JPH01173050A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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JPH01173050A
JPH01173050A JP33357187A JP33357187A JPH01173050A JP H01173050 A JPH01173050 A JP H01173050A JP 33357187 A JP33357187 A JP 33357187A JP 33357187 A JP33357187 A JP 33357187A JP H01173050 A JPH01173050 A JP H01173050A
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JP
Japan
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layer
photoconductive
wavelength side
content
photosensitivity
Prior art date
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Pending
Application number
JP33357187A
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
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Publication date
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Priority to US07/288,949 priority patent/US4977050A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance the photosensitive 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, and decreasing the content of said element from a substrate to the surface of a photosensitive body in the layer thickness direction. CONSTITUTION:The photoconductive a-Si layer 6 and the photoconductive a-SiC layer 7 are successively laminated on the conductive substrate 5. The a-SiC layer 7 is so formed that the atomic ratio of the Si element and C element is within a 0.01<=x<=0.5 range in x value of Si(1-x)Cx. The thickness of the layer 7 is set in a 0.05-5mum range to absorb the short wavelength side of the incident light in the layer 7. The light on the long wavelength side past the layer 7 is absorbed by the layer 6 so that the photosensitivity on both the short wavelength side and long wavelength side is enhanced. Further, the layer region contg. 0.5-100ppm group IIIa element of the periodic table is formed on the layer 7 and the content thereof is gradually decreased from the substrate toward the photosensitive body, by which the electrostatic chargeability is greatly enhanced.

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、これにょって普通紙複写機
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−5i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-5i), a laminated type photoreceptor as shown in FIG. 3 has been proposed.

即し、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−3i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。
According to FIG. 3, a carrier injection blocking layer (2), an a-3i carrier generation layer (3), and a surface protection layer (4) are sequentially laminated on a conductive substrate (1) such as aluminum. The carrier injection blocking layer (2) is formed to block the injection of carriers from the substrate (1) and to lower the residual potential, and the surface protective layer (4) is made of a highly hard material. The durability of the photoreceptor is increased by using materials.

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、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 an a-Si photoreceptor,
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−5iF!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1in次形成した電子写真感光体で
あって、前記a−5iC層のシリコン(Si)元素とカ
ーボン(C)元素の原子比率がSl+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−
3iC層が0.5〜1100ppの周期律表第IIIa
族元素を含有する層領域を有し且つ該第IIIa族元素
の含有量が前記基板より感光体表面へ向かって層厚方向
に亘り漸次減少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。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, at least a photoconductive a-5iF! and a photoconductive amorphous silicon carbide layer (hereinafter amorphous silicon carbide is referred to as a).
An electrophotographic photoreceptor in which the atomic ratio of silicon (Si) element and carbon (C) element in the a-5iC layer is 0. The a-
Periodic table IIIa with 3iC layer from 0.5 to 1100 pp
Provided is an electrophotographic photoreceptor, comprising a layer region containing a Group IIIa element, and the content of the Group IIIa element gradually decreases in the layer thickness direction from the substrate toward the surface of the photoreceptor. be done.

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−Si層
(6)及び光導電性a−SiC層のが順次積層され、し
かも、a−SiC層のが上記の通りの層領域を有してい
る。
The basic layer structure of the electrophotographic photoreceptor of the present invention is as shown in FIG. The a-SiC layers are sequentially laminated and have the layer regions as described above.

このような層構成において、本発明者等はa−3iC層
のに所定量のIIIa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 structure, the present inventors have found that when the a-3iC layer contains a predetermined amount of Group IIIa elements, the photosensitivity on the short wavelength side is significantly increased, and based on this knowledge, Based on this, the present invention has been completed.

即ち、第1図に示す層構成によれば、その層のの厚みを
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−3iC層ので吸収され、しかも、そのa−SiC層
のを透過した光、即ち、長波長側の光がa−5i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, when the thickness of the layer is set within a predetermined range, the short wavelength side of the incident light is absorbed by the a-3iC layer, and moreover, the short wavelength side of the incident light is absorbed by the a-3iC layer. The light that has passed through the a-5i 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−SiC層のに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−SiC
層のにIIIa族元素を含有する層領域を形成し且つそ
の含有量を基板より感光体へ向かって層厚方向に亘り漸
次減少させ、これによって帯電能を顕著に高めることが
できたことも特徴である。
Furthermore, it was found that when the a-SiC layer contained Group IIIa elements in this way, the photosensitivity on the short wavelength side was increased, but on the other hand, the charging ability tended to decrease. Therefore,
In the present invention, in order to solve this problem, a-SiC
Another feature is that a layer region containing Group IIIa elements is formed in the layer, and the content is gradually decreased in the layer thickness direction from the substrate to the photoreceptor, thereby significantly increasing the charging ability. It is.

先ず、a−3iC層のによれば、アモルファス化したS
i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
りにも変えて光感電性萎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、5in−+o C
xOX値が0.01;x≦Oo5、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, amorphous S
Photoconductivity is produced by forming i element and C element as essential constituent elements and containing hydrogen (H) element or halogen element within a required range to terminate the dangling bond. The inventors conducted experiments to confirm photosensitive atrophy by varying the carbon content ratio, and found that
Atomic ratio of Si element and C element, i.e. 5in-+o C
xOX value is 0.01; x≦Oo5, preferably 0.05≦
When it is set within the range of X≦0.3, the dark conductivity becomes small and the photosensitivity on the short wavelength side can be increased.

また、H元素やハロゲン元素などのダングリングボンド
終端用元素への含有量は(St (1−X) CX〕1
□ 〔^〕、で表した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!1元素が用いられる。
In addition, the content of elements for dangling bond termination such as H element and halogen element is (St (1-X) CX) 1
□ [^], the y value expressed as 0.05≦y≦0.5, preferably 0.05≦y≦0.4, optimally 0.1≦y≦0
.. It is recommended to set the element A to be within the range of 3. Generally, this element A has the advantage that it is easily incorporated into the terminal part of the dangling bond and the localized level density in the band gap is reduced. ! One element is used.

このようなa−5iC層のの厚みは0.05〜5 uv
b、好適には0.1〜3μlの範囲内に設定するとよく
、この厚みが0.05μ輪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、5μ
mを超える場合には残留電位が大きくなる。
The thickness of such a-5iC layer is 0.05~5 uv
b. It is preferably set within the range of 0.1 to 3 μl; if this thickness is less than 0.05 μl, absorption of short wavelength light becomes insufficient and photosensitivity cannot be increased; 5μ
If it exceeds m, 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値が
0.O1≦×≦0.5の範囲内で層のの厚みが決められ
、このようにして決められた厚みも0゜05〜5μ請、
好適には0.1〜3μ蒙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 value is 0. The thickness of the layer is determined within the range of O1≦×≦0.5, and the thickness determined in this way also ranges from 0°05 to 5 μm.
It is necessary to set it preferably within the range of 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−SiCF!のの層厚方向
を示し、aはa−St  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 is a-SiCF! indicates the layer thickness direction, a is the interface with the a-St layer (6), and b
is the interface on the opposite side, and the vertical axis represents the carbon content.

そして、a−SiC層のには第IIIa族元素をその層
厚方向に亘って漸次減少させるように形成し、しかも、
その含有量をa−3iC層の全体当たり0゜5〜110
0pp、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0.5ppH未満の場合には十分
に大きな光感度が得られず、一方、1100ppを超え
る場合には帯電能が低下する。
The a-SiC layer is formed with a Group IIIa element gradually decreasing in the layer thickness direction, and
Its content is 0°5 to 110 per whole a-3iC layer.
The content is preferably 0ppm, preferably within the range of 1 to 50ppm.If the content is less than 0.5pph, sufficiently high photosensitivity cannot be obtained, while if it exceeds 1100pph, the charging ability is reduced. descend.

このようなドーピング分布に設定した場合、IIIa族
元素最大含有量を200pp−以下、好適には1100
pp以下に設定するのが望ましく、この範囲内に設定し
た場合には高い帯電能が得られるという点でよい。
When such a doping distribution is set, the maximum content of Group IIIa elements is 200 pp- or less, preferably 1100 pp- or less.
It is desirable to set it to less than pp, and if it is set within this range, it is good in that a high charging ability can be obtained.

上記Iua族元素にはB、A1.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 Iua group elements include B, A1. There are Ga, In, etc., and 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a−3iC層のにIIIa族元素を含有させ
るに当たり、そのドーピング分布には例えば第10図〜
第17図に示す通りがある。
In this way, when including IIIa group elements in the a-3iC layer, the doping distribution is as shown in Figs.
There is a street shown in Fig. 17.

各々の図において、横軸はa−SiCWJのの層厚方向
を示し、aはa−5i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IIIa族元素
含有量を表す。
In each figure, the horizontal axis indicates the layer thickness direction of the a-SiCWJ, a is the interface with the a-5i layer (6), b is the interface on the opposite side, and the vertical axis is the layer thickness direction of the IIIa Represents the group element content.

また、前記a−Si層(6)はアモルファス化したSt
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。
Further, the a-Si layer (6) is made of amorphous St.
element and H to terminate its dangling bond
It is made of elements and halogen elements, and absorbs light on the longer wavelength side of the incident light.

このa−Si層(6)の厚みは5〜100μm、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 within the range of 5 to 100 μm, preferably 10 to 50 μm. Within this range, high charging ability can be obtained, and long wavelength light is advantageous in that it 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1000pPffl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。
Furthermore, although the a-Si layer (6) is a layer that does not substantially contain carbon elements, it may contain a very small amount of carbon. Within this range, the photosensitivity to long wavelength light does not decrease significantly.

、 更にa−Si層(6)にはIIIa族元素を0.O
1〜10ppm、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
均一にドーピングする場合の含有量はそのN(6)の全
体当たりの平均値である。
Furthermore, the a-Si layer (6) contains 0. O
It may be contained in a range of 1 to 10 ppm, preferably 0.1 to 5 ppm, 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 IIIa group element may be uniform or non-uniform over the layer thickness direction, and in the case of non-uniform doping, the content is the average value of the entire N(6).

そして、このようにa−3i層(6)に含有させるII
Ia族元素にはR9^1.Ga、In等がある。
Then, II contained in the a-3i layer (6) in this way
Group Ia elements include R9^1. 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−3iC層で吸収され、しかも
、長波長側の光が主にa−SiiJ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、色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-3iC layer, and moreover, light on the long wavelength side is absorbed mainly in the a-3iC layer. light is now mainly absorbed by a-SiiJ, which eliminates the need for a filter to cut off infrared wavelength light, significantly increases the photosensitivity of the color light body itself, and also increases charging 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
保護層を形成してもよい。
Although the electrophotographic photoreceptor of the present invention essentially has the above-mentioned two-layer structure, a carrier injection blocking layer and a surface protection layer 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−5iCWAのの上に表面保護層(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 top of a-5iCWA.
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−5iCImのを保護して耐湿性
などを向上させるものであり、しかも、両者の層(8)
及びfi (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-5iCIm and improves moisture resistance, etc.
and fi (9) can both reduce the dark conductivity of the photoreceptor and increase the charging ability.

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の有機
材料、SiCs SiOsへ1.03、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 protective layer (9) as long as they themselves have high insulating properties, high corrosion resistance, and high hardness. For example, organic materials such as polyimide resin, and inorganic materials such as SiCs, SiOs, 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−Si層又はa−3iCN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法等の薄膜形成方法がある。
To form the a-Si layer or a-3iCN, there are thin film forming methods such as a glow discharge decomposition method, an ion blating method, a reactive sputtering method, a vacuum evaporation method, and a CVO method.

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SiH4,5iJ
6.5iJs 、SiF4.5IC14% 5tl(C
1:+等々があり、また、C元素含有ガスにはC)+4
 、CzHa、CzHz、C,11,等々があり、就中
、C,H2は高速成膜性が得られるという点で望ましい
When using the glow discharge decomposition method, a Si element-containing gas or a combination of the Si element-containing gas and a C element-containing gas are used to perform glow discharge decomposition. This Si element-containing gas contains SiH4,5iJ
6.5iJs, SiF4.5IC14% 5tl(C
1:+ etc., and gas containing C element has C)+4
, CzHa, CzHz, C, 11, etc. Among them, C and H2 are preferable because 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18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1、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SiN4、C2H2、Bz)1.(
Hzガス希釈で0.2χ含有) 、Bdlh(1(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) (1
9)(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50−〜3に−が、また周波数は1〜5
0MHz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
(35)の上にil!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。
In the figure, the first, second, third, fourth, fifth, and sixth tanks (1
0) (11) (12) (13) (14) (1
5) includes SiN4, C2H2, Bz)1. (
Hz gas dilution contains 0.2χ), Bdlh (1 (2 gas dilution contains 38 ppm), H2, and NO gases are sealed, and H2 is also used as a carrier gas. , second, third, fourth,
Fifth and sixth regulating valves (16) (17) (18) (1
9) (20) (21) are released, and the flow rate is controlled by the mass flow controller (22) (23
) (24) (25) (26) (27), and the first, second, third, fourth, and fifth tanks (10)
(11) (12) (13) Gas from (14) goes to the first main pipe (28), NO from the sixth tank (15)
Gas is sent to the second main pipe (29). Furthermore, (30) (
31) is a stop valve. Gas flowing through the first main pipe (28) and the second main pipe (29) is sent into the reaction tube (32), and a capacitively coupled discharge electrode (33) is installed inside this reaction tube (32). The high frequency power applied to it is 50 to 3, and the frequency is 1 to 5.
0MHz is appropriate. Inside the reaction tube (32), a cylindrical film-forming substrate (34) made of aluminum is placed on a sample holder (35). This holding stand (35)
is adapted to be rotationally driven by a motor (36), and the substrate (34) is uniformly heated to a temperature of about 200 to 400°C, preferably about 200 to 350°C, by a suitable heating means. . Furthermore, the inside of the reaction tube (32) is a-
A high degree of vacuum condition (discharge voltage 0.1 to 2.
Rotary pump (37
) and a diffusion pump (38).

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[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5illいCzHz、11□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、S i If 
4、C,t+2、UZ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 a-SiC on the substrate (34), open the first, second, and fifth regulating valves (16), (17), and (20) to release 11□ gas at 5ill CzHz, respectively. The amount of release is determined by the mass flow controller (22)
(23) Controlled by (26), S i If
The mixed gas of 4, C, t+2, and UZ is flowed into the reaction tube (32) via the first main pipe (28).

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18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
−SilJ(6)及び光導電性a−5iC層のを順次積
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. 18, photoconductive a
-SilJ (6) and a photoconductive a-5iC layer 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−/cIl12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19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-/cIl12, which was 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. 19 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、○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 circles are the plots of the measurement results, and a is the characteristic curve.

また第19図には上記感光体ドラムより光導電性a−S
iC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
Further, FIG. 19 shows a photoconductive a-S from the photoreceptor drum.
A photosensitive drum from which the iC layer has been removed is shown as a comparative example, and when its spectral sensitivity was measured, a plot of the measurement results indicated by * was obtained, and 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−3iC層のカーボン量をESCA
分析により求めたところ、St+□CやのX値で0゜1
2であり、また、そのB最大含有量を二次イオン質量分
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-3iC layer was determined by ESCA.
As determined by analysis, the X value of St+□C is 0°1
2, and its maximum B content was determined to be 6 ppm using a secondary ion mass spectrometer.

(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−3L層(6)、光導電性B−5iC層の及び表
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-3L layer (6), a photoconductive B-5iC A photoreceptor drum as shown in FIG. 2 was manufactured by sequentially laminating layers and a surface protective layer (9).

(以下、余白) 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 photosensitive drum thus obtained 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 to positively charge it. When the surface potential, photosensitivity, and residual potential were measured using this method, the results shown below were obtained.

表面電位・・・・・・・+495v 光感度(記録露光It)  ・・0.56 lux  
−5ec残留電位(n光開始5秒後の値)・・22Vま
た、この感光体ドラムを高速PPCに搭載し、70枚7
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...+495v Light sensitivity (recording exposure It)...0.56 lux
-5ec residual potential (value 5 seconds after the start of n light): 22V In addition, this photoreceptor drum was mounted on a high-speed PPC, and 70 sheets 7
When an image output test was carried out at a speed of 1 minute, faithful reproducibility of black and red areas was obtained, and clear images with high density and no fog were obtained.

(例3) 次に本例においては、(例2)にて得られた感光体ドラ
ムのうち光導電性a−5iC層のに含有させるB量を、
その層厚方向に亘って均一に含有させると共にその含有
量を6ppmに設定し、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 3) Next, in this example, the amount of B contained in the photoconductive a-5iC layer of the photosensitive drum obtained in (Example 2) was
Electrophotographic properties were measured on a photoreceptor drum in which the other layers were formed as shown in (Example 2), with the content being uniformly contained in the layer thickness direction and the content being set at 6 ppm. The result was as follows.

表面電位・・・・・・・+390V 光感度(記録露光量)・・0.541ux−3ec残留
電位1!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、光感度も若干高く
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 Photosensitivity (recording exposure amount)...0.541ux-3ec Residual potential 1! Value 5 seconds after the start of light): 20V As is clear from the results, the residual potential decreased slightly and the photosensitivity also increased slightly, but on the other hand, the surface potential decreased significantly.

(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B最大含有量を6ppmに設定しながら光導電性a−
SiC層の厚みを幾通りにも変え、これによって感光体
ドラムA−F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 4) In this example, photoconductive a-
Photoreceptor drums A to F were manufactured by changing the thickness of the SiC layer in a number of ways, and the electrophotographic characteristics of each photoreceptor drum were measured, and the results shown in Table 3 were obtained.

(以下、余白) 第3表 本部の感光体ドラムは本発明の範囲外のものである(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−3iC15のカーボン量並びに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G−N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。
(Hereinafter, blank space) The photoconductor drum in the main part of Table 3 is outside the scope of the present invention (Example 5) Next, in this example, the photoconductor drum obtained in (Example 2) has a higher photoconductivity. When the carbon content and B content of a-3iC15 were changed in several ways to produce photoreceptor drums G-N, and the electrophotographic characteristics of each photoreceptor drum were measured, the results were as shown in Table 4. The results were obtained.

尚、上記B含有量は(例2)と同じように漸次減少させ
ており、その量はa−3iC層の全体当たりの平均値で
ある。
Note that the above B content was gradually decreased in the same manner as in Example 2, and the amount is the average value for the entire a-3iC layer.

(以下、余白) 第4表 率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I−L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 photoreceptor drum marked with the 4th table rate is the 4th photoreceptor drum that is outside the scope of the present invention.
As is clear from the table, it can be seen that the photosensitive drum IL of the present invention has a high surface potential, a small residual potential, and excellent photosensitivity.

然るに感光体ドラムG、Hは光感度に劣っており、感光
体ドラムM、N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 drums G and H have poor photosensitivity, and the photosensitive drums M and N have a small surface potential, a large residual potential, and are also poor in photosensitivity.

また本発明者等は感光体1・゛ラムB−E及び■〜L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確認した。
In addition, the inventors mounted photoreceptors 1 and rams B-E and -L on a high-speed PPC and performed an image output test at a speed of 70 sheets/min. It was confirmed that a clear image with high density and no fogging could 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−Si層と光導電性a−SiC層を積層し、そのa
−SiC層の原子比率及び厚み並びにIIIa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-Si layer and a photoconductive a-SiC layer are laminated, and the a-
- By setting the atomic ratio and thickness of the SiC layer and the Group IIIa element content within predetermined ranges, it is possible to increase the photosensitivity on both the long wavelength side and the short wavelength side, and in addition, the charging ability Provided is an electrophotographic photoreceptor for PPC, which can increase the photoresistance 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、第1
5図、第16図及び第17図は周期律表第IIIa族元
素ドーピング分布を示す線図、第18図はグロー放電分
解装置の概略図、第19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1を性アモルファスシリコン層7・・・・
光’J 電性アモルファスシリコンカーバイド層 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
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, Figure 1
5, 16 and 17 are diagrams showing the doping distribution of group IIIa elements of the periodic table, FIG. 18 is a schematic diagram of a glow discharge decomposition device, and FIG. 19 is a diagram showing spectral sensitivity. 1.5...Conductive substrate 2.8...Carrier injection blocking layer 4.9...Surface protection layer 6...Amorphous silicon layer 7...
Hikari'J Electrical Amorphous Silicon Carbide Layer Patent Applicant (663) Kyocera Corporation Representative Kin Judo Anjo Takao Kawamura

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0.5〜100pp
mの周期律表第IIIa族元素を含有する層領域を有し且
つ第IIIa族元素の含有量が前記基板より感光体表面へ
向かって層厚方向に亘り漸次減少し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 Si_(_1_−_x_)C_x
The x value of the amorphous silicon carbide layer is set within the range of 0.01≦x≦0.5, and the thickness is set within the range of 0.05 to 5 μm, and the amorphous silicon carbide layer is 0.5 to 100 ppm.
m, and the content of the Group IIIa element gradually decreases in the layer thickness direction from the substrate toward the surface of the photoreceptor. Electrophotographic photoreceptor.
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