JPS5967544A - 記録体 - Google Patents

記録体

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JPS5967544A
JPS5967544A JP17800582A JP17800582A JPS5967544A JP S5967544 A JPS5967544 A JP S5967544A JP 17800582 A JP17800582 A JP 17800582A JP 17800582 A JP17800582 A JP 17800582A JP S5967544 A JPS5967544 A JP S5967544A
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JP
Japan
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layer
charge transport
nitrogen
substrate
photoconductive layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP17800582A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiki Yamazaki
山崎 敏規
Hiroyuki Nomori
野守 弘之
Katsumi Matsuura
松浦 克巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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】 本発明は記録体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
従来、電子写真感光体として、Se1又はSeにA8、
Te、Sb等をドープした感光体、ZnO+cdsを樹
脂バインダーに分散させた感光体等が知られている。し
かしながらこれらの感光体は、環境汚染性、熱的安定性
、機械的強度の点で問題がある。
一方、アモルファスシリコン(a−8t)t”母材トし
て用いた電子写真感光体が近年になって提案されている
。a−8iは、5i−81の結合手が切れたいわゆるダ
ングリングボンドを有しておル、この欠陥に起因してエ
ネルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する。この
ために、熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗抵抗が
小さく、マた光励起担体が局在準位にトラップされて光
導電性が悪くなっている。そこで、上記欠陥を水素原子
(H)で補償して81にHを結合させることによって、
ダングリングボンドを埋めることが行なわれる。
このようなアモルファス水素化シリコン(以下a−81
:Hと称する。)の暗所での抵抗率は108〜10゜Ω
−mであって、アモルファスSeと比較すれば約1万分
の1も低い。従って、a−8i:Hの単層からなる感光
体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初期帯電電位が低
いという問題点を有している。
しかし他方では、可視及び赤外領域の光を照射すると抵
抗率が大きく減少するため、感光体の感光層として極め
て優れた特性を有している。
そこで、このようなa−81:Hに電位保持能を付与す
るため、ホウ素をドープすることにより抵抗率を約10
10−αにまで高めることができるが、ホウ素蓋をその
ように正確に制御することは容易ではない上に、10″
Ω−副程度の抵抗率でもカールソン方式による感光プロ
セスに使用するには光感度が不十分であり、電荷保持特
性もなお不十分である。また、ホウ素と共に徽貸の酸素
を導入することにより1013Ω−副程度の高抵抗化が
可能であるが、これを感光体に用いた場合には光導電性
が低下し、裾切れの悪化や残留電位の発生という問題が
生じる。
また、a−81:Hを表面とする感光体は、長期に亘っ
て大気や湿気に曝されることによる影響、コロナ放電で
生成される化学種の影響等の如き表面の化学的安定性に
関して、これ迄十分な検討がなされていない。例えば1
力月以上放置したものは湿気の影響を受け、受容電位が
著しく低下することが分っている。更に、a−8i:H
はAIやステンレス等の支持体に対して膜付き(接着性
)が悪く電子写真感光体として実用化する上で問題とな
る。
この対策として、特開昭55−87154号における如
きシランカップリング剤、特開昭56−74257号に
おける如きポリイミド樹脂又はトリアジン樹脂等の有機
高分子化合物からなる接着層をa−8i:H層と支持体
との間に設けることが知られている。
しかしながら、これらの場合、接着層の形成とa−8i
二H層の製膜とを別の方法で行なう必要があり、そのた
めに新たな製藤装置を用いなければならず、作業性が不
良となる。しかもa−8i:H層を光導電性の良好なも
のとするには、その製膜時の基板(支持体)温度を通常
約200℃又はそれ以上に保持することを要するが、こ
のよう々温度に対し下地の接着層は熱的に耐えることは
できない〇 一方、a−8i:Hに窒素原子を含有せしめた窒素原子
含有a−81:H(以下、a−8IN:Hと称すること
がある。)によって光導電層を形成することが、特開昭
54−145539号、特開昭57−37352号の各
明細書に記載されている。この公知のa−8IN:H層
は、ボロンのドーピングによって暗所比抵抗9Dが約1
×10140−備に高められ得ると共に、光導電性(感
度)にも優れている。しかしながら、本発明者の検討に
よれば、上記の公知の感光体においては、a−8iN:
H層へのボロンドーピング量を正確に制御することは容
易ではなく、このために帯電電位の保持能(換言すれば
光導電層の高抵抗化)を再現性良く充分に発揮させるこ
とが困難である。
本発明は、上記の如き欠陥を是正すべくなされたもので
あって、基体(例えばAt等の導電性支持体)と、この
基体上に形成されたアモルファス水素化及び/又はフッ
素化炭化シリコン(例えばa−8iC:H)からなる厚
さ2〜80μmの電荷輸送層と、この電荷輸送層上に形
成された窒素原子含有アモルファス水素化及び/又はフ
ッ素化シリコン(例えばa−8iN:H)からなる厚さ
0.3〜5μ謂の光導電層とからなることを特徴とする
記録体に係るものである。
本発明によれば、光導電層は窒素含有a−8lで形成し
ているので、窒素量のコン)0−ルによりて可視及び赤
外領域の光に対し優れた感度を示し、かつ固有抵抗の制
御を窒素量及び不純物ドーピング量で任意に行なえるも
のとなっている。特に、ホウ素等のドーピングで101
00−m以上のPDを示すので、光感度と共に電位保持
能にも優れた光導電層となる。
しかも、この光導電層下には、a−8iCからなる電荷
輸送層を設けているので、これが力い場合に比べて、高
抵抗a−8iCによシ感光体の帯電電位の保持能を著し
く向上させることができ、かつ基体との接着性も充分と
なシ、かつ光導電層からのキャリアは大きな移動度と寿
命で以って効率良く支持体側へ移動することができる。
以下、本発明を実施例について図面参照下に詳細に説明
する。
第1図に示した感光体は、At等の導電性支持体基板1
上に、a−8iC:Hからなる電荷輸送層2とa−8i
N:Hからなる光導電層3とが順次積層された構造から
なっている。
光導電層3は、特に窒素原子含有量を1〜30 atm
ic%(望ましくは15〜25 atomic % )
とすることによって、第2図に示す如く、暗所抵抗率、
PDと光照射時の抵抗率9Lとの比が充分であシ、光感
度(特に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好と
なる。また、周期表第■A族元素、例えばホウ素を後述
の流量比(BtHs/ S i H,) = 1〜50
0ppmでドーピングすることによって、第3図の如く
、固有抵抗を10120−α以上とし、高抵抗化できる
ことが分る。この高抵抗化によって電荷保持能を向上さ
せることができる。
これによって、光感度、′−位保持能共に良好な光導電
層とすることができる。比較のために、第3図中に破線
でa−8t:Hへの不純物ドーピングによる抵抗変化を
示したが、a−8i:Hでは高抵抗化の程度が不充分で
あり、しかも10Ω−on程度でしか安定した高抵抗値
を得ることができない。また、第2図から理解されるよ
うに、a−8iN:Hでは窒素量によってもPを制御で
きるし、不純物ドーピングとの組合せで抵抗制御の範囲
を広くとることができる。また、第4図に示す如く、光
導電層3は、窒素含有量の増加に伴なって光学的エネル
ギーギ’ryブ(a−81:Hの場合には約1.65 
eV )を大きくシ、入射光に対する吸収特性をコン)
o−ルできることが分る。
上記電荷輸送層2は、炭素原子含有量を5〜90ato
mic% (望ましくは10〜50 atomlc ’
16 )とすることによって、FD=101″〜10°
Ω−鐸と高抵抗化され、感光体の帯電電位保持能を向上
させることができる。感光層3から注入される光キャリ
アは、電荷輸送層2中を大きな移動度と寿命で以って移
動し、効率良く支持体1へ到達できるから、電荷輸送性
が大幅に向上する。また、第5図に示す如く、不純物と
して周期表第IJIA族元素、例えばボロンを流量比B
、H,/SiH,= 1〜500 ppmでドープする
と、PDを101sΩ−m以上とすることができ、これ
によって帯電電位及び電荷輸送能を一層向上させること
ができる。
上記した感光体の各層の厚みについても適切な範囲があ
り、光導電層3は0.3〜5μm(望゛ましくけ0.5
〜3μ#I)電荷輸送層2は2〜80μ#1(望ましく
は5〜30μm)とすべきである。光導電層3が0.3
μ講未満であると光を充分に吸収できず、光感度が低下
し、また5μ胃を越えることは実用上不適当である。電
荷輸送層も2μ講未満であると効果がなく、80μmを
越えると実用的でなく、製膜に時間がかかる。
なお、上記の各層線水素を含有することが必要であるが
、水素を含有しない場合には感光体の電荷保持特性が実
用的なものとはならないからである。このため、水素含
有量は1〜40atomic%(更には10〜30 a
tomic%)とするのが望ましい。
特に、光導電層3中の水素含有量は、ダングリングボン
ドを補償して光導電性及び電荷保持性を向上させるため
に必須不可欠であって、通常は1〜40 atomic
 %であシ、3.5−20 atomic%であるのが
より望ましい。また、ドーピング不純物としてボロン以
外にもAt、 Ga、 In、 Tt等を使用できる。
なお、ダングリングボンドを補償するためには、上記し
たHの代シに、或いはHと併用してフッ素を導入し、a
−8iN:F、a−8iN:H:P、a−8iC:F。
a−8iC:H:Fとすることもできる。
この場合のフッ素置は0.01〜20atomicチが
よく、0.5〜10atomicチがよシ望ましい。
次に、上記した感光体の製造方法及び装置(グロー放電
装置)を第6図について説明する。
この装置11の真空槽12内では、上記した基板1が基
板保持部14上に固定され、ヒーター15で基板1を所
定温度に加熱し得るようになっている。基板1に対向し
て高周波電極17が配され、基板1との間にグロー放電
が生せしめられる。なお、図中の20.21.22.2
3.24.25.27.28.29.30131.37
.38.40は各パルプ、32はSiH4又はガス状シ
リコン化合物の供給源、33はNH3又はN2等の窒素
の供給源、34はCI−I、等の炭化水素ガスの供給源
、35はAr又はH3等のキャリアガス供給源、36は
不純物ガス(例えばBzHa)供給源である。このグロ
ー放電において、まず支持体である例えばAt基板1の
表面を清浄化した後に真空槽12内に配置し、真空槽1
2内のガス圧6 が10  Torrとなるようにバルブ37を調節して
排気し、かつ基板1を所定温度、例えば30〜400℃
に加熱保持する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリ
アガスとして、SiH4又はガス状シリコン化合物、及
びNH,又はNtを適当量希釈した混合ガス、及びCH
4B、H,等を適宜真空槽12内に導入し、例えば0.
01〜10Torrの反応圧下で高周波電源16によし
高周波電圧(例えば13.56MHz )を印加する。
これによって、上記各反応ガスをグロー放電分解し、a
−8iC:H1水素を含むa−8iN:Hを上記の層2
.3として基板上に順次堆積させる。この際、シリコン
イビ合物と窒素化合物又は炭素化合物の流量比及び基板
温度を適宜調整することによって、所望の組成比及び光
学的エネルギーギャップを有する&  5il−xNx
:H,a−8L−yCy:Hを析出させることができ、
また析出する膜の電気的特性にさほど影響を与えること
なく 、1000 A / mi n以上の速度で堆積
させることが可能である。このようにして、本発明によ
るa−8iC:H/a−8iN:Hを基本構造とする感
光体は、使用する反応ガスの種類及び流量を変えるだけ
で同一装置によシ順次各層を製膜することによって作成
できる。
なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
あるが、これ以外にも、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法や、水素放電管で活性化又はイオン化され
た水素導入下でStを蒸発させる方法(特に、本出願人
による特開昭56−78413号(特願昭54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能でおる。使用する反応ガスは、SiH,以外にもSt
、H,、SiF4.5iHFい又はその誘導体ガス、C
H4以外のC2H,、C,H6等の低級炭化水素ガスが
使用可能である。
第7図は、本発明による感光体を上記特開昭56−78
413号の蒸着法によシ作成するのに用いる蒸着装置を
示すものである。
ペルジャー41は、バタフライバルブ42を有する排気
管43を介して真空ポンプ(図示せず)を接続し、これ
によシ当該ペルジャー41内を例えば10−3〜10−
’To’r rO高真空状態とし、当該ペルジャー41
内には基板1を配置してこれをヒーター45によ多温度
150〜500℃、好ましくは250〜450℃に加熱
すると共に、直流電源46によシ基板1にθ〜−IOK
V、好ましくは−1〜−6KVの直流負電圧を印加し、
その出口が基板1と対向するようペルジャー41に出口
を接続して設けた水素ガス放電管47よりの活性水素及
び水素イオンをペルジャー41内に導入しながら、基板
1と対向するよう設けたシリコン蒸発源48及び必要あ
ればアルミニウム蒸発源49を加熱すると共に各上方の
シャッターSを開き、シリコン及びアルミニウムをその
蒸発速度比が例えば1:10となる蒸発速度で同時に蒸
発させ、かつペルジャー41内へ、放電管50によシ活
性化されたNII、ガス又はCH,ガスを導入し、これ
により必要あればアルミニウムを所定量含有するa−8
iN:H層3、a−8iC:H層2 (第1図参照)を
形成する。
上記の放電管47.50の構造を例えば放電管47につ
いて示すと、第8図の如く、ガス人口61を有する筒状
の一方の電極部材62と、この一方の電極部材62を一
端に設けた、放電空間63を囲む例えば筒状ガラス製の
放電空間部材64と、この放電空間部材64の他端に設
けた、出口65を有するリング状の他方の電極部材66
とよ構成シ、前記一方の電極部材62と他方の電極部材
66との間に直流又は交流の電圧が印加されることによ
り、ガス人口61を介して供給された例えば水素ガスが
放電空間63においてグロー放電を生じ、これにより電
子エネルギー的に賦活された水素原子若しくは分子より
成る活性水素及びイオン化された水素イオンが出口65
より排出される。この図示の例の放電空間部月64は二
M管構造であって冷却水を流過せしめ得る構成を有し、
67.68が冷却水入口及び出口を示す。69は一方の
′に極部材62の冷却用フィンである。上記の水素ガス
放電管47における電極間距離は10〜15Cmであり
、印加電圧は600V、放電空間63の圧力は10”T
orr程度とされる♂’Zr+次に、本発明の実施例を
具体的に説明する。
トリク關ルエチレンで洗浄し、0.1%N a OH水
溶液、0.1 % HNO,水溶液でエツチングしたA
I基板を第6図のグロー放電装置内にセットし、反応槽
内を10  Torr台の高真空度に排気し、支持体温
度を200℃に加熱した後高純度Arガスを導入し、0
.5Torrの背圧のもとて周波数13.56 MIr
z、電力密度0.04 W/cllの高周波電力を印加
し、15分間の予備放電を行った。次いで、SiH,と
cH4からなる反応ガスを導入し、(Ar+SiH,+
eH4)混合ガス及びB 、H,ガスをグロー放電分解
することによシ、電荷キャリアを輸送するa−8iC:
)I層を形成した。
光導電層の形成に当っては、SiH4、Nz 、及び必
要あればB、H,を放電分解し、a−8iN:I(感光
層を形成した。
このようにして作成した電子写真感光体をエレクトロメ
ーター5P−428型(川口電機(株)製)に装着し、
帯電器放電極に対する印加電圧を6KVとし5秒間帯電
縁作を行ない、この帯電操作直後における感光体表面の
帯電電位なVo (v)とし、この帯′低電位を1/2
に減衰せしめるために必要な照射光量を半減露光址El
/2 (tux・8ee)とした。表面電位の光減衰曲
線はある有限の電位でフラットとなシ完全にゼロとなら
ない場合がちるが、この電位を残留電位vR(v)と称
する。
また、画質については、感光体をドラム状に作成し20
℃、60%RHで電子写真複写tUU−BixV(小西
六写真工業(株)製)に装着し、絵出しを行ない、初期
画質(1000コピ一時の画質)及び多数回使用時の画
質(10万コピ一時の画質)を次の如くに評価した。
画像織度 1.0以上  ◎(画質が非常に良好)0.
6〜1.0  0(画質が良好) 0.6未満  Δ(画像にボケが発生)本発明による各
感光体を比較例と共に第9図に示したが、光導電層(感
光層)に不純物をドープし、窒素量をコントロールした
場合には著しく特性が向上する。この感光層をはじめ、
電荷輸送層の組成や厚みを適切に選べば結果が良好とな
ることも分る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図は感
光体の断面図、 第2図は窒素量によるa−8iN:Hの抵抗変化を示す
グラフ、 第3図は不純物ドーピングによるa−8t(N):I(
の抵抗変化を示すグラフ、 第4図は窒素量によるa−8iN:Hの光学的エネルギ
ーギャップの変化を示すグラフ、 第5図はa−8iC:Hの不純物ドーピング証による抵
抗値変化を示すグラフ、 第6図はグロー放電装置の概略断面図、第7図は真空蒸
着装置の概略19目h1図、第8図はガス放電管の断面
図、 第9図は感光体の各特性を示す図 である。 なお、図面に示された符号において、 i −−−−一支持体基板 2−−−−−−a−8i C:H層(電荷輸送層)3−
−−−−a−8iN:H層(光導電層又は感光層)であ
る。 代理人 弁理士 逢 坂  宏 第1日 M′30 P%イ4+hh  8’%イ41.2 第5日 EbH6/siH4(PPm) 第60 @7日 第8日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基体と、この基体上に形成されたアモルファス水素
    化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる厚さ2〜8
    0μmの電荷輸送層と、この電荷輸送層上に形成された
    窒素原子含有アモルファス水素化及び/又は7ツ索化シ
    リコンからなる厚さ0.3〜5μmの光導電層とからな
    ることを特徴とする記録体。 2、光導電層の窒素原子含有量が1〜30 atomi
    cチ電荷輸送層の炭素原子含有量が5〜90 atom
    ic %である、特許請求の範囲の第1項に記載した記
    録体。 3、光導電層の窒素原子含有量が15〜25atomi
    cチ電荷輸送層の炭素原子含有量が10〜50 ato
    mic %である、特許請求の範囲の第2項に記載した
    記録体。 4、光導電層の固有抵抗が、周期表第JITA族元素の
    ドーピングによって101tΩ−α以上となっている、
    特許請求の範囲の第1項〜第3項のいずれか1項に記載
    した記録体。 5、電荷輸送層の固有抵抗が、周期表第11TA族元素
    のドーピングによって10130−m以上となっている
    、特許請求の範囲の第1項〜第4項のいずれか1項に記
    載した記録体。 6、電荷輸送層の厚さが5〜30μ簿、光導電層の厚さ
    が0.5〜3μmである、特許請求の範囲の第1項〜第
    5項のいずれか1項に記載した記録体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60178727U (ja) * 1984-05-09 1985-11-27 日本電熱株式会社 電気スト−ブ

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JPS60178727U (ja) * 1984-05-09 1985-11-27 日本電熱株式会社 電気スト−ブ

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