JPH0566582B2

JPH0566582B2 -

Info

Publication number: JPH0566582B2
Application number: JP58079611A
Authority: JP
Inventors: Takao Kawamura; Naooki Myamoto; Hideaki Iwano; Hisashi Higuchi; Yasuo Nishiguchi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1993-09-22
Also published as: JPS59204048A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はレーザーラインプリンタに用いる電子
写真感光体の改良に関する。近時、小型軽量且つ低消費電力の高密度・高速
記録方式としてレーザー光を記録部材としたレー
ザーラインプリンタがあり、特に半導体レーザー
プリンタ、及びそれに使われる主にアモルフアス
シリコン（以下、ａ−Siと略す）から成る光電部
材が注目されている。しかしながら、このレーザー光が単色光のた
め、感光体の層内部に入射したレーザー光が光導
電層で十分に吸収されないで、光導電層を支持す
る導電性基板に達し、導電性基板表面で反射する
ことが多分にあり、次に述べるような問題を引き
起こしていた。即ち、第１図に示すような導電性基板１上に光
導電層２が積層された感光体によれば、半導体レ
ーザー光などの入射光１の一部が導電性基板１
で反射され、この反射光２の一部が再び光導電
層２の表面で反射を起こすと、この二度反射した
光３と入射光１が干渉作用を起こし、感光体
の層厚に若干のムラがあるだけでムラに応じた電
荷潜像の縞模様が生じる。この縞模様のピツチは
膜厚の差がλ／２（λはレーザー光の波長である）
の整数倍に相当して成り、中間調の濃度を再現し
ようとした時、濃淡の縞模様が生じていた。そこで、前記の反射を防止するために導電性基
板１上に入射光１を吸収する吸収層を設けるこ
とが提案されている。ところが、この提案をａ−Si光導電層をもつた
感光体にあてはめた場合、導電性基板１の界面で
キヤリアがトラツプされやすく、且つ導電性基板
１からの電荷の注入阻止が有効になされないた
め、表面電位が低下し、且つ残留電位が大きくな
り、更に暗減衰速度が大きくなるため、光感度が
相対的に低下する欠点があつた。本発明者等は上記事情に鑑み、鋭意研究に努め
たところ、導電性基板からの電荷の注入阻止を有
効になすため、この導電性基板上に障壁層を介し
て吸収層を積層し、該吸収層上にａ−Si光導電層
を設けて成る電子写真感光体によれば、表面電位
を有効に保ちつつ、残留電位を十分に下げ、暗減
衰速度を小さくするのに加え、感光体へ投光され
る入射光が導電性基板表面で反射するのを防止
し、且つ光感度が大きくなるという利点をも有す
ることを知見するに至つた。本発明は上記知見に基づき完成されたもので、
導電性基板表面での入射光の反射防止により、濃
淡の縞模様を防ぎ、且つ中間調の濃度の再現性を
高め、加えて光感度を向上させた高性能の電子写
真感光体を提供することを目的とする。本発明によれば、導電性基板上に少なくともａ
−Si光導電層を積層して成り、該光導電層の表面
側からレーザー光を照射して該光導電層に光キヤ
リアを発生させる電子写真感光体において、前記
導電性基板上に、該導電性基板からの電荷の注入
を阻止する障壁層を介して前記レーザー光を吸収
する吸収層を積層し、該吸収層上に前記ａ−Si光
導電層を設けたことを特徴とする電子写真感光体
が提供される。以下、本発明を詳細に説明する。本発明は発振波長が633nm位のHe−Neガスレ
ーザや、発振波長が442nm位のHe−Cdガスレー
ザなどの記録部材にも適用されるが、レーザー光
に770〜780nm位の発振波長をもつた半導体レー
ザを記録部材としたレーザーラインプリンタに対
し、800nm付近の近赤外領域で光感度特性をもつ
たａ−Si光導電層から成る電子写真感光体に基づ
いて、本発明を詳細に説明する。本発明の電子写真感光体の基本構成は第２図に
示す如く、導電性基板１上に、障壁層３、吸収層
４及び光導電層２を順次積層して成り、望ましく
は第３図のように、更に表面保護層５を積層して
構成され、本例においては、いずれの層も主にａ
−Siから成ることを特徴とする。また、感光体の
種別に応じて種々、変更してもよく、例えば機能
分離型感光体では光導電層とともに暗抵抗を大き
くするため電荷輸送層を設ける必要がある。そして本例においては、第３図の通り、硼素な
どの周期律表第ａ族不純物を含有しつつ、層形
成開始時に酸素を0.1〜20.0atomic％含み、且つ
層形成中に酸素含有量を漸次減少させたａ−Si障
壁層３と、酸素と共にゲルマニウム、スズの少な
くとも一種を含むａ−Si吸収層４と、10^-5〜５×
10^-2atomic％の酸素を含有するａ−Si光導電層
２と、層形成中に酸素含有量を漸次増加させ、且
つ層形成終了時に酸素を1.0〜60.0atomic％含ん
だａ−Si表面保護層５とを順次積層して成ること
を特徴とし、各層の成分比及び厚みは第１表の通
りである。

〔実施例１〕

上述した第４図に示すグロー放電分解装置でａ
−Si障壁層、ａ−Si・Ge吸収層、ａ−Si光導電
層及びａ−Si表面保護層を形成し、この電子写真
感光体の分光光感度特性及び表面電位特性を測定
した。即ち、前記グロー放電分解装置のターンテーブ
ル２６上に円筒状のアルミニウム基板１を載置
し、第１タンク６より水素をキヤリアーガスとし
たSiH₄ガス（流量320sccM）を、第３タンク８
より水素をキヤリアーガスとしたB₂H₆ガス（流
量80sccM）を、更に、第４タンク９より酸素ガ
ス（流量10.0sccM）を放出し、鏡面仕上げされ
た円筒状のアルミニウム基板１上に酸素を約
5.0atomic％、硼素を約200ppm、水素を約
10atomic％含有の組成から、漸次、連続的に酸
素ガスの放出量を減少させていき、2.0μmの層厚
になつた時に酸素ガス流量を0.6sceMとなるよう
にし、よつて、基板界面付近では酸素量が多く、
障壁層形成の終了に近づくに伴ない吸収層４の酸
素量に近い値にすることにより、層厚に対して
exponentialなカーブになるように調整をした。
このときの製造条件は放電圧を0.6Torr、基板温
度を200℃、高周波電力を150W、層形成速度を14
Å／secとした。次に、前記の製造条件を維持しつつ、酸素ガス
の放出量を0.6sccMと一定レベルに保ち、且つ第
３タンク８より水素をキヤリアーガスとした
GeH₄ガスを放出し、流量が層厚に応じ、順次増
加するように制御し、Geの層厚に対する濃度勾
配層の層厚が1.0μmとなつた時、反応管２２内の
GeH₄ガスのSiH₄ガスに対する割合を1/2とした。
その後、GeH₄ガス流量を一定にして更に2.0μm
の層厚で成層を行ない、次いでGeH₄ガスの流量
を順次減少させ吸収層の層形成終了時にGeの成
分を零となるようにし、このGeの濃度勾配層を
1.0μmとし、吸収層４を形成した。更に、続けて酸素ガス流量を0.6sccMとした条
件で、酸素約0.02atomic％、硼素を約200ppm、
水素を約15atomic％含む、厚さ21.8μmの光導電
層２を得た。その後、酸素ガス流量を0.6sccMか
ら10.0sccMに、SiH₄ガスを320sccMから
100sccMにB₂H₆ガスを80sccMから零に漸次連続
的に放出量を変えて、外表面が酸素約50atomic
％、水素を約15atomic％含有し、硼素を含まな
い、厚0.2μmの表面保護層５を得た。上記に従い、成層された積層膜感光体Ａの層厚
に対する酸素及びGeのそれぞれの濃度分布を第
５図及びに示す。同図中、横軸はそれぞれ酸
素及びGeの濃度を示し、縦軸についてはd0−d1
間は障壁層３のd1−d2間は吸収層４の、d2−d3
間は光導電層２の、d3−d4間は表面保護層５の
それぞれの層厚を示す。かくして得られた積層膜感光体Ａの分光光感度
特性を測定したところ、第６図に示す通りの結果
が得られた。同図において、○印はこの積層膜感光体Ａの光
感度測定結果であり、イはこの測定結果に基づい
た分光光感度曲線であり、●印は前記積層膜感光
体Ａの障壁層３、光導電層２及び表面保護層５を
本実施例と同一の製法条件で作成した、吸収層４
のない積層膜感光体Ａ−１の光感度測定結果であ
り、ロはこの測定結果に基づいた分光光感度曲線
である。第６図から明らかなように、本発明の積
層膜感光体Ａでは前述の吸収層４を積層したた
め、吸収層４のない積層膜感光体Ａ−１に比べ、
長波長領域における光感度特性の大幅な向上が認
められ、半導体レーザを用いたレーザービームプ
リンタへの応用を可能としている。次に、積層膜感光体Ａ及びＡ−１の表面電位、
暗減衰及び光減衰の特性を測定したところ、第７
図に示す通りの結果が得られた。これらの特性は
暗中で＋5.6kVのコロナチヤージヤで正帯電し、
暗中での表面電位の経時変化と、770nmの単色光
照射直後の表面電位の経時変化を追つたものであ
る。同図中、ハ及びニは、それぞれ本発明の積層
膜感光体Ａの暗減衰曲線及び光減衰曲線であり、
ホ及びヘは、それぞれ積層膜感光体Ａ−１の暗減
衰曲線及び光減衰曲線である。第７図から明らかなように、吸収層４を設けた
ことによる表面電位及び暗減衰の低下はほとんど
認められず、残留電位もほとんど認められない。
そして、表面電位が700Vと大幅に高く、暗減衰
も遅く、５秒後で約５％であり、電荷保持能力が
飛躍的に向上している。また、前記積層膜感光体Ａを半導体レーザープ
リンタ（波長770nm、印刷速度20枚／分）に実装
し、印字したところ、全ての印字条件下でレーザ
ー光の干渉作用による縞模様を生じることがな
く、高コントラストで解像度の高い、高品質画像
が得られ、30万回の繰り返しテスト後においても
濃度低下、白地のかぶり、ドラム表面の傷による
白抜けなどの劣化が全く見られず、極めて高い耐
久性を有していることが確認された。〔実施例２〕前記実施例１と同様に、グロー放電分解装置に
よりアルミニウム基板上に、第２表の通りに本発
明の積層膜感光体Ｂ〜Ｉを製作した。

【表】

【表】そして上記積層膜感光体Ｂ〜Ｉについて、実施
例１と同じ方法で光感度特性（波長770nm）及び
表面電位特性を測定したところ、第３表の通りの
結果になつた。

【表】また上記実施例の積層膜感光体のすべてについ
て、前記実施例１と同一の方法で半導体レーザー
プリンタ（波長770nm、印刷速度20枚／分）に実
装し、印字したところ、全ての印字条件下でレー
ザー光の干渉作用による縞模様を生じることがな
く、高コントラストで解像度が高い、高品質画像
が得られ、30万回の繰り返しテスト後においても
濃度低下、白地のかぶり、ドラム表面の傷による
白抜けなどの劣化が全く見られず、初期画像と何
等遜色がなかつた。上述した実施例から明らかなように、本発明の
ａ−Si感光体は層形成中に酸素含有量を漸次増加
させ、且つ層形成終了時に酸素を最大に含んだ表
面保護層を光導電層上に積層し、しかも、酸素濃
度が導電性基板に向かつて漸次増加させて酸素濃
度に勾配を設け、且つ硼素を含有させた障壁層を
導電性基板上に設けたため、電荷保持能力が極め
て大きくなり、且つ暗減衰速度の小さい特性を示
すと共に、近赤外光に対する光感度が著しく向上
した好適な感光体となつた。更に、障壁層の、基
板との界面を最大酸素含有量とし、この界面から
漸次酸素含有量を減少させたため、残留電位はほ
とんど零にまで下げることができた。加えて、障壁層と光導電層の間に酸素とともに
Ge，Snの少なくとも一種を含有させた、ａ−Si
から成る吸収層を介在させたため、近赤外光を有
効に吸収させ、その結果、光導電性を有すると共
に入射光の導電性基板での反射を防止し、尚且
つ、障壁層との組み合わせで、光感度を大幅に向
上させた電子写真感光体が提供できるようになつ
た。尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、導電性基板上にこの基板からの電荷の
注入を阻止する障壁層を介してレーザー光を吸収
する吸収層を積層し、該吸収層上に電荷輸送層
等、他の機能をもつた層を介してａ−Si光導電層
を積層した感光体など、種々の電子写真感光体に
適用しうることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は干渉作用を起こす感光体の説明図、第
２図及び第３図は本発明に係る感光体の拡大断面
図、第４図はアモルフアスシリコン層を生成する
ためのグロー放電分解装置の概略図、第５図は本
発明に係る感光体の層厚に対する酸素及びゲルマ
ニウムの濃度分布を示す概略図、第６図はアモル
フアスシリコンから成る感光体の分光光感度曲線
を示すグラフ、第７図はアモルフアスシリコンか
ら成る感光体の表面電位、暗減衰曲線及び光減衰
曲線を示すグラフである。１……導電性基板、２……光導電層、３……障
壁層、４……吸収層、５……表面保護層。

Claims

【特許請求の範囲】

１導電性基板上に層形成開始時に酸素を0.1〜
20.0 atomic％包み且つ層形成中に酸素含有量を
漸次減少させるとともにホウ素を含有した障壁層
と、酸素とともにゲルマニウムもしくはスズの少
なくとも一種を含有した吸収層と、アモルフアス
シリコン光導電層とを順次積層したことを特徴と
する電子写真感光体。