JPH0385546A - 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、非晶質シリコンＣ以下、ａ−３ｉという、）
を主成分とする静電潜像担持体に関する。

（ロ）従来の技術 通常、この種の静電潜像担持体は、米国特許筒４．６８
１．８２６号の明細書及び図面に開示された如く、ＡＩ
を主成分とする導電性の円筒形をｔｌす支持体表面にａ
−Ｓｉを主成分とする光導電層を積層して形成される。

　ａ−Ｓｉを主成分とする光導電層はＳｅ、ＣｄＳを主
成分とする従来の光導電層と比較して。

耐熱性、耐摩耗性に冨み、無公害である等の利点を有し
ている。

ところで、ａ−Ｓｉ光導電層を静電潜像担持体に用いる
場合、現像プロセスに必要なだけの帯電量を得るために
十分な膜厚に成膜する必要がある６また。その際、支持
体から上記光導電層に流れ込む注入電荷を阻止する目的
で、電荷注入阻止層を。

また、付与された表面電荷が担持体表面から光導電層へ
注入することを防止する目的で表面保護層が適宜設けら
れる。

ａ−Ｓｉ感光体は前述したように、静電潜像担持体とし
て多くの優れた特徴を有するが、製造コストが高いとい
う問題点がある。すなわち、ａ−５ｉの製造方法は、主
には半導体プロセスに利用される化学蒸着法を用いるが
、他の半導体材料に比べて必要な膜厚が非常に大きく、
製造コストが高くなる。

そこで、この邸−５ｉ悪感光の膜厚を薄くすることがで
きれば、コスト削減が図れる。しかし、膜厚を薄くする
と、担持体として十分な帯電量が得られなくなり、光感
度が低下するという問題点が発生し、そのため薄膜化が
図れないのが現状である。

また、近年、複写機の高速、高画質化が進むに従いａ−
Ｓｉ感光体の高性能化が求められ、より高い帯電特性、
光感度が必要となってきた。特に、レーザービームブリ
ンク用の感光体は長波長光に対して高い感度が要求され
る。これに必要な帯電特性と光感度を合わせ持つために
は、従来の技術では膜厚を薄くすることはできなかった
。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ａ−５ｉ感光体の膜厚を薄くすると、前述したように必
要な帯電特性が得られず、光感度が低下するという問題
点が生じる６本発明は、ａ−５ｉ悪感光の薄膜化という
コスト削減に有効な手段を生かしつつ、十分な光感度を
維持□し、また、残留電位も減少させた静電潜像担持体
を提供することをその課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、少なくと６導電性表面を有する支持体上に、
絶縁性非晶質炭素を主成分とする電荷注入阻止層、非晶
質シリコンを主成分とする光導電層、及び表面保護層を
順次積層し、前記光導電層に少なくと６１種類以上の導
電型を決定する不純物元素を含有すると共に、前記不純
物元素の濃度が膜厚方向に分布を有することを特徴とす
る。

（ホ）作用 本発明は、光導電層中の不純物元素濃度に分布を持たせ
ているので、長波長光に対する光キヤリア発生効率及び
キャリア移動度が向上し、長波長感度が向上する。

更に、電荷注入阻止層に絶縁性非晶質炭素膜を用いるこ
とにより、光導電層が薄膜化した場合においても十分な
帯電特性を有する。

（へ）実施例 以下５本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の静電潜像担持体の一例を示す断面図
である。同図において、（１）は導電性表面を有する支
持体、（２）は前記支持体（１）の表面に形成された非
晶質炭素（以下ａ−Ｃという、）を主成分とする電荷注
入阻止層、（３）は前記阻止層（２）表面に形成された
ａ−Ｓｉを主成分とする光導電層、（４）は前記光導電
層（３）表面に形成された表面保護層である。

ここで、支持体（１）は円筒状、シート状いずれでも良
く、材質的にはアルミニウム合金、ステンレス鋼などの
金属、あるいはガラス、樹脂上に導電処理を施したもの
でも良い。

ａ−Ｃからなる阻止層（２）は、膜厚１０〜１０，００
０人、好ましくは５０〜１．０００　Ａに形成され、　
ｉｌｌ中に１〜５０ａｔｏｍｉｃ％の水素原子を含有す
る。また、ａ−Ｃの光学的禁制帯幅は、３．ＯｅＶ以上
、導電率は、ｌｏ−＋３ΩＣ１１１−以下であり十分な
電荷阻止能力を有する。

ａ−Ｓｉからなる光導電層（３）は、膜厚１〜２０４国
、好ましくは５〜１５μ−に形成され、膜中に１〜５０
ａｔｏｍｉｃ％の水素原子を含有する。そして、この光
導電層（３）の膜中には導電型を決定する第１ＩＩ族ま
たは第Ｖ族の不純物元素を少なくとも１種類以上含有し
、この不純物元素の膜中濃度を長波長増感のため膜厚方
向に分布を設けている。この膜中の不純物濃度は、阻止
層（２）から表面保護層（４）に向かって小さくする。

このため、例えば、光導電層（２）を多層に形成し、阻
止層（２）から表面層（４）に向かって、各層の不純物
濃度を小さく設定したり、また、光導電層（２）を単層
で構成する場合には、不純物濃度にグレイディトを持た
せる。

表面保護層（４）としては、水素化アモルファス窒化シ
リコン、水素化アモルファス炭化シリコン、水素化アモ
ルファス酸化等が用いられ、膜厚は５００〜２０．００
０人形成される。

本発明の具体的実施例を表１に示す製造条件で第５図に
示す如き装置を用いて製造した。

第２図は、本発明の実施例１の構造を示す断面図であり
、支持体（１）上に、阻止Ｊｌ（２）、第１の光導電層
（３１）　　第２の光導電層（３２）　、表面保護ＦＷ
（４）が順次、積層形成されている。この実施例１にお
いては、光導電層（３）を２層で構成している。

第３図は本発明の実施例２の構造を示す断面図であり、
支持体（１）上に、阻止層（２）、第１の光導電層（３
１）　、第２の光導電層（３２）　、第３の光導電層（
３：ｌ）　、表面保護層（４）が順次、積層形成されて
いる。この実施例２におし）ては、光導電層（３）を３
層で構成している。

第４図は、本発明の実施例３の構造を示す断面図であり
、支持体（１）上に、阻止！（２）、光導電層（３）１
表面保護層（４）が順次、積層形成されている。この実
施例３の光導電層（３）【ま単層で構成している。

（以下、余白） 第１表 次に各実施例の製造例を詳述する。

（実施例　ｌ） 第６図は本発明に係る静！潜像担持体を作製するための
模式図である。

この図に示すように、原料ガスが導入される密封容器（
６）内に中空円筒上の放電電極（７）を配置したプラズ
マＣＶＤ装置を利用し、このＣＶＤ装置の放電電極（７
）内部に導電性の支持体（１）を同心的に設置する。こ
のように支持体（１）を密封容器（６）内に回転自在に
装填した後、前記密封容器（６）内をロータリーポンプ
（８）及びメカニカルブースターポンプ（９）を稼動さ
せてｌＸｌ０−’気圧程度まで減圧排気する。

そして、上記支持体（１）をモーターを介して回転させ
つつ支持体（１）の内部に挿入されているヒーター（図
示せず）によって２５０〜４００℃程度まで昇温加熱す
る。

ここで、密封容器内にＣ１，ガス、及びＨ２ガスを導入
してガス圧をＩ　Ｘ　１０−’気圧程度に保持する。

Ｈ２ガスの希釈率（ＣＨ４／　ＩＣＨ４＋　Ｈ２）　）
を０．１以上にマスフローコントローラー（１０）によ
り設定制御する。この状態にて高周波電源（１１）から
周波数１３、５６ＭＨｚの高周波電力を印加して一定時
間プラズマを生起させ、前記ＳｉＨ４ガス等の原料ガス
を一定時間分解させ、導電性表面を有する支持体（１）
の表面に膜厚約３００大の阻止層（２）を形成する。　
前記阻止層形成後、密封容器（６）内の残留ガスを排気
すべく　１０−’気圧程度まで減圧する。

そしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｈ２ガスをベースとし
たＢＪａガスを導入する。今回の反応においては、ガス
圧はｌＸｌ０−２気圧程度に保持され、水素希釈率（Ｌ
／　＋５ＩＨ４＋　Ｈｗｌ　）はｏ、ｉ以上、Ｂ、Ｈ，
ガス流量比（ＬＨｓ／　ｆｓｉＨ４＋　ＢｉＨｓｌ　）
は１．Ｏｐｐｆｆｌになるようにマスフローコントロー
ラー（１０）により設定制御される。この状態にて高周
波電源（１１）から周波ｔ’ｉ　１３．５６＆４Ｈｚの
高周波電力を印加して、一定時間プラズマを生起させ、
前記ＳｉＨ４ガス等の原料ガスを一定時間分解させ、前
記阻止層（２）上に膜厚的５．０μｍの第１の光導電層
（３１）を形成する。

前記第１の光導電層形成後、密封容器（６）内の残量ガ
スを排気すべく　１０−’気圧程度まで減圧する。そし
て５ＩＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＨａガスをベースとしたＢ
、Ｈ，ガスを導入する。今回の反応においてはガス圧は
ｌ　Ｘ　ｔｏ−”気圧程度に保持され、水素希釈率（Ｈ
ａ／（ＳｉＨｎ　＋Ｈ＊）　）は０．１以上、Ｂ、Ｈ，
ガス流量比（ＢＪａｌ　（ＳｉＨ４＋　ＢＪａｌ　）は
０．２ｐｐＩ！＋になるようにマスフローコントローラ
ー（ｌＯ）により設定制御される。この状態にて高周波
電源（１１）から周波数１３．５６Ｍ１ｌｚの高周波電
力を印加して、一定時間プラズマを生起させ、前記Ｓｉ
Ｈ＋ガス等の原料ガスを一定時間分解させ、前記阻止層
（２）上に膜厚的５．０μｍの第２の光導電層（３２）
を形成する。

前記第２の光導電層形成後、密封容器（６）内の残留ガ
スを排気すべく１０１気圧程度まで減圧する。そして５
ＩＨ４ガス、Ｃ１，ガス、Ｈ１ガスを導入する。今回の
反応において、ガス圧はＩ　Ｘ　ｔｏ−３気圧程度に保
持され、水素希釈率（Ｈ＊／　（ＳｉＨ４＋　ＣＨ４）
　）は０．１以上、Ｃ１，ガス流量比（ＣＨ４／　＋５
ＩＨ４＋ＣＨ４１）は０．２〜０．９になるようにマス
フローコントローラー〔１０）により設定制御される。

この状態にて高周波電源（１１）から周波数１：３．５
６ＭＨｚの高周波電力を引加して一定時間プラズマを生
起させ、前記５ＩＨ４ガス等の原料ガスを一定時間分解
させ、前記光導電層上に膜厚約２０００人の表面層（４
）を形成する。

（実施例２） 第６図に示す装置を用いて第１表に示す条件に従って作
成した。実施例２においては、膜厚３．３μｍの第１〜
第３の光導電層（３１）〜（３３）を形成する。ＢａＨ
ｓのガス流量比を第１の光導電層（３１）の場合１．０
ｐｐ＋１．第２の光導電層（３２）の場合０．６ｐｐｍ
、第３の光導電層（３３）の場合０．２ｐｐｍになるよ
うにマスフローコントローラー（１０）により設定制御
し、他の条件は実施例１と同様にして形成した。

（実施例３） 第６図に示す装置を用いて第１表に示す条件に従って作
成した。実施例３においては、光導電層（３）として、
膜厚１０μｍの単層のものを形成する。この光導電層（
３）を第５図に示すＢ、Ｈ，濃度プロファイルになるよ
うＢオＨ，の流量比を１．０〜０゜２ｐｐｍにグレイデ
ィトし、マスフローコントローラー（１０）を制御した
。その他の条件は実施例１と同様にして形成した。

次に、第２表の形成条件により作成した電荷注入阻止層
（２）として膜厚１．５μｍのｐ型水素化アモルファス
シリコン、１０μｍの濃度分布のない光導電層（３）　
、　２０００Ａ表面保護層（４）からなる従来例と上述
の実施例１〜３との夫々の帯電能力及び分光感度との特
性を比較した結果を第３表に示す。

尚、分光感度はレーザビームブリンクに用いられる半導
体レーザの発振波長に近い８００ｎｍを選んだ。

Ｃ以下、余白） 第２表 第３表 第３表から明らかなように実施例１〜３が従来例より帯
電能力が高く、また光導電層中ＢｚＨａｆｉ度に分布を
もたせた実施例１〜３が従来例より分光感度が高く、そ
の中でも実施例３の光導電層Ｂ、Ｈ。

濃度プロファイルであるとき、分光感度が最ら良好であ
ることが判った。

尚、上述した実施例においては１作成方法としてプラズ
マＣＶＤ法にて行ったが、これ以外にイオンブレーティ
ング法、反応性スパッタリング法を用いてらよい。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、長波長感度が良好
で且つ、薄膜化の可能な静電潜像担持体の低コスト化が
図れる。また、本発明では、非晶質炭素薄膜を阻止層と
して用いているので、正負両帯電も可能となり、残留電
位を減少させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す断面図、第２図は本発
明の第１の実施例を示す断面図、第３図は本発明の第２
の実施例を示す断面図、第４図は本発明の第３の実施例
を示す断面図、第５図は光導電層のｎｕｎｓａ度プロフ
ァイルを示す図、第６図は本発明に係る静電潜像担持体
の作製装置を示す模式図である。 ｌ・・・支持体、２・・・電荷注入阻止層、３・・・光
４電層、　３１・・・第１の光導電層、３２・・・第２
の光導電層、３３・・・第３の光導電層、４・・・表面
保護層。 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも導電性表面を有する支持体上に、絶縁
   性非晶質炭素を主成分とする電荷注入阻止層、非晶質シ
   リコンを主成分とする光導電層、及び表面保護層を順次
   積層した静電潜像担持体であって、前記光導電層は少な
   くとも１種類以上の導電型を決定する不純物元素を含有
   すると共に、前記不純物元素の濃度が膜厚方向に分布を
   有することを特徴とする静電潜像担持体。