JPS61243461A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
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- JPS61243461A JPS61243461A JP8506085A JP8506085A JPS61243461A JP S61243461 A JPS61243461 A JP S61243461A JP 8506085 A JP8506085 A JP 8506085A JP 8506085 A JP8506085 A JP 8506085A JP S61243461 A JPS61243461 A JP S61243461A
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- JP
- Japan
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- layer
- photoreceptor
- sensitivity
- charge
- amorphous silicon
- 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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Classifications
-
- 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
- G03G5/082—Photoconductive 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
ある。
口、従来技術
従来、電子写真感光体として、Se又はSeにAs s
Te s Sb等をドープした感光体、ZnOやCd
S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 s Sb等をドープした感光体、ZnOやCd
S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(以下、a−3iと称する
。)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。a−3iは、5i−3i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、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(H)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。
。)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。a−3iは、5i−3i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、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(H)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
t:Hと称する。)は、光感度が良好である上に無公害
性、良耐剛性等の面で注目されている。しかし、a−3
t:)Iは750〜800rv (近赤外)の波長の
光に対しては可視域の光に対するより1ケタ程感度が悪
いことが知られている。従って、情報信号を電気□的に
処理してハードコピーとして出力するための情報末端処
理機において半導体レーザーを記録光源として用いる場
合には、実用的な情報記録用の半導体レーザーはGaA
I Asを構成材料としたものであってその発振波長
は760〜B2Onmであるから、この種の情報記録に
とってa−3i:Hは感度不十分となり、不適当りあ、
る。
t:Hと称する。)は、光感度が良好である上に無公害
性、良耐剛性等の面で注目されている。しかし、a−3
t:)Iは750〜800rv (近赤外)の波長の
光に対しては可視域の光に対するより1ケタ程感度が悪
いことが知られている。従って、情報信号を電気□的に
処理してハードコピーとして出力するための情報末端処
理機において半導体レーザーを記録光源として用いる場
合には、実用的な情報記録用の半導体レーザーはGaA
I Asを構成材料としたものであってその発振波長
は760〜B2Onmであるから、この種の情報記録に
とってa−3i:Hは感度不十分となり、不適当りあ、
る。
Se系の感光体の場合には、有機光導電材料1からなる
感光体に比べて感度が大きいものの、処理速度の高速化
に対応するためには長波長領域での感度がやはり不十分
である。
感光体に比べて感度が大きいものの、処理速度の高速化
に対応するためには長波長領域での感度がやはり不十分
である。
そこで、a−3t:Hの優れた光導電性又は光感度を生
かしつつ長波長領域の感度を向上させるために、アモル
ファス水素化シリコンゲルマニウム(以下、a−3iG
e:Hと称する。)を光導電層に用いることが考えられ
る。つまり、a−SiGe:Hは600〜850n−の
波長域で光感度が良好である。しかしながら、逆に言え
ば、a−3iGe:H単独では、可視領域での感度がa
−3i:Hに昆べて悪い。しかも、a−3iGe:H層
のみでは、暗抵抗は10”〜109Ω−1にすぎず、電
荷保持能に乏しい。しかも、a−3iGe:Hは支持体
(基板)に対する膜付き又は接着性が悪く、また機械的
、熱的性質がa−3i:Hよりも劣るために、電子写真
感光体として実用化する上で難がある。
かしつつ長波長領域の感度を向上させるために、アモル
ファス水素化シリコンゲルマニウム(以下、a−3iG
e:Hと称する。)を光導電層に用いることが考えられ
る。つまり、a−SiGe:Hは600〜850n−の
波長域で光感度が良好である。しかしながら、逆に言え
ば、a−3iGe:H単独では、可視領域での感度がa
−3i:Hに昆べて悪い。しかも、a−3iGe:H層
のみでは、暗抵抗は10”〜109Ω−1にすぎず、電
荷保持能に乏しい。しかも、a−3iGe:Hは支持体
(基板)に対する膜付き又は接着性が悪く、また機械的
、熱的性質がa−3i:Hよりも劣るために、電子写真
感光体として実用化する上で難がある。
近時、半導体レーザー等による記録機能の他に可視光を
光源とする記録機能(例えば通常の電子写真複写機とし
ての機能)も併せ持つ多機能機器が注目されているが、
上記のa−3i:H及びa−3iGe:H共にそうした
要求を満足し得ない。
光源とする記録機能(例えば通常の電子写真複写機とし
ての機能)も併せ持つ多機能機器が注目されているが、
上記のa−3i:H及びa−3iGe:H共にそうした
要求を満足し得ない。
これを解決するために、支持体上に、電荷保持を行なえ
る充分な厚さのa−3t:H層を形成し、更にこの上に
a−3iGezH層を形成して、2層構造からなる電荷
発生層(光照射に応じてキャリアを発生する層)とした
感光体が提案されている。
る充分な厚さのa−3t:H層を形成し、更にこの上に
a−3iGezH層を形成して、2層構造からなる電荷
発生層(光照射に応じてキャリアを発生する層)とした
感光体が提案されている。
この構造によればa−3i:H及びa−3i、Ge:H
の各層によって可視光及び近赤外光の両領域の感度が良
好となる。しかし、この感光体はいくつかの問題点(特
に次の3点)を有している。
の各層によって可視光及び近赤外光の両領域の感度が良
好となる。しかし、この感光体はいくつかの問題点(特
に次の3点)を有している。
(1)、a−3iGe:H層が表面側に存在している構
造であるため、a−3tと比べて化学構造的に弱くなり
、耐剛性が不良となる。
造であるため、a−3tと比べて化学構造的に弱くなり
、耐剛性が不良となる。
(2)、a−3iGe:H層が厚い場合、可視光領域で
の感度が不充分となる。これは、a 5iGe:H層
の存在が、可視光領域におけるa−3t:H層での光キ
ャリアの発生を阻害するからであると思われる。
の感度が不充分となる。これは、a 5iGe:H層
の存在が、可視光領域におけるa−3t:H層での光キ
ャリアの発生を阻害するからであると思われる。
(3)、帯電時に、支持体基板側からa−3i:H層へ
の不要な電荷の注入が生じ易く、これによって表面電位
を良好に保持することができず、しかもa−3t:Hと
支持体との接着性も不充分である。
の不要な電荷の注入が生じ易く、これによって表面電位
を良好に保持することができず、しかもa−3t:Hと
支持体との接着性も不充分である。
ハ0発明の目的
本発明の目的は、可視及び近赤外の両領域での感度に優
れ、かつ帯電電位、暗減衰等の電荷保持特性や耐剛性、
機械的強度が良く、耐光疲労に優。
れ、かつ帯電電位、暗減衰等の電荷保持特性や耐剛性、
機械的強度が良く、耐光疲労に優。
れて繰返し使用時の電気的特性が安定であり、しかも電
気的・光学的特性が常時安定して使用環境(温度、湿度
等)の影響を受けにくい感光体を提供することにある。
気的・光学的特性が常時安定して使用環境(温度、湿度
等)の影響を受けにくい感光体を提供することにある。
二0発明の構成及びその作用効果
即ち、本発明による感光体は、
(a)、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコ
ンゲルマニウムから、なる第1層と、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化シリコンからなる第2層との積層
体によって構成された光導電層と、 中)、この光導電層上に形成され、アモルファス水素化
及び/又はフッ素化窒化シリコンからなる表面改質層と
、 (c)、前記光導電層下に形成され、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化炭化又は窒化シリコンからなり、
かつ周期表第IIIa族又は第Va族元素がドープされ
た電荷ブロッキング層と を有する感光体である。
ンゲルマニウムから、なる第1層と、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化シリコンからなる第2層との積層
体によって構成された光導電層と、 中)、この光導電層上に形成され、アモルファス水素化
及び/又はフッ素化窒化シリコンからなる表面改質層と
、 (c)、前記光導電層下に形成され、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化炭化又は窒化シリコンからなり、
かつ周期表第IIIa族又は第Va族元素がドープされ
た電荷ブロッキング層と を有する感光体である。
本発明によれば、光導電層がアモルファス水素化及び/
又はフッ素化シリコンゲルマニウムからなる第1層と、
アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンからな
る第2層との積層体で構成されているので、前者による
近赤外領域での感度向上と後者による可視域での感度向
上との双方を実現した感光体を提供できる。しかも、後
者を前者の上又は下に形成することができるが、上に形
成した場合には表面側にはa−5iが存在していて可視
域での感度が著しく向上すると同時に、下に形成した場
合でも耐剛性は最上層の表面改質層の存在により良好と
なる。かつa−3iGe自体の膜厚を薄くして高感度が
保持される。例えば、a−3iC;e:Hの有する比較
的長波長域(例えば600〜850nm)での高感度特
性を生かしながら、安定した電荷保持性及び耐剛性等の
機械的強度を特に表面改質層でかせぎ、かつ高い電荷保
持性や膜付き等を特に電荷ブロッキング層で実現してお
り、これまで知られているものに比べてすべての特性を
充分に満足した有用な感光体を提供することができる。
又はフッ素化シリコンゲルマニウムからなる第1層と、
アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンからな
る第2層との積層体で構成されているので、前者による
近赤外領域での感度向上と後者による可視域での感度向
上との双方を実現した感光体を提供できる。しかも、後
者を前者の上又は下に形成することができるが、上に形
成した場合には表面側にはa−5iが存在していて可視
域での感度が著しく向上すると同時に、下に形成した場
合でも耐剛性は最上層の表面改質層の存在により良好と
なる。かつa−3iGe自体の膜厚を薄くして高感度が
保持される。例えば、a−3iC;e:Hの有する比較
的長波長域(例えば600〜850nm)での高感度特
性を生かしながら、安定した電荷保持性及び耐剛性等の
機械的強度を特に表面改質層でかせぎ、かつ高い電荷保
持性や膜付き等を特に電荷ブロッキング層で実現してお
り、これまで知られているものに比べてすべての特性を
充分に満足した有用な感光体を提供することができる。
また、本発明の感光体は、特にアモルファス水素化及び
/又はフッ素化炭化又は窒化シリコン層がブロッキング
層として基体側に存在することから基体からのキャリア
の注入を効果的に防止でき、かつ他の層の暗抵抗を不純
物ドーピングによって高くすれば帯電電位の保持、暗減
衰の減少を図れる。更に、最表面のアモルファス窒化シ
リコン表面改質層の存在によって耐久性、安定性等が向
上する。
/又はフッ素化炭化又は窒化シリコン層がブロッキング
層として基体側に存在することから基体からのキャリア
の注入を効果的に防止でき、かつ他の層の暗抵抗を不純
物ドーピングによって高くすれば帯電電位の保持、暗減
衰の減少を図れる。更に、最表面のアモルファス窒化シ
リコン表面改質層の存在によって耐久性、安定性等が向
上する。
なお、本発明に使用する上記のアモルファス窒化シリコ
ンは、酸化物や炭化物に比べ、低熱膨張係数、高熱伝導
率のために熱衝撃に強く、機械的強度や硬度は高温でも
低下が少ない、また、溶融Na0HJ?3HF以外の薬
品に対してはきわめて高い耐食性を示す。
ンは、酸化物や炭化物に比べ、低熱膨張係数、高熱伝導
率のために熱衝撃に強く、機械的強度や硬度は高温でも
低下が少ない、また、溶融Na0HJ?3HF以外の薬
品に対してはきわめて高い耐食性を示す。
ホ、実施例
以下、本発明による感光体を詳細に説明する。
本発明による感光体は、例えば第1図に示す如く、導電
性支持基板1上に、a−3iC:H又番よa−5iN:
Hからなる電荷ブロッキング層2、a−3t:H層3及
びa−3iGe:H層5からなる積層構造の光導電層6
、a−3iN:H層からなる表面改質層4が順次積層せ
しめられたものからなっている。
性支持基板1上に、a−3iC:H又番よa−5iN:
Hからなる電荷ブロッキング層2、a−3t:H層3及
びa−3iGe:H層5からなる積層構造の光導電層6
、a−3iN:H層からなる表面改質層4が順次積層せ
しめられたものからなっている。
電荷ブロッキング層2は基板1からのキャリアの注入を
防止して表面電位を充分に保持するのに大いに寄与し、
そのためにVa族元素の含有によってN型導電特性を、
或いはIIIa族元素の含有によってP型導電特性を示
すことが重要である。また、その厚みは400人〜2μ
mであるのが望ましい。
防止して表面電位を充分に保持するのに大いに寄与し、
そのためにVa族元素の含有によってN型導電特性を、
或いはIIIa族元素の含有によってP型導電特性を示
すことが重要である。また、その厚みは400人〜2μ
mであるのが望ましい。
一方、光導電層6を形成するa−3iGe:H層5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、特に600〜850nn+の長波長域で高感度
を示し、その厚みは1μm以上であればよい。この層6
は全体の厚みが10〜50μmであるのが望ましい。一
方、a−3i:H層3は可視光域で高感度を示すキャリ
ア発生層として機能し、1μm以上の厚みに設けられて
いる。
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、特に600〜850nn+の長波長域で高感度
を示し、その厚みは1μm以上であればよい。この層6
は全体の厚みが10〜50μmであるのが望ましい。一
方、a−3i:H層3は可視光域で高感度を示すキャリ
ア発生層として機能し、1μm以上の厚みに設けられて
いる。
更に、a−3iN: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)、炭素含有による結合エネルギーの向上で表面硬度
が高くなることによる機械的強度及び耐剛性の向上、感
光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特に粘着転写性
)の向上等の機能を有し、いわば表面改質層として働く
ものである。そして、このa−3iN:)(層4の厚み
を400〜5000人に選択することが重要である。
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)、炭素含有による結合エネルギーの向上で表面硬度
が高くなることによる機械的強度及び耐剛性の向上、感
光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特に粘着転写性
)の向上等の機能を有し、いわば表面改質層として働く
ものである。そして、このa−3iN:)(層4の厚み
を400〜5000人に選択することが重要である。
次に、本発明による感光体の各層を更に詳しく説明する
。
。
a −S i N : H層
このa −S i N : H層4は感光体の表面を改
質してa−St系悪感光体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−3i:l(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
の影響を受は易く、電位特性の経時変化が著しくなる。
質してa−St系悪感光体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−3i:l(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
の影響を受は易く、電位特性の経時変化が著しくなる。
また、a−3iN: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に優れ、
数十ガロの耐剛性があり、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。
転写、クリーニング等の工程における耐摩耗性に優れ、
数十ガロの耐剛性があり、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−
3iN:8層4の膜厚を上記した4oo〜5000人の
範囲内に選択することが重要である。即ち、その膜厚を
5000人を越えた場合には、残留電位が高くなりすぎ
かつ感度の低下も生じ゛、a−3i系感光体としての良
好な特性を失なうことがある。
3iN:8層4の膜厚を上記した4oo〜5000人の
範囲内に選択することが重要である。即ち、その膜厚を
5000人を越えた場合には、残留電位が高くなりすぎ
かつ感度の低下も生じ゛、a−3i系感光体としての良
好な特性を失なうことがある。
また、膜厚を400人未満とした場合には、暗減衰の増
大や光感度の低下が生じてしまう。
大や光感度の低下が生じてしまう。
また、このa−3iN:8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で
あることが分った。組成比をa−3L xNx:Hと
表わせば、Xを0.1〜0.7とすること(Si +N
=100 atomic%としたときに窒素原子含有量
が10atomic%〜70atomic%であること
)が望ましい。
果を発揮する上でその炭素組成を選択することも重要で
あることが分った。組成比をa−3L xNx:Hと
表わせば、Xを0.1〜0.7とすること(Si +N
=100 atomic%としたときに窒素原子含有量
が10atomic%〜70atomic%であること
)が望ましい。
なお、このa−3iNsH層は、他の層と同様に水素を
含有することが必須であり、その水素含有量は通常1〜
40atomic%、更に10〜30atoo+ic%
とするのがよい。
含有することが必須であり、その水素含有量は通常1〜
40atomic%、更に10〜30atoo+ic%
とするのがよい。
l且ズ旦ヱ土l11
この層2はブロッキング及び下びき層として用いられ、
その膜厚は400人〜2μmとすることが望ましい、即
ち、400人未満では電荷のプロンキング効果が少なく
、また膜付き及び基板との接着性を良(するにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越えると
、プロンキング効果は良いが、逆に感光体全体としての
光□感度が悪くなり、また製膜時間が長くなり、コスト
的にみて不利である。
その膜厚は400人〜2μmとすることが望ましい、即
ち、400人未満では電荷のプロンキング効果が少なく
、また膜付き及び基板との接着性を良(するにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越えると
、プロンキング効果は良いが、逆に感光体全体としての
光□感度が悪くなり、また製膜時間が長くなり、コスト
的にみて不利である。
このプロフキング層の炭素又は窒素含有量は5〜30a
tomic%、好ましくは10〜20atog*ic%
とするのがよい。即ち、層2をa−3i、−xCx:H
又はa−3it−37N)’ : )Iと表わした□ト
き、0.05≦X≦0.3.0.05≦y≦0.3(炭
素又は窒素原子含有量がSi+C(又はN) =100
atoaiic%としたときに5〜30atomic
%、より好ましくは10〜20aton+ic%)とす
るのが望ましい、 0.05≦x、0.05≦yとすれ
ば層2の電気的、光学□的特性をa−SiGe:H層5
とは全く異なったものにできる。
tomic%、好ましくは10〜20atog*ic%
とするのがよい。即ち、層2をa−3i、−xCx:H
又はa−3it−37N)’ : )Iと表わした□ト
き、0.05≦X≦0.3.0.05≦y≦0.3(炭
素又は窒素原子含有量がSi+C(又はN) =100
atoaiic%としたときに5〜30atomic
%、より好ましくは10〜20aton+ic%)とす
るのが望ましい、 0.05≦x、0.05≦yとすれ
ば層2の電気的、光学□的特性をa−SiGe:H層5
とは全く異なったものにできる。
x >0.3 、y>0.3のときは層の半導体特性が
低下するので、X≦0.3.7≦0.3とするのがよい
。
低下するので、X≦0.3.7≦0.3とするのがよい
。
叉皇里1
a−3iGe:H層5は、近赤外波長の光に対しして第
2図の如く高い光導電性を示すことが分っテオリ、a−
3i:Hに比ヘルと、特ニア50〜8o。
2図の如く高い光導電性を示すことが分っテオリ、a−
3i:Hに比ヘルと、特ニア50〜8o。
nl11の光に対して充分な光感度(半減露光量(er
g/cj)の逆数)を有している。他方、a−3i:H
Jii3は可視光に対して第2図の如(充分な感度を示
すものである。従って、これら両層(a 5iGe:
H,a−3i:H)を積層すると、第2図の如く、近赤
外及び可視の両層に亘って広く高感度を示す感光体が得
られ、所期の目的を達成することができる。これら両層
の積層順序は、上記のようにa−3iGe:Hが上、a
−3t:Hが下であってよいし、・或いはその逆であっ
てもよい。a−3iGe:Hが上にあっても、その膜厚
を薄くすれば可視域の光はa−3t:Hへ効果的に到達
する。
g/cj)の逆数)を有している。他方、a−3i:H
Jii3は可視光に対して第2図の如(充分な感度を示
すものである。従って、これら両層(a 5iGe:
H,a−3i:H)を積層すると、第2図の如く、近赤
外及び可視の両層に亘って広く高感度を示す感光体が得
られ、所期の目的を達成することができる。これら両層
の積層順序は、上記のようにa−3iGe:Hが上、a
−3t:Hが下であってよいし、・或いはその逆であっ
てもよい。a−3iGe:Hが上にあっても、その膜厚
を薄くすれば可視域の光はa−3t:Hへ効果的に到達
する。
光導電層6の厚みは、特に10〜50μmとするのがよ
い、膜厚が10゛μm未満であると、現像に必要な表面
電位、表面電荷が得られ難く、またa−3iGe:H及
びa−3t:H層自体は電位保持性の点で感光層6とし
ては上限は50μmあれば充分である。a−3iGe:
H5及びa−3t:H3は夫々、1μm以上の厚みにし
ないと光を充分に吸収できない。
い、膜厚が10゛μm未満であると、現像に必要な表面
電位、表面電荷が得られ難く、またa−3iGe:H及
びa−3t:H層自体は電位保持性の点で感光層6とし
ては上限は50μmあれば充分である。a−3iGe:
H5及びa−3t:H3は夫々、1μm以上の厚みにし
ないと光を充分に吸収できない。
また、この光導電層(上記した層4も同様)にはその電
荷保持性を高めるために、その製膜時に例えば周期表第
IIIa族元素(8% Al、Ga % In等)をド
ープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3iG
e:H層5の膜特性は、後述する製造方法における基板
温度、高周波放電パワー等の製膜条件によって大きく異
なる。組成的にみれば、Ge含有量は0.1〜50at
omic%(S i +Ge =100a toIII
i c%)に設定するのがよい。即ち、0.1 ato
mic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50a
tomic%を越えると感度低下が生じ、膜の機械的特
性、熱的特性が劣化する。また、a−3iGe:H及び
a−3f:HのSiとHの結合については、Siと結合
するHの量はSiに対して1〜40atomic%であ
るのがよい。これらの条件が満たされたとき、ρ。/ρ
、の大きい感光体となるので望ましい。
荷保持性を高めるために、その製膜時に例えば周期表第
IIIa族元素(8% Al、Ga % In等)をド
ープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3iG
e:H層5の膜特性は、後述する製造方法における基板
温度、高周波放電パワー等の製膜条件によって大きく異
なる。組成的にみれば、Ge含有量は0.1〜50at
omic%(S i +Ge =100a toIII
i c%)に設定するのがよい。即ち、0.1 ato
mic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50a
tomic%を越えると感度低下が生じ、膜の機械的特
性、熱的特性が劣化する。また、a−3iGe:H及び
a−3f:HのSiとHの結合については、Siと結合
するHの量はSiに対して1〜40atomic%であ
るのがよい。これらの条件が満たされたとき、ρ。/ρ
、の大きい感光体となるので望ましい。
なお、上記において、ダングリングボンドを補償するた
めには、a−3t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、a−8iGe: F、
a −5iGe: H: F% a−3i:F、a−3
i :H:F% a−3iC:F、a−5iC:H:F
等とすることもできる。この場合のフッ素量は0.01
〜20atomic%がよ<、0.5〜lOatomi
c%が更によい。
めには、a−3t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、a−8iGe: F、
a −5iGe: H: F% a−3i:F、a−3
i :H:F% a−3iC:F、a−5iC:H:F
等とすることもできる。この場合のフッ素量は0.01
〜20atomic%がよ<、0.5〜lOatomi
c%が更によい。
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、例えばグロー放電分解装置を第3図について説明す
る。
置、例えばグロー放電分解装置を第3図について説明す
る。
この装置61の真空槽62内では、ドラム状の基板1が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター65で基板1を
内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基板
1に対向してその周囲に、ガス導出口63付きの円筒状
高周波電極67が配され、基板1との間に高周波電源6
6によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の7
2はS i Ha又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はNz、NH3等の窒素化合物ガスの供給源、74
はCHa等の炭化水素ガスの供給源、75はAr等のキ
ャリアガス供給源、76は不純物ガス(例えばB z
Hh又はPH3)供給源、77は各流量計である。この
グロー放電装置において、まず支持体である例えばA1
基板1の表面を清浄化した後に真空槽62内に配置し、
真空槽62内のガス圧が10− ’Torrとなるよう
に調節して排気し、かつ基板1を所定温度、特に100
〜350℃(望ましくは150〜300℃)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 i Ha又はガス状シリコン化合物、GeH,
又はガス状ゲルマニウム化合物、BzHb(又はPH3
) 、CH4、又はN2を適宜真空槽62内に導入し、
例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電源
66により高周波電圧(例えば13.56 MHz)を
印加する。これによって、上記各反応ガスを電極67と
基板1との間でグロー放電分解し、ボロン又はリンドー
プドa−3iC:H,ボロンドープドa−3t:H,ボ
ロンドープドa−3iGe:H,a−SiN:Hを上記
の層2.3.5.4として基板上に連続的に(即ち、第
1図の例に対応して)堆積させる。
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター65で基板1を
内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基板
1に対向してその周囲に、ガス導出口63付きの円筒状
高周波電極67が配され、基板1との間に高周波電源6
6によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の7
2はS i Ha又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はNz、NH3等の窒素化合物ガスの供給源、74
はCHa等の炭化水素ガスの供給源、75はAr等のキ
ャリアガス供給源、76は不純物ガス(例えばB z
Hh又はPH3)供給源、77は各流量計である。この
グロー放電装置において、まず支持体である例えばA1
基板1の表面を清浄化した後に真空槽62内に配置し、
真空槽62内のガス圧が10− ’Torrとなるよう
に調節して排気し、かつ基板1を所定温度、特に100
〜350℃(望ましくは150〜300℃)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 i Ha又はガス状シリコン化合物、GeH,
又はガス状ゲルマニウム化合物、BzHb(又はPH3
) 、CH4、又はN2を適宜真空槽62内に導入し、
例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電源
66により高周波電圧(例えば13.56 MHz)を
印加する。これによって、上記各反応ガスを電極67と
基板1との間でグロー放電分解し、ボロン又はリンドー
プドa−3iC:H,ボロンドープドa−3t:H,ボ
ロンドープドa−3iGe:H,a−SiN:Hを上記
の層2.3.5.4として基板上に連続的に(即ち、第
1図の例に対応して)堆積させる。
このようにグロー放電分解で各層を形成するに際し、ジ
ポラン又はホスフィンガスとシリコン化合物(例えばモ
ノシラン)の流量比を適切に選ぶことが必要である。負
帯電用の感光体とする場合、a−3iC:H電荷ブロッ
キング層2の形成に際し、PH3(ホスフィン)とSi
H4(モノシラン)との流量比を変えた場合、PH,に
よるリンドープの結果、N型の導電性が安定化する領域
に於いて、上記した基板からのキャリアの注入を充分に
防止できるブロッキング層とするにはPH。
ポラン又はホスフィンガスとシリコン化合物(例えばモ
ノシラン)の流量比を適切に選ぶことが必要である。負
帯電用の感光体とする場合、a−3iC:H電荷ブロッ
キング層2の形成に際し、PH3(ホスフィン)とSi
H4(モノシラン)との流量比を変えた場合、PH,に
よるリンドープの結果、N型の導電性が安定化する領域
に於いて、上記した基板からのキャリアの注入を充分に
防止できるブロッキング層とするにはPH。
/ S i Haの流量比は1〜1000容量ppmに
するのがよい。この比は、a−3iN:H電荷ブロッキ
ング層の場合には1〜10容量ppmとするのがよい。
するのがよい。この比は、a−3iN:H電荷ブロッキ
ング層の場合には1〜10容量ppmとするのがよい。
また、ボロンドープによる正帯電用のP型化の場合、B
z Hb / S i Ha =20〜5000容量
ppm (a−3iC:Hのとき)、103〜106
容量ppm (a−3iN:Hのとき)としてグロー
放電分解するのがよい。
z Hb / S i Ha =20〜5000容量
ppm (a−3iC:Hのとき)、103〜106
容量ppm (a−3iN:Hのとき)としてグロー
放電分解するのがよい。
一方、上記の層6の形成時に行なうボロンドーピング量
については、所望の暗抵抗値を得るために適切に選択す
る必要があり、ジボランの流量で表わしたときにBzH
b/S i Ha =0.1〜10容量ppmとしてよ
い。H5と3とでドーピング量が異なっていてよい。ま
た、表面改質層4にも、同様にボロンドープをBtHh
/ S t Ha ”0.1〜10容量pp−で行な
うこともできる。
については、所望の暗抵抗値を得るために適切に選択す
る必要があり、ジボランの流量で表わしたときにBzH
b/S i Ha =0.1〜10容量ppmとしてよ
い。H5と3とでドーピング量が異なっていてよい。ま
た、表面改質層4にも、同様にボロンドープをBtHh
/ S t Ha ”0.1〜10容量pp−で行な
うこともできる。
但し、上記した不純物ドーピング量の最適範囲は、層の
N、C,H含有量に依存するので、上記した範囲に必ず
しも限定されるものではない。
N、C,H含有量に依存するので、上記した範囲に必ず
しも限定されるものではない。
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、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング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 i Ha以外にもS 1zHh
、S 1HFs 、S iFm又はその誘導体ガス、C
Ha以外のC*Hb 、C5Hs等の低級炭化水素ガス
が使用可能である。更にドーピングされる不純物は上記
ボロン、アルミニウム以外にもガリウム、インジウム等
の他の周期表第IIIa族元素、リン以外のヒ素、アン
チモン等の他の周期表第Va族元素が使用可能である。
あるが、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング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 i Ha以外にもS 1zHh
、S 1HFs 、S iFm又はその誘導体ガス、C
Ha以外のC*Hb 、C5Hs等の低級炭化水素ガス
が使用可能である。更にドーピングされる不純物は上記
ボロン、アルミニウム以外にもガリウム、インジウム等
の他の周期表第IIIa族元素、リン以外のヒ素、アン
チモン等の他の周期表第Va族元素が使用可能である。
次に、本発明を電子写真感光体に適用した例を具体的に
説明する。
説明する。
グロー放電分解法によりAn支持体上に第1図の構造の
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AI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−’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、Q、5 Torrの背圧のもとて周波数
13.56 MHz、電力密度0.04W/艷の高周波
電力を印加し、15分間の予備放電を行った0次いで、
S i H,とCH,からなる反応ガスを導入し流量比
3 : 1 : 0.5〜0.05の(Ar+ S i
Ha + CHa )混合ガス及びPHs又はB t
H&ガスをグロー放電分解することにより、キャリア
注入を防止するa−3iC:H層を1000人/−1%
の堆積速度で製膜した0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S i H,
及び/又はGeH4及びB ! H&を放電分解し、ボ
ロンドープドa−3t:H及びa −3iGe:H光導
電層を形成した(a−3L:H層ではAr :5iHs
−5=1、a−3tGe:H層ではAr : SiH4
:GeHa =25: 4 :IL L/かる後、N8
を供給し、今度は流量比5:1:4〜0.5の(Ar
+ S i Ha + Nz )の混合ガス及びB、H
,をグロー放電分解し、a−3iN: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a−3iN
:H表面改質層の光学的エネルギーギャップは2.5〜
2.OeVであった。また、窒素組成が40〜60at
o■ic%であることが分析によりわかった。
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AI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−’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、Q、5 Torrの背圧のもとて周波数
13.56 MHz、電力密度0.04W/艷の高周波
電力を印加し、15分間の予備放電を行った0次いで、
S i H,とCH,からなる反応ガスを導入し流量比
3 : 1 : 0.5〜0.05の(Ar+ S i
Ha + CHa )混合ガス及びPHs又はB t
H&ガスをグロー放電分解することにより、キャリア
注入を防止するa−3iC:H層を1000人/−1%
の堆積速度で製膜した0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S i H,
及び/又はGeH4及びB ! H&を放電分解し、ボ
ロンドープドa−3t:H及びa −3iGe:H光導
電層を形成した(a−3L:H層ではAr :5iHs
−5=1、a−3tGe:H層ではAr : SiH4
:GeHa =25: 4 :IL L/かる後、N8
を供給し、今度は流量比5:1:4〜0.5の(Ar
+ S i Ha + Nz )の混合ガス及びB、H
,をグロー放電分解し、a−3iN: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a−3iN
:H表面改質層の光学的エネルギーギャップは2.5〜
2.OeVであった。また、窒素組成が40〜60at
o■ic%であることが分析によりわかった。
こうした感光体について、各層の組成を第4図の如くに
変化させ、夫々次の測定を行なった。
変化させ、夫々次の測定を行なった。
帯電電位Vo(V):感光体流れ込み電流200μA露
光なしの条件で360 SX型 電位計(トレック社製)で 測定した現像直前の感光体 表面電位。
光なしの条件で360 SX型 電位計(トレック社製)で 測定した現像直前の感光体 表面電位。
半減露光量 :強度1μW/csl、波長750n
■E ’A (erg/cd) の光照射により表
面電圧を500vから250vに半減す るのに必要な露光量。
■E ’A (erg/cd) の光照射により表
面電圧を500vから250vに半減す るのに必要な露光量。
残留電位Vl(V):露光後、400n−にピークを持
つ光除電光301 ux・sec 照射後の表面電位。
つ光除電光301 ux・sec 照射後の表面電位。
画 質 :感光体に10μW/csi、波長7
50n−の露光を行ない、静 電増像を形成した後、帯電 極性に対応して、負あるい は正極性トナーで2成分磁 気ブラシ現像し、転写紙に 転写、定着したところ、画 像濃度が高くカブリのない 鮮明な画像を得ることかで きた。繰り返しコピー操作 を20万回行なった後のコピ 、−の画質
を判定した。
50n−の露光を行ない、静 電増像を形成した後、帯電 極性に対応して、負あるい は正極性トナーで2成分磁 気ブラシ現像し、転写紙に 転写、定着したところ、画 像濃度が高くカブリのない 鮮明な画像を得ることかで きた。繰り返しコピー操作 を20万回行なった後のコピ 、−の画質
を判定した。
O画像濃度が十分高(、解像
度、階調性がよく、鮮明で
画像上に白スジや白ポチが
ない、即ち、画像極めて血
好。
0 画像良好。
Δ 画像実用上採用可能。
× 画像実用上採用不可能。
本発明に基く感光体は、第4図のように、露光時の半減
露光量は少なく、残留電位は少なく、帯電・露光の繰返
し特性も非常に良好であった。
露光量は少なく、残留電位は少なく、帯電・露光の繰返
し特性も非常に良好であった。
図面は本発明を例示するものであって、第1図は電子写
真感光体の一部分の断面図、第2図は光の波長による各
感光体の光感度を示すグラフ、 第3図は上記感光体を製造するグロー放電装置の概略断
面図、 第4図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 である。 なお、図面に示されている符号において、1 −−−−
−−−−一支持体(基板)2−・−−−−−・電荷ブロ
ッキング層3−−−−−−−−−a −S i : H
層4−−−−−−−−−一表面改質層 5 ・−−−−−−−−a −S i Ge : H層
6 ・−−−−−−−−・光導電層 である。
真感光体の一部分の断面図、第2図は光の波長による各
感光体の光感度を示すグラフ、 第3図は上記感光体を製造するグロー放電装置の概略断
面図、 第4図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 である。 なお、図面に示されている符号において、1 −−−−
−−−−一支持体(基板)2−・−−−−−・電荷ブロ
ッキング層3−−−−−−−−−a −S i : H
層4−−−−−−−−−一表面改質層 5 ・−−−−−−−−a −S i Ge : H層
6 ・−−−−−−−−・光導電層 である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a)、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シ
リコンゲルマニウムからなる第1層と、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化シリコンからなる第2層との積
層体によって構成された光導電層と、 (b)、この光導電層上に形成され、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化窒化シリコンからなる表面改質層
と、 (c)、前記光導電層下に形成され、アモルファス水素
化及び/又はフッ素化炭化又は窒化シリコンからなり、
かつ周期表第IIIa族又は第Va族元素がドープされた
電荷ブロッキング層と を有する感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8506085A JPS61243461A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8506085A JPS61243461A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61243461A true JPS61243461A (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=13848090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8506085A Pending JPS61243461A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61243461A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514507A (en) * | 1993-05-27 | 1996-05-07 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor with amorphous Si-Ge layer |
-
1985
- 1985-04-20 JP JP8506085A patent/JPS61243461A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514507A (en) * | 1993-05-27 | 1996-05-07 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor with amorphous Si-Ge layer |
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