JPH09311494A - Image forming device and photoreceptor therefor - Google Patents

Image forming device and photoreceptor therefor

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Publication number
JPH09311494A
JPH09311494A JP12359396A JP12359396A JPH09311494A JP H09311494 A JPH09311494 A JP H09311494A JP 12359396 A JP12359396 A JP 12359396A JP 12359396 A JP12359396 A JP 12359396A JP H09311494 A JPH09311494 A JP H09311494A
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JP
Japan
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layer
surface layer
image forming
forming apparatus
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP12359396A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Kashiwa
孝明 栢
Toshiyuki Ebara
俊幸 江原
Masaya Kawada
将也 河田
Tetsuya Karaki
哲也 唐木
Hiroyuki Katagiri
宏之 片桐
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoreceptor for an image forming device which is hardly scratched and has durability, and to provide an image forming device which does not show decrease in the image quality even for long-term use. SOLUTION: This photoreceptor 101 is composed of a conductive base body, a photoconductive layer having photoconductive property comprising a nonsingle crystal material essentially comprising silicon atoms and containing hydrogen atoms and/or halogen atoms, and a surface layer having a charge holding function. The surface layer is composed of an amorphous silicon-based film having the following features. The optical band gap near the surface layer of the photoconductive layer is 1.70 to 1.75eV. The characteristic energy at the base of the exponential function obtd. from the absorption spectrum of the subband gap is 50 to 60meV. The local state density is 1×10<14> to 1×10<16> cm<-3> . The surface resistance of the surface layer is 1×10<10> to 1×10<15> Ωcm. The surface layer is formed under conditions of 0.1 to 0.5W/sccm power supply per the unit flow rate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置およ
び画像形成装置用感光体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus and a photoconductor for the image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】 1.画像形成装置 画像形成装置は、原稿を複写するいわゆる従来の複写機
のみならず、近年需要の伸びの著しいコンピュータやワ
ードプロセッサの出力手段としてのプリンターに広く利
用されている。こうしたプリンターは従来のオフィスユ
ースのみならず、パーソナルユースが増大したため、低
コスト、メンテナンスフリーといった経済性が重視され
る。さらに、エコロジーの観点から、両面コピーや再生
紙利用などの紙の消費低減、消費電力低減の省エネルギ
ー、オゾン量低減等による近隣生物への影響対策などが
経済性と同様の重要度で求められている。
2. Description of the Related Art Image Forming Apparatus The image forming apparatus is widely used not only in a so-called conventional copying machine for copying an original document but also in a printer as an output means of a computer or a word processor, which has been in great demand in recent years. Since such printers have been used not only for conventional office use but also for personal use, economics such as low cost and maintenance free are emphasized. Furthermore, from the perspective of ecology, reduction of paper consumption such as double-sided copying and use of recycled paper, energy saving of power consumption reduction, and countermeasures for impact on neighboring organisms by reducing ozone amount, etc. are required with the same importance as economic efficiency. There is.

【0003】従来の帯電方式の主流であったコロナ帯電
器は、50〜100μm程度の金属ワイヤーに5〜10
kV程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離して対向物に
帯電を付与する。その過程において、ワイヤー自身も汚
れを吸着するため、定期的な清掃や交換が必要である。
また、コロナ放電にともないオゾンが大量に発生してし
まう。さらに省エネルギーに関しては感光体ヒータの問
題がある。
The corona charger, which has been the mainstream of the conventional charging system, has a metal wire of about 50 to 100 μm and a thickness of 5 to 10
A high voltage of about kV is applied to ionize the atmosphere to charge the opposing object. In the process, the wire itself also adsorbs dirt, so periodic cleaning and replacement are necessary.
In addition, a large amount of ozone is generated due to the corona discharge. Further, there is a problem with the photoconductor heater regarding energy saving.

【0004】近年使用される電子写真感光体は、耐刷枚
数の増大を図るため表面硬度が高くなっており削れにく
いため、繰り返し使用により帯電器から発生するオゾン
から派生するオゾン生成物がその感光体表面に付着した
ままとなり、このオゾン生成物が高湿環境において吸湿
して表面電荷の横流れの原因となって、画像流れといわ
れる画像品質の低下を引き起こしていた。
Electrophotographic photoreceptors used in recent years have a high surface hardness in order to increase the number of printable sheets and are difficult to scrape. Therefore, ozone products derived from ozone generated from a charger by repeated use are exposed to the light. The ozone product remains attached to the body surface, absorbs moisture in a high-humidity environment, and causes lateral flow of surface charge, which causes deterioration of image quality called image deletion.

【0005】このような画像流れを防止するために、実
公平1−34205号公報に記載されているようなヒー
ターによる加熱や、特公平2−38956号公報に記載
されているようなマグネットローラーと磁性トナーから
形成されたブラシにより感光体表面を摺擦することによ
ってオゾン生成物を取り除く方法、特開昭61−100
780号公報に記載されているような弾性ローラーによ
る感光体表面の摺擦によってコロナ生成物を取り除く方
法などが用いられてきた。しかし、感光体表面を摺擦す
る方法は、極めて硬度の高いアモルファスシリコン感光
体が使用されてはいるが、装置の小型化や低コスト化が
困難である。また、ヒーターによる常時加熱は前述のよ
うに消費電力量の増大を招く。こうしたヒーターの容量
は通常15〜80W程度と必ずしも大電力量といった印
象を受けないが、夜間も含め常時通電されているケース
がほとんどであるため、一日あたりの消費電力量として
は画像形成装置全体の消費電力量の5〜15%にも達す
る。さらに、画像流れの元凶であるオゾンによって、画
像形成装置周囲の人や生物が健康障害を起こすおそれも
ある。特にパーソナルユースの場合、排出オゾン量は極
力低減しなければならない。そのため発生したオゾンを
分解無害化するオゾン除去フィルターの装着が必須であ
りコスト高を生じていた。このように人や生物への影響
はもちろん経済的観点からも帯電時の発生オゾン量を大
幅に低減する方式が求められている。こうした状況か
ら、発生オゾン量が皆無あるいは低減された帯電部材、
帯電装置および画像形成装置が求められている。
In order to prevent such image deletion, heating by a heater as described in Japanese Utility Model Publication No. 1-34205 and a magnet roller as described in Japanese Patent Publication No. 2-38956 are used. A method of removing ozone products by rubbing the surface of a photoconductor with a brush formed of magnetic toner, JP-A-61-100.
A method of removing corona products by rubbing the surface of the photoreceptor with an elastic roller as described in Japanese Patent No. 780 has been used. However, although the method of rubbing the surface of the photosensitive member uses an amorphous silicon photosensitive member having an extremely high hardness, it is difficult to reduce the size and cost of the device. Further, the constant heating by the heater causes an increase in power consumption as described above. The capacity of these heaters is usually around 15 to 80 W, which does not necessarily give the impression of a large amount of electricity, but in most cases they are always energized even at night. 5 to 15% of the power consumption of Further, ozone, which is a source of image deletion, may cause health problems for people and living things around the image forming apparatus. Especially in the case of personal use, the amount of emitted ozone must be reduced as much as possible. Therefore, it is indispensable to attach an ozone removing filter that decomposes the generated ozone to make it harmless, resulting in a high cost. As described above, there is a demand for a method of significantly reducing the amount of ozone generated at the time of electrification, not only from an impact on humans and living things but also from an economical point of view. Under these circumstances, charging members that have no or reduced amount of ozone generated,
A charging device and an image forming apparatus are required.

【0006】2.接触帯電方式 前述の問題点を解決すべく各種の方式の帯電装置が提案
されている。特開昭63−208878号公報に記載さ
れている接触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材を被
帯電体に当接させて被帯電面を所用の電位に帯電するも
のである。この接触帯電方式は、広く利用されているコ
ロナ帯電方式に比ベ、第1に、被帯電体面に所望の電位
を得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れるこ
と、第2に、帯電過程で発生するオゾン量が無い或いは
極微量でありオゾン除去フィルターの必要性がなくなる
こと、またそのために装置の排気系の構成が簡素化され
ること、さらにメンテナンスフリーであること、第3
に、帯電過程において発生したオゾンによるオゾン生成
物が被帯電体面である像担持体(例えば感光体表面)に
付着することに起因する表面の低抵抗化による画像流れ
を防止するために終日行われていた加熱ヒーターによる
除湿の必要性が無くなること、そのため夜間通電等の電
力消費の大幅な低減が図れること、などの長所を有して
いる。そのためこのような接触帯電方式は、複写機やレ
ーザーピームプリンター等の画像形成装置や、静電記録
装置等の画像形成装置などにおいて、感光体・誘電体等
の像担持体、その他の被帯電体を帯電する手段としてコ
ロナ帯電方式に代わるものとして注目され、実用化もさ
れている。
[0006] 2. Contact charging method In order to solve the above problems, various types of charging devices have been proposed. In the contact charging method described in JP-A-63-208878, a charging member to which a voltage is applied is brought into contact with a member to be charged so that the surface to be charged is charged to a desired potential. This contact charging method is, compared with the widely used corona charging method, firstly, the applied voltage required to obtain a desired potential on the surface of the body to be charged can be lowered, and secondly, The fact that there is no or only a very small amount of ozone generated during the charging process and the need for an ozone removal filter is eliminated, and therefore the configuration of the exhaust system of the device is simplified, and further maintenance-free.
In order to prevent image deletion due to low resistance of the surface due to the ozone product generated by ozone generated in the charging process adhering to the image bearing member (for example, the photosensitive member surface) which is the surface to be charged, it is performed all day. It has advantages such as eliminating the need for dehumidification with a heating heater, which can significantly reduce power consumption such as night-time energization. Therefore, such a contact charging method is used in image forming devices such as copiers and laser beam printers, image forming devices such as electrostatic recording devices, image carriers such as photoconductors and dielectrics, and other charged members. As a means for charging the, it has attracted attention as an alternative to the corona charging method and has been put to practical use.

【0007】上記従来の周知の接触帯電方式としては、
ブレードやシート状の固定式の帯電部材を被帯電体に当
接させ、これにバイアスを印加して帯電を行うものが代
表的である。図11にその一例を示す。1101は被帯電体
である感光体(感光ドラム)であり、矢印Aの時計方向
に所定のドラム面移動速度(以下「プロセススピード」
という。)にて回転駆動されるドラム型の電子写真感光
体である。1102は帯電部材であり、電極(1102a)及び
その帯電面に形成した抵抗層(1102b)とからなる。電
極は、通常、アルミニウム、アルミニウム合金、真鍮、
銅、鉄、ステンレス等の金属や、樹脂・セラミック等の
絶縁材料に導電処理(金属コーティングや導電性塗料の
塗布など)したものを用いる。抵抗層は、ボリプロピレ
ン・ポリエチレン等の樹脂や、シリコンゴム・ウレタン
ゴム等のエラストマー等に、酸化チタン・炭素粉・金属
粉等の導電性フィラーを分散したものが一般的に用いら
れる。この抵抗層の抵抗値は、HIOKI社製のMΩテスタ
ーで250V〜1kVの印加電圧における測定にて、1
×103〜1×1012Ωcmの抵抗を有する。1103は帯電
部材に対する電圧印加電源(高圧電源)であり、この高
圧電源によって、帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電
圧Vppを有する交流電圧Vacに直流電圧Vdcを重畳した
電圧(Vac+Vdc)が帯電部材の電極に印加されて、回
転駆動されている感光ドラムの外周面が均一に帯電され
る。さらに、画像信号に応じて強度変調される像露光
(レーザービームプリンター光)(1104)が走査される
ことによって感光ドラム上に静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像剤が塗布された現像器(現像スリー
ブ)(1105)によって顕像化された後、転写ローラー
(1107)により転写材(1106)に転写される。転写材に
転写されずに感光ドラム上に残ったトナーは、クリーナ
ー(クリーニングブレード)(1108)によって感光ドラ
ム上から除去される。転写された像は不図示の定着装置
によって定着され、像が定着された転写材は機外に排出
される。
As the above-mentioned conventional well-known contact charging system,
Typically, a blade or a sheet-shaped fixed charging member is brought into contact with a member to be charged, and a bias is applied to the member to perform charging. FIG. 11 shows an example. Reference numeral 1101 denotes a photoconductor (photosensitive drum) that is a member to be charged.
Say. ) Is a drum-type electrophotographic photosensitive member that is rotationally driven by. Reference numeral 1102 denotes a charging member, which includes an electrode (1102a) and a resistance layer (1102b) formed on the charging surface thereof. The electrodes are usually aluminum, aluminum alloy, brass,
A metal such as copper, iron, or stainless steel, or an insulating material such as resin or ceramic that has been subjected to a conductive treatment (coating with a metal coating or conductive paint) is used. The resistance layer is generally made of a resin such as polypropylene or polyethylene, an elastomer such as silicon rubber or urethane rubber, and a conductive filler such as titanium oxide, carbon powder or metal powder dispersed therein. The resistance value of this resistance layer is 1 when measured with an applied voltage of 250 V to 1 kV using a MHI tester manufactured by HIOKI.
It has a resistance of × 10 3 to 1 × 10 12 Ωcm. 1103 is a voltage application power supply (high voltage power supply) for the charging member. The high voltage power supply charges a voltage (Vac + Vdc) obtained by superimposing a DC voltage Vdc on an AC voltage Vac having a peak-to-peak voltage Vpp that is at least twice the charging start voltage. The outer peripheral surface of the photosensitive drum, which is rotationally driven by being applied to the electrode of the member, is uniformly charged. Further, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by scanning the image exposure (laser beam printer light) (1104) whose intensity is modulated according to the image signal. This electrostatic latent image is visualized by a developing device (developing sleeve) (1105) coated with a developer, and then transferred to a transfer material (1106) by a transfer roller (1107). Toner remaining on the photosensitive drum without being transferred to the transfer material is removed from the photosensitive drum by a cleaner (cleaning blade) (1108). The transferred image is fixed by a fixing device (not shown), and the transfer material having the image fixed thereon is discharged to the outside of the machine.

【0008】他の接触帯電方式として、接触帯電部材に
磁性粉体を用いた方式も提案されている。特開昭59−
133569号公報等のように、磁性体と磁性粉体(或
いは粒子)からなる磁気ブラシ状の接触帯電部材を像担
持体である被帯電体に接触させて帯電を行う機構の新方
式が既に提案されている。図12にその一例を示す。12
01は被帯電体である感光体(感光ドラム)であり、矢印
Aの時計方向に所定のプロセススピードにて回転駆動さ
れるドラム型の電子写真感光体である。1202は帯電部材
であり、多極磁性体(1202a)と、その帯電面に磁性粉
体により形成された磁気ブラシ層(1202b)とからな
る。多極磁性体は、通常、フェライト磁石やゴムマグネ
ット等の磁性材料を用い、円筒状の、いわゆるマグネッ
トローラーのごとく構成される。磁気ブラシ層には、磁
性酸化鉄(フェライト)粉、マグネタイト粉、周知の磁
性トナー材等が一般的に用いられる。帯電部材の抵抗値
は、その使用される環境、高帯電効率、或いは該感光体
の表面層の耐圧特性等に応じて適宜選択される。像担持
体である感光ドラムと帯電部材の最近接間隙は、磁気ブ
ラシ層のニップを安定に制御するため、一定の距離に安
定的に設定する必要がある。この距離は50〜2000
μmの範囲が好ましく、より好ましくは100〜100
0μmである。1203は帯電部材に対する電圧印加電源
(高圧電源)であり、この電源によって直流電圧Vdcが
帯電部材の多極磁性体および磁気ブラシ層に印加され
て、回転駆動されている感光ドラムの外周面が均一に帯
電される。さらに、画像信号に応じて強度変調される像
露光(レーザービームプリンター光)(1204)が走査さ
れることによって感光ドラム上に静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、現像剤が塗布された現像器(現像
スリーブ)(1205)によって顕像化された後、転写ロー
ラー(1207)により転写材(1206)上に転写される。転
写材に転写されずに感光ドラム上に残ったトナ−は、ク
リーナー(クリ−ニングブレード)(1208)によって感
光ドラム上から除去される。転写された像は不図示の定
着装置によって定着され、像が定着された転写材は機外
に排出される。この方式によって、像担持体である感光
ドラム(被帯電体)と帯電部材の接触性や摩擦特性が向
上し、耐久劣化に対して耐機械的摩耗性等の格段の向上
が図られた。
As another contact charging method, a method using magnetic powder for the contact charging member has been proposed. JP-A-59-
As in Japanese Patent No. 133569, a new method of a mechanism for charging by charging a magnetic brush-shaped contact charging member made of a magnetic material and magnetic powder (or particles) with an object to be charged, which is an image carrier, has already been proposed. Has been done. FIG. 12 shows an example thereof. 12
Reference numeral 01 is a photosensitive member (photosensitive drum) that is a member to be charged, and is a drum-type electrophotographic photosensitive member that is rotationally driven in the clockwise direction of arrow A at a predetermined process speed. A charging member 1202 is composed of a multi-pole magnetic body (1202a) and a magnetic brush layer (1202b) formed of magnetic powder on its charging surface. The multi-pole magnetic body is usually made of a magnetic material such as a ferrite magnet or a rubber magnet, and is configured like a cylindrical so-called magnet roller. For the magnetic brush layer, magnetic iron oxide (ferrite) powder, magnetite powder, known magnetic toner material, etc. are generally used. The resistance value of the charging member is appropriately selected according to the environment in which it is used, high charging efficiency, pressure resistance of the surface layer of the photoconductor, and the like. The closest gap between the photosensitive drum, which is the image carrier, and the charging member needs to be stably set to a constant distance in order to stably control the nip of the magnetic brush layer. This distance is 50-2000
The range of μm is preferable, and more preferably 100 to 100.
0 μm. Reference numeral 1203 denotes a voltage application power supply (high voltage power supply) for the charging member, and a DC voltage Vdc is applied to the multi-pole magnetic body and the magnetic brush layer of the charging member by this power supply, so that the outer peripheral surface of the photosensitive drum which is rotationally driven is uniform. Be charged to. Further, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by scanning the image exposure (laser beam printer light) (1204) whose intensity is modulated according to the image signal. This electrostatic latent image is visualized by a developing device (developing sleeve) (1205) coated with a developer, and then transferred onto a transfer material (1206) by a transfer roller (1207). The toner remaining on the photosensitive drum without being transferred to the transfer material is removed from the photosensitive drum by a cleaner (cleaning blade) (1208). The transferred image is fixed by a fixing device (not shown), and the transfer material having the image fixed thereon is discharged to the outside of the machine. By this method, the contact property and frictional property between the photosensitive drum (charged member) which is an image bearing member and the charging member are improved, and the mechanical abrasion resistance and the like are remarkably improved against deterioration of durability.

【0009】3.アモルファスシリコン系感光体(a−
Si感光体) 電子写真において、感光体における感光層を形成する光
導電材料としては、高感度でSN比(光電流(Ip)/
暗電流(Id))が高く、照射する電磁波のスペクトル
特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性
が早く所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人
体に対して無害であること等の特性が要求される。特
に、事務機としてオフィスで使用される画像形成装置内
に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、上記
の使用時における無公害性は重要な点である。このよう
な点に優れた性質を示す光導電材料に水素化アモルファ
スシリコン(以下「a−Si:H」という。)があり、
例えば、特公昭60−35059号公報には画像形成装
置用感光体としての応用が記載されている。a−Si:
Hを用いた画像形成装置用感光体は、一般的には、導電
性支持体を50〜400℃に加熱し、この支持体上に真
空蒸着法・スパッタリング法・イオンプレーティング法
・熱CVD法・光CVD法・プラズマCVD法等の成膜
法によりa−Siからなる光導電層を形成する。なかで
もブラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または
高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、
支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なもの
として実用されている。また、特開昭54−83746
号公報においては、導電性支持体に、ハロゲン原子を構
成要素として含むa−Si(以下「a−Si:X」とい
う。)の光導電層が形成された画像形成装置用感光体が
提案されている。当該公報においては、a−Siにハロ
ゲン原子を1〜40原子%含有させることにより、耐熱
性が高く、画像形成装置用感光体の光導電層として良好
な電気的・光学的特性を得ることができるとされてい
る。また、特開昭57−11556号公報には、a−S
i堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、
暗抵抗値・光感度・光応答性等の電気的・光学的・光導
電的特性、及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時
的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体
としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シ
リコン原子および炭素原子を含む非光導電性のアモルフ
ァス材料で構成された表面層を設ける技術が記載されて
いる。さらに、特開昭60−67951号公報には、ア
モルファスシリコン、炭素、酸素およびフッ素を含有し
てなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体に
ついての技術が記載され、特開昭62−168161号
公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と4
1〜70原子%の水素原子を構成要素とする非晶質材料
を用いる技術が記載されている。さらに、特開昭57−
158650号公報には、水素を10〜40原子%含有
し、赤外吸収スペクトルの2100cm-1と2000c
-1の吸収ピークの吸収係数比が0.2〜1.7である
a−Si:Hを光導電層に用いることにより高感度で高
抵抗な画像形成装置用感光体が得られることが記載され
ている。一方、特開昭60−95551号公報には、a
−Si感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍
の温度を30〜40℃に維持して帯電、露光、現像およ
び転写といった画像形成行程を行うことにより、感光体
表面での水分の吸着による表面抵抗の低下とそれに伴っ
て発生する画像流れを防止する技術が開示されている。
これらの技術によって、画像形成装置用感光体の電気的
・光学的・光導電的特性および使用環境特性が向上し、
それに伴って画像品質も向上してきた。
3. Amorphous silicon type photoconductor (a-
Si photoconductor) In electrophotography, as a photoconductive material forming the photosensitive layer of the photoconductor, the SN ratio (photocurrent (Ip) /
It has a high dark current (Id), has an absorption spectrum that matches the spectral characteristics of the electromagnetic waves that it irradiates, has a fast photoresponsiveness and has a desired dark resistance value, and that it is harmless to the human body during use, etc. The characteristics of are required. In particular, in the case of a photoconductor for an image forming apparatus that is incorporated in an image forming apparatus used in an office as an office machine, the above-described non-pollution during use is important. Hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-Si: H") is a photoconductive material that exhibits excellent properties in this respect.
For example, Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 60-35059 describes application as a photoreceptor for an image forming apparatus. a-Si:
The photoreceptor for an image forming apparatus using H is generally a conductive support heated to 50 to 400 ° C., and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a thermal CVD method is applied on the support. A photoconductive layer made of a-Si is formed by a film forming method such as a photo CVD method or a plasma CVD method. Above all, the plasma CVD method, that is, the source gas is decomposed by direct current or high frequency or microwave glow discharge,
A method of forming an a-Si deposited film on a support has been put into practical use as a suitable method. Also, JP-A-54-83746
In the publication, a photoconductor for an image forming apparatus is proposed in which a photoconductive layer of a-Si (hereinafter referred to as "a-Si: X") containing a halogen atom as a constituent element is formed on a conductive support. ing. In this publication, by containing 1 to 40 atom% of halogen atoms in a-Si, the heat resistance is high and good electrical and optical characteristics can be obtained as a photoconductive layer of a photoreceptor for an image forming apparatus. It is said to be possible. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 57-11556 discloses a-S
of a photoconductive member having a photoconductive layer composed of an i-deposited film,
In order to improve electrical / optical / photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, operating environment properties such as moisture resistance, and stability over time, silicon atoms were used as the base material. A technique is described in which a surface layer made of a non-photoconductive amorphous material containing silicon atoms and carbon atoms is provided on a photoconductive layer made of an amorphous material. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-67951 describes a technique relating to a photoconductor in which a translucent insulating overcoat layer containing amorphous silicon, carbon, oxygen and fluorine is laminated. No. 168161 discloses a surface layer containing 4 silicon atoms, 4 carbon atoms and 4 carbon atoms.
A technique using an amorphous material having hydrogen atoms of 1 to 70 atomic% as a constituent is described. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
Japanese Patent No. 158650 contains 10 to 40 atomic% of hydrogen, and has an infrared absorption spectrum of 2100 cm −1 and 2000 c.
By using a-Si: H having an absorption coefficient ratio of the absorption peak of m −1 of 0.2 to 1.7 for the photoconductive layer, it is possible to obtain a photoconductor for an image forming apparatus having high sensitivity and high resistance. Has been described. On the other hand, in JP-A-60-95551, a
In order to improve the image quality of the Si photoconductor, an image forming process such as charging, exposure, development and transfer is performed while maintaining the temperature in the vicinity of the photoconductor surface at 30 to 40 ° C. There is disclosed a technique for preventing a decrease in surface resistance due to adsorption and a resulting image deletion.
With these technologies, the electrical / optical / photoconductive characteristics and the usage environment characteristics of the photoreceptor for the image forming apparatus are improved,
Along with that, the image quality has improved.

【0010】4.環境対策ヒータ 前述の感光体の高湿画像流れを防止・除去するために、
感光体内面に熱源を設ける手段は周知であり、面状また
は棒状等の電熱ヒ−タを円筒状感光体内面に配設してい
るものが一般的である。実公平1−34205号公報に
は、画像流れを防止するためにヒーターによる加熱手段
が記載されているが、ヒーターによる常時加熱は前述の
ように消費電力量の増大を招く。
4. Environmentally friendly heater In order to prevent and remove the high-humidity image flow on the photoconductor,
Means for providing a heat source on the inner surface of the photoconductor is well known, and a sheet-shaped or rod-shaped electrothermal heater is generally arranged on the inner surface of the cylindrical photoconductor. Japanese Utility Model Publication No. 1-34205 discloses a heating means using a heater in order to prevent image deletion, but constant heating by the heater causes an increase in power consumption as described above.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のa−Si感光体を用いた画像形成装置においても、
異物の混入によって、或いはメンテナンス作業時におけ
る他部ユニットやビス等の部品との接触などによって不
可避な傷が発生するという問題があった。また、コピー
用紙の分離爪や現像器、クリーナー等の接触による摩耗
等によって長期間の使用後には画質が低下していた。こ
れらはサービスコストの増加を招き、メンテナンスフリ
ー化を阻害する重大な問題となっている。
However, even in the image forming apparatus using the conventional a-Si photosensitive member,
There is a problem that unavoidable scratches occur due to the inclusion of foreign matter or due to contact with other units or parts such as screws during maintenance work. Further, the image quality is deteriorated after a long period of use due to abrasion due to contact of the separation claw of the copy sheet, the developing device, the cleaner and the like. These increase the service cost and become a serious problem that hinders maintenance-free operation.

【0012】そこで本発明の目的は、傷がつきにくく磨
耗しにくい耐久性のある画像形成装置用感光体を提供
し、また、該感光体を備えた、長期間使用しても画質が
低下しないメンテナンスフリーの画像形成装置を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a durable photoreceptor for an image forming apparatus which is hard to be scratched and worn, and the image quality is not deteriorated even if the photoreceptor is used for a long period of time. An object is to provide a maintenance-free image forming apparatus.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, completed the present invention.

【0014】第1の発明は、少なくとも多極磁性体と磁
性粉体からなる円筒状の帯電部材に電圧を印加し、該磁
性粉体を像担持体である被帯電体に接触させて該被帯電
体を帯電させ、該被帯電体上に静電潜像を形成する画像
形成装置において、該被帯電体が、少なくとも導電性支
持体と、シリコン原子を母体とした水素原子または/及
びハロゲン原子を含有する非単結晶材料から成る光導電
性を有する光導電層と、電荷保持機能を有する表面層と
から構成される画像形成装置用感光体であって、該光導
電層の少なくとも表面層近傍において光学的バンドギャ
ップが1.70〜1.75eV、サブバンドギャップ光
吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギ
ーが50〜60meV、局在状態密度が1×1014〜1
×1016cm-3であり、且つ、該表面層の電気抵抗値が
1×1010〜1×1015Ωcmであり、該表面層が単位流
量当たりの投入電力0.1〜0.5W/sccmの範囲で形
成されたアモルファスシリコン系の表面層であることを
特徴とする画像形成装置に関する。
According to a first aspect of the invention, a voltage is applied to a cylindrical charging member composed of at least a multipolar magnetic material and magnetic powder, and the magnetic powder is brought into contact with an object to be charged, which is an image carrier, and the object to be charged. In an image forming apparatus that charges a charged body to form an electrostatic latent image on the charged body, the charged body is at least a conductive support and a hydrogen atom and / or a halogen atom having a silicon atom as a base. A photoconductor for an image forming apparatus, comprising a photoconductive layer having a photoconductivity made of a non-single-crystal material containing and a surface layer having a charge retaining function, the photoconductive layer being at least in the vicinity of the surface layer. , The optical band gap is 1.70 to 1.75 eV, the characteristic energy of the exponential tail obtained from the subband gap optical absorption spectrum is 50 to 60 meV, and the localized state density is 1 × 10 14 to 1
× 10 16 cm −3 , the electric resistance of the surface layer is 1 × 10 10 to 1 × 10 15 Ωcm, and the surface layer has an applied power of 0.1 to 0.5 W / unit flow rate. The present invention relates to an image forming apparatus, which is an amorphous silicon-based surface layer formed in a sccm range.

【0015】第2の発明は、光導電層と表面層との間に
中間層を設けたことを特徴とする第1の発明の画像形成
装置に関する。
The second invention relates to the image forming apparatus of the first invention, characterized in that an intermediate layer is provided between the photoconductive layer and the surface layer.

【0016】第3の発明は、被帯電体の冷却手段を備
え、該被帯電体の表面温度を室温以上で且つ25〜30
℃の範囲に制御可能であることを特徴とする第1又は第
2の発明の画像形成装置に関する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a means for cooling the charged body, the surface temperature of the charged body being room temperature or higher and 25 to 30.
The present invention relates to the image forming apparatus of the first or second invention, which is controllable in the range of ° C.

【0017】第4の発明は、少なくとも導電性支持体
と、シリコン原子を母体とした水素原子または/及びハ
ロゲン原子を含有する非単結晶材料から成る光導電性を
有する光導電層と、電荷保持機能を有する表面層とから
構成される画像形成装置用感光体において、該光導電層
の少なくとも表面層近傍において光学的バンドギャップ
が1.70〜1.75eV、サブバンドギャップ光吸収
スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギーが
50〜60meV、局在状態密度が1×1014〜1×1
16cm-3であり、且つ、該表面層の電気抵抗値が1×
1010〜1×10 15Ωcmであり、該表面層が単位流量当
たりの投入電力0.1〜0.5W/sccmの範囲で形成さ
れたアモルファスシリコン系の表面層であることを特徴
とする画像形成装置用感光体に関する。
A fourth invention is at least a conductive support.
And a hydrogen atom and / or ha
Photoconductivity consisting of non-single crystal material containing a rogen atom
The photoconductive layer and the surface layer having a charge retaining function.
A photoconductor for an image forming apparatus, comprising the photoconductive layer
Band gap near at least the surface layer of
Is 1.70 to 1.75 eV, sub-bandgap optical absorption
The characteristic energy of the exponential tail obtained from the spectrum is
50-60 meV, density of localized states is 1 × 1014~ 1 × 1
016cm-3And the electric resistance value of the surface layer is 1 ×
10Ten~ 1 × 10 FifteenΩcm and the surface layer has a unit flow rate
Formed within the range of power input of 0.1 to 0.5 W / sccm
Characterized by an amorphous silicon-based surface layer
And a photoconductor for an image forming apparatus.

【0018】第5の発明は、光導電層と表面層との間に
中間層を設けたことを特徴とする第4の発明の画像形成
装置用感光体に関する。
A fifth invention relates to a photoreceptor for an image forming apparatus according to the fourth invention, wherein an intermediate layer is provided between the photoconductive layer and the surface layer.

【0019】第6の発明は、第4又は第5の発明の画像
形成装置用感光体を備えた画像形成装置に関する。
A sixth aspect of the present invention relates to an image forming apparatus provided with the photoconductor for an image forming apparatus of the fourth or fifth aspect.

【0020】本発明者らが以上のような発明の完成に達
したのは、感光体の表面層の硬度を上げて傷の発生を抑
えることに注目したためである。
The inventors of the present invention completed the invention as described above because they paid attention to increasing the hardness of the surface layer of the photoconductor to suppress the generation of scratches.

【0021】そこで、表面層の高度を上げるためにガス
流量と投入電力の関係を調べたところ、ガス流量に対し
投入電力を上げることによって、表面層の硬度が上り、
傷が発生しくくなることがわかった。投入電力を上げて
表面層の硬度が上がるにつれ、感光体の感度が低下する
が、特定の条件においては感度を維持しつつ表面層の硬
度を向上させることができた。
Therefore, when the relationship between the gas flow rate and the input power was examined in order to increase the altitude of the surface layer, the hardness of the surface layer increased by increasing the input power with respect to the gas flow rate.
It turns out that the scratches are less likely to occur. The sensitivity of the photoconductor decreased as the hardness of the surface layer increased by increasing the applied power, but the hardness of the surface layer could be improved while maintaining the sensitivity under specific conditions.

【0022】また、上記により削れ等の傷については十
分な効果が得られたが、異物の混入による傷やメンテナ
ンス作業時等における不可避な傷、特に圧傷の発生につ
いてはさらに抑制できる余地があった。この圧傷は表面
層のみで発生するのではなく、光導電層と表面層との界
面のズレ等にも起因すると考えられるためである。そこ
で、緻密で密着性のよい膜(中間層)を光導電層と表面
層との間に形成することにより、不可避な傷等の圧傷の
発生頻度を著しく抑えることができた。
Further, although the above-described effects have been sufficiently obtained with respect to scratches such as scraping, there is room for further suppression of scratches due to contamination of foreign matter and unavoidable scratches during maintenance work, especially pressure scratches. It was This is because it is considered that the pressure scratches are caused not only in the surface layer but also due to the displacement of the interface between the photoconductive layer and the surface layer. Therefore, by forming a dense and highly adherent film (intermediate layer) between the photoconductive layer and the surface layer, the frequency of occurrence of pressure injuries such as inevitable scratches could be significantly suppressed.

【0023】以上のようにして傷の発生を抑えることが
できたが、傷がつきにくい感光体を形成し用いるのと同
時に、傷が発生した場合においても傷が画像に影響を与
えないようにする画像形成システムを作り出すことも有
効である。そこで、帯電方式、及び感光体の使用温度に
着眼し検討した結果、上記感光体を用い、且つ、帯電方
式に注入帯電方式(接触帯電方式)を用い、さらに感光
体の使用温度を制御することによって、感光体に傷が発
生した場合においても、その傷が画像に現れなくなるこ
とを見い出した。このとき使用温度を室温より下げた場
合は画像流れが発生する。そのため、使用温度は室温以
上で且つ25〜30℃の範囲とすることが有効であっ
た。コロナ帯電方式の従来の画像形成装置をこの温度で
使用した場合、画像流れが発生したり、傷が画像に現れ
たりして画質が悪かった。これは、感光体の昇温による
ものであり、本発明においては、感光体を冷却する機構
を設けて感光体を一定の温度に保つことによって上記本
発明の効果を発揮させることができた。
Although the occurrence of scratches could be suppressed as described above, at the same time as forming and using a photoreceptor which is not easily scratched, the scratches should not affect the image even when scratches occur. It is also effective to create an image forming system that does. Therefore, as a result of paying attention to the charging method and the usage temperature of the photoconductor, the above-mentioned photoconductor is used, and the injection charging method (contact charging method) is used as the charging method to further control the usage temperature of the photoconductor. It was found that even when a scratch occurs on the photoconductor, the scratch does not appear in the image. At this time, if the operating temperature is lower than room temperature, image deletion occurs. Therefore, it was effective to set the operating temperature at room temperature or higher and in the range of 25 to 30 ° C. When the conventional image forming apparatus of the corona charging type is used at this temperature, image deletion occurs and scratches appear on the image, resulting in poor image quality. This is due to the temperature rise of the photoconductor, and in the present invention, the effect of the present invention was able to be exhibited by providing a mechanism for cooling the photoconductor to keep the photoconductor at a constant temperature.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を挙げて
本発明を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention.

【0025】画像形成装置 図1に、本発明の画像形成装置の一実施形態の模式的構
成図を示す。図中、101は被帯電体である感光体(感
光ドラム)、102は接触型の帯電部材、104は像露
光、105は現像器、107は転写ローラー、108は
クリーナーをそれぞれ表す。この装置で、帯電、潜像形
成、露光、転写の行程により画像形成を行う。110は
感光体内部に配置したドラムヒーターであり、a−Si
感光体を加温できる構成になっている。また、109は
感光体の冷却装置であり、ドラムヒータと連動して感光
体の表面温度の調整を行う。この冷却装置は外気等の冷
風により感光体を冷却する構成や独自の冷却機構等を有
していてもよく、接触または被接触で感光体の表面温度
の制御を行う。25〜30℃の範囲に制御可能であるこ
とが好ましい。さらに、結露等の防止のため、室温以上
に制御することが好ましい。
Image Forming Apparatus FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, 101 is a photoconductor (photosensitive drum) that is a member to be charged, 102 is a contact type charging member, 104 is image exposure, 105 is a developing device, 107 is a transfer roller, and 108 is a cleaner. With this device, image formation is performed by the processes of charging, latent image formation, exposure, and transfer. Reference numeral 110 denotes a drum heater disposed inside the photoconductor, which is a-Si.
It is configured to heat the photoconductor. Reference numeral 109 denotes a photoconductor cooling device, which adjusts the surface temperature of the photoconductor in cooperation with a drum heater. This cooling device may have a structure for cooling the photoconductor with cold air such as the outside air or an original cooling mechanism, and controls the surface temperature of the photoconductor by contact or contact. It is preferably controllable in the range of 25 to 30 ° C. Furthermore, in order to prevent dew condensation, it is preferable to control the temperature to room temperature or higher.

【0026】図2に、本発明の画像形成装置の他の実施
形態の模式的構成図を示す。感光体内部にローラー型の
ドラムヒーター(210)を備え、感光体の外部にはロ
ーラー接触型の冷却装置(209)を具備している。そ
の他の構成は図1に示す前記の画像形成装置と同様であ
る。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of another embodiment of the image forming apparatus of the present invention. A roller type drum heater (210) is provided inside the photoconductor, and a roller contact type cooling device (209) is provided outside the photoconductor. Other configurations are the same as those of the image forming apparatus shown in FIG.

【0027】帯電部材 本発明で使用する接触型の帯電部材(102)は、多極
磁性体(102a)と、磁性粉体からなる磁気ブラシ層
(102b)とからなる(図1)。多極磁性体は、通
常、フェライト磁石等の金属やプラスティックマグネッ
ト等の多極構成が可能な磁性体を用いる。その磁力線密
度はその使用するプロセススピード、印加電圧と非帯電
部との電位差による電界、被帯電体の誘電率や表面性な
どの多くの要因により異なるが、多極磁性体の表面から
1mmの距離において測定される磁極位置における磁力
線密度で500ガウス(G)以上が好ましい。より好ま
しくは1000G以上である。
Charging Member The contact-type charging member (102) used in the present invention comprises a multipolar magnetic body (102a) and a magnetic brush layer (102b) made of magnetic powder (FIG. 1). As the multipole magnetic body, a metal such as a ferrite magnet or a magnetic body capable of forming a multipole such as a plastic magnet is usually used. The magnetic flux density depends on many factors such as the process speed used, the electric field due to the potential difference between the applied voltage and the non-charged portion, the dielectric constant and surface property of the charged body, but the distance of 1 mm from the surface of the multipolar magnetic body. The magnetic flux density at the magnetic pole position measured in 1. is preferably 500 gauss (G) or more. More preferably, it is 1000 G or more.

【0028】像担持体である感光体と多極磁性体との最
近接間隙は、磁気ブラシ層の接触幅(以下「ニップ」と
いう。)を安定に制御するため、コロやスペーサ等の適
宜な方法で、一定の距離に安定的に設定する必要があ
る。この距離は50〜2000μmの範囲が好ましく、
より好ましくは100〜1000μmである。その他
に、ニップ調整用にブレード等の機構を設けてもよい。
The closest gap between the photoconductor, which is an image carrier, and the multipolar magnetic substance is an appropriate gap such as a roller or a spacer in order to stably control the contact width of the magnetic brush layer (hereinafter referred to as "nip"). Method, it is necessary to stably set a certain distance. This distance is preferably in the range of 50 to 2000 μm,
More preferably, it is 100 to 1000 μm. In addition, a mechanism such as a blade may be provided for adjusting the nip.

【0029】上記の帯電部材を構成する、磁性粉体から
なる磁気ブラシ層は、一般にフェライト、マグネタイト
等の磁性粉体、周知の磁性トナーのキャリアを使用す
る。該磁性粉体の粒径は一般に1〜100μmのものが
用いられるが、画質に支障がなければ更に大粒径の粉体
を使用してもよい。また、流動性向上のため異なる粒径
の磁性粉体を混合して用いてもよい。
The magnetic brush layer made of magnetic powder, which constitutes the above-mentioned charging member, generally uses magnetic powder such as ferrite or magnetite, or a well-known magnetic toner carrier. The particle size of the magnetic powder is generally 1 to 100 μm, but a powder having a larger particle size may be used as long as the image quality is not hindered. Further, in order to improve fluidity, magnetic powders having different particle sizes may be mixed and used.

【0030】本発明では、上記のような磁気ブラシ層を
有する帯電部材を、後述の感光体と組み合わせて使用す
ることによって、傷がつきにくく、且つ、傷が発生して
も画像に現れにくい画像形成システムを作製することが
できた。
In the present invention, the charging member having the magnetic brush layer as described above is used in combination with the photosensitive member described later, so that the image is less likely to be scratched and does not appear in the image even if the scratch is generated. A forming system could be made.

【0031】アモルファスシリコン系感光体 本発明に用いる好適な感光体の一形態であるアモルファ
スシリコン系感光体(以下「a−Si感光体」とい
う。)について以下に説明する。本発明者らはa−Si
感光体の光導電層のキャリアの挙動に着目し、バンドギ
ャップ内の局在状態分布と帯電能の温度依存性や光メモ
リ−との関係について鋭意検討した結果、光導電層の少
なくとも光の入射する部分において、特定のエネルギ−
範囲の局在状態密度を一定範囲に制御することによって
上記目的を達成できるという知見を得た。すなわち、シ
リコン原子を母体とした水素原子または/及びハロゲン
原子を含有する非単結晶林料(以下「a−Si:H,
X」という。)で構成された光導電層を有する感光体に
おいて、その層構造を特定化するように設計されて作製
された感光体は、実用上著しく優れた特性を示すばかり
でなく、従来の感光体と比べてみてもあらゆる点におい
て凌駕していること、特に画像形成装置用感光体として
優れた特性を有していることを見い出した。
Amorphous Silicon-Based Photoreceptor An amorphous silicon-based photoreceptor (hereinafter referred to as “a-Si photoreceptor”), which is one mode of a suitable photoreceptor to be used in the present invention, will be described below. We have a-Si
Focusing on the behavior of carriers in the photoconductive layer of the photoconductor, as a result of diligent study on the relationship between the localized state distribution in the band gap and the temperature dependence of charging ability and the optical memory, at least light is incident on the photoconductive layer. Part of specific energy
It was found that the above object can be achieved by controlling the localized density of states in a certain range. That is, a non-single-crystal forest material containing a hydrogen atom and / or a halogen atom having a silicon atom as a base (hereinafter referred to as “a-Si: H,
X ". In the photoconductor having a photoconductive layer constituted by (1), the photoconductor designed and produced so as to specify the layer structure is not only excellent in practical use but also has a property of By comparison, it was found that they are superior in all respects, and in particular that they have excellent characteristics as a photoreceptor for an image forming apparatus.

【0032】本発明の画像形成装置用感光体は、少なく
とも導電性支持体と、a−Si:H,Xから成る光導電
層と、後述の表面層とから構成される。この光導電層
は、例えば、シリコン原子を母体とした水素原子を含有
する非単結晶林料(以下「a−Si:H」という。)か
らなり、この場合、水素原子は10〜30原子%の水素
を含むことが好ましい。上記本発明の感光体は、少なく
とも光の入射する部分(光導電層の表面層近傍)におい
て、光学的バンドギャップが1.70〜1.75eV、
サブバンドギャップ光吸収スペクトルから得られる指数
関数裾の特性エネルギ−が50〜60meV、かつ局在
状態密度が1×1014〜1×1016cm-3であることを
特徴としている。上記の構成をとるように設計された本
発明の画像形成装置用感光体は、前記の諸問題点の全て
を解決し得、極めて優れた電気的・光学的・導電的特
性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す。
The photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention comprises at least a conductive support, a photoconductive layer made of a-Si: H, X, and a surface layer described later. The photoconductive layer is made of, for example, a non-single-crystal forest material containing hydrogen atoms having silicon atoms as a base (hereinafter referred to as “a-Si: H”), and in this case, the hydrogen atoms are 10 to 30 atom%. It is preferable to include hydrogen. The photoconductor of the present invention has an optical band gap of 1.70 to 1.75 eV at least in a portion where light is incident (near the surface layer of the photoconductive layer).
The characteristic energy of the exponential tail obtained from the subband gap optical absorption spectrum is 50 to 60 meV, and the localized density of states is 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −3 . The photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention designed to have the above-mentioned constitution can solve all of the above-mentioned problems, and has extremely excellent electric / optical / conductive characteristics, image quality, and durability. Properties and environmental characteristics of use.

【0033】一般的に、a−Si:Hのバンドギャップ
内には、Si−Si結合の構造的な乱れに基づくテイル
(裾)準位と、Siの未結合手(ダングリングボンド)
等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの
準位は、電子や正孔の捕獲、再結合中心として働き、素
子の特性を低下させる原因になることが知られている。
Generally, in the band gap of a-Si: H, a tail level due to structural disorder of Si-Si bond and a dangling bond of Si (dangling bond).
And other deep levels due to structural defects. It is known that these levels act as traps for electrons and holes and as a recombination center, and cause deterioration of device characteristics.

【0034】このようなバンドギャップ中の局在準位の
状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温
容量過渡分光法、光熱偏向分光法、一定光電流法等が用
いられている。中でも、一定光電流法(Constant Photo
current Method、以下「CPM」という。)は、a−S
i:Hの局在準位に基くサブギャップ光吸収スペクトル
を簡便に測定する方法として有用である。
As a method of measuring the state of such a localized level in the band gap, generally, deep level spectroscopy, isothermal capacitance transient spectroscopy, photothermal deflection spectroscopy, constant photocurrent method, etc. are used. . Among them, the constant photocurrent method (Constant Photo
current Method, hereinafter referred to as "CPM". ) Is a-S
It is useful as a method for simply measuring the subgap optical absorption spectrum based on the localized level of i: H.

【0035】本発明者らは、このCPMによって測定さ
れた光吸収スペクトルから求められる指数関数裾(アー
バックテイル)の特性エネルギ−(以下「Eu」とい
う。)や局在状態密度(以下「DOS」という。)と感
光体特性との相関を種々の条件に渡って調べた結果、E
u及びDOSが、a−Si感光体の温度特性や光メモリ
ーと密接な関係にあることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
The present inventors have found that the characteristic energy of the exponential tail (hereinafter referred to as "Eu") and the localized density of states (hereinafter referred to as "DOS") obtained from the optical absorption spectrum measured by the CPM. ") And the characteristics of the photoconductor over various conditions.
The inventors have found that u and DOS are closely related to the temperature characteristics of the a-Si photoconductor and the optical memory, and have completed the present invention.

【0036】ドラムヒーター等で感光体を加熱したとき
に帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリア
(以下「熱励起キャリア」という。)が帯電時の電界に
引かれてバンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い
局在準位への捕獲、放出を繰り返しながら表面に走行
し、表面電荷を打ち消してしまうことが挙げられる。こ
の時、帯電器を通過する間に表面に到達する熱励起キャ
リアについては帯電能の低下にはほとんど影響がない
が、深い準位に捕獲された熱励起キャリアは、帯電器を
通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために
温度特性として観測される。また、帯電器を通過した後
に熱励起された熱励起キャリアも表面電荷を打ち消し帯
電能の低下を引き起こす。したがって、感光体の使用温
度領域における熱励起キャリアの生成を抑え、なおかつ
熱励起キャリアの走行性を向上させることが温度特性の
向上のために必要である。さらに、光メモリーはブラン
ク露光や像露光によって生じた光キャリアがバンドギャ
ップ内の局在準位に捕獲され、光導電層内に該光キャリ
アが残留することによって生じる。すなわち、ある複写
行程において生じた光キャリアのうち光導電層内に残留
した光キャリアが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表
面電荷による電界によって掃き出され、光の照射された
部分の電位が他の部分よりも低くなり、その結果画像上
に濃淡が生じる。したがって、光キャリアが光導電層内
に残留することなく、1回の複写行程で走行するよう
に、光キャリアの走行性を改善しなければならない。し
たがって、本発明のごとくEu及び特定のエネルギー範
囲のDOSを制御することにより、熱励起キャリアの生
成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリアが
局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるた
めに上記キャリア(以下「電荷キャリア」という。)の
走行性が著しく改善される。その結果、感光体の使用温
度領域での温度特性が飛躍的に改善され、同時に光メモ
リーの発生を抑制することができるために、感光体の使
用環境に対する安定性が向上し、ハ−フトーンが鮮明に
出てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ること
ができる。
The reason why the charging ability is lowered when the photosensitive member is heated by a drum heater or the like is that thermally excited carriers (hereinafter referred to as “thermally excited carriers”) are attracted to the electric field at the time of charging, and the base of the band skirts. It can be mentioned that the trapping and emission to the deep local level in the band gap and the band gap travels to the surface while repeating trapping and emission to cancel the surface charge. At this time, the heat-excited carriers that reach the surface while passing through the charger have almost no effect on the decrease in chargeability, but the heat-excited carriers trapped in the deep level are not transferred to the surface after passing through the charger. It is observed as a temperature characteristic in order to reach the surface and cancel the surface charge. In addition, thermally excited carriers that are thermally excited after passing through the charger also cancel the surface charge and cause a reduction in charging ability. Therefore, in order to improve the temperature characteristics, it is necessary to suppress the generation of thermally excited carriers in the operating temperature range of the photoconductor and improve the traveling property of the thermally excited carriers. Further, the optical memory is generated when photo carriers generated by blank exposure or image exposure are trapped in a localized level in the band gap and the photo carriers remain in the photoconductive layer. That is, among the photocarriers generated in a certain copying process, the photocarriers remaining in the photoconductive layer are swept out by the electric field due to the surface charge at the time of the next charging or thereafter, and the potential of the portion irradiated with light is Is lower than that of the image, and as a result, shading occurs on the image. Therefore, it is necessary to improve the traveling property of the photocarrier so that the photocarrier travels in one copying process without remaining in the photoconductive layer. Therefore, by controlling Eu and DOS in a specific energy range as in the present invention, it is possible to suppress the generation of thermally excited carriers and reduce the rate at which thermally excited carriers and photocarriers are trapped in localized levels. Therefore, the traveling property of the carrier (hereinafter referred to as “charge carrier”) is remarkably improved. As a result, the temperature characteristics of the photosensitive member in the operating temperature region are dramatically improved, and at the same time, the generation of optical memory can be suppressed, so that the stability of the photosensitive member in the operating environment is improved and the halftone is reduced. It is possible to stably obtain a high-quality image that clearly appears and has high resolution.

【0037】感光体の層構成 以下、図面を参照しながら本発明の画像形成装置用感光
体の層構成について説明する。図3は、本発明の画像形
成装置用感光体の模式的な層構成図である。図3(a)
に示す画像形成装置用感光体は、支持体(301)上に
感光層(302)が設けられている。この感光層は、a
−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層(3
03)と、a−Si系表面層(304)とから構成され
ている。図3(b)に示す画像形成装置用感光体は、支
持体(301)上に感光層(302)が設けられてい
る。この感光層は、a−Si:H,Xからなり光導電性
を有する光導電層(303)と、a−Si:H,Xから
なる中間層(305)、a−Si系表面層(304)と
から構成されている。図3(c)に示す画像形成装置用
感光体は、支持体(301)上に感光層(302)が設
けられている。この感光層はa−Si:H,Xからなり
光導電性を有する光導電層(303)と、a−Si:
H,Xからなる中間層(305)と、a−Si系表面層
(304)と、a−Si系電荷注入阻止層(306)と
から構成されている。
Layer Structure of Photoreceptor Hereinafter, the layer structure of the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic layer configuration diagram of a photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention. FIG. 3 (a)
The photosensitive member for an image forming apparatus shown in (1) has a photosensitive layer (302) provided on a support (301). This photosensitive layer is a
-Si: H, X photoconductive layer having photoconductivity (3
03) and an a-Si-based surface layer (304). The photosensitive member for an image forming apparatus shown in FIG. 3B has a photosensitive layer (302) provided on a support (301). The photosensitive layer includes a photoconductive layer (303) made of a-Si: H, X and having photoconductivity, an intermediate layer (305) made of a-Si: H, X, and an a-Si-based surface layer (304). ) And is composed of. In the photoreceptor for an image forming apparatus shown in FIG. 3C, a photosensitive layer (302) is provided on a support (301). This photosensitive layer is composed of a-Si: H, X and has a photoconductive layer (303) having photoconductivity, and a-Si:
It is composed of an intermediate layer (305) composed of H and X, an a-Si based surface layer (304), and an a-Si based charge injection blocking layer (306).

【0038】感光体の支持体 本発明において使用される支持体の材料としては、少な
くとも感光層を形成する側の表面が導電性であれば、導
電性であっても電気絶縁性であってもよい。導電性支持
体としては、Al・Cr・Mo・Au・In・Nb・T
e・V・Ti・Pt・Pd・Fe等の金属、及びこれら
の合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリ
エステル・ポリエチレン・ポリカーボネート・セルロー
スアセテート・ポリプロピレン・ポリ塩化ビニル・ポリ
スチレン・ポリアミド等の合成村脂のフィルム又はシー
トやガラスやセラミック等の電気絶縁性部材の少なくと
も感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用
いることができる。
Support of Photoreceptor The material of the support used in the present invention may be conductive or electrically insulating as long as at least the surface on which the photosensitive layer is formed is conductive. Good. As the conductive support, Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, T
Metals such as e.V.Ti.Pt.Pd.Fe, and alloys thereof, such as stainless steel, can be used. Also, at least the surface of the electrically insulating member such as polyester or polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyamide, etc., on which the photosensitive layer is formed, or the surface of the electrically insulating member such as glass or ceramic is formed. A conductively treated support can also be used.

【0039】本発明において使用される支持体の形状
は、平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状無端
ベルト状などである。その厚さは、所望通りの画像形成
装置用感光体を形成し得るように適宜決定するが、画像
形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合に
は、支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能
な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は
製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から10μ
m以上が好ましい。
The shape of the support used in the present invention is, for example, a cylindrical or plate-shaped endless belt having a smooth surface or an uneven surface. The thickness is appropriately determined so that a desired photoreceptor for an image forming apparatus can be formed. It can be made as thin as possible within the range that can be sufficiently exhibited. However, the support is 10μ in terms of manufacturing and handling, mechanical strength and the like.
m or more is preferable.

【0040】特にレーザー光などの可干渉性光を用いて
像記録を行う場合には、可視画像において現われる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
るために、帯電キャリアの減少が実質的にない範囲で支
持体の表面に凹凸を設けてもよい。支持体の表面に設け
られる凹凸は、特開昭60−168156号公報、同6
0−178457号公報、同60−225854号公報
等に記載された公知の方法により形成できる。また、レ
ーザー光などの可干渉光を用いた場合の干渉縞模様によ
る画像不良をより効果的に解消する別の方法として、帯
電キャリアの減少が実質的にない範囲で支持体の表面に
複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を設けてもよい。す
なわち、支持体の表面が画像形成装置用感光体に要求さ
れる解像力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は複
数の球状痕跡窪みによるものである。支持体の表面に設
けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、特開昭61
−231561号公報に記載された公知の方法により形
成できる。また、レーザー光等の可干渉光を用いた場合
の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するさ
らに別の方法として、感光層内、あるいは感光層の下側
に光吸収層等の干渉防止層や領域を設けてもよい。
In particular, when image recording is performed using a coherent light such as a laser light, the charge carrier is reduced in order to more effectively eliminate the image defect due to a so-called interference fringe pattern that appears in a visible image. Concavities and convexities may be provided on the surface of the support within a substantially nonexistent range. The irregularities provided on the surface of the support are described in JP-A-60-168156 and JP-A-6-168156.
It can be formed by a known method described in, for example, 0-178457 and 60-225854. Further, as another method of more effectively eliminating the image defect due to the interference fringe pattern in the case of using coherent light such as laser light, a plurality of toner particles on the surface of the support can be used within a range in which charge carrier is not substantially reduced. You may provide the uneven shape by a spherical dent. That is, the surface of the support has irregularities that are smaller than the resolving power required for the photoreceptor for an image forming apparatus, and the irregularities are due to a plurality of spherical dents. Unevenness due to a plurality of spherical trace dents provided on the surface of the support is disclosed in JP-A-61-61
It can be formed by a known method described in Japanese Patent Publication No. 231561. Further, as still another method of more effectively eliminating the image defect due to the interference fringe pattern when coherent light such as laser light is used, interference of a light absorbing layer or the like in the photosensitive layer or on the lower side of the photosensitive layer is performed. A preventive layer or region may be provided.

【0041】感光体の光導電層 本発明の画像形成装置用感光体において、光導電層は、
その目的を効果的に達成するために上記の支持体上、必
要に応じて下引き層を設けてその上に形成され、感光体
の感光層を構成する。この光導電層は、真空堆積膜形成
方法によって、所望の特性が得られるように適宜成膜パ
ラメーターの数値条件を設定して形成する。具体的に
は、例えぱグロー放電法(低周波CVD法・高周波CV
D法・マイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、直流
放電CVD法など)、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法など
の種々の薄膜堆積法によって形成することができる。こ
れらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷
程度、製造規模、作製される画像形成装置用感光体に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、所望の特性を有する画像形成装置用感光体を製造
するに当たっての条件の制御が比較的容易であることか
ら、グロー放電法、特にRF帯またはVHF帯の電源周
波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
Photoconductive Layer of Photoreceptor In the photoreceptor for image forming apparatus of the present invention, the photoconductive layer is
In order to effectively achieve the purpose, it is formed on the above-mentioned support and, if necessary, an undercoat layer, and is formed thereon to form the photosensitive layer of the photoreceptor. This photoconductive layer is formed by a vacuum deposition film forming method by appropriately setting numerical conditions of film forming parameters so that desired characteristics can be obtained. Specifically, for example, glow discharge method (low frequency CVD method, high frequency CV
AC discharge CVD method such as D method and microwave CVD method, DC discharge CVD method, etc.), sputtering method, vacuum deposition method,
It can be formed by various thin film deposition methods such as an ion plating method, a photo CVD method, and a thermal CVD method. These thin film deposition methods are appropriately selected and adopted depending on factors such as manufacturing conditions, a load level under capital investment, manufacturing scale, and desired characteristics of a photoreceptor for an image forming apparatus to be manufactured. The glow discharge method, particularly the high-frequency glow discharge method using a power supply frequency in the RF band or the VHF band, is preferable because it is relatively easy to control the conditions in manufacturing the photoconductor for an image forming apparatus having characteristics. .

【0042】この高周波グロー放電法によって光導電層
を形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供
給し得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供
給し得るH供給用の原料ガス又は/及びハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部を減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置された所定の支持体上にa−Si:H,Xから
なる層を形成する。
In order to form a photoconductive layer by the high frequency glow discharge method, basically, a source gas for supplying Si, which can supply silicon atoms (Si), and an H supply, which can supply hydrogen atoms (H). Raw material gas or / and a raw material gas for X supply capable of supplying halogen atom (X) are introduced in a desired gas state into a reaction vessel capable of reducing the pressure inside, and glow discharge is performed in the reaction vessel. A layer made of a-Si: H, X is formed on a predetermined support which is caused to stand in advance.

【0043】本発明において光導電層中に水素原子また
は/及びハロゲン原子が含有されることが必要である
が、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の
向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるた
めに必要不可欠であるからである。本発明において、水
素原子もしくはハロゲン原子の含有量、または水素原子
とハロゲン原子との合計量は、シリコン原子と水素原子
または/及びハロゲン原子との合計量に対して、10〜
30原子%が好ましく、15〜25原子%がより好まし
い。
In the present invention, it is necessary for the photoconductive layer to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms, which compensates for dangling bonds of silicon atoms and improves the layer quality, especially the photoconductive property. It is also essential to improve the charge retention characteristics. In the present invention, the content of hydrogen atoms or halogen atoms, or the total amount of hydrogen atoms and halogen atoms is 10 to 10 with respect to the total amount of silicon atoms and hydrogen atoms and / or halogen atoms.
30 atomic% is preferable and 15-25 atomic% is more preferable.

【0044】本発明において使用されるSi供給用の原
料ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26
Si38、Si410等のガス状態の又はガス化し得る
水素化ケイ素(シラン類)が有効に使用されるものとし
て挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さ、Si供給
効率のよさ等の点でSiH4とSi26が好ましいもの
として挙げられる。そして、形成される光導電層中に水
素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御を
いっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成す
る膜特性を得るために、これらのガスにさらにH2及び
/又はHe、或いは水素原子を含む珪素化合物のガスも
所望量混合して層形成することが望ましい。また、各ガ
スは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても
差し支えない。
The substances which can be used as the raw material gas for supplying Si in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , and
Silicon hydrides (silanes) in a gas state or gasifiable such as Si 3 H 8 and Si 4 H 10 are mentioned as being effectively used. Furthermore, they are easy to handle during layer formation and have good Si supply efficiency. From the above points, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferable. Then, structurally introducing hydrogen atoms into the photoconductive layer to be formed, aiming at easier control of the introduction ratio of hydrogen atoms, in order to obtain the film characteristics to achieve the object of the present invention, these It is desirable that a desired amount of a gas of H 2 and / or He or a silicon compound containing a hydrogen atom is further mixed with the above gas to form a layer. Further, each gas may be mixed not only with a single species but also with a plurality of species at a predetermined mixture ratio.

【0045】本発明において使用されるハロゲン原子供
給用の原料ガスとして有効なものは、ハロゲンガス、ハ
ロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲ
ンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し
得るハロゲン化合物が好ましい。また、さらにはシリコ
ン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又は
ガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化ケイ素化合物
も有効なものとして挙げることができる。本発明におい
て好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的に
は、フッ素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、B
rF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を
挙げることができる。ハロゲン原子を含むケイ素化合
物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体と
しては、具体的には、SiF4、Si26等のフッ化ケ
イ素が好ましいものとして挙げることができる。
The effective source gas for supplying halogen atoms used in the present invention is a gaseous or gasified halogen gas, a halide, an interhalogen compound containing halogen, a silane derivative substituted with halogen, or the like. The halogen compounds obtained are preferred. Further, a gaseous or gasifiable silicon hydride compound containing a halogen atom, which contains silicon atoms and a halogen atom as constituent elements, can also be cited as an effective one. Specific examples of the halogen compound that can be preferably used in the present invention include fluorine gas (F 2 ), BrF, ClF, ClF 3 , and B.
There may be mentioned interhalogen compounds such as rF 3 , BrF 5 , IF 3 and IF 7 . As a silicon compound containing a halogen atom, that is, a silane derivative substituted with a halogen atom, specifically, silicon fluoride such as SiF 4 and Si 2 F 6 can be cited as a preferable example.

【0046】光導電層中に含有される水素原子または/
及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば、支持体
の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させ
るために使用される原料物質の反応容器内への導入量、
放電電力等を制御する。
Hydrogen atoms contained in the photoconductive layer or /
And the amount of halogen atoms can be controlled by, for example, the temperature of the support, the amount of the raw material used to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms introduced into the reaction vessel,
Controls discharge power etc.

【0047】本発明においては、光導電層には必要に応
じて伝導性を制御する原子を含有させることが好まし
い。伝導性を制御する原子は、光導電層中に満遍なく均
一に分布した状態で含有させるが、層厚方向には不均一
な分布状態で含有している部分があってもよい。
In the present invention, the photoconductive layer preferably contains atoms for controlling the conductivity, if necessary. Atoms for controlling conductivity are contained in the photoconductive layer in a uniformly distributed state, but may be contained in a nonuniformly distributed state in the layer thickness direction.

【0048】上記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
p型伝導特性を与える周期律表IIIb族に属する原子
(以下「第IIIb族原子」という。)又はn型伝導特性
を与える周期律表第Vb族に属する原子(以下「第Vb
族原子」という。)を用いることができる。第IIIb族
原子としては、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、
ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(T
l)等があり、特に、B、Al、Gaが好適である。第
Vb族原子としては、燐(P)、ヒ素(As)、アンチ
モン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にPとA
sが好適である。伝導性を制御する原子の含有量は、好
ましくは1×10-2〜1×104原子ppm、より好ましく
は5×10 -2〜5×103原子ppm、最適には1×10-1
〜1×103原子ppmである。伝導性を制御する原子、例
えば第IIIb族原子または第Vb族原子を構造的に導入
するには、層形成の際に、第IIIb族原子導入用の原料
物質または第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で
反応容器中に、光導電層を形成するための他のガスとと
もに導入する。第IIIb族原子導入用の原料物質または
第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとして
は、常温常圧でガス状の又は少なくとも層形成条件下で
容易にガス化し得るものを採用するのが望ましい。この
ような第IIIb族原子導入用の原料物質は、ホウ素原子
導入用としては、B26、B410、B5 9、B511
610、B612、B614等の水素化ホウ素、BF3
BCl3、BBr3等のハロゲン化ホウ素等が挙げられ
る。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33
InCl3、TlCl3等も挙げることができる。第Vb
族原子導入用の原料物質として有効に使用されるのは、
燐原子導入用としては、PH 3、P24等の水素化燐、
PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3
PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF
5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbC
5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第Vb族原子
導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができ
る。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料
物質を必要に応じてH2又は/及びHeにより希釈して
使用してもよい。
As the atom for controlling the conductivity, a semiconductor is used.
The so-called impurities in the body field can be mentioned,
Atoms belonging to group IIIb of the periodic table giving p-type conductivity
(Hereinafter referred to as "Group IIIb atom") or n-type conduction characteristics
Atoms belonging to Group Vb of the periodic table (hereinafter referred to as “Vb
It is called a group atom. ) Can be used. Group IIIb
As atoms, boron (B), aluminum (Al),
Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (T
1) and the like, and B, Al, and Ga are particularly preferable. No.
Vb group atoms include phosphorus (P), arsenic (As), anti
Mon (Sb), bismuth (Bi), etc., especially P and A
s is preferred. The content of atoms that control conductivity is
1x10 is better-2~ 1 × 10FourAtomic ppm, more preferably
Is 5 × 10 -2~ 5 × 10ThreeAtomic ppm, optimally 1 x 10-1
~ 1 × 10ThreeIt is atomic ppm. Atoms that control conductivity, eg
For example, structurally introducing a group IIIb atom or a group Vb atom
In order to form a layer, a raw material for introducing a Group IIIb atom
A substance or a raw material for introducing a Group Vb atom in a gas state
In the reaction vessel, with other gas for forming the photoconductive layer
Introduce to. Raw material for introducing Group IIIb atoms or
As a source material for introducing a group Vb atom
Is gaseous at room temperature and pressure, or at least under layer forming conditions
It is desirable to adopt one that can be easily gasified. this
A raw material for introducing a group IIIb atom is a boron atom.
For introduction, BTwoH6, BFourHTen, BFiveH 9, BFiveH11,
B6HTen, B6H12, B6H14Borohydride, BF, etc.Three,
BClThree, BBrThreeSuch as boron halide, etc.
You. In addition, AlClThree, GaClThree, Ga (CHThree)Three,
InClThree, TlClThreeAnd the like. Vb
Effectively used as a raw material for introducing a group atom,
For introducing phosphorus atoms, PH Three, PTwoHFourSuch as phosphorus hydride,
PHFourI, PFThree, PFFive, PClThree, PClFive, PBrThree,
PBrFive, PIThreeAnd the like. this
Other, AsHThree, AsFThree, AsClThree, AsBrThree, AsF
Five, SbHThree, SbFThree, SbFFive, SbClThree, SbC
lFive, BiHThree, BiClThree, BiBrThreeEtc. Group Vb atom
Can be listed as valid starting materials for introduction
You. In addition, raw materials for introducing atoms that control the conductivity of these
H as neededTwoOr / and diluted with He
May be used.

【0049】さらに本発明においては、光導電層に炭素
原子・酸素原子・窒素原子の少なくとも一種を含有させ
ることも有効である。これらの原子の含有量はシリコン
原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の合計量に対
して、好ましくは1×10-5〜10原子%、より好まし
くは1×10-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原
子%である。これらの原子は、光導電層中に満遍なく均
一に含有させるが、光導電層の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布を有する部分があってもよい。
Further, in the present invention, it is effective that the photoconductive layer contains at least one kind of carbon atom, oxygen atom and nitrogen atom. The content of these atoms is preferably 1 × 10 −5 to 10 atom%, more preferably 1 × 10 −4 to 8 atom%, with respect to the total amount of silicon atoms, carbon atoms, oxygen atoms and nitrogen atoms. Optimally, it is 1 × 10 −3 to 5 atom%. These atoms are evenly and uniformly contained in the photoconductive layer, but there may be a portion having a nonuniform distribution in which the content changes in the layer thickness direction of the photoconductive layer.

【0050】本発明において、光導電層の層厚は、所望
の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点か
ら適宜所望にしたがって決定され、好ましくは20〜5
0μm、より好ましくは23〜45μm、最適には25
〜40μmである。本発明の目的を達成し、所望の膜特
性を有する光導電層を形成するには、Si供給用の原料
ガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電
電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要であ
る。希釈ガスとして使用するH2又は/及びHeの流量
は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、
Si供給用ガスに対しH2又は/及びHeを、通常の場
合3〜20倍、好ましくは4〜15倍、最適には5〜1
0倍の範囲に制御する。反応容器内のガス圧も同様に層
設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の
場合1×10-4〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5
Torr、最適には1×10-3〜1Torrである。放電電力も
また同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され
るが、Si供給用の原料ガスの流量に対する放電電力
を、通常の場合2〜7倍、好ましくは2.5〜6倍、最
適には3〜5倍の範囲に設定する。さらに支持体の温度
は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、
好ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜
330℃、最適には250〜310℃である。本発明に
おいては、光導電層を形成するための支持体温度やガス
圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられる
が、これらの条件は通常、独立的に別々に決められるも
のではなく、所望の特性を有する感光体を形成すべく、
相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが
望ましい。
In the present invention, the layer thickness of the photoconductive layer is appropriately determined as desired in view of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferably 20-5.
0 μm, more preferably 23-45 μm, optimally 25
Is about 40 μm. In order to achieve the object of the present invention and form a photoconductive layer having desired film characteristics, the mixing ratio of the raw material gas for supplying Si and the diluting gas, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power and the support temperature are set. Need to be set appropriately. The flow rate of H 2 and / or He used as the dilution gas is appropriately selected according to the layer design,
H 2 or / and He relative to the Si supply gas is usually 3 to 20 times, preferably 4 to 15 times, and most preferably 5 to 1 times.
Control in the range of 0 times. Similarly, the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected in accordance with the layer design, but in the normal case, it is 1 × 10 −4 to 10 Torr, preferably 5 × 10 −4 to 5 Torr.
Torr, optimally 1 × 10 −3 to 1 Torr. Similarly, the discharge power is appropriately selected in accordance with the layer design, but the discharge power with respect to the flow rate of the raw material gas for supplying Si is usually 2 to 7 times, preferably 2.5 to 6 times. Is set to a range of 3 to 5 times. Further, the temperature of the support is appropriately selected according to the layer design,
Preferably from 200 to 350 ° C, more preferably from 230 to
330 ° C, optimally 250-310 ° C. In the present invention, the above-mentioned ranges are mentioned as desirable numerical ranges of the support temperature and gas pressure for forming the photoconductive layer, but these conditions are not usually independently determined separately, In order to form a photoreceptor having the characteristics of
It is desirable to determine the optimum value based on mutual and organic relationships.

【0051】感光体の中間層 本発明においてその目的を効果的に連成するために、光
導電層の表面層側に感光層の一部を構成する中間層(3
05)を設けることが望ましい(図3(b)及び
(c))。この中間層は、真空堆積膜形成方法によって
所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数
値条件を設定して形成する。基本的には上記の光導電層
と同じ手法で作製でき、形成された中間層の物性は光導
電層と同様である。しかし、中間層は光導電層に対し表
面側にあり表面層との界面に位置するため、阻止能や光
感度など、表面層とマッチングの取れた膜を形成する必
要がある。本発明で用いる中間層は、光学的バンドギャ
ッブが1.70〜1.75eV、光吸収スペクトルから
得られる指数関数裾の特性エネルギーが50〜60me
V、かつ局在状態密度が1×1014〜1×1016cm-3
であることを特徴としている。このような中間層を形成
するためには、成膜速度を低くして緻密性をよくするこ
とが好ましいが、生産性も考えると成膜速度は1〜10
A/sが好ましく、1〜5A/sがより好ましい。上記
中間層を用いることによって、表面層と光導電層との密
着性が向上するため、圧傷の発生を抑えることができ
る。
Intermediate Layer of Photoreceptor In order to effectively combine the objects in the present invention, an intermediate layer (3) constituting a part of the photosensitive layer on the surface layer side of the photoconductive layer.
05) is preferably provided (FIGS. 3B and 3C). The intermediate layer is formed by appropriately setting the numerical conditions of film forming parameters so that desired characteristics can be obtained by the vacuum deposition film forming method. Basically, the photoconductive layer can be manufactured by the same method as that of the photoconductive layer, and the physical properties of the formed intermediate layer are similar to those of the photoconductive layer. However, since the intermediate layer is on the surface side of the photoconductive layer and is located at the interface with the surface layer, it is necessary to form a film that matches the surface layer in terms of blocking ability and photosensitivity. The intermediate layer used in the present invention has an optical band gab of 1.70 to 1.75 eV and a characteristic energy of an exponential tail obtained from an optical absorption spectrum of 50 to 60 me.
V, and the density of localized states is 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −3
It is characterized by being. In order to form such an intermediate layer, it is preferable to reduce the film formation rate to improve the denseness, but the film formation rate is 1 to 10 in consideration of productivity.
A / s is preferable, and 1-5 A / s is more preferable. By using the above intermediate layer, the adhesion between the surface layer and the photoconductive layer is improved, so that the occurrence of pressure scratches can be suppressed.

【0052】感光体の表面層 本発明においては、感光体の表面にa−Si系の表面層
(304)を形成する(図3)。この表面層は自由表面
を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐
圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目的を達
成するために設けられる。また、本発明においては、感
光層を構成する光導電層や中間層と表面層とを形成する
非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成要素
を有しているので、積層界面において化学的な安定性の
確保が十分に成されている。
Surface Layer of Photoreceptor In the present invention, an a-Si based surface layer (304) is formed on the surface of the photoreceptor (FIG. 3). This surface layer has a free surface and is provided to achieve the object of the present invention mainly in moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electric pressure resistance, use environment characteristics, and durability. Further, in the present invention, since each of the photoconductive layer forming the photosensitive layer and the amorphous material forming the intermediate layer and the surface layer has a common constituent element of silicon atom, the chemical compound at the stacking interface is used. Sufficient stability is ensured.

【0053】上記の表面層は、a−Si系の材料であれ
ばいずれの材質でも適用可能であり、十分な電荷保持性
を有するものであればよい。例えば、水素原子または/
及びハロゲン原子を含有し更に炭素原子を含有するアモ
ルファスシリコン(以下「a−SiC:H,X」とい
う。)、水素原子又は/及びハロゲン原子を含有し更に
酸素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−
SiO:H,X」という。)、水素原子または/及びハ
ロゲン原子を含有し更に窒素原子を含有するアモルファ
スシリコン(以下「a−SiN:H,X」という。)、
水素原子または/及びハロゲン原子を含有し更に炭素原
子・酸素原子・窒素原子の少なくとも一種を含有するア
モルファスシリコン(以下「a−SiCON:H,X」
という。)等の材料が好適に用いられる。表面層が十分
な電荷保持機能を有するために、表面層の電気抵抗値が
1×1010〜1×1015Ωcmとなる材料を用いる。
Any material can be applied to the surface layer as long as it is an a-Si-based material, and any material having a sufficient charge retention property may be used. For example, hydrogen atom or /
And amorphous silicon containing a halogen atom and further containing a carbon atom (hereinafter referred to as “a-SiC: H, X”), amorphous silicon containing a hydrogen atom and / or a halogen atom and further containing an oxygen atom (hereinafter referred to as “a-SiC: H, X”). a-
SiO: H, X ". ), Amorphous silicon containing a hydrogen atom and / or a halogen atom and further containing a nitrogen atom (hereinafter referred to as “a-SiN: H, X”),
Amorphous silicon containing a hydrogen atom and / or a halogen atom and further containing at least one of a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom (hereinafter referred to as “a-SiCON: H, X”).
Say. ) And the like are preferably used. Since the surface layer has a sufficient charge retention function, a material having an electric resistance value of 1 × 10 10 to 1 × 10 15 Ωcm is used.

【0054】本発明においてその目的を効果的に達成す
るために、表面層は、真空堆積膜形成方法によって、所
望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値
条件を設定して形成する。具体的には、例えばグロー放
電法(低周波CVD法・高周波CVD法・マイクロ波C
VD法等の交流放電CVD法、直流放電CVD法など)
によって形成することができる。これらの薄膜堆積法
は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、
形成される画像形成装置用感光体に所望される特性等の
要因によって適宜選択されて採用されるが、感光体の生
産性の観点から光導電層と同様な堆積法を用いることが
好ましい。例えば、グロー放電法によって、a−Si
C:H,Xからなる表面層を形成するには、基本的には
シリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガ
スと、炭素原(C)子を供給し得るC供給用の原料ガス
と、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガス又
は/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原
料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス
状態で導入して、この反応容器内にグロー放電を生起さ
せ、あらかじめ所定の位置に設置された少なくとも光導
電層を形成した支持体上にa−SiC:H,Xからなる
層を形成する。
In the present invention, in order to effectively achieve the object, the surface layer is formed by a vacuum deposition film forming method by appropriately setting numerical conditions of film forming parameters so that desired characteristics can be obtained. Specifically, for example, the glow discharge method (low frequency CVD method, high frequency CVD method, microwave C
AC discharge CVD method such as VD method, DC discharge CVD method, etc.)
Can be formed by. These thin film deposition methods are based on manufacturing conditions, load level under capital investment, manufacturing scale,
It is appropriately selected and adopted depending on factors such as characteristics desired for the photoreceptor for the image forming apparatus to be formed, but from the viewpoint of productivity of the photoreceptor, it is preferable to use the same deposition method as for the photoconductive layer. For example, by glow discharge method, a-Si
To form a surface layer composed of C: H, X, basically, a source gas for supplying Si, which can supply silicon atoms (Si), and a source gas for supplying C, which can supply carbon atoms (C), can be used. A raw material gas and a raw material gas for supplying H, which can supply hydrogen atoms (H), and / or a raw material gas for supplying X, which can supply halogen atoms (X), are placed in a desired reaction vessel in a reaction vessel. It is introduced in a gas state to cause a glow discharge in the reaction vessel, and a layer made of a-SiC: H, X is formed on a support having at least a photoconductive layer formed in advance at a predetermined position. .

【0055】本発明において用いる表面層の材質として
は、シリコン原子を含有するa−Si系材料ならば何れ
でもよいが、炭素・窒素・酸素から選ばれる少なくとも
1種の元素を含むシリコン原子の化合物が好ましく、特
にa−SiCを主成分とするものが好ましい。表面層を
a−SiCを主成分として構成する場合の炭素量は、シ
リコン原子と炭素原子の合計量に対して30〜90原子
%の範囲が好ましい。
The material of the surface layer used in the present invention may be any a-Si type material containing a silicon atom, but a compound of a silicon atom containing at least one element selected from carbon, nitrogen and oxygen. Are preferable, and those containing a-SiC as a main component are particularly preferable. When the surface layer is composed mainly of a-SiC, the amount of carbon is preferably in the range of 30 to 90 atom% with respect to the total amount of silicon atoms and carbon atoms.

【0056】また、本発明において表面層中に水素原子
または/及びハロゲン原子が含有されることが好まし
い。これはシリコン原子の未結合手を補償し、層の品質
の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上さ
せるために必要不可欠である。水素原子の含有量は、構
成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子%であ
り、好ましくは35〜65原子%、より好ましくは40
〜60原子%である。また、フッ素原子等のハロゲン原
子の含有量は、通常の場合0.01〜15原子%、好ま
しくは0.1〜10原子%、より好ましくは0.6〜4
原子%である。これらの水素原子または/及びハロゲン
原子含有量の範囲内で形成される感光体は、実際面にお
いて従来のものより格段に優れ充分に適用できるもので
ある。
In the present invention, it is preferable that the surface layer contains hydrogen atoms and / or halogen atoms. This is essential for compensating the dangling bonds of silicon atoms and improving the quality of the layer, especially the photoconductive property and the charge retention property. The content of hydrogen atoms is usually 30 to 70 atom%, preferably 35 to 65 atom%, and more preferably 40 to the total amount of constituent atoms.
Is about 60 atom%. The content of halogen atoms such as fluorine atoms is usually 0.01 to 15 atom%, preferably 0.1 to 10 atom%, more preferably 0.6 to 4 atom%.
It is atomic%. The photoconductor formed in the range of the content of hydrogen atom and / or halogen atom is far superior to the conventional one in practical use and can be applied sufficiently.

【0057】表面層内に存在する欠陥(主にシリコン原
子や炭素原子のダングリングボンド)は、画像形成装置
用感光体としての特性に悪影響を及ぽすことが知られて
いる。例えぱ、自由表面から光導電層への電荷の注入に
よる帯電特性の劣化、高湿度等の使用環境のもとで表面
構造が変化することによる帯電特性の変動、さらに、コ
ロナ帯電時や光照射時に光導電層により表面層に電荷が
注入され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされる
ことによる繰り返し使用時の残像現象の発生などが上記
悪影響として挙げられる。しかしながら、表面層内の水
素含有量を30原子%以上に制御することで表面層内の
欠陥が大幅に減少し、その結果、従来に比べて電気的特
性および高速連続使用性において飛躍的な向上を図るこ
とができる。しかし、表面層中の水素含有量が70原子
%を超えると表面層の硬度が低下するために、繰り返し
使用に耐えられなくなる。従って、表面層中の水素含有
量を前記の範囲内に制御することは、格段に優れた所望
の電子写真特性を得る上で非常に重要な因子の1つであ
る。表面層中の水素含有量は、H2ガスの流量、支持体
温度、放電パワー、ガス圧等によって制御できる。ま
た、表面層中のフッ素含有量を0.01原子%以上の範
囲に制御することで表面層内のシリコン原子と炭素原子
の結合の発生をより効果的に達成することが可能とな
る。さらに、表面層中のフッ素原子の働きとして、コロ
ナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の
切断を効果的に防止することができる。しかし、表面層
中のフッ素含有量が15原子%を超えると表面層内のシ
リコン原子と炭素原子の結合の発生の効果およびシリコ
ン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほとん
ど認められなくなる。さらに、過剰のフッ素原子が表面
層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画
像メモリーが顕著に認められるようになる。従って、表
面層中のフッ素含有量を前記範囲内に制御することは、
所望の電子写真特性を得る上で重要な因子の一つであ
る。表面層中のフッ素含有量は、水素含有量と同様にH
2ガスの流量、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によ
って制御できる。
It is known that defects (mainly dangling bonds of silicon atoms and carbon atoms) existing in the surface layer adversely affect the characteristics as a photoreceptor for an image forming apparatus. For example, deterioration of charging characteristics due to injection of charges from the free surface into the photoconductive layer, fluctuations in charging characteristics due to changes in the surface structure under operating environments such as high humidity, and during corona charging or light irradiation. Occasionally, the photoconductive layer injects charges into the surface layer, and the defects are trapped in the defects in the surface layer to cause an afterimage phenomenon upon repeated use. However, by controlling the hydrogen content in the surface layer to 30 atomic% or more, defects in the surface layer are significantly reduced, and as a result, electrical characteristics and high-speed continuous usability are drastically improved compared to conventional ones. Can be achieved. However, if the hydrogen content in the surface layer exceeds 70 atomic%, the hardness of the surface layer decreases, and it becomes impossible to withstand repeated use. Therefore, controlling the hydrogen content in the surface layer within the above range is one of the very important factors in obtaining the desired electrophotographic properties that are remarkably excellent. The hydrogen content in the surface layer can be controlled by the flow rate of H 2 gas, the support temperature, the discharge power, the gas pressure and the like. Further, by controlling the fluorine content in the surface layer to be in the range of 0.01 atomic% or more, it becomes possible to more effectively achieve the generation of the bond between silicon atoms and carbon atoms in the surface layer. Further, as a function of the fluorine atom in the surface layer, the breaking of the bond between the silicon atom and the carbon atom due to damage such as corona can be effectively prevented. However, if the fluorine content in the surface layer exceeds 15 atomic%, the effect of generating the bond between the silicon atom and the carbon atom in the surface layer and the effect of preventing the breaking of the bond between the silicon atom and the carbon atom are hardly recognized. . Furthermore, since excess fluorine atoms impede the mobility of carriers in the surface layer, the residual potential and the image memory become noticeable. Therefore, controlling the fluorine content in the surface layer within the above range,
It is one of the important factors in obtaining desired electrophotographic characteristics. The fluorine content in the surface layer is the same as H content as H content.
2 Gas flow rate, support temperature, discharge power, gas pressure, etc.

【0058】本発明の表面層の形成において使用される
Si供給用の原料ガスとなり得る物質としては、SiH
4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の又は
ガス化し得る水素化ケイ素(シラン類)が有効に使用さ
れるものとして挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易
さやSi供給効率のよさ等の点でSiH4とSi26
好ましいものとして挙げられる。また、これらのSi供
給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne
等のガスにより希釈して使用してもよい。炭素供給用の
原料ガスとなり得る物質としては、CH4、C26、C3
8、C410等のガス状態の又はガス化し得る炭化水素
が有効に使用できるものとして挙げられ、さらに層作成
時の取り扱い易さやSi供給効率の良さ等の点でCH4
とC26が好ましいものとして挙げられる。また、これ
らのC供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、A
r、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。窒素
または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、N
3、NO、N2O、NO2、H2O、O2、CO、CO2
2等のガス状態の又はガス化し得る化合物が有効に使
用できるものとして挙げられる。また、これらの窒素・
酸素供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、A
r、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。ま
た、形成される表面層中に導入される水素原子の導入割
合の制御をいっそう容易になるようにするために、これ
らのガスにさらに水素ガス、又は水素原子を含むケイ素
化合物のガスも所望量混合して層形成することが好まし
い。また、各ガスは単独種のみでなく、所定の混合比で
複数種混合しても差し支えない。
As a material that can be used as a source gas for supplying Si used in the formation of the surface layer of the present invention, SiH
4, Si 2 H 6, Si 3 H 8, Si 4 H 10 , etc. of the silicon hydride that may or gasified gas state (silanes) can be mentioned as being effectively used, further layer formation of readiness in handling SiH 4 and Si 2 H 6 are preferable as the sheath from the viewpoint of good Si supply efficiency. In addition, these raw material gases for supplying Si may be added with H 2 , He, Ar, and Ne as necessary.
May be used after being diluted with such a gas. Examples of substances that can be used as a raw material gas for supplying carbon include CH 4 , C 2 H 6 , and C 3.
Gaseous or gasifiable hydrocarbons such as H 8 and C 4 H 10 can be effectively used, and CH 4 in terms of easiness of handling during layer formation and good Si supply efficiency.
And C 2 H 6 are preferred. In addition, if necessary, the source gas for supplying C may be H 2 , He, or A.
It may be diluted with a gas such as r or Ne before use. As a substance that can be used as a gas for supplying nitrogen or oxygen, N
H 3 , NO, N 2 O, NO 2 , H 2 O, O 2 , CO, CO 2 ,
Examples of compounds that can be effectively used include compounds in a gas state or gasifiable such as N 2 . Also, these nitrogen
The raw material gas for oxygen supply may be H 2 , He, A
It may be diluted with a gas such as r or Ne before use. Further, in order to make it easier to control the introduction ratio of hydrogen atoms introduced into the surface layer to be formed, hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms is also added in a desired amount to these gases. It is preferable to mix and form a layer. Further, each gas may be mixed not only with a single kind but also with a plurality of kinds at a predetermined mixing ratio.

【0059】本発明の表面層の形成において使用される
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものは、ハ
ロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン原子を含むハロゲ
ン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガ
ス状の又はガス化し得るハロゲン化合物などが好ましい
ものとして挙げられる。また、さらにはシリコン原子と
ハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し
得る、ハロゲン原子を含む水素化ケイ素化合物も有効な
ものとして挙げることができる。本発明において好適に
使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にはフッ素
ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、B
rF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げるこ
とができる。ハロゲン原子を含むケイ素化合物、いわゆ
るハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、例
えば、SiF4やSi26等のフッ化ケイ素が好ましい
ものとして挙げることができる。表面層中に含有される
水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するに
は、例えば支持体の温度、水素原子または/及びハロゲ
ン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容
器内への導入量、放電電力等を制御することによって行
う。炭素原子・酸素原子・窒素原子は、表面層中に満遍
なく均一に含有させるが、表面層の層厚方向に含有量が
変化するような不均一な分布を有した部分があってもよ
い。
Effective source gases for supplying halogen atoms used in the formation of the surface layer of the present invention include halogen gas, halides, halogen-containing interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives and the like. Gaseous or gasifiable halogen compounds are preferred. Further, a gaseous or gasifiable silicon hydride compound containing a halogen atom, which contains silicon atoms and a halogen atom as constituent elements, can also be cited as an effective one. Specific examples of the halogen compound that can be preferably used in the present invention include fluorine gas (F 2 ), BrF, ClF, ClF 3 , BrF 3 and B.
Inter-halogen compounds such as rF 5 , IF 3 and IF 7 can be mentioned. As a silicon compound containing a halogen atom, that is, a so-called silane derivative substituted with a halogen atom, silicon fluorides such as SiF 4 and Si 2 F 6 can be cited as preferable examples. In order to control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the surface layer, for example, the temperature of the support, the raw material used to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms, and It is performed by controlling the introduction amount, discharge power, and the like. Carbon atoms, oxygen atoms, and nitrogen atoms are evenly and uniformly contained in the surface layer, but there may be a portion having a nonuniform distribution such that the content varies in the layer thickness direction of the surface layer.

【0060】さらに本発明においては、表面層には必要
に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ま
しい。この伝導性を制御する原子は、表面層中に満遍な
く均一に分布した状態で含有させるが、層厚方向には不
均一な分布状態で含有する部分があってもよい。
Further, in the present invention, it is preferable that the surface layer contains atoms for controlling the conductivity, if necessary. The atoms that control the conductivity are contained in the surface layer in a uniformly distributed state, but there may be a part in which the atoms are contained in a non-uniformly distributed state in the layer thickness direction.

【0061】上記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
p型伝導特性を与える第IIIb族原子またはn型伝導特
性を与える第Vb族原子を用いることができる。第III
b族原子としては、ホウ素(B)、アルミニウム(A
l)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウ
ム(Tl)等があり、特に、B、Al、Gaが好適であ
る。第Vb族原子としては、燐(P)、ヒ素(As)、
アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特に
PとAsが好適である。伝導性を制御する原子の含有量
は、好ましくは1×10-3〜1×103原子ppm、より好
ましくは1×10-2〜5×102原子ppm、最適には1×
10-1〜1×102原子ppmである。伝導性を制御する原
子、例えば第IIIb族原子または第Vb族原子を構造的
に導入するには、層形成の際に、第IIIb族原子導入用
の原料物質または第Vb族原子導入用の原料物質をガス
状態で反応容器中に、表面層を形成するための他のガス
とともに導入する。第IIIb族原子導入用の原料物質ま
たは第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとし
ては、常温常圧でガス状の又は少なくとも層形成条件下
で容易にガス化し得るものを採用するのが望ましい。こ
のような第IIIb族原子導入用の原料物質は、ホウ素原
子導入用としては、B26、B410、B59、B
511、B610、B6 12、B614等の水素化ホウ素、
BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化ホウ素等が挙
げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH
33、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
第Vb族原子導入用の原料物質として有効に使用される
のは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素
化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、P
Br3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられ
る。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsB
3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbC
3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も
第Vb族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げ
ることができる。また、これらの伝導性を制御する原子
導入用の原料物質を必要に応じてH2又は/及びHeに
より希釈して使用してもよい。
As the atom for controlling the conductivity, a semiconductor is used.
The so-called impurities in the body field can be mentioned,
Group IIIb atoms or n-type conduction characteristics that give p-type conduction characteristics
A group Vb atom that imparts a property can be used. III
The group b atoms include boron (B), aluminum (A
l), gallium (Ga), indium (In), tariu
(Tl), etc., and B, Al, and Ga are particularly preferable.
You. Group Vb atoms include phosphorus (P), arsenic (As),
There are antimony (Sb), bismuth (Bi), etc., especially
P and As are preferred. Content of atoms controlling conductivity
Is preferably 1 × 10-3~ 1 × 10ThreeAtomic ppm, better
1x10 is better-2~ 5 × 10TwoAtomic ppm, optimally 1 ×
10-1~ 1 × 10TwoIt is atomic ppm. Hara that controls conductivity
Child, eg, a group IIIb atom or a group Vb atom, structurally
Introduced into the group IIIb atom during layer formation
Gas of the starting material for introducing the group Vb atom
Other gas for forming the surface layer in the reaction vessel in the state
To be introduced with. Raw materials for introducing Group IIIb atoms
Or as a raw material for introducing a Group Vb atom
The gas is at room temperature and atmospheric pressure, or at least under the layer forming conditions.
It is desirable to adopt one that can be easily gasified. This
Raw materials for introducing Group IIIb atoms such as
For child introduction, BTwoH6, BFourHTen, BFiveH9, B
FiveH11, B6HTen, B6H 12, B6H14Borohydride, such as
BFThree, BClThree, BBrThreeSuch as boron halides
You can In addition, AlClThree, GaClThree, Ga (CH
Three)Three, InClThree, TlClThreeAnd the like.
Effectively used as a raw material for introducing a Group Vb atom
For introducing phosphorus atom, PH isThree, PTwoHFourEtc. hydrogen
Phosphorus, PHFourI, PFThree, PFFive, PClThree, PClFive, P
BrThree, PBrFive, PIThreeAnd phosphorus halides such as
You. Besides this, AsHThree, AsFThree, AsClThree, AsB
rThree, AsFFive, SbHThree, SbFThree, SbFFive, SbC
lThree, SbClFive, BiHThree, BiClThree, BiBrThreeEtc.
Listed as effective starting materials for introducing Group Vb atoms
Can be Also, the atoms that control these conductivities
Introduce raw materials as needed, HTwoOr / and to He
You may use it after diluting.

【0062】本発明における表面層の層厚としては、通
常の場合0.01〜3μm、好ましくは0.05〜2μ
m、より好ましくは0.1〜1μmである。層厚が0.
01μmよりも薄いと感光体の使用中に摩耗等の理由に
より表面層が失われてしまい、3μmを超えると残留電
位の増加等の電子写真特性の低下が起こる。
The layer thickness of the surface layer in the present invention is usually 0.01 to 3 μm, preferably 0.05 to 2 μm.
m, more preferably 0.1 to 1 μm. The layer thickness is 0.
When the thickness is less than 01 μm, the surface layer is lost due to abrasion or the like during use of the photoconductor, and when the thickness exceeds 3 μm, electrophotographic characteristics such as increase in residual potential are deteriorated.

【0063】本発明における表面層は、その要求される
特性が所望通りに与えられるように次のように形成す
る。すなわち、Siと、C又は/及びN又は/及びO
と、H又は/及びXとを構成要素とする物質は、その形
成条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの
形態をとり、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁
性までの間の性質を示し、また、光導電的性質から非光
導電的性質までの間の性質を各々示すため、本発明にお
いては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成
されるように、所望の化合物に従ってその形成条件の選
択を厳密に行う。例えば、表面層を耐圧性の向上を主な
目的として設ける場合には、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として形成する。また、
連続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる目
的として表面層を設ける場合には、上記の電気絶縁性の
度合はある程度緩和され、照射される光に対してある程
度の感度を有する非単結晶材料として形成される。さら
に、本発明に係る帯電機構においては、表面層の低抵抗
による画像流れを防止し、或いは残留電位等の影響を防
止するために、一方では帯電効率を良好にするために、
層形成に際して、その抵抗値を適宜に制御することが好
ましい。本発明の目的を達成し得る特性を有する表面層
を形成するには、支持体の温度、反応容器内のガス圧を
所望の化合物にしたがって適宜設定する。支持体の温度
(Ts)は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択さ
れるが、好ましくは200〜350℃、より好ましくは
230〜330℃、最適には250〜300℃である。
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最
適範囲が選択されるが、好ましくは1×10-4〜10To
rr、より好ましくは5×10-4〜5Torr、最適には1×
10-3〜1Torrである。本発明においては、表面層を形
成するための支持体温度やガス圧の望ましい数値範囲と
して前記した範囲が挙げられるが、これらの条件は通常
は、独立的に別々に決められるものではなく、所望の特
性を有する感光体を形成すべく相互的かつ有機的関連性
に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
The surface layer in the present invention is formed as follows so that the required characteristics can be provided as desired. That is, Si and C or / and N or / and O
And a substance containing H and / or X as constituent elements are structurally in the form of crystalline to amorphous depending on the formation conditions, and in terms of electrical properties, conductive to semiconducting and insulating. In order to exhibit a property and to exhibit a property from a photoconductive property to a non-photoconductive property, in the present invention, a desired compound is formed so that a compound having a desired property depending on the purpose is formed. The formation conditions are strictly selected according to the compound. For example, when the surface layer is provided mainly for the purpose of improving the pressure resistance, it is formed as a non-single-crystal material having a remarkable electrical insulating behavior in the use environment. Also,
When a surface layer is provided mainly for the purpose of improving continuous repeated use characteristics and use environment characteristics, the degree of electrical insulation described above is relaxed to some extent, and a non-single crystal material having some sensitivity to irradiation light. Formed as. Furthermore, in the charging mechanism according to the present invention, in order to prevent image deletion due to the low resistance of the surface layer, or to prevent the influence of residual potential, on the other hand, in order to improve the charging efficiency,
When forming the layer, it is preferable to appropriately control the resistance value thereof. In order to form a surface layer having properties capable of achieving the object of the present invention, the temperature of the support and the gas pressure in the reaction vessel are appropriately set according to the desired compound. The temperature (Ts) of the support is appropriately selected in accordance with the layer design, but is preferably 200 to 350 ° C, more preferably 230 to 330 ° C, most preferably 250 to 300 ° C.
Similarly, the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected in accordance with the layer design, but an optimum range is selected, and preferably 1 × 10 −4 to 10 To.
rr, more preferably 5 × 10 −4 to 5 Torr, optimally 1 ×
It is 10 −3 to 1 Torr. In the present invention, the above-mentioned ranges are mentioned as desirable numerical ranges of the temperature of the support and the gas pressure for forming the surface layer, but these conditions are not usually independently determined independently, It is desirable to determine the optimum value on the basis of mutual and organic relationships so as to form a photoconductor having the characteristics of.

【0064】本発明の表面層は、単位流量当たりの投入
電力を0.1〜0.5W/sccmの条件で形成する。この
条件で表面層を形成することにより、磨耗等に強く、か
つ感度においても優れた表面層を得ることができる。
The surface layer of the present invention is formed under the condition that the input power per unit flow rate is 0.1 to 0.5 W / sccm. By forming the surface layer under these conditions, it is possible to obtain a surface layer that is resistant to abrasion and has excellent sensitivity.

【0065】さらに本発明においては、光導電層と表面
層との間に、炭素原子・酸素原子・窒素原子の含有量を
表面層より減らしたブロッキング層(下部表面層)を設
けることも帯電能等の特性を更に向上させるためには有
効である。また、表面層と光導電層との間に炭素原子ま
たは/及び酸素原子または/及び窒素原子の含有量が光
導電層に向かって減少するように変化する領域を設けて
もよい。これにより表面層と光導電層との密着性を向上
させ、界面での光の反射による干渉の影響をより少なく
することができる。
Further, in the present invention, it is also possible to provide a blocking layer (lower surface layer) having a carbon atom / oxygen atom / nitrogen atom content lower than that of the surface layer between the photoconductive layer and the surface layer. It is effective for further improving the characteristics such as. Further, a region where the content of carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms changes so as to decrease toward the photoconductive layer may be provided between the surface layer and the photoconductive layer. Thereby, the adhesion between the surface layer and the photoconductive layer can be improved, and the influence of interference due to the reflection of light at the interface can be further reduced.

【0066】感光体の電荷注入阻止層 本発明の画像形成装置用感光体においては、導電性支持
体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注
入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けることが
いっそう効果的である。すなわち電荷注入阻止層は、感
光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、
支持体側から光導電層側に電荷が注入されるのを阻止す
る機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはその
ような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有し
ている。このような機能を付与するために、電荷注入阻
止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的
多く含有させる。この伝導性を制御する原子は、層中に
満遍なく均一に分布されていてもよいし、層厚方向には
満遍なく含有されてはいるが不均一に分布する状態で含
有されている部分があってもよい。分布濃度が不均一な
場合には、支持体側に多く分布するように含有させるの
が好適である。しかしながら、いずれの場合にも支持体
の表面と平行面内方向においては、均一な分布で満遍な
く含有されることが面内方向における特性の均一化を図
る点からも望ましい。
Charge Injection Blocking Layer of Photoreceptor In the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, it has a function of blocking charge injection from the conductive support side between the conductive support and the photoconductive layer. It is more effective to provide the charge injection blocking layer. That is, the charge injection blocking layer, when the photosensitive layer undergoes a constant polarity charging treatment on its free surface,
It has a function of preventing charges from being injected from the support side to the photoconductive layer side, and does not exhibit such a function when subjected to a charging treatment of the opposite polarity. There is. In order to impart such a function, the charge injection blocking layer contains a relatively large number of atoms for controlling conductivity as compared with the photoconductive layer. The atoms that control the conductivity may be evenly distributed in the layer, or there may be a part that is evenly distributed in the layer thickness direction but is unevenly distributed. Good. When the distribution concentration is non-uniform, it is preferable that the compound be contained so as to be distributed more on the support side. However, in any case, it is desirable that the content be uniformly distributed in the in-plane direction parallel to the surface of the support from the viewpoint of achieving uniform properties in the in-plane direction.

【0067】本発明において電荷注入阻止層に含有させ
る伝導性を制御する原子としては、半導体分野におけ
る、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性
を与える第IIIb族原子またはn型伝導特性を与える第
Vb族原子を用いることができる。第IIIb族原子とし
ては、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム
(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等が
あり、特に、B、Al、Gaが好適である。第Vb族原
子としては、燐(P)、ヒ素(As)、アンチモン(S
b)、ビスマス(Bi)等があり、特にPとAsが好適
である。電荷注入阻止層中の伝導性を制御する原子の含
有量としては、本発明の目的が効果的に達成できるよう
に所望にしたがって適宜決定されるが、好ましくは10
〜1×10 4原子ppm、より好ましくは50〜5×103
原子ppm、最適には1×102〜1×103原子ppmであ
る。
In the present invention, it is contained in the charge injection blocking layer.
In the field of semiconductors, atoms that control conductivity are
, So-called impurities, p-type conduction characteristics
Group IIIb atoms that give
Group Vb atoms can be used. As a group IIIb atom
For, boron (B), aluminum (Al), gallium
(Ga), indium (In), thallium (Tl), etc.
Yes, B, Al, and Ga are particularly preferable. Group Vb Hara
As a child, phosphorus (P), arsenic (As), antimony (S)
b), bismuth (Bi), etc., and P and As are particularly preferable.
It is. The inclusion of atoms controlling conductivity in the charge injection blocking layer.
In terms of quantity, the objective of the present invention can be effectively achieved.
Is appropriately determined according to the desire, but is preferably 10
~ 1 × 10 FourAtomic ppm, more preferably 50 to 5 × 10Three
Atomic ppm, optimally 1 x 10Two~ 1 × 10ThreeAtomic ppm
You.

【0068】さらに電荷注入阻止層には、炭素原子、窒
素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させること
によって、この電荷注入阻止層に直接接触して設けられ
る他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ること
ができる。この電荷注入阻止層に含有される炭素原子・
窒素原子・酸素原子は該層中に万偏なく均一に分布され
ていてもよいし、層厚方向には満遍なく含有されてはい
るが不均一に分布する状態で含有されている部分があっ
てもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表
面と平行面内方向においては、均一な分布で満遍なく含
有されることが面内方向における特性の均一化を図る点
からも望ましい。本発明における電荷注入阻止層の全層
領域に含有される炭素原子または/及び窒素原子または
/及び酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達
成されるように適宜決定されるが、一種の場合はその量
として、二種以上の場合はその総和として、好ましくは
1×10-3〜50原子%、より好ましくは5×10-3
30原子%、最適には1×10-2〜10原子%である。
また、本発明における電荷注入阻止層に含有される水素
原子または/及びハロゲン原子は層内に存在する未結合
手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層
中の水素原子、ハロゲン原子、或いは水素原子とハロゲ
ン原子との和の含有量は、好ましくは1〜50原子%、
より好ましくは5〜40原子%、最適には10〜30原
子%である。電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特
性が得られること及び経済的効果等の点から、好ましく
は0.1〜5μm、より好ましくは0.3〜4μm、最
適には0.5〜3μmである。
Furthermore, the charge injection blocking layer contains at least one kind of carbon atom, nitrogen atom and oxygen atom, so that the charge injection blocking layer can be provided with an adhesive property with other layers provided in direct contact with the charge injection blocking layer. It can be improved even more. Carbon atoms contained in this charge injection blocking layer
Nitrogen atoms and oxygen atoms may be evenly distributed in the layer, or they may be contained evenly in the layer thickness direction, but there is a portion that is contained in a non-uniformly distributed state. Good. However, in any case, it is desirable that the content be uniformly distributed in the in-plane direction parallel to the surface of the support from the viewpoint of achieving uniform properties in the in-plane direction. The content of carbon atoms and / or nitrogen atoms and / or oxygen atoms contained in the entire region of the charge injection blocking layer in the present invention is appropriately determined so that the object of the present invention can be effectively achieved. In the case of one kind, as the amount thereof, in the case of two or more kinds, as the sum thereof, preferably 1 × 10 −3 to 50 atom%, more preferably 5 × 10 −3 to
It is 30 atomic%, optimally 1 × 10 −2 to 10 atomic%.
Further, the hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the charge injection blocking layer in the present invention compensate for dangling bonds existing in the layer and are effective in improving the film quality. The content of hydrogen atoms, halogen atoms or the sum of hydrogen atoms and halogen atoms in the charge injection blocking layer is preferably 1 to 50 atom%,
It is more preferably 5 to 40 atom%, and most preferably 10 to 30 atom%. The thickness of the charge injection blocking layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 0.3 to 4 μm, and most preferably from 0.5 to 5 from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economical effects. It is 3 μm.

【0069】本発明において電荷注入阻止層を形成する
には、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積
法を採用することが望ましい。本発明の目的を達成し得
る特性を有する電荷注入阻止層を真空堆積法により形成
するには、光導電層の場合とと同様に、Si供給用のガ
スと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電
力ならびに支持体の温度を適宜設定することが必要であ
る。希釈ガスであるH 2又は/及びHeの流量は、層設
計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Si供給
用ガスに対しH2又は/及びHeを、通常の場合1〜2
0倍、好ましくは3〜15倍、最適には5〜10倍の範
囲に制御する。反応容器内のガス圧も同様に層設計にし
たがって適宜最適範囲が選択するが、通常の場合1×1
-4〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5Torr、最適
には1×10-3〜1Torrである。放電電力もまた同様に
に層設計にしたがって適宜最適範囲を選択するが、Si
供給用のガスの流量に対する放電電力を、通常の場合1
〜7倍、好ましくは2〜6倍、最適には3〜5倍の範囲
に設定する。さらに、支持体の温度は、層設計にしたが
って適宜最適範囲が選択されるが、好ましくは200〜
350℃、より好ましくは230〜330℃、最適には
250〜300℃である。本発明においては、電荷注入
阻止層を形成するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放
電電力、支持体温度の望ましい数値範囲として前記した
範囲が挙げられるが、これらの層形成のファクターは通
常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特
性を有する層を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基
づいて各層の形成ファクタ−の最適値を決めるのが望ま
しい。
In the present invention, the charge injection blocking layer is formed.
Vacuum deposition similar to the method of forming the photoconductive layer described above.
It is desirable to adopt the law. Can achieve the objects of the present invention
Of a charge injection blocking layer having the following characteristics by vacuum deposition
To supply Si, as in the case of the photoconductive layer,
Gas and dilution gas mixing ratio, gas pressure in the reaction vessel, discharge
It is necessary to set the force and the temperature of the support appropriately.
You. H which is a dilution gas TwoOr / and He flow rate is layered
The optimum range is selected according to the total, but Si supply
H for gasTwoOr / and He, usually 1-2
0 times, preferably 3 to 15 times, optimally 5 to 10 times
Control the enclosure. The gas pressure inside the reaction vessel is also designed in the same way.
Therefore, the optimum range is selected as appropriate, but in the normal case 1 × 1
0-Four-10 Torr, preferably 5 × 10-Four~ 5Torr, optimal
Has 1 × 10-3~ 1 Torr. The discharge power is also the same
The optimum range is selected according to the layer design.
Discharge power with respect to the flow rate of gas for supply is normally 1
~ 7 times, preferably 2 to 6 times, optimally 3 to 5 times
Set to. In addition, the temperature of the support depends on the layer design.
Therefore, the optimum range is appropriately selected, but preferably 200 to
350 ° C, more preferably 230-330 ° C, optimally
It is 250-300 degreeC. In the present invention, charge injection
Mixing ratio of diluent gas, gas pressure, release to form blocking layer
As mentioned above as the desired numerical range of electric power and support temperature.
Range, but the factors for forming these layers are common.
It is not usually decided independently and separately, but the desired characteristics.
Based on mutual and organic relationships to form a functional layer.
It is desirable to determine the optimum value of the formation factor of each layer based on
New

【0070】このほかに、本発明の画像形成装置用感光
体においては、感光層の前記支持体側に、少なくともア
ルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または/及び
ハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有する
層領域を有することが望ましい。また、本発明の画像形
成装置用感光体においては、支持体と光導電層あるいは
電荷注入阻止層との間の密着性の一層の向上を図る目的
で、例えば、Si34、SiO2、SiO、或いはシリ
コン原子を母体とし水素原子または/及びハロゲン原子
と、炭素原子または/及び酸素原子または/及び窒素原
子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けても
よい。さらに、前述のごとく、支持体からの反射光によ
る干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても
よい。
In addition, in the photoreceptor for an image forming apparatus of the present invention, at least aluminum atoms, silicon atoms, hydrogen atoms and / or halogen atoms are unevenly distributed in the layer thickness direction on the support side of the photosensitive layer. It is desirable to have the layer area contained in the state. In the image forming apparatus photoreceptor of the present invention, for the purpose of further improving the adhesion between the support and the photoconductive layer or the charge injection blocking layer, for example, Si 3 N 4 , SiO 2 , An adhesion layer made of an amorphous material containing SiO or a silicon atom as a base and containing a hydrogen atom and / or a halogen atom and a carbon atom and / or an oxygen atom and / or a nitrogen atom may be provided. Further, as described above, a light absorbing layer for preventing the generation of an interference pattern due to light reflected from the support may be provided.

【0071】感光層の形成方法および装置 次に、感光層を形成するための装置および感光層の形成
方法について説明する。図4は電源周波数としてRF帯
を用いた高周波プラズマCVD法(以下「RF−PCV
D」という。)による画像形成装置用感光体の製造装置
の一例を示す模式的構成図である。図4に示す製造装置
の構成は以下の通りである。この装置は大別すると、堆
積装置(4100)、原料ガス供給装置(4200)、反応容器
(4111)内を減圧にするための排気装置(図示せず)か
ら構成されている。堆積装置中の反応容器内には、円筒
状支持体(4112)、支持体加熱用ヒ−ター(4113)及び
原料ガス導入管(4114)が設置され、さらに高周波マッ
チングボックス(4115)が接続されている。
Method and Device for Forming Photosensitive Layer Next, a device for forming the photosensitive layer and a method for forming the photosensitive layer will be described. FIG. 4 shows a high frequency plasma CVD method using the RF band as a power source frequency (hereinafter referred to as “RF-PCV”).
D ". FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus according to FIG. The structure of the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 is as follows. This device is roughly divided into a deposition device (4100), a source gas supply device (4200), and an exhaust device (not shown) for reducing the pressure inside the reaction container (4111). A cylindrical support (4112), a support heating heater (4113), and a source gas introduction pipe (4114) are installed in the reaction vessel in the deposition apparatus, and a high-frequency matching box (4115) is further connected. ing.

【0072】原料ガス供給装置(4200)は、SiH4
GeH4、H2、CH4、B26、PH 3等の原料ガスのボ
ンベ(4221〜4226)、バルブ(4231〜4236、4241〜424
6、4251〜4256)及びマスフローコントローラー(4211
〜4216)から構成され、各原料ガスのボンベは補助バル
ブ(4260)を介して反応容器(4111)内の原料ガス導入
管(4114)に接続されている。
The source gas supply device (4200) is made of SiH.Four,
GeHFour, HTwo, CHFour, BTwoH6, PH ThreeSource gas of
Valve (4221-4226), valve (4231-4236, 4241-424
6, 4251-4256) and mass flow controller (4211
~ 4216) and each source gas cylinder is an auxiliary valve.
Introduction of raw material gas into the reaction vessel (4111) through the tube (4260)
It is connected to the pipe (4114).

【0073】このような装置を用いた堆積膜(感光層)
の形成は、例えば以下のように行なうことができる。ま
ず、反応容器(4111)内に円筒状支持体(4112)を設置
し、不図示の排気装置(例えば真空ポンプ)により反応
容器内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒ−タ−(41
13)により円筒状支持体の温度を200〜350℃の所
定の温度に制御する。堆積膜形成用の原料ガスを反応容
器に流入させるには、ガスボンベのバルブ(4231〜423
6)、反応容器のリ−クバルブ(4117)が閉じられてい
ることを確認し、また、流入バルブ(4241〜4246)、流
出バルブ(4251〜4256)及び補助バルブ(4260)が開か
れていることを確認して、まずメインバルブ(4118)を
開いて反応容器およびガス配管内を排気する。次に、真
空計(4119)の読みが約5×10-6Torrになった時点で
補助バルブと流出バルブを閉じる。その後、ガスポンペ
から各ガスをバルブ(4231〜4236)を開いて導入し、圧
力調整器(4261〜4266)により各ガス圧を2Kg/cm
2に調整する。次いで、流入バルブ(4241〜4246)を徐
々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー(4211
〜4216)内に導入する。
Deposition film (photosensitive layer) using such an apparatus
Can be formed, for example, as follows. First, the cylindrical support (4112) is installed in the reaction vessel (4111), and the inside of the reaction vessel is evacuated by an exhaust device (not shown) (for example, a vacuum pump). Then, a heater for heating the support (41
By 13), the temperature of the cylindrical support is controlled to a predetermined temperature of 200 to 350 ° C. A gas cylinder valve (4231 to 423) is used to flow the raw material gas for forming the deposited film into the reaction vessel.
6) Confirm that the leak valve (4117) of the reaction vessel is closed, and that the inflow valves (4241-4246), outflow valves (4251-4256) and auxiliary valve (4260) are open. After confirming this, first open the main valve (4118) to evacuate the reaction vessel and the gas pipe. Next, when the reading of the vacuum gauge (4119) reaches about 5 × 10 −6 Torr, the auxiliary valve and the outflow valve are closed. After that, each gas was introduced from the gas pump by opening the valve (4231-4236), and each gas pressure was adjusted to 2 Kg / cm by the pressure regulator (4261-4266).
Adjust to 2 . Next, gradually open the inflow valves (4241 to 4246) to let each gas flow through the mass flow controller (4211
~ 4216) to introduce.

【0074】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、次の手順で各層の形成を行う。円筒状支持体が所定
の温度になったところで流出バルブ(4251〜4256)のう
ちの必要なもの及び補助バルブ(4260)を徐々に開き、
ガスボンベから所定のガスを原料ガス導入管を介して反
応容器(4111)内に導入する。次にマスフローコントロ
ーラー(4211〜4216)によって各原料ガスが所定の流量
になるように調整する。その際、反応容器内の圧力が1
Torr以下の所定の圧力になるように真空計を見ながらメ
インバルブ(4118)の開口を調整する。内圧が安定した
ところで、周波数13.56MHzのRF電源(不図
示)を所望の電力に設定して、高周波マッチングボック
ス(4115)を通じて反応容器内にRF電力を導入し、グ
ロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反
応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持
体上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成され
る。所望の膜厚の膜形成が行われた後、RF電力の供給
を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を
止め、堆積膜の形成を終える。同様の操作を複数回繰り
返すことによつて、所望の多層構造の感光層が形成され
る。それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流
出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもな
く、また、それぞれのガスが反応容器内や、流出バルブ
から反応容器に至る配管内に残留することを避けるため
に、流出バルブ(4251〜4256)を閉じ、補助バルブ(42
60)を開き、さらにメインバルブ(4118)を全開にして
系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行なって
いる間は、円筒状支持体を駆動装置(不図示)によって
所定の速度で回転させることも有効である。さらに、上
述のガス種およびバルブ操作は各々の層の形成条件にし
たがって変更が加えられることは言うまでもない。
After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed by the following procedure. When the cylindrical support reaches a predetermined temperature, gradually open the necessary ones of the outflow valves (4251 to 4256) and the auxiliary valve (4260),
A predetermined gas is introduced from the gas cylinder into the reaction vessel (4111) through the raw material gas introduction pipe. Next, the mass flow controllers (4211 to 4216) are used to adjust the raw material gases so that they have a predetermined flow rate. At that time, the pressure in the reaction vessel is 1
Adjust the opening of the main valve (4118) while observing the vacuum gauge so that the pressure becomes equal to or lower than Torr. When the internal pressure is stable, an RF power supply (not shown) having a frequency of 13.56 MHz is set to a desired power, and RF power is introduced into the reaction container through the high frequency matching box (4115) to cause glow discharge. The raw material gas introduced into the reaction vessel is decomposed by the discharge energy, and a deposited film containing silicon as a main component is formed on the cylindrical support. After the film having the desired film thickness is formed, the supply of the RF power is stopped, the outflow valve is closed to stop the gas from flowing into the reaction container, and the formation of the deposited film is completed. By repeating the same operation a plurality of times, a photosensitive layer having a desired multilayer structure is formed. Needless to say, all of the outflow valves other than the necessary gas are closed when forming each layer, and each gas remains in the reaction vessel and in the pipe from the outflow valve to the reaction vessel. To avoid this, close the outflow valve (4251 to 4256) and the auxiliary valve (42
60) is opened, the main valve (4118) is fully opened, and the system is temporarily evacuated to a high vacuum as needed.
Further, in order to make the film formation uniform, it is also effective to rotate the cylindrical support at a predetermined speed by a driving device (not shown) during the layer formation. Further, it goes without saying that the above-mentioned gas species and valve operation are changed according to the formation conditions of each layer.

【0075】次に、電源にVHF帯の周波数を用いた高
周波プラズマCVD(以下「VHF−PCVD」とい
う。)法によって形成される画像形成装置用感光体の製
造方法について説明する。図4に示した製造装置におけ
るRF−PCVD法による堆積装置(4100)を、図5に
示す堆積装置(5100)に交換して原料ガス供給装置(42
00)と接続することにより、VHF−PCVD法による
以下の構成を有する画像形成装置用感光体製造装置を得
ることができる。この装置は大別すると、真空気密化構
造を有した減圧にし得る反応容器(5111)、原料ガスの
供給装置(4200)、および反応容器内を減圧にするため
の排気装置(不図示)から構成されている。反応容器
(5111)内には円筒状支持体(5112)、支持体加熱用ヒ
ーター(5113)、原料ガス導入管(5114)及び電極が設
置され、この電極には高周波マッチングボックスが接続
されている。また、反応容器内は排気管(5121)を通じ
て不図示の拡散ボンプに接続されている。原料ガス供給
装置(4200)は、SiH4、GeH4、H2、CH4、B2
6、PH3等の原料ガスのボンベ(4221〜4226)とバル
ブ(4231〜4236、4241〜4246、4251〜4256)及びマスフ
ローコントローラー(4211〜4216)から構成され、各原
料ガスのボンベはバルブ(4260)を介して反応容器内の
原料ガス導入管(5114)に接続されている。また、円筒
状支持体(5112)によって取り囲まれた空間(5130)が
放電空間を形成している。
Next, a method of manufacturing a photoreceptor for an image forming apparatus, which is formed by a high frequency plasma CVD (hereinafter referred to as "VHF-PCVD") method using a VHF band frequency as a power source, will be described. The deposition apparatus (4100) by the RF-PCVD method in the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 is replaced with the deposition apparatus (5100) shown in FIG.
00) to obtain a photoconductor manufacturing apparatus for an image forming apparatus having the following configuration by the VHF-PCVD method. This device is roughly divided into a reaction container (5111) having a vacuum airtight structure and capable of reducing pressure, a source gas supply device (4200), and an exhaust device (not shown) for reducing the pressure inside the reaction container. Has been done. A cylindrical support (5112), a heater for heating the support (5113), a source gas introduction pipe (5114) and an electrode are installed in the reaction vessel (5111), and a high frequency matching box is connected to this electrode. . The inside of the reaction container is connected to a diffusion pump (not shown) through an exhaust pipe (5121). The raw material gas supply device (4200) uses SiH 4 , GeH 4 , H 2 , CH 4 , B 2
Bomb H 6, PH 3 or the like of the raw material gas (4221-4226) constructed from the valve (4231~4236,4241~4246,4251~4256) and mass flow controllers (4211 to 4216), a cylinder of each raw material gas valve It is connected to the source gas introduction pipe (5114) in the reaction vessel via (4260). Further, the space (5130) surrounded by the cylindrical support (5112) forms a discharge space.

【0076】このような装置を用いたVHF−PCVD
法による堆積膜の形成は、以下のように行なうことがで
きる。まず、反応容器内に円筒状支持体(5112)を設置
し、駆動装置(5120)によってこの円筒状支持体を回転
させ、不図示の排気装置(例えば真空ポンプ)により反
応容器内を排気管(5121)を介して排気し、反応容器内
の圧力を1×10-7Torr以下に調整する。続いて、支持
体加熱用ヒーター(5113)により円筒状支持体の温度を
200〜350℃の所定の温度に加熱保持する。堆積膜
形成用の原料ガスを反応容器に流入させるには、ガスボ
ンベのバルブ(4231〜4236)、反応容器のリークバルブ
(不図示)が閉じられていることを確認し、また、流入
バルブ(4241〜4246)、流出バルブ(4251〜4256)及び
補助バルブ(4260)が開かれていることを確認して、ま
ずメインバルブ(不図示)を開いて反応容器およびガス
配管内を排気する。次に真空計(不図示)の読みが約5
×10-6Torrになった時点で補助バルブ(4260)と流出
バルブ(4251〜4256)を閉じる。その後、ガスボンベ
(4221〜4226)から各ガスをバルブ(4231〜4236)を開
いて導入し、圧力調整器(4261〜4266)により各ガス圧
を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ(4241
〜4246)を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントロ
ーラー(4211〜4216)内に導入する。
VHF-PCVD using such an apparatus
The formation of the deposited film by the method can be performed as follows. First, a cylindrical support (5112) is installed in the reaction container, the cylindrical support is rotated by a drive unit (5120), and an exhaust pipe (e.g., a vacuum pump) is provided inside the reaction container by an exhaust device (not shown). Vent through 5121) and adjust the pressure in the reaction vessel to 1 × 10 −7 Torr or less. Then, the temperature of the cylindrical support is heated and maintained at a predetermined temperature of 200 to 350 ° C. by the support heating heater (5113). To flow the raw material gas for forming the deposited film into the reaction container, make sure that the valves (4231 to 4236) of the gas cylinder and the leak valve (not shown) of the reaction container are closed. ~ 4246), the outflow valves (4251 to 4256) and the auxiliary valve (4260) are opened, and first the main valve (not shown) is opened to evacuate the reaction vessel and the gas pipe. Next, the reading of the vacuum gauge (not shown) is about 5
When the pressure reaches × 10 -6 Torr, the auxiliary valve (4260) and the outflow valve (4251 to 4256) are closed. Then, each gas is introduced from the gas cylinder (4221-4226) by opening the valve (4231-4236), and each gas pressure is adjusted to 2 Kg / cm 2 by the pressure regulator (4261-4266). Next, the inflow valve (4241
~ 4246) is gradually opened to introduce each gas into the mass flow controller (4211-4216).

【0077】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、次のようにして円筒状支持体(5112)上に各層の形
成を行う。円筒状支持体が所定の温度になったところで
流出バルブ(4251〜4256)のうちの必要なもの及び補助
バルブ(4260)を徐々に開き、ガスボンベから所定のガ
スを原料ガス導入管を介して反応容器内の放電空間(51
30)に導入する。次に、マスフローコントローラーによ
って各原料ガスが所定の流量になるように調整する。そ
の際、放電空間内の圧力が1Torr以下の所定の圧力にな
るように真空計(不図示)を見ながらメインバルブ(不
図示)の開口を調整する。圧力が安定したところで、周
波数500MHzのVHF電源(不図示)を所望の電力
に設定して、マッチングボックスを通じて放電空間にV
HF電力を導入し、グロー放電を生起させる。このよう
にして円筒状支持体により取り囲まれた放電空間におい
て、導入された原料ガスは、放電エネルギーによって励
起されて解離し、円筒状支持体上に所定の堆積膜が形成
される。この時、層形成の均一化を図るため支持体回転
用モーター(5120)によって、所望の回転速度で回転さ
せる。所望の膜厚の形成が行われた後、VHF電力の供
給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入
を止め、堆積膜の形成を終える。同様の操作を複数回繰
り返すことによって、所望の多層構造の感光層が形成さ
れる。それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の
流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもな
く、また、それぞれのガスが反応容器内や、流出バルブ
(4251〜4256)から反応容器に至る配管内に残留するこ
とを避けるために、流出バルブ(4251〜4256)を閉じ、
補助バルブ(4260)を開き、さらにメインバルブ(不図
示)を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必
要に応じて行う。上述のガス種およびバルブ操作は各々
の層の形成条件にしたがって変更が加えられることは言
うまでもない。
After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed on the cylindrical support (5112) as follows. When the cylindrical support reaches a predetermined temperature, the necessary ones of the outflow valves (4251 to 4256) and the auxiliary valve (4260) are gradually opened, and a predetermined gas is reacted from the gas cylinder through the raw material gas introduction pipe. Discharge space (51
Introduced in 30). Next, the mass flow controller adjusts each source gas so that it has a predetermined flow rate. At that time, the opening of the main valve (not shown) is adjusted while observing the vacuum gauge (not shown) so that the pressure in the discharge space becomes a predetermined pressure of 1 Torr or less. When the pressure is stable, a VHF power supply (not shown) with a frequency of 500 MHz is set to a desired power, and V is supplied to the discharge space through the matching box.
HF power is introduced to cause glow discharge. In this way, in the discharge space surrounded by the cylindrical support, the introduced source gas is excited by the discharge energy and dissociated, so that a predetermined deposited film is formed on the cylindrical support. At this time, in order to make the layer formation uniform, the support rotating motor (5120) is rotated at a desired rotation speed. After the desired film thickness is formed, the supply of VHF power is stopped, the outflow valve is closed to stop the gas from flowing into the reaction vessel, and the formation of the deposited film is completed. By repeating the same operation a plurality of times, a photosensitive layer having a desired multilayer structure is formed. Needless to say, all of the outflow valves other than the necessary gas are closed when forming each layer, and each gas is introduced into the reaction vessel or from the outflow valve (4251 to 4256) to the reaction vessel. Close the outflow valve (4251-4256) to avoid it remaining in the pipe,
If necessary, the auxiliary valve (4260) is opened, the main valve (not shown) is fully opened, and the system is temporarily evacuated to a high vacuum. It goes without saying that the above-mentioned gas species and valve operation are changed according to the formation conditions of each layer.

【0078】上述のいずれの方法においても、堆積膜形
成時の支持体温度は、200〜350℃が適当であり、
好ましくは230〜330℃、より好ましくは250〜
300℃である。支持体の加熱方法は、真空仕様である
発熱体であればよく、より具体的にはシース状ヒーター
の巻き付けヒーター・板状ヒーター・セラミックヒータ
ー等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ・赤外線ランプ
等の熱放射ランプ発熱体、液体・気体等を温媒とし熱交
換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材
質は、ステンレス・ニッケル・アルミニウム・銅等の金
属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用するこ
とができる。これら以外にも、反応容器以外に加熱専用
の容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持
体を搬送する等の方法を用いることができる。
In any of the above-mentioned methods, the temperature of the support during the formation of the deposited film is appropriately 200 to 350 ° C.,
Preferably 230-330 ° C, more preferably 250-330 ° C.
300 ° C. The heating method of the support may be any heating element having a vacuum specification, and more specifically, electric resistance heating elements such as a wound heater, a plate heater, a ceramic heater of a sheath heater, a halogen lamp, an infrared lamp, etc. Examples of the heat radiation lamp include a heating element and a heating element using a heat exchange means with a liquid or gas as a heating medium. As the surface material of the heating means, metals such as stainless steel, nickel, aluminum and copper, ceramics, heat-resistant polymer resin and the like can be used. In addition to these, a method such as providing a container for heating other than the reaction container and heating and then transporting the support into the reaction container in a vacuum can be used.

【0079】放電空間の圧力は、特にVHF−PCVD
法において、好ましくは1〜500mTorr、より好まし
くは3〜300mTorr、最も好ましくは5〜100mTorr
である。
The pressure in the discharge space is set especially at VHF-PCVD.
In the method, preferably 1 to 500 mTorr, more preferably 3 to 300 mTorr, most preferably 5 to 100 mTorr.
It is.

【0080】VHF−PCVD法において放電空間に設
けられる電極の大きさ及び形状は、放電を乱さないなら
ばいずれのものでもよいが、実用上は直径1mm〜10
cmの円筒状が好ましい。この時、電極の長さも支持体
に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
電極の材質としては、表面が導電性となるものならばい
ずれのものでもよく、例えば、ステンレス、Al・Cr
・Mo・Au・In・Nb・Te・V・Ti・Pt・P
b・Fe等の金属、これらの合金、または表面を導電処
理したガラス・セラミック・プラスチック等が通常使用
できる。
In the VHF-PCVD method, the electrode provided in the discharge space may have any size and shape as long as the discharge is not disturbed, but in practice, the diameter is 1 mm to 10 mm.
A cylindrical shape of cm is preferable. At this time, the length of the electrode can be arbitrarily set as long as the electric field is uniformly applied to the support.
Any material may be used as the material of the electrode as long as it has a conductive surface, such as stainless steel or Al / Cr.
・ Mo ・ Au ・ In ・ Nb ・ Te ・ V ・ Ti ・ Pt ・ P
Metals such as b · Fe, alloys thereof, or glass / ceramic / plastic whose surface is subjected to conductive treatment can be usually used.

【0081】[0081]

【実施例】以下、本発明を実験例および実施例によりさ
らに説明するが、本発明はこれらに限定するものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to experimental examples and examples, but the present invention is not limited thereto.

【0082】実験例1 図4に示すRF−PQVD法による画像形成装置用感光
体製造装置を用い、直径108mmの鏡面加工を施した
アルミニウムシリンダー上に、表1に示す条件で電荷注
入阻止層、光導電層および表面層を順次形成して画像形
成装置用感光体を製造した。その際、表1に示す条件を
ベースに表面層のSiH4とCH4の流量ならびに放電電
力を変えることによって、種々の感光体を作製した。
Experimental Example 1 Using the photoconductor manufacturing apparatus for an image forming apparatus by the RF-PQVD method shown in FIG. A photoconductive layer and a surface layer were sequentially formed to manufacture a photoreceptor for an image forming apparatus. At that time, various photoreceptors were prepared by changing the flow rates of SiH 4 and CH 4 and the discharge power of the surface layer based on the conditions shown in Table 1.

【0083】[0083]

【表1】 [Table 1]

【0084】作製した種々の感光体について画像の傷お
よび感度を評価した。画像の傷の評価は、ダイヤモンド
針φ0.1mmに荷重を10〜100gかけ、送り速度
50mm/sで感光体の引っ掻き試験を行い、その感光
体を画像形成装置(キヤノン製NP6060をテスト用
に改造したもの)にセットして画像の傷を観察した。画
像上に傷が現れない最大の荷重(g)を傷付き易さの指
標(傷ランク)とした。また、感度は、通常の画像が出
るように光源を調整し、そのときの光量と現像電位を測
定して求めた(単位は[V/lux・sec])。これらの結
果を図6に示す。
Image scratches and sensitivities were evaluated for the various photoconductors produced. For the evaluation of image scratches, a load of 10 to 100 g is applied to a diamond stylus φ0.1 mm, and a scratch test of the photoconductor is performed at a feed speed of 50 mm / s. The scratches on the image were observed. The maximum load (g) at which no scratch appears on the image was used as an index of scratch susceptibility (scratch rank). The sensitivity was determined by adjusting the light source so that a normal image was produced and measuring the amount of light and the developing potential at that time (unit: [V / lux · sec]). These results are shown in FIG.

【0085】図6から明らかなように、単位流量あたり
の投入電圧を上げるに従って傷がつきにくくなったこと
がわかる。また、同時に感度が低下する傾向があるた
め、表面層の単位流量あたりの投入電圧は0.1〜0.
5sccmの範囲で用いることが有効であることがわかる。
As is clear from FIG. 6, it was found that scratches were less likely to occur as the applied voltage per unit flow rate was increased. At the same time, since the sensitivity tends to decrease, the applied voltage per unit flow rate of the surface layer is 0.1 to 0.
It can be seen that it is effective to use in the range of 5 sccm.

【0086】実験例2 光導電層と表面層の間に、光導電層と同様な特性を有す
る厚さ1μmの中間層を形成した以外は実験例1と同様
にして画像形成装置用感光体を作製した。このとき、放
電電力とガス流量を調整して成膜速度を変化させ、光導
電層のEu又はDOSが異なる種々の感光体を作製し
た。なお、Euを変化させた場合のDOSは1×1015
cm-3、DOSを変化させた場合のEuは55meVと
した。
Experimental Example 2 A photoconductor for an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that an intermediate layer having a thickness of 1 μm and having the same characteristics as the photoconductive layer was formed between the photoconductive layer and the surface layer. It was made. At this time, the discharge power and the gas flow rate were adjusted to change the film formation rate, and various photoconductors having different Eu or DOS of the photoconductive layer were produced. Note that DOS when Eu is changed is 1 × 10 15
Eu when the cm -3 and DOS were changed was set to 55 meV.

【0087】得られた感光体の温度特性、光メモリー
(メモリーランク)及び画像流れ(画像流れランク)を
評価した。温度特性は、感光体を高温(40℃)で電位
を440Vに設定し、その状態から低温(30℃)とし
たときの電位を求め、温度変化に対する電位の変化を評
価した。メモリーランクは、ゴーストチャートの画出し
を行い、チャート上に現れる濃度差をランク付けした。
このランクは、濃度差がほとんど認められないものを1
とし、以下、濃度差が大きくなるに従い数値を大きくし
た。画像流れは、画像流れ用チャートを用い、文字およ
び線の鮮明度をランク付けした。
The temperature characteristics, optical memory (memory rank) and image deletion (image deletion rank) of the obtained photoreceptor were evaluated. Regarding the temperature characteristics, the potential at a high temperature (40 ° C.) of the photosensitive member was set to 440 V, and the potential when the temperature was set to a low temperature (30 ° C.) was obtained, and the change in the potential with respect to the temperature change was evaluated. For the memory rank, a ghost chart was displayed and the density differences appearing on the chart were ranked.
This rank is 1 when there is almost no difference in density.
In the following, the numerical value was increased as the density difference increased. The image flow was ranked using the image flow chart to character and line sharpness.

【0088】上記評価の結果を図7〜9に示す。サブバ
ンドギャップ光吸収スペクトルから得られる指数関数裾
の特性エネルギ−(Eu)が50〜60meV、かつ局
在状態密度(DOS)が1×1014〜1×1016cm-3
の範囲で特に良好な結果が得られた。
The results of the above evaluations are shown in FIGS. The characteristic energy at the tail of the exponential function (Eu) obtained from the subband gap optical absorption spectrum is 50 to 60 meV, and the density of localized states (DOS) is 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −3.
Particularly good results were obtained in the range of.

【0089】また光学的バンドギャップ(Eg)=1.
72eV及び1.78eVの場合の感光体について、実
験例1と同様な方法で傷の評価を行った。表2に、中間
層を形成しなかった感光体の評価とともに結果をまとめ
た。表2において、傷が画像上で確認できなかったもの
を「◎」、軽微な傷が確認されたものを「△」、画像上
に明らかに傷が確認されたものを「×」とした。中間層
を有しEg=1.72eVの感光体が最も優れた効果を
発揮した。
Further, the optical band gap (Eg) = 1.
With respect to the photoconductors at 72 eV and 1.78 eV, scratches were evaluated in the same manner as in Experimental Example 1. In Table 2, the results are summarized together with the evaluation of the photoconductor on which the intermediate layer was not formed. In Table 2, those in which scratches could not be confirmed on the image were marked with "⊚", those with slight scratches were marked with "△", and those with obvious scratches on the image were marked with "x". A photoreceptor having an intermediate layer and Eg = 1.72 eV exhibited the most excellent effect.

【0090】なお、感光体1及び2は、表1の表面層の
放電電力が200Wの条件で作製し、それぞれEgが
1.72eV及び1.78eVの中間層を形成した。感
光体3は、表1の表面層の放電電力が200Wの条件で
作製した。
The photoconductors 1 and 2 were produced under the condition that the discharge power of the surface layer in Table 1 was 200 W, and the intermediate layers having Eg of 1.72 eV and 1.78 eV were formed, respectively. The photoconductor 3 was produced under the condition that the discharge power of the surface layer in Table 1 was 200 W.

【0091】[0091]

【表2】 [Table 2]

【0092】実験例3 実験例2で表2に示した感光体(感光体1、感光体3)
を、実験例1と同様な画像形成装置にセットして画像形
成を行い、感光体温度に対する傷ランクの変化を評価し
た。傷ランクの評価は、前記の引っ掻き試験において1
0〜200gの荷重をかけ、画出しにおいて画像に傷が
現れない最大荷重をランク付けした。なお、帯電装置に
は、従来のコロナ帯電器または接触帯電方式を用いた。
Experimental Example 3 Photoreceptors (Photoreceptor 1 and Photoreceptor 3) shown in Table 2 in Experimental Example 2
Was set in the same image forming apparatus as in Experimental Example 1 to form an image, and the change in the scratch rank with respect to the temperature of the photoconductor was evaluated. The scratch rank was evaluated as 1 in the scratch test.
A load of 0 to 200 g was applied, and the maximum load at which scratches did not appear on the image at the time of image formation was ranked. A conventional corona charger or a contact charging system was used for the charging device.

【0093】結果を図10に示す。接触帯電方式を用
い、感光体の温度を室温以上で且つ25〜30℃の範囲
で使用した場合において、画像に傷が現れにくかった。
The results are shown in FIG. When the contact charging method was used and the temperature of the photoconductor was above room temperature and within the range of 25 to 30 ° C., scratches were difficult to appear on the image.

【0094】実施例1 図4に示す製造装置を用いて表3に示す条件で画像形成
装置用感光体を作製した。このときの光導電層のEu、
DOS及びEgはそれぞれ55meV、2×1015cm
-3、及び1.72eVであった。
Example 1 A photoconductor for an image forming apparatus was manufactured under the conditions shown in Table 3 using the manufacturing apparatus shown in FIG. Eu of the photoconductive layer at this time,
DOS and Eg are 55 meV and 2 × 10 15 cm, respectively
-3 , and 1.72 eV.

【0095】磁極を12極有する多極磁性体と、実験例
1と同様な磁性粉体からなる磁気ブラシ層とで構成され
た磁気ブラシを帯電部材として作製した。この帯電部材
の抵抗は5×108Ωcmであった。
A magnetic brush composed of a multipolar magnetic body having 12 magnetic poles and a magnetic brush layer made of the same magnetic powder as in Experimental Example 1 was prepared as a charging member. The resistance of this charging member was 5 × 10 8 Ωcm.

【0096】この帯電部材と上記感光体を図1に示す画
像形成装置へ装着し、帯電部材への印加電圧条件は60
0Vdc、プロセススピードは250mm/secで、帯
電部材を感光体との当接面で周速比が150%となるよ
うに同方向に回転させた(当接面では各々逆方向に移動
している)。なお、感光体の温度は28℃に制御した。
This charging member and the above-mentioned photosensitive member were mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 1, and the voltage applied to the charging member was set to 60.
0 Vdc, process speed is 250 mm / sec, and the charging member is rotated in the same direction so that the peripheral speed ratio is 150% at the contact surface with the photoconductor (the contact surfaces move in opposite directions). ). The temperature of the photoconductor was controlled at 28 ° C.

【0097】実験例1と同様にして、荷重100gをか
けて引っ掻き試験をした後、画像形成を行ったところ、
画像上に傷の発生はなく良好な画像が得られた。
In the same manner as in Experimental Example 1, after carrying out a scratch test by applying a load of 100 g, image formation was carried out.
A good image was obtained without any scratches on the image.

【0098】[0098]

【表3】 [Table 3]

【0099】実施例2 カーボンフェライトからなる毛ブラシの帯電部材を用
い、実施例1の感光体を用い実施例1と同じ評価を行っ
た。その結果、画像上に傷の発生はなく良好な画像が得
られた。
Example 2 The same evaluation as in Example 1 was carried out using the charging member of the bristle brush made of carbon ferrite and the photoreceptor of Example 1. As a result, a good image was obtained without any scratches on the image.

【0100】実施例3 表4に示す条件以外は、実施例1と同様にして感光体を
作製し、実施例1と同じ評価を行った。その結果、画像
上に傷の発生はなく良好な画像が得られた。
Example 3 A photoreceptor was prepared in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 4, and the same evaluation as in Example 1 was carried out. As a result, a good image was obtained without any scratches on the image.

【0101】[0101]

【表4】 [Table 4]

【0102】実施例4 図2に示す、感光体内部にローラー型のドラムヒータ
ー、外部にローラー接触型の冷却装置を備えた画像形成
装置を用いた以外は実施例1と同じ評価を行った。その
結果、画像上に傷の発生はなく良好な画像が得られた。
Example 4 The same evaluation as in Example 1 was performed, except that an image forming apparatus having a roller-type drum heater inside and a roller-contact type cooling device outside was used as shown in FIG. As a result, a good image was obtained without any scratches on the image.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、傷がつきにくく磨耗しにくい耐久性のある画像
形成装置用感光体が得られ、また、感光体に傷がついて
も画像に傷を現れにくくすることができるため、長期間
使用しても画質が低下しないメンテナンスフリーの画像
形成装置を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to obtain a durable photoconductor for an image forming apparatus which is hard to be scratched and worn, and to obtain an image even if the photoconductor is scratched. It is possible to provide a maintenance-free image forming apparatus in which the image quality does not deteriorate even when used for a long period of time because scratches can be made less likely to appear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像形成装置の一実施形態の模式的構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明の画像形成装置の一実施形態の模式的構
成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図3】本発明の画像形成装置用感光体の層構成の説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a layer structure of a photoconductor for an image forming apparatus of the present invention.

【図4】本発明の画像形成装置用感光体の製造装置の模
式的構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a photoconductor for an image forming apparatus of the present invention.

【図5】本発明の画像形成装置用感光体の製造装置の要
部模式的構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a main part of a manufacturing apparatus of a photoconductor for an image forming apparatus of the present invention.

【図6】画像形成装置用感光体の表面層形成時の投入電
力と、画像上の傷ランクおよび感度との関係図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the applied power when the surface layer of the photoreceptor for an image forming apparatus is formed, the scratch rank on the image, and the sensitivity.

【図7】画像形成装置用感光体のサブバンドギャップ光
吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギ
−と温度特性との関係図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the characteristic energy of the exponential function tail and the temperature characteristic obtained from the sub-bandgap light absorption spectrum of the photoreceptor for an image forming apparatus.

【図8】画像形成装置用感光体の局在状態密度と光メモ
リー(メモリーランク)との関係図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a localized density of states of a photoconductor for an image forming apparatus and an optical memory (memory rank).

【図9】画像形成装置用感光体のサブバンドギャップ光
吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギ
−と画像流れとの関係図である。
FIG. 9 is a relationship diagram between the characteristic energy of the exponential function skirt obtained from the sub-bandgap light absorption spectrum of the photoconductor for an image forming apparatus and the image flow.

【図10】本発明の画像形成装置用感光体の表面温度と
画像上の傷ランクとの関係図である。
FIG. 10 is a relationship diagram between the surface temperature of the photoconductor for an image forming apparatus of the present invention and the scratch rank on the image.

【図11】従来の接触帯電方式の画像形成装置の模式的
構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a conventional contact charging type image forming apparatus.

【図12】磁気ブラシを用いた従来の接触帯電方式の画
像形成装置の模式的構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional contact charging type image forming apparatus using a magnetic brush.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、1101、1201 感光体(感光ド
ラム) 102、202、1102、1202 帯電部材 102a、202a、1202a 多極磁性体 102b、202b、1202b 磁気ブラシ層 103、203、1103、1203 高圧電源 104、204、1104、1204 像露光 105、205、1105、1205 現像器 106、206、1106、1206 転写材 107、207、1107、1207 転写ローラ 108、208、1108、1208 クリーナー 109、209 冷却装置 110、210 ドラムヒーター 111、211 前露光 301 支持体 302 感光層 303 光導電層 304 表面層 305 中間層 306 電荷注入阻止層 1102a 電極 1102b 抵抗層 4100、5100 堆積装置 4111、5111 反応容器 4112、5112 円筒状支持体 4113、5113 支持体加熱用ヒ−ター 4114、5114 原料ガス導入管 4115 高周波マッチングボックス 4116 ガス配管 4117 リークバルブ 4118 メインバルブ 4119 真空計 4200 原料ガス供給装置 4211〜4216 マスフローコントローラー 4221〜4226 原料ガスのボンベ 4231〜4236 ガスボンベのバルブ 4241〜4246 流入バルブ 4251〜4256 流出バルブ 4260 補助バルブ 4261〜4266 圧力調製器 5120 駆動装置 5121 排気管 5130 放電空間
101, 201, 1101, 1201 photoconductors (photosensitive drums) 102, 202, 1102, 1202 charging members 102a, 202a, 1202a multi-pole magnetic bodies 102b, 202b, 1202b magnetic brush layers 103, 203, 1103, 1203 high-voltage power supply 104, 204, 1104, 1204 Image exposure 105, 205, 1105, 1205 Developing device 106, 206, 1106, 1206 Transfer material 107, 207, 1107, 1207 Transfer roller 108, 208, 1108, 1208 Cleaner 109, 209 Cooling device 110, 210 Drum heater 111, 211 Pre-exposure 301 Support 302 Photosensitive layer 303 Photoconductive layer 304 Surface layer 305 Intermediate layer 306 Charge injection blocking layer 1102a Electrode 1102b Resistive layer 4100, 5100 Deposition device 111, 5111 Reaction container 4112, 5112 Cylindrical support 4113, 5113 Heater for heating support 4114, 5114 Raw material gas introduction pipe 4115 High frequency matching box 4116 Gas pipe 4117 Leak valve 4118 Main valve 4119 Vacuum gauge 4200 Raw material gas supply device 4211-4216 Mass flow controller 4221-4226 Material gas cylinder 4231-4236 Gas cylinder valve 4241-4246 Inflow valve 4251-4256 Outflow valve 4260 Auxiliary valve 4261-4266 Pressure adjuster 5120 Drive device 5121 Exhaust pipe 5130 Discharge space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐木 哲也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 片桐 宏之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Karaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroyuki Katagiri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも多極磁性体と磁性粉体からな
る円筒状の帯電部材に電圧を印加し、該磁性粉体を像担
持体である被帯電体に接触させて該被帯電体を帯電さ
せ、該被帯電体上に静電潜像を形成する画像形成装置に
おいて、該被帯電体が、少なくとも導電性支持体と、シ
リコン原子を母体とした水素原子または/及びハロゲン
原子を含有する非単結晶材料から成る光導電性を有する
光導電層と、電荷保持機能を有する表面層とから構成さ
れる画像形成装置用感光体であって、該光導電層の少な
くとも表面層近傍において光学的バンドギャップが1.
70〜1.75eV、サブバンドギャップ光吸収スペク
トルから得られる指数関数裾の特性エネルギーが50〜
60meV、局在状態密度が1×1014〜1×10 16
-3であり、且つ、該表面層の電気抵抗値が1×1010
〜1×1015Ωcmであり、該表面層が単位流量当たりの
投入電力0.1〜0.5W/sccmの範囲で形成されたア
モルファスシリコン系の表面層であることを特徴とする
画像形成装置。
1. At least a multi-pole magnetic material and a magnetic powder are used.
A voltage is applied to a cylindrical charging member that carries an image of the magnetic powder.
Charge the charged body by bringing it into contact with the charged body that is the holding body.
An image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on the charged body.
At this time, the member to be charged has at least a conductive support and a shield.
Hydrogen atom and / or halogen with recon atom as a host
Having photoconductivity consisting of non-single crystal material containing atoms
It is composed of a photoconductive layer and a surface layer having a charge retaining function.
A photoconductor for an image forming apparatus, wherein
The optical band gap near the surface layer is at least 1.
70-1.75 eV, sub-bandgap optical absorption spectrum
The characteristic energy of the exponential tail obtained from Toru is 50 ~
60 meV, localized density of states 1 × 1014~ 1 × 10 16c
m-3And the electric resistance value of the surface layer is 1 × 10Ten
~ 1 × 10FifteenΩcm, the surface layer per unit flow rate
An input voltage of 0.1 to 0.5 W / sccm
Characterized by a surface layer of morphus silicon
Image forming device.
【請求項2】 光導電層と表面層との間に中間層を設け
たことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an intermediate layer is provided between the photoconductive layer and the surface layer.
【請求項3】 被帯電体の冷却手段を備え、該被帯電体
の表面温度を室温以上で且つ25〜30℃の範囲に制御
可能であることを特徴とする請求項1又は2記載の画像
形成装置。
3. The image according to claim 1, further comprising: a means for cooling the charged body, wherein the surface temperature of the charged body can be controlled at room temperature or higher and in the range of 25 to 30 ° C. Forming equipment.
【請求項4】 少なくとも導電性支持体と、シリコン原
子を母体とした水素原子または/及びハロゲン原子を含
有する非単結晶材料から成る光導電性を有する光導電層
と、電荷保持機能を有する表面層とから構成される画像
形成装置用感光体において、該光導電層の少なくとも表
面層近傍において光学的バンドギャップが1.70〜
1.75eV、サブバンドギャップ光吸収スペクトルか
ら得られる指数関数裾の特性エネルギーが50〜60m
eV、局在状態密度が1×1014〜1×1016cm-3
あり、且つ、該表面層の電気抵抗値が1×1010〜1×
1015Ωcmであり、該表面層が単位流量当たりの投入電
力0.1〜0.5W/sccmの範囲で形成されたアモルフ
ァスシリコン系の表面層であることを特徴とする画像形
成装置用感光体。
4. A photoconductive layer having at least a conductive support, a photoconductive layer made of a non-single-crystal material containing hydrogen atoms and / or halogen atoms having a silicon atom as a matrix, and a surface having a charge retaining function. And an optical bandgap of at least in the vicinity of the surface layer of the photoconductive layer in the photoconductor for an image forming apparatus including a layer of 1.70 to
1.75 eV, characteristic energy of exponential tail obtained from sub-bandgap optical absorption spectrum is 50 to 60 m
eV, the density of localized states is 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −3 , and the electric resistance value of the surface layer is 1 × 10 10 to 1 ×.
10 15 Ωcm, and the surface layer is an amorphous silicon-based surface layer formed with an input power per unit flow rate of 0.1 to 0.5 W / sccm. .
【請求項5】 光導電層と表面層との間に中間層を設け
たことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置用感光
体。
5. The photoconductor for an image forming apparatus according to claim 4, wherein an intermediate layer is provided between the photoconductive layer and the surface layer.
【請求項6】 請求項4又は5記載の画像形成装置用感
光体を備えた画像形成装置。
6. An image forming apparatus comprising the photoconductor for an image forming apparatus according to claim 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014219653A (en) * 2013-04-10 2014-11-20 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image forming apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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