JPS6186758A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Publication number
JPS6186758A
JPS6186758A JP20703184A JP20703184A JPS6186758A JP S6186758 A JPS6186758 A JP S6186758A JP 20703184 A JP20703184 A JP 20703184A JP 20703184 A JP20703184 A JP 20703184A JP S6186758 A JPS6186758 A JP S6186758A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
photoconductive
refractive index
gas
intermediate layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP20703184A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Miki
明 三城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP20703184A priority Critical patent/JPS6186758A/ja
Publication of JPS6186758A publication Critical patent/JPS6186758A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばレーザープリンター等に用いられる
電子写真感光体に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
電子写真用感覚体としては、従来では、セレン、セレン
・ヒ素、セレン・テルル、硫化カドミウム樹脂分散糸、
有機光導電性材料等が用いられてきたが、近年では、非
晶質シリコン(以下a  Siと書く)が注目されてお
り、これを用いたa−8i電電子写真光体は、無害であ
り、公害の心配のないこと、高い使用温1更に耐え、表
面硬度が高く取扱いが容易であること、さらに、可視領
域に高い分光感度を有していること等の理由力1ら、急
速に製品化への要求が高まってきている。一方、近年、
ファクシミリ、ワードプロセッサー、コンピュータ等の
端末に、感光体。
を用いた電子写真方式のプリンターが開発されてきてお
り、このプリンターでは光源として種々のものが使用さ
れている。その中でも光源としてレーザーを用いた電子
写真方式のレーザープリンターは、そのレーザー光源と
してHe −Neレーザー等のガスレーザーが用いられ
ていたが、最近では、プリンターの小型化、低コスト化
、fAの行い易さ等の意力)ら、半導体レーザーが主に
用いられるようになってきた。
ところで、光源に半導体レーザーを用いた電子写jr、
方式のレーぜ−プリンターの感光体にaSiを利用しよ
うとする場合、半導体レーザーはその発光波長が、現在
のところ、780 nm8度であり、a  Si感元体
はこの半導体レーザーの発光波長傾城では、光感度がや
や低く、鮮明な画像が得られないことかあ・5゜そこで
、半導体レーザーの発光波長でも光感度を充分持たせら
れるようにするために、a−stIf&元体中にGe 
(ゲルマニウム)を入れ、光学的バンド・ギャップを小
さくすることがよく行なわれている。
また、a  Si感光体中の光導電層の水素の含有量を
下げることにより、光学的バンドギャップを下げ、長波
長感度を増すことも行なわれている。
しかしながら、以上のようfA a −Si感元体を用
いて、半導体レーザーを光源としたレーザープリンター
でレーザー元をラインスキャンし、画像を形成させてみ
ると、文字画像とvなって、干渉縞状の濃度むらが現わ
れることがある。また、この濃度むらは、レーザーのa
光量を上げれば消すことができるが、その場合でも文字
画像か所々白すじ状にぬけてし才い、良好な画像を得る
ことができない。さらに、文字画像では現われなくても
、ハーフトーンをとってみると、やはりハーフトーンに
干渉縞による濃度むらが現われる場合がある。
この原因はa −St g光体の・表面で反射したレー
ザー元と、a−8+悪感光内部を透過し、導′這性基叛
、具体的にはAl素管表面で1え射し、再び表面から射
出していく反射1ノ−ザー元との間で干渉が生じるため
である。a−8i感元体の場合、p、l素管上に成膜さ
れた光導電層は、多少の膜の厚みむらを狩っており、こ
れが干渉の原因となるドラム上の光路長の差となってあ
られれる。
そして、a−8i感元体表面の反射光と、Al素管表面
で反射し、再び表面から射出してくる反射光との間の干
渉効果は、大際にはa−8i感元体内部に入射し、実質
的に発生するキャリアの量を制限することになり、前述
したように、膜の厚みむらに対応して製産むらが現われ
ることになる。したがって、その対策としては、どちら
力)の放射光強度を下げてやれば良く、一般にはp、(
3素管表面を適当に荒らすか、あるいは表面に反射防止
膜を設けるごとなどがよく行われる。
ここで、a−8iを電子写真感光体に使用しようとする
場合、a  Si自体の暗低抗は約1010Ω・備程度
であるため表面電荷保持能を高めるために、一般に、導
筒性基板上に、導甫性基板乃)らの箪衡の注入を阻止す
るブロッキング層を設け、さらに光導電層の上部に電荷
保持のための表面層を設けるいわゆる積層構造がとらn
ている。
そこで、このような積層構造のa −8L悪感光につい
て、前述の干渉縞対米として、he素管表面を荒らして
みると、光導電層の厚みむらに対応した狭い間隔の干渉
縞は消えるが、ハーフトーン画像に間隔の広い干渉縞が
現われることがある。これは10表面層の厚みむらlこ
対応した干渉効果によるものである。
したがって、この間隔の広い干渉縞を消すためには、反
射防止条件を満たすような膜厚で均一に表面層を成膜す
ればよい。しかし、表面層が非常番こ薄く均一成膜が不
可能な場合は、表面層の上部に反射防止膜を設ければ干
渉効果は防止できることになる。
以上のように、レーザープリンターに現われる干渉縞は
種々の方法ζこより解決が可能であるが、a  Si感
元体の構造プロてスの簡素化、省力化ぢよび生産性を考
慮した暢合、できるだけ成1摸袈置のみでa−83感光
体を最終的に襄遺し、別の製造プロセスを増やさないよ
うにする方がよい。したがって、a−8Lと適合する屈
折ぶを有する物質により反射防止膜を成膜することは不
利である。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、製造プロセスを増やすことなく、干
渉効果による画像の濃度むらの発生を防止することがで
きるようにしたl子′−E異光光体を4た供することに
ある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、導電性基体上に
、シリコン原子を母体として含む非晶質材料から成る光
導電層と7面層とを11目次積層して形成した可子写異
光元体において、上記光導電層の屈折基をnaとし、上
記表面層の屈折率ソnbとしたとき、nil > n 
> nbの関係となるような屈折率nを有するシリコン
原子を母体として含む非晶質材料から成る光導電性の中
間層を上記光感電層と上記表面層との間に少なくとも一
層以上形成し、かつ上記ftJ4電性の中間層の屈折率
nを光導電性の中間層に含まれてる水素の量によって制
御した0とによって、入射光が層の界II]]で反射し
缶くするようにしたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第3図は本発明に係る電子写真感光体を成膜する成膜
装置を示すもので、図中1は反応容器である。この内部
には、高周波重力印加用゛電極2、これに対向して設け
られ、かつアースされた支持台3、この支持−a3の上
部に設けられた成膜用導電、性基板(S電性基体)4、
および、上記支持台3の下部に設けられたヒーター5等
が収容されている。上記電極2は、反応容器lとはテフ
ロン等の絶縁材6で絶縁され、反応容器Iの外部で、高
周波電力のマツチングのためのLC回路から成るマツチ
ングボックス7を介してプラズマ放電分解を行うための
周波数13.56 MI(Zを有する電力を供給するた
めの高周波電源8に接続されている。また、9はガス導
入管であり、10は拡散ポンプにより反応容器lの内部
を真空にする第1の排気系、llは成膜中メカニカル・
ブースターポンプにより排気を行う第2の排気系である
し力1して、以上のように構成された成膜装置を用いて
、a  Si電子写真感光体を成膜する場合は、先ず、
光分に洗浄した成膜用導電性基板4を反応容器lの内部
の支持台3の上部に設置した後、反応答臼Iの内部を拡
散ポンプにより第1の排気糸10で尚真空に排気する。
その後ガス導入管9から、シリコン原子を母体として含
むガス(SiH4、5izHa等)を導入し、高周波電
源7から1高周波電力を印加して、グロー放電分解を行
い、これによつa−8iの成膜を行う。
次に、上記成、摸装置で製造した本発明に係る゛重子:
8:5A感元体を第1図および第2図に示す。
、31図に示す電子写真感光体は、導電性基板101上
に元へ参市層102、元尋電性の中間層103、表面層
104をこの順に積層した構成となっている・。そして
、上記光導電層102は、シリコン原子を母体として含
むガスたとえば5i)(4、S i2 H6のグロー放
電分解により成膜され、この元2#、’G i曽102
の成膜を行う際には、暗低抗を上げ帯電能を高めるため
に、周期律P第mA族元素を含むガスを混合し、ライト
ドープすることも行なわれる。なお、この元2si 、
層102の膜厚は、良好な′茗子写真特性および画1象
を得るためには、10〜50μm1好ましくは15〜4
0μmがよい。さらに、元4電層102は、荷T粒子放
射分析ζこより、水素含有量が5〜8原子%であり、光
学的特性の測定から、光学的バンド・ギャップが1.6
3〜1.68 eV、屈折率が790 nmの波長に対
して4.2〜4,5である。=面Ji 704は、シリ
コン原子を母体として含むガスたとえば5fHa 、 
5itesガス等に、炭素、チッ素、酸素のうち少なく
とも一つ以上を含むガスを混合して成膜される。たとえ
ば5ir(4ガスにCH,、C2H,ガス等を混合し、
グロー放電分解を行うことにより、良好な表面JiS 
f形成することができる。また、この表面層104は、
炭素含有−1kが12〜15原子鴨、光学的バンド・ギ
ャップが2.0〜2゜2eV、790nmの波長での屈
折率が2.4〜2.8である。なお、この表面層104
の膜厚は、寅子写X感光体として要求される電荷保持能
同上、残留電位の低減、耐環境性、耐コロナイオン性を
考慮した場合、100A〜lOμm%好ましくはIs 
o o X〜5μmnがよい。
上記元焉−′耐伯二の中間者tO3[才、光導T層lθ
2U>屈折」をna、表面jAのJぽ折率をnbとした
とき、na ’;l nンnbの関係となるように、そ
の屈折ぶ眉]が、したがって元学的/Nlンド・ギャッ
プが、水#含吊遣8こ3(つて制御されているものであ
る。すなわち、この尤4)性の中間層103は、上記光
重1.a 心” 2と比較して水素含有量か多く、水素
分析により30〜35原子%、また;を党的バンド・ギ
ャップが1.84〜1.88 eV。
790 nmの波長での屈折率が3.3〜3.5の値を
有する1)のである。
なslこの光導電性の中間、−103の膜厚は、反射防
止および発生するキャリアの走行を防止 −しない8度
の膜厚が望ましく、通常は、以上の点を考1可して10
0^〜20μm1好ましくは500′A〜10μmがよ
い。
また、上記光導電性の中間層103の成膜方法としては
、光導電層102の成膜とほは同様であるが、膜内の水
素含有量を増加させるために、別を母体として含むガス
、たとえばS+H4+5izHaガス等に加えて、水素
ガスを混合して、グロー放電分解を行なえばよい。
さらに、暗抵抗を高めるために中間層103に、周期律
表第111A族の元素をライト・ドープしてもよい。
以上の構成iこよれば、界面のバンド・ギャップが比較
的なだらかに変化するために界面でのキャリアの蓄積が
防止でき、残留電位が低くおさえられる。また、レーザ
ー元を入射した際、表面層104からの反射が低くおさ
えられ、かつ、表面層104と中間層103との境界面
、中間層103と光導電、層102との境界向のそれぞ
れで、屈折率が規則的に変化しているために、反射率が
低くおさえられて光導電層102内部に入射することに
なり、界面での反射光による干渉効果が防止できる。さ
らに、中間層103を絶縁性の材料を用いて成膜しよう
とする場合、表面層104も絶縁性であるため結果おし
て、表面r=to4が厚くなることになり、゛4子写真
特性としての残留電位が上昇してしまうといった問題が
生じるが、その点、asiは膜中の水素含有量を変える
ことによってa  Siの電気特性をさほど大きく変え
ることなく光学的特性を変えられる。
第2図に示す1子写異光元体は、導電性基板(導電性基
体)20I上に、光導電層202、光導電性の第1の中
間層203、光導′償1性の第2の中間層204、表面
層205をこの順に設けたものである。この場合も屈折
率は表面層2057))ら″/l、4准崩202に行く
に従って大きくなるように中間層203,204がそれ
ぞれ成膜されている。
〔具体例〕
充分に洗浄した後乾燥させた導電性基板4としてのhl
j素菅を真空容器!内に設置し、波数ポンプにより真空
容?+?r I内を排気した。これと同時に、Al素管
の加熱用ヒーター5の電源を入れ、設定温度を350℃
にし、加熱を行った。約1時間後、真空容器l内の真空
度が3810−’Torrとなり、A7?素管の温度も
安定した。その後、マスフローコントローラを介してS
iH4の流量を300 SCCM、JHaのS iHa
に対する流量比を5 x 10”−’、  CH,の流
量を608CCM、アルゴンガスの流量を200 SC
CMにそれぞれなるように調節した後、13.56 M
Hzの高周波電源8のスイッチを投入して、200Wの
高周波電力を印加し、グロー放電を行ない、第一層の成
膜を行なった。このとき、反応圧力は0.8 Torr
で、膜厚は1.2μmであった。
第一層成膜終了後、すべてのガスを止め、ガスのパージ
を15分間行い、その後、SiH4のfifヲ600 
SCCM、アルゴンガスの流量を500 SCCM、B
d(6の5IH4に対する流量比を8810”−’にそ
れぞれなるようにマスフローコントローラにより調節し
、ガスの流量が安定した後、高周波電力を350W印加
し、25μmの膜厚の元導宵層102を形成した。この
とき、反応圧力は1.5Torrであった。
光導電層102の成膜後、5IH4ガスの流量を200
 SCCMにお七し、水素ガスを300 SCCM流し
、5分間その状態に保ち、ガスの流量が安定した後、高
周波電力を350W印加し、2μm膜厚の中間層103
の成膜を行った。このとき、反応圧力は1.2 Tor
rでめった。
次に、すべてのガスを止め、真空容器!内を15分間パ
ージしたのち、マスフローコントローラーを介して、8
iH4の流量を100 SCCM。
CH,の流量を400 SCCMに調節した後、高周波
電力を200W印加し、1.5μmの膜厚の表面r=1
104を形成した。このとき、反応圧力は0.77or
rであツタ。
このようにして成膜したa−8ft子写真感光体を79
0 nmの発光波長の半導体レーザーを搭載したレーザ
ープリンターで画像をとってみたところ、干渉効果によ
る濃度むらのない鮮明な画像を得ることができ、また電
子写真特性も非常に良好であった。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、a  Sj成膜プ
ロセスのみで製造プロセスを増やすことなく、かつ電子
写真特性を悪化させることなく、干渉効果による画像の
濃度むらの発生を防止することができる等の優れた効果
をうする。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明(こ係る電子写真
感光体を示す摸式的構成図、第3図は本発明に係る電子
写真感光体を成膜するための成膜装置を示す概略的構成
図である。 4・・・導電性基板(導電性基体)、101・・・導電
性基板(導電性基体)、102・・・光導電、IL10
3・・・中間層、104・・・表面層、201・・・導
電性基板(導電性基体)、202・・・光導電層、20
3・・・第1中間層、204・・・第2中間層、205
・・・表面層。 出頓人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 優3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)導電性基体上に、シリコン電子を母体として含む非
    晶質材料から成る光導電層と表面層とを順次積層して形
    成したものにおいて、上記光導電層の屈折率をnaとし
    、上記表面層の屈折率をnbとしたとき、na≧n≧n
    bの関係となるような屈折率nを有するシリコン原子を
    母体として含む非晶質材料から成る光導電性の中間層を
    上記光導電層と上記表面層との間に少なくとも一層以上
    形成し、かつ上記光導電性の中間層の屈折率nを上記光
    導電性の中間層の水素含有量によって制御したことを特
    徴とする電子写真感光体。 (2)光導電性の中間層には水素を5〜50原子パーセ
    ント含有したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の電子写真感光体。
JP20703184A 1984-10-04 1984-10-04 電子写真感光体 Pending JPS6186758A (ja)

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JP20703184A JPS6186758A (ja) 1984-10-04 1984-10-04 電子写真感光体

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209359A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyocera Corp 画像形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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