JP2668241B2 - Electrophotographic photoreceptor - Google Patents

Electrophotographic photoreceptor

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JP2668241B2
JP2668241B2 JP16337288A JP16337288A JP2668241B2 JP 2668241 B2 JP2668241 B2 JP 2668241B2 JP 16337288 A JP16337288 A JP 16337288A JP 16337288 A JP16337288 A JP 16337288A JP 2668241 B2 JP2668241 B2 JP 2668241B2
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sic
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electrophotographic photoreceptor
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直興 宮本
浩 伊藤
仁志 竹村
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコンカーバイド光導電層と
有機光半導体層を積層して成る電子写真感光体に関する
ものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member comprising an amorphous silicon carbide photoconductive layer and an organic optical semiconductor layer.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

電子写真感光体の光導電材料には、Se,Se−Te,As2S
e3,ZnO,CdS、アモルファスシリコンなどの無機材料と各
種有機材料がある。そのなかで最初に実用化されたもの
はSeであり、そして、ZnO,CdS、アモルファスシリコン
も実用化された。他方、有機材料ではPVK−TNFが最初に
実用化され、その後、電荷の発生並びに電荷の輸送とい
う機能を別々の有機材料に分担させるという機能分離型
感光体が提案され、この機能分離型感光体によって有機
材料の開発が飛躍的に発展している。
The photoconductive material of the electrophotographic photosensitive member, Se, Se-Te, As 2 S
There are inorganic materials such as e 3 , ZnO, CdS, and amorphous silicon, and various organic materials. Among them, Se was first commercialized, and ZnO, CdS, and amorphous silicon were also commercialized. On the other hand, as an organic material, PVK-TNF was first put to practical use, and thereafter, a function-separated type photoreceptor in which the functions of generating and transporting charge were shared by different organic materials was proposed. As a result, the development of organic materials has dramatically advanced.

一方、上記無機光導電層の上に有機光半導体層を積層
した電子写真感光体も提案された。
On the other hand, an electrophotographic photosensitive member in which an organic photoconductive layer is laminated on the inorganic photoconductive layer has also been proposed.

例えばSe層と有機光半導体層の積層型感光体があり、
既に実用化されたが、この感光体においては、Se自体有
害であり、しかも、長波長側の感度に劣るという欠点も
あった。
For example, there is a laminated photoconductor of a Se layer and an organic optical semiconductor layer,
Although this photoreceptor has already been put to practical use, this photoreceptor has the disadvantage that Se itself is harmful and that the sensitivity on the long wavelength side is poor.

そこで、特開昭56−14241号公報にはアモルファスシ
リコンカーバイド光導電層と有機光半導体層から成る積
層型感光体が提案されており、この感光体によれば、上
記問題点を解消して無公害性並びに高光感度な特性が得
られた。
Therefore, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 56-14241 proposes a laminated photoreceptor comprising an amorphous silicon carbide photoconductive layer and an organic photo-semiconductor layer. Pollution and high light sensitivity were obtained.

しかし乍ら、本発明者等がこのような電位写真感光体
を製作し、その光感度、残留電位及び表面電位を測定し
たところ、いずれも未だ満足し得るような特性が得られ
ず、更に改善を要することが判明した。
However, when the inventors of the present invention produced such an electrophotographic photoreceptor and measured the photosensitivity, residual potential and surface potential of the electrophotographic photoreceptor, none of them had satisfactory characteristics, and further improvement was obtained. It turned out to require.

従って本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、
その目的は光感度、残留電位及び表面電位のいずれの特
性も改善できた電子写真感光体を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above,
It is an object of the present invention to provide an electrophotographic photosensitive member which has improved characteristics such as photosensitivity, residual potential and surface potential.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明によれば、導電性基板上にアモルファスシリコ
ンカーバイド光導電層(以下、アモルファスシリコンカ
ーバイドをa−SiCと略す)と有機光半導体層を順次積
層した電子写真感光体において、前記a−SiC光導電層
が第1の層領域、第2の層領域及び第3の層領域を順次
形成した層構成であり、第1の層領域と第3の層領域は
第2の層領域に比べてカーボンを多く含むとともに元素
比率が組成比Si1-xCxのx値として表わされた場合、0.2
<x<0.5の範囲内に設定され、更に第1の層領域の厚
みが0.01〜1μm、第2の層領域の厚みが0.05〜5μ
m、第3の層領域の厚みが10〜2000Åの範囲内に設定さ
れていることを特徴とする電子写真感光体が提供され
る。
According to the present invention, in an electrophotographic photoreceptor in which an amorphous silicon carbide photoconductive layer (hereinafter, amorphous silicon carbide is abbreviated as a-SiC) and an organic photo semiconductor layer are sequentially laminated on a conductive substrate, the a-SiC light is used. The conductive layer has a layer structure in which a first layer region, a second layer region, and a third layer region are sequentially formed, and the first layer region and the third layer region are made of carbon as compared with the second layer region. And the element ratio is expressed as the x value of the composition ratio Si 1-x C x , 0.2
<X <0.5, the thickness of the first layer region is 0.01 to 1 μm, and the thickness of the second layer region is 0.05 to 5 μm.
m, wherein the thickness of the third layer region is set in the range of 10 to 2000 °.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

第1図は本発明電子写真感光体の層構成を示してお
り、同図によれば、導電性基板(1)の上にa−SiC光
導電層(2)及び有機光半導体層(3)が順次積層され
ている。そして、a−SiC光導電層(2)には電荷発生
という機能があり、他方の有機光半導体層(3)には電
荷輸送という機能がある。
FIG. 1 shows the layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention. According to FIG. 1, an a-SiC photoconductive layer (2) and an organic optical semiconductor layer (3) are provided on a conductive substrate (1). Are sequentially laminated. The a-SiC photoconductive layer (2) has a function of generating charges, and the other organic optical semiconductor layer (3) has a function of transferring charges.

本発明は上記a−SiC光導電層(2)の内部に上記の
通りに第1の層領域(2a)、第2の層領域(2b)及び第
3の層領域(2c)を順次形成し、これにより、光感度、
残留電位及び表面電位を改善したことが特徴である。
The present invention sequentially forms the first layer region (2a), the second layer region (2b) and the third layer region (2c) inside the a-SiC photoconductive layer (2) as described above. , Which makes the light sensitivity,
The feature is that the residual potential and the surface potential are improved.

カーボンが比較的多く含有された第3の層領域(2c)
を形成した場合、a−SiC光導電層(2)と有機光半導
体層(3)の間の暗導電率の差が顕著に小さくなり、こ
れにより、両層(2)(3)の界面でキャリアがトラッ
プされなくなる。
Third layer region containing a relatively large amount of carbon (2c)
, The dark conductivity difference between the a-SiC photoconductive layer (2) and the organic photo-semiconductor layer (3) is significantly reduced, and at the interface between both layers (2) and (3). Carriers are no longer trapped.

即ち、a−SiC光導電層(2)の暗導電率は約10-11
10-13(Ω・cm)-1であり、他方の有機光半導体層
(3)の暗導電率は約10-14〜10-15(Ω・cm)-1であ
り、そのためにa−SiC光導電層(2)で発生したキャ
リアは暗導電率の大きな差により有機光半導体層(3)
へスムーズに流れなくなる。従って、本発明者等はC元
素高含有の第3の層領域(2c)を形成し、これにより、
その層領域(2c)の暗導電率が小さくなり、両層(2)
(3)の界面で暗導電率の差を小さくできることを見い
出した。
That is, the dark conductivity of the a-SiC photoconductive layer (2) is about 10 -11 to
10 −13 (Ω · cm) −1 , and the dark conductivity of the other organic optical semiconductor layer (3) is about 10 −14 to 10 −15 (Ω · cm) −1. Carriers generated in the photoconductive layer (2) are caused by a large difference in dark conductivity, and the organic photoconductive layer (3)
It does not flow smoothly. Accordingly, the present inventors formed a third layer region (2c) containing a high content of C element,
The dark conductivity of the layer area (2c) becomes small, and both layers (2)
It was found that the difference in dark conductivity can be reduced at the interface of (3).

このような第3の層領域(2c)は下記の通りC元素含
有比率と厚みにより表わされる。
Such a third layer region (2c) is represented by the C element content ratio and the thickness as described below.

C元素含有比率はSi1-xCxのx値で0.2<x<0.5、好
適には0.3<x<0.5の範囲内に設定するとよく、x値が
0.2以下の場合には両層(2)(3)の間で暗導電率の
差を所要通りに小さくできず、これによって光感度及び
残留電位のそれぞれの特性を改善できず、また、x値が
0.5以上の場合には、a−SiC光導電層でキャリアがトラ
ップされ易くなり、光感度特性が低下する。
The C element content ratio may be set in the range of 0.2 <x <0.5, preferably 0.3 <x <0.5, as the x value of Si 1-x C x ,
If it is 0.2 or less, the difference in dark conductivity between the two layers (2) and (3) cannot be reduced as required, and thus the respective characteristics of photosensitivity and residual potential cannot be improved, and the x value But
When it is 0.5 or more, carriers are easily trapped in the a-SiC photoconductive layer, and the photosensitivity characteristic is deteriorated.

また、厚みは10〜2000Å、好適には500〜1000Åの範
囲内に設定するとよく、10Å未満の場合には光感度及び
残留電位のそれぞれの特性を改善できず、2000Åを超え
た場合には残留電位が大きくなる傾向にある。
In addition, the thickness should be set in the range of 10 to 2000Å, preferably 500 to 1000Å.If it is less than 10Å, the characteristics of photosensitivity and residual potential cannot be improved, and if it exceeds 2000Å, it remains. The electric potential tends to increase.

第1の層領域(2a)もカーボンが比較的多く含有され
ており、これにより、暗導電率が小さくなり、そのため
に基板(1)のキャリアがa−SiC光導電層(2)へ流
入するのを阻止でき、これにより、表面電位が高くな
る。
The first layer region (2a) also contains a relatively large amount of carbon, which reduces the dark conductivity, so that carriers of the substrate (1) flow into the a-SiC photoconductive layer (2). , Thereby increasing the surface potential.

このような第1の層領域(2a)は次の通りC元素含有
比率と厚みにより表わされる。
Such a first layer region (2a) is represented by a C element content ratio and a thickness as follows.

C元素含有比率はSi1-xCxのx値で0.2<x<0.5、好
適には0.3<x<0.5の範囲内に設定するとよく、x値が
0.2以下の場合には基板からのキャリアの注入を阻止し
て帯電能を高めることができず、一方、x値が0.5以上
の場合には残留電位が大きくなる。
The C element content ratio may be set in the range of 0.2 <x <0.5, preferably 0.3 <x <0.5, as the x value of Si 1-x C x ,
When the value is 0.2 or less, it is impossible to increase the charging ability by preventing injection of carriers from the substrate. On the other hand, when the value x is 0.5 or more, the residual potential becomes large.

また、厚みは0.01〜1μm、好適には0.05〜0.5μm
の範囲内に設定するとよく、0.01μm未満の場合には帯
電能を高めることができず、1μmを越えた場合には残
留電位が大きくなる。
The thickness is 0.01 to 1 μm, preferably 0.05 to 0.5 μm
When the thickness is less than 0.01 μm, the charging ability cannot be increased, and when the thickness exceeds 1 μm, the residual potential increases.

第2の層領域(2b)は、a−SiC光導電層(2)の主
たる光キャリア発生層であり、その元素比率は下記の通
りの範囲内に設定するとよい。
The second layer region (2b) is a main photocarrier generation layer of the a-SiC photoconductive layer (2), and its element ratio may be set within the following range.

第2の層領域(2b)はアモルファス化したSi元素とC
元素から成り、更に両者の元素のダングリングボンドを
終端させるための水素(H)元素やハロゲン元素(この
終端用元素を、以下、A元素と略す)から成り、そし
て、これらの元素の組成式を〔Si1-xCx1-yAyとして表
わした場合、x値は0.05<x<0.5、好適には0.1<x<
0.4の範囲内に、y値は0.1<y<0.5、好適には0.2<y
<0.5、最適には0.25<y<0.45の範囲内に設定すると
よい。x値又はy値が上記範囲内に設定された場合には
優れた光導電特性並びに高い光感度特性が得られる。
The second layer region (2b) is composed of amorphous Si element and C
Element, and further, a hydrogen (H) element for terminating the dangling bond of both elements and a halogen element (this terminating element is hereinafter abbreviated as A element), and the composition formula of these elements Is expressed as [Si 1-x C x ] 1-y A y , the x value is 0.05 <x <0.5, preferably 0.1 <x <
Within the range of 0.4, y value is 0.1 <y <0.5, preferably 0.2 <y
<0.5, and optimally, 0.25 <y <0.45. When the x value or the y value is set within the above range, excellent photoconductive properties and high photosensitivity properties can be obtained.

第2の層領域(2b)の厚みは0.05〜5μm、好適には
0.1〜3μmの範囲内に設定すればよく、この範囲内で
あれば、高い光感度が選られ、残留電位が低くなる。
The thickness of the second layer region (2b) is 0.05 to 5 μm, preferably
It may be set within the range of 0.1 to 3 μm, and within this range, high photosensitivity is selected and the residual potential becomes low.

このような第1の層領域(2a)、第2の層領域(2b)
並びに第3の層領域(2c)のそれぞれのC元素含有量は
層厚方向に亘って変化させてもよい。例えば第6図〜第
10図に示す例があり、これらの図において、横軸は層厚
方向であり、aは第1の層領域(2a)と基板(1)の界
面、bは第1の層領域(2a)と第2の層領域(2b)の界
面、cは第2の層領域(2b)と第3の層領域(2c)の界
面、dは第3の層領域(2c)と有機光半導体層(3)の
界面を表わし、また、縦軸はC元素含有量を表わす。
Such first layer area (2a), second layer area (2b)
Also, the C element content of each of the third layer regions (2c) may be changed in the layer thickness direction. For example, FIGS.
There is an example shown in FIG. 10, in which the horizontal axis is the layer thickness direction, a is the interface between the first layer region (2a) and the substrate (1), and b is the first layer region (2a). And the second layer region (2b), c is the interface between the second layer region (2b) and the third layer region (2c), d is the third layer region (2c) and the organic optical semiconductor layer ( 3) represents the interface, and the vertical axis represents the C element content.

尚、第1の層領域(2a)、第2の層領域(2b)又は第
3の層領域(2c)の内部で層厚方向に亘ってC元素含有
量を変えた場合、そのC元素含有比率(x値)はそれぞ
れ層領域(2a)(2b)(2c)全体当たりのC元素平均含
有比率に対応する。
When the C element content is changed in the layer thickness direction inside the first layer region (2a), the second layer region (2b) or the third layer region (2c), the C element content The ratio (x value) corresponds to the average content ratio of C element per the entire layer regions (2a) (2b) (2c).

前記基板(1)には銅、黄銅、SUS、Al等の金属導電
体、或いはガラス、セラミックス等の絶縁体の表面に導
電体薄膜をコーティングしたものがあり、就中、Alがコ
スト面並びにa−SiC層との密着性という点で有利であ
る。
The substrate (1) includes a metal conductor such as copper, brass, SUS, or Al, or an insulator such as glass or ceramics coated with a conductor thin film. -It is advantageous in terms of adhesion to the SiC layer.

また、本発明の電子写真感光体は有機光半導体層
(3)の材料選択により負帯電型又は正帯電型に設定す
ることができる。即ち、負帯電型電子写真感光体の場
合、有機光半導体層(3)に電子供与性化合物が選ば
れ、一方、正帯電型電子写真感光体の場合には有機光半
導体層(3)に電子吸引性化合物が選ばれる。
Further, the electrophotographic photoreceptor of the present invention can be set to a negative charge type or a positive charge type by selecting the material of the organic photo semiconductor layer (3). That is, in the case of a negatively charged electrophotographic photoreceptor, an electron donating compound is selected for the organic photoconductor layer (3), while in the case of a positively charged electrophotographic photoreceptor, an electron is supplied to the organic photoconductor layer (3). An inhalable compound is selected.

電子供与性化合物には高分子量のものとして、ポリ−
N−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニ
ルアントラセン、ピレン〜ホルムアルデヒド縮重合体な
どがあり,また、低分子量のものとしてオキサジアゾー
ル、オキサゾール、ピラゾリン、トリフェニルメタン、
ヒドラゾン、トリアリールアミン、N−フェニルカルバ
ゾール、スチルベンなどがあり、この低分子物質は、ポ
リカーボネート、ポリエステル、メタアクリル樹脂、ポ
リアミド、アクリルエポキシ、ポリエチレン、フェノー
ル、ポリウレタン、ブチラール樹脂、ポリ酢酸ビニル、
ユリア樹脂などのバインダに分散されて用いられる。
The electron donating compound may be a high molecular weight compound such as poly-
There are N-vinylcarbazole, polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, pyrene-formaldehyde condensation polymer, and the like, and low molecular weight compounds such as oxadiazole, oxazole, pyrazoline, triphenylmethane,
There are hydrazone, triarylamine, N-phenylcarbazole, stilbene, etc., and these low molecular substances are polycarbonate, polyester, methacrylic resin, polyamide, acrylic epoxy, polyethylene, phenol, polyurethane, butyral resin, polyvinyl acetate, polyvinyl acetate,
It is used by being dispersed in a binder such as urea resin.

電子吸引性化合物には2.4.7−トリニトロフルオレン
などがある。
Electron-withdrawing compounds include 2.4.7-trinitrofluorene.

かくして本発明の電子写真感光体によれば、C元素高
含有層領域を形成したことにより光感度及び表面電位を
高め、しかも、残留電位を低減できた。
Thus, according to the electrophotographic photosensitive member of the present invention, the photosensitivity and the surface potential can be increased and the residual potential can be reduced by forming the C element high content layer region.

また、本発明の電子写真感光体においては、a−SiC
光導電層(2)に周期律表第III a族元素(以下、III a
族元素と略す)を1〜500ppm、好適には2〜200ppm含有
させるとよい。
Further, in the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a-SiC
A group IIIa element of the periodic table (hereinafter referred to as IIIa)
Group element) is contained in an amount of 1 to 500 ppm, preferably 2 to 200 ppm.

このIII a族元素含有量については、a−SiC層全体当
たりの平均値によって表わされ、その平均含有量が1ppm
以下の場合には暗導電率が大きくなる傾向にあり、しか
も、光感度の低下が認められ、一方、500ppm以上の場合
には暗導電率が著しく大きくなり、更に光導電率の暗導
電率に対する比率が小さくなり、所望通りの光感度を得
ることが難しくなる。
The IIIa group element content is represented by an average value of the entire a-SiC layer, and the average content is 1 ppm.
In the following cases, the dark conductivity tends to increase, and a decrease in photosensitivity is observed.On the other hand, when the concentration is 500 ppm or more, the dark conductivity increases significantly, and the photoconductivity with respect to the dark conductivity further increases. The ratio becomes small, and it becomes difficult to obtain the desired photosensitivity.

a−SiC光導電層(2)にIII a族元素を含有させるに
当たり、そのドーピング分布はその層厚方向に亘って均
一又は不均一のいずれでもよい。不均一にドーピングさ
せた場合、その層(2)の一部にIII a族元素が含有さ
れない層領域があってもよく、その場合にはIII a族元
素含有のa−SiC層領域並びにIII族元素が含有されてい
ないa−SiC層領域の両者から成るa−SiC層全体に対す
るIII a族元素平均含有量が1〜500ppmでなくてはなら
ない。
When the group IIIa element is contained in the a-SiC photoconductive layer (2), its doping distribution may be uniform or non-uniform in the thickness direction of the layer. When the layer (2) is non-uniformly doped, a layer region containing no group IIIa element may be present in a part of the layer (2). In that case, a group-IIIa element-containing a-SiC layer region and group IIIa element may be included. The average content of the Group IIIa element in the entire a-SiC layer including both a-SiC layer regions containing no element must be 1 to 500 ppm.

このIII a族元素にはB,Al,Ga,In等があるが、Bが共
有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点で、そ
の上、優れた帯電能並びに光感度が得られるという点で
望ましい。
This IIIa group element includes B, Al, Ga, In, etc., but B has excellent covalent properties and can change semiconductor characteristics sensitively, and furthermore, excellent charging ability and photosensitivity are obtained. This is desirable.

次に本発明電子写真感光体の製法を述べる。 Next, a method for producing the electrophotographic photoreceptor of the present invention will be described.

a−SiC層を形成するにはグロー放電分解法、イオン
プレーティング法、反応性スパッタリング法、真空蒸着
法、CVD法などの薄膜形成方法がある。
For forming the a-SiC layer, there are a thin film forming method such as a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a reactive sputtering method, a vacuum evaporation method, and a CVD method.

グロー放電分解法を用いる場合、Si元素含有ガスとC
元素含有ガスを組合せ、この混合ガスをプラズマ分解し
て成膜形成する。このSi元素含有ガスにはSiH4,Si2H6,S
i3H8,SiF4,SiCl4,SiHCl3等々があり、また、C元素含有
ガスにはCH4,C2H4,C2H2,C3H8等々があり、就中、C2H2
高速成膜性が得られるという点で望ましい。
When glow discharge decomposition is used, the gas containing Si element and C
Element-containing gases are combined, and this mixed gas is plasma-decomposed to form a film. The Si element-containing gas includes SiH 4 , Si 2 H 6 , S
i 3 H 8 , SiF 4 , SiCl 4 , SiHCl 3, etc., and C element-containing gas includes CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 3 H 8, etc., among them C 2 H 2 is desirable in that high-speed film forming properties can be obtained.

本実施例に用いられるグロー放電分解装置を第2図に
より説明する。
The glow discharge decomposition apparatus used in this embodiment will be described with reference to FIG.

図中、第1タンク(4)、第2タンク(5)、第3タ
ンク(6)、第4タンク(7)にはそれぞれSiH4,C2H2,
B2H6,(B2H6が40ppm濃度で水素希釈されている)及びH2
が密封され、これらのガスは各々対応する第1調整弁
(8),第2調整弁(9),第3調整弁(10)及び第4
調整弁(11)の開放により放出する。その放出ガスの流
量はそれぞれマスフローコントローラ(12)(13)(1
4)(15)により制御され、各々のガスは混合されて主
管(16)へ送られる。尚、(17)(18)は止め弁であ
る。
In the figure, the first tank (4), the second tank (5), the third tank (6), and the fourth tank (7) are respectively SiH 4 , C 2 H 2 ,
B 2 H 6 , (B 2 H 6 is diluted with hydrogen at a concentration of 40 ppm) and H 2
Are sealed, and these gases respectively correspond to the first control valve (8), the second control valve (9), the third control valve (10) and the fourth control valve (10).
Released when the regulating valve (11) is opened. The flow rates of the released gas are respectively mass flow controllers (12) (13) (1
4) Controlled by (15), each gas is mixed and sent to the main pipe (16). Incidentally, (17) and (18) are stop valves.

主管(16)を通じて流れるガスは反応管(19)へ流入
するが、この反応管(19)の内部には容量結合型放電用
電極(20)が設置され、また、筒状の成膜用基板(21)
が基板支持体(22)の上に載置され、基板支持体(22)
がモータ(23)により回動駆動され、これに伴って基板
(21)が回転する。そして、電極(20)に電力50W〜3k
W、周波数1〜50MHzの高周波電力が印加され、しかも、
基板(21)が適当な加熱手段により約200〜400℃、好適
には約200〜350℃の温度に加熱される。また、反応管
(19)は回転ポンプ(24)と拡散ポンプ(25)に連結さ
れており、これによってグロー放電による成膜形成時に
所要な真空状態(放電時のガス圧0.1〜2.0Torr)を設定
できる。
The gas flowing through the main tube (16) flows into the reaction tube (19), the capacitive coupling type discharge electrode (20) is installed inside the reaction tube (19), and the tubular film formation substrate is provided. (twenty one)
Is placed on the substrate support (22), and the substrate support (22)
Is rotationally driven by a motor (23), and the substrate (21) is rotated accordingly. The electrode (20) has a power of 50W ~ 3k
W, high frequency power of frequency 1-50MHz is applied, and
The substrate (21) is heated to a temperature of about 200 to 400 ° C, preferably about 200 to 350 ° C by a suitable heating means. Further, the reaction tube (19) is connected to the rotary pump (24) and the diffusion pump (25) so that the vacuum state (gas pressure during discharge 0.1 to 2.0 Torr) required during film formation by glow discharge can be maintained. Can be set.

このような構成のグロー放電分解装置を用いて基板
(21)の上にa−SiC層を形成する場合、第1調整弁
(8),第2調整弁(9),第3調整弁(10)及び第4
調整弁(11)を開いてSiH4,C2H2,B2H6,H2の各々のガス
を放出し、その放出量をマスフローコントローラ(12)
(13)(14)(15)により制御し、各々のガスは混合さ
れて主管(16)を介して反応管(19)へ流入する。そし
て、反応管内部の真空状態、基板温度、電極印加用高周
波電力をそれぞれ所定の条件に設定するとグロー放電が
発生し、ガスの分解に伴ってB元素含有のa−SiC膜が
基板上に高速に形成する。
When the a-SiC layer is formed on the substrate (21) using the glow discharge decomposition apparatus having such a configuration, the first control valve (8), the second control valve (9), and the third control valve (10) are used. ) And fourth
Open the control valve (11) to release each gas of SiH 4 , C 2 H 2 , B 2 H 6 , H 2 , and determine the release amount by mass flow controller (12)
(13) Controlled by (14) and (15), each gas is mixed and flows into the reaction tube (19) via the main pipe (16). When the vacuum state inside the reaction tube, the substrate temperature, and the high-frequency power for electrode application are set to predetermined conditions, glow discharge occurs, and the a-SiC film containing B element is rapidly deposited on the substrate as the gas is decomposed. To form.

上述した通りの薄膜形成方法によりa−SiC層を形成
すると、次に有機光半導体層を形成する。
After the a-SiC layer is formed by the thin film forming method as described above, the organic photosemiconductor layer is then formed.

有機光半導体層は浸漬塗工方法又はコーティング法に
より形成する。前者は感光材が溶媒中に分散された塗工
液の中に浸漬し、次いで、一定な速度で引上げ、そし
て、自然乾燥及び熱エージング(約150℃、約1時間)
を行うという方法であり、また、後者のコーティング法
によれば、コーター(塗機)を用いて、溶媒に分散され
た感光材を塗布し、次いで熱風乾燥を行う。
The organic photosemiconductor layer is formed by a dip coating method or a coating method. The former is immersed in a coating solution in which the photosensitive material is dispersed in a solvent, then pulled up at a constant speed, and then naturally dried and heat-aged (about 150 ° C, about 1 hour).
According to the latter coating method, a photosensitive material dispersed in a solvent is applied using a coater (coating machine), and then hot-air drying is performed.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例を述べる。 Next, examples of the present invention will be described.

(例1) 第2図のグロー放電分解装置を用いて、SiH4ガスを20
0sccmの流量で、H2ガスを270sccmの流量で、そして、C2
H2ガスの流量を変化させ、また、ガス圧を0.6Torr、高
周波電力を150W、基板温度を250℃に設定し、グロー放
電によってa−SiC膜(膜厚約1μm)を形成した。
(Example 1) using a glow discharge decomposition apparatus of FIG. 2, a SiH 4 gas 20
At a flow rate of 0 sccm, H 2 gas was flowed at a flow rate of 270 sccm and C 2
The flow rate of the H 2 gas was changed, the gas pressure was set to 0.6 Torr, the high frequency power was set to 150 W, the substrate temperature was set to 250 ° C., and an a-SiC film (thickness: about 1 μm) was formed by glow discharge.

このようにしてa−SiC膜のカーボン含有比率を変
え、そして、膜中のカーボン量をXMA法により測定し、
また、光導電率及び暗導電率を測定したところ、第3図
に示す通りの結果が得られた。
Thus, the carbon content ratio of the a-SiC film was changed, and the amount of carbon in the film was measured by the XMA method.
When the photoconductivity and the dark conductivity were measured, the results as shown in FIG. 3 were obtained.

第3図中、横軸はカーボン含有比率、即ちSi1-xCx
x値であり、縦軸は導電率を表わし、○印は発光波長50
0nm(光量50μW/cm2)の光に対する光導電率のプロット
であり、●印は暗導電率のプロットであり、また、a,b
はそれぞれの特性曲線である。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the carbon content ratio, that is, the x value of Si 1-x C x , the vertical axis represents the conductivity, and the circles represent the emission wavelength of 50.
It is a plot of the photoconductivity with respect to light of 0 nm (light quantity 50 μW / cm 2 ).
Are the respective characteristic curves.

更に上記各a−SiC膜について、その水素含有量を赤
外吸収測定法により求めたところ、第4図に示す通りの
結果が得られた。
Further, the hydrogen content of each of the a-SiC films was determined by infrared absorption measurement, and the results shown in FIG. 4 were obtained.

第4図中、横軸はSi1-xCxのx値であり、縦軸は水素
含有量、即ち〔Si1-xCx1-yHyのy値であり、○印はSi
原子に結合した水素量のプロットであり、●印はC原子
に結合した水素量のプロットであり、また、c,dはそれ
ぞれの特性曲線である。
In Figure 4, the horizontal axis is the x value of the Si 1-x C x, vertical axis hydrogen content, is namely [Si 1-x C x] y value of 1-y H y, ○ mark Si
It is a plot of the amount of hydrogen bonded to the atom, the mark ● is a plot of the amount of hydrogen bonded to the C atom, and c and d are the respective characteristic curves.

第4図より明らかな通り、本例のa−SiC膜はいずれ
もy値が0.3〜0.4の範囲内にあることが判る。
As is clear from FIG. 4, it can be seen that the a-SiC films of this example all have y values in the range of 0.3 to 0.4.

また、第3図より明らかな通り、カーボン含有比率x
が0.05<x<0.5の範囲内であれば、光導電率と暗導電
率の比率が顕著に大きくなり、優れた光感度が得られる
ことが判る。
As is clear from FIG. 3, the carbon content ratio x
It can be seen that when the ratio is within the range of 0.05 <x <0.5, the ratio of photoconductivity and dark conductivity is remarkably increased, and excellent photosensitivity is obtained.

(例2) 次に本例においては、SiH4ガスを200sccmの流量で、C
2H2ガスを20sccmの流量で、H2ガスを0〜1000sccmの流
量で導入し、そして、高周波電力を50〜300W、ガス圧を
0.3〜1.2Torrに設定し、グロー放電によりa−SiC膜
(膜厚約1μm)を形成した。
(Example 2) Next, in this example, SiH 4 gas was used at a flow rate of 200 sccm to remove C
2 H 2 gas is introduced at a flow rate of 20 sccm, H 2 gas is introduced at a flow rate of 0 to 1000 sccm, and high frequency power is 50 to 300 W and gas pressure is increased.
The pressure was set to 0.3 to 1.2 Torr, and an a-SiC film (thickness: about 1 μm) was formed by glow discharge.

かくして、カーボン含有比率xを0.3に設定し、水素
含有量yを変化させた種々のa−SiC膜を形成し、各々
の膜について光導電率及び暗導電率を測定したところ、
第5図に示す通りの結果が得られた。
Thus, the carbon content ratio x was set to 0.3, various a-SiC films were formed in which the hydrogen content y was changed, and the photoconductivity and dark conductivity of each film were measured.
The result as shown in FIG. 5 was obtained.

第5図中、横軸は水素含有量、測ち〔Si1-xCx1-yHy
のy値であり、縦軸は導電率を表わし、○印は発光波長
550nm(光量50μW/cm2)の光に対する光導電率のプロッ
トであり、●印は暗導電率のプロットであり、また、e,
fはそれぞれの特性曲線である。
In FIG. 5, the horizontal axis is the hydrogen content, measured [Si 1-x C x ] 1-y H y
, The vertical axis represents the conductivity, and the mark 印 represents the emission wavelength.
It is a plot of the photoconductivity for light of 550 nm (light quantity 50 μW / cm 2 ), the mark ● is a plot of dark conductivity, and e,
f is each characteristic curve.

第5図より明らかな通り、y値が0.2を超えた場合、
高い光導電率並びに低い暗導電率が得られることが判
る。
As is clear from FIG. 5, when the y value exceeds 0.2,
It can be seen that a high photoconductivity as well as a low dark conductivity is obtained.

(例3) 次に本発明者等は第1表に示す成膜条件によりa−Si
C光導電層(2)を形成した。
(Example 3) Next, the present inventors conducted a-Si under the film forming conditions shown in Table 1.
C photoconductive layer (2) was formed.

このように形成したa−SiC光導電層の上にポリカー
ボネートにヒドラゾン系化合物を分散させた有機光半導
電体層(膜厚約15μm)を形成し、電子写真感光体とし
た。
An organic photo-semiconductor layer (thickness: about 15 μm) in which a hydrazone compound was dispersed in polycarbonate was formed on the thus-formed a-SiC photoconductive layer to obtain an electrophotographic photoreceptor.

かくして得られた電子写真感光体の特性評価を電子写
真特性測定装置により測定したところ、優れた光感度が
得られ、表面電位が大きくなり、しかも、低い残留電位
が得られた。
When the characteristics of the electrophotographic photosensitive member thus obtained were evaluated by an electrophotographic characteristics measuring device, excellent photosensitivity was obtained, the surface potential was increased, and a low residual potential was obtained.

(例4) 本発明者等は(例3)の電子写真感光体に係る第1の
層領域及び第3の層領域を形成するに当たって、SiH4
ス、C2H2ガス及びH2ガスのそれぞれの流量を変化させ、
しかも、その成膜時間を変え、これにより、それぞれの
層領域のSi1-xCxのx値並びに厚みを変え、そして、第
2の層領域を(例3)の電子写真感光体と同じに設定
し、かくして、13種類の電子写真感光体(感光体A〜
M)を製作した。
(Example 4) In forming the first layer region and the third layer region of the electrophotographic photosensitive member of (Example 3), the inventors of the present invention used SiH 4 gas, C 2 H 2 gas and H 2 gas. Change each flow rate,
Moreover, the film forming time is changed, whereby the x value and thickness of Si 1-x C x in each layer region are changed, and the second layer region is the same as the electrophotographic photoreceptor of (Example 3). , And thus 13 types of electrophotographic photoconductors (photoconductor A to
M) was produced.

また、これらの感光体の光感度、残留電位及び表面電
位を測定したところ、第2表に示す通りの結果が得られ
た。
When the photosensitivity, residual potential and surface potential of these photoconductors were measured, the results shown in Table 2 were obtained.

同表中、光感度は相対評価により◎印、○印及び△印
の3段階に区分し、◎印は最も優れた光感度が得られた
場合であり、○印は幾分優れた光感度が得られた場合で
あり、△印は他に比べてわずかに劣る光感度になった場
合である。
In the table, the light sensitivity is classified into three stages of ◎, ○ and Δ by relative evaluation, ◎ indicates the case where the best light sensitivity was obtained, and ○ indicates that the light sensitivity was somewhat superior. Is obtained, and the mark Δ is a case where the photosensitivity is slightly inferior to the others.

残留電位についても三段階に相対評価しており、◎印
は残留電位が小さくなった場合であり、○印は残留電位
の低下が幾分認められた場合であり、△印は他に比べて
残留電位の低減が認められなかった場合である。
The residual potential is also evaluated in three levels relative to each other. The ◎ mark is when the residual potential becomes small, the ○ mark is when the decrease in residual potential is recognized to some extent, and the Δ mark is compared with other cases. This is the case where no reduction in the residual potential was observed.

また、表面電位についても三段階に相対評価してお
り、◎印は表面電位が最も大きくなった場合であり、○
印は表面電位が幾分大きくなった場合であり、△印は他
に比べて表面電圧が劣る場合である。
In addition, the surface potential is also relatively evaluated in three stages, and ◎ indicates that the surface potential is the largest, and
The mark indicates that the surface potential was somewhat higher, and the mark indicates that the surface voltage was inferior to the others.

第2表より明らかな通り、感光体D〜G並びに感光体
I,J,Mは優れた光感度が得られ、しかも、高い表面電位
と残留電位の低減が認められた。
As is clear from Table 2, photoconductors D to G and photoconductor
I, J, and M were found to have excellent photosensitivity, and high surface potential and reduction of residual potential were observed.

然るに感光体A及びHは第1の層領域のx値が、感光
体Lは第3の層領域のx値が、そして、感光体Cは第3
の層領域の厚みが、感光体B及びKは第1の層領域の厚
みがそれぞれ本発明より外れており、そのために光感
度、残留電位又は表面電位の改善が認められなかった。
However, the photoconductors A and H have the x value of the first layer region, the photoconductor L has the x value of the third layer region, and the photoconductor C has the x value of the third layer region.
The thicknesses of the layer regions of the photoconductors B and K deviate from the thicknesses of the first layer region of the photoconductors B and K, respectively. Therefore, no improvement in photosensitivity, residual potential or surface potential was observed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、a−
SiC光導電層の内部にC元素高含有の層領域を形成した
ことにより優れた光感度が得られ、しかも、表面電位を
高め、残留電位を低減させることができた。
As described above, according to the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a-
By forming a layer region containing a high content of C element inside the SiC photoconductive layer, excellent photosensitivity was obtained, and further, the surface potential could be increased and the residual potential could be reduced.

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

第1図は本発明電子写真感光体の層構成を表わす断面
図、第2図は実施例に用いられるグロー放電分解装置の
概略図、第3図はカーボン含有量と導電率の関係を示す
線図、第4図はカーボン含有量と水素含有量の関係を示
す線図、第5図は水素含有量と導電率の関係を示す線図
であり、また、第6図、第7図、第8図、第9図及び第
10図はアモルファスシリコンカーバイド光導電層の層厚
方向に亘るカーボン含有量を表わす線図である。 1……導電性基板 2……アモルファスシリコンカーバイド光導電層 2a……第1の層領域 2b……第2の層領域 2c……第3の層領域 3……有機光半導体層
FIG. 1 is a sectional view showing the layer structure of the electrophotographic photosensitive member of the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a glow discharge decomposition apparatus used in Examples, and FIG. 3 is a line showing the relationship between carbon content and conductivity. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between carbon content and hydrogen content, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between hydrogen content and conductivity, and FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9 and FIG.
FIG. 10 is a diagram showing the carbon content in the thickness direction of the amorphous silicon carbide photoconductive layer. 1 ... Conductive substrate 2 ... Amorphous silicon carbide photoconductive layer 2a ... First layer region 2b ... Second layer region 2c ... Third layer region 3 ... Organic photo-semiconductor layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の 6 京セラ株式会社滋賀八日市工場内 (72)発明者 竹村 仁志 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の 6 京セラ株式会社滋賀八日市工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Ito 1166, Haseno, Hachimizo-cho, Yokaichi, Shiga Prefecture Inside the Shiga Yokaichi Plant, Kyocera Corporation (72) Inventor, Nishi Takemura 1166, Hanaeno, Hachimizo-cho, Yokaichi, Shiga Prefecture 6 Kyocera Corporation Shiga Yokaichi Plant

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】導電性基板上にアモルファスシリコンカー
バイド光導電層と有機光半導体層を順次積層した電子写
真感光体において、前記アモルファスシリコンカーバイ
ド光導電層が第1の層領域、第2の層領域及び第3の層
領域を順次形成した層構成であり、第1の層領域と第3
の層領域は第2の層領域に比べてカーボンを多く含むと
ともに元素比率が組成比Si1-xCxのx値として表わされ
た場合、0.2<x<0.5の範囲内に設定され、更に第1の
層領域の厚みが0.01〜1μm、第2の層領域の厚みが0.
05〜5μm、第3の層領域の厚みが10〜2000Åの範囲内
に設定されていることを特徴とする電子写真感光体。
1. An electrophotographic photoreceptor comprising an amorphous silicon carbide photoconductive layer and an organic photosemiconductor layer sequentially laminated on a conductive substrate, wherein the amorphous silicon carbide photoconductive layer has a first layer region and a second layer region. And a third layer region are sequentially formed, and the first layer region and the third layer region are formed.
The layer region contains more carbon than the second layer region, and when the element ratio is expressed as the x value of the composition ratio Si 1-x C x , it is set within the range of 0.2 <x <0.5, Further, the thickness of the first layer region is 0.01 to 1 μm, and the thickness of the second layer region is 0.1 μm.
An electrophotographic photoreceptor wherein the thickness of the third layer region is set in the range of 10 to 2000 mm.
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