JP2678449B2 - Electrophotographic photoreceptor - Google Patents

Electrophotographic photoreceptor

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JP2678449B2
JP2678449B2 JP62333569A JP33356987A JP2678449B2 JP 2678449 B2 JP2678449 B2 JP 2678449B2 JP 62333569 A JP62333569 A JP 62333569A JP 33356987 A JP33356987 A JP 33356987A JP 2678449 B2 JP2678449 B2 JP 2678449B2
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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
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は短波長側及び長波長側の両者の光感度を高め
て普通紙複写機に好適になった電子写真感光体に関する
ものである。 (従来技術及びその問題点) 近年、超高速複写機やレーザビームプリンターなどの
開発が活発に進められており、これに伴って、この機器
に搭載される電子写真感光体ドラムに安定した動作特性
並びに耐久性が要求されている。この要求に対してアモ
ルファスシリコンが耐摩耗性、耐熱性、無公害性並びに
光感度特性などに優れるという点で注目されている。 このアモルファスシリコン(以下、a−Siと略す)か
ら成る電子写真感光体には第3図に示す通りの積層型感
光体が提案されている。 即ち、第3図によれば、アルミニウムなどの導電性基
板(1)の上にキャリア注入阻止層(2)、a−Si光導
電層(3)及び表面保護層(4)を順次積層しており、
このキャリアの注入阻止層(2)は基板(1)からのキ
ャリアの注入を阻止すると共に残留電位を低下させるた
めに形成されており、また、表面保護層(4)には高硬
度な材料を用いて感光体の耐久性を高めている。 しかしながら、このようなa−Si感光体においては、
長波長側の光感度が高くなっており、そのため、この感
光体をハロゲンランプ等の白色光を光源として用いた普
通紙複写機(以下、PPCと略す)に搭載した場合、赤色
付近の波長帯に対して再現性に劣る。かかる問題を解決
するためにフィルタを用いて赤色波長光をカットするよ
うにしているが、これに伴って感光層に入射する光の強
度が低下し、その結果、感光体自体の光感度が見かけ上
低下する。 (発明の目的) 従って本発明は短波長側及び長波長側の光感度を高め
ることができた電子写真感光体を提供することにある。 本発明の他の目的はPPC用に適した電子写真感光体を
提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明によれば、導電性基板上に、少なくとも、光導
電性a−Si層及び光導電性アモルファスシリコンカーバ
イド層(以下、アモルファスシリコンカーバイドをa−
SiCと略す)を順次形成した電子写真感光体であって、
前記a−SiC層のシリコン(Si)元素とカーボン(C)
元素の原子比率がSi(1-x)Cxのx値で0.01≦x≦0.5の範
囲内にあり且つその厚みが0.05〜5μmの範囲内に設定
され、更に該a−SiC層が0.5〜100ppmの周期律表第III
a族元素を含有していることを特徴とする電子写真感光
体が提供される。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明電子写真感光体の基本的層構成は第1図に示す
通りであり、導電性基板(5)の上に光導電性a−Si層
(6)及び光導電性a−SiC層(7)が順次積層されて
いる。 本発明者等の実験によれば、上記のa−SiC層(7)
に所定量の周期律表第III a族元素(以下、III a族元素
と略す)を含有させた場合に短波長側の光感度が顕著に
高められることが見出され、そして、この知見に基づい
て本発明が完成されるに至った。 即ち、第1図に示す層構成によれば、その層(7)の
厚みを所定の範囲内に設定すると入射した光のうち短波
長側がa−SiC層(7)で吸収され、しかも、そのa−S
iC層(7)を透過した光、即ち、長波長側の光がa−Si
層(6)で吸収され、これにより、短波長側及び長波長
側の両者ともに光感度を高めることが特徴である。 先ず、a−SiC層(7)によれば、アモルファス化し
たSi元素及びC元素を不可欠な構成元素と成し、そのダ
ングリングボンドを終端させるべく水素(H)元素やハ
ロゲン元素を所要の範囲内で含有させることによって光
導電性が生じる。本発明者等がカーボンの含有比率を幾
通りにも変えて光導電性を確かめる実験を行ったとこ
ろ、Si元素とC元素の原子比率、即ち、Si(1-x)Cxのx
値が0.01≦x≦0.5、好適には0.05≦x≦0.3の範囲内に
設定された場合、暗導電率が小さくなり、短波長側の光
感度を高めることができる。 また、H元素やハロゲン元素などのダングリングボン
ド終端用元素Aの含有量は〔Si(1-x)Cx1-y〔A〕
表したy値が0.05≦y≦0.5、好適には0.05≦y≦0.4、
最適には0.1≦y≦0.3の範囲内になるように設定すると
よい。このような元素Aにはダングリングボンドの終端
部には取り込まれ易くてバンドギャップ中の局在準位密
度が低減化されるという点で通常H元素が用いられる。 このようなa−SiC層(7)の厚みは0.05〜5μm、
好適には0.1〜3μmの範囲内に設定するとよく、この
厚みが0.05μm未満の場合には短波長光の吸収が不十分
となって光感度を高めることができず、5μmを超える
場合には残留電位が大きくなる。 上記a−SiC層(7)は、Si元素とC元素の原子比
率、即ち、前記x値がその層厚方向に亘って均一である
場合、又は、そのx値が変化する場合のいずれでもよ
い。 x値が層厚方向に亘って変化する場合には、そのx値
は層(7)の全体当たりの平均値によって表され、その
平均x値が0.01≦x≦0.5の範囲内となるように設定す
る必要がある。 このようにx値が層厚方向に亘って変化する場合のカ
ーボンドーピング分布には、例えば、第4図〜第9図に
示す通りがある。 各々の図において、横軸はa−SiC層(7)の層厚方
向を示し、aはa−Si 層(6)との界面であり、bは
その反対側の界面であり、縦軸はカーボン含有量を表
す。 また、このa−SiC層(7)にはIII a族元素をその層
厚方向に亘って均一に0.5〜100ppm、好適には1〜50ppm
の範囲内で含有させるとよく、この含有量が0.5ppm未満
の場合には十分に大きな光感度が得られず、一方、100p
pmを超える場合には帯電能が低下する。 上記III a族元素にはB,Al,Ga,In等があるが、就中、
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。 このようにa−SiC層(7)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
て不均一にしてもよく、例えば第10図〜第15図に示す通
りがある。 各々の図において、横軸はa−SiC層(7)の層厚方
向を示し、aはa−Si層(6)との界面であり、bはそ
の反対側の界面であり、そして、縦軸はIII a族元素含
有量を表す。 このようにIII a族元素含有量を層厚方向に亘って変
化させた場合、その含有量はa−SiC層(7)全体当た
りの平均値である。 また、前記a−Si層(6)はアモルファス化したSi元
素と、そのダングリングボンドを終端させるためのH元
素やハロゲン元素から成り、入射光のうち長波長側の光
が吸収される。 このa−Si層(6)の厚みは5〜100μm、好適には1
0〜50μmの範囲内に設定するのが望ましく、この範囲
内であれば、高い帯電能が得られ、しかも、長波長光が
有効に吸収されるという点で利点である。 また、a−Si層(6)は実質上カーボン元素を含有し
ない層であるが、非常に微少量のカーボンを含有しても
よい。その場合、このカーボンが1000ppm以下、好適に5
00ppm以下の範囲内であれば、長波長光の光感度が顕著
に低下しない。 更に、a−Si層(6)にはIII a族元素を0.01〜10pp
m、好適には0.1〜5ppmの範囲内で含有させてもよく、こ
の範囲内であれば、高い帯電能が得られ、しかも、残量
電位を低減化できるという点で有利である。尚、このII
I a族元素のドーピング分布は層厚方向に亘って均一又
は不均一のいずれでもよく、不均一にドーピングする場
合の含有量はその層(6)の全体当たりの平均値であ
る。 そして、このようにa−Si層(6)に含有させるIII
a族元素にはB,Al,Ga,In等がある。 かくして、本発明の電子写真感光体が、ハロゲンラン
プ等の白色光を光源として用いたPPCに搭載された場
合、短波長側の光が主にa−SiC層で吸収され、しか
も、長波長側の光が主にa−Si層で吸収されるようにな
り、これにより、赤外波長光をカットするためのフィル
タが不要となり、感光体自体の光感度が著しく高められ
る。 本発明の電子写真感光体は上記のような二層構造が不
可欠であるが、それ以外にキャリア注入阻止層や表面保
護層を形成してもよい。 例えば、第2図は典型的層構造を表しており、基板
(5)とa−Si層(6)の間にキャリア注入阻止層
(8)を、そして、a−SiC層(7)の上に表面保護層
(9)を形成している。 前記キャリア注入阻止層(8)については、基板
(5)からのキャリアの注入を阻止するものであり、表
面保護層(9)についてはa−SiC層(7)を保護して
耐湿性などを向上させるものであり、しかも、両者の層
(8)及び層(9)はいずれも感光体の暗導電率を小さ
くして帯電能を高めることができる。 この表面保護層(9)にはそれ自体高絶縁性、高耐蝕
性並びに高硬度性を有するものであるならば種々の材料
を用いることができる。例えばポリイミド樹脂などを有
機材料、SiC、SiO、Al2O3、SiNなどの無機材料を用いる
ことができる。 また、キャリア注入阻止層(8)も上記表面保護層用
材料と同じ材料を用いることができる。 次に本発明に係る電子写真感光体の製法を述べる。 a−Si層又は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法等の薄膜形成方法がある。 グロー放電分解法を用いる場合にはSi元素含有ガス
を、又はそのガスとC元素含有ガスを組合せ、グロー放
電分解する。このSi元素含有ガスにはSiH4、Si2H6、Si3
H8、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、C
2H2は高速成膜性が得られるという点で望ましい。 本発明の実施例に用いられる容量係合型グロー放電分
解装置を第16図により説明する。 図中、第1、第2、第3、第4、第5、第6タンク
(10)(11)(12)(13)(14)(15)には、それぞれ
SiH4、C2H2、B2H6(H2ガス希釈で0.2%含有)、B2H6(H
2ガス希釈で38ppm含有)、H2、NOガスが密封されてお
り、H2はキャリアガスとしても用いられる。これらのガ
スはそれぞれ対応する第1、第2、第3、第4、第5、
第6調整弁(16)(17)(18)(19)(20)(21)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(22)(23)(24)(25)(26)(27)により
制御され、第1、第2、第3、第4、第5タンク(10)
(11)(12)(13)(14)からのガスは第1主管(28)
へ、第6タンク(15)からのNOガスは第2主管(29)へ
送られる。尚、(30)(31)は止め弁である。第1主管
(28)及び第2主管(29)を通じて流れるガスは反応管
(32)へと送り込まれるが、この反応管(32)の内部に
は容量結合型放電用電極(33)が設置されており、それ
に印加される高周波電力は50W〜3kWが、また周波数は1
〜50MHzが適当である。反応管(32)の内部にはアルミ
ニウムから成る筒状の成膜基板(34)が試料保持台(3
5)の上に載置されており、この保持台(35)はモータ
ー(36)により回転駆動されるようになっており、そし
て、基板(34)は適当な加熱手段により約200〜400℃、
好適には約200〜350℃の温度に均一に加熱される。更に
反応管(32)の内部はa−SiC膜形成時に高度の真空状
態(放電圧0.1〜2.0Torr)を必要とすることにより回転
ポンプ(37)と拡散ポンプ(38)に連結されている。 以上のように構成されたグロー放電分解装置におい
て、例えばa−SiC膜を基板(34)に形成する場合、第
1、第2、第5調整弁(16)(17)(20)を開いてそれ
ぞれよりSiH4、C2H2、H2ガスを放出し、その放出量はマ
スフローコントローラ(22)(23)(26)により制御さ
れ、SiH4、C2H2、H2の混合ガスは第1主管(28)を介し
て反応管(32)へ流し込まれる。そして、反応管(32)
の内部が0.1〜2.0Torr程度の真空状態、基板温度が200
〜400℃、容量結合型放電用電極(33)に印加される高
周波電力が50W〜3kW、また周波数が1〜50MHzに設定さ
れていることに相俟ってグロー放電が起こり、ガスが分
解してa−SiC膜が基板上に高速で形成される。 (実施例) 次に本発明の実施例を説明する。 (例1) 第16図のグロー放電分解装置を用いて第1表に示す通
りの成膜条件によりアルミニウム製基板上に光導電性a
−Si層(6)及び光導電性a−SiC層(7)を順次積層
し、第1図に示す通りの感光体ドラムを製作した。 かくして得られた感光体ドラムに、可視光分光器によ
り分光された0.3μW/cm2の単位光を照射し、表面電位の
半減時間を求めて分光感度を測定したところ、第17図に
示す通りの結果が得られた。 同図において、横軸は波長であり、縦軸は光感度であ
り、そして、○印は測定結果のプロットであり、aはそ
の特性曲線である。 また第17図には上記感光体ドラムより光導電性a−Si
C層が除かれた感光体ドラムが比較例として示されてお
り、その分光感度を測定したところ、●印に示される測
定結果のプロットが得られ、bはその特性曲線である。 この結果より明らかな通り、本発明の感光体ドラムは
短波長側の光感度が顕著に大きくなっていることが判
る。 尚、上記光導電性a−SiC層のカーボン量をESCA分析
により求めたところ、Si1-xCxのx値で0.12であり、ま
た、そのB含有量を二次イオン質量分析計により求めた
ところ、25ppmであった。 (例2) 本例においては、第2表に示す通りの成膜条件により
アルミニウム製基板上にキャリア注入阻止層(8)、光
導電性a−Si層(6)、光導電性a−SiC層(7)及び
表面保護層(9)を順次積層し、第2図に示す通りの感
光体ドラムを製作した。 かくして得られた感光体ドラムをPPCに搭載し、そし
て、赤色カットフィルタを用いないのでハロゲンランプ
を投光源として、更にコロナチャージャで+5.6kVの電
圧を印加して正帯電させ、これにより、表面電位、光感
度並びに電位で行を測定したところ、下記に示す通りの
結果が得られた。 表面電位・・・・・・・・+390V 光感度(記録露光量)・・0.54lux・sec 残留電位(露光開始5秒後の値・・20V また、この感光体ドラムを高速PPCに搭載し、50枚/
分の速度にて画像出しテストを行ったところ、黒色部及
び赤色部に対する忠実なる再現性が得られ、しかも、高
い濃度で且つカブリのない鮮明な画像が得られた。 (例3) 次に本例においては、(例2)にて得られた感光体ド
ラムについて、光導電性a−SiC層の厚みを幾通りにも
変え、これによって得られる感光体ドラムA〜Gの表面
電位、光感度(記録露光量)並びに残量電位(露光開始
5秒後の値)を測定したところ、第3表に示す通りの結
果が得られた。 第3表より明らかな通り、本発明の感光体ドラムB〜
Fは表面電位が高く、残留電位が小さく、しかも、優れ
た光感度が得られていることが判る。 然るに感光体ドラムAは光感度に劣っており、感光体
ドラムGは残留電位が大きくなっている。 (例4) 本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラム
について、光導電性a−SiC層のカーボン含有量Bと含
有量をそれぞれ幾通りにも変え、これによって得られる
感光体ドラムH〜Oの表面電位、光感度(記録露光量)
並びに残留電位(露光開始5秒後の値)を測定したとこ
ろ、第4表に示す通りの結果が得られた。 第4表より明らかな通り、本発明の感光体ドラムJ〜
Mは表面電位が高く、残留電位が小さく、しかも、優れ
た光感度が得られていることが判る。 然るに感光体ドラムHとIは光感度に劣っており、感
光体ドラムNとOはいずれも表面電位が小さく、残留電
位が大きく、しかも、光感度に劣っている。 また、本発明者等は上記感光体ドラムB〜F及びJ〜
Mをそれぞれ高速PPCに搭載し、50枚/分の速度にて画
像出しテストを行ったところ、黒色部及び赤色部に対す
る忠実な再現性が得られ、しかも、高い濃度で且つカブ
リのない鮮明な画像が得られることを確認した。 (発明の効果) 以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、光導
電性a−Si層と光導電性a−SiC層を積層し、そのa−S
iC層の原子比率及び厚み並びにIII a族元素含有量をそ
れぞれ所定の範囲内に設定し、これにより、長波長側及
び短波長側の両者の光感度を高めることができ、その結
果、赤外波長光カットフィルタを用いないで優れた光感
度が得られるPPC用の電子写真感光体が提供される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor suitable for plain paper copiers by increasing the light sensitivity on both the short wavelength side and the long wavelength side. (Prior art and its problems) In recent years, development of ultra-high-speed copying machines, laser beam printers, etc. has been actively promoted, and along with this, stable operation characteristics of the electrophotographic photosensitive drum mounted in this equipment. In addition, durability is required. In response to this demand, amorphous silicon has been attracting attention because it is excellent in wear resistance, heat resistance, pollution resistance, and photosensitivity. As an electrophotographic photosensitive member made of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si), a laminated photosensitive member as shown in FIG. 3 has been proposed. That is, according to FIG. 3, a carrier injection blocking layer (2), an a-Si photoconductive layer (3) and a surface protective layer (4) are sequentially laminated on a conductive substrate (1) such as aluminum. Cage,
The carrier injection blocking layer (2) is formed to prevent carrier injection from the substrate (1) and reduce the residual potential, and the surface protection layer (4) is made of a high hardness material. It is used to increase the durability of the photoconductor. However, in such an a-Si photoreceptor,
When the photoreceptor is mounted on a plain paper copier (hereinafter abbreviated as PPC) using white light as a light source, such as a halogen lamp, the photosensitivity on the long wavelength side is high. Is poor in reproducibility. In order to solve such a problem, a filter is used to cut red wavelength light. However, the intensity of light incident on the photosensitive layer is reduced, and as a result, the photosensitivity of the photoconductor itself is apparently reduced. Lower. (Object of the Invention) Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor capable of increasing the light sensitivity on the short wavelength side and the long wavelength side. Another object of the present invention is to provide an electrophotographic photosensitive member suitable for PPC. (Means for Solving Problems) According to the present invention, at least a photoconductive a-Si layer and a photoconductive amorphous silicon carbide layer (hereinafter referred to as amorphous silicon carbide a-
An electrophotographic photosensitive member formed by sequentially forming SiC)
Silicon (Si) element and carbon (C) in the a-SiC layer
The atomic ratio of the elements is in the range of 0.01 ≦ x ≦ 0.5 in the x value of Si (1-x) C x and the thickness thereof is set in the range of 0.05 to 5 μm, and the a-SiC layer has a thickness of 0.5 to 5 μm. Periodic Table III of 100ppm
Provided is an electrophotographic photosensitive member containing an a-group element. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The basic layer constitution of the electrophotographic photoreceptor of the present invention is as shown in FIG. 1, and a photoconductive a-Si layer (6) and a photoconductive a-SiC layer (7) are formed on a conductive substrate (5). ) Are sequentially stacked. According to experiments by the present inventors, the above-mentioned a-SiC layer (7)
It was found that the photosensitivity on the short wavelength side was significantly enhanced when a predetermined amount of Group IIIa element (hereinafter abbreviated as Group IIIa element) was contained in Based on this, the present invention has been completed. That is, according to the layer structure shown in FIG. 1, when the thickness of the layer (7) is set within a predetermined range, the shorter wavelength side of the incident light is absorbed by the a-SiC layer (7), and a-S
Light transmitted through the iC layer (7), that is, light on the long wavelength side is a-Si
It is characterized in that it is absorbed by the layer (6), thereby increasing the light sensitivity on both the short wavelength side and the long wavelength side. First, according to the a-SiC layer (7), the amorphous Si element and the C element are formed as indispensable constituent elements, and the hydrogen (H) element and the halogen element are added in a required range to terminate the dangling bond. Photoconductivity arises by being contained within. When the present inventors have conducted experiments to ascertain the photoconductive also changed to several kinds of content of carbon, Si elements and C elements of atomic ratio, i.e., Si (1-x) C x of x
When the value is set in the range of 0.01 ≦ x ≦ 0.5, preferably 0.05 ≦ x ≦ 0.3, the dark conductivity decreases, and the light sensitivity on the short wavelength side can be increased. Further, the content of the element A for terminating dangling bonds such as an H element and a halogen element is preferably such that the y value represented by [Si (1-x) Cx ] 1-y [A] y is 0.05 ≦ y ≦ 0.5, Has 0.05 ≦ y ≦ 0.4,
Optimally, it is preferable to set so as to be in the range of 0.1 ≦ y ≦ 0.3. Such an element A is usually used because the element H is easily incorporated into the end portion of the dangling bond and the localized level density in the band gap is reduced. The thickness of such a-SiC layer (7) is 0.05 to 5 μm,
Preferably, the thickness is set in the range of 0.1 to 3 μm, and when the thickness is less than 0.05 μm, absorption of short-wavelength light is insufficient to increase the light sensitivity, and when the thickness exceeds 5 μm, The residual potential increases. The a-SiC layer (7) may have either an atomic ratio of Si element to C element, that is, a case where the x value is uniform in the layer thickness direction or a case where the x value changes. . When the x value changes in the layer thickness direction, the x value is represented by the average value of the entire layer (7), and the average x value is within the range of 0.01 ≦ x ≦ 0.5. Must be set. The carbon doping distribution in the case where the x value changes in the layer thickness direction as described above is, for example, as shown in FIGS. 4 to 9. In each figure, the horizontal axis represents the layer thickness direction of the a-SiC layer (7), a is the interface with the a-Si layer (6), b is the opposite interface, and the vertical axis is Indicates the carbon content. Further, in the a-SiC layer (7), a Group IIIa element is uniformly distributed in the layer thickness direction at 0.5 to 100 ppm, preferably 1 to 50 ppm.
It is good to contain it within the range of, and if this content is less than 0.5 ppm, a sufficiently high photosensitivity cannot be obtained, while 100 p
If it exceeds pm, the charging ability will decrease. The IIIa group elements include B, Al, Ga, In, etc.
B is desirable in that it has an excellent covalent bond property and can sensitively change the semiconductor characteristics, and in addition, excellent charging ability and photosensitivity can be obtained. As described above, when the Group IIIa element is contained in the a-SiC layer (7), its doping distribution may be made nonuniform over the layer thickness direction. For example, as shown in FIGS. is there. In each figure, the horizontal axis indicates the layer thickness direction of the a-SiC layer (7), a is the interface with the a-Si layer (6), b is the interface on the opposite side, and the vertical direction. The axis represents the group IIIa element content. When the group IIIa element content is changed in the layer thickness direction in this manner, the content is an average value per a-SiC layer (7). The a-Si layer (6) is composed of an amorphous Si element and an H element or a halogen element for terminating the dangling bond, and absorbs light of a longer wavelength side of incident light. The thickness of the a-Si layer (6) is 5 to 100 μm, preferably 1 to 100 μm.
It is desirable to set it in the range of 0 to 50 μm, and if it is in this range, it is advantageous in that a high charging ability can be obtained and long-wavelength light can be effectively absorbed. Further, the a-Si layer (6) is a layer containing substantially no carbon element, but may contain a very small amount of carbon. In that case, this carbon is 1000ppm or less, preferably 5
Within the range of 00 ppm or less, the photosensitivity of long-wavelength light is not significantly reduced. Furthermore, the a-Si layer (6) contains 0.01 to 10 pp of Group IIIa element.
It may be contained in m, preferably in the range of 0.1 to 5 ppm. Within this range, it is advantageous in that a high chargeability can be obtained and the residual potential can be reduced. This II
The doping distribution of the group Ia element may be uniform or non-uniform in the layer thickness direction, and the content in the case of non-uniform doping is the average value for the entire layer (6). Then, as described above, III is contained in the a-Si layer (6).
Group a elements include B, Al, Ga and In. Thus, when the electrophotographic photoreceptor of the present invention is mounted on a PPC using white light such as a halogen lamp as a light source, light on the short wavelength side is mainly absorbed by the a-SiC layer, and Is mainly absorbed by the a-Si layer, whereby a filter for cutting off infrared wavelength light is not required, and the photosensitivity of the photoreceptor itself is significantly increased. The two-layer structure as described above is indispensable for the electrophotographic photoreceptor of the present invention. In addition, a carrier injection blocking layer and a surface protective layer may be formed. For example, FIG. 2 shows a typical layer structure in which a carrier injection blocking layer (8) is provided between the substrate (5) and the a-Si layer (6), and on the a-SiC layer (7). A surface protective layer (9) is formed on the surface. The carrier injection blocking layer (8) prevents carrier injection from the substrate (5), and the surface protection layer (9) protects the a-SiC layer (7) to improve moisture resistance and the like. In addition, both layers (8) and (9) can reduce the dark conductivity of the photoreceptor and increase the charging ability. Various materials can be used for the surface protective layer (9) as long as the material itself has high insulation properties, high corrosion resistance and high hardness. For example, an organic material such as polyimide resin or an inorganic material such as SiC, SiO, Al 2 O 3 , or SiN can be used. Also, the same material as the above-mentioned material for the surface protective layer can be used for the carrier injection blocking layer (8). Next, a method for producing the electrophotographic photosensitive member according to the present invention will be described. To form the a-Si layer or the a-SiC layer, there are thin film forming methods such as glow discharge decomposition method, ion plating method, reactive sputtering method, vacuum deposition method, and CVD method. When the glow discharge decomposition method is used, glow discharge decomposition is performed by using a Si element-containing gas or a combination of the gas with a C element-containing gas. This Si element-containing gas includes SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3
There are H 8 , SiF 4 , SiCl 4 , SiHCl 3 and the like, and the C element-containing gas includes CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 3 H 8 and the like.
2 H 2 is desirable in that high-speed film forming properties can be obtained. The capacity engaging type glow discharge decomposition apparatus used in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the first, second, third, fourth, fifth, and sixth tanks (10) (11) (12) (13) (14) (15)
SiH 4 , C 2 H 2 , B 2 H 6 (0.2% content by dilution with H 2 gas), B 2 H 6 (H
It is diluted with 2 gases and contains 38 ppm), H 2 and NO gas are sealed, and H 2 is also used as a carrier gas. These gases correspond to the corresponding first, second, third, fourth, fifth,
The sixth control valve (16) (17) (18) (19) (20) (21) is released by opening and the flow rate is controlled by the mass flow controllers (22) (23) (24) (25) (26) A first, second, third, fourth, fifth tank (10) controlled by (27)
(11) (12) (13) (14) The gas from the first main pipe (28)
The NO gas from the sixth tank (15) is sent to the second main pipe (29). Incidentally, (30) and (31) are stop valves. Gas flowing through the first main pipe (28) and the second main pipe (29) is sent to the reaction tube (32), and a capacitively coupled discharge electrode (33) is installed inside the reaction tube (32). The high frequency power applied to it is 50W to 3kW, and the frequency is 1
~ 50 MHz is appropriate. Inside the reaction tube (32), a cylindrical film-forming substrate (34) made of aluminum is placed on the sample holder (3).
5), the holding table (35) is driven to rotate by a motor (36), and the substrate (34) is heated to about 200 to 400 ° C. by a suitable heating means. ,
Preferably, it is uniformly heated to a temperature of about 200-350 ° C. Further, the inside of the reaction tube (32) is connected to the rotary pump (37) and the diffusion pump (38) by requiring a high vacuum condition (discharge voltage 0.1 to 2.0 Torr) when forming the a-SiC film. In the glow discharge decomposition apparatus configured as described above, for example, when an a-SiC film is formed on the substrate (34), the first, second, and fifth regulating valves (16), (17), and (20) are opened. SiH 4 , C 2 H 2 , and H 2 gas are released from each, and the release amount is controlled by mass flow controllers (22), (23), and (26). The mixed gas of SiH 4 , C 2 H 2 , and H 2 is It is poured into the reaction tube (32) via the first main pipe (28). And the reaction tube (32)
The inside of the vacuum state is about 0.1 to 2.0 Torr, the substrate temperature is 200
At ~ 400 ° C, the high frequency power applied to the capacitively coupled discharge electrode (33) is set to 50W to 3kW and the frequency is set to 1 to 50MHz, which causes glow discharge and gas decomposition. A-SiC film is formed on the substrate at high speed. (Example) Next, an example of the present invention will be described. Example 1 A photoconductive layer was formed on an aluminum substrate using the glow discharge decomposition apparatus shown in FIG. 16 under the film forming conditions shown in Table 1.
A -Si layer (6) and a photoconductive a-SiC layer (7) were sequentially laminated to produce a photosensitive drum as shown in FIG. The photosensitive drum thus obtained was irradiated with a unit light of 0.3 μW / cm 2 which was dispersed by a visible light spectroscope, and the spectral sensitivity was measured by obtaining the half time of the surface potential, and as shown in FIG. The result was obtained. In the figure, the horizontal axis is wavelength, the vertical axis is photosensitivity, and ○ is a plot of measurement results, and a is its characteristic curve. FIG. 17 shows the photoconductive a-Si
A photoconductor drum from which the C layer was removed is shown as a comparative example. When its spectral sensitivity was measured, a plot of the measurement results indicated by a black circle was obtained, and b is its characteristic curve. As is clear from the results, it is found that the photoreceptor drum of the present invention has significantly increased light sensitivity on the short wavelength side. When the carbon content of the photoconductive a-SiC layer was determined by ESCA analysis, the x value of Si 1-x C x was 0.12, and its B content was determined by a secondary ion mass spectrometer. When found, it was 25 ppm. Example 2 In this example, a carrier injection blocking layer (8), a photoconductive a-Si layer (6), and a photoconductive a-SiC were formed on an aluminum substrate under the film forming conditions shown in Table 2. The layer (7) and the surface protective layer (9) were sequentially laminated to produce a photosensitive drum as shown in FIG. The photoconductor drum thus obtained is mounted on a PPC, and since a red cut filter is not used, a halogen lamp is used as a light source, and a voltage of +5.6 kV is applied by a corona charger to positively charge the surface. When the lines were measured for potential, photosensitivity and potential, the following results were obtained. Surface potential --- + 390V Photosensitivity (recording exposure amount) ... 0.54lux.sec Residual potential (value 5 seconds after the start of exposure ... 20V Also, this photosensitive drum is mounted on a high-speed PPC, 50 sheets /
When an image output test was performed at a speed of 1 minute, faithful reproducibility was obtained for the black portion and the red portion, and a clear image with high density and no fog was obtained. (Example 3) Next, in this example, with respect to the photoconductor drums obtained in (Example 2), the thickness of the photoconductive a-SiC layer was changed in any number of ways, and the photoconductor drums A to The surface potential of G, the photosensitivity (recording exposure amount) and the remaining potential (value 5 seconds after the start of exposure) were measured, and the results as shown in Table 3 were obtained. As is apparent from Table 3, the photosensitive drums B to
It can be seen that F has a high surface potential, a small residual potential and excellent light sensitivity. However, the photosensitive drum A is inferior in light sensitivity, and the photosensitive drum G has a large residual potential. (Example 4) In this example, the carbon content B and the content of the photoconductive a-SiC layer in the photoconductor drum obtained in (Example 2) were changed in any number of ways, and thus obtained. Surface potential of photoconductor drums HO, photosensitivity (recording exposure amount)
When the residual potential (the value 5 seconds after the start of exposure) was measured, the results shown in Table 4 were obtained. As is clear from Table 4, the photosensitive drums J to
It can be seen that M has a high surface potential, a low residual potential, and excellent light sensitivity. However, the photoconductor drums H and I are inferior in photosensitivity, and the photoconductor drums N and O are both low in surface potential, large in residual potential, and inferior in photosensitivity. Further, the present inventors have proposed that the photosensitive drums B to F and J to
When M was mounted on each high-speed PPC and an image output test was performed at a speed of 50 sheets / minute, faithful reproducibility for the black and red areas was obtained, and the density was high and clear without fog. It was confirmed that an image could be obtained. (Effect of the Invention) As described above, according to the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a photoconductive a-Si layer and a photoconductive a-SiC layer are laminated, and the a-S
By setting the atomic ratio and thickness of the iC layer and the group IIIa element content within the respective predetermined ranges, it is possible to enhance the photosensitivity on both the long wavelength side and the short wavelength side. Provided is an electrophotographic photosensitive member for PPC which can obtain excellent photosensitivity without using a wavelength light cut filter.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明電子写真感光体の基本的な層構造を示す
断面図、第2図は本発明電子写真感光体の典型的層構造
を示す断面図、第3図は従来の電子写真感光体の層構造
を示す断面図、第4図、第5図、第6図、第7図、第8
図及び第9図はカーボンドーピング分布を示す線図、第
10図、第11図、第12図、第13図、第14図及び第15図は周
期律表第III a族元素ドーピング分布を示す線図、第16
図はグロー放電分解装置の概略図、第17図は分光感度を
示す線図である。 1,5……導電性基板 2,8……キャリア注入阻止層 4,9……表面保護層 6……光導電性アモルファスシリコン層 7……光導電性アモルファスシリコンカーバイド層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a basic layer structure of an electrophotographic photoreceptor of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a typical layer structure of an electrophotographic photoreceptor of the present invention. The drawings are cross-sectional views showing the layer structure of a conventional electrophotographic photosensitive member, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG.
FIG. 9 and FIG. 9 are diagrams showing the distribution of carbon doping, and FIG.
Figures 10, 11, 12, 13, 14, and 15 are diagrams showing doping distributions of Group IIIa elements of the Periodic Table,
FIG. 17 is a schematic diagram of a glow discharge decomposition apparatus, and FIG. 17 is a diagram showing spectral sensitivity. 1,5 …… Conductive substrate 2,8 …… Carrier injection blocking layer 4,9 …… Surface protection layer 6 …… Photoconductive amorphous silicon layer 7 …… Photoconductive amorphous silicon carbide 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 (72)発明者 石櫃 鴻吉 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 (56)参考文献 特開 昭61−94054(JP,A) 特開 昭61−189558(JP,A) 特開 昭61−238065(JP,A) 特開 昭61−256354(JP,A) 特開 昭61−267057(JP,A) 特開 昭61−272748(JP,A)Continuation of front page    (72) Inventor Hiroshi Ito               At 1166 Haseno, Jamizocho, Yokaichi, Shiga Prefecture               6 Kyocera Corporation Shiga Yokaichi Factory (72) Inventor Hitoshi Takemura               At 1166 Haseno, Jamizocho, Yokaichi, Shiga Prefecture               6 Kyocera Corporation Shiga Yokaichi Factory (72) Inventor Kokichi Ishikura               At 1166 Haseno, Jamizocho, Yokaichi, Shiga Prefecture               6 Kyocera Corporation Shiga Yokaichi Factory                (56) References JP-A-61-94054 (JP, A)                 JP-A-61-189558 (JP, A)                 JP-A-61-238065 (JP, A)                 JP 61-256354 (JP, A)                 JP-A-61-267057 (JP, A)                 JP-A-61-272748 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.コロナ帯電にハロゲンランプを用いたPPCに使用す
る電子写真感光体であって、導電性基板上に光導電性ア
モルファスシリコン層及び光導電性アモルファスシリコ
ンカーバイド層を順次形成するとともに、シリコン元素
とカーボン元素の原子比率をSi(1-x)Cxのx値で0.01≦
x≦0.5に、厚みを0.05〜5μmにした前記アモルファ
スシリコンカーバイド層に周期律表第III a族元素を0.5
〜100ppm含有せしめたことを特徴とする電子写真感光
体。
(57) [Claims] An electrophotographic photoreceptor used for PPC using a halogen lamp for corona charging, in which a photoconductive amorphous silicon layer and a photoconductive amorphous silicon carbide layer are sequentially formed on a conductive substrate, and a silicon element and a carbon element. The atomic ratio of is 0.01 ≤ x value of Si (1-x) C x
When x ≦ 0.5, the amorphous silicon carbide layer having a thickness of 0.05 to 5 μm was added with a Group IIIa element of the periodic table of 0.5
An electrophotographic photoreceptor characterized by containing up to 100 ppm.
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