JPS6045258A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS6045258A
JPS6045258A JP15433083A JP15433083A JPS6045258A JP S6045258 A JPS6045258 A JP S6045258A JP 15433083 A JP15433083 A JP 15433083A JP 15433083 A JP15433083 A JP 15433083A JP S6045258 A JPS6045258 A JP S6045258A
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JP
Japan
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layer
photoreceptor
amorphous silicon
surface layer
band gap
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Application number
JP15433083A
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English (en)
Inventor
Hideo Nojima
秀雄 野島
Yoshimi Kojima
小島 義巳
Hisashi Hayakawa
尚志 早川
Shiro Narukawa
成川 志郎
Eiji Imada
今田 英治
Toshiro Matsuyama
松山 外志郎
Noboru Ebara
江原 襄
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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
    • 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
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    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • 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

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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】 く技術分野〉 本発明はアモルファスシリコン半導体を用いた電子写真
感光体の改良に関するものである。
〈従来技術〉 現在実用化されている電子写真プロセスに供し得る感光
体としては、基本的には高い抵抗値と高い感光度の両者
を兼ね備えることが要求され、このような特性をもつ材
料として従来から硫化カドミウム粉末を有機樹脂中に分
散した樹脂分散型と、アモルファヌセレン(a−5e)
やアモルフ1ヌセレン砒素(a A 52 S e3)
 ’4のアモルファス材料によるものの2種類が最も広
く用いられてきた。
しかしこれ等いずれの材料も公害等の理由から代替材料
の開発が望まれ、近年では上記感光体材料に代ってアモ
ルファスシリコンが注目を浴びている。
アモルファスシリコンは無公害であることに加えて高い
光感度を有すると共に、更には非常に硬いという性質を
有し、すぐれた感光体材料になり得ると期待されている
。しかしアモルファスシリコンのみでは、電子写真プロ
セスの実行中における帯電電荷の保持特性を示すに十分
な抵抗値を持つには至らず、アモルファスシリコンを電
子写真感光体として用いるには、高い光感度を保ちなが
ら高い帯電電位を保持させるための工夫が必要であった
このような工夫の一つとして、感光体となるアモルファ
スシリコン層自体を高抵抗化することが提案されている
が、アモルファスシリコンの優した光導電特性(強い光
学吸収、電子及び正孔の比較的大きいドリフト移動度、
長波長感度等)を有効に用いるためには、上記のように
光導電層自体を高抵抗化して高い帯電能を得るより、表
面(及び基板)にエネルギーバンドギャップの大きなグ
ロソキング層を設けて帯電の保持を計る方が望ましい。
また、この種のエネルギーバンドギャップの大きな表面
層は、帯電の保持ばかりでなく、電子写真プロセスにお
ける過酷なコロナイオンの衝撃から感光体を保護し、さ
らに環境の変化(温度、湿度等)による特性の変動を少
なくする表面保護膜として、表面安定化のために、必要
不可欠のものと考えられる。この表面層は、表mr保護
B匁としては、エネルギーバンドギャップの大きい方が
当然好ましい。
上記のようにエネルギーバンドギャップの太きい表面層
を設けることは、帯電保持だけではなく表面保護の面か
らも好寸しい。しかし光導電層であるアモルファスシリ
コンの表面に続けて直ちにエネルギーバンドギャップの
大きい層を形成した場合には、電子写真用感光体として
は望ましくない特性が表われる。
その一つとしてまず機械的な不安定さがある。
アモルファスシリコン光導電層にエネルギーギャップの
大きな表面層を形成すると、両者の熱膨張係数の違いか
ら、表面層と光導電層間での安定した接着性が得られず
剥離する。またグロー放電で基板上に形成したアモルフ
ァスシリコン付和ノ場合、基板側よりも表面側において
しばしば水素の放出という現象を伴ない、このような水
素放出の :jために表面側アモルファスシリコンは内
部に比べて不安定なものになって、このような低濃度水
素表面に直ちにエネルギーバンドギャップの大きい層を
堆積させた場合、堆積層との接着性は悪く、基板側との
接着部よりも更に早い時期に剥離する傾向があり、長期
使用に耐える感光体を得ることが困難であった。
またエネルギーバンドギャップの大きい表面層を光導電
層に直接形成すると、電気的にも望ましくない特性が表
われる。即ち電子写真プロセスの過程において、予め表
面層に帯電を施こした感光体に対して、光照射がなされ
ると、光によって光導電層に上記表面層がもつ表面帯電
電荷と逆極性の電荷が生成され、この電荷が光導電層を
移動して上記表面帯電電荷を静電気的に打ち消すように
作用する。しかし上記のように表面層のエネルギーバン
ドギャップが大きい場合には、両者の境界でのギャップ
が非常に大きくなって滑らかな電荷の移動が行われず、
表面層と光導電層の界面近傍に蓄積し、それが残留電位
となって表われる。この残留電位は好ましいものではな
く、残留電位が増加する場合は感光体の特性の劣化の原
因となる。
また、残留電位は蓄積キャリアーに対して横方向の移動
をしばしば誘起し、画質のボケという問題の原因にもな
ってくる。
上述のように、エネルギーバンドギャップの大きな表面
層は、帯電の保持、表面の保護という点で必要不可欠の
ものであるが、それによって機械的、電気的な問題が付
随的に発生し、電子写真プロセヌニ満足し得るアモルフ
ァスシリコン感光体を得るには至っていない。
〈発明の目的〉 本発明は、エネルギーバンドギャップの大きい表面層と
、光導電層の間に、表面層と光導電層の中間の組成を持
つ層を介挿して感光体を構成し、エネルギーレベルの整
合をよくし、感光体の電気的及び機械的特性の向上を計
ったものである。
〈実施例〉 図は本発明による一実施例の感光体の断面図を示し、ア
ルミニウム、ステンレス等の導体からなる基板1上に光
導電層となるアモルファヌシリコン層2が形成される。
帯電電荷の保持特性を向上させるだめ、上記アモルファ
スシリコン層2の露光側表面にエネルギーバンドギャッ
プの大きい表面層3が形成されるが、該表面層3を形成
するに先立って、アモルファスシリコン層2と表面層3
の電気的及び機械的整合性を計るために、エネルギーバ
ンドギャップを高めるだめの添加剤について、上記両層
2,3が含有する添加剤の中間的な組成に調整された中
間層4がアモルファスシリコン層2上に予め堆積され、
基板上にアモルファスシリコン層−中間層一表面層が順
次積層されて電子写真用感光体が描成される。
上記構造の感光体は、中間層4の添加剤組成が両層2,
3のほぼ中間に設定されているため熱膨張係数もまたほ
ぼ中間に近い値をとり、アモルファスシリコン層と表面
層との熱膨張係数の違いによる歪の緩和が計られ、機械
的な安定性が著しく高められる。更に中間層4を設ける
ことによシ、電気的特性を向上させるための設計が容易
になる。
即ち正(又は負)帯電を与えてプロセスを実行する場合
、中間層4として光導電層2工りゃやエネルギーバンド
ギャップの大きいP(n)型層を設け、該P (n)型
層で光によるキャリアを発生させれば、感光体の残留電
位を少なくすることができる。
上記堆積構造の感光体はいわゆるプロ・ノキング感光体
であるため、光導電層2は電荷輸送能のよシすぐれたア
モルファスシリコン材料を使用することができる。この
場合、中間層4は表面層と電荷輸送層との機械的、電気
的接合をよくすべくエネルギーレベルの整合を考慮して
形成したギヤリア生成層である。
次に上記感光体における各層のより具体的な例を説明す
る。導電性基板1上に成膜される光導電性のアモルファ
スシリコン層2は、誘導結合型装置を用いてモノシラン
ガス(SiH4)を原料としてグロー放電分解によシ作
成する。成膜中基板1は200〜300℃の温度に保持
され、また原料ガス中には感光体の特性に応じて、ジポ
ランガスo*□よ、1,7ユカ8□、−ゎ、。ヵ、1 
・n。
層2を約20μm成膜した後、中間層4を成膜するため
に同一反応槽内にモノシラン(SiH4)とアンモニア
(NH3)を原料ガスとして導入し、まずこれら原料ガ
スのグロー放電分解により、エネルギーバンドギャップ
のやや大きい中間層4を形成スる。即ち水素化アモルフ
ァスシリコンに窒素が約10%程度添加された水素化ア
モルファスシリコン窒化膜が約1μ程度のt=さに上記
アモルファスシリコン層2上に成膜される。続いて上記
中間層4よシ窒素含有量がより多い水素化7モルフ表面
M3として中間層4上に1μ以下、好ましくは0.3〜
0.5μ程度の膜厚に成膜される。
上記積層構造の感光体を従来公知の電子写真装置の感光
体として使用した場合、20万枚のエージングにおいて
も特性の劣下はほとんどなく、初期の良好な特性を維持
する。
次の第1表は上記条件で構造した感光体の特性を示す。
第 1 表 尚ピーク感度波長が? 25 nmで、長波長の光に大
きい感度を有するため、半導体レーザーを用いたLBP
に適している。
比較のため第2表には中間層を介挿していない従来構造
の特性を示す。・ 第 2 表 上記実施例の感光体は、エネルギーバンドキャップの高
い表面層を得るために窒素を添加したアモルファスシリ
コンを利用し、特に窒素添加量としてばSi:+N< 
に近い組成が得られるように原料ガス及び成膜条件を設
定し、エネルギーバンドギャップの比較的小さい中間層
上に堆積して感光体を作製したが、エネルギーバンドギ
ャップを高めるための添加剤としては窒素に限られるも
のではなく、炭素を添加して前記実施例と同様に構成す
ることができる。またアモルファス層の成膜装置は誘導
結合型のみではなく容量結合型装置を使用し、最適成膜
条件で堆積させることによってもほぼ同等の特性をもっ
た感光体を得ることができる。
〈効 果〉 以上本発明によればアモルファスシリコンの感光体特性
及びエネルギーバンドギャップの大きい表面層がもつ夫
々の特性を損うことなく、各層の整合を図り機械的及び
電気的に安定した感光体を得ることができ、電子写真プ
ロセスの実行過程で良好な画質を得ることができ感光体
を簡単な1112成によって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による一実施例を示す断面図である。 に基板 2:アモルファスシリコン光導電層3:表面層
 4:中間層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アモルファスシリコン半導体よりなる感光体層の露
    光側表面に、光学的バンドギャップの大きいアモルファ
    ス材よシなる表面層を設け、該表面層と上記感光体層と
    の境界に、エネルギーギャップ及びフェルミレベルが両
    層の間の値をもつアモルファス半導体からなる中間層を
    介挿リコン半導体層からなシ、中間層は上記感光体層と
    表面層の中間の窒素組成を含有することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。 3 前記表面層は炭素を含有することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
JP15433083A 1983-08-23 1983-08-23 電子写真感光体 Pending JPS6045258A (ja)

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