JPH0456303B2

JPH0456303B2 -

Info

Publication number: JPH0456303B2
Application number: JP58112094A
Authority: JP
Inventors: Koji Minami; Kazuyuki Goto; Hisao Haku; Takeo Fukatsu; Michitoshi Oonishi; Yukinori Kuwano
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1992-09-08
Also published as: JPS6011849A; US4670367A; US4568622A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本発明は、アモルフアスシリコンを主成分とす
る光導電層が形成された静電潜像担持体に関する
ものである。

(ロ) 従来技術アモルフアスシリコンを主成分とする静電潜像
担持体は、セレンや硫化カドミウムを主成分とす
るものに比較して、耐熱性や耐摩耗性に富み、無
害であるとともに高光感度であること等の種々の
長所を有している。

また、長波長光に対しても充分な感度を有する
ので、複写機やレーサプリンタを用いたインテリ
ジエント複写機にも使用できる特長を有してい
る。

しかしながら、静電潜像担持体の特性上、帯電
を繰り返すことによつて、表面が劣化し、その結
果静電潜像が流れるという現象が生じる。

その原因は明確ではないが、元来光導電層には
その暗抵抗を高めるため酸素や窒素等の添加物が
若干ドーピングされており、この添加物が帯電を
繰返すことにより発生する窒素イオン等と結合
し、その結果暗抵抗が低下するためであると考え
られる。かといつて、この添加物を多くドーピン
グすると抵抗が大きくなりすぎ、今度は感度が低
下するという問題が生じる。

そのため、表面硬度の高いアモルフアスシリコ
ンを静電潜像担持体として使用する場合、複写プ
ロセスを数千回動作させる毎に、その表面を研削
し低抵抗化した部分を削り落す必要があつた。こ
の点、静電潜像担持体がセレンや硫化カドミウム
にて形成されているものは、表面硬度が低いの
で、複写プロセスを繰返すうちに、クリーニング
手段等によりその表面が徐々に研削され、あらた
めて研削する必要はない。

(ハ) 発明の目的本発明は上記従来技術の難点に鑑みてなされた
もので、複写プロセスを多数回実行させても、劣
化しない静電潜像担持体を実現せんとするもので
ある。

(ニ) 発明の構成導電性の支持体上に、アモルフアスシリコンを主
成分とする光導電層が形成された静電潜像担持体
において、前記光導電層は、低抵抗の基層と、該基層上に
形成された表面層とを備え、該表面層は、アモルフアスシリコンを高抵抗化
する窒素、炭素、酸素などの不純物がドーピング
された薄膜状の高抵抗層と、前記不純物がドーピ
ングされていない薄膜状の低抵抗層とが、交互に
４層以上構成されてなり、最上層を上記薄膜高抵
抗層とした事を特徴とした静電潜像担持体。

(ホ) 実施例第１図は本発明の一実施例を示す部分拡大断面
図である。この図において、１はアルニウム製の
支持体で、この支持体１上には、低抵抗のアモル
フアスシリコンにて形成された厚さが20μｍの基
層２が形成されている。そして、この基層２の上
部には、アモルフアスシリコンを高抵抗化する不
純物である窒素がドーピングされた、薄膜状の第
１の高抵抗層３ａが積層されている。この第１の
高抵抗層の上部には窒素がドーピングされない、
薄膜状の第１の低抵抗層４ａが積層されている。
この第１低抵抗層４ａの上部には、前記第１の高
抵抗層３ａよりも多量の窒素がドーピングされ
た、薄膜状の第２の高抵抗層３ｂが積層され、こ
の第２の高抵抗層３ｂの上部には、前記と同様な
薄膜状の第２の低抵抗層４ｂが積層されている。
そして、第２の低抵抗層４ｂの上部には、第２の
高抵抗層３ｂより更に多量の窒素がドーピングさ
れた薄膜状の第３の高抵抗層３ｃが積層されてい
る。なお、用語「薄膜状の高抵抗層」と「薄膜状
の低抵抗層」に使用される「薄膜」とは、薄膜積
層された多層間の相互作用が得られる程度の薄さ
の膜厚を示す。即ち、膜厚が厚い程、膜の信頼性
が向上するが、厚すぎると光導電性が低下して多
層間の相互作用が得られないので、厚くとも数百
Åオーダー程度なければ、多層間の相互作用が発
生しない。従つて、本実施例の場合には、前記薄
膜状の高抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃと薄膜状の低抵
抗層４ａ，４ｂの厚さは、夫々100Åとした。

第２図および第３図は、本発明静電潜像担持体
の製造方法を具体化するためのプラズマCVD装
置を示すもので、第２図は模式図、第３図は一部
断面斜視図である。これらの図におて、５は、静
電潜像担持体および各種のガスを封入する中空円
筒状の容器である。この容器５には内部のガスを
吸引排気するための、ロータリーポンプ６および
メカニカルブースターポンプ７が直列接続されて
いる。なお、場合によつてはデユフユージヨンポ
ンプが備えらえていてもよい。容器５の内部には
円柱状でかつ断面がコ字状のプラズマシールド部
材８が備えられている。そしてこのプラズマシー
ルド部材８の内部には円柱状でかつ中空環状の電
極９が備えられ、この電極９の内側には、静電潜
像担持体の支持体としての円筒体１が内挿されて
いる。この円筒体１は、モータ１０の回転軸１１
に固着されたホルダ１２上に載置され、その上端
には、開孔を閉塞するカバー１３が装着されてい
る。１４は容器５、プラジマシールド部材８およ
び電極９の外側壁を軸線と直交方向に貫通するガ
ス供給用パイプである。そしてこのガス供給用パ
イプ１４の内部には、電極９に高周波電力を印加
するための導電線１５が挿通されている。また、
電極９の内側壁には、ガスを噴出するための複数
個の貫通孔９ａ…が、回転軸線と平行して連続的
に開設されている。なお、この貫通孔９ａ…は、
電極９の内側壁に全面にわたつて開設されていて
もよいし、また部分的に開設されていてもよい。
１６は電極９に高周波電力を印加するための高周
波電源である。

前記円筒体１の内部には棒状のヒータ１７が挿
入され、このヒータ１７の下端は前記ホルダ１２
上に固設されている。なお、回転軸１１には前記
ヒータ１７に給電するブラシ１８，１８が備えら
れている。

１９は酸素（02）ガスボンベ、２０は水素
（H2）ガスボンベ、２１はモノシラン（SiH4）
ガスボンベ、２２はジボラン（B2H6）ガスボン
ベ、２３はアルゴン（Ar）ガスボンベ、そして
２４はアンモニア（NH3）ガスボンベである。
２５，２６，２７，２８，２９，３０は、各ボン
ベ１９，２０，２１，２２，２３，２４からのガ
スの流量をコントロールするマスフローコントロ
ーラである。３１ないし４３は各ガスの通路を開
閉するバルブである。

上記のようなプラズマCVD装置にて、静電潜
像担持体を製造するには、次のような工程にてこ
れを行なえばよい。

先ず、アルミニウム製の円筒体１をホルダ１２
上に載置する。なお、この円筒体１の外側壁は超
仕上がされている。次いで、カバー１３で閉塞し
た後、容器５内の空気を、２種類のポンプ６，７
等で１×10^-6TOrr程度まで吸引排気する。そし
て円筒体１内に挿入されたヒータ１７にて、これ
を200℃〜300℃まで昇温する。この際円筒体１は
モータ１０により10rpmで回転している。

その後、容器５内にアルゴンガスを充満させて
1Torrに保持し、電極９と円筒体１との間に電力
が50W、周波数が13.56MHz、電圧が5KVの高周
波電力を印加して、約20分間プラズマ放電を生起
させる。すると円筒体１の表面に極微細な凹凸が
形成される。このように円筒体１の表面に凹凸を
形成するのは、その上に光導電層２を被着させや
すくするためである。円筒体１の表面に凹凸を形
成した後、前記ポンプ６，７にてアルゴンガスを
排出して、容器５内の圧力を再度１×10^-6Torr
にする。

次いで、容器５内にモノシランガスを200c.c.／
分、水素ガスを10c.c.／分、ジボランガスを500×
10^-6c.c.／分、酸素ガスを10c.c.／分の流量で導入し
て、圧力を1Torrに保持する。このように各ガス
を導入しつつ前記と同様に300Wの電力で約３時
間プラズマ放電を生起させる。この際、未反応の
ガスは図示せぬバルブから排出され、容器５内の
圧力は常に1Torrに保持される。そうすると、円
筒体１の表面に厚さが20μｍの水素化アモルフア
スシリコンで形成された基層２が形成される。

その後、前記と同様にして、容器５内の残留ガ
スを排気する。次いで、容器５内にモノシランガ
スを100c.c.／分、水素ガスを35c.c.／分、アンモニ
アガスを15c.c.／分、ジボランガスを250×10^-6
c.c.／分の流量で導入して、圧力を1Torrに保持し
つつ50Wの電力で、１分間プラズマ放電を生起さ
せる。そうすると、窒素がドーピングされた第１
の高抵抗層３ａが形成される。

次いで、容器５内の残留ガスを排気し、モノシ
ランガスを100c.c.／分、水素ガスを５c.c.／分、ジ
ボランガスを250×10^-6c.c.／分の流量で導入して、
前述と同様に50Wの電力で１分間プラズマ放電を
生起させると、窒素がドーピングされない第１の
低抵抗層４ａが形成される。

その後、前述と同様にして第２の高抵抗層３ｂ
を形成するのであるが、この際アンモニアガスの
流量のみを増加させて25c.c.／分とする。

次いで、前述と同様にして第２の低抵抗層４ｂ
を形成する。

最後に、第３の高抵抗層３ｃを形成するのであ
るが、この際アンモニアガスを流量のみを50c.c.／
分に増加させる。

而して、円筒体１を徐々に冷却し、容器５から
取り出せば静電潜像担持体の完成品を得ることが
できる。

次に他の実施例について説明する。第４図は他
の実施例を示す部分拡大断面図である。この実施
令は前記実施例と類似する構造となつているが、
異なる点は、薄膜状の第１、第２、第３の高抵抗
層３ａ，３ｂ，３ｃの窒素のドーピング量が同一
で、かつその厚さが表面に近い程肉厚に形成され
ていることである。具体的には、第１の高抵抗層
３ａの厚さは100Å、第２の高抵抗層３ｂの厚さ
は300Å、として第３の高抵抗層３ｃの厚さは700
Åであり、薄膜状の第１、第２の低抵抗層４ａ，
４ｂの厚さは、夫々100Åである。

このように高抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃの厚さを
変えるには、プラズマ放電をさせる時間を変えれ
ばよい。

なお、アモルフアスシリコンを高抵抗化させる
ための不純物としては、窒素の他に炭素、酸素、
硼素を挙げることができる。第１の実施例におい
て基層２に酸素が若干ドーピングされているが、
これは基層２の抵抗を適当な値に調整するための
もので、高抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃの抵抗よりは
充分に低い。

(ニ) 発明の効果本発明では、基層の上部に薄膜状の高抵抗層
と、薄膜状の低抵抗層とが、４層以上交互に積層
されているので、薄膜積層特有の膜間相互作用に
より、高感度を維持しつつ長寿命の静電潜像担持
体を実現することができる。

この理由は明確ではないが、本発明の実施例
と、従来例とを比較実験した結果、本発明の実施
例が従来例の５倍以上の寿命を有することが確認
できた。

また、高抵抗層は表面に近い程、アモルフアス
シリコンを高抵抗化する不純物の含有率が高いの
で、複写プロセスを多数回実行しても、抵抗は低
下し難い。この結果は、表面に近い高抵抗層が厚
い場合にも同様に現われる。

従つて、静電潜像担持体の表面を研削するとい
う困難な作業が必要でなくなる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を、説明するも
ので、第１図は一実施例を示す部分拡大断面図、
第２図および第３図はプラズマCVD装置を示す
模式図、および部分断面斜視図、第４図は他の実
施例を示す部分拡大断面図である。１……支持体（円筒体）、２……基層、３ａ，
３ｂ，３ｃ……高抵抗層、４ａ，４ｂ……低抵抗
層、５……容器、９……電極、１６……高周波電
源、１９，２０，２１，２２，２３，２４……各
種ガスボンベ。

Claims

【特許請求の範囲】１導電性の支持体上に、アモルフアスシリコン
を主成分とする光導電層が形成された静電潜像担
持体において、前記光導電層は、低抵抗の基層と、該基層上に
形成された表面層とを備え、該表面層は、アモルフアスシリコンを高抵抗化
する窒素、炭素、酸素などの不純物がドーピング
された薄膜状の高抵抗層と、前記不純物がドーピ
ングされていない薄膜状の低抵抗層とが、交互に
４層以上構成されてなり、最上層を上記薄膜高抵
抗層とした事を特徴とした静電潜像担持体。２薄膜状の高抵抗層が、表面に近い程、高濃度
にドーピングされた特許請求の範囲第１項記載の
静電潜像担持体。３薄膜状の高抵抗層が、表面に近い程、肉厚に
形成された特許請求の範囲第１項記載の静電潜像
担持体。