JPH01277245A

JPH01277245A - 電子写真感光体の製造方法

Info

Publication number: JPH01277245A
Application number: JP63107098A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hayakawa; 尚志早川; Shiro Narukawa; 成川　志郎; Kunio Ohashi; 邦夫大橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-07
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH087448B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、電子写真法を用いてなる画像形成装置に使用
される電子写真感光体に関する。

〈従来技術〉最近、電子写真法を用いて画像を形成するための画像形
成装置に使用される電子写真感光体として、導電性基体
上に形成される光導電層をアモルファスシリコン（ａ−
８ｉ’）から構成した感光体が提案されている。このａ
−８ｉ感光体は以下に示す利点によりその実用化が望ま
れるようになった０ ■　長寿命である。

■　人体に対して無害である。

■　感度が高い。

この様なａ−３ｉ感光体としては、特公昭６０−８５０
５９号公報に述べられている通りであり、光導電層のａ
−８ｉ層を形成するのに、プラズマＣＶＤ法、スパック
−法が用いられ、しかも水素の量としては１０〜４０ａ
ｔｏｍｉｃ％にすることが最適であると明記されている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉従来のａ−８ｉ感光体は、ａ−３ｉ層の膜中水素（Ｈ）
量は、上述の通ｖ１０〜４０ａｔｏｍｉｃ％とすること
が厳に規定されている。また、ｌＯ〜４０　ａｔｏｍｉ
ｃ％の水素を含有するａ−８ｔ膜において、赤外線吸収
スペクトルのＳｉＨ２結合に由来する２１００α　　付
近における吸収される吸収係数α（ＳｉＨ２）と、５ｉ
−Ｈ結合に由来する２００ＯｃｌＲ付近において吸収さ
れる吸収係数α（Ｓｉ−Ｈ）との比α（Ｓ　ｉ　−Ｈ２
）／α（Ｓｉ　　Ｈ２）とが約０．２乃至１．７とする
ことが、特開昭５７−１５８６５０号公報に開示されて
いる。このような、ａ−８ｉによる電子写真感光体にと
って充分な光感度を保持しようとすると、その比抵抗が
ｌＯ０個となってしまい、ボロンＣＢ）をドープしても
１０　Ωαと小さい。従って、既存のセレンやＯＰＣ感
光体に比べて、帯電保持能力に劣っていた。

あるいは、帯電保持能力を向上させようとすると、従来
のａ−８ｉ悪感光では、上述の吸収係数比α（ＳｉＨ２
）／α（ＳｆＨ）を大きくする必要がある。しかしなが
ら、プラズマＣｖＤ法・スパッター法では、成膜時の高
周波電力を大きくすることによって原料ガスの気相中で
の反応を活発にしく５ｉＨ２）ｎなるポリマー粉が多量
に発生してしまい、これが製膜中に感光体の基板に付着
し、正常な膜成長を妨げ、その感光体を不良品としてし
まっていた。更に、従来の製法では、製膜速度が非常に
小さく感光体の作成に長い時間が必要でありコストを下
げることが出来なかった。

く問題を解決するための手段〉本発明の電子写真感光体は、導電性基体上に水Ｘ（Ｈ）
を含むアモルファスシリコンからなる光導電層を形成し
た電子写真感光体において、４０ａｔｏｍｉｃ％以上の
水素を含有し、赤外吸収スペクトルのＳｉＨ２結合に由
来する２１００Ｌｖ　付近に現われる吸収の吸収係数（
α５ｉＨ２）と、ＳｉＨ結合に由来する２０００−　　
　付近に現われる吸収の吸収係数（α５ｉＨ）との比（
αＳｉＨ＋／α５ｉＨ）　　が、１．３〜２．５となる
アモルファスシリコン（ａ−８ｉ）を光導電層としたこ
とを特徴とするものである。

また、上記ａ　　Ｓｉ層をエレクトロン・サイクロトロ
ン・レゾナンス法により作成する。

く作　用〉本発明の電子写真感光体によれば、Ｈを含み、かつ、赤
外吸収スペクトルのＳｉＨ２結合に由来する２１０（１
＋　　　付近に現われる吸収の吸収係数ａ’（ＳｉＨ２
）と、ＳｉＨ結合に由来する２０００−　　　付近に現
われる吸収の吸収係数α（Ｓ　ｉＨ）　　との比α（Ｓ
ｉＨｚ　　）／α（ＳｉＨ）が、１．３〜２，５である
ａ−８ｔ膜としては、ボロン・リン等をドープしないに
もかかわらず暗比抵抗が１０１２Ω備と非常に高くなる
。これを電子写真感光体の光導電層として用いることに
より、充分な光感度を有し、かつ帯電保持能力に優れた
感光体を創出できる。

しかも、これをエレクトロン・サイクロトロン・レゾナ
ンス法により作成することにより良品率、及び、製膜速
度を高くすることができコストの低減を達成できる。

〈実施例〉第１図は本発明による電子写真感光体の層構造を示す断
面図、第２図は第１図に示す如き電子写真感光体を作成
するためのエレクトロン・サイクロトロン・レゾナンス
法による製膜装置を示す断面図である。

まず、第２図において、製膜装置は、例えば水素プラズ
マを発生させるプラズマ室＋１と、ａ−３＋層を堆積さ
せる堆積室１２とを有している。

プラズマ室１１と堆積室１２とはプラズマ引出窓１３で
通じており、図示しない油拡散ポンプ、油回転ポンプに
より真空排気される。

プラズマ室１１は空胴共振器構成となっており、導波管
１４から２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導入される。な
お、マイクロ波導入窓Ｉ５はマイクロ波が通過できる石
英ガラス板でできている。プラズマ室１１にはＨ２ガス
が導入管１７を通して導入される。プラズマ室１１の周
囲には磁気コイル１６が配置されている。磁気コイル１
６はプラズマを発生させ、プラズマ室】ｌで発生したプ
ラズマを堆積室１２に引き出すための発散磁場を形成す
る。

堆積室１２にはアルミ（Ａｎからなる導電性基体１８が
設置されている。この実施例の場合は、導電性基体１８
はドラム状であるため、支持体に支持され回転される。

堆積室１２には、原料ガスが導入管１９を通して導入さ
れる。この原料ガスとしては、例えばＳｉＨ４＋　５ｉ
ｚＨａ　、　５ｉＦａ　。

５ｉＣ１４，５ｉＨＣ１３，５ｉＨｚＣ１ｚ　など水素
Ｉを含むケイ素化合物、あるいはそれらを混合したガス
である。図中２０は、マイクロ波発振器、２１は導電性
基体１８の加熱用ランプである。

このような構成により、まず排気系によりプラズマ室１
１及び堆積室１２を排気し、プラズマ室１１Ｃは導入管
１７を介してＨ２ガスを、また堆積室１２には導入管１
９を介して上述した原料ガスをそれぞれ導入する。この
時のガス圧は１Ｏ−３ｔｏｒｒ〜１０　　ｔｏｒｒに設
定される。ここで、プラズマ室１１に発振器２０からの
マイクロ波を導入するとともに、磁界をも印加しプラズ
マを励起する。プラズマ化されたＨ２および原料ガスは
、発散磁場により導電性基体１８へと導かれくその表面
にａ−８ｉが堆積することとなる。支持体は回転される
ため、導電性基体１８上に均一に製膜される。さらにプ
ラズマ引き出し窓の位置、大きさを調整することで、ａ
−８ｔ膜の均一性を向上することが可能である。

このような製膜装置にて、原料ガスとして５ｉｎ４ガス
を用い、ガス圧を振って製膜実験を行った。このａ−８
ｔ膜のＳ　１−Ｈ２及び５ｔ−Ｈの結合における吸収係
数比α（ＳｉＨ２）／α（ＳｉＨ）・明導電率（ημτ
）・暗比抵抗率ＣＰ、（）のガス圧依存性を第３図、第
４図及び％５図にグラフにしてそれぞれ示す。

これらに示されたとおり、吸収係数比α（ＳｉＨ２）／
α（ＳｉＨ）の値を１．３〜２．５にすることにより、
暗比抵抗が１０　０個以上となり、しかも明導電率が高
い（光感度が高い）ａ−３ｔ膜が作成出来た。このよう
に暗比抵抗が１０　　Ω１以上となり、しかも明導電率
が高い（光感度が高い）ａ−８ｔ膜は、従来の膜中Ｈ量
が４０ａｔｏｍｉｃ％以下で、α（ＳｉＨ２）／α（Ｓ
ｉＨ）値が０．２〜１．７のａ−８ｉ膜テは達成するこ
とができないものであった。

更に鋭意実験を重ねた結果、ａ−８ｔ膜のα（Ｓ’ｉＨ
２）／α（ＳｉＨ）の値を、１．３〜２．５とし、しか
もその膜中の水素量を４０ａｔｏｍｉｃ％以上にすると
、本発明における効果が、より一層助長されることにな
る。ただし、ａ−８ｉ膜中のＨ量を６０　ａｔｏｍｉ　
ｃ％以上にすると、その膜の光学的バンドキャップが大
きくなり過ぎて、可視光に対する光感度を必要とする電
子写真感光体の光導電層としては適さないことが判明し
たす、′：）まり、膜中のＨ量は、好適には４０−６０
　ａｔｏｍｉｃ％、最も好ましくは４０〜５０　ａｔｏ
ｍｉｃ％という値である。

第２図に示す如き、本発明にがかる製膜によれば、エレ
クトロン・サイクロトロン・レゾナンス法により作成し
ており、（ＳｉＨ２）ｎなる粉は全く発生せず、しかも
、製膜速度・ガス利用効率とも従来法に比べて６〜１０
倍とかなり高い値を得た０また、本発明によるａ−８ｉ膜は、電子写真感光体の光
導電層、イメージ・センサーの感光部、液晶と積層され
た表示素子の感光部等といった外部からの光情報を電気
信号に変換するデバイスの感光部に最も適している。更
には、太陽電池・薄膜トランジスターといったデバイス
にも適用可能である。

次に、この本発明による膜中Ｈ量を４０　ａｔｏｍｉｃ
％以上含有するａ−８ｔ膜を電子写真感光体の光導層と
して用いた実施例を示す。

（実施例１）第１図に示す如き構造の正帯電用の電子写真感光体１を
得るために、導電性基体２上に中間層３、光導電層４及
び表面被覆層５をこの順に形成した。

即ち、光導電層４として水素を含み、赤外吸収スペクト
ルの２１００ｃｍ　　と２０００ｃｔｎ　における吸収
係数比α（ＳｉＨ２）／α（ＳｉＨ）が２．１５でちゃ
、しかも、少量のポロン（Ｂ）がドープされ、エレクト
ロン、・サイクロトロンΦレゾナンス法ニよりａ−８ｉ
膜を、更には表面被覆層５としてエレクトロン・サイク
ロトロン−レゾナンス法により作成されたａ−８ｉＣ膜
、及び、中間層３として同方法により作成されボロ／が
多量にドープされたａ−３ｉ膜を具備した正帯電用感光
体を作成した０このときの作成条件を下記衣１にまとめ
ておく。

表１ボロンをドープするだめのガスとしては、Ｂ２Ｈ６゜Ｂ
Ｈ３などボロンと水素との化合物が好ましい。また、ボ
ロンと同じ働きをもった原子としては例えばアルミ、ガ
リュウム、インジュウムなどが適している。このとき（
ＳｉＨ２）ｎなる粉は全く発生せず、しかも、製膜速度
・ガス利用効率とも従来に比べて６〜１０倍とかなり高
い値を得た。更に作成された感光体の特性を測定したと
ころ、従来のａ−８ｉ感光体に比べて特に帯電特性に優
れていた。また、これを市販の正帯電用複写機に搭載し
画出しを行ったところ、良好な画を得た。また、この実
施例に述べたａ−８ｉ膜中に含まれるＨ量を測定したと
ころ４８　ａｔｏｍｉ　ｃ％であった。

尚、表面被覆層５としてエレクトロン・サイクロトロン
・レゾナンス法により作成されたａ−８ｉＮ膜あるいは
ａ−３ｉＯ膜を用いた場合でも良好な結果が得られてい
る。

（実施例２）光導電層作成時のガス圧のみを変化させ、その他の条件
は全〈実施例１と同じにした場合のそれ表２上記衣２に記した通り、ガス圧を選びα（Ｓ　１Ｈ２）
／α（ＳｉＨ）の値を、１，３〜２．５（第３図参照）
としだ時に、良好な結果を得ている。

尚、各サンプル（感光体）の光導電層に含ま引。

るＨ含有量を測定した結果、ガス圧が２．８〜３．４ｍ
ｔｏｒｒでは、４５〜５２　ａｔｏｍｉｃ％であって、
３．８〜５、０　ｍｔｏｒｒでは２０〜３０　ａｔｏｍ
ｉｃ％という値であった。

（実施例３）光導電層４としてＨ量を４６　ａｔｏｍｉｃ％含有し、
しかも、少量のリン（Ｐ）がドープされてなるエレクト
ロン・サイクロトロン・レゾナンス法により作成された
ａ−８ｉ膜、更には表面被覆膜５としてエレクトロン・
サイクロトロン・レゾナンス法により作成されたａ−８
ｉＣ膜、及び、中間層３として同方法により作成されリ
ン（Ｐ）が多量にドープされたａ−８ｔ膜を具備した負
帯電用感光体を作成した。このときの作成条件を表３に
まとめておく。

表３リンをドープするためのガスとしてはＰＨ３゜ＰＣ１３
，ＰＣｔ５などリンと水素あるいはそれらの化合物が適
している。また、リンと同じ働きをもった原子としては
窒素、アンチモン、酸素などが適している。

このとき（ＳｉＨ２）ｎなる粉は全く発生せず、しかも
、製膜速度・ガス利用効率とも従来法に比べてかなり高
い値を得た。更に作成された感光体の特性を測定したと
ころ、特に帯電特性に優れていた。また、これを市販の
負帯電用複写機に搭載し画出しを行ったところ良好な画
を得た。

尚、表面被覆層としてエレクトロン・サイクロトロン・
レゾナンス法により作成されたａ−３ｉＮ膜あるいはａ
−８ｉＯ膜を用いた場合でも良好な結果が得られている
。

く効　果〉本発明の電子写真感光体によれば、ａ−８ｉ膜中に４０
　ａｔｏｍｉｃ％以上の水素を含み且つａ　（Ｓ　１Ｈ
２）／α（ＳｉＨ）値が１．３〜２．５となるようにし
たことで充分な光感度を有し、かつ、暗比抵抗が非常に
大きいため、特に帯電特性の優れた感光体を作成できる
。

尚、本発明によるａ−８ｉ膜を、エレクトロン・サイク
ロトロン・レゾナンス法により作成することにより、（
ＳｉＨ２）ｎなる粉が全く発生せず、しかも製膜速度・
ガス利用効率とも従来法に比べてかなり高い値を得、ａ
−８ｔ悪感光安価に作成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子写真感光体の構造を示す断面
図、第２図は本発明のａ−３ｉ層を作成するエレクトロ
ン・サイクロトロン拳レゾナンス法による製膜装置を示
す断面図、第３図、第４図。及び第５図はガス圧に対する膜中のα（ＳｉＨ２）／α
（ＳｉＨ）値、間溝電率（ημτ）及び暗比抵抗率（９
ｄ）を示す特性図である。１：ａ−８ｉ感光体導電性基体　２：導電性基体３：中
間層　４：光導電層　５：表面被覆層代理人　弁理士　
杉　山　毅　至（他１名）免ｌ　− ｍ番　□２”ａＯｆ　　　　２３４　　　５Ｊ′ズ圧　＜ｍＴｏｒｒ）第３図０　　　　／　　　　２３４　　　５６オ゛ズエ（ｍＴ
Ｑｒｆ）オ゛ス圧（ｍｒｏｒｒ）

Claims

【特許請求の範囲】１、導電性基体と、該基体上に形成され水素（Ｈ）を含
むアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成された光導
電層とを具備してなる電子写真感光体において、上記光導電層が４０ａｔｏｍｉｃ％以上の水素を含有し
、赤外吸収スペクトルのＳｉＨ＿２結合に由来する２１
００ｃｍ＾−＾１付近に現われる吸収の吸収係数α（Ｓ
ｉＨ＿２）とＳｉＨ結合に由来する２０００ｃｍ＾−＾
１付近に現われる吸収の吸収係数α（ＳｉＨ）との比α
（ＳｉＨ＿２／α（ＳｉＨ）を、１．３〜２．５として
なるアモルファスシリコンで構成されたことを特徴とす
る電子写真感光体。