JPS61250653A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
- Publication number
- JPS61250653A JPS61250653A JP9268785A JP9268785A JPS61250653A JP S61250653 A JPS61250653 A JP S61250653A JP 9268785 A JP9268785 A JP 9268785A JP 9268785 A JP9268785 A JP 9268785A JP S61250653 A JPS61250653 A JP S61250653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electric charge
- photoreceptor
- oxygen
- 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
Links
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
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。 口、従来技術 従来、電子写真感光体として、Se又はSeにA s
s T e SS b等をドープした感光体、ZnO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−3i)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−3tは、5i−5t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(め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St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”〜10
9Ω−■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−si。 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。 しかしながら、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、これまで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1.a−3iC:
Hと称する。)について、その製法や存在がPh11.
Mag、 Vol、 35″ (1978)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:)(と比較して高い暗所抵抗率(1
0”〜10I3Ω−e1m)を有すること、炭素量にH
より光学的エネルギーギャップが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−3t: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−3izH
層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下にa
−3iCニ−H層を電荷輸送層として設けた機能分離型
の2層構造を作成し、上層のa’−3t:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3t:H層とへテロ接
合を形成する下層のa−3tC:Hにより帯電電位の向
上を図っている。しかしながら、a−3i: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:
H層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。 一方、特開昭57−17952号公報には、a−3i:
l(からなる電荷発生層上に第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−8iC:l(層を電荷輸送層として形成してい
る。この公知の感光体に関しては、表面改質層によって
減衰の防止、表面の化学的安定性等の効果は期待できる
ものの、次の如き問題点があることが判明した。 即ち、この公知の感光体においては、 a−SiC:H電荷輸送層について、その電荷輸送能(
キャリアレンジ(μτ)=モビリティ×ライフタイム)
及び電荷保持能(暗抵抗ρD)は一応充分ではあるが、
ρ。の温度依存性が大きく、このために高温では帯電電
位の保持特性が劣化し、実用に供し得なくなる。 ハ0発明の目的 本発明の目的は、表面の化学的安定性、機械的強度、耐
熱性等に優れ、光感度も良好であり、かつ帯電電位の保
持能が良く、沿面放電も生じ難く、しかも高い帯電電位
を安定に(特に高温又は高湿下で)保持でき、かつ光疲
労特性社優れる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、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電荷発生層上に、絶縁
物質からなる表面改質層が設けられ、かつ前記電荷発生
層下に、酸素を0.05〜5aton+ic%(但し、
シリコン原子と炭素原子と酸素原子との合計原子数を1
00 atomic%とする。)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
送層が設けられている感光体である。 本発明によれば、機能分離型の感光体であって、その電
荷輸送層に0.05〜5 atomic%(以下、r
a tow i c%」を単に%と記す、)の酸素゛を
含有せしめているので、電荷輸送能(μτ)を低下させ
ることなしにρ。を効果的に上昇させてρDの温度依存
性(dpn/dT)、を小さく抑えることができる。こ
のため、帯電電位の保持特性が向上し、感光体の使用可
能な上限温度(上限湿度も同様)を高めることができる
のである。仮に、上記酸素含有量が0.05%未満であ
ると酸素含有による効果(比抵抗の向上、温度依存性の
抑制)が発揮されず、また5%を越えると酸素が多すぎ
てキャリアのモビリティ、即ち(μτ)が著しく低下し
、感度低下、残留電位の上昇を生じてしまう、従って、
酸素含有量を0.05〜5%に設定することが必須不可
欠であり、特に0.1〜3%とするのが望ましい。 このように、電荷輸送層のa−3iC中に0.05〜5
%と比較的多めに酸素を含有せしめることによって、上
記した効果が得られ、特に繰返し使用時の電位低下環が
却って抑えられることは意外である。特に酸素含有量を
0.1〜3%とすれば効果が顕著となる。 また、電荷発生層上の表面改質層(例えばアモルファス
水素化炭化シリコン)の存在によって、a−3i系感光
体の表面特性についての欠点を解消することができる。 即ち、この表面改質層はa−3i系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するものである。 ホ、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。 第1図は、本実施例による、例えば正帯電用のa−3t
系電子写真感光体39を示すものである。 この感光体39は、1等のドラム状導電性支持基板41
上に、周期表第ma族元素(例えばホウ素)がヘビード
ープされた酸素含有a−3iC:H(a−3iCO:H
)からなるP壁電荷ブロッキングWi44と、酸素含有
a−3iC:H(a−3iCO:H)からなる電荷輸送
層42と、a−3i:Hからなる電荷発生層(光導電層
)43と、a−3iC:Hからなる表面改質層45とが
積層された構造からなっている。この表面改質層45は
a −S i N : HlStow等から形成されて
もよい、光導電Ji43は暗所抵抗率ρ。と光照射時の
抵抗率ρLとの比が電子写真感光体として充分大きく光
感度(特に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好
である。 この感光体39においては、本発明に基いて、a−3i
C:Hからなる電荷輸送層42に猷素原子をSi+C+
Oの総原子数100 atoa+ic%に対し0.05
〜5%含有せしめているが、この含有量範囲の酸素によ
って、電荷輸送層42のρ。が高温(又は高温)下でも
高くなり、感光体としての帯電電位保持能が安定に保持
される。 表面改質層45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−Si: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
等の影響を受は易(、電位特性の経時変化が著しくなる
。 また、a−3iC:H等の無機物質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。 電荷輸送層42の炭素原子含有量は30%以下、好まし
くは10〜30%(S i +C+Oの総原子数を10
0100ato%とする。)であるのが望ましく、また
その膜厚は10〜30μmとするのが適切である。 また、電荷発生層43は1〜10μmとするのがよい。 電荷菟生層43が1μm未満であると光感度が充分でな
く、また10μmを越えると残留電位が上昇し、実用上
不充分である。 表面改質層45を構成するa−5iC:H又はa−3i
N:、Hの炭素又は窒素組成を選択することが重要であ
る。即ち、炭素又は窒素原子含有量がSi+C(又はN
) −100%としたとき10〜90、更には10−.
70%であることが望ましい。C又はN含有量が10%
以上であると、上記した比抵抗が所望の値となり、かつ
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−3tsH層(電荷発生層)43に到
達し易くなる。しかし、C又はN含有量が10%未満で
は、比抵抗が所望の値以下となり易く、かつ一部分の光
は表面層45に吸収され、感光体の光感度が低下し易く
なる。また、C又はN含有量が70%を越えると層の炭
素又は窒素量が多くなり、半導体特性が失われ易い上に
a−3iC:H膜又はa−3iN:H膜をグロー放電法
で形成するときの堆積速度が低下し易いので、C又はN
含有量は90%以下とするのがよい。 また、表面改質層45の膜厚を400人≦t≦5000
人の範囲内(特に400人≦t≦2000人)に選択す
ることも重要である。即ち、その膜厚が5000人を越
える場合には、残留電位Vlが高くなりすぎかつ光感度
の低下も生じ、a−5t系感光体としての良好な特性を
失い易い。また、膜厚を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低下が生じてしまう。 また、上記電荷ブロッキング層44は、正帯電用として
、基板41からの電子の注入を充分に防ぐには、周期表
第ma族元素(例えばボロン)を流量比B、 H,/S
i H,” 100〜5000ppmでドープして、
P型(更にはP中型)化するとよい、また、負帯電用と
して、周期表第Va族元素(例えばリン)をヘビードー
プしてN型(更にはN十型)化してもよい。電荷ブロッ
キング層44は負帯電使用の場合には必ずしも設けるこ
とを要しないが、設ける場合には正帯電用及び負帯電用
を問わず、酸素を0.05〜5%、更には0.1〜3%
含有せしめたa−3iC:Hで形成するのが望ましい、
このa−≦lc:Hの炭素量は30%以下、好ましくは
10〜30%としてよい。 このブロッキング層44は500人未満であるとブロッ
キング効果が弱く、また2μmを越えると電荷輸送能が
悪くなり易い。 なお、上記の各層は水素を含有することが必要である。 特に、光導電層43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、10〜30%であるのが望ま
しい。この含有量範囲は表面改質層45、ブロッキング
層44及び電荷輸送層42も同様である。また、ブロッ
キング層44の導電型を制御するための不純物として、
P型化のためにボロン以外にもAI、G a −I n
−、T j!等の周期表ma族元素を使用でき、N型
化の不純物もリン以外のA S % S b等の周期表
第Va族元素を使用できる。 なお、本例の感光体の層構成を使用、形態に応じてまと
めると次の如くである。 〔正帯電使用の場合〕 電荷ブロッキング層44: 周期表第ma族元素をヘビードープ。例えばBt HA
/ s t H4=100〜5000ppm (容量
比)なる条件下でグロー放電分解する。 電荷輸送層42: 周期表第ma族元素をライトドープ、例えばBz Hb
/ S t Ha =0.1〜20ppo+ (容量
比)なる条件下でグロー放電分解する。 表面改質層45: 炭素含有量について感光体膜厚方向に濃度勾配を持たせ
てもよい。 電荷発生層43: 何らドープしな(てもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第ma族元素をライト
ドープしてもよい。例えばB□Hb/SiH4≦20p
pm(容量比)なる条件下でグロー放電分解する。 〔負帯電使用の場合〕 電荷ブロッキング層44: 特に電荷ブロッキング層を設けなくてもよい。 帯電能を向上させるため、場合によっては周期表第Va
族元素をドープしたa−3iCO:H又はa−3iCO
:Fからなる電荷ブロッキング層を設けてもよい0例え
ばPHs/5iHa≦2000ppm (容量比)なる
条件下でグロー放電分解する。 電荷輸送層42: 何らドープしなくてもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第■a族元素をライト
ドープしてもよい。例えばBzHa/SiH4≦20p
pm+ (容量比)なる条件下でグロー放電分解する。 電荷発生層43: 何らドープしなくてもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第ma族元素をう゛イ
トドープしてもよい。°例えばBzHb/5iHa≦2
0ppm (容量比)なる条件下でグロー放電分解する
。 表面改質層45: 炭素含有量について感光体膜厚方向に濃度勾配を持たせ
てもよい。 次に、上記した感光体(例えばドラム状)の製造方法及
びその装置(グロー放電装置)を第2図について説明す
る。 この装置51の真空槽52内ではドラム状の基板41が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター55で基板41
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41に対向してその周囲に、ガス導出口53付きの円
筒状高周波電極57が配され、基板41との間に高周波
電源56によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図
中の62はSiH4又はガス状シリコン化合物の供給源
、63はOl又はガス状酸素化合物の供給源、64はC
H4等の炭化水素ガス供給源、65はNH3、Nz等の
窒素化合物ガスの供給源、66はAr等のキャリアガス
供給源、67は不純物ガス(例えばBz Ha 、P
H3)供給源、68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AJ基板41の
表面を清浄化した後に真空槽52内に配置し、真空槽5
2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41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、Si
H4又はガス状シリコン化合物、CH4、O,、BgH
b(又はPH3)を適宜真空槽52内に導入し、例えば
0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電源56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57と基板4
1との間でグロー放電分解し、0含有P型a−5iC:
H,O含有量 S iC: H%a−3t :H,a
−3iC:Hを上記の層44.42.43.45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。 上記製造方法においては、支持体上にa−3t系の層を
製膜する工程で支持体温度を100〜350℃としてい
るので、感光体の膜質(特に電気的特性)を良くするこ
とができる。 なお、上記a−8i系感光体感光層の形成時において、
ダングリングボンドを補償するためには、上記したHの
かわりに、或いはHと併用してフッ素をS i F4等
の形で導入し、a−3t:F。 a−3t :H:FSa−3iN:Fsa−3iN:H
:FSa−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0.5〜10%が望ましい。 なお、上記の製造方法はグロー放電分解法にょるもので
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54−1524
55号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可能
である。 次に、本発明を具体的な例について説明する。 グロー放電分解法により、ドラム状/l支持体上に第1
図の構造の電子写真感光体を作製した。 即ち、まず、支持体である例えば平滑な表面を持つドラ
ム状AI基板41の表面を清浄化した後に、第2図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10′″
’ T orrとなるように調節して排気し、かつ基板
41を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは1
50〜300℃)に加熱保持する。次いで、高純度のA
rガスをキャリアガスとして導入し、0.5 Torr
の背圧のもとて周波数13.56 M)Izの高周波電
力を印加し、10分間の予備放電を行った。 次いで、SiH4とBx Hhとからなる反応ガスを導
入し、流量比4:l:1: (1,0X10−す):
(1,5X10−″)の(A r + S iH4+
CH4+ O2+BzHa)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P型の0
含有a−3iC:H層44を6um/hrの堆積速度で
所定厚さに製膜した。電荷輸送層42も同°様にして形
成した。引き続き、Bx H,及びCH,を供給停止し
、S i Haを放電分解し、所定厚さのa−3i:H
層43を形成した。引続いて、流量比4:1:6の(A
r +S i Ha +CH*) 混合ガスと共に
グロー放電分解し、所定厚さのa−3iC表面保護層4
5を更に設け、電子写真感光体を完成させた。この感光
体を用いて、次の測定を行なった。 帯電電位V0(v): U −B 1x2500改造機(小西六写真工業■製)
を用い、感光体流れ込み電流150μA、露光なしの条
件で360SX型電位計(トレック社製)で測定した現
像直前の表面電位。 半減露光量E +/z< l ux−sec) :上記
の装置を用い、表面電位を500vから250vに半減
するのに必要な露光量。像露光は、グイクロイックミラ
ーにより620nm以上の長波長成分をカットした。 (露光量は550−1型光量計(EGandG社製)に
て測定) 残留電位vll(V): 上記の装置を用い、500vに帯電させた後、400n
mにピークをもつ除電光を301 ux −sec照射
後の表面電位。 :H20万コピー実写: U −B 1x2500改造機(小西六写真工業■製)
を用τまた0画質の評価は次の通りである。 ◎;画像濃度が十分高(、解像度、階調性がよ(、鮮明
で画像上に白スジや白ポチがない。 即ち画像極めて良好。 ○:画像良好。 Δ;画像実用上採用可能。 ×:画像実用上採用不可能。 種々の層構成の感光体について第3図の結果が得られた
。この結果から次のことが明らかである。 (1)、電荷輸送層の酸素含有量が0.05at%より
少ないと、高温環境下での帯電電位が充分でない。 (2)、電荷輸送層の酸素含有量が5at%より多いと
、光感度が悪(なり、残留電位が上昇する。 (3)。50℃で20万コピーを行っても良好な画質を
得るためには、電荷輸送層の酸素含有量を0.05at
%く
ある。 口、従来技術 従来、電子写真感光体として、Se又はSeにA s
s T e SS b等をドープした感光体、ZnO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−3i)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−3tは、5i−5t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(め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St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”〜10
9Ω−■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−si。 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。 しかしながら、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、これまで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1.a−3iC:
Hと称する。)について、その製法や存在がPh11.
Mag、 Vol、 35″ (1978)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:)(と比較して高い暗所抵抗率(1
0”〜10I3Ω−e1m)を有すること、炭素量にH
より光学的エネルギーギャップが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−3t: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−3izH
層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下にa
−3iCニ−H層を電荷輸送層として設けた機能分離型
の2層構造を作成し、上層のa’−3t:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3t:H層とへテロ接
合を形成する下層のa−3tC:Hにより帯電電位の向
上を図っている。しかしながら、a−3i: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:
H層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。 一方、特開昭57−17952号公報には、a−3i:
l(からなる電荷発生層上に第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−8iC:l(層を電荷輸送層として形成してい
る。この公知の感光体に関しては、表面改質層によって
減衰の防止、表面の化学的安定性等の効果は期待できる
ものの、次の如き問題点があることが判明した。 即ち、この公知の感光体においては、 a−SiC:H電荷輸送層について、その電荷輸送能(
キャリアレンジ(μτ)=モビリティ×ライフタイム)
及び電荷保持能(暗抵抗ρD)は一応充分ではあるが、
ρ。の温度依存性が大きく、このために高温では帯電電
位の保持特性が劣化し、実用に供し得なくなる。 ハ0発明の目的 本発明の目的は、表面の化学的安定性、機械的強度、耐
熱性等に優れ、光感度も良好であり、かつ帯電電位の保
持能が良く、沿面放電も生じ難く、しかも高い帯電電位
を安定に(特に高温又は高湿下で)保持でき、かつ光疲
労特性社優れる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、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電荷発生層上に、絶縁
物質からなる表面改質層が設けられ、かつ前記電荷発生
層下に、酸素を0.05〜5aton+ic%(但し、
シリコン原子と炭素原子と酸素原子との合計原子数を1
00 atomic%とする。)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
送層が設けられている感光体である。 本発明によれば、機能分離型の感光体であって、その電
荷輸送層に0.05〜5 atomic%(以下、r
a tow i c%」を単に%と記す、)の酸素゛を
含有せしめているので、電荷輸送能(μτ)を低下させ
ることなしにρ。を効果的に上昇させてρDの温度依存
性(dpn/dT)、を小さく抑えることができる。こ
のため、帯電電位の保持特性が向上し、感光体の使用可
能な上限温度(上限湿度も同様)を高めることができる
のである。仮に、上記酸素含有量が0.05%未満であ
ると酸素含有による効果(比抵抗の向上、温度依存性の
抑制)が発揮されず、また5%を越えると酸素が多すぎ
てキャリアのモビリティ、即ち(μτ)が著しく低下し
、感度低下、残留電位の上昇を生じてしまう、従って、
酸素含有量を0.05〜5%に設定することが必須不可
欠であり、特に0.1〜3%とするのが望ましい。 このように、電荷輸送層のa−3iC中に0.05〜5
%と比較的多めに酸素を含有せしめることによって、上
記した効果が得られ、特に繰返し使用時の電位低下環が
却って抑えられることは意外である。特に酸素含有量を
0.1〜3%とすれば効果が顕著となる。 また、電荷発生層上の表面改質層(例えばアモルファス
水素化炭化シリコン)の存在によって、a−3i系感光
体の表面特性についての欠点を解消することができる。 即ち、この表面改質層はa−3i系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するものである。 ホ、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。 第1図は、本実施例による、例えば正帯電用のa−3t
系電子写真感光体39を示すものである。 この感光体39は、1等のドラム状導電性支持基板41
上に、周期表第ma族元素(例えばホウ素)がヘビード
ープされた酸素含有a−3iC:H(a−3iCO:H
)からなるP壁電荷ブロッキングWi44と、酸素含有
a−3iC:H(a−3iCO:H)からなる電荷輸送
層42と、a−3i:Hからなる電荷発生層(光導電層
)43と、a−3iC:Hからなる表面改質層45とが
積層された構造からなっている。この表面改質層45は
a −S i N : HlStow等から形成されて
もよい、光導電Ji43は暗所抵抗率ρ。と光照射時の
抵抗率ρLとの比が電子写真感光体として充分大きく光
感度(特に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好
である。 この感光体39においては、本発明に基いて、a−3i
C:Hからなる電荷輸送層42に猷素原子をSi+C+
Oの総原子数100 atoa+ic%に対し0.05
〜5%含有せしめているが、この含有量範囲の酸素によ
って、電荷輸送層42のρ。が高温(又は高温)下でも
高くなり、感光体としての帯電電位保持能が安定に保持
される。 表面改質層45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−Si: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
等の影響を受は易(、電位特性の経時変化が著しくなる
。 また、a−3iC:H等の無機物質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。 電荷輸送層42の炭素原子含有量は30%以下、好まし
くは10〜30%(S i +C+Oの総原子数を10
0100ato%とする。)であるのが望ましく、また
その膜厚は10〜30μmとするのが適切である。 また、電荷発生層43は1〜10μmとするのがよい。 電荷菟生層43が1μm未満であると光感度が充分でな
く、また10μmを越えると残留電位が上昇し、実用上
不充分である。 表面改質層45を構成するa−5iC:H又はa−3i
N:、Hの炭素又は窒素組成を選択することが重要であ
る。即ち、炭素又は窒素原子含有量がSi+C(又はN
) −100%としたとき10〜90、更には10−.
70%であることが望ましい。C又はN含有量が10%
以上であると、上記した比抵抗が所望の値となり、かつ
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−3tsH層(電荷発生層)43に到
達し易くなる。しかし、C又はN含有量が10%未満で
は、比抵抗が所望の値以下となり易く、かつ一部分の光
は表面層45に吸収され、感光体の光感度が低下し易く
なる。また、C又はN含有量が70%を越えると層の炭
素又は窒素量が多くなり、半導体特性が失われ易い上に
a−3iC:H膜又はa−3iN:H膜をグロー放電法
で形成するときの堆積速度が低下し易いので、C又はN
含有量は90%以下とするのがよい。 また、表面改質層45の膜厚を400人≦t≦5000
人の範囲内(特に400人≦t≦2000人)に選択す
ることも重要である。即ち、その膜厚が5000人を越
える場合には、残留電位Vlが高くなりすぎかつ光感度
の低下も生じ、a−5t系感光体としての良好な特性を
失い易い。また、膜厚を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低下が生じてしまう。 また、上記電荷ブロッキング層44は、正帯電用として
、基板41からの電子の注入を充分に防ぐには、周期表
第ma族元素(例えばボロン)を流量比B、 H,/S
i H,” 100〜5000ppmでドープして、
P型(更にはP中型)化するとよい、また、負帯電用と
して、周期表第Va族元素(例えばリン)をヘビードー
プしてN型(更にはN十型)化してもよい。電荷ブロッ
キング層44は負帯電使用の場合には必ずしも設けるこ
とを要しないが、設ける場合には正帯電用及び負帯電用
を問わず、酸素を0.05〜5%、更には0.1〜3%
含有せしめたa−3iC:Hで形成するのが望ましい、
このa−≦lc:Hの炭素量は30%以下、好ましくは
10〜30%としてよい。 このブロッキング層44は500人未満であるとブロッ
キング効果が弱く、また2μmを越えると電荷輸送能が
悪くなり易い。 なお、上記の各層は水素を含有することが必要である。 特に、光導電層43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、10〜30%であるのが望ま
しい。この含有量範囲は表面改質層45、ブロッキング
層44及び電荷輸送層42も同様である。また、ブロッ
キング層44の導電型を制御するための不純物として、
P型化のためにボロン以外にもAI、G a −I n
−、T j!等の周期表ma族元素を使用でき、N型
化の不純物もリン以外のA S % S b等の周期表
第Va族元素を使用できる。 なお、本例の感光体の層構成を使用、形態に応じてまと
めると次の如くである。 〔正帯電使用の場合〕 電荷ブロッキング層44: 周期表第ma族元素をヘビードープ。例えばBt HA
/ s t H4=100〜5000ppm (容量
比)なる条件下でグロー放電分解する。 電荷輸送層42: 周期表第ma族元素をライトドープ、例えばBz Hb
/ S t Ha =0.1〜20ppo+ (容量
比)なる条件下でグロー放電分解する。 表面改質層45: 炭素含有量について感光体膜厚方向に濃度勾配を持たせ
てもよい。 電荷発生層43: 何らドープしな(てもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第ma族元素をライト
ドープしてもよい。例えばB□Hb/SiH4≦20p
pm(容量比)なる条件下でグロー放電分解する。 〔負帯電使用の場合〕 電荷ブロッキング層44: 特に電荷ブロッキング層を設けなくてもよい。 帯電能を向上させるため、場合によっては周期表第Va
族元素をドープしたa−3iCO:H又はa−3iCO
:Fからなる電荷ブロッキング層を設けてもよい0例え
ばPHs/5iHa≦2000ppm (容量比)なる
条件下でグロー放電分解する。 電荷輸送層42: 何らドープしなくてもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第■a族元素をライト
ドープしてもよい。例えばBzHa/SiH4≦20p
pm+ (容量比)なる条件下でグロー放電分解する。 電荷発生層43: 何らドープしなくてもよい。帯電電位及び感度を向上さ
せるため、場合によっては周期表第ma族元素をう゛イ
トドープしてもよい。°例えばBzHb/5iHa≦2
0ppm (容量比)なる条件下でグロー放電分解する
。 表面改質層45: 炭素含有量について感光体膜厚方向に濃度勾配を持たせ
てもよい。 次に、上記した感光体(例えばドラム状)の製造方法及
びその装置(グロー放電装置)を第2図について説明す
る。 この装置51の真空槽52内ではドラム状の基板41が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター55で基板41
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41に対向してその周囲に、ガス導出口53付きの円
筒状高周波電極57が配され、基板41との間に高周波
電源56によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図
中の62はSiH4又はガス状シリコン化合物の供給源
、63はOl又はガス状酸素化合物の供給源、64はC
H4等の炭化水素ガス供給源、65はNH3、Nz等の
窒素化合物ガスの供給源、66はAr等のキャリアガス
供給源、67は不純物ガス(例えばBz Ha 、P
H3)供給源、68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AJ基板41の
表面を清浄化した後に真空槽52内に配置し、真空槽5
2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41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、Si
H4又はガス状シリコン化合物、CH4、O,、BgH
b(又はPH3)を適宜真空槽52内に導入し、例えば
0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電源56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57と基板4
1との間でグロー放電分解し、0含有P型a−5iC:
H,O含有量 S iC: H%a−3t :H,a
−3iC:Hを上記の層44.42.43.45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。 上記製造方法においては、支持体上にa−3t系の層を
製膜する工程で支持体温度を100〜350℃としてい
るので、感光体の膜質(特に電気的特性)を良くするこ
とができる。 なお、上記a−8i系感光体感光層の形成時において、
ダングリングボンドを補償するためには、上記したHの
かわりに、或いはHと併用してフッ素をS i F4等
の形で導入し、a−3t:F。 a−3t :H:FSa−3iN:Fsa−3iN:H
:FSa−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0.5〜10%が望ましい。 なお、上記の製造方法はグロー放電分解法にょるもので
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54−1524
55号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可能
である。 次に、本発明を具体的な例について説明する。 グロー放電分解法により、ドラム状/l支持体上に第1
図の構造の電子写真感光体を作製した。 即ち、まず、支持体である例えば平滑な表面を持つドラ
ム状AI基板41の表面を清浄化した後に、第2図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10′″
’ T orrとなるように調節して排気し、かつ基板
41を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは1
50〜300℃)に加熱保持する。次いで、高純度のA
rガスをキャリアガスとして導入し、0.5 Torr
の背圧のもとて周波数13.56 M)Izの高周波電
力を印加し、10分間の予備放電を行った。 次いで、SiH4とBx Hhとからなる反応ガスを導
入し、流量比4:l:1: (1,0X10−す):
(1,5X10−″)の(A r + S iH4+
CH4+ O2+BzHa)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P型の0
含有a−3iC:H層44を6um/hrの堆積速度で
所定厚さに製膜した。電荷輸送層42も同°様にして形
成した。引き続き、Bx H,及びCH,を供給停止し
、S i Haを放電分解し、所定厚さのa−3i:H
層43を形成した。引続いて、流量比4:1:6の(A
r +S i Ha +CH*) 混合ガスと共に
グロー放電分解し、所定厚さのa−3iC表面保護層4
5を更に設け、電子写真感光体を完成させた。この感光
体を用いて、次の測定を行なった。 帯電電位V0(v): U −B 1x2500改造機(小西六写真工業■製)
を用い、感光体流れ込み電流150μA、露光なしの条
件で360SX型電位計(トレック社製)で測定した現
像直前の表面電位。 半減露光量E +/z< l ux−sec) :上記
の装置を用い、表面電位を500vから250vに半減
するのに必要な露光量。像露光は、グイクロイックミラ
ーにより620nm以上の長波長成分をカットした。 (露光量は550−1型光量計(EGandG社製)に
て測定) 残留電位vll(V): 上記の装置を用い、500vに帯電させた後、400n
mにピークをもつ除電光を301 ux −sec照射
後の表面電位。 :H20万コピー実写: U −B 1x2500改造機(小西六写真工業■製)
を用τまた0画質の評価は次の通りである。 ◎;画像濃度が十分高(、解像度、階調性がよ(、鮮明
で画像上に白スジや白ポチがない。 即ち画像極めて良好。 ○:画像良好。 Δ;画像実用上採用可能。 ×:画像実用上採用不可能。 種々の層構成の感光体について第3図の結果が得られた
。この結果から次のことが明らかである。 (1)、電荷輸送層の酸素含有量が0.05at%より
少ないと、高温環境下での帯電電位が充分でない。 (2)、電荷輸送層の酸素含有量が5at%より多いと
、光感度が悪(なり、残留電位が上昇する。 (3)。50℃で20万コピーを行っても良好な画質を
得るためには、電荷輸送層の酸素含有量を0.05at
%く
〔0〕 ≦ 5at%とすることが必要である。
第1図〜第3図は本発明の実施例を示すものであって、
第1図はa−3t系悪感光の断面図、
第2図はグロー放電装置の概略断面図、第3図は感光体
の特性を比較して示す図である。 なお、図面に示された符号において、 39・・・・a−3i系悪感光 41・・・・支持体(基板) 42・・・・電荷輸送層 43・・・・電荷発生層 44・・・・電荷ブロッキング層 45・・・・表面改質層 である。
の特性を比較して示す図である。 なお、図面に示された符号において、 39・・・・a−3i系悪感光 41・・・・支持体(基板) 42・・・・電荷輸送層 43・・・・電荷発生層 44・・・・電荷ブロッキング層 45・・・・表面改質層 である。
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
らなる電荷発生層上に、絶縁物質からなる表面改質層が
設けられ、かつ前記電荷発生層下に、酸素を0.05〜
5atomic%(但し、シリコン原子と炭素原子と酸
素原子との合計原子数を100atomic%とする、
)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が設けられている感光体。 2、電荷輸送層下に、酸素を0.05〜5atomic
%(但し、シリコン原子と炭素原子と酸素原子との合計
原子数を100atomic%とする。)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
る電荷ブロッキング層が設けられている、特許請求の範
囲の第1項に記載した感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9268785A JPS61250653A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9268785A JPS61250653A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61250653A true JPS61250653A (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=14061400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9268785A Pending JPS61250653A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61250653A (ja) |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9268785A patent/JPS61250653A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS61159657A (ja) | 感光体 | |
JPS61250653A (ja) | 感光体 | |
JPS61250654A (ja) | 感光体 | |
JPS61250649A (ja) | 感光体 | |
JPS61250651A (ja) | 感光体 | |
JPS61250652A (ja) | 感光体 | |
JPS61281249A (ja) | 感光体 | |
JPS61250650A (ja) | 感光体 | |
JPS6283762A (ja) | 感光体 | |
JPS60235151A (ja) | 感光体 | |
JPS62211660A (ja) | 感光体 | |
JPS62184465A (ja) | 感光体 | |
JPS6228761A (ja) | 感光体 | |
JPS6283760A (ja) | 感光体 | |
JPS6283761A (ja) | 感光体 | |
JPS60235145A (ja) | 感光体 | |
JPS628161A (ja) | 感光体 | |
JPS61243458A (ja) | 感光体 | |
JPH01206355A (ja) | 感光体 | |
JPS60203960A (ja) | 感光体 | |
JPS62211663A (ja) | 感光体 | |
JPS6228753A (ja) | 感光体 | |
JPS61294456A (ja) | 感光体 | |
JPS62211661A (ja) | 感光体 | |
JPS62211662A (ja) | 感光体 |