JPS58147749A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS58147749A
JPS58147749A JP57031235A JP3123582A JPS58147749A JP S58147749 A JPS58147749 A JP S58147749A JP 57031235 A JP57031235 A JP 57031235A JP 3123582 A JP3123582 A JP 3123582A JP S58147749 A JPS58147749 A JP S58147749A
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Shigeru Shirai
茂 白井
Kyosuke Ogawa
小川 恭介
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
Keishi Saito
恵志 斉藤
Yoichi Osato
陽一 大里
Teruo Misumi
三角 輝男
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    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/0825Silicon-based comprising five or six silicon-based layers
    • GPHYSICS
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    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明け、光(ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、X線、γ線等を示す)の様な電磁波に感
受性のある光導電部材に関する0 固体撮備装置、或いは像形成分野における電子写真用像
形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する光
導電材料としては、高感賓で、SN比〔光電流(Ip)
 /暗電流(Id) )が高く、照射する電磁波のスペ
クトル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有す
ること、光応答性が速く、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公害であること、更に
は固体撮像装量においてけ、残骨を虜定時間内に容易に
処理することができること等の特性が要求される。殊に
、事務機としてオフィスで使用される甫子写真装電内に
組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記の使
用時における無公害性は重要な点である。
この様表点に立脚して最近注目されている光導電材料に
アモルファスシリコン(以後a−8tと表記す)があ妙
、例えば、強国公開@2746967号公報、同第28
55718号公報には電子写真用像形成部材として、強
国公開@ 2933411号公報には光電変換読取装置
への応用が記載されている。
丙午ら、従来のa  8iで構成された光導電聯を有す
る光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の1気
的、光学的、光導電的特性、及び使用環境特性の点、更
には経時的安定性及び耐久性の点において、各々、個々
には特性の向上が計られているが総合的な特性向上を計
る上で更に改良される余地が存するのが実情である。
例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に1暗部
において、支持体側よりの電荷の注入の阻止が充分でな
いこと、耐圧性や繰返し連続使用に対する耐久性に問題
がなく胤ないこと、或いは、転写紙に転写された画像に
俗に「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象によ
ると思われる画像欠陥や、例えば、クリーニングに1ブ
レードを用いるとその摺擦によると思われる、俗に「白
スジ」と云われている所謂画像欠陥が生じr(?してい
た。又、多湿雰囲気中で使用したり、或いけ多湿雰囲気
中に長時間放置した直後に使用すると俗に云う画像のボ
ケが生ずる場合が少なくなかった。
更には、層厚が十数μ以上となると層形成用の真空堆積
室より取り出した後、空気中での放置時間の経過と共に
、支持体表面からの層の浮きや剥離、成い離層に亀裂が
生ずる等の現象を引起し待ちであった。この現参は、株
に支持体が通常、電子写真特性に於いて使用されている
ドラム状支持体の場合に多く起る等、経時的安定性の点
に於いて解決さねる可き点がある。
従ってa−8t材料そのものの特性改良が計られる一方
で光導電部材を設計する際に、上記[また様々問題の総
てが解決される様に工夫される必要がある。
本発明は上記の諸点Kliみ成されたもので、a−8i
K就て電子写真用像形Ffi、部材や固体撮偉装雪、読
宅装置等に使用される光導電部材としての遺用件とその
応用性という観点から峰括的に鋭意研究検討を続けた結
果、シリコン−子を母体とし、水素原子(H)又はハロ
ゲン原子(X)のいずれか一方を少なくとも含有するア
モルファス材料、所謂水素化アモルファスシリコン、ハ
ロケン化アモルファスシリコン、唆いけハロゲン含有水
素化アモルファスシリコン〔以後これ等の総称的表記と
してr a−8t (IEI、 X) jを使用する〕
から構成される光導電層を有する光導電部材の層構成を
以後に説明される様な特定化の下に設計されて作成され
た光導電部材は実用上著しく優れた特性を示すばか抄で
なく、従来の光導電部材と較べてみてもあらゆる点にお
いて凌駕していること、殊に電子写真用の光導電部材と
して著しく優れた特性を有していることを見出した点に
苓づいている。
本発明は、耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際して
も劣化現象を起さず耐久性にも優れた光導電部材を提供
することを主たる目的とする0 本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層と支持体
との間や積層される層の各層間に於ける密着性に優れ、
構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高い光導電
部材を提供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用像形成部材として適用
させた場合、静電傷形成のだめの帯電処理の際の電荷保
持能力が充分あり、通常の電子写真法が極めて有効に適
用されイ”4る優れた電子写真特性を有する光導電部材
を提供することである。
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体と、シリ
コン原子を母体とし、構成原子として水素原子と、含有
量が高々25 atomic* 4での窒素原子とを含
有する非晶質材料で構成された補助層と、シリコン原子
を母体とし、周期律表第V族K11iする原子を構成原
子として含有する非晶質材料で構成された電荷注入防止
層と、シリコン原子を母体とする非晶質材料で構成され
、光導電性を示す非晶質層と、を有する事を特徴とする
上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
光導電部材は、前記した諸間鴨の総てを解決し得、極め
て優れた耐久性、耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用僧形成部材として適用させた場合には
、その電気的特性が安定しており耐光疲労、繰返し使用
特性に長け、高品質の画情を安定して繰返し得ることが
できる。
父、本発明の光導電部材は支持体上に形成される非晶質
層が、層自体が強靭であって、且つ支持体との密着性に
著しく優れており、高速で長時間連続的に繰返し使用す
ることが出来る。
以下、図面に従って、本発明の光導電部材に就て詳細に
説明する。
第1図は1本発明の第1の実施態様例の光導電部材の一
構成を説明するために模式的に示した模式的構成図であ
る。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材用として
の支持体101の上に、シリコン原R81)を母体とし
、構成原子として水素原子()I)と。
25 atomic−未満の窒素原子(N)とを含む非
晶質材で構成された補助!II 102 、電荷注入防
止層103、光導電性を有する非晶質!1104を具備
し、非晶質#104は自由表面106を有している。補
助層102け、主に、支持体101と電荷″注入防止層
103との間の密着性を計る目的の為に設けられ、支持
体101と電荷注入防止層103の両方と親和性がある
様に、後述する材質で構成される。
電荷注入防止層103は、支持体101@より非晶質#
104中へ電荷が注入されるのを効果的に防止する機能
を主に有する。非晶質層104け、感受性の光の照射を
受けて該4014中でフォトキャリアを発生し、所定方
向に該フォトキャリアを輸送する機能を有する。
本発明に於ける補助層は、シリコン原子(Sl)を母体
とし、構成原子として窒素原子と、水素原子とを含有し
、窒素原子の含有量C(N)が25atomic−未満
である非晶質材料(以後a−(SigN+−B) b)
(+−bと記す。但し、0.6<a、0.65≦b)で
構成される。
a −(5iBNt−a)bHt−bで構成される補助
層の形成はグロー放電法、スパッターリング法、イオン
インプランテーション法、イオンブレーティング法、エ
レクトロンビーム法等によって故事 される。これ等の製造法は、製造φ件、設備資本投下の
負荷程度、製造規模、作製される光導電部材に所望され
る特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、
所望する特性を有する光導電部材を製造する為の作製条
件の制御が比較的容易であるが、シリコン原子と共に窒
素原子及び水素原子を作製する補助層中に導入するのが
容易に行なえる等の利点からグロー放電法或いはスパッ
ターリング法が好適に採用される0 更に1本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置内で併用して中間l1l(12を形
成しても良い。
グロー放電法によって補助層を形成するには、a −(
5taNz−a)but −b 形成用の原料ガスを、
必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、支
持体の設置しである真空堆積用の堆積室に導入し、導入
されたガスをグロー放電を生起させることでガスプラズ
マ化して前記支持体N+ 上K a −(Sia&−a )bT(+−bを堆積さ
せれば良い0 本発明に於いてa  (S i BNs−a )bHI
 −1) 形FR。
用の原料ガスとしてtf、Si 、 N、 )l の中
の少なくとも1つを構成原子とするガス状の物質又はガ
ス化し得る物質をガス化した本のの中の大概のものが使
用され得る。
St、N、Hの中の1つとしてSiを構成原子とする原
料ガスを使用する場合は、例えばStを構成原子とする
原料ガスと、Nを構成原子とする原料ガスと、Hを構成
原子とする原料ガスとを所嗜の混合比で混合して使用・
するか、又は、Sl  を構成原子とする原料ガスと、
N及びHを構成原子とする原料ガスとを、これも又同筆
の混合比で混合して使用することが出来る。
又、別には、 St  とHとを構成原子とする原料ガ
スにNを構成原子とする原料ガスを混合1て使用しても
良い。
本発明に於いて、補助層形成用のIN科ガスに成り得る
ものとして有効に使用される出発物質は、SlとHとを
構成原子とするSiga 、Si*H* −8is’H
a −5iaH+。等のシラン(5itane )  
@等の水素化硅素、Nを構成原子とする或いはNとHと
を構成原子とする例えば窒素(Nt)%  アンモ二y
 (凪) s ヒドラジン(H,NNH,)、アジ化水
素(IN、 )アジ化アンモニウム(NHaNm)等の
ガス状の又はガス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等
の窒素化合物を挙げることが出来る。これ等の補助層形
成用の出発物質となるものの他、H導入用原料ガスとし
ては勿論几も有効なものとして使用される。
スパッターリング法によって補助層を形成するには、単
結晶又は多結晶のSi  ウエーノ〜−又はSimN*
 ウェーハー又はStとSi、Naが混合されて含有さ
れているウェーハーをターゲットとして、これ等を種々
のガス雰囲気中でスパッターリングすることによって行
なえば良い。
例えば、81ウエーハーをターゲットとして使用すれば
、NとHを導入する為の原料ガス、例えば九と鴇、又は
島を、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパッター用
の堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマを形
成して前記Stウェーハーをスパッターリングすれば良
い0 又、別には、 Si l 5iaN4とは別々のターゲ
ットとして、又はStとSi、N、の混合し、て形成し
た一枚のターゲットを使用することによって、少なくと
もH原子を含有するガス雰囲気中でスパッターリングす
ることによって成される。
N又はH導入用の原料ガスと成り得る本のとしては、先
述、したグロー放電の例で示した補助層形成用の出発物
質のガスが、スパッターリングの場合にも有効表ガスと
して使用され得る。
本発明に於いて、補助層をグロー放電法又はスパッター
リング法で形成する際に使用される稀釈ガスとしては、
所謂・希ガス、例えt′iHe。
Ne @ Ar等が好適な本のとして挙げることが出来
る。
本発明の補助層を構成するa  (5izNt−x )
 yH,−7は補助層の機能が、支持体と電荷注入防止
層との間の密着を強固にし、加えてそれ等の間に於ける
電気的接触性を均一にするものであるから補助層に要求
される特性が所望溝#)に与見られる様にその作成条件
の選択が厳密に’14されて注意深く形成される。
本発明の目的に適した特性を有するa−(SlBN@ 
−@ ) b)1. bが作成される為の作成条件の中
の重!!な要素として、作成時の支持体温度を挙げる事
が出来る。
即ち、支持体の表面K a −(811Nm m )を
晶−すから成る補助層を)成する際、層形成中の支持体
11J1jは、形成される層の構造及び4性を左右する
重要な因子であって、本発明に於いては、目的とする特
性を有するa  (811Ns−@ )l)Hl−bが
所望通シに作成され得る様に層作成時の支持体電電が厳
密に制御される。
本発明に於ける目的が効果的に達成される為の補助層を
形成する際の支持体温度としては補助層の形成法に併せ
て連室最適範囲が選択されて、補助層の形成が実讐され
るが、通常の場合、50℃〜350℃、好適には100
℃〜250℃とされる亀のがwIましいものである。
補助層の形成には、同一系内で補助層から電荷注入防止
層、非晶質層、l!には必要に応じて非晶質層上に形成
される他の層まで連続的に形成する事が出来る、各層を
構成する原子の組成比の微妙な制御子層厚の制御が他の
方法に較べて比較的容易である事等の為に、グロー放電
法やスパッターリング法の採用が有利であるが、これら
の層形成法で補助層を形成する場合には、前記の支持体
温度と同様に層形成の際の放電ノ(ワー及びガス圧が作
成されるa−(81@Nt−a)bHa−b C)%性
を左右する重要な因子として挙げられる。
本発明に於ゆる目的が達成される為の特性を有するa 
−(811に−a )bルーbが生産性良く効果的に形
成される為の放電パワー条件としては、通常1〜300
 W%好適には2〜100 Wである。
堆積車内のガス圧は通常グミー放電にて層形成を行う場
合に於いて0.01〜5 Torr s好適には0、1
〜0.5 Thrr 8FI K% スパッタリング法
にて層形成を行なう場合に於いては1通常10−3〜5
×1O−1Thrr 、  好適には8 X 10−’
〜3 X 10−2Thrr 11度とされるのが望ま
しい。
本発明の光導電部材に於ける補助層に含有される窒素原
子(N)及び水素原子(H)の量は、補助層の作成条件
と同様、本発明の目的を達成する所望の特性が得られる
補助層が形成される重要な因子である。
本発IJjlK於ける補助層に含有される窒素原子(N
)の量C(N)  は、通常は前記し九値の範囲とされ
るが、atomic−で表示すれば、好適には、I X
 10””≦C(N)< 25 *よ抄好ましくは、1
≦C(N) < 25 *最適には10≦C(N)<2
5とされるのが望ましい0又、水素原子(H)の量とし
ては、好適には2〜35 atomies e最適には
5〜30 atomie−とされるのが望ましい。
a −(81BNt−a ) 1)Ht−1)に於ける
a、bの表示で示せばaの値としては、好適には0.6
 < a≦0.99999.よシ好ましくは、0.6(
a≦0.99゜最適には0.6 < a≦0.9.bの
値としては、好適には、0.65≦b≦0.98 、よ
秒好適には0,7≦b≦0.95とされるのが望ましい
本発明に於ける補助層の層厚の数値範囲は、本発明の目
的を効果的に達成する様に所望に従って適宜決定される
本発明の目的を効果的に達成する為の補助層の層厚とし
ては、通常の場合30λ〜2μ、好適には40A〜1.
5μ、最適には50人〜1.5μとされるのが望ましい
本のである。
本発明の光導電部材を構成する電荷注入防止層は、シリ
コン原子(St)を母体とし、周期律表第V族に属する
原子(第V族原子)と、好ましくは、水素原子(H)又
はノ・ロゲン原子(X)、或いはこの両者とを構成原子
とする非晶質材料(以後r a−8i (V、 H,X
 ) jと記す)で構成され、その層厚を及び層中の第
V族原子の含有t C(Y)  は、本発明の目的が効
果的に達成される様に所望に従りて遭宣決められる。
本発明に於ける電荷注入防止層の層厚tとしては、好ま
しくは0.3〜5μ、より好★しくは0、5〜2μとさ
れるのが望ましく、又、第V族原子の含有量C(V)と
しては、好ましくは1xlo冨〜1 x 10’ato
mic ppm t  よシ好ましくは、5X 10”
〜I X 10’atomie ppm  とされるの
が望ましい。
本発明において、電荷注入防止層中に含有されb周期律
表第V族に属する原子として使用され石のは、P(燐)
、As (砒素)、8b (アンチモン)、Bi(ビス
マス)等であ詐、殊に好適に用いられるのはp、As 
 である。
本発明において、必要に応じて電荷注入防止層中に含有
されるノ・ロゲン原子(X)としては、異体的にはフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素等t1げられ、殊にフッ素、塩
素を好適なものとして挙げることが出来る。
a−8量(V、H,x)で構成される電荷注入防止層の
形成には、補助層の形成の場合と同様に1例えばグロー
放電法、スノくツタリング法、或いけイオンブレーティ
ング法等の放電現象を利用する真空堆積法が採用される
これ等の製造法は、製造条件、設備資本投下の負荷程度
、製造規模9作製される光導電部材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、所望する
特性を有する光導電部材を製造する為の作製条件の制御
が比較的容易である、シリコン原子と共に第V族原子。
必要に応じて水素原子(H)やノ)ロゲン原子(X)を
作製する電荷注入防止層中に導入するのが容易に行える
等の利点からグルー放電法或いはスパッターリング法が
好適に採用される。
更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置系内で併用して電荷注入防止層を形
成しても良い。
例えば、グロー放電法によってa−8t(V。
H,X)で構成される電荷注入防止層を形成するKFi
、基本的にはシリコン原子(St )を供給し得るSi
供給用の原料ガスと共に、第V族原子を供給し得る第V
族原子導入用の原料ガス。
必要に応じて水素原子(H)導入用の又は/及びハロゲ
ン原子(X)導入用の原料ガスを、内部が減圧にし得る
堆積室内に導入して、該堆積室内にグロー放電を生起さ
せ、予め所定位置に設置され、既に補助層の設けである
所定の支持体の補助層表面上にa−8i (V、 H,
X )からなる層を形成させれば良い。又、スパッタリ
ング法で形成する場合には、例えばAt、He等の不活
性ガス又はこれ等のガスをペースとした混合ガスの雰囲
気中でISiで構成されたターゲットをスパッタリング
する際、第V族原子導入用の原料ガスを、必要に応じて
水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)導入用の
ガスと共にスパッタリング用の堆積室に導入してやれば
良い。
本発明において電荷注入防止層を形成するのに使用され
る原料ガスとなる出発物質としては。
次のものが有効なものとして挙げることが出来るO 先ず、Sl供給用の原料ガスとなる出発物質と1−ては
、SiL * 51gn5 *  5tirs t 5
laH4e等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅素
(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、
殊に%層作成作業の扱い易さ、Sl 供給効率のしl 良さ等の点で5ins 、 Sit&が好ましいものと
鴬へ げられる。
これ等の出発物質を使用すれば層形成条件を適切Kit
択する仁とKよって形成される補助層中に81 と共に
Hも導入し得る。
Sl供給用の原料ガスとなる有効な出発物質としては、
上記の水素化硅素の他に、ハロゲン噸子(X)を含む硅
素化合物、所謂、ハロゲン原子で置換されたシラン誘導
体、具体的KVi例えば5iFa t Si*Fs t
 5iC1a t 5iBra  等のハロゲン化硅素
が好ましい本のとして挙げる仁とが出来る。
更には、811(tFt −5iHtIt −81迅0
4.S%HCAI 。
5ILBr* ? 5IHBr@等のハロゲン置換水素
化硅素、等々のガス状態の或いはガス化し得る、水素原
子を構成要素の1つとする)・ロゲン化物も有効な電荷
注入防止層形成の為のSl供給用の出発物質として挙げ
る事が出来る。
これ等のハロゲン原子(X)を含む硅素化合物を使用す
る場合にも両速した様に層形成条件の適切な選択によっ
て形成される電荷注入防止層中K St と共にXを導
入することが出来る。
上記した出発物質の中水素原子を含むハロゲン化硅素化
合物は、補助層形成の際に層中にハロゲン原子(X)の
導入と同時に電気的或いは光電的特性の制御に極めて有
効な水素原子(H)も導入されるので、本発明において
は好適なハロゲン原子(X)導入用の出発物質として使
用される0 本発明において補助層を形成する際に使用されるハロゲ
ン原子(X)導入用の原料ガスとなる有効な出発物質と
しては、上記したものの他に1例えばフッ素、塩素、臭
素、ヨウ素のハロゲンガス% BrF、 CtF、 C
tF、 BrFIe BrF、、  IF、。
IP、 * ICt * IBr 等のハQゲン間化合
物、ワ。
Kit 、 HBr 、 Hl  等のハロゲン化水素
を挙げることが出来る。
電荷注入防止層中罠第■族原子を構造的に導入するには
、層形成の際に第V族摩子導入用の出発物質をガス状態
で堆積室中に電荷注入防止層を形成する為の他の出発物
質と共に導入してやれば負い。この様な第V族原子導入
用の出発物質と成シ得るものとしては、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
るものが採用されるのが望ましい。
その様な第V族原子導入用の出発物質として、具体的に
は、燐原子導入用としては、 PR,、P山等の水素化
燐、PH4I + PF3 e PFs * PCl5
 t PC4ePBrs @ PBrs t PI3 
 等のハロゲン化燐が挙げられる。
この他、AIIRI *  AsFm t At1C1
s *  Al!Brs 、AsF5 l5bHs t
 5hys * ad”s * 原人* l1liCA
s s BfHm t BiCjm * BiBrm 
’4も第V族原子導入用の出御物質の有効なものとして
挙げることが出来る。
本発明に於いては電荷注入防止特性を与える為に電荷注
入防止層中に含有される第V族原子は、電荷注入防止層
の層厚方向に実質的に平行な面(支持体の表面に平行な
面)内及び層厚方向に於いては、実質的に均一に分布さ
れるのが良いものである。
又、スパッタリング法で電荷注入防止層を形成する場合
には、例えばAr、 He等の不活性ガス又はこれ等の
ガスをベースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構成さ
れ九ターゲットをスパッタリングする際、第V族原子導
入用の原料ガスを必要に応じて水素原子(H)導入用の
又は/及びハロゲン原子(X)導入用の原料ガスと共に
スパッタリングを行う真空堆積室内に導入してやれば良
い。
本発明に於いて、電荷注入防止層中に導入される第V族
原子の含有量は、堆積室中に流入されるf4v族原子導
入用の出発物質のガス流量、ガス流量比、放電パワー、
支持体温度、堆積室内の圧力等を制御することによって
任意に制御され得る。
本発明に於いて、電荷注入防止層中に必要に応じて含有
されるI・ロゲ/原子(x)とし【は、補助層の説明の
際に記したのと同様のものが挙げられる。
本発明に於いて、電荷注入防止層をグルー放電法又はス
パッターリング法で形成する際に使用される稀釈ガスと
しては、所謂、希ガス、例えばHe 、 Ne 、 A
e  等が好適なものとして挙げることが出来る。
本発明において、a−8i (H,X )で構成される
非晶質層を形成するには例えばグロー放電法、スパッタ
リング法、或いはイオンブレーティング法等の放電現象
を利用する真空堆積法によって成される。例えば、グロ
ー放電法によってa−81(H−X)で構成される非晶
質層を形成するには、禎本的にはシリコン原子(St 
)を供給し得るSi 供給用の原料ガスと共に1水素原
子(H)導入用の又は/及びハロゲン原子(X)導入用
の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入して
、核堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置に
設置されである所定の支持体上の電荷注入防止層表面上
にa−8i(H,X)から成る層を形成させれば良い0
又、スパッタリング法で形成する場合には、例えばAr
、He等の不活性ガス又はこれ等のガスをペースとした
混合ガスの雰囲気中でSiで構成されたターゲットをス
パッタリングする際、水素原子(H)又は/及びハロゲ
ン原子(X)導入用のガスをスパッタリング用の堆積室
に導入してやれば良い。
本発明において、必要に応じて非晶質層中に含有される
ハロゲン原子(X)としては、補助層の場合に挙げたの
と同様のものを挙げることが出来る。
本発明において非晶質層を形成するのに使用されるSi
供給用の原料ガスとしては、補助層や電荷注入防止層に
就て説明する際に挙けた5t)f、 。
st雪Ha t SimL t Sinル。等のガス状
態の又はガス化し得る水素化硅素(シラン類)が有効に
使用されるものとして挙げられ、殊に、層作成作業の扱
い易さ%St供給効率の良さ等の点でS汎。
5bHaが好ましいものとして挙げられる。
本発明において非晶質層を形成する際に使用されるハロ
ゲン原子導入用の原料ガスとして有効なのは、補助層の
場合と同様に多くのハロゲン化合物が挙げられ、例えば
ハロゲンガス、ハロゲン化物、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態の又はガス
化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。
又、更には、クリコン原子(St )とノ・ロゲン原子
(X)とを構成要素とするガス状態の又はガス化し得る
、ハロゲン原子を含む硅素化合物4有効なものとして本
発明においては挙げることが出来る。
本発明に於いては、非晶質層には、伝導特性を制御する
物質を含有させること罠よ妙、咳層の伝導特性を所望に
従って任意に制御する仁とが出来る。
この様な物質としては、所謂、半導体分野で云われる不
純物を挙けることが出来、本発明に於いては、形成され
る非晶質層を構成するa −8i(H,X)に対して、
P型伝導特性を与えるP型不純物、具体的には、周期律
表第■族に鳩する原子(第瓢族原子)、例えば、B(#
素)、Aj(アルミニウム) 、 Ga (ガリウム)
、In(インジウム)#Tt(タリウム)等があや、殊
に好適に用いられるのはBIG&である。
本発明に於いて、非晶質層に含有される伝導特性を制御
する物質の含有量は、該非晶質層に要求される伝導特性
、或いは該層(I) K直に接触して設けられる他の層
の特性や、#他の層との接触界面に於ける特性との関係
等、有機的関連性に於いて、適宜選択することが出来る
本発明に於いて、非晶質層中に含有される伝導特性を制
御する物質の含有量としては、通常の場合、0.001
〜1000 atomie ppmt好適K好適io、
 05〜500 atomic pPm e最:Ill
には0.1〜200 atomic PPm  とされ
るのが望ましいものである。
非晶質層中に伝導特性を制御する物質2例えば第璽族原
子を構造的に導入するには、層形成の際に第■族原子導
入用の出発物質をガス状態で堆積室中に、非晶質層を形
成する為の他の出発物質と共に導入してやれば良い。こ
の様な第■族原子導入用の出発物質と成抄得るものとし
ては、常温常圧でガス状の又は、少なくと電層形成条件
下で容易くガス化し得るものが採用されるのが望ましい
その様な第躍族原子導入用の出発物質として具体的には
硼素原子導入用としては= BtHa−Ba)L・。
BIL * BmHst−&Hte −B@HIS −
BmHst等の水素化硼素、BFm e BC4t B
Brm  等のハロゲン化硼素等が挙げらレル。コノ他
%AICIB + GaC4、G’R(05jJ、s 
+InC4、Ttc4  等も挙げることが出来る。
本発明において、形成される光導電部材の電荷注入防止
層及び非晶質層中に含有される水素原子(H)の量又は
ハロゲン原子(X)の量又は水素原子(H)とハロゲン
原子(X)の景の和(H+X)は通常の場合1〜40 
atomie−1好適には5〜30 atomiclI
とされるのが望ましい◇電荷注入防止層又は非晶質層中
に含有される水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(
X)の竜を制御するには、例えば支持体温度又は/及び
水素原子(H)、或いはハロゲン原子(X)を含有させ
る為に使用される出発物質の堆積装置系内へ導入する量
、放電々力等を制御してやれば負い。
本発1511において、非晶質層をグロー放電法で形成
する際に使用される種釈ガス、或匹はスパッタやフグ法
で形成される際に使用されるスパッターリング用のlス
としては、所謂種ガス、例えばHe 、 Ne 、 A
r、等が好適なものとして挙けることが出来る。
本発明に於−て、非晶質層の層厚としては、作成される
光導電部材に!!求される特性に応じて適宜法められる
ものであるが、通常は、1〜100声、好ましくは1〜
80μ、最適には2〜50μとされるのが望まし%Aも
のである。
本発明におiで使用される支持体としては、導電性でも
電気絶縁性であって% & vho導電性支持体として
は、例えば、NiCr、ステンレス。
)J 、Cr 、Mo 、Au 、Nb 、Ta 、V
 、Ti 、Pt 、Pd等の金属又はしれ等の合金が
挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル。
ポリエチレン、ポリカーボネート、セルリーズアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル。
ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ボリア建ド等の合
成樹脂のフィルム又はシート、ガラス。
セラミック、紙等が通常使用される。これ郷の電気絶縁
性支持体は、好適忙は少なくともその一方の表面を導電
処理され、皺導電処理された表面側に他の層が設けられ
るのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr。
An 、Cr、Mo、Au、Ir 、Nb、Ta、V、
Ti 、Pt 、Pd。
In、0. 、8nO,、ITO(In、Os+ 8n
O,)等から成る薄膜を設けるととKよって導電性が付
与され、梁いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィ
ルムであれば、NiCr 、kl 、Ag 、Pb 、
Zn 、Ni 、Au、Cr。
Mo、、Ir、 Nb、 Ta、 V、 Tie Pt
等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属てその表面を
ラミネート部層して、その表面に導電性が付与される。
支持体の形状としては、円筒状、ベルト状。
板状等任意の形状とし得、所望によって、その形状は決
定されるが、例えば、第1図の光導電部材100を電子
写真用僚形成部材とじて使用するのであれば連続高速複
写の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ま
し−〇支持体の厚さは、所望通ヤの光導電部材が形成さ
れる様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性が
要求される場合には、支持体としての機能が充分発揮さ
れる範囲内であれば可能な限抄薄くされる。丙午ら、こ
の様な場合支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度等
の点から、通常はlOμ以上とされる。
第2図に社、本発明の光導電部材の他の好適な爽施態様
例の層構成が示される。
第2図に示される光導電部材200が、第1図に示され
る光導電部材100と異なるところは、電荷注入防止層
203と光導電性を示す非晶質層205との間に上部補
助層204を有することである。
即ち、光導電部材200は、支持体201.該支持体2
01上に順に積層された、下部補助層202゜電荷注入
防止層203.上部補助層204及び非晶質層205と
を具備し、非晶質層205は自由表面206を有する。
上部補助層204は、電荷注入防止層203と非晶質層
205との間の密着を強固にし、両層の接触界面に於け
る電気的接触を均一にしていると同時に1電荷注入防止
$ 203の上に直に設けることによって、電衝注入防
tl−1112030層質を強靭なものとして−る。
第2図に示される光導電部材200を構成する下部補助
層202及び上部補助層204は、第1図に示した光導
電部材100を構成する補助層102の場合と同様の非
晶質材料を使、用して、同様の特性が与えられる様に同
様な層作成手順と条件によって形成される。電荷注入防
止層203及び非晶質層205も夫々、第1図に示す電
荷注入防止層103及び非晶質層104と同様の特性及
び機能を有し、第1図の場合と同様な層作成手頓と条件
によって形成される。
次にグロー放電分解法によって形成される光導電部材の
製造方法について説明する。
第3図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を示す。
図中の302 、303 、304 、305  のガ
スボンベには、本発明の夫々の層を形成する丸めの原料
ガスが密封されており、その−例として、たとえば、3
02はHeで稀釈され九8iH,ガス(純度99.99
9%、以下8iH,、/Heと略す。)ボンベ、303
はHeで稀釈された田、ガス(純r!IL99.999
%、以下PH,/Heと略す。)ボンベ、304 ti
 NH,カX (M[99,9%)(純度99.99%
)ボンベ、305はHeで稀釈された8iF、ガス(純
度99.999%、 以下84F4/Heと略す。)ボ
ンベである。
これらのガスを反応室301に流入させるにはガスボン
ベ302〜305のバルブ322〜325、リークバル
ブ335が閉じられていることを確認し又、流入バルブ
312〜315、流出バルブ317〜320、m助パル
プ332が開かれていることを確耀して先ずメインパル
プ334を開いて反応室部、ガス配管内を排気する。次
に真空計336の読みが約5 x 1Q torrにな
った時点で、補助パルプ332、流出バルブ317〜3
20を閉じる。
基体シリンダー337上に層を形成する場合の一例をあ
げると、ガスボンベ302より8iH,/Heガス、ガ
スボンベ303よF)PH,/He ガスの夫々を、パ
ルプ322.3.23を開−て出口圧ゲージ327 、
328の圧を1kg/cdKilN!整し、流入バルブ
312 、313を徐々に開けて、マスフロコントロー
ラ307. 308内に流入させる。引き続いて流出バ
ルブ317 、318、補助パルプ332を徐々に開い
て夫々のガスを反応室301に流入させる。このときの
8iH4/Heガス流量、PH,/Heガス流量の比が
所望の値に表るように流出バルブ317,318を調整
し、又、反応室内の圧力が所望の値になるように真空計
336の読みを見慶がらメインパルプ334の開口を調
整する。そして基体シリンダー337の温度が加熱ヒー
ター338により50〜400℃の範囲内の温度に設定
されていることを確認された後、電源340を所望の電
力に設定して反応室301内にグロー放電を生起させ基
体シリンダー上に目的とする層を形成する。形成される
層中にハロゲン原子を含有させる場合には上記のガスに
たとえば8sF4/Heを、更に付加して反応室内に送
9込む。
夫々の層を形成する際に必要なガス以外の流出パルプは
全て閉じることけ言うまでもなく、又夫々の層を形成す
る際、前層の形成に使用したガスが反応室301内、流
出パルプ317〜320から反応室301内に至る配管
内に!!!留することを避けるために、流出パルプ31
7〜320を閉じ補助パルプ332を開−てメインパル
プ334ヲ全開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。
又、層形成を行っている間は層形成の均一化を計るため
基体シリンダー337は、モータ339により一定速度
で回転する。
以下、実施例について説明する。
実施例1 第3図に示した製造装置により、ドラム状アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行っ札 こうして得られた電子写真用像形成部材を複写装置に設
置し、e5rvで0.2露間コロナ帯電を行い、光俸を
照射した。光源はタングステンランプを用い、光査は1
.01ux*wc  とした。
潜像は■荷電性の現俸剤(トナーとキャリヤを含む)に
よって現僧され、通常の紙に転写されたが、転写画情は
、極めて良好なものであった。
転写されないで感光ドラム上に残ったトナーは、ゴムブ
レードによってクリーニングされ、次の複写工程に移る
。このよう表工程を繰ヤ返し10万回以上行っても層は
がれは全く生ぜず、父、画情は良好であった。
実施例2 補助層におするシリコン原子に対する9章原子の含有量
を変化させる以外は実施例1と全く同様な方法によって
、電子写真用像形成部材を作製し喪。
実施例1と同様にして評価した結果を次に示す。
第  2  表 実施例3 補助層の層厚を変える以外は、実施例1と全く同様な方
法によって電子写教用像形成郁材を作製した。
実施例1と同様にして評価し九結果を次に示す。
第  3  表 実施例4 電荷注入防l)−,1mlの層厚と燐含有量を次のよう
に変える以外は、実施例1と全く同様にして電子写真用
傷形成部材を作製した。結果はいずれも良好であった。
第  4  表 実施例5 第3図に示した製造装置により、ドラム状アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行った。
得られたドラムは、層はがれ、画會欠陥の全くなi1高
品質な亀のであった。
実施例・ 113図に示し九製造装置によ)ドラム状アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行った。
こうして得られ良電子写真用11形成部材を実施例1と
同様にして評価したとζろ極めて曳好な結果が得られた
実施例7 実施例1. 5.6に於−て、非晶質層の形成を以下の
表の条件にした以外は、各実施例に於ける条件及び手順
に従って儂形成部材を作成し、各実施例に於けるのと同
様の評価を行ったところ、喪好な結果が得られた。
//′
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々本発明の光導電部材の好適な実
施態様例の層構造を模式的に示し、九模式的層構成図、
第3図社、本発明の光導電部材を製造する為の装置の一
例を示す模式的説明図である。 100.200・・・光導電部材 101.201・・・支持体 102、 202. 204・・・補助層104.20
5・・・非晶質層 105、$06・・自由表面 出願人 キャノン株式会社 t、イ 代理人 丸島儀1・、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光導電部材用の支持体と、シリコン原子を母体とし、構
    成原子として25 atomies 1での窒素原子と
    、水素原子と、を含有する非晶質材料で構成された補助
    層と、シリコン原子を母体とし、周期律表第V族に属す
    る原子を構成原子として含有する非晶質材料で構成され
    た電荷注入防止層と、;シリコン原子を母体とする非晶
    質材料で構成され、光導電性を示す非晶質層とを有する
    事を特徴とする光導電部材。
JP57031235A 1982-02-08 1982-02-26 光導電部材 Granted JPS58147749A (ja)

Priority Applications (5)

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JP57031235A JPS58147749A (ja) 1982-02-26 1982-02-26 光導電部材
US06/463,043 US4452874A (en) 1982-02-08 1983-02-01 Photoconductive member with multiple amorphous Si layers
CA000420977A CA1183380A (en) 1982-02-08 1983-02-04 Photoconductive member including amorphous si matrix in each of interface, rectifying and photoconductive layers
FR8301874A FR2521316B1 (fr) 1982-02-08 1983-02-07 Element photoconducteur
DE19833304198 DE3304198A1 (de) 1982-02-08 1983-02-08 Photoleitfaehiges bauelement

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7246889B2 (en) 2003-06-30 2007-07-24 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet printing head
US7249413B2 (en) 2003-06-30 2007-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet printing head

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7246889B2 (en) 2003-06-30 2007-07-24 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet printing head
US7249413B2 (en) 2003-06-30 2007-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet printing head

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