JPH0346816B2 - - Google Patents
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- JPH0346816B2 JPH0346816B2 JP59042664A JP4266484A JPH0346816B2 JP H0346816 B2 JPH0346816 B2 JP H0346816B2 JP 59042664 A JP59042664 A JP 59042664A JP 4266484 A JP4266484 A JP 4266484A JP H0346816 B2 JPH0346816 B2 JP H0346816B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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Description
＜技術分野＞
本発明は光に対して感受性を有する光伝導材に
関するものである。 ＜従来技術＞ 従来、電子写真用像形成部材や原稿読取装置等
における光導電層を構成する光導電材料として
は、セレンSe、硫化カドミウムCdS、酸化亜鉛
ZnO等の無機光導電材料若しくはPVK（ポリビニ
ルカルバゾール）、TNF（トリニトロフルオレノ
ン）等の有機光導材料が使用されていた。 しかるに、上記材料は光導電材料として要求さ
れる光感度、分光感度、SN比（明抵抗／暗抵抗）
或いは耐久性、人体への安全性（危険度）におい
て必ずしも満足がいくものではなく、ある程度、
条件を緩和して、個々の状況に対応して用いられ
ている。 一方、ａ−Si（アモルフアスシリコン）光導電
材料は、高光感度、高耐久性及び無公害等の長所
を期待できるため、近年、活発な研究がなされて
いる。しかし、現状では暗抵抗が低く、充分な
SN比が得られないこと、又、耐湿性に代表され
る耐環境特性並びに経時的安定性等においてまだ
まだ大きく改良されなければならない。 ＜発明の目的＞ 本発明は上記の事項に鑑み成されたもので、そ
の目的は時に経時安定性、耐環境性の優れた光導
電材を提供することである。 さらに、本発明の他の目的は表面が硬く、基板
との密着性に優れた光導電材を提供することであ
る。 さらに、本発明の他の目的は耐刷性に優れ、長
波長光にも充分実用に耐え得る感度を具備する光
導電材を提供することである。 ＜実施例＞ 本発明の構成を述べる。 本発明の光導電材は導電性支持部材、光導電層
及び表面保護層が順次積層された３層構造を有し
ている。 上記の表面保護層は、耐環境特性、経時安定性
の特性改良の要請上、リイコンカーバイド〔ａ−
SixC(1-x)〕、シリコンナイトライド〔ａ−Six
N(1-x)〕又はシリコンオキサイド〔ａ−SixO(1-x)〕
（０＜ｘ＜１）等の安定膜であるが、光導電層の
上（表面）に設けるため、 (イ) 光感度を損ねないこと。 即ち、光導電層に光感度の優れた可視光吸収
係数の大きな材料が使用される関係上、その表
面保護層としては可視光を透過し可視光吸収係
数の小さな物性を有していなければならない。 及び (ロ) 帯電能力を損ねないこと。 つまり、表面保護層は電気抵抗が大きくなけ
ればならない。 に留意しなければならない。 上記の比率（組成比の割合）ｘは、その値が大
きいと吸収係数が大きく、可視光に対して透明で
なくなり、又、安定性も良くない。逆に、上記の
比率ｘが小さいと可視光に透明となり、環境特
性、経時安定性等の諸特性が良好になることが判
明した。 さて、前記条件(イ)、(ロ)及び耐環境特性、経時安
定性が同時に満足されれば、光感度が高く、電荷
保持能力が大きく、耐刷枚数に優れ、耐環境特性
及び経時安定性に優れた光導電材が得られる。 そこで、光感度を高くするため、吸収係数が大
きく光学的バンドギヤツプ（Band、Gap；量子
状態のエネルギー準位のギヤツプ）の小さい光導
電層の上に、前記比率ｘが小さく可視光に透明な
光学的バンドギヤツプの大きい表面保護層を設け
ると、両者（光導電層と表面保護層）におけるバ
ンド（エネルギー帯）の整合が良好でないため、
光照射により発生する光キヤリアが自由表面
（Free Surface）へ到達できず、残留電位が大き
く、又、画像の流れが発生したり、解像度が悪く
なる。 他方、上記のバンドの整合をとるため、光導電
層に光学的バンドギヤツプの大きな材料を採用す
ると、光感度の悪いものしか得られず、又、表面
保護層に光学的バンドギヤツプの小さな層を採用
すると電荷保持能力に劣り、それゆえ耐環境特
性、経時安定性にも劣つてしまう。 かような観点を考慮し、研究の末、光導電層へ
の不純物ドーピング（Doping）により表面保護
層との界面付近での伝導型を制御し、フエルミ準
位（Fermi level）を適度に選択することで光導
電層に光学的バンドギヤツプが小さく、表面保護
層に光学的バンドギヤツプの大きなものを採用し
ても残留電位が小さく、解像度も高く、且つ、耐
環境特性並びに経時安定性共に優れた光導電材を
得ることができた。 上述の事項を第１図を用いて詳述する。 同図において、７１は基板、７２は光導電層、
７３を表面保護層である。 さて、前述のバンドの不整合というのは、同図
ａの如く、前記光導電層７２と前記表面保護層７
３のバンドギヤツプの差ａが大きい場合に該光導
電層７２と該表面保護層７３の界面近傍で発生す
る光キヤリアが自由に移動できず、前記界面付近
に空間電荷を形成し、それが原因の残留電位若し
くは静電潜像における解像度の低下現象のことで
ある。 そこで、本発明の光導電材においてはバンドの
整合をとるため、同図ｂ，ｃの通り、前記光導電
層７２における第族ｂの不純物元素の膜中濃度
を界面近傍で増加させ、伝導型を適正に制御しつ
つ、伝導帯の界面付近での整合を図つた。 この同図ｂ，ｃの様にすれば、界面付近で発生
したキヤリアは伝導帯、価電子帯の傾斜のためス
ムーズに自由表面に到達することが可能で、残留
電位もなく、静電潜像における高い解像度を成
し、画像の流れもなくなつた。しかも、前記表面
保護層７３には光学的バンドギヤツプの大きい安
定なものが使えるので、この光導電材は電荷保持
能力、耐環境特性、経時安定性に優れたものとな
る。 具体的な本発明の実施例に係る光導電材の構造
を第２図又は第３図に掲げた。 第２図において、１０１が光導電材であり、３
層構造即ち上から表面保護層１０３、光導電層１
０２及び導電性支持材１０４の積層構造を有して
いる。なお、１０６が自由表面である。 第３図の例は、上記３層の他に少なくとも酸
素、窒素又は炭素を含むａ−Siより成る１層を加
えたもので、２０１が光導電材であり、４層構造
即ち上から表面保護層２０３、光導電層２０２、
前記新たに追加された下地層２０５及び導電性支
持材２０４の積層構造を有している。なお、２０
６が自由表面である。この下地層２０５の存在に
より、前記支持体２０４と前記光導電層２０２の
密着が良くなり成膜の剥離を防止でき、又、該支
持体２０４側よりの電荷の注入も防げる。 ここで、本発明の実施例に係る光導電材の製造
方法につき解説する。 第４図に示す装置を用い以下の様にしてａ−Si
層（非晶質シリコン層）を形成した。 クロロセン超音波洗浄層及び上記洗浄層（図示
せず）にて充分に表面を洗浄した直径140mm、長
さ340mmのアルミニウム支持体２を用意し、該ア
ルミニウム支持体２をドラムヒーター３に固定し
た。該ドラムヒーター３は前記アルミニウム支持
体２の内径に密着する外径を有し、表面を均一加
熱する。 同図にて、９はメカニカルブースタポンプ、１
０はロータリポンプであり、５は小窓、７は駆動
用モーター、１１はリークバルブである。 次に、バルブ８を開き、反応室１内の空気を排
除し、同時に前記ドラムヒーター３をONにし
た。こうして、前記アルミニウム支持体２の表面
が250℃になるまで温度を上昇させ、その後恒温
状態を保持した。 続いて、補助バルブ１２を全開にし、そして、
SiH4ガスの充填されたボンベ２３、H2ガスの充
填されたボンベ２４及びH2ガス中に濃度400ppm
で混合されたB2H6（ジボラン）ガスの充填された
ボンベ２５を、夫々の付属バルブ１８，１９，２
０を開放することにより各ガスを流出させる。そ
の際、前記ボンベ２３，２４，２５に接続された
質量流量調節器１３，１４，１５の設定値を徐々
に上げて各ボンベ２３，２４，２５からガスが所
定量ほど流れる用に調整した。なお、ボンベ２６
にはH2ガス中に農600ppmで混合されたPH3（ホ
スフイン）ガスが充填されている。 この時、前記バルブ８の開度を調節することに
より前記反応室１内の圧力を1.5Torrに保つた。 続いて、高周波電源６のスイツチをONにし、
相対向する１対の放電電極４，４′間に周波数
13.56MHzの高周波電圧を印加してグロー放電を
起こし、加熱された前記アルミニウム支持体２上
にａ−Si膜を形成した。なお、成膜時の高周波電
力は常時400wに制御した。 ところで、上記のａ−Si膜形成の際、B2H6の
濃度はSiH4との濃度比が10-4となる様にH2ベー
スのB2H6ガス流量は前記質量流量調節器１５に
て調整した。このB2H6は膜の伝導型を制御する
ために添加されるが、添加量が多い場合はｐ型、
p+型となり、添加量が少ない場合はｎ型、ｉ型
となる。本実施例ではほぼｉ型となつている。一
方、暗抵抗比及び光感度に関しては、微量のO2
ガス、CH4ガス又はNH3ガスを添加することに
より所定の値にできる。これは当業者が、適宜、
所望の膜特性に応じて決定できる事項である。 この状態で約7.5時間成膜を続行し、次いで伝
導型をよりｎ型とするため、B2H6の導入量を
徐々に減少させる。ここで、B2H6ガスの流量を
減らし、逆にPH3（ホスフイン）ガスの流量を増
やすべく、前記ボンベ２６に付属のバルブ２１を
開にし、前記質量流量調整器１５を約30分間にわ
たつて連続的に流量減少の方向に回し続けると共
に、前記ボンベ２６に接続された質量流量調整器
１６を同時間にわたつて連続的に流量増加の方向
に回し続けた。その後直ちに前記高周波電源６の
スイツチをOFFにした。このOFFにする直前で
のPH3濃度はSiH4との濃度比で５×10-4となつ
ていた。 以上の処理を行うと、Ｐ濃度が表面付近で最大
値となり分布に傾斜のある光導電層が形成され
た。 今度は、表面保護層を形成すべく各ガスの混合
比を変化させる。即ち、O2ガスを添加するため
O2ガスの充填されたボンベ２８を付属のバルブ
２９を開とし且つ補助バルブ３１も開とし、質量
流量調節器３０にて所定量のO2ガスを前記反応
室１へ導入した。同時にPH3の添加量を最適にす
るため、前記ボンベ２６のバルブ２１を開とし、
該ボンベ２６からのB2H6ガスの流量を調節する
質量流量調節器１６及び前記質量流量調節器１５
にて所定量のPH3ガスを前記反応室１へ導入し
た。 なお、上述の表面保護層の形成の際に導入され
るO2ガスの量は、絶縁性の高い膜を所望する場
合には、体積比で、 O2／SiH4＝0.5〜2.0 と設定し、逆に、光導電性の高い膜を所望する場
合には、体積比で、 O2／SiH4＝0.01〜0.5 と設定すれば良い。 上記の様にして約５分間表面保護層を形成し、
前記高周波電源６のスイツチをOFFとし、各ガ
スのバルブ１３，１４，１６，３０を閉にして、
再び前記反応室１内を真空にして、前記ドラムヒ
ーター３のスイツチをOFFとして除冷した後、
ａ−Si膜が形成されたところのアルミニウム支持
体２を取り出す。 なお、前記アルミニウム支持体２を取り出した
後、CF4（テトラフルオロメタン）ガスの充填さ
れたボンベ２７を付属バルブ２２を開放して、そ
の流量は質量流量調節器１７で制御して、前記反
応室１内に流し込み、該反応室１内を洗浄する。 以上の工程を経て作製された本実施例の光導電
層においてＰ濃度に傾斜のある光導電部材を、従
来の光導電層においてＰ濃度に傾斜のない光導電
部材と、電子写真プロセスにおける電子写真特性
画像特性、耐環境特性及び経時安定性につき調べ
た。その結果、下表の通りとなつた。
関するものである。 ＜従来技術＞ 従来、電子写真用像形成部材や原稿読取装置等
における光導電層を構成する光導電材料として
は、セレンSe、硫化カドミウムCdS、酸化亜鉛
ZnO等の無機光導電材料若しくはPVK（ポリビニ
ルカルバゾール）、TNF（トリニトロフルオレノ
ン）等の有機光導材料が使用されていた。 しかるに、上記材料は光導電材料として要求さ
れる光感度、分光感度、SN比（明抵抗／暗抵抗）
或いは耐久性、人体への安全性（危険度）におい
て必ずしも満足がいくものではなく、ある程度、
条件を緩和して、個々の状況に対応して用いられ
ている。 一方、ａ−Si（アモルフアスシリコン）光導電
材料は、高光感度、高耐久性及び無公害等の長所
を期待できるため、近年、活発な研究がなされて
いる。しかし、現状では暗抵抗が低く、充分な
SN比が得られないこと、又、耐湿性に代表され
る耐環境特性並びに経時的安定性等においてまだ
まだ大きく改良されなければならない。 ＜発明の目的＞ 本発明は上記の事項に鑑み成されたもので、そ
の目的は時に経時安定性、耐環境性の優れた光導
電材を提供することである。 さらに、本発明の他の目的は表面が硬く、基板
との密着性に優れた光導電材を提供することであ
る。 さらに、本発明の他の目的は耐刷性に優れ、長
波長光にも充分実用に耐え得る感度を具備する光
導電材を提供することである。 ＜実施例＞ 本発明の構成を述べる。 本発明の光導電材は導電性支持部材、光導電層
及び表面保護層が順次積層された３層構造を有し
ている。 上記の表面保護層は、耐環境特性、経時安定性
の特性改良の要請上、リイコンカーバイド〔ａ−
SixC(1-x)〕、シリコンナイトライド〔ａ−Six
N(1-x)〕又はシリコンオキサイド〔ａ−SixO(1-x)〕
（０＜ｘ＜１）等の安定膜であるが、光導電層の
上（表面）に設けるため、 (イ) 光感度を損ねないこと。 即ち、光導電層に光感度の優れた可視光吸収
係数の大きな材料が使用される関係上、その表
面保護層としては可視光を透過し可視光吸収係
数の小さな物性を有していなければならない。 及び (ロ) 帯電能力を損ねないこと。 つまり、表面保護層は電気抵抗が大きくなけ
ればならない。 に留意しなければならない。 上記の比率（組成比の割合）ｘは、その値が大
きいと吸収係数が大きく、可視光に対して透明で
なくなり、又、安定性も良くない。逆に、上記の
比率ｘが小さいと可視光に透明となり、環境特
性、経時安定性等の諸特性が良好になることが判
明した。 さて、前記条件(イ)、(ロ)及び耐環境特性、経時安
定性が同時に満足されれば、光感度が高く、電荷
保持能力が大きく、耐刷枚数に優れ、耐環境特性
及び経時安定性に優れた光導電材が得られる。 そこで、光感度を高くするため、吸収係数が大
きく光学的バンドギヤツプ（Band、Gap；量子
状態のエネルギー準位のギヤツプ）の小さい光導
電層の上に、前記比率ｘが小さく可視光に透明な
光学的バンドギヤツプの大きい表面保護層を設け
ると、両者（光導電層と表面保護層）におけるバ
ンド（エネルギー帯）の整合が良好でないため、
光照射により発生する光キヤリアが自由表面
（Free Surface）へ到達できず、残留電位が大き
く、又、画像の流れが発生したり、解像度が悪く
なる。 他方、上記のバンドの整合をとるため、光導電
層に光学的バンドギヤツプの大きな材料を採用す
ると、光感度の悪いものしか得られず、又、表面
保護層に光学的バンドギヤツプの小さな層を採用
すると電荷保持能力に劣り、それゆえ耐環境特
性、経時安定性にも劣つてしまう。 かような観点を考慮し、研究の末、光導電層へ
の不純物ドーピング（Doping）により表面保護
層との界面付近での伝導型を制御し、フエルミ準
位（Fermi level）を適度に選択することで光導
電層に光学的バンドギヤツプが小さく、表面保護
層に光学的バンドギヤツプの大きなものを採用し
ても残留電位が小さく、解像度も高く、且つ、耐
環境特性並びに経時安定性共に優れた光導電材を
得ることができた。 上述の事項を第１図を用いて詳述する。 同図において、７１は基板、７２は光導電層、
７３を表面保護層である。 さて、前述のバンドの不整合というのは、同図
ａの如く、前記光導電層７２と前記表面保護層７
３のバンドギヤツプの差ａが大きい場合に該光導
電層７２と該表面保護層７３の界面近傍で発生す
る光キヤリアが自由に移動できず、前記界面付近
に空間電荷を形成し、それが原因の残留電位若し
くは静電潜像における解像度の低下現象のことで
ある。 そこで、本発明の光導電材においてはバンドの
整合をとるため、同図ｂ，ｃの通り、前記光導電
層７２における第族ｂの不純物元素の膜中濃度
を界面近傍で増加させ、伝導型を適正に制御しつ
つ、伝導帯の界面付近での整合を図つた。 この同図ｂ，ｃの様にすれば、界面付近で発生
したキヤリアは伝導帯、価電子帯の傾斜のためス
ムーズに自由表面に到達することが可能で、残留
電位もなく、静電潜像における高い解像度を成
し、画像の流れもなくなつた。しかも、前記表面
保護層７３には光学的バンドギヤツプの大きい安
定なものが使えるので、この光導電材は電荷保持
能力、耐環境特性、経時安定性に優れたものとな
る。 具体的な本発明の実施例に係る光導電材の構造
を第２図又は第３図に掲げた。 第２図において、１０１が光導電材であり、３
層構造即ち上から表面保護層１０３、光導電層１
０２及び導電性支持材１０４の積層構造を有して
いる。なお、１０６が自由表面である。 第３図の例は、上記３層の他に少なくとも酸
素、窒素又は炭素を含むａ−Siより成る１層を加
えたもので、２０１が光導電材であり、４層構造
即ち上から表面保護層２０３、光導電層２０２、
前記新たに追加された下地層２０５及び導電性支
持材２０４の積層構造を有している。なお、２０
６が自由表面である。この下地層２０５の存在に
より、前記支持体２０４と前記光導電層２０２の
密着が良くなり成膜の剥離を防止でき、又、該支
持体２０４側よりの電荷の注入も防げる。 ここで、本発明の実施例に係る光導電材の製造
方法につき解説する。 第４図に示す装置を用い以下の様にしてａ−Si
層（非晶質シリコン層）を形成した。 クロロセン超音波洗浄層及び上記洗浄層（図示
せず）にて充分に表面を洗浄した直径140mm、長
さ340mmのアルミニウム支持体２を用意し、該ア
ルミニウム支持体２をドラムヒーター３に固定し
た。該ドラムヒーター３は前記アルミニウム支持
体２の内径に密着する外径を有し、表面を均一加
熱する。 同図にて、９はメカニカルブースタポンプ、１
０はロータリポンプであり、５は小窓、７は駆動
用モーター、１１はリークバルブである。 次に、バルブ８を開き、反応室１内の空気を排
除し、同時に前記ドラムヒーター３をONにし
た。こうして、前記アルミニウム支持体２の表面
が250℃になるまで温度を上昇させ、その後恒温
状態を保持した。 続いて、補助バルブ１２を全開にし、そして、
SiH4ガスの充填されたボンベ２３、H2ガスの充
填されたボンベ２４及びH2ガス中に濃度400ppm
で混合されたB2H6（ジボラン）ガスの充填された
ボンベ２５を、夫々の付属バルブ１８，１９，２
０を開放することにより各ガスを流出させる。そ
の際、前記ボンベ２３，２４，２５に接続された
質量流量調節器１３，１４，１５の設定値を徐々
に上げて各ボンベ２３，２４，２５からガスが所
定量ほど流れる用に調整した。なお、ボンベ２６
にはH2ガス中に農600ppmで混合されたPH3（ホ
スフイン）ガスが充填されている。 この時、前記バルブ８の開度を調節することに
より前記反応室１内の圧力を1.5Torrに保つた。 続いて、高周波電源６のスイツチをONにし、
相対向する１対の放電電極４，４′間に周波数
13.56MHzの高周波電圧を印加してグロー放電を
起こし、加熱された前記アルミニウム支持体２上
にａ−Si膜を形成した。なお、成膜時の高周波電
力は常時400wに制御した。 ところで、上記のａ−Si膜形成の際、B2H6の
濃度はSiH4との濃度比が10-4となる様にH2ベー
スのB2H6ガス流量は前記質量流量調節器１５に
て調整した。このB2H6は膜の伝導型を制御する
ために添加されるが、添加量が多い場合はｐ型、
p+型となり、添加量が少ない場合はｎ型、ｉ型
となる。本実施例ではほぼｉ型となつている。一
方、暗抵抗比及び光感度に関しては、微量のO2
ガス、CH4ガス又はNH3ガスを添加することに
より所定の値にできる。これは当業者が、適宜、
所望の膜特性に応じて決定できる事項である。 この状態で約7.5時間成膜を続行し、次いで伝
導型をよりｎ型とするため、B2H6の導入量を
徐々に減少させる。ここで、B2H6ガスの流量を
減らし、逆にPH3（ホスフイン）ガスの流量を増
やすべく、前記ボンベ２６に付属のバルブ２１を
開にし、前記質量流量調整器１５を約30分間にわ
たつて連続的に流量減少の方向に回し続けると共
に、前記ボンベ２６に接続された質量流量調整器
１６を同時間にわたつて連続的に流量増加の方向
に回し続けた。その後直ちに前記高周波電源６の
スイツチをOFFにした。このOFFにする直前で
のPH3濃度はSiH4との濃度比で５×10-4となつ
ていた。 以上の処理を行うと、Ｐ濃度が表面付近で最大
値となり分布に傾斜のある光導電層が形成され
た。 今度は、表面保護層を形成すべく各ガスの混合
比を変化させる。即ち、O2ガスを添加するため
O2ガスの充填されたボンベ２８を付属のバルブ
２９を開とし且つ補助バルブ３１も開とし、質量
流量調節器３０にて所定量のO2ガスを前記反応
室１へ導入した。同時にPH3の添加量を最適にす
るため、前記ボンベ２６のバルブ２１を開とし、
該ボンベ２６からのB2H6ガスの流量を調節する
質量流量調節器１６及び前記質量流量調節器１５
にて所定量のPH3ガスを前記反応室１へ導入し
た。 なお、上述の表面保護層の形成の際に導入され
るO2ガスの量は、絶縁性の高い膜を所望する場
合には、体積比で、 O2／SiH4＝0.5〜2.0 と設定し、逆に、光導電性の高い膜を所望する場
合には、体積比で、 O2／SiH4＝0.01〜0.5 と設定すれば良い。 上記の様にして約５分間表面保護層を形成し、
前記高周波電源６のスイツチをOFFとし、各ガ
スのバルブ１３，１４，１６，３０を閉にして、
再び前記反応室１内を真空にして、前記ドラムヒ
ーター３のスイツチをOFFとして除冷した後、
ａ−Si膜が形成されたところのアルミニウム支持
体２を取り出す。 なお、前記アルミニウム支持体２を取り出した
後、CF4（テトラフルオロメタン）ガスの充填さ
れたボンベ２７を付属バルブ２２を開放して、そ
の流量は質量流量調節器１７で制御して、前記反
応室１内に流し込み、該反応室１内を洗浄する。 以上の工程を経て作製された本実施例の光導電
層においてＰ濃度に傾斜のある光導電部材を、従
来の光導電層においてＰ濃度に傾斜のない光導電
部材と、電子写真プロセスにおける電子写真特性
画像特性、耐環境特性及び経時安定性につき調べ
た。その結果、下表の通りとなつた。
【表】
なお、上記の電子写真プロセスとは、第５図の
通り、光導電部材がコーテイングされたドラム５
０８上に１次帯電器（−6.0KV）５０１にて電圧
を印加し、前記ドラム５０８上にレンズ５０２を
通過した像を露光して、該露光像を現像器５０３
にて現像し、その像を転写紙５０４に転写用帯電
器５０５により転写する工程及び転写後該ドラム
５０８をクリーニング装置５０６で清掃すること
並びに除電光源５０７にて除電を行う工程のこと
である。 ここで、光導電層及び表面保護層における望ま
しいＰ（リン）濃度及びＯ（酸素）濃度の膜厚方向
の分布を第６図に用いて説明する。 同図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにおいて横軸は膜
厚距離（膜厚方向に沿つた移動長さ）であり、ｘ
端が基板、Ｙ端が自由表面である。又、縦軸の単
位は任意である。 同図において、各グラフの実線ｌはＰ濃度を、
破線ｍはＯ濃度を表わしており、いずれのグラフ
にても、Ｏ濃度が表面保護層において高く、Ｐ濃
度に関しては表面保護層と光導電層の界面近傍で
最大値となり且つ基板側へ向つて低下する傾斜
（表面保護層に向かつて上昇する傾斜）を持つ折
線（曲線）となつている。 もちろん、このＰ濃度の傾斜は特定の傾きを持
つ直線状であつても若しくは一定の曲率を持つ曲
線状であつても構わない。又、Ｏ濃度についても
下地層、表面保護層及び光導電層の界面付近で傾
斜を有していても良い。 なお、上記下地層についてはその作製方法を述
べなかつたが、基本的に表面保護層を形成する処
理と同様な方法でできる。この下地層は支持体と
光導電層の間に介在させても良い。 本発明の光導電材は光照射により発生したキヤ
リアのうち電子が光導電層を走行する場合に特に
有効である。砂ち、光導電材を感光化させるため
にはその自由表面を負に帯電させることが性能を
引き出すために重要である。この場合に、光キヤ
リアのうち正孔は価電子帯の曲がりと外部印加電
場により容易に表面保護層を通過し自由表面の帯
電電荷をキヤンセルすることができる。 上述とは逆に自由表面を正に帯電させること光
キヤリアの電子は光導電層と表面保護層の界面に
おけるエネルギー障壁にさまたげられ表面電荷を
キヤンセルすることができず、該界面近傍に空間
電荷を形成するため種々の悪影響が出てくる。 ＜効果＞ 以上の様に本発明によれば、光学的バンドエネ
ルギーの異なる２つの層即ち光導電層とその表面
保護層を接合させるに当たり、一方の層の伝導型
を不純物濃度を変化させることにより連続的に変
化させフエルミレベルを変えることにより伝導帯
或いは価電子帯における光キヤリアの走行を良好
なものにでき、経時安定性、耐環境特性、電荷保
持能力、残留電位及び画像の流れ特性に優れた光
導電材が得られる。
通り、光導電部材がコーテイングされたドラム５
０８上に１次帯電器（−6.0KV）５０１にて電圧
を印加し、前記ドラム５０８上にレンズ５０２を
通過した像を露光して、該露光像を現像器５０３
にて現像し、その像を転写紙５０４に転写用帯電
器５０５により転写する工程及び転写後該ドラム
５０８をクリーニング装置５０６で清掃すること
並びに除電光源５０７にて除電を行う工程のこと
である。 ここで、光導電層及び表面保護層における望ま
しいＰ（リン）濃度及びＯ（酸素）濃度の膜厚方向
の分布を第６図に用いて説明する。 同図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにおいて横軸は膜
厚距離（膜厚方向に沿つた移動長さ）であり、ｘ
端が基板、Ｙ端が自由表面である。又、縦軸の単
位は任意である。 同図において、各グラフの実線ｌはＰ濃度を、
破線ｍはＯ濃度を表わしており、いずれのグラフ
にても、Ｏ濃度が表面保護層において高く、Ｐ濃
度に関しては表面保護層と光導電層の界面近傍で
最大値となり且つ基板側へ向つて低下する傾斜
（表面保護層に向かつて上昇する傾斜）を持つ折
線（曲線）となつている。 もちろん、このＰ濃度の傾斜は特定の傾きを持
つ直線状であつても若しくは一定の曲率を持つ曲
線状であつても構わない。又、Ｏ濃度についても
下地層、表面保護層及び光導電層の界面付近で傾
斜を有していても良い。 なお、上記下地層についてはその作製方法を述
べなかつたが、基本的に表面保護層を形成する処
理と同様な方法でできる。この下地層は支持体と
光導電層の間に介在させても良い。 本発明の光導電材は光照射により発生したキヤ
リアのうち電子が光導電層を走行する場合に特に
有効である。砂ち、光導電材を感光化させるため
にはその自由表面を負に帯電させることが性能を
引き出すために重要である。この場合に、光キヤ
リアのうち正孔は価電子帯の曲がりと外部印加電
場により容易に表面保護層を通過し自由表面の帯
電電荷をキヤンセルすることができる。 上述とは逆に自由表面を正に帯電させること光
キヤリアの電子は光導電層と表面保護層の界面に
おけるエネルギー障壁にさまたげられ表面電荷を
キヤンセルすることができず、該界面近傍に空間
電荷を形成するため種々の悪影響が出てくる。 ＜効果＞ 以上の様に本発明によれば、光学的バンドエネ
ルギーの異なる２つの層即ち光導電層とその表面
保護層を接合させるに当たり、一方の層の伝導型
を不純物濃度を変化させることにより連続的に変
化させフエルミレベルを変えることにより伝導帯
或いは価電子帯における光キヤリアの走行を良好
なものにでき、経時安定性、耐環境特性、電荷保
持能力、残留電位及び画像の流れ特性に優れた光
導電材が得られる。
第１図ａ，ｂ，ｃは光導電材を形成する光導電
層と表面保護層のエネルギー帯を示す図、第２図
及び第３図は本発明の適用される積層構造の光導
電材の側断面図、第４図は本発明の実施例に係る
光導電材の製造器具のブロツク図、第５図は本発
明の実施例に係る光導電材の使用される電子写真
装置のプロセス説明に供する図、第６図ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆは本発明の光導電材の特定の元素
の濃度分布のグラフ図である。 １……反応室、２……アルミニウム支持体、３
……ドラムヒーター、４，４′……放電電極、５
……小窓、６……高周波電源、７……駆動用モー
ター、８……バルブ、９……メカニカルブースタ
ポンプ、１０……ロータリポンプ、１１……リー
クバルブ、１２……補助バルブ、１３，１４，１
５，１６，１７……質量流量調整器、１８，１
９，２０，２１，２２……付属バルブ、２３，２
４，２５，２６，２７，２８……ボンベ、２９…
…付属バルブ、３０……質量流量調整器、３１…
…補助バルブ、７１……基板、７２……光導電
層、７３……表面保護層、１０１……光導電材、
１０２……光導電層、１０３……表面保護層、１
０４……導電性支持材、１０６……自由表面、２
０１……光導電材、２０２……光導電層、２０３
……表面保護層、２０４……導電性支持材、２０
５……下地層、５０１……帯電器、５０２……レ
ンズ、５０３……現像器、５０４……転写紙、５
０５……転写用帯電器、５０６……クリーニング
装置、５０７……除電光源。
層と表面保護層のエネルギー帯を示す図、第２図
及び第３図は本発明の適用される積層構造の光導
電材の側断面図、第４図は本発明の実施例に係る
光導電材の製造器具のブロツク図、第５図は本発
明の実施例に係る光導電材の使用される電子写真
装置のプロセス説明に供する図、第６図ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆは本発明の光導電材の特定の元素
の濃度分布のグラフ図である。 １……反応室、２……アルミニウム支持体、３
……ドラムヒーター、４，４′……放電電極、５
……小窓、６……高周波電源、７……駆動用モー
ター、８……バルブ、９……メカニカルブースタ
ポンプ、１０……ロータリポンプ、１１……リー
クバルブ、１２……補助バルブ、１３，１４，１
５，１６，１７……質量流量調整器、１８，１
９，２０，２１，２２……付属バルブ、２３，２
４，２５，２６，２７，２８……ボンベ、２９…
…付属バルブ、３０……質量流量調整器、３１…
…補助バルブ、７１……基板、７２……光導電
層、７３……表面保護層、１０１……光導電材、
１０２……光導電層、１０３……表面保護層、１
０４……導電性支持材、１０６……自由表面、２
０１……光導電材、２０２……光導電層、２０３
……表面保護層、２０４……導電性支持材、２０
５……下地層、５０１……帯電器、５０２……レ
ンズ、５０３……現像器、５０４……転写紙、５
０５……転写用帯電器、５０６……クリーニング
装置、５０７……除電光源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性支持部材と、前記支持部材上に形成さ
れたところの少なくとも水素を含む非晶質シリコ
ンより成る光導電層と、前記光導電層の表面に設
けられた表面保護層を有する光導電材において、 上記光導電層に酸素を含ませるとともに、第
族ｂの元素を含んだ不純物を該不純物濃度が表面
保護層との界面近傍で最大となり、且つ基板方向
に向つて負の傾斜を有する分布となるようにドー
ピングし、 上記表面保護層を、少なくとも光導電層より高
い濃度の酸素を含む非晶質シリコンで形成するこ
とによつて、光学的バンドギヤツプが光導電層よ
り大きな表面保護層であつても伝導型を適正に制
御して伝導帯の界面付近での整合を図つたことを
特徴とする光導電材。 ２ 前記支持部材と前記光導電層との間に少なく
とも酸素、窒素若しくは炭素を含む非晶質シリコ
ンより成る層を介在させたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光導電材。 ３ 上記第族ｂの元素はリンであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光導電材。 ４ 自由表面が正に帯電し、感光性を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光導電
材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042664A JPS60185959A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 光導電材 |
| DE19853506657 DE3506657A1 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-26 | Photoleitfaehige vorrichtung |
| DE3546544A DE3546544C2 (ja) | 1984-02-28 | 1985-02-26 | |
| US06/706,669 US4632894A (en) | 1984-02-28 | 1985-02-28 | Photoconductive device having photoconductive layer containing hydroxyl radicals |
| US06/786,046 US4683186A (en) | 1984-02-28 | 1985-10-10 | Doped amorphous silicon photoconductive device having a protective coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042664A JPS60185959A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 光導電材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185959A JPS60185959A (ja) | 1985-09-21 |
| JPH0346816B2 true JPH0346816B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=12642278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59042664A Granted JPS60185959A (ja) | 1984-02-28 | 1984-03-05 | 光導電材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60185959A (ja) |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP59042664A patent/JPS60185959A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60185959A (ja) | 1985-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |