JPS61281248A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
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- JPS61281248A JPS61281248A JP12364885A JP12364885A JPS61281248A JP S61281248 A JPS61281248 A JP S61281248A JP 12364885 A JP12364885 A JP 12364885A JP 12364885 A JP12364885 A JP 12364885A JP S61281248 A JPS61281248 A JP S61281248A
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- charge
- photoreceptor
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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
- 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
- G03G5/0825—Silicon-based comprising five or six 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Ass
Tex Sb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。
Tex Sb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。
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−3tは、S i −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。
。)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、S i −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。
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−5
i: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
i:Hは750〜800Ωm (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端末処理機に
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GaAl!A
sを構成材料としたものであってその発振波長は760
〜820Ωmであるから、この種の情報記録にとってa
−3i:Hは感度不充分となり、不適当である。Se系
の感光体の場合には、有機光導電材料からなる感光体に
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充分である。
i: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
i:Hは750〜800Ωm (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端末処理機に
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GaAl!A
sを構成材料としたものであってその発振波長は760
〜820Ωmであるから、この種の情報記録にとってa
−3i:Hは感度不充分となり、不適当である。Se系
の感光体の場合には、有機光導電材料からなる感光体に
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充分である。
そこで、a−3i:Hの優れた光導電性又は感度を生か
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−3iGe
: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−3iGe:Hは600〜850Ωm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に比べて悪い。しかも、a−3iGe:H層の
みでは、暗抵抗は108〜109Ω−(至)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(、また機械
的、熱的性質がa−5i: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。
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−3iGe
: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−3iGe:Hは600〜850Ωm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に比べて悪い。しかも、a−3iGe:H層の
みでは、暗抵抗は108〜109Ω−(至)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(、また機械
的、熱的性質がa−5i: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−5iGe: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−5iGe: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、電荷保持を行える
充分な厚さのa−3i:H層を形成し、更にこの上にa
−5iGe:H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 −3iGe: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。
充分な厚さのa−3i:H層を形成し、更にこの上にa
−5iGe:H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 −3iGe: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。
(1)、a−3iGe:H層が表面側に存在している構
造であるため、a−3i:H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−3i:H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−5iGe: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−SiGesH層の
存在が、可視光領域におけるa−3i: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−SiGesH層の
存在が、可視光領域におけるa−3i: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−5i: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−3i: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−3i:Hと
支持体との接着性も不充分である。
ハ、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(
い感光体を提供することにある。
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(
い感光体を提供することにある。
二、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電荷発生層と、 (bl、この電荷発生層上に形成され、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表面改質
層と、 (c)、前記電荷発生層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる電荷輸送
層と、 (d)、この電荷輸送層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなり、かつ周
期表第ma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電荷発生層と、 (bl、この電荷発生層上に形成され、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表面改質
層と、 (c)、前記電荷発生層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる電荷輸送
層と、 (d)、この電荷輸送層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなり、かつ周
期表第ma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、電荷発生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−3i:H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
した場合でも耐刷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−3iGe:Hの有する
比較的長波長域(例えば600〜850nm)での高感
度特性を生がしながら、安定した電荷保持性及び耐刷性
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輸送層、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−3i:H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
した場合でも耐刷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−3iGe:Hの有する
比較的長波長域(例えば600〜850nm)での高感
度特性を生がしながら、安定した電荷保持性及び耐刷性
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輸送層、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、電荷発生層と電荷輸送層とを
分離した機能分離型のものであり、特にアモルファス水
素化及び/又はフッ素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、電荷輸送層も同様の炭化シリコン
層で形成されているので、電荷輸送能等が良好となり、
最表面のアモルファス炭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。
分離した機能分離型のものであり、特にアモルファス水
素化及び/又はフッ素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、電荷輸送層も同様の炭化シリコン
層で形成されているので、電荷輸送能等が良好となり、
最表面のアモルファス炭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。
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からなる電荷ブロッ
キング層7、a−3iC:Hからなる電荷輸送層2、a
−3i:H層3及びa−3iGe:H層5からなる積層
構造の電荷発生層6、a−5iC:H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7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ma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〜2μmである
のが望ましい。電荷輸送層2は主として電位保持、電荷
輸送機能を有し、10〜30μmの厚みに形成されるの
がよい。
性支持基板1上に、a−3iC:Hからなる電荷ブロッ
キング層7、a−3iC:Hからなる電荷輸送層2、a
−3i:H層3及びa−3iGe:H層5からなる積層
構造の電荷発生層6、a−5iC:H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7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ma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〜2μmである
のが望ましい。電荷輸送層2は主として電位保持、電荷
輸送機能を有し、10〜30μmの厚みに形成されるの
がよい。
一方、電荷発生層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600〜850nm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。
せるものであって、特に600〜850nm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2〜10μm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。
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−3iC: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−3iC:H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−3iC:H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−3iC:)(層
このa−3iCsH層4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−3i: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
く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3i
C: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、数十方向の耐刷
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−3i: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
く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3i
C: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、数十方向の耐刷
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:H層4の膜厚を上記した400〜5000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
な特性を失うことがある。
3iC:H層4の膜厚を上記した400〜5000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−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で
あることが分かった。組成比をa−3il−xCx:H
と表せば、Xを0.1〜0.7とすること(S i +
C=100 atomic%としたときに炭素原子含
有量がloa Lomic%〜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
あることが分かった。組成比をa−3il−xCx:H
と表せば、Xを0.1〜0.7とすること(S i +
C=100 atomic%としたときに炭素原子含
有量がloa Lomic%〜70atomic%であ
ること)が望ましい。
なお、このa−3iCsH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%、更には10〜30a tom i
c%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%、更には10〜30a tom i
c%とするのがよい。
1且輸送1
この層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1012Ω−1以上あって、耐高電界性を有し
、単位膜厚光りに保持される電位が大きく、しかも感光
体層6から注入される電子又はホールが大きな移動度と
寿命を示すので、電荷担体を効率良く支持体1側へ輸送
する。また、炭素、の組成によってエネルギーギャップ
の大きさを調整できるため、感光層6において光照射に
応じて発生した電荷担体に対し障壁を作ることなく、効
率良く注入させることができる。従って、このa−3i
CsH層2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光
層6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。
抵抗率が1012Ω−1以上あって、耐高電界性を有し
、単位膜厚光りに保持される電位が大きく、しかも感光
体層6から注入される電子又はホールが大きな移動度と
寿命を示すので、電荷担体を効率良く支持体1側へ輸送
する。また、炭素、の組成によってエネルギーギャップ
の大きさを調整できるため、感光層6において光照射に
応じて発生した電荷担体に対し障壁を作ることなく、効
率良く注入させることができる。従って、このa−3i
CsH層2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光
層6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、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10
〜30μmであることが望ましい。この膜厚が10μm
未満であると現像に必要な表面電位が得られず、また3
0μmを越える電荷発生層で発生したキャリアの基板へ
の到達率が低下してしまう。但し、このa−3iC:H
層の膜厚は、Se感光体と比較して薄(しても(例えば
十数μm)実用レベルの表面電位が得られる。
ールソン方式による乾式現像法を適用するためには10
〜30μmであることが望ましい。この膜厚が10μm
未満であると現像に必要な表面電位が得られず、また3
0μmを越える電荷発生層で発生したキャリアの基板へ
の到達率が低下してしまう。但し、このa−3iC:H
層の膜厚は、Se感光体と比較して薄(しても(例えば
十数μm)実用レベルの表面電位が得られる。
また、この層2をa−5in−xCx:Hと表したとき
、0.05≦X≦0.3(炭素原子含有量がS i +
C=100 atomic%としたときに5〜30a
tomic%、より好ましくは10〜20atomic
%)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−5iGe:H
層5とは全く異なったものにできる。X >0.3のと
きは層の電荷輸送能が低下するので、X≦0.3とする
のが良い。また、電荷輸送層にはホウ素等周期表第1[
a族元素をドープして光感度の向上を計るのが良い。
、0.05≦X≦0.3(炭素原子含有量がS i +
C=100 atomic%としたときに5〜30a
tomic%、より好ましくは10〜20atomic
%)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−5iGe:H
層5とは全く異なったものにできる。X >0.3のと
きは層の電荷輸送能が低下するので、X≦0.3とする
のが良い。また、電荷輸送層にはホウ素等周期表第1[
a族元素をドープして光感度の向上を計るのが良い。
P;プロ・・キングr
この層7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人未満では電荷のブロッ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くするにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越えると
、ブ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、このブロッキング層の炭素含有量も
層2と同じ< 5〜30atomic%、好ましくは1
0〜20atomic%とするのが良い。
その膜厚は400人〜2μmとすることが望ましい。即
ち、400人未満では電荷のブロッ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くするにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越えると
、ブ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、このブロッキング層の炭素含有量も
層2と同じ< 5〜30atomic%、好ましくは1
0〜20atomic%とするのが良い。
1且光±1
a −S i G e : H層5は、近赤外波長の光
に対して第2図の如く高い光導電性を示すことが分かっ
ており、a−3i:Hに比べると、特に750〜800
nmの光に対して充分な光感度(半減露光量(erg
/ cut)の逆数)を有している。他方、a−3i
:HN3は可視光に対して第2図の如く充分な感度を示
すものである。従って、これら両層(a−3iGe :
HSa−3t :H)を積層すると、第2図の如く、近
赤外及び可視の画成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−3i :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−3i:Hへ効果的に到
達する。
に対して第2図の如く高い光導電性を示すことが分かっ
ており、a−3i:Hに比べると、特に750〜800
nmの光に対して充分な光感度(半減露光量(erg
/ cut)の逆数)を有している。他方、a−3i
:HN3は可視光に対して第2図の如く充分な感度を示
すものである。従って、これら両層(a−3iGe :
HSa−3t :H)を積層すると、第2図の如く、近
赤外及び可視の画成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−3i :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−3i:Hへ効果的に到
達する。
電荷発生層6の厚みは、特に2〜10μmとするのがよ
い。膜厚が2μm未満であると、照射された光は効率良
く吸収されず、一部分は下地の層2に到達するため光感
度が低下する。またa−3iGe : H及びa−3i
:H層自体は電位保持性を有していな(でよいから感光
層6としては必要以上の厚さにする必要はなく、上限は
10μmあれば充分である。a−3iGe:H5及びa
−3i: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2μm未満であると、照射された光は効率良
く吸収されず、一部分は下地の層2に到達するため光感
度が低下する。またa−3iGe : H及びa−3i
:H層自体は電位保持性を有していな(でよいから感光
層6としては必要以上の厚さにする必要はなく、上限は
10μmあれば充分である。a−3iGe:H5及びa
−3i: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、この電荷発生層(上記した層2.4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111a族元素(B、、AZ、Qa、In等)を
ドープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3i
Ge: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0.1〜50a
tomic%(S t +G e =100 atom
ic%)に設定するのがよい。即ち、0.1 atom
ic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50at
omic%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−3i:HのSiとHの結合が望ましい。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、ρp/ρ
Lの大きい感光体となるので望ましい。
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111a族元素(B、、AZ、Qa、In等)を
ドープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3i
Ge: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0.1〜50a
tomic%(S t +G e =100 atom
ic%)に設定するのがよい。即ち、0.1 atom
ic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50at
omic%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−3i:HのSiとHの結合が望ましい。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、ρp/ρ
L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−3iに対しては上記したHの代わりに、或
いはHと併用してフッ素を導入し、a−3iGe:F
、、 a−3iCre:H:F 、、 a
−3i:FS、a−3i:H:F、a−3iCニーF。
めには、a−3iに対しては上記したHの代わりに、或
いはHと併用してフッ素を導入し、a−3iGe:F
、、 a−3iCre:H:F 、、 a
−3i:FS、a−3i:H:F、a−3iCニーF。
a−3iC:H:F等とすることもできる。この場合の
フン素置は0.01〜20atomic%がよ< 、0
.5〜10atomic%が更に良い。
フン素置は0.01〜20atomic%がよ< 、0
.5〜10atomic%が更に良い。
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SiH+又はガス状シリコン化合物の供給源、73
はCH4等の炭化水素ガスの供給源、74はAr等のキ
ャリアガス供給源、75は不純物ガス(例えばBzH6
又はPH3)供給源、76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Al基i
t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1O−6Torr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100〜3
50℃(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、
SiH4又はガス状シリコン化合物、QeH4又はガス
状ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3) 、C
H4を適宜真空槽62内に導入し、例えば0.01〜1
0Torr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と基侵1との間でグロ
ー放電分解し、ボロン又はリン・\ビード−ブトミー3
iC:H,ポロンドープドa−3iC:H、ボロンドー
プドa−3i:H。
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SiH+又はガス状シリコン化合物の供給源、73
はCH4等の炭化水素ガスの供給源、74はAr等のキ
ャリアガス供給源、75は不純物ガス(例えばBzH6
又はPH3)供給源、76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Al基i
t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1O−6Torr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100〜3
50℃(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、
SiH4又はガス状シリコン化合物、QeH4又はガス
状ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3) 、C
H4を適宜真空槽62内に導入し、例えば0.01〜1
0Torr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と基侵1との間でグロ
ー放電分解し、ボロン又はリン・\ビード−ブトミー3
iC:H,ポロンドープドa−3iC:H、ボロンドー
プドa−3i:H。
ボロンドープドa−3iGe :H,a−3iC:Hを
上記の層7.2.3.5.4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。
上記の層7.2.3.5.4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
ボ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N7の形成に際し、PH3(ホスフィン)とS’
1H4(モノシラン)との流量比を変えた場合、PH3
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PH3/ S
iH4の/N、量比は1〜1000容量ppm &:
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、B2H6/S 1H4=2Q〜5000容
量ppm (a−3iC:Hのとき)、としてグロー
放電分解するのがよい。
ボ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N7の形成に際し、PH3(ホスフィン)とS’
1H4(モノシラン)との流量比を変えた場合、PH3
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PH3/ S
iH4の/N、量比は1〜1000容量ppm &:
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、B2H6/S 1H4=2Q〜5000容
量ppm (a−3iC: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2.6の形成時に行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したときに層2で
はB 2 H6/ S i H斗=0〜20容量ppm
であるのが望ましく、層6ではB2H6/S iH+=
0.1〜10容量ppmとしてよい。層5と3でドーピ
ング量が異なっていてよい。
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したときに層2で
はB 2 H6/ S i H斗=0〜20容量ppm
であるのが望ましく、層6ではB2H6/S iH+=
0.1〜10容量ppmとしてよい。層5と3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BzH
s/S 1H4=0.1〜10容量ppmで行うことも
できる。
s/S 1H4=0.1〜10容量ppmで行うことも
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
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。
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SiH4以外にもS i 2 H6、
SiHF3、SiF4又はその誘導体ガス、CH4以外
のC2H6、C3H8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ma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SiH4以外にもS i 2 H6、
SiHF3、SiF4又はその誘導体ガス、CH4以外
のC2H6、C3H8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ma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A1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AN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1O−6Torr台の高真空度に排
気し、支持体温度を200°Cに加熱した後、高純度A
rガスを導入し、0.5Torrの背圧のもとて周波数
13.56MHz、電力密度0 、04 W / cf
li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CH4からなる反応ガスを導入
し流量比1 : ] :0.5〜4の(Ar+S iH
4+cH4)混合ガス及びPH3又はB2H6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−5iC:8層、更には電位保持及び電荷輸送機能を
担うa −3iC:8層を1000人/minの堆積速
度で製膜した。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 H4及び/
又はGeH4及びB2H6を放電分解し、ボロンドープ
ドロ−3i:H及びa−3iGe:H感光層を形成した
(a−3i:8層では、Ar:5iH4=1=1、a
5iGe:8層ではAr:SiH4:GeH+=4
: 4 : 1)、しかる後、今度は流量比10:1:
10〜20の(Ar+S iH4+cH+)混合ガス及
びB2H6をグロー放電分解し、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
a−3iC:H表面改質層の光学的エネルギーギヤツブ
は2.5〜2.Oe■であった。また、炭素組成が40
〜60atomic%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AN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1O−6Torr台の高真空度に排
気し、支持体温度を200°Cに加熱した後、高純度A
rガスを導入し、0.5Torrの背圧のもとて周波数
13.56MHz、電力密度0 、04 W / cf
li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CH4からなる反応ガスを導入
し流量比1 : ] :0.5〜4の(Ar+S iH
4+cH4)混合ガス及びPH3又はB2H6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−5iC:8層、更には電位保持及び電荷輸送機能を
担うa −3iC:8層を1000人/minの堆積速
度で製膜した。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 H4及び/
又はGeH4及びB2H6を放電分解し、ボロンドープ
ドロ−3i:H及びa−3iGe:H感光層を形成した
(a−3i:8層では、Ar:5iH4=1=1、a
5iGe:8層ではAr:SiH4:GeH+=4
: 4 : 1)、しかる後、今度は流量比10:1:
10〜20の(Ar+S iH4+cH+)混合ガス及
びB2H6をグロー放電分解し、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
a−3iC:H表面改質層の光学的エネルギーギヤツブ
は2.5〜2.Oe■であった。また、炭素組成が40
〜60atomic%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、夫々次の測定を行った。
変化させ、夫々次の測定を行った。
帯電電位Vo (V):感光体流れ込み電流200μA
、露光なしの条件で360SX型電位計(トレ・ツク社
製)測定した現像直前の感光体表面電位。
、露光なしの条件で360SX型電位計(トレ・ツク社
製)測定した現像直前の感光体表面電位。
半減露光量E !A (erg /cffl) :強
度1μW/cn!、波長750nmの光照射により表面
電位を500V〜250 Vに半減するのに必要な露光
量。
度1μW/cn!、波長750nmの光照射により表面
電位を500V〜250 Vに半減するのに必要な露光
量。
残留電位Vg (V):露光後、400nmにピークを
持つ光除電光30Lux−sec照射後の表面電位。
持つ光除電光30Lux−sec照射後の表面電位。
画質:感光体に10μW / cI+! 、波長750
nmの露光を行い、静電潜像を形成した後、帯電極性に
対応して、負或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ができた。繰り返し
コピー操作を20万回行った後のコピーの画質を判定し
た。
nmの露光を行い、静電潜像を形成した後、帯電極性に
対応して、負或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ができた。繰り返し
コピー操作を20万回行った後のコピーの画質を判定し
た。
◎ 画像濃度が充分高く、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。
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。
△ 画像実用上採用可能。
× 画像実用上採用不可能。
本発明に基づく感光体は、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。
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。
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・・・・・
・・・・支持体(基板) 2・・・・・・・・・電荷輸送J 3・・・・・・・・・a−5i:H層 4・・・・・・・・・表面改質層 5 、=−a −S i G e : HN3・・・・
・・・・・電荷発生層 7・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
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・・・・・
・・・・支持体(基板) 2・・・・・・・・・電荷輸送J 3・・・・・・・・・a−5i:H層 4・・・・・・・・・表面改質層 5 、=−a −S i G e : HN3・・・・
・・・・・電荷発生層 7・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
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電荷発生層と、 (b)、この電荷発生層上に形成され、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表面改質
層と、 (c)、前記電荷発生層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなる電荷輸送
層と、 (d)、この電荷輸送層下に形成され、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 |
---|---|---|---|
JP12364885A JPS61281248A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12364885A JPS61281248A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61281248A true JPS61281248A (ja) | 1986-12-11 |
Family
ID=14865795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12364885A Pending JPS61281248A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61281248A (ja) |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12364885A patent/JPS61281248A/ja active Pending
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