JPS6048046A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
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- JPS6048046A JPS6048046A JP15667083A JP15667083A JPS6048046A JP S6048046 A JPS6048046 A JP S6048046A JP 15667083 A JP15667083 A JP 15667083A JP 15667083 A JP15667083 A JP 15667083A JP S6048046 A JPS6048046 A JP S6048046A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- photoreceptor
- atom content
- charge
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
■、産業上の利用分野
本発明は感光体に関し、特に正帯電で使用するのに好適
な電子写真感光体に関するものである。
な電子写真感光体に関するものである。
2、従来技術
従来、電子写真感光体として、Se、又はSeにAs
、−Te 、Sb等をドープした感光体1.2 n O
や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。
、−Te 、Sb等をドープした感光体1.2 n O
や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−3t)を母体として
用いた電子写真感光体が近年になって提案されている。
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−3tは、3i 7Si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り、この欠陥に起因してエ
ネルギーギヤ・ノブ内Gこ多くの局在準位が存在する。
ングリングボンドを有しており、この欠陥に起因してエ
ネルギーギヤ・ノブ内Gこ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、ま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(旧で補償してSi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われる。
抗が小さく、ま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(旧で補償してSi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われる。
このようなアモルファス水素化シリコン(以下、a−3
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は10’〜10Ω
−ロであって、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−3i: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。
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は10’〜10Ω
−ロであって、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−3i: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−3t’:Hに電位保持能を付与
するため、ホウ素等をドープすることにより抵抗率を1
dl、 ’ Cmにまで高めることができるが、ホウ素
量等をそのように正確に制御することは容易ではない。
するため、ホウ素等をドープすることにより抵抗率を1
dl、 ’ Cmにまで高めることができるが、ホウ素
量等をそのように正確に制御することは容易ではない。
また、ホウ素等と共に微量の酸素を導入することにより
1d5Ω−印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感度が低下し、裾切れの悪化や
残留電位の発生という問題が生じる。
1d5Ω−印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感度が低下し、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−3i: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。一方、アモルファス
水素化炭化シリコン(以下、a−3iC:Hと称する。
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。一方、アモルファス
水素化炭化シリコン(以下、a−3iC:Hと称する。
)について、その製法や存在が” Ph1l 、 Ma
g、 Vol。
g、 Vol。
35” (197B)等に記載されており、その特性と
して、耐熱性や表面硬度が高いこと、a−3i:Hと比
較して高い暗所抵抗率(10〜10Ω−c+a)を有す
ること、炭素量により光学的エネルギーギヤ・ノブが1
.6〜2.8eVの範囲に亘って変化すること等が知ら
れている。但、炭素の含有によりバンドギャップが拡が
、るために長波長感度が不良となるという欠点がある。
して、耐熱性や表面硬度が高いこと、a−3i:Hと比
較して高い暗所抵抗率(10〜10Ω−c+a)を有す
ること、炭素量により光学的エネルギーギヤ・ノブが1
.6〜2.8eVの範囲に亘って変化すること等が知ら
れている。但、炭素の含有によりバンドギャップが拡が
、るために長波長感度が不良となるという欠点がある。
こうしたa−3iC:Hとa−3i:Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭55−127083号公報
において提案されている。これによれば、a−3i:H
層を感光(光導電)層とし、この光導電層下にa−3i
C:’H層を電荷輸送層として設けた機械分離型の2N
構造を作成し、上層のa−3t:Hにより広い波長域で
の光感度を得、かつa−3tsH層とへテロ接合を形成
する下層のa −S i C: Hにより帯電型(宴の
向上を図っている。しかしながら、a−3t:“H層の
暗減衰を充分に防止できず、帯電電位はなお不充分であ
って実用性のあるものとはならない上に、表面にa −
3i:HJifが存在していることにより化学的安定性
や機械的強度、耐熱性等が不良となる。しかも、電荷輸
送層についてはその炭素原子含有量の検討がなされてお
らず、また各層の厚み等も考慮されていないために、電
子写真感光体として要求される緒特性を満足したものと
はなっていない。
子写真感光体は例えば特開昭55−127083号公報
において提案されている。これによれば、a−3i:H
層を感光(光導電)層とし、この光導電層下にa−3i
C:’H層を電荷輸送層として設けた機械分離型の2N
構造を作成し、上層のa−3t:Hにより広い波長域で
の光感度を得、かつa−3tsH層とへテロ接合を形成
する下層のa −S i C: Hにより帯電型(宴の
向上を図っている。しかしながら、a−3t:“H層の
暗減衰を充分に防止できず、帯電電位はなお不充分であ
って実用性のあるものとはならない上に、表面にa −
3i:HJifが存在していることにより化学的安定性
や機械的強度、耐熱性等が不良となる。しかも、電荷輸
送層についてはその炭素原子含有量の検討がなされてお
らず、また各層の厚み等も考慮されていないために、電
子写真感光体として要求される緒特性を満足したものと
はなっていない。
一方、特開昭57−17952号公報には、a−3i:
Hからなる光導電層上に第1のa−3iC:H層を表面
改質層として形成し、裏面上(支持体電極側)に第2の
a−3iC:H層を電荷輸送層として形成して、機能分
離型の3層構造の感光体としている。この公知の感光体
に関してはa−3i:H層の暗減衰の防止等の効果はあ
るが、a−5ic:H層、特に電荷輸送層の炭素原子含
有量について検討がなされていないので、a−3i:H
層との接合状態によっては感度低下を生じ、かつ残留電
位も上昇し、多数枚複写に耐える耐久性を有してはいな
い。
Hからなる光導電層上に第1のa−3iC:H層を表面
改質層として形成し、裏面上(支持体電極側)に第2の
a−3iC:H層を電荷輸送層として形成して、機能分
離型の3層構造の感光体としている。この公知の感光体
に関してはa−3i:H層の暗減衰の防止等の効果はあ
るが、a−5ic:H層、特に電荷輸送層の炭素原子含
有量について検討がなされていないので、a−3i:H
層との接合状態によっては感度低下を生じ、かつ残留電
位も上昇し、多数枚複写に耐える耐久性を有してはいな
い。
3、発明の目的
本発明者は、上記した如き従来技術の問題点に鋭意検討
を加え、上記の3層構造の如き機能分離型感光体の特長
を有する新規な構成の感光体を案出し、特にその電荷輸
送層の炭素原子含有量、光導電層及び電荷ブロッキング
層の各不純物濃度、不純物の種類が感光体の特性を大き
く左右することをつき止め、適切な範囲に炭素原子及び
不純物の種類、含有量を設定することによって特に正帯
電時の光感度、残留電位、電位保持能、耐久性等にすべ
て優れた感光体を得ることに成功したものである。
を加え、上記の3層構造の如き機能分離型感光体の特長
を有する新規な構成の感光体を案出し、特にその電荷輸
送層の炭素原子含有量、光導電層及び電荷ブロッキング
層の各不純物濃度、不純物の種類が感光体の特性を大き
く左右することをつき止め、適切な範囲に炭素原子及び
不純物の種類、含有量を設定することによって特に正帯
電時の光感度、残留電位、電位保持能、耐久性等にすべ
て優れた感光体を得ることに成功したものである。
4、発明の構成
即ち、本発明は、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−3t:H)からなりかつ周期表
第VA族元素が比較的少量ドープされた光導電層と、こ
の光導電層上に形成されかつ無機物質(特にa−3iC
:H)からなる表面改質層と、前記光導電層下に形成さ
れかつ炭素原子を10〜30atomic%含有するア
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 −3tC: H)からなる電荷輸送層と、この
電荷輸送層下に形成されかつ周期表第1[IA族元素が
比較的多量ドープ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−3iC:H)からな
る電荷ブロッキング層とを有することを特徴とする感光
体に係るものである。
化シリコン(例えばa−3t:H)からなりかつ周期表
第VA族元素が比較的少量ドープされた光導電層と、こ
の光導電層上に形成されかつ無機物質(特にa−3iC
:H)からなる表面改質層と、前記光導電層下に形成さ
れかつ炭素原子を10〜30atomic%含有するア
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 −3tC: H)からなる電荷輸送層と、この
電荷輸送層下に形成されかつ周期表第1[IA族元素が
比較的多量ドープ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−3iC:H)からな
る電荷ブロッキング層とを有することを特徴とする感光
体に係るものである。
5、実施例
以下、本発明による感光体を詳細に例示するが、まず、
本発明に到達するに至った経過を説明する。
本発明に到達するに至った経過を説明する。
第1図に示す感光体は、導電性支持基板1上にa−st
c:Hii(電荷輸送層)2、リンが所定量ドープされ
たa−3t:H層(光導電層)3、a−3iC:HJi
(表面改質Fti) 4が順次積層せしめられたものか
らなっている。a−3iC:H層2は主として電位保持
、電荷輸送及び基板1に対する接着性向上の各機能を有
し、その炭素原子含有量は10〜30atomic%(
Si とCの合計総原子数に対する割合)に設定される
ことが重要であり、また10μm〜30μmの厚みに形
成されるのがよい。
c:Hii(電荷輸送層)2、リンが所定量ドープされ
たa−3t:H層(光導電層)3、a−3iC:HJi
(表面改質Fti) 4が順次積層せしめられたものか
らなっている。a−3iC:H層2は主として電位保持
、電荷輸送及び基板1に対する接着性向上の各機能を有
し、その炭素原子含有量は10〜30atomic%(
Si とCの合計総原子数に対する割合)に設定される
ことが重要であり、また10μm〜30μmの厚みに形
成されるのがよい。
光導電層3は光照射に応じて電荷担体(キャリア)を発
生させるものであって、その厚みは2500人〜5μm
であるのが望ましい。更に、a−3’i C:H層4は
この感光体の表面電位特性の改善、長期に亘る電位特性
の保持、耐環境性の維持(湿度や雰囲気、コロナ放電で
生成される化学種の影響防止)、表面硬度が高いことに
よる耐剛性の向上、感光体使用時の耐熱性の向上、熱転
写性(特に粘着転写性)の向上環の機能を有し、いわば
表面改質層として働くものである。そして、このa−3
ic:H層4の厚みtは400 人〜5000人、特に
400人≦t<2000人と従来のものよりずっと薄く
することが重要である。
生させるものであって、その厚みは2500人〜5μm
であるのが望ましい。更に、a−3’i C:H層4は
この感光体の表面電位特性の改善、長期に亘る電位特性
の保持、耐環境性の維持(湿度や雰囲気、コロナ放電で
生成される化学種の影響防止)、表面硬度が高いことに
よる耐剛性の向上、感光体使用時の耐熱性の向上、熱転
写性(特に粘着転写性)の向上環の機能を有し、いわば
表面改質層として働くものである。そして、このa−3
ic:H層4の厚みtは400 人〜5000人、特に
400人≦t<2000人と従来のものよりずっと薄く
することが重要である。
このように感光体を構成することによって、従来のSe
感光体と比較して薄い膜厚で高い電位を保持し、可視領
域及び赤外領域の光に対して優れた感度を示し、耐熱性
、耐剛性が良く、かつ安定した耐環境性を有するa−3
t系感光体(例えば電子写真用)を提供することができ
るのである。
感光体と比較して薄い膜厚で高い電位を保持し、可視領
域及び赤外領域の光に対して優れた感度を示し、耐熱性
、耐剛性が良く、かつ安定した耐環境性を有するa−3
t系感光体(例えば電子写真用)を提供することができ
るのである。
しかも注目すべきことは、電荷輸送層の炭素原子含有量
を10〜30atomic%と特定範囲に設定すること
によって、感光体に要求される緒特性を充二分に具備し
たものとなっていることである。これを以下に詳細に説
明する。
を10〜30atomic%と特定範囲に設定すること
によって、感光体に要求される緒特性を充二分に具備し
たものとなっていることである。これを以下に詳細に説
明する。
まず、a−3iC:Hは一般に、第2図に示す如く、炭
素原子含有量が増加するに伴なってその光学的エネルギ
ーギャップ(Eg 、opt)が増大することが確認さ
れている。このEgはハンドギャップに相当するもので
あって、炭素原子含有量を増加させればそれだけ、a−
’Si:HのEg (約1.71eV)との差が大きく
なることが分る。
素原子含有量が増加するに伴なってその光学的エネルギ
ーギャップ(Eg 、opt)が増大することが確認さ
れている。このEgはハンドギャップに相当するもので
あって、炭素原子含有量を増加させればそれだけ、a−
’Si:HのEg (約1.71eV)との差が大きく
なることが分る。
一方、炭素原子含有量は、第3図に示す如くa−S i
C: Hの比抵抗(ρ、:暗所抵抗率、ρII:緑色
光照射時の抵抗率)を左右し、炭素含有量(即ちEg)
を増やせばある範囲以上では光感度(ρ0/ρ、:f)
が低下し、第4図の如くになる。照射する光の波長を変
化させた場合、第5図の如くに、炭素含有量に応じてa
−3iC:Hの光感度が変化する。
C: Hの比抵抗(ρ、:暗所抵抗率、ρII:緑色
光照射時の抵抗率)を左右し、炭素含有量(即ちEg)
を増やせばある範囲以上では光感度(ρ0/ρ、:f)
が低下し、第4図の如くになる。照射する光の波長を変
化させた場合、第5図の如くに、炭素含有量に応じてa
−3iC:Hの光感度が変化する。
第6図には、第1図で述べた層構成の感光体のエネルギ
ーバンドが示されている。このエネルギーバンド図にお
いて、上述した如く電荷輸送N2の炭素原子含有量を1
0〜30atomic%(図示の例では15atomi
c%:、Eg =2.1eV)に設定しているので、電
荷輸送N2自体のEgは適切な大きさになっていると共
に、a−3t:H層3のEg (約1.71eV)との
界面は特に電子に対し実質的に障壁を形成しないバンド
ギャップを形成することになる。即ち、この感光体の表
面を負帯電させて動作させる場合、基体1側から○印で
示すホールが一点鎖線で示す如くに注入されようとする
が、このホールはa−3tC:H層2のもつバレンスパ
ントEvのエネルギー障壁を乗り越えることができず、
これによって感光体表面の負電荷が充分に保持され、暗
減衰が減少し、電位保持能が向上する。しかも、光照射
時に光導電N3中で発生したキャリア(O印で示すホー
ル、・印で示す電子)のうち、電子の方はコンダクショ
ンバンドEcが層2と3の間で殆んど障壁がない(即ち
、エネルギーレベルのマツチングが良好である)ために
a−3iC:Hii2を介して一点鎖線で示すように基
体1側へ容易に移動でき、またホールは薄い表面層4を
介して容易に表面側へ移動して表面負電荷を選択的に中
和せしめて静電潜像を効率良く形成する。従って、この
感光体は、上記の電位保持能に加えて光感度も良好であ
る。
ーバンドが示されている。このエネルギーバンド図にお
いて、上述した如く電荷輸送N2の炭素原子含有量を1
0〜30atomic%(図示の例では15atomi
c%:、Eg =2.1eV)に設定しているので、電
荷輸送N2自体のEgは適切な大きさになっていると共
に、a−3t:H層3のEg (約1.71eV)との
界面は特に電子に対し実質的に障壁を形成しないバンド
ギャップを形成することになる。即ち、この感光体の表
面を負帯電させて動作させる場合、基体1側から○印で
示すホールが一点鎖線で示す如くに注入されようとする
が、このホールはa−3tC:H層2のもつバレンスパ
ントEvのエネルギー障壁を乗り越えることができず、
これによって感光体表面の負電荷が充分に保持され、暗
減衰が減少し、電位保持能が向上する。しかも、光照射
時に光導電N3中で発生したキャリア(O印で示すホー
ル、・印で示す電子)のうち、電子の方はコンダクショ
ンバンドEcが層2と3の間で殆んど障壁がない(即ち
、エネルギーレベルのマツチングが良好である)ために
a−3iC:Hii2を介して一点鎖線で示すように基
体1側へ容易に移動でき、またホールは薄い表面層4を
介して容易に表面側へ移動して表面負電荷を選択的に中
和せしめて静電潜像を効率良く形成する。従って、この
感光体は、上記の電位保持能に加えて光感度も良好であ
る。
こうした顕著な作用効果を得るには、特に電荷輸送層2
の炭素原子含有量を10〜30atomic%に特定し
なければならないことが明らかにされた。即ち、炭素原
子含有量が10ato…ic%未満では、a −3iC
:H層2の比抵抗が電位保持能に必要な10°′Ω−c
mを下相る(第3図参照)ために特に帯電電位が不充分
となり、不適当である。また、炭素原子含有量が30a
tomic%を越えると、比抵抗がやはり低下すると同
時に、炭素原子が多すぎてa−3i’c:H層中での欠
陥が増えてキャリア輸送能自体が不良となってしまう。
の炭素原子含有量を10〜30atomic%に特定し
なければならないことが明らかにされた。即ち、炭素原
子含有量が10ato…ic%未満では、a −3iC
:H層2の比抵抗が電位保持能に必要な10°′Ω−c
mを下相る(第3図参照)ために特に帯電電位が不充分
となり、不適当である。また、炭素原子含有量が30a
tomic%を越えると、比抵抗がやはり低下すると同
時に、炭素原子が多すぎてa−3i’c:H層中での欠
陥が増えてキャリア輸送能自体が不良となってしまう。
本発明者は、第1図に示した如き3N構造の機能分離型
の感光体は上記した如き顕著な利点を有している″もの
の、次に述べるような問題点を有していることをつき止
めた。
の感光体は上記した如き顕著な利点を有している″もの
の、次に述べるような問題点を有していることをつき止
めた。
即ち、第1図の感光体は、第6図のエネルギーバンド図
及び上記の説明から理解されるように負帯電用の感光体
であって、正帯電用としては帯電能が低く、暗減衰が大
きくなってしまう。つまり、第6図から明らかなように
、例えば電荷輸送N2の炭素原子含有量が15atom
ic%、Eg 、optが2.06eVである感光体表
面を正帯電させて使用する場中和して表面電位を減衰さ
せ易い。しかも、光照射時に光導電層3中で発生したキ
ャリア゛めうち、ホールは両層3−2間のEvのエネル
ギーギャップ又はエネルギー障壁(’E )によって光
導電層3から電荷輸送層2へ移動するのが困難となる(
a−3tのEg 、optは1.71eV、a−3iC
のEgloptは2.06eV)。こうしたことから、
上記感光体は正帯電時の帯電能が悪くて暗減衰が多く、
かつ光感度も乏しいために、第7図の如き減衰曲線しか
得られず、正帯電用としては使用不適である。
及び上記の説明から理解されるように負帯電用の感光体
であって、正帯電用としては帯電能が低く、暗減衰が大
きくなってしまう。つまり、第6図から明らかなように
、例えば電荷輸送N2の炭素原子含有量が15atom
ic%、Eg 、optが2.06eVである感光体表
面を正帯電させて使用する場中和して表面電位を減衰さ
せ易い。しかも、光照射時に光導電層3中で発生したキ
ャリア゛めうち、ホールは両層3−2間のEvのエネル
ギーギャップ又はエネルギー障壁(’E )によって光
導電層3から電荷輸送層2へ移動するのが困難となる(
a−3tのEg 、optは1.71eV、a−3iC
のEgloptは2.06eV)。こうしたことから、
上記感光体は正帯電時の帯電能が悪くて暗減衰が多く、
かつ光感度も乏しいために、第7図の如き減衰曲線しか
得られず、正帯電用としては使用不適である。
そこで、第8図に示す如く、第1図の感光体において、
基板1からの電子の注入を阻止す・べく、電荷輸送層2
と基板1との間にボロンドープドP型a SiC:H層
5を電荷ブロッキング層として設けることが考えられた
。これによって、第9図に示す如く、基板lからの電子
の注入を阻止して感光体表面の正電荷を保持すること(
即ち暗減衰を少なくすること)は可能となるが、上記し
たと同様のエネルギー障壁(ΔE)によって光感度が悪
く、第10図に示す如く光照射時に表面電位の裾引きが
生じてしまう。
基板1からの電子の注入を阻止す・べく、電荷輸送層2
と基板1との間にボロンドープドP型a SiC:H層
5を電荷ブロッキング層として設けることが考えられた
。これによって、第9図に示す如く、基板lからの電子
の注入を阻止して感光体表面の正電荷を保持すること(
即ち暗減衰を少なくすること)は可能となるが、上記し
たと同様のエネルギー障壁(ΔE)によって光感度が悪
く、第10図に示す如く光照射時に表面電位の裾引きが
生じてしまう。
本発明者は、正帯電時に生じる上記問題点を鋭意検討し
た結果、電荷ブロッキング層5を設けてキャリアの注入
を阻止するだけでは不適当であり、これに加えて光導電
層3中に光照射時に生じるホールを効率良(電荷輸送層
2側へ移動させる効果的な手段を講じるこyが必要であ
るとの認識に到達した。
た結果、電荷ブロッキング層5を設けてキャリアの注入
を阻止するだけでは不適当であり、これに加えて光導電
層3中に光照射時に生じるホールを効率良(電荷輸送層
2側へ移動させる効果的な手段を講じるこyが必要であ
るとの認識に到達した。
2こうビた手段としては、第2図に示したデータに基き
電荷輸送層2を構成するa −S i C: Hの′炭
素含有量を減らして両M3−2間の八Eを減少させるこ
とも一案であるが、このためには炭素原子含有量が10
atomic%未満と著しく少なくすることが必要であ
るから、a−3’iC:H層2が低抵抗化して感光体の
帯電電位を大幅に低下させてしまう。
電荷輸送層2を構成するa −S i C: Hの′炭
素含有量を減らして両M3−2間の八Eを減少させるこ
とも一案であるが、このためには炭素原子含有量が10
atomic%未満と著しく少なくすることが必要であ
るから、a−3’iC:H層2が低抵抗化して感光体の
帯電電位を大幅に低下させてしまう。
本発明者は、両N3−2間のEvのレベルマツチングを
とるために、a−3iC:H層2の炭素原子含有量は1
0〜30atomic%に保持して帯電特性及び輸送能
を良好に保持しながら、光導電層3中に周期表第VA族
元素を比較的少量ドーピングすることによって、上記し
た問題点を充分に解消できることを見出し、本発明に到
達したのである。
とるために、a−3iC:H層2の炭素原子含有量は1
0〜30atomic%に保持して帯電特性及び輸送能
を良好に保持しながら、光導電層3中に周期表第VA族
元素を比較的少量ドーピングすることによって、上記し
た問題点を充分に解消できることを見出し、本発明に到
達したのである。
即ち、本発明に基く感光体は、基本的には第8図に示し
た層構成がらなってはいるが、a−3t:H層3に周期
表第VA族元素(例えばリン)を比較的少量ドープする
一方、電荷ブロッキング用のa−3iC:H層5には周
期表第11[A族元素(例えばボロン)を比較的多量に
ドープし、がっa−3iC:H層2の炭素原子含有量は
10〜30atom−ic%に保持することを特徴とす
るものである。
た層構成がらなってはいるが、a−3t:H層3に周期
表第VA族元素(例えばリン)を比較的少量ドープする
一方、電荷ブロッキング用のa−3iC:H層5には周
期表第11[A族元素(例えばボロン)を比較的多量に
ドープし、がっa−3iC:H層2の炭素原子含有量は
10〜30atom−ic%に保持することを特徴とす
るものである。
この結果、第11図に示す如く、a−3i:1層3はリ
ンドーピングによってそのエネルギーバンドが変化し、
a−3iC’:H層2とのEvに関するエネルギーギャ
ップが挟まり、両層間のエネルギーレベルのマツチング
を充分にとることができるのである。これによって、光
照射時に光導電層3中に発注したホールを電荷輸送層2
中ヘスムーズに注入することが可能となる。加えて、電
荷ブロッキング層5の存在によって基板1がらの電子の
注入も効果的に阻止することができる。
ンドーピングによってそのエネルギーバンドが変化し、
a−3iC’:H層2とのEvに関するエネルギーギャ
ップが挟まり、両層間のエネルギーレベルのマツチング
を充分にとることができるのである。これによって、光
照射時に光導電層3中に発注したホールを電荷輸送層2
中ヘスムーズに注入することが可能となる。加えて、電
荷ブロッキング層5の存在によって基板1がらの電子の
注入も効果的に阻止することができる。
こうして、第12図に示す如(、正帯電使用にとって充
分な減衰特性を示す感光体をはじめて得ることが可能と
なったのである。即ち、この感光体では、光感度が上昇
し、残留電位が減少する−と共に、光減衰曲線の裾引き
がなくなり、かつ帯電電位を高く保持できる。
分な減衰特性を示す感光体をはじめて得ることが可能と
なったのである。即ち、この感光体では、光感度が上昇
し、残留電位が減少する−と共に、光減衰曲線の裾引き
がなくなり、かつ帯電電位を高く保持できる。
なお、上記のa−3i C: HF12の炭素原子含有
量は1〇二30atomic%(例えば15atomi
c%)に設定すべきであるが、これは上述した理由(即
ち帯電電位の保持、輸送能の向上)に加え、正帯電時に
特有な理由に基(ものである。つまり、仮に、炭素含有
量を30atomic%を越えて多量にすると、それに
よってエネルギーギャップが拡大され、Evに関するエ
ネルギーレベルのマツチングをとるためにポロンドーピ
ング量を多くする必要がある。
量は1〇二30atomic%(例えば15atomi
c%)に設定すべきであるが、これは上述した理由(即
ち帯電電位の保持、輸送能の向上)に加え、正帯電時に
特有な理由に基(ものである。つまり、仮に、炭素含有
量を30atomic%を越えて多量にすると、それに
よってエネルギーギャップが拡大され、Evに関するエ
ネルギーレベルのマツチングをとるためにポロンドーピ
ング量を多くする必要がある。
しかし、このようにボロンドーピング量を多くすると逆
に必要以上に低抵抗化されて帯電特性が不良となり、か
つドーピング量のコントロールが困難なために光導電層
とエネルギーレベルのマツチングが却ってとり難くなる
。
に必要以上に低抵抗化されて帯電特性が不良となり、か
つドーピング量のコントロールが困難なために光導電層
とエネルギーレベルのマツチングが却ってとり難くなる
。
第11図に例示した本発明に基く感光体を得るには、上
記したようにa−3t:H層3及びa−3ic:Hii
5の各不純物種及びそのドーピング量が重要である。特
に、光導電層が、ホスフィンとモノシランとの流量比を
(P Hg) / (S i H4) =5〜100
ppm (例えば10ppm )とする条件下でのグロ
ー放電分解(後記)によって形成されたものであり、か
つ電荷ブロッキング層が、ジボランとモノシランとの流
量比を(BIH6) / (S i H層))=200
〜2000ppm (例えば11000pp )とする
条件下でのグロー放電分解によってP型に形成されたも
のであるのが望ましい。
記したようにa−3t:H層3及びa−3ic:Hii
5の各不純物種及びそのドーピング量が重要である。特
に、光導電層が、ホスフィンとモノシランとの流量比を
(P Hg) / (S i H4) =5〜100
ppm (例えば10ppm )とする条件下でのグロ
ー放電分解(後記)によって形成されたものであり、か
つ電荷ブロッキング層が、ジボランとモノシランとの流
量比を(BIH6) / (S i H層))=200
〜2000ppm (例えば11000pp )とする
条件下でのグロー放電分解によってP型に形成されたも
のであるのが望ましい。
次に、本発明の実施例による感光体の各層を更に詳しく
説明する。
説明する。
、Jlのa−3iC:H層(層)
このa−3iC:HF14は感光体の表面を改質してa
−3i系感光体を実用的に優れたものとするために必須
不可欠なものである。即ち、表面での電荷保持と、光照
射による表面電位の減衰という電子写真感光体としての
基本的な動作を可能とするものである。従って、帯電、
光減衰の繰返し特性が非常に安定となり、長期間(例え
ば1力月以上)放置しておいても良好な電位特性を再現
できる。これに反し、a−3t:Hを表面とした感光体
の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気等の影響を受け
易く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3
iC:Hは表面硬度が高いために、現像、転写、クリー
ニング等の工程における耐摩耗性があり、更に耐熱性も
良いことから粘着転写等の如く熱を付与するプロセスを
適用することができる。
−3i系感光体を実用的に優れたものとするために必須
不可欠なものである。即ち、表面での電荷保持と、光照
射による表面電位の減衰という電子写真感光体としての
基本的な動作を可能とするものである。従って、帯電、
光減衰の繰返し特性が非常に安定となり、長期間(例え
ば1力月以上)放置しておいても良好な電位特性を再現
できる。これに反し、a−3t:Hを表面とした感光体
の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気等の影響を受け
易く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3
iC:Hは表面硬度が高いために、現像、転写、クリー
ニング等の工程における耐摩耗性があり、更に耐熱性も
良いことから粘着転写等の如く熱を付与するプロセスを
適用することができる。
このような優れた効果を総合的に奏するためには、a−
3iC:HIif4の膜厚を上記した400人≦t<5
000人の範囲内(特に400人≦t<2000人)に
選択することが極めて重要である。即ち、その膜厚50
00Å以上とした場合には、第13図に示す如く、残留
電位■が高くなりすぎかつ感度E1/2(後記)の低下
も生じ、a−3i系感光体としての良好な特性を失なっ
てしまう。また、膜厚400人未満とした場合には、ト
ンネル効果によって電荷が表面上に帯電されなくなるた
め、暗減衰の増大や光感度の著しい低下が生じてしまう
。従って、a−3iC:H層4の膜厚は5000人未満
(特に2000人未満)、400Å以上とすることが望
ましいが、このような厚み範囲は従来公知の技術からは
全く想定もできないものである。
3iC:HIif4の膜厚を上記した400人≦t<5
000人の範囲内(特に400人≦t<2000人)に
選択することが極めて重要である。即ち、その膜厚50
00Å以上とした場合には、第13図に示す如く、残留
電位■が高くなりすぎかつ感度E1/2(後記)の低下
も生じ、a−3i系感光体としての良好な特性を失なっ
てしまう。また、膜厚400人未満とした場合には、ト
ンネル効果によって電荷が表面上に帯電されなくなるた
め、暗減衰の増大や光感度の著しい低下が生じてしまう
。従って、a−3iC:H層4の膜厚は5000人未満
(特に2000人未満)、400Å以上とすることが望
ましいが、このような厚み範囲は従来公知の技術からは
全く想定もできないものである。
また、a−3iC:H層4については、上記した効果を
発揮する上でその炭素組成を選択することも重要て゛あ
ることが分った。組成比をa−3i+−xCx : H
と表わせば、Xを0.1〜0.7とすること(炭素原子
含有量が10atomic%〜70a tom i c
%であること)が望ましい。即ち、0.1 ≦Xとすれ
ば、光学的エネルギーギャップがほぼ2.OeV以上と
なり、可視及び赤外光に対しいわゆる光学的に透明な窓
効果により照射光はa−8i:H層(電荷発生層)3に
到達することになる(第4図、第5図参照)。逆にX<
0.1であると、一部分の光は表面層4に吸収され、感
光体の光感度が低下し易くなる。また、Xが0.7を越
えると層の殆んどが炭素となり、半導体特性が失われる
外、a−3iC:H膜をグロー放電法で形成するときの
堆積速度が低下するから、X≦0.7とするのがよい。
発揮する上でその炭素組成を選択することも重要て゛あ
ることが分った。組成比をa−3i+−xCx : H
と表わせば、Xを0.1〜0.7とすること(炭素原子
含有量が10atomic%〜70a tom i c
%であること)が望ましい。即ち、0.1 ≦Xとすれ
ば、光学的エネルギーギャップがほぼ2.OeV以上と
なり、可視及び赤外光に対しいわゆる光学的に透明な窓
効果により照射光はa−8i:H層(電荷発生層)3に
到達することになる(第4図、第5図参照)。逆にX<
0.1であると、一部分の光は表面層4に吸収され、感
光体の光感度が低下し易くなる。また、Xが0.7を越
えると層の殆んどが炭素となり、半導体特性が失われる
外、a−3iC:H膜をグロー放電法で形成するときの
堆積速度が低下するから、X≦0.7とするのがよい。
2のa−3iC:H層(TI漢 )
このa−3iC:H層2は電位保持及び電荷輸送の両機
能を担い、暗所抵抗率がl(1”O−c+n以上あって
、耐高電界性を有し、単位膜厚当りに保持される電位が
高く、しかも感光層3から注入されるホールが大きな移
動度と寿命を以って効率よく支持体1側へ輸送する。ま
た、炭素の組成(10〜30atomic%)によって
エネルギーギャップの大きさを調節で、きるため、感光
N3において光照射に応して発生したホールに対し障壁
を作ることなく、効率よく注入させることができる。従
ってこのa−3iC:HJii2は実用レベルの高い表
面電位を保持し、a−3i:H層3で発生した電荷担体
を効率良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感
光体とする働きがある。
能を担い、暗所抵抗率がl(1”O−c+n以上あって
、耐高電界性を有し、単位膜厚当りに保持される電位が
高く、しかも感光層3から注入されるホールが大きな移
動度と寿命を以って効率よく支持体1側へ輸送する。ま
た、炭素の組成(10〜30atomic%)によって
エネルギーギャップの大きさを調節で、きるため、感光
N3において光照射に応して発生したホールに対し障壁
を作ることなく、効率よく注入させることができる。従
ってこのa−3iC:HJii2は実用レベルの高い表
面電位を保持し、a−3i:H層3で発生した電荷担体
を効率良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感
光体とする働きがある。
こうした機能を果たすために、a−3iC:H層2の膜
厚は、例えばカールソン方式による乾式現像法を適用す
るためには10μm〜30μmであることが望ましい。
厚は、例えばカールソン方式による乾式現像法を適用す
るためには10μm〜30μmであることが望ましい。
この膜厚が10μm未満であると薄すぎるために現像に
必要な表面電位が得られず、また30μmを越えるとキ
ャリアの支持体1への到達率が低下してしまう。但、こ
のa−3i’C:H層の膜厚は、Se感光体と比較して
薄くしても(。
必要な表面電位が得られず、また30μmを越えるとキ
ャリアの支持体1への到達率が低下してしまう。但、こ
のa−3i’C:H層の膜厚は、Se感光体と比較して
薄くしても(。
例えば十数μm)実用レベルの表面電位が得られる。
a−3i:H層(゛ 層 は感 層)
このa−3isH層3は、可視光及び赤外光に対して高
い光導電性を有するものであって、第5図に示す如く、
波長650 nm付近での赤色光に対しρ、/ρ、が最
高〜10+、!:なる。このa−3t:Hを感光層とし
て用いれば、可視領域全域及び赤外領域の光に対して高
感度な感光体を作成できる。また、このa−3i:H層
3にはリンが所定量ドープ(ライトドープ)されている
ので、a−3iC:H層2との間のエネルギーギャップ
差が小さくなり、光照射時に発生したボールがa−5i
C: HIM2中へ効率良く注入される。
い光導電性を有するものであって、第5図に示す如く、
波長650 nm付近での赤色光に対しρ、/ρ、が最
高〜10+、!:なる。このa−3t:Hを感光層とし
て用いれば、可視領域全域及び赤外領域の光に対して高
感度な感光体を作成できる。また、このa−3i:H層
3にはリンが所定量ドープ(ライトドープ)されている
ので、a−3iC:H層2との間のエネルギーギャップ
差が小さくなり、光照射時に発生したボールがa−5i
C: HIM2中へ効率良く注入される。
上記のように可視光及び赤外光を無駄なく吸収して電荷
担体を発生させるためには、a−3i:H層3の膜厚は
2500人〜5μmとするのが望ましい。
担体を発生させるためには、a−3i:H層3の膜厚は
2500人〜5μmとするのが望ましい。
膜厚が2500人未満であると照射された光は全て吸収
されず、一部分は下地のa−5iC:H層2に到達する
ために光感度が大幅に低下する。また、a−3i:H層
3は大きな電荷輸送能を有するが、抵抗率が〜1♂Ω−
cmであってそれ自体としては電位保持号先を有してい
ないから、感光層として光吸収に必要な厚さ以上に厚く
する必要はなく、その膜厚は最大5μmとすれば充分で
ある。しかも5μmを越えると、層中においてキャリア
が横方向へ拡散し易(、却って感度低下となる。
されず、一部分は下地のa−5iC:H層2に到達する
ために光感度が大幅に低下する。また、a−3i:H層
3は大きな電荷輸送能を有するが、抵抗率が〜1♂Ω−
cmであってそれ自体としては電位保持号先を有してい
ないから、感光層として光吸収に必要な厚さ以上に厚く
する必要はなく、その膜厚は最大5μmとすれば充分で
ある。しかも5μmを越えると、層中においてキャリア
が横方向へ拡散し易(、却って感度低下となる。
3のa−3iC:HIM(Mブロッキング層)このブロ
ッキング層5は、基板1からの電子の注入を阻止するも
のであって、それに必要なエネルギーギャップ差を基板
1との間に形成すべく、周期表第111A族元素が多め
にドーピング(ヘビードーピング)されている。このブ
ロッキング層はまた、a−3iC:H層からなっている
ので、基板1との接着性や膜付きが良いという特性を有
している。
ッキング層5は、基板1からの電子の注入を阻止するも
のであって、それに必要なエネルギーギャップ差を基板
1との間に形成すべく、周期表第111A族元素が多め
にドーピング(ヘビードーピング)されている。このブ
ロッキング層はまた、a−3iC:H層からなっている
ので、基板1との接着性や膜付きが良いという特性を有
している。
このブロッキング層5は、その機能を充分に発揮させる
には400人〜1μmの厚みに設けるのがよい。400
人未満では薄すぎてブロッキング機能が低下し、1μm
を越えると厚くて層目体が低抵抗のためにキャリアが横
方向へ拡散し易くなる。
には400人〜1μmの厚みに設けるのがよい。400
人未満では薄すぎてブロッキング機能が低下し、1μm
を越えると厚くて層目体が低抵抗のためにキャリアが横
方向へ拡散し易くなる。
また、ブロンキング層5中の炭素原子台を量はlO〜3
0atomic%とするのが望ましい。
0atomic%とするのが望ましい。
゛ 次に、本発明による感光体を製造するのに使用可能
な装置(グロー放電装置)を第14図について説明する
。
な装置(グロー放電装置)を第14図について説明する
。
この装W11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
生ぜしめられる。なお、図中の20.21.22.23
.24.25.27.28.29.30.31.35.
36.38.39.40は各バルブ、31はSiH+又
はガス状シリコン化合物の供給源、32はCH,又はガ
ス状炭素化合物の供給源、33はAr又はH2等のキャ
リアガス供給源、34は1hHc供給源、37はs +
F’。
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
生ぜしめられる。なお、図中の20.21.22.23
.24.25.27.28.29.30.31.35.
36.38.39.40は各バルブ、31はSiH+又
はガス状シリコン化合物の供給源、32はCH,又はガ
ス状炭素化合物の供給源、33はAr又はH2等のキャ
リアガス供給源、34は1hHc供給源、37はs +
F’。
ガス供給源(フン素供給源)、41はP H>供給源で
ある。このグロー放電装置において、まず支持体である
例えばAβ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12内のガス圧が10 T orrと
なるようにバルブ36を調節して排気し、かつ基板1を
所定温度、例えば200℃に加熱保持する。
ある。このグロー放電装置において、まず支持体である
例えばAβ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12内のガス圧が10 T orrと
なるようにバルブ36を調節して排気し、かつ基板1を
所定温度、例えば200℃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、S
iH+又はガス状シリコン化合物、及びCH+又はガス
状炭素化合物を適当量希釈した混合ガスを必要あればB
zHgと共に真空槽12内に導入し、0.01〜10T
orrの反応圧下で高周波電源16により高周波電力を
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、水素を含むボロンドープドa−3i C: i
(、a−3iC:Hを上記の眉5.2として、更に水素
を含むa−3i C: Hを上記の層4として基板1上
に堆積させる。この際、シリコン化合物と炭素化合物の
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a−3
i+−xC’x : H(例えばXが0.3又は0.7
程度のものまで)を析出させることができ、また析出す
るa−3iC:Hの電気的特性にさほどの影響を与える
ことなく 、1000人/min以上の速度でa−3j
C;Hを堆積させることが可能である。更に、リンドー
プドa−3i:)l(上記の感光層3)を堆積させるに
は、炭素化合物を供給しないでPH,を供給しながらシ
リコン化合物をグロー放電分解すればよい。
iH+又はガス状シリコン化合物、及びCH+又はガス
状炭素化合物を適当量希釈した混合ガスを必要あればB
zHgと共に真空槽12内に導入し、0.01〜10T
orrの反応圧下で高周波電源16により高周波電力を
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、水素を含むボロンドープドa−3i C: i
(、a−3iC:Hを上記の眉5.2として、更に水素
を含むa−3i C: Hを上記の層4として基板1上
に堆積させる。この際、シリコン化合物と炭素化合物の
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a−3
i+−xC’x : H(例えばXが0.3又は0.7
程度のものまで)を析出させることができ、また析出す
るa−3iC:Hの電気的特性にさほどの影響を与える
ことなく 、1000人/min以上の速度でa−3j
C;Hを堆積させることが可能である。更に、リンドー
プドa−3i:)l(上記の感光層3)を堆積させるに
は、炭素化合物を供給しないでPH,を供給しながらシ
リコン化合物をグロー放電分解すればよい。
上記のa−5iC:H層5.2.4ともに、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10〜30atomic
%とするのが望ましい。10atom−ic%未満では
ダングリングボンドの補償が不充分であり、30ato
mic%を越えると却って欠陥が生じ易い。
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10〜30atomic
%とするのが望ましい。10atom−ic%未満では
ダングリングボンドの補償が不充分であり、30ato
mic%を越えると却って欠陥が生じ易い。
光導電H3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特性を向上させるために必
須不可欠であって、通常は10〜3゜atomic%で
あるのが上記と同様の理由がら望まし ′い。
償して光導電性及び電荷保持特性を向上させるために必
須不可欠であって、通常は10〜3゜atomic%で
あるのが上記と同様の理由がら望まし ′い。
なお、ダングリングボンドを補償するためには、a−3
iに対しては上記したHの代りに、或いはHと併用して
フッ素を導入し、(供給源はS f F+)、a−3t
:F、a−3i :H:F% a−3iC:F、a−
3iC:H:Fとすることもできる。この場合のフッ素
量は0.5〜10atomic%が望ましい。
iに対しては上記したHの代りに、或いはHと併用して
フッ素を導入し、(供給源はS f F+)、a−3t
:F、a−3i :H:F% a−3iC:F、a−
3iC:H:Fとすることもできる。この場合のフッ素
量は0.5〜10atomic%が望ましい。
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a−3iを蒸着させる方法(特に、本出願
人による特開昭56−78413号(特願昭54−15
2455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が
可能である。
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a−3iを蒸着させる方法(特に、本出願
人による特開昭56−78413号(特願昭54−15
2455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が
可能である。
使用する反応ガスはS iH4、SiF+以外にも5i
zHb、S i HFv又はその誘導体ガス、CH+以
外のCtHt、 C3Hr等の低級炭化水素ガスやCF
+が使用可能である。
zHb、S i HFv又はその誘導体ガス、CH+以
外のCtHt、 C3Hr等の低級炭化水素ガスやCF
+が使用可能である。
次に、本発明を電子写真感光体に適用した実施例を具体
的に説明する。
的に説明する。
グロー放電分解法によりA!支持体上に第11の構造の
電子写真感光体を作製した。先ず平滑な表面を持つ清浄
なAJ支持体をグロー放電装置の反応(真空)槽内に設
置した。反応槽内を10 T orr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、0.5 Torrの背圧のもとで周波数1
3.56 Mllz、電力密度0.04W/d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、
SiH4とCH+及び必要あれば&H4からなる反応ガ
スを導入し、流量比を調節した(Ar + S i H
++ CH++ BzHc)混合ガスをグロー放電分解
することにより、電荷ブロッキング機能を担う’a−3
iC:H層、電位保持及び電荷輸送機能を担うa−3i
C:Hjiiを350人/minの堆積速度で所定厚さ
に製膜した。a−3i:H感光層を形成するには、反応
槽を一旦排気した後、CH+は供給せず、Arをキャリ
アガスとしてPHs及びS i H4を放電分解し、所
定厚さのリンドープドa−3i:H感光層を形成した。
電子写真感光体を作製した。先ず平滑な表面を持つ清浄
なAJ支持体をグロー放電装置の反応(真空)槽内に設
置した。反応槽内を10 T orr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、0.5 Torrの背圧のもとで周波数1
3.56 Mllz、電力密度0.04W/d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、
SiH4とCH+及び必要あれば&H4からなる反応ガ
スを導入し、流量比を調節した(Ar + S i H
++ CH++ BzHc)混合ガスをグロー放電分解
することにより、電荷ブロッキング機能を担う’a−3
iC:H層、電位保持及び電荷輸送機能を担うa−3i
C:Hjiiを350人/minの堆積速度で所定厚さ
に製膜した。a−3i:H感光層を形成するには、反応
槽を一旦排気した後、CH+は供給せず、Arをキャリ
アガスとしてPHs及びS i H4を放電分解し、所
定厚さのリンドープドa−3i:H感光層を形成した。
しかる後、再びCH+を供給し、流量比を調節した(A
r + S i H4+ CH+)混合ガスをグロー放
電分解し、所定厚さのa−3ic:H表面改質層を更に
設け、電子写真感光体を完成させた。
r + S i H4+ CH+)混合ガスをグロー放
電分解し、所定厚さのa−3ic:H表面改質層を更に
設け、電子写真感光体を完成させた。
このようにして作製した感光体に、正極性で6KVのコ
ロナ放電を行ない、各電子写真特性を測定した。この場
合、感光体の各層の組成、膜厚を種々に変えた各サンプ
ル(試料陥1〜N1kL20)を作 ・成したところ、
第15図に示す如き結果が得られた。
ロナ放電を行ない、各電子写真特性を測定した。この場
合、感光体の各層の組成、膜厚を種々に変えた各サンプ
ル(試料陥1〜N1kL20)を作 ・成したところ、
第15図に示す如き結果が得られた。
この試験に際しては、上記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S P −428型(川
口型ta(株)製)に装着し、帯電器の放電電極に対す
る印加電圧を+6KVとし、10秒間帯電操作を行ない
、この帯電操作直後における感光体表面の帯電電位をV
o (V)とし、2秒間の暗減衰後、帯電電位を1/2
に減衰せしめるために 。
真感光体をエレクトロメーターS P −428型(川
口型ta(株)製)に装着し、帯電器の放電電極に対す
る印加電圧を+6KVとし、10秒間帯電操作を行ない
、この帯電操作直後における感光体表面の帯電電位をV
o (V)とし、2秒間の暗減衰後、帯電電位を1/2
に減衰せしめるために 。
必要な照射光量を半減露光量El/2(Iuχ’5ec
)とした。表面電位の光減衰曲線はある有限の電位でフ
ラットとなり、完全にゼロとならない場合があるが、こ
の電位を残留電位VR(V)、A称する。
)とした。表面電位の光減衰曲線はある有限の電位でフ
ラットとなり、完全にゼロとならない場合があるが、こ
の電位を残留電位VR(V)、A称する。
また、画質については、感光体をドラム状に作成し、2
0℃、60%RHで電子写真複写機U−B+χ■回使用
時の画質(20万コピ一時の画質)を次の如くに評価し
た。
0℃、60%RHで電子写真複写機U−B+χ■回使用
時の画質(20万コピ一時の画質)を次の如くに評価し
た。
画像濃度 1.0以上 ◎ (画質が非常に良好)0.
6〜1.0 0 (画質が良好) 40.6未満 Δ (画像にボケが発生) × (濃度
が著しく低く判別不能)1 第15図の表に示すデータから明らかなように、光導電
層にリンドープしない試料階1に比べて、 ′隘12〜
15から明らかなように、ブロッキング層のF−7”i
tヲ(BtHg) / (S i H+) −200〜
2000ppm lに設定し、光導電Mドープ量を[P
H5) / C3i H↑) J=5〜100ppr
Ilに設定すれば、光感度や残留電位を良好な値に保持
しながら多数枚複写時での耐久性 (を著しく向上させ
ることができる。更に、各層の 〒組成、厚み等を上述
した望ましい範囲に設定するのが重要であることも分る
。 a 6、発明の効果 本発明は、上述した如く、無機物質からなる表 イ面改
質層とドープドa−3i系先光導電とa−3Lici電
荷輸送層とドープドa−3iC系電荷ブ Lロッキング
層との積層体で感光体を構成しているので、薄い膜厚で
高い電位を保持し、可視領域及び赤外領域の光に対して
優れた感度を示し、耐熱i生、耐剛性が良く、かつ安定
した耐環境性を有するa−3t系感光体(例えば電子写
真用)を提供J−ることができるのである。
6〜1.0 0 (画質が良好) 40.6未満 Δ (画像にボケが発生) × (濃度
が著しく低く判別不能)1 第15図の表に示すデータから明らかなように、光導電
層にリンドープしない試料階1に比べて、 ′隘12〜
15から明らかなように、ブロッキング層のF−7”i
tヲ(BtHg) / (S i H+) −200〜
2000ppm lに設定し、光導電Mドープ量を[P
H5) / C3i H↑) J=5〜100ppr
Ilに設定すれば、光感度や残留電位を良好な値に保持
しながら多数枚複写時での耐久性 (を著しく向上させ
ることができる。更に、各層の 〒組成、厚み等を上述
した望ましい範囲に設定するのが重要であることも分る
。 a 6、発明の効果 本発明は、上述した如く、無機物質からなる表 イ面改
質層とドープドa−3i系先光導電とa−3Lici電
荷輸送層とドープドa−3iC系電荷ブ Lロッキング
層との積層体で感光体を構成しているので、薄い膜厚で
高い電位を保持し、可視領域及び赤外領域の光に対して
優れた感度を示し、耐熱i生、耐剛性が良く、かつ安定
した耐環境性を有するa−3t系感光体(例えば電子写
真用)を提供J−ることができるのである。
また、光導電層の不純物ドーピングによって電苛輸送層
とのレベルマツチングをとることができ乙ので、光キャ
リアの移動をスムーズにして光感鉋を高めることができ
る一方、電荷ブロッキングぼの不純物ドーピング量を多
くして不所望な注入トヤリアに対するエネル百壁を太き
(しているりで、帯電電位の保持能及び暗減衰の防止効
果を缶めることができる。
とのレベルマツチングをとることができ乙ので、光キャ
リアの移動をスムーズにして光感鉋を高めることができ
る一方、電荷ブロッキングぼの不純物ドーピング量を多
くして不所望な注入トヤリアに対するエネル百壁を太き
(しているりで、帯電電位の保持能及び暗減衰の防止効
果を缶めることができる。
しかも、電荷輸送層の炭素原子含有量を10〜30、t
omic%と特定範囲に設定することによって、感処体
に要求される緒特性(特に高感度、低残留電車、高電位
保持能、繰返し耐久性)を充二分に具情したものとなる
。
omic%と特定範囲に設定することによって、感処体
に要求される緒特性(特に高感度、低残留電車、高電位
保持能、繰返し耐久性)を充二分に具情したものとなる
。
第1図〜第1゛2図は本発明を説明するものであって、
第1図は電子写真感光体の一部分の断面図、第2図は炭
素原子含有量によるa−3iC:Hの光学的エネルギー
ギャップの変化を示すグラフ、 第3図は光学的エネルギーギヤツブにょるa−3iC:
Hの比抵抗の変化を示すグラフ、第4図は光学的エネル
ギーギャップにょるa−3iC:Hの光感度特性を示す
グラフ、第5図は照射光の波長による光感度特性を比較
して示すグラフ、 第6図は感光体の各層のエネルギーバンド図、第7図は
正帯電時の第1図の感光体の電位減衰曲線図、 第8図は更に他の感光体の一部分の断面図、第9図は第
8図の感光体の各層のエネルギーバンド図、 第10図は正帯電時の第8図の感光体の電位減衰曲線図
、 第11〜第15図は本発明を例示するものであって、第
11図は澁光体′の各層のエネルギーバンド図、第12
図は正帯電時の感光体の電位減衰曲線図、第13図は表
面改質層の厚みによる特性変化を示すグラフ、 第14図は感光体の製造装置の概略断面図、第15図は
各種感光体の特性をまとめて示す図である。 なお、図面に示されている符号において、1−−−−−
−・支持体(基板) 2−−−−−a −S i Cs H層(電荷輸送層)
3−・−−a−3i : H感光層(光導電層)4−、
−−−−a −S i Cr H層(表面改質層)5・
・−一−−−電荷ブロッキング層 11・−・−グロー放電装置 17・・−・・高周波電極 si−・−・−ガス状シリコン化合物供給源32−・・
・−・ガス状炭素化合物供給源33−・−一一一一キャ
リアガス供給源34!・・・・・−BtHb供給源 3’7’−−−−−−・3 i F4供給源41−−−
−−−− P出供給源 Eg、opt−・・−光学的エネルギーギャップρI、
/ρ、−・・−暗所抵抗率/光照射時の抵抗率E 1
/ 2−−−−−−一半減露光量■へ・・・・−・残留
電位 である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏(他1名)第1図 第6図 第7図 時IVI(朽) 第8図 第9國 第10図 一間(ヤ男 第11図 2 第12図 第13図
素原子含有量によるa−3iC:Hの光学的エネルギー
ギャップの変化を示すグラフ、 第3図は光学的エネルギーギヤツブにょるa−3iC:
Hの比抵抗の変化を示すグラフ、第4図は光学的エネル
ギーギャップにょるa−3iC:Hの光感度特性を示す
グラフ、第5図は照射光の波長による光感度特性を比較
して示すグラフ、 第6図は感光体の各層のエネルギーバンド図、第7図は
正帯電時の第1図の感光体の電位減衰曲線図、 第8図は更に他の感光体の一部分の断面図、第9図は第
8図の感光体の各層のエネルギーバンド図、 第10図は正帯電時の第8図の感光体の電位減衰曲線図
、 第11〜第15図は本発明を例示するものであって、第
11図は澁光体′の各層のエネルギーバンド図、第12
図は正帯電時の感光体の電位減衰曲線図、第13図は表
面改質層の厚みによる特性変化を示すグラフ、 第14図は感光体の製造装置の概略断面図、第15図は
各種感光体の特性をまとめて示す図である。 なお、図面に示されている符号において、1−−−−−
−・支持体(基板) 2−−−−−a −S i Cs H層(電荷輸送層)
3−・−−a−3i : H感光層(光導電層)4−、
−−−−a −S i Cr H層(表面改質層)5・
・−一−−−電荷ブロッキング層 11・−・−グロー放電装置 17・・−・・高周波電極 si−・−・−ガス状シリコン化合物供給源32−・・
・−・ガス状炭素化合物供給源33−・−一一一一キャ
リアガス供給源34!・・・・・−BtHb供給源 3’7’−−−−−−・3 i F4供給源41−−−
−−−− P出供給源 Eg、opt−・・−光学的エネルギーギャップρI、
/ρ、−・・−暗所抵抗率/光照射時の抵抗率E 1
/ 2−−−−−−一半減露光量■へ・・・・−・残留
電位 である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏(他1名)第1図 第6図 第7図 時IVI(朽) 第8図 第9國 第10図 一間(ヤ男 第11図 2 第12図 第13図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンか
らなりかつ周期表第VA族元素が比較的少量ドープされ
た光導電層と、この光導電層上に形成されかつ無機物質
からなる表面改質層と、前記光導電層下に形成されかつ
炭素原子を10〜30atom−jc%含有するアモル
ファス水素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる
電荷輸送層と、この電荷輸送層下に形成されかつ周期表
第111A族元素が比較的多量ドープされたアモルファ
ス水素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる電荷
ブロッキング層とを有することを特徴とする感光体。 2、光導電層が、ホスフィンとモノシランとの流量比を
(PH3) / (S i H+) = 5〜1oo
ppmとする条件下でのグロー放電分解によって形成さ
れたものであり、゛かつ電荷ブロッキング層が、ジボラ
ンとモノシランとの流量比を(B2Hg) / (S
i H4)=200〜2000ppmとする条件下での
グロー放電分解によってP型に形成されたものである、
特許請求の範囲の第1項に記載した感光体。 3、電荷輸送層の水素原子含有量が10〜30atom
ic%(フン素原子を含有する場合にはフッ素原子含有
量が0.5〜10atomic%)である、特許請求の
範囲の第1項又は第2項に記載した感光体。 4、光導電層の水素原子含有量が10〜30atomi
c%(フン素原子を含有する場合にはフッ素原子含有量
が0.5〜10atomic%)である、特許請求の範
囲の第1項〜第3項のいずれが1項に記載した感光体。 5、表面改質層が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、特許請求の範囲の第1項〜第
4項のいずれが1項に記載した感光体。 6、表面改質層の炭素原子含有量が10〜70atom
ic%であり、水素原子含有量が10〜30atomi
c%(フッ素原子を含有する場合にはフッ素原子含有量
が0.5 =JOatomic%)である、特許請求の
範囲の第5項に記載した感享体。 7.電荷ブロッキング層の炭素原子含有量が10〜30
atomic%であり、水素原子含有量が10〜30a
tom−ic%(フッ素原子を含有する場合にはフッ素
原子含有量が0.5〜10atomic%)である、特
許請求の範囲の第1項〜第6項のいずれか1項に記載し
た感光体。 8、表面改質層の厚みが400人〜5000 人、光導
電層の厚みが2500人〜5μm、電荷輸送層の厚みが
10μm〜30μm、電−荷ブロッキング層の厚みが4
00人〜1μmである、特許請求の範囲の第1項〜第7
項のいずれか1項に記載した感光体。 q3表面改質層の厚みが400人〜2000人である、
特許請求の範囲の第8項に記載した感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15667083A JPS6048046A (ja) | 1983-08-27 | 1983-08-27 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15667083A JPS6048046A (ja) | 1983-08-27 | 1983-08-27 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6048046A true JPS6048046A (ja) | 1985-03-15 |
Family
ID=15632734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15667083A Pending JPS6048046A (ja) | 1983-08-27 | 1983-08-27 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6048046A (ja) |
-
1983
- 1983-08-27 JP JP15667083A patent/JPS6048046A/ja active Pending
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