JPH0283549A - 静電潜像担持体 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、電子写真装置等において静電潜像を記録する
ための静電層ｆｌ担持体に関し、より詳しくは両極性動
作が可能な静電潜像担持体に関する。

（ロ）従来の技術 両極性動作が可能な感光体として、アモルファスシリコ
ン（以下、ａ−３ｉという）感光体が発表されている（
例えば、昭和５６年の電気学会全国大会等）。この感光
体は導電性表面を有する支持体上にａ　−３ｉを主成分
とする光導電層を形成したものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上述の如き単層構造のａ−５ｉ悪感光は、感
光体としての基本性能が劣るという致命的な問題があり
、商品化に至っていない。一方、多層構造の感光体は、
商品化されているが、これは−極性動作のものである。

両極性動作を行う感光体は、ホール、エレクトロンの両
方のキャリアの走行ができる必要があるが、これらの各
走行がいずれも良好となるものは、従来存在していなか
った。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の静電潜像担持体は、導電性表面を有する支持体
上に、非晶質シリコンを主成分とし、少なくとも０．１
ａＬｏｍｉｃ％≦Ｎ／Ｓｉ≦１０ａｔｏｍｉｃＺの窒素
、１ａｔｏｍｉｃＺ≦０／Ｓｉ≦５０ａｔｏｍｉｃＺの
酸素及び２Ｘ１０−”ａｔｏｍｉｃＺ≦Ｂ／Ｓｉ≦４Ｘ
１０−”ａｔｏｍｉｃχのボロンを含有する阻止層と、
非晶質シリコンを主成分とし、少なくとも１×１０−’
ａｔｏｍｉｃＺ≦Ｂ／Ｓｉ≦１×１０−’ａｔｏｍｉｃ
χのボロンを含有する光導電層とを順に積層形成したこ
とを特長とする。

更に、本発明の静電潜像担持体は、上記阻止層及び光導
電層との間に、これら各層の伝導体及び価電子体をそれ
ぞれ滑らかに接合する中間層を配したことを特徴とする
。

（ホ）作用 本発明によれば、ホール、エレクトロンのそれぞれに対
して、光導電層は最適な走行性能を有し、また阻止層は
十分な注入阻止効果を有する。

（へ）実施例 第１図は、本発明に係る静電潜像担持体の基本構造のエ
ネルギーバンド図である。

アルミニウム等の金属材料、またはガラス等の絶縁材料
に導電性材料をコーティングした導電性表面を有する支
持体（１）の導電性表面には、ａ−５ｉを・主成分とす
る阻止層（２）、中間層（３）、光導電層（４）及び表
面保護層（５）が順に積層形成されている。

ところで、従来の単一極性動、作のドラム（主に、正帯
電ドラム）では、走行キャリアは主にホールだけである
が、両極性帯電ドラムでは、ホール、エレクトロンの両
方のキャリアを走行させる必要がある。

本発明では、まず光導電層（４）中の不純物、特にボロ
ン（Ｂ）の量をコントロールすることにより、光導電層
（４）のホール、エレクトロンの走行性能（ημτ）を
実用可能なレベルに向上させた。

第２図は光導電層（４）の各々のホール、エレクトロン
の走行性能（ημτ）のＢ、Ｈ，濃度依存性を測定した
特性図であり、図中Ｏ印はホールの走行性能（ημτ）
、を、また・印はエレクトロンの走行性能（ημτ）、
を示している。

二二で、感光体として機能するのに必要な走行性能（η
μτ）は、約５×１０−”ｃｍ”／ｖである。従って、
第２図からして、Ｂ、Ｈ，濃度が０．２ｐｐｍ　〜０．
４ｐｐｍの時には、ホール、エレクトロンともに、上記
条件を満たすことになる。この時の光導電層（４）のＢ
／Ｓｉは、ＳＩＭＳ分析の結果、１．０ＸＩＯ−’ａｔ
ｏｍｉｃχ〜１×１０−’ａｔｏｍｉｃχである。

次に、阻止層（２）にあっては、ホール、エレクトロン
の両方について支持体（１）から光導電層（４）への注
入を阻止できなければならない。このために、本発明で
は、阻止層（２）のＢ、酸素（０）及び窒素（Ｎ）の濃
度を最適化し、阻止層（２）のバンドギャップをワイド
化している。ただし、阻止層（２）のワイド化を行いす
ぎると、光導電層（４）で発生した光キャリアが、光導
電層（４）と阻止層（２）との界面に蓄積され、次の帯
電時に帯電電位を減少させるという前露光効果を引き起
こしてしまう。従って、本発明でのＢ、０およびＮの濃
度の決定は、上記前露光効果を最小限に抑制するように
行われた。なお、前露光効果は、１回目の電位■、と、
１回目と２回目の電位の差Ｖ、との比である前露光効果
評価係数ΔＶ　＝　Ｖ　ｔ／Ｖ　、によって行った。

第３図は、光導電層（４）のＢ、Ｈ，の濃度を０．３ｐ
ｐｍとした場合の阻止層（２）における前露光効果のＢ
、Ｈ，濃度依存性を測定した特性図であり、図中Ｏ印は
ホールのΔＶを、また・印はエレクトロンのΔＶを示し
ている。

ここで、実用に耐え得るためのΔＶはホール及びエレク
トロンともΔＶ≦０．２とする必要がある。従って、こ
れを満たすＢ、Ｈ，濃度は、第３図から明らかなように
１１００ｐｐ〜２００ｐｐｍであり、この時の阻止層（
２）におけるＢ／Ｓｉは、２Ｘ１０−”ａｔｏｍｉｃχ
〜４Ｘ１０−”ａｔｏｍｉｃχである。

第４図は、光導電層（４）のＢ、Ｈ，の濃度を０．３ｐ
ｐｍ、阻止層（２）のＢ、Ｈ，の濃度を１１００ｐｐと
した場合の阻止層（２）における前露光効果のＮ、０濃
度依存性を測定した特性図であり、図中Ｏ印はホールの
ΔＶを、また・はエレクトロンのΔＶを示している。

同図から見て、Ｎ、Ｏ濃度が５χ〜９０χの時、ΔＶ≦
０，２の条件を満たしており、この時の阻止層（２）に
おけるＮ　／　Ｓ　ｉは０．１ａｔｏｍｉｃＺ　〜１０
ａｔｏｍｉｃχであり、またＯ／Ｓｉはｌａｔｏｍｉｃ
χ〜５０ａｔｏｍｉｃＺである。

なお、阻止層（２）としての膜厚は、ホール、エレクト
ロンを十分阻止するために、ＩＯＡ〜５ｐｍであるのが
好ましい。

このように、光導電層（４）及び阻止層（２）に、おけ
る不純物の濃度を最適化することによって、前露光効果
を抑制することができるが、本実施例では、さらに抑制
効果を向上させるために、光導電層（４）と阻止層（２
）との間に、これら各層の伝導帯及び価電子帯を滑らか
に接合するための中間層（３）を配している。この構造
により、光導電層（４）と阻止層（２）との界面でのキ
ャリアの蓄積を抑制し、前露光効果をさらに抑制してい
る。

第５図は、本発明の静電潜像担持体を製造するための製
造装置の模式図であり、以下、この模式図を用いて本発
明の静電潜像担持体の製造方法を説明する。

原料ガスが導入される密封容器（６）内に中空円筒状の
放電電極（７）を配したプラズマＣＶＤ装置を利用し、
このＣＶＤ装置の放電電極（７）内部に外周表面が洗浄
化された導電性の支持体（１）を同・し・的に回転自在
に内挿する。このような状態において、まず密封容器（
６）内をロータリポンプ（８）及びメカニカルブースタ
ポンプ（９）の稼働により、１×１０−’気圧程度まで
減圧排気する。そして支持体（１）を回転させながら、
これの内部に挿入されているヒータ（図示せず）によっ
て、２７０℃まで昇温過熱すると共に、密封容器（６）
内にＳ　ｒ　Ｈａガス、Ｈ，ガスをベースとするＢ、Ｈ
，ガス並びにＮ。

Ｏガス、更に希釈用ガスとしてのＨ，ガスを流量設定器
（１０）を介して導入し、内部を１．０Ｔｏｒｒに保持
する。この状態にて周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波
電力を、高周波電源（１１）から放電電極（７）に対し
投入する。この場合、放電電極（７）を高周波電位とし
、また支持体（１）をアース電位とすると共に高周波電
力を２００Ｗとする。これにより、支持体（１）の表面
に阻止層（２）を形、成する。

続いて、Ｓ　ｒ　Ｈａガス、Ｂ、Ｈ，ガス及びＮｔＯガ
スの流量を、光導電層（４）の形成に要する量まで漸減
させながら中間層（３）を形成し、その後、光導電層（
４）を形成する。更に、ＳｉＨ４ガス及びＮＨ，ガスを
用いて、ａ−５ｉＮからなる表面保護層（５）を形成す
るなお、ＮＨ，濃度は６ｏｚである。

このようにして形成された静電潜像担持体を市販の複写
機に搭載し、複写画像を調べたところ、正帯電時及び負
帯電時においても、従来の一極性の静電潜像担持体と同
様の複写画像を得ることができた。

（ト）発明の効果 本発明によれば、ホール、エレクトロンの各走行性能が
良好となり、実用可能な両極性動作が可能となる。従っ
て、従来の単一極性動作の静電潜像担持体と同等の性能
及び信頼性を有する両極性の静電潜像担持体を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である静電潜像担持体のエネ
ルギーバンドを示す模式図、第２図は光導電層における
走行性能（ημτ）のＢ　！　Ｈａ濃度依存性を示す特
性図、第３図は阻止層における前露光効果のＢ、Ｈ，濃
度依存性を示す特性図、第４図は阻止層における前露光
効果のＮ、Ｏ濃度依存性を示す特性図、第５図は製造装
置を示す模式図である。 （１）・・・支持体、（２）・・・阻止層、（４）・・
・光導電層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性表面を有する支持体上に、非晶質シリコン
   を主成分とし、少なくとも０．１ａｔｏｍｉｃ％≦Ｎ／
   Ｓｉ≦１０ａｔｏｍｉｃ％の窒素、１ａｔｏｍｉｃ％≦
   Ｏ／Ｓｉ≦５０ａｔｏｍｉｃ％の酸素及び２×１０＾−
   ＾３ａｔｏｍｉｃ％≦Ｂ／Ｓｉ≦４×１０＾−＾２ａｔ
   ｏｍｉｃ％のボロンを含有する阻止層と、非晶質シリコ
   ンを主成分とし、少なくとも１×１０＾−＾５ａｔｏｍ
   ｉｃ％≦Ｂ／Ｓｉ≦１×１０＾−＾４ａｔｏｍｉｃ％の
   ボロンを含有する光導電層とを順に積層形成したことを
   特長とする静電潜像担持体。
2. （２）上記阻止層及び光導電層との間に、これら各層の
   伝導体及び価電子体をそれぞれ滑らかに接合する中間層
   を配したことを特徴とする第１項記載の静電潜像担持体
   。