 1 conductive substrate 2 barrier layer 3 photoconductive layer 4 overcoat layer 5 first tank 6 second tank 7 third tank 8 fourth tank 9 fifth tank 29 reaction chamber 31 conductive substrate 35 high-frequency power supply
Claims (1)
ーバーコート層とを順次積層してなる感光体において、
前記障壁層が少なくともアモルファスシリコン、障壁層
中のシリコン原子に対する200ppm以下の周期律表
第IIIA族不純物、及び障壁層中のシリコン原子に対す
る5乃至60atomic%の酸素を含有する障壁層であり、
前記光導電層が少なくともアモルファスシリコンを含む
光導電層であり、前記オーバーコート層が少なくともア
モルファスシリコン、オーバーコート層中のシリコン原
子に対する5乃至60atomic%の炭素、及びオーバーコ
ート層中のシリコン原子に対する10atomic%以下の酸
素を含有するオーバーコート層であることを特徴とする
感光体。1. A photoconductor comprising a barrier layer, a photoconductive layer and an overcoat layer sequentially laminated on a conductive support,
The barrier layer is a barrier layer containing at least amorphous silicon, 200 ppm or less Group IIIA impurity of the periodic table with respect to silicon atoms in the barrier layer, and 5 to 60 atomic% of oxygen with respect to silicon atoms in the barrier layer.
The photoconductive layer is a photoconductive layer containing at least amorphous silicon, and the overcoat layer is at least amorphous silicon, 5 to 60 atomic% of carbon with respect to silicon atoms in the overcoat layer, and 10 atomic with respect to silicon atoms in the overcoat layer. % Of oxygen containing overcoat layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22632895A JP2596403B2 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Photoconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22632895A JP2596403B2 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Photoconductor |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10142283A Division JPS59226352A (en) | 1983-06-02 | 1983-06-06 | Photosensitive body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08101521A JPH08101521A (en) | 1996-04-16 |
JP2596403B2 true JP2596403B2 (en) | 1997-04-02 |
Family
ID=16843461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22632895A Expired - Lifetime JP2596403B2 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Photoconductor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2596403B2 (en) |
-
1995
- 1995-09-04 JP JP22632895A patent/JP2596403B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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