JPH01173049A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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JPH01173049A
JPH01173049A JP33357087A JP33357087A JPH01173049A JP H01173049 A JPH01173049 A JP H01173049A JP 33357087 A JP33357087 A JP 33357087A JP 33357087 A JP33357087 A JP 33357087A JP H01173049 A JPH01173049 A JP H01173049A
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JP
Japan
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layer
photosensitivity
thickness
range
photoconductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP33357087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kawamura
河村 孝夫
Naooki Miyamoto
宮本 直興
Hiroshi Ito
浩 伊藤
Hitoshi Takemura
仁志 竹村
Kokichi Ishiki
石櫃 鴻吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Priority to US07/288,949 priority patent/US4977050A/en
Publication of JPH01173049A publication Critical patent/JPH01173049A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the photosensitivity on long wavelength and short wavelength sides by laminating a photoconductive amorphous a-Si layer and photoconductive SiC layer, specifying the atomic ratio, thickness and group IIIa element content of the a-SiC layer to a prescribed range, laminating a 1st layer which contains said element and 2nd layer which does not contain said element and setting the thickness of the 2nd layer at a specific value. CONSTITUTION:The photoconductive a-Si layer 6 and the photoconductive a-SiC layer 7 which has the atomic ratio of the Si element and C element within a 0.01<=x<=0.5 range in x value of Si(1-x)Cx and has the thickness within a 0.05-5mum range are successively laminated on a conductive substrate 5. The a-SiC layer 7 is formed by successively laminating the 1st layer region 7 which contains 0.5-100ppm group IIIa element and the 2nd layer region 7b which does not contain said element and has the thickness within a 0.02-2mum range. The photosensitivity on the short wavelength side increases greatly when the prescribed ratio of the group IIIa element is incorporated into the a a-SiC layer 7. The light on the short wavelength side is absorbed in the layer 7 and the layer 6 so that the photosensitivity on both the short wavelength side and long wavelength side is improved when the thickness of the layer 7 is set within the prescribed range.

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、
しかも、帯電能を大きくし、これによって普通紙複写機
に好適になった電子写真感光体に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention increases the photosensitivity on both the short wavelength side and the long wavelength side,
Furthermore, the present invention relates to an electrophotographic photoreceptor that has increased charging ability and is therefore suitable for use in plain paper copying machines.

(従来技術及びその問題点) 近年、超高速複写機やレーザー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。
(Prior art and its problems) In recent years, the development of ultra-high-speed copying machines and laser beam printers has been actively progressing, and along with this, the electrophotographic photoreceptor drums installed in these devices have been required to have stable operating characteristics. In addition, durability is required. In response to this demand, amorphous silicon is attracting attention because of its excellent wear resistance, heat resistance, non-pollution properties, and photosensitivity characteristics.

このアモルファスシリコン(以下、a−3i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。
As an electrophotographic photoreceptor made of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-3i), a laminated type photoreceptor as shown in FIG. 3 has been proposed.

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−5iキ
ャリア発生層(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。
That is, according to FIG. 3, a carrier injection blocking layer (2), an a-5i carrier generation layer (3), and a surface protection layer (4) are sequentially laminated on a conductive substrate (1) made of aluminum or the like. The carrier injection blocking layer (2) is formed to block the injection of carriers from the substrate (1) and reduce the residual potential, and the surface protective layer (4) is made of a highly hard material. is used to increase the durability of the photoreceptor.

しかしながら、このようなa−5t悪感光においては、
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、rpc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。
However, in such a-5t adverse photosensitivity,
The light sensitivity on the long wavelength side is high, so when this photoreceptor is installed in a plain paper copying machine (hereinafter abbreviated as RPC) that uses white light such as a halogen lamp as a light source, it is sensitive to light in the wavelength band near red. reproducibility is poor compared to In order to solve this problem, a filter is used to cut out red wavelength light, but this reduces the intensity of light incident on the photosensitive layer, and as a result, the apparent photosensitivity of the photoreceptor itself decreases. Up and down.

また、a−Si感光体に要求される所要特性として、上
記のような光感度以外に高い帯電能がある。このような
所要特性が達成された場合には高い画像濃度が得られ、
そして、複写機現像系の設計自由度が高まり、使い易い
電子写真感光体が得られる。
In addition to the above-mentioned photosensitivity, the a-Si photoconductor is required to have a high charging ability. If these required characteristics are achieved, high image density can be obtained;
Further, the degree of freedom in designing the developing system of a copying machine is increased, and an electrophotographic photoreceptor that is easy to use can be obtained.

(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。
(Object of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor that can increase the photosensitivity on the short wavelength side and the long wavelength side.

本発明の他の目的は高い帯電能が得られた電子写真感光
体を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor with high charging ability.

更に本発明の他の目的はrpc用に適した電子写真感光
体を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor suitable for RPC.

(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−5i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−
5iC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(+−+o C11のx値
で0.01≦×≦0.5の範囲内にあり且つその厚みが
0.05〜5μ鋼の範囲内に設定され、更に該a−3i
C層が0.5〜1100ppの周期律表第IIIa族元
素を含有する第1の層領域並びに周期律表第111a族
元素を含有しない第2の層領域が順次積層されて成り且
つ第2の層領域の厚みが0.02〜2μm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。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, at least a photoconductive a-5i layer and a photoconductive amorphous silicon carbide layer (hereinafter referred to as amorphous silicon carbide) are formed on a conductive substrate.
5iC) is sequentially formed, the atomic ratio of silicon (Si) element and carbon (C) element in the a-SiC layer being Si (+-+o C11 x value of 0.01). ≦×≦0.5, and the thickness is set within the range of 0.05 to 5μ steel, and the a-3i
The C layer is formed by sequentially laminating a first layer region containing a group IIIa element of the periodic table of 0.5 to 1100 pp and a second layer region not containing an element of group 111a of the periodic table, and There is provided an electrophotographic photoreceptor characterized in that the thickness of the layer region is set within a range of 0.02 to 2 μm.

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

本発明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−St層
(6)及び光導電性a−3iC層(7)が順次積層され
、しかも、a−5iCJi(7)が周期律表第IIIa
族元素(以下、IIIa族元素と略す)を含む第1の層
領域(7a)と、それを含まない第2の層領域(7b)
が順次積層されてい成る。
The basic layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention is as shown in FIG. 1, in which a photoconductive a-St layer (6) and a photoconductive a-3iC layer (7 ) are sequentially stacked, and a-5iCJi (7) is from IIIa of the periodic table.
A first layer region (7a) containing a group element (hereinafter abbreviated as a group IIIa element) and a second layer region (7b) not containing it.
are successively laminated.

このような層構成において、本発明者はa−SiC層(
7)に所定量のI[[a族元素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を見い出し、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。
In such a layer configuration, the present inventor has developed an a-SiC layer (
It has been discovered that when a predetermined amount of I[[a group element is contained in 7), the photosensitivity on the short wavelength side is significantly increased, and the present invention has been completed based on this knowledge.

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−
SiC層(7)を透過した光、即ち、長波長側の光がa
−3i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が高められることが特徴で
ある。
That is, according to the layer structure shown in FIG. 1, if the thickness of the layer (7) is set within a predetermined range, the short wavelength side of the incident light will be absorbed by the a-SiC layer (7), and the a-
The light transmitted through the SiC layer (7), that is, the light on the long wavelength side is a
It is characterized in that it is absorbed by the -3i layer (6), thereby increasing the photosensitivity on both the short wavelength side and the long wavelength side.

また、このようにa−5iC層(7)にIIIa族元素
を含有させた場合、短波長側の光感度が高められたが、
その反面、帯電能が低下傾向にあることが判った。従っ
て、本発明においてはその問題を解決するためにa−5
iC層(7)を、少なくとも第1の層領域(7a)と第
2の層領域(7b)より成る層とし、これによって顕著
に帯電能を高めることができたことも特徴である。
In addition, when the a-5iC layer (7) contains a Group IIIa element in this way, the photosensitivity on the short wavelength side was increased;
On the other hand, it was found that the charging ability tended to decrease. Therefore, in the present invention, in order to solve the problem, a-5
Another feature is that the iC layer (7) is made up of at least a first layer region (7a) and a second layer region (7b), thereby significantly increasing the charging ability.

先ず、a−3iC層(7)によれば、アモルファス化し
たSL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(11)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、St元素とC元素の原子比率、即ち、5t(1−
X) CXOX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。
First, according to the a-3iC layer (7), the amorphous SL element and C element are essential constituent elements, and hydrogen (11) element and halogen element are added to the required range in order to terminate the dangling bond. Photoconductivity is produced by inclusion within. The present inventors conducted experiments to confirm photoconductivity by changing the carbon content ratio in many ways, and found that the atomic ratio of St element and C element was 5t(1-
X) CXOX value is 0.01≦x≦0.5, preferably 0
.. When it is set within the range of 05≦X≦0.3, the dark conductivity becomes small and the photosensitivity on the short wavelength side can be increased.

また、■元素やハロゲン元素などのダングリングポンド
終端用元素Aの含有量は(Si (1−X) Cx)+
−,(A)yで表したX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
な元素へにはダングリングボンドの終端部に取り込まれ
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11元素が用いられる。
In addition, the content of element A for dangling pond termination such as ■ element and halogen element is (Si (1-X) Cx) +
-, (A) X value expressed by y is 0.05≦y≦0.5, preferably 0.05≦y≦0.4, optimally 0.1≦y≦
It is preferable to set it within the range of 0°3. Eleven elements are usually used because they are easily incorporated into the terminal portion of the dangling bond and the localized level density in the band gap is reduced.

このようなa−SiC層(7)の厚みは0.05〜51
1m 。
The thickness of such a-SiC layer (7) is 0.05 to 51
1m.

好適には0.1〜3μl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。
It is preferable to set the thickness within the range of 0.1 to 3 μl; if the thickness is less than 0.05 μm, absorption of short wavelength light will be insufficient and photosensitivity cannot be increased, and if the thickness exceeds 5 μm. In some cases, the residual potential becomes large.

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。
This may be the case, or the X value may change.

X値が層厚方向に亘って変化する場合には、そのx 4
Eが0.Ol ≦X≦0.5の範囲内でN(7)の厚み
が決められ、このようにして決められた厚みも0.05
〜5μm、好適には0.1〜3μ−の範囲内に設定する
必要がある。
When the X value changes over the layer thickness direction, the x 4
E is 0. The thickness of N(7) is determined within the range of Ol ≦X≦0.5, and the thickness determined in this way is also 0.05.
It is necessary to set it within the range of ~5 μm, preferably 0.1 to 3 μm.

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。
Examples of carbon doping distributions in which the X value changes in the layer thickness direction are shown in FIGS. 4 to 9, for example.

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。
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 axis represents the carbon content.

また、前記第1の層領域(7a)にはl1la族元素を
その層厚方向に亘って均一に0.5〜100pp+m、
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、100pp■を超える場合に
は帯電能が低下する。
Further, in the first layer region (7a), 0.5 to 100 pp+m of the l1la group element is applied uniformly over the layer thickness direction.
It is preferably contained within the range of 1 to 50 ppm,
If this content is less than 0.5 ppm, sufficiently high photosensitivity cannot be obtained, while if it exceeds 100 ppm, the charging ability will decrease.

上記111a族元素にはn、^1.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。
The above group 111a elements include n, ^1. Although there are Ga+In and the like, B is particularly desirable because it has excellent covalent bonding properties and can sensitively change semiconductor characteristics, and also because it can provide excellent charging ability and photosensitivity.

このように第1の層領域(7a)にIIIa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。
When the IIIa group element is contained in the first layer region (7a) in this way, the doping distribution may be made non-uniform over the layer thickness direction, for example, as shown in FIGS. 10 to 15.
As shown in the figure.

各々の図に畜いて、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、7aは第1の層領域、7bは
第2の層領域を表し、そして、縦軸は■a族元素含有量
を表す。
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 7a 7b represents the first layer region, 7b represents the second layer region, and the vertical axis represents the a-group element content.

尚、IIIa族元素含有量を層厚方向に亘って変化させ
た場合、その含有量は第1の層領域(7a)全体当たり
の平均値である。
In addition, when the Group IIIa element content is changed over the layer thickness direction, the content is an average value for the entire first layer region (7a).

このようにa−SiC層(7)に第1の層領域(7a)
を形成したことによって短波長側の光感度を高めること
ができたが、更に第2の層領域(7b)を形成したこと
によって帯電能を顕著に高めることができた。即ち、コ
ロナ帯電により感光体表面には電荷が蓄積され、一方、
感光体内部にはキャリアが誘起され、両者が中和された
場合に表面電位が低下するが、これに対して、第2の層
領域(7b)は上記の中和を阻止する働きがあり、その
結果、帯電能を高めることができる。
In this way, the first layer region (7a) is formed on the a-SiC layer (7).
By forming the second layer region (7b), it was possible to increase the photosensitivity on the short wavelength side, and by further forming the second layer region (7b), it was possible to significantly increase the charging ability. That is, charges are accumulated on the surface of the photoreceptor due to corona charging, and on the other hand,
Carriers are induced inside the photoreceptor, and when both are neutralized, the surface potential decreases, but on the other hand, the second layer region (7b) has the function of preventing the above neutralization, As a result, charging ability can be increased.

上記第2の層領域(7b)の厚みは0.02〜2μ個、
好適には0.05〜1μmの範囲内に設定すればよ(,
0,02μ糟未満の場合には帯電能を大きくすることが
できず、一方、2μ論を超えた場合には、この層領域(
7b)でもって短波長光が吸収され、第1の層領域(7
a)へ至る短波長光が少な(なり、この層領域(7a)
で光感度を高めることがむずかしくなる。
The thickness of the second layer region (7b) is 0.02 to 2μ,
Preferably, it should be set within the range of 0.05 to 1 μm (,
If it is less than 0.02μ, the charging ability cannot be increased, while if it exceeds 2μ, this layer region (
7b), short wavelength light is absorbed by the first layer region (7b).
There is less short wavelength light reaching a) (this layer region (7a)
This makes it difficult to increase photosensitivity.

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I
+元素やハロゲン元素から成り、入射光のうら主に長波
長側の光が吸収される。
Further, the a-Si layer (6) is made of amorphous Si.
element and I for terminating its dangling bond
It is composed of + elements and halogen elements, and mainly absorbs light on the longer wavelength side of the incident light.

このa−Si層(6)の厚みは5〜100μ輸、好適に
は10〜50μm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有利である。
The thickness of this a-Si layer (6) is desirably set in the range of 5 to 100 μm, preferably 10 to 50 μm. Within this range, high charging ability can be obtained and long wavelength This is advantageous in that light is effectively absorbed.

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、
好適には500ppm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。
Further, although the a-Si layer (6) is a layer that does not substantially contain carbon element, it may contain a very small amount of carbon. In that case, this carbon is 1000 ppm or less,
Preferably, within the range of 500 ppm or less, the photosensitivity to long wavelength light does not decrease significantly.

更に、a−Si層(6)にはIIIa族元素を0.01
〜10ppm 、好適には0.1〜5pp+w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、残留電位を低減化できるという点で
有利である。尚、このIIIa族元素のドーピング分布
は層厚方向に亘って均−又は不均一のいずれでもよく、
不均一にF′−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。
Furthermore, 0.01 of Group IIIa elements are added to the a-Si layer (6).
The content may be in the range of 10 ppm to 10 ppm, preferably 0.1 to 5 pp+w, and within this range, it is advantageous in that high charging ability can be obtained and residual potential can be reduced. Note that the doping distribution of the Group IIIa element may be uniform or non-uniform over the layer thickness direction,
In the case of non-uniform F'-ping, the content is that layer (6)
This is the overall average value.

そして、このようにa−Si層(6)に含有させるII
Ia族元素にはB、^1.Ga、In等がある。
Then, II contained in the a-Si layer (6) in this way
Group Ia elements include B, ^1. There are Ga, In, etc.

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−5i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
、その上、高い帯電能が得られる。
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 moreover, light on the long wavelength side is absorbed mainly in the a-SiC layer. The light of ability is obtained.

本発明の電子写真感光体は上記のような二層構造を不可
欠としているが、それ以外にキャリア注入阻止層や表面
保iiMを形成してもよい。
Although the electrophotographic photoreceptor of the present invention essentially has the above-mentioned two-layer structure, a carrier injection blocking layer and a surface preservation iiM may be formed in addition to the two-layer structure.

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。
For example, Figure 2 depicts a typical layer structure, with a substrate (5
) and the a-Si layer (6), there is a carrier injection blocking layer (8) between the
and a surface protective layer (9) on the a-SiC layer (7).
) is formed.

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N(8
)及びN(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。
Regarding the carrier injection blocking layer (8), the substrate (5)
The surface protective layer (9) protects the a-SiC layer (7) and improves moisture resistance.
) and N(9) can both reduce the dark conductivity of the photoreceptor and increase the charging ability.

この表面保glJiW(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
の有機材料、SiC、SiO、Ah03、SiNなどの
無機材料を用いることができる。
Various materials can be used for this surface retention glJiW (9) as long as they themselves have high insulation properties, high corrosion resistance, and high hardness. For example, organic materials such as polyimide resin, and inorganic materials such as SiC, SiO, Ah03, and SiN can be used.

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。
Moreover, the same material as the above-mentioned material for the surface protection layer can be used for the carrier injection blocking layer (8).

次に本発明に係る電子写真感光体の製法を述べる。Next, a method for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to the present invention will be described.

a−5i層又はa−SiC層を形成するにはグロー放電
分解法、イオンブレーティング法、反応性スパッタリン
グ法、真空蒸着法、CVO法等の薄膜形成力スを、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St+14.51zHh
% 5iJa 、5IF4.5iC1a 、Si!Ic
I:+等々があり、また、C元素含有ガスにはCH4、
C11la、Ct II 、、CJa等々があり、就中
、C,U、は高速成膜性が得られるという点で望ましい
To form the a-5i layer or the a-SiC layer, a thin film forming method such as a glow discharge decomposition method, an ion blating method, a reactive sputtering method, a vacuum evaporation method, a CVO method, etc., or a gas containing the C element and the like are used. The gases are combined and decomposed by glow discharge. This Si element-containing gas contains St+14.51zHh.
%5iJa, 5IF4.5iC1a, Si! Ic
I:+, etc., and C element-containing gases include CH4,
There are C11la, Ct II, CJa, etc., and C and U are particularly desirable in that they can provide high-speed film formation.

本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放電分解
装置を第16図により説明する。
A capacitively coupled glow discharge decomposition device used in an embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

図中、第11第2、第3、第4、第5、第6タンク(1
0) (11) (12) (13) (14) (1
5)には、それぞれStI+、、CzHt、BzHi、
(lhガス希釈テ0.2%含有) 、B、II。
In the figure, the 11th, second, third, fourth, fifth, and sixth tanks (1
0) (11) (12) (13) (14) (1
5) include StI+, , CzHt, BzHi, respectively.
(Contains 0.2% lh gas dilution), B, II.

(11□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6til整弁(16) (17) 
(1B) (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) (1
4)からのガスは第1主管(28)へ、第6タンク(1
5)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1〜50MH2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(3
4)が試料保持台(35)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膜形成膜に高度の真空状B(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。
(Contains 38 ppm when diluted with 11□ gas), H2, and NO gas are sealed, and H2 is also used as a carrier gas. These gases are controlled by the corresponding first, second, third, fourth, fifth, and sixth til valves (16) (17)
(1B) (19) (20) It is released by opening (21), and its flow rate is controlled by the mass flow controller (
22) (23) (24) (25) (26) (
27), the first, second, third, fourth, fifth
Tank (10) (11) (12) (13) (1
4) to the first main pipe (28) and the sixth tank (1
NO gas from 5) is sent to the second main pipe (29). Note that (30) and (31) are stop valves. 1st supervisor (28
) and the second main pipe (29), the gas flows through the reaction pipe (
32), but a capacitively coupled discharge electrode (33) is installed inside this reaction tube (32).
Appropriately, the high frequency power applied thereto is 50 W to 3 KW, and the frequency is 1 to 50 MH2. Reaction tube (32
) contains a cylindrical film-forming substrate (3) made of aluminum.
4) is placed on a sample holder (35), this holder (35) is rotated by a motor (36), and the substrate (34) is heated appropriately. Approximately 200 to 400°C depending on the means, preferably approximately 200 to 400°C
It is heated uniformly to a temperature of 350°C. Furthermore, a reaction tube (32
) is connected to a rotary pump (37) and a diffusion pump (38) by requiring a high degree of vacuum B (discharge voltage 0.1 to 2.0 Torr) for the a-SiC film formation film.

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SiHいC,H,、II、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、5in4、CJz
、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。
In the glow discharge decomposition device configured as above,
For example, when forming an a-SiC film on the substrate (34), open the first, second, and fifth regulating valves (16, 17, and 20) to supply SiH C, H, II, and gas respectively. The amount of release is determined by the mass flow controller (22)
(23) Controlled by (26), 5in4, CJz
, H2 is passed through the first main pipe (28) to the reaction tube (
32).

そして、反応管(32)の内部が0.1〜2.Torr
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50
W〜3KW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−3iC膜が基板上に高速
で形成される。
The inside of the reaction tube (32) is 0.1 to 2. Torr
The vacuum state is approximately 200°C, the substrate temperature is 200 to 400°C, and the high frequency power applied to the capacitively coupled discharge electrode (33) is 50°C.
Coupled with the setting of W to 3 KW, glow discharge occurs, gas decomposes, and an a-3iC film is formed on the substrate at high speed.

(実施例) 次に本発明の詳細な説明する。(Example) Next, the present invention will be explained in detail.

(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
−3i層(6)、第1の層領域(7a)及び第2の層領
域(7b)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。
(Example 1) Using the glow discharge decomposition apparatus shown in Fig. 16, photoconductive a
The -3i layer (6), the first layer region (7a), and the second layer region (7b) were sequentially laminated to produce a photoreceptor drum as shown in FIG.

(以下、余白) 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、3μ−/cI+12の単色光を照射し、
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。
(Hereinafter, blank space) The thus obtained photoreceptor drum was irradiated with monochromatic light of 0.3μ-/cI+12 separated by a visible light spectrometer,
When the spectral sensitivity was measured by determining the half-life time of the surface potential, the results shown in FIG. 17 were obtained.

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、O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。
In the figure, the horizontal axis is the wavelength, the vertical axis is the photosensitivity, the O mark is a plot of the measurement results, and a is the characteristic curve.

また第17図には上記感光体ドラムより第2の層領域が
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。
Further, FIG. 17 shows a photoconductor drum as a comparative example in which the second layer region is removed from the photoconductor drum described above, and when its spectral sensitivity was measured, the plot of the measurement results indicated by the mark . b is its characteristic curve.

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。
As is clear from the results, it can be seen that the photosensitive drum of the present invention has significantly increased photosensitivity on the short wavelength side.

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、”11−X CつのX値で0
゜12であり、また、そのB含有量を二次イオンWff
i分析計により求めたところ、6ppmであった。
In addition, the amount of carbon in the photoconductive a-SiC layer was determined by ESCA.
As determined by analysis, “11-X C” is 0.
12, and its B content is expressed as secondary ion Wff
The content was determined to be 6 ppm using an i-analyzer.

(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)、九琢
電性a−Si層(6)、光導電性a−SiCN())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。
(Example 2) In this example, a carrier injection blocking layer (8), a photoconductive a-Si layer (6), a photoconductive a- A photoreceptor drum as shown in FIG. 2 was manufactured by sequentially laminating SiCN () and a surface protective layer (9).

(以下、余白) か(して得られた感光体ドラムをPPCに搭載し、そし
て、赤色カントフィルタを用いないでハロゲンランプを
投光源とし、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
度並びに残留電位を測定したところ、下記に示す通りの
結果が得られた。
(Hereinafter, blank space) The photoreceptor drum obtained in this way was mounted on a PPC, and a halogen lamp was used as a light source without using a red cant filter, and a voltage of +5.6 KV was applied with a corona charger. When the surface potential, photosensitivity, and residual potential were measured using positive charging, the results shown below were obtained.

表面電位・・・・・・・+513V 光感度(記録露光1i)  ・・0.57 lux  
−5ec残留電位(露光開始5秒後の値)・・25Vま
た、この感光体ドラムを高速PPCに搭載し、70枚ノ
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。
Surface potential...+513V Light sensitivity (recording exposure 1i)...0.57 lux
-5ec residual potential (value 5 seconds after the start of exposure): 25V In addition, when this photoreceptor drum was mounted on a high-speed PPC and an image output test was performed at a speed equivalent to 70 sheets, black and red areas were It was possible to obtain faithful reproducibility of images, and also to obtain clear images with high density and no fog.

(例3) 次に本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラ
ムより第2の層領域を除き、他の層は(例2)に示す通
りによって成膜された感光体ドラムについて、電子写真
特性を測定したところ、下記の通りの結果になった。
(Example 3) Next, in this example, the photoreceptor drum obtained in (Example 2) except for the second layer region, and the other layers were formed as shown in (Example 2). When the electrophotographic characteristics of the drum were measured, the results were as follows.

表面電位・・・・・・・+390v 光感度(記録露光り  ・・0.54 lux  −5
ec残留電位(露光開始5秒後の値)・・20Vこの結
果より明らかな通り、残留電位が若干減少し、光感度も
若干高(なっているが、その反面、表面電位が顕著に小
さくなっている。
Surface potential...+390v Light sensitivity (recording exposure...0.54 lux -5
EC residual potential (value 5 seconds after the start of exposure): 20V As is clear from these results, the residual potential has decreased slightly and the photosensitivity has also increased slightly (but on the other hand, the surface potential has become noticeably smaller). ing.

(例4) 本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラムよ
り第1の層領域と第2の層領域の積層順序を逆にし、即
ち、a−S4層上に第2の層領域及び第1の層領域を順
次積層し、他の層は(例2)に示す通りによって成膜さ
れた感光体ドラムについて、電子写真特性を測定したと
ころ、下記の通りの結果になった。
(Example 4) In this example, the stacking order of the first layer area and the second layer area is reversed from the photoreceptor drum obtained in (Example 2), that is, the second layer is placed on the a-S4 layer. When the electrophotographic properties of a photoreceptor drum in which the layer region and the first layer region were laminated in sequence, and the other layers were formed as shown in (Example 2), the following results were obtained. Ta.

表面電位・・・・・・・+373v 光感度(記録露光量)  ・・0.55 lux  −
5ec残留電位(露光開始5秒後の値)・・22Vこの
結果より明らかな通り、この感光ドラムも表面電位の低
下が著しい。
Surface potential...+373v Light sensitivity (recording exposure amount)...0.55 lux -
5ec residual potential (value 5 seconds after the start of exposure): 22V As is clear from these results, the surface potential of this photosensitive drum also decreased significantly.

(例5) 次に本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラ
ムより光導電性a−SiC層並びに第2の181域のそ
れぞれの厚みを幾通りにも変え、これによって感光体ド
ラムA−1を製作し、各々の感光体ドラムの電子写真特
性を測定したところ、第3表に示す通りの結果が得られ
た。
(Example 5) Next, in this example, the thickness of each of the photoconductive a-SiC layer and the second 181 area was changed in several ways from the photoreceptor drum obtained in (Example 2). When photoreceptor drum A-1 was manufactured and the electrophotographic characteristics of each photoreceptor drum were measured, the results shown in Table 3 were obtained.

(以下、余白) 第3表 mmの感光体ドラムは本発明の範囲外のものである第3
表より明らかな通り、本発明の感光体ドラムB−Gは表
面電位が高く、残留電位が小さく、しかも、優れた光感
度が得られたことが判る。
(Hereinafter, blank space) The photosensitive drum of mm in Table 3 is the third drum which is outside the scope of the present invention.
As is clear from the table, it can be seen that the photosensitive drums B-G of the present invention had a high surface potential, a small residual potential, and excellent photosensitivity.

然るに感光体ドラムAは光感度と表面電位に劣っており
、感光体ドラムBは表面電位に劣っており、また、感光
体ドラムH1Iは残留電位が大きくなっている。
However, photoreceptor drum A is inferior in photosensitivity and surface potential, photoreceptor drum B is inferior in surface potential, and photoreceptor drum H1I has a large residual potential.

(例6) 本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラムよ
り光導電性a−3iC層のカーボン量並びに第1の層領
域のB含有量をそれぞれ幾通りにも変え、これによって
感光体ドラムJ−Qを製作し、各々の感光体ドラムの電
子写真特性を測定したところ、第4表に示す通りの結果
が得られた。
(Example 6) In this example, the amount of carbon in the photoconductive a-3iC layer and the B content in the first layer region were varied in several ways from the photoreceptor drum obtained in (Example 2). Photoreceptor drums J-Q were manufactured in this manner, and the electrophotographic characteristics of each photoreceptor drum were measured, and the results shown in Table 4 were obtained.

(以下、余白) 第4表 本印の感光体ドラムは本発明の範囲外のものである第4
表より明らかな通り、本発明の感光体ドラムL〜0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。
(Hereinafter, blank space) The photosensitive drums marked with the main mark in Table 4 are those outside the scope of the present invention.
As is clear from the table, it can be seen that the photosensitive drums L to 0 of the present invention have a high surface potential, a small residual potential, and excellent photosensitivity.

然るに感光体ドラムJ、には光感度に劣っており、感光
体ドラムP、Qは表面電位が小さく、残留電位が大きく
、しかも、光感度に劣っている。
However, the photosensitive drum J has poor photosensitivity, and the photosensitive drums P and Q have a small surface potential, a large residual potential, and are also poor in photosensitivity.

また、本発明者等は上記感光体ドラムB−G及びL−0
をそれぞれ高速PPCに搭載し、70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ることをV&認した。
In addition, the present inventors have discovered that the photoreceptor drums B-G and L-0 are
We installed each on a high-speed PPC and performed an image output test at a speed of 70 images per minute, and it was found that faithful reproducibility of black and red areas was obtained, as well as clear images with high density and no fog. V& has confirmed that this can be obtained.

(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−St層と光導電性a−SiC層を積層し、そのa
−5iC層の原子比率及び厚み並びにnIa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、
その上、帯電能を高め、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。
(Effects of the Invention) As described above, according to the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a photoconductive a-St layer and a photoconductive a-SiC layer are laminated, and the a-
The atomic ratio and thickness of the -5iC layer and the nIa group element content are each set within predetermined ranges, thereby increasing the photosensitivity on both the long wavelength side and the short wavelength side,
Furthermore, an electrophotographic photoreceptor for PPC is provided which has enhanced charging ability and, as a result, can obtain excellent photosensitivity without using an infrared wavelength light cut filter.

また本発明の電子写真感光体によれば、高い帯電能が得
られ、これにより、高い画像濃度が得られ、しかも、複
写機現像系の設計自由度を高めて使い易くなった。
Further, according to the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a high charging ability can be obtained, thereby a high image density can be obtained, and the degree of freedom in designing the developing system of a copying machine has been increased, making it easier to use.

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

第1図は本発明電子写真感光体の基本的層構造を示す断
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1
0図、第11図、第12図、第13図、第14図及び第
15図は周期律表第IIIa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1
7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 7a  ・・・第1の層領域 7b  ・・・第2の層領域 特許出願人(663)京セラ株式会社 代表者 安城欽寿 同  河村孝夫 代理人(8898)1)原 勝 彦 第4−      即ON 第6図     第7図 第8図      笥9図 第10図       第11図 第壮図       第13図 第14図       第15図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the typical layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention, and FIG. 3 is a conventional electrophotographic photoreceptor. 4, 5, 6, 7, 8 and 9 are diagrams showing the carbon doping distribution.
Figure 0, Figure 11, Figure 12, Figure 13, Figure 14 and Figure 15 are diagrams showing the doping distribution of group IIIa elements of the periodic table, Figure 16 is a schematic diagram of the glow discharge decomposition device, 1
7 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 7a...First layer region 7b...Second layer region Patent applicant (663) Kyocera Corporation Representative Kin Judo Anjo Representative Takao Kawamura (8898) 1) Hara Katsuhiko No. 4 - Immediate ON Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 導電性基板上に、少なくとも、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
層が順次形成された電子写真感光体であって、前記アモ
ルファスシリコンカーバイド層のシリコン元素とカーボ
ン元素の原子比率がSi_(_1_−_x_)C_x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、更に該アモ
ルファスシリコンカーバイド層が0.5〜100ppm
の周期律表第IIIa族元素を含有する第1の層領域並び
に周期律表第IIIa族を含有しない第2の層領域が順次
積層されて成り且つ第2の層領域の厚みが0.02〜2
μm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。
An electrophotographic photoreceptor in which at least a photoconductive amorphous silicon layer and a photoconductive amorphous silicon carbide layer are sequentially formed on a conductive substrate, the atomic ratio of silicon element and carbon element in the amorphous silicon carbide layer being The x value of Si_(_1_-_x_)C_x is within the range of 0.01≦x≦0.5, and the thickness thereof is set within the range of 0.05 to 5 μm, and the amorphous silicon carbide layer is set to be 0.01 to 5 μm. 5-100ppm
A first layer region containing a group IIIa element of the periodic table and a second layer region not containing a group IIIa element of the periodic table are sequentially laminated, and the thickness of the second layer region is 0.02 to 0.02. 2
An electrophotographic photoreceptor characterized in that the photoreceptor is set within the range of μm.
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