JPS6028661A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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Publication number
JPS6028661A
JPS6028661A JP13735583A JP13735583A JPS6028661A JP S6028661 A JPS6028661 A JP S6028661A JP 13735583 A JP13735583 A JP 13735583A JP 13735583 A JP13735583 A JP 13735583A JP S6028661 A JPS6028661 A JP S6028661A
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JP
Japan
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layer
photoconductive
amorphous silicon
durability
protective layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP13735583A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Ohashi
邦夫 大橋
Tadashi Tonegawa
利根川 正
Shoichi Nagata
永田 祥一
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP13735583A priority Critical patent/JPS6028661A/ja
Publication of JPS6028661A publication Critical patent/JPS6028661A/ja
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

Landscapes

  • 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】 く技術分野〉 本発明は、光に感受性のある光導電部材に関する。
〈従来技術〉 固体撮像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a等に於る光導電層を構成する光
導電材料としては光感度が大きく、1]的に合致した分
光特性を持ちSN比(明抵抗/暗抵抗)が高い事が要求
される。さらに耐久性、人体への安全性も欠かせない要
求特性である。
従来この様な目的に使用された材料としては、Se、C
ds、ZnO等に代表される無機光導電材料またI) 
V K T N F等に代表される41機光導電材料が
あげられる。これらの材料は、前述の請求特性を完全に
満たずものではなく各々特有の問題点をかかえているが
、これらにとって替わる4J料が無いためにある程度の
条件緩和のもとに個々の状況に応じて使用されているの
か現状である。
こうした状況の中で最近注目されているのは、非晶質シ
リコン(以下a−5iと記す)である。
a−5iは、表面硬度が高く、耐久性、耐1に粍性。
耐熱性に優れ、また無公害である事を特徴とし、各所に
おいて活発な研究が展開されている。
しかしながら、現時点では暗抵抗が低く充分なSN比が
得られない<J、f、1まだ耐湿性に代表される耐環境
特性、経時的な安定性等の点に於て、更に改良されなけ
ればならないものである。発明者らの研究によるとa−
5i光導電層を、電子写真用像形成部材に摘要すると、
暗抵抗が低いため充分な表面電位が得られず、従って、
電位コントラストか足りずに充分な画像濃度が得られな
いことが度々観測された。又、繰り返し使用すると、傷
が増加したり、点状の欠陥が発生したりすることもあっ
た。
又、長期間の放置や繰り返し使用により画像のボケが発
生ずることもあり、経時安定性、耐久性に劣る等の不都
合な点が少なくなかった。
〈発明の[]的〉 本発明のII的は特に耐環境性、経時安定性、耐久性に
すぐれた光導電部材を提供することにあり、また、特に
これを電子写真用像形成部材として、11に要さセた場
合は、耐刷性及び耐熱性、耐摩耗性に優れた光導電部材
を提供することである。
〈実施例〉 不発明は、導電性支持体−1−に主としてa−5i光導
電層さらに、状態密度減少元素としてフッ素を含んだa
−5i保愚層を順次積層して構成されたものである。こ
の様にして作製された光導電部材は、従来のものに比へ
実用的に充分使用し得るのけもちろんの事、特に耐環境
性、経時安定性、耐久・M:等に於ては、はるかに優れ
た特性を持ったものであった。
本発明の光導電部材は、光導電部材用σ片娃、1体上に
水素原子を含み、Si原子をに51体とするジ1品質イ
オ料の光導電層を設け、さらにその−1,に状態密度減
少元素としてフッ素を含みS1原子を母体とする保護層
を設りた事を特徴とし、そのj皐みが005〜5711
11の範囲である事を特徴とする。
一般的に、水素を含んだ非晶質シリコン(以1・a−5
i:IIと記ず)は、水素を含まない非晶質ノリコン(
以下a−5iと記す)と比較すると、移動度ギヤツブ中
の状態密度が、後者の、020cm−:l に対し10
15cm−3であり、10万分の1に減少する。
これは膜中に20−420−40ato+5存在する水
、+:がSlのダングリングボンドを終端するからであ
る。この様な状態密度の減少によりa−5i:Hは、不
純物ドーピングに対する構造敏感性を持つことかできる
一方a−3i:Hを真空中にてアニールすると、300
°C程度の温度で水素が噴出する事が知られている。こ
の様に膜中に20〜40%含まれる水素は強固な結合で
取り込まれているのでは無く不安定なものである。
上述の様な不安定性をもつa−5i:Hに較べて、7ノ
素を含む非晶質シリコン(以下a−5i:F:Hと記ず
)は、約600°Cでアニールしても電気的、光学的特
性は変化しない。この理由は、5i−Fの結合エイ・ル
ギー541 KJmo l−’であり5i−Hの249
61<JITIOI ’に比べて2倍以上大きく、より
安定な結合である為である。即ち耐熱性が高いと言うU
Sができる。
この点が、我々発明者が注目した点であり、耐熱性が高
いという事は、即ち耐環境性、経時安定性、耐久性等に
優れた光導電部材を提供しうるのではないかどの観点か
ら研究を進め、その結果nij記の構造をもつ光導電部
利を提案するに至ったのである。
本発明による光導電部利け、導電性支持体」二にa−5
i層を設けその」二にa−5i:F:H層を順次積層し
て成る。支持体としては、例えばステンレス。
AJCr、、Mo、Au、Ir、No、Ta 等の金属
あるいはこれ等の合金を所望の形状に彫或したものが使
われる。或いはフレキシブルな支持体を所望の場合は合
成樹脂のフィルムシートに、+’+’+i記の金属の適
当なものを蒸着スパッタリングラミネート処理等にて導
電処理を行なえば良い。a−5i層は通常グロー放電法
、スパッタリング法、イオンブレーティング法、真空蒸
着法等の堆積法によ−)て支持体−にに形成される。
代表的な作製法としてグロー放電法を説明すると、減圧
された堆積装置内に、SiH4,Si2H6等のシリコ
ン水素化合物を導入し、気体放?Uを起せしめその放電
エネルギーによって気体を分解しイ]・積装置1’c内
の基板上に堆積せしめる方法である。
この際a−5i層の暗抵抗、光電流利T’J等の制御の
ために、必要に応して水、!((H)、酸未、チラノ・
8、炭素、ボロン、リン等の元素を添加することが有効
である。
水素を添加するには、a−5iを形成する出発物質が、
SiH4,Si2H6等の水素化合物を使用するので、
分解時に自動的に水素が取り込まれるが、更に効率良く
水素を添加したい場合は、H2ガスを装置内に導入して
やれば良い。酸素を添加したい場合は酸素カスを装置内
に導入してやれば良いが、この場合はSiH4等との反
応が激しく起こるのでこれらのガスとは別のルートで装
置内へ導入する必要かあるチノ宋、炭素を添加したい場
合にはN2.NH3,CH4,C2H2朝のチッ素化合
物や炭素化合物のガスを導入してやるたけてよい。
また、ボロンやリンはa−5i層の伝導型を制御するた
めに添加される。p型にするには周期律表第1II族A
の元素をn型にするには周期律表第V族Aの元素を添加
ずれば良い。これらはB 2 I−16ガスやP H3
ガスの状態で装置内に導入するのが簡便なためよくイ」
なわれている。これらの不純物元素の添加量は所望の電
気的光学曲性1性に応じて適宜決定される。
保梅層としてa−8i°F : I(層を形成するには
、aS+層の場合と同様であるが、フン素を添加するだ
めにシリコンフッ化化合物SiF4.Si2F6等を使
用する。たたし出発物質としては、これC〕のガス単独
では膜の堆積は起こらないため、これらと同時にH2或
はSiH4等の水素化合物を導入してやらねばならない
。また発明前等の研究によると、」−記のa−5i:F
:H層を形成する際、ぎわいな膜を得るための成膜条件
は、a −S i層を形成するのに比t、狭い範囲に限
定される。このためa−5i:F:H層の形成にあたっ
ては細密の/J:、σを要する。世し発明者らが提案す
る構造の光導電部利てあればa−si F:H層は、そ
の表面にご< 7ji’<0.05−5 /1m竹には
0.05−2μml′、Jのみ形成するたけで良く、」
二記の様な成膜のff1fcがしさをも合理的に媛和さ
れる。
以上の様に形成した光導電部利に於て、a−5i層に含
まれるHのIjシは通常の場合10〜40atomic
%好適には15〜30at(川1ic%とされる。また
酸素、チノ素、炭素の含有J11は所望の電気的、光学
的1゛r性により適宜決定されるものであるか、通常の
場合0.01−01−40ato%好適には旧−30a
tomic%とされる。また2−5i:F:Hに含まれ
るFの量は通常0.01−40atomic%好適には
0.1−1−30ato c%とされるのが望ま(しい
次に本発明を実例を挙げて説明する。
第1図に示す装置を用い以下の様にしてa−5i層を作
製した。クロロセン超音波洗浄槽にて充分に表面を洗浄
した直径140mm1長さ340πmのアルミニウム支
持体2を用悠し、グロー放電成膜装置内のドラムヒータ
ー3に固定した。ドラムヒーター3はアルミニウム支持
体2の内径に密着する様な外径を持ち、その表面を均一
加熱することが出来る。
次にバルブ8を開き反応室i内の空気をJul気し、同
時にドラムヒーター3をONにしアルミニウム支持体2
の表面が250“Cになるまて−[−昇させこの温度に
保った。続いて、補助バルブ12を全開にし、ボンへ2
3.24,25.27にイ・」属のバルナ18゜+ 9
 、20 、22を全開にし、質(n流量調mr器+3
.14゜15.17の設定器を徐々に上げて行き各ボン
ベからのガスが所定の流用流れる様に調節した。この時
バルブ8の開度を調圧jすることで反応室I内の圧力が
1.5Torrになるように保った。
続いて高周波電源6のスイッチをONにし放′、1ε電
極4,4′間に周波数13.56 MHzの高周波電圧
を印加してグロー放電を起こし加熱されたアルミニ条件
下で8時間成膜を続け、約I 671111厚のa−8
i層をJlf I&した。この時点で各ボンベからのガ
スを止めMび反応室1内を真空にし、ドラムじ一ター3
のスーr7チを切り徐冷した後に、a−8i層が形成さ
れたアルミニウム支持体2を取り出した。この様にして
作製した感光体をAとする。
一方前記と全く同イ5ρの手111ciにて81[,7
開成IIt、’j k i +ない、約16μIη厚の
r+−3i層を形成した後、−たん高周波電源のスイッ
チをOF Fにし、ボンへ26のバルブ21を開にし、
質111流r、1調整藩16を調にIしてSiF4ガス
が所定の流iFl流れるQにした3゜再びバルブ8の開
度を調節し、反応室1内σ月1・:カが1.5Torr
になるよう保った。
続いて、高周波電源6のスイッチをONにし先と同様の
要領にて400Wの高周波電力を加えてグロー放電をお
こさせた。この条件下での成膜速度は約10μm / 
l(てあり、連続して30分間放電をイJない約05μ
m厚のa−5i:F:H層を形成した。
この様にして16μIn厚のa−5i″H層と05μI
ll厚U)a−3i:F:I−1層が積層されてアルミ
ニウム支持体−1−に形成された。これを感光体Aの場
合と同様に徐冷した後取り出した。この1色光体をBと
名(=Jける。
この様にして作製した感光体A 、 I3を第2図に示
す−IL子写真プロセスにより耐久性評価を?1なった
。図Gこおいて、+01は1次帯電j’;L]G2は像
露光系、+03は現像ぽg、+04は転写紙、105は
転’1JIJ・j1冒ニーj :’rri、1()6は
クリーニング装置、+07は除電光?ブl]!(ランプ
)、108は子連にて形成された感光体A又はI3であ
る。感光体108は軸109に保持され、矢印方向に回
転さね、上記の各工程を通過することで表面の光導電層
−は像が形成される。
全感光体108の表面速度、14+1ちブ【Jセス用度
は185mm/secであり、1次イ+′I電藩101
の放電線に+6.5KV(1)電j(モを印加し、y 
41.6Yよ()感光イ1<’+osの表面を■に荷電
する。像露光系102ては10〜3.0Lux・scc
の光f’l) rjijシ囲て像露光を行な−、た。、
ぞの後直ちに2次分磁気ブラシ現像法にょる現V6i 
:紫103にて○に;jt′I電されトナーを用いてj
JJ像し、このトナー像を■のコロトロン型転写用’:
t′I電黙105て転’4HC+ 04に転写し、次に
ウレタンがノ\製のブレードによるクリーニング装置1
068.−て未転写トナーを取り除き、糺いてタンクス
テンランプ107により残留電荷を除去すへく光除′1
ニを1丁なった。
以−にのれ布゛ブIJセスにおいて、l O8q−1b
?尤俸Δ、Bの連続皆写を行なったA析枚数か少rrい
段lH’7ては、A 、 Bいずれもハーフト−ンが蔗
1明て、bl:、1i度が高く解像度の高いコピーか得
られた。しかし、コピ一枚数か多くなってくるにつれて
両者に大きな差違が表われた。感光体Aの場合約200
0〜3000枚で、画像がボケ始め解像度か著しく低[
・(、た。
これに対し感光体Bの場合約20000枚のコピーを終
えた時点てもボケは無く魚゛口ν〕なコピーが得られた
〈発明の効未〉 本発明によれば、非晶質シリコンより成る光導電層]二
にフッ素を含んだ非晶質シリコン層からなる保獲層を設
けたことから、耐環境性、経時安定性、耐久性等におい
て優れた特性を有し、これを電子g7真複写機における
感光体に使用すれば、常に安定した像を形成でき、電子
M真俵写機の感光体どして充分に使用に耐え得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光導電部利を作製するだめの一例と示
す装’+?:t z第2図は第1図で作製された感光体
を用いたXIL子写真プロセスを示ず図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 導電性支持体上に非晶質シリコンより成る光導電層
    を設けさらにその上に状態密度減少元素としてフッ素を
    含んだ非晶質シリコン層からなる保護層を設けた事を特
    徴とする光導電部利。 2 保護層の厚み力細、05〜5μmであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載光導電部拐。
JP13735583A 1983-07-26 1983-07-26 光導電部材 Pending JPS6028661A (ja)

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