JPS62184465A - 感光体 - Google Patents
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- JPS62184465A JPS62184465A JP61027341A JP2734186A JPS62184465A JP S62184465 A JPS62184465 A JP S62184465A JP 61027341 A JP61027341 A JP 61027341A JP 2734186 A JP2734186 A JP 2734186A JP S62184465 A JPS62184465 A JP S62184465A
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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
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- 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
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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A s
ST e s S b等をドープした感光体、ZnOや
C,dS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。
ST e s S b等をドープした感光体、ZnOや
C,dS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、5t−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−3iは、5t−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にト■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にト■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。)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750〜800 nm (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GaA7!
Asを構成材料としたものであってその発振波長は76
0〜820 nm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750〜800 nm (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GaA7!
Asを構成材料としたものであってその発振波長は76
0〜820 nm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十分で
ある。
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−3i: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 −3iGe:Hは600〜850 n
mの波長域で光感度が良好である。a−3iGeを使用
した例として、a−3iGe層上に電荷輸送層を形成し
、これら両層間の境界領域の組成、を連続的に変化させ
たものがあるが、これでは、製膜の制御性が困難になる
。
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 −3iGe:Hは600〜850 n
mの波長域で光感度が良好である。a−3iGeを使用
した例として、a−3iGe層上に電荷輸送層を形成し
、これら両層間の境界領域の組成、を連続的に変化させ
たものがあるが、これでは、製膜の制御性が困難になる
。
ハ9発明の目的
本発明の目的は、特に近赤外の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久性の良い感
光体を提供することにある。
つ帯電電位、暗減衰等の電荷保持特性や耐久性の良い感
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、本発明は、炭素原子と窒素原子と酸素原子とのう
ち少なくとも1種を含有するアモルファス水素化及び/
又はハロゲン化シリコンからなる電荷輸送層と、アモル
ファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンゲルマニウ
ムからなる電荷発生層とを有し、前記電荷輸送層と前記
電荷発生層との間に少なくとも1つの中間層がこの1層
中ではほぼ均一組成に設けられ、この中間層とこれに隣
接する層との間のEg、opt及び/又はχ (但し、
Eg、optは光学的エネルギーギャップ、χは真空準
位と価電子帯とのバンドギャップである。)の差が0.
2eV以下である感光体に係るものである。
ち少なくとも1種を含有するアモルファス水素化及び/
又はハロゲン化シリコンからなる電荷輸送層と、アモル
ファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンゲルマニウ
ムからなる電荷発生層とを有し、前記電荷輸送層と前記
電荷発生層との間に少なくとも1つの中間層がこの1層
中ではほぼ均一組成に設けられ、この中間層とこれに隣
接する層との間のEg、opt及び/又はχ (但し、
Eg、optは光学的エネルギーギャップ、χは真空準
位と価電子帯とのバンドギャップである。)の差が0.
2eV以下である感光体に係るものである。
本発明によれば、電荷発生層がアモルファス水素化及び
/又はハロゲン化シリコンゲルマニウムからなっている
ので、近赤外領域での感度向上を実現した感光体を提供
できる。例えば、a−3iGe:Hの有する比較的長波
長域(例えば600〜850 nm)での高感度特性を
生かしながら、高い電荷保持性や膜付き等を特に電荷輸
送層で実現しており、これまで知られているものに比べ
て特性を十分に満足した有用な感光体を提供することが
できる。
/又はハロゲン化シリコンゲルマニウムからなっている
ので、近赤外領域での感度向上を実現した感光体を提供
できる。例えば、a−3iGe:Hの有する比較的長波
長域(例えば600〜850 nm)での高感度特性を
生かしながら、高い電荷保持性や膜付き等を特に電荷輸
送層で実現しており、これまで知られているものに比べ
て特性を十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、特に電荷輸送層はC
,N、Oの少なくとも1種を含有するアモルファスシリ
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、帯電電位を高くし、暗減衰を少なくできる。
分離した機能分離型のものであり、特に電荷輸送層はC
,N、Oの少なくとも1種を含有するアモルファスシリ
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、帯電電位を高くし、暗減衰を少なくできる。
更に、本発明では、上記の中間層の存在によって、隣接
層間のエネルギーギャップが小さくなり、スパイク(バ
ンドの不連続化)等の発生を少なくできる。この結果、
キャリアの移動をスムーズにして高感度化、低残留電位
を実現でき、かつ各層この中間層は1層中ではほぼ均一
組成に形成されているので、後述するi膜を非常に行い
易いという優れた利点がある。通常、a−3i系材料で
連続製膜し、積層する場合、0・、02μm程度の境界
層が存在する。これを考慮し、中間層厚としてはこの境
界層を含めて0.05〜2μmが好ましい。更に好適に
は0.1〜1μmとするのが望ましい。
層間のエネルギーギャップが小さくなり、スパイク(バ
ンドの不連続化)等の発生を少なくできる。この結果、
キャリアの移動をスムーズにして高感度化、低残留電位
を実現でき、かつ各層この中間層は1層中ではほぼ均一
組成に形成されているので、後述するi膜を非常に行い
易いという優れた利点がある。通常、a−3i系材料で
連続製膜し、積層する場合、0・、02μm程度の境界
層が存在する。これを考慮し、中間層厚としてはこの境
界層を含めて0.05〜2μmが好ましい。更に好適に
は0.1〜1μmとするのが望ましい。
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、C,N及びOの少なくとも1種を含
有する例えばa−5iC:H又はa −S i N :
Hからなる電荷輸送層2、中間層6、a−3iGe:
8層3、C,N、0又はGeを含有する例えばa−3i
C: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。
性支持基板1上に、C,N及びOの少なくとも1種を含
有する例えばa−5iC:H又はa −S i N :
Hからなる電荷輸送層2、中間層6、a−3iGe:
8層3、C,N、0又はGeを含有する例えばa−3i
C: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。
また、基板1からのキャリアの注入を防止して表面電位
を十分に保持するのに、C,N又は0を含有する例えば
a−3iC:H又はa−3iN:Hからなる電荷ブロッ
キング層8を破線の如くに形成し、周期表第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型導電特性を示すのがよい。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。
を十分に保持するのに、C,N又は0を含有する例えば
a−3iC:H又はa−3iN:Hからなる電荷ブロッ
キング層8を破線の如くに形成し、周期表第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型導電特性を示すのがよい。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、電荷発生層であるa−3iGe:8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、特に600〜850 nm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3は全
体の厚みは2〜IOμmであるのが望ましい。
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600〜850 nm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3は全
体の厚みは2〜IOμmであるのが望ましい。
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刷性の向上、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(f
h <ものである。そして、このa−3i Cr 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刷性の向上、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(f
h <ものである。そして、このa−3i Cr H層
4の厚みを400〜5000人に選択することが重要で
ある。
本実施例の感光体において注目すべきことは、層シー3
間に中間層6を設け、この中間層によって各層間のEg
、opt及び/又はχを0.2e■以下に設定している
ことである。このために、中間層6を両層2−3の中間
組成で形成している。
間に中間層6を設け、この中間層によって各層間のEg
、opt及び/又はχを0.2e■以下に設定している
ことである。このために、中間層6を両層2−3の中間
組成で形成している。
次に、本例による第1図の感光体の各層を更に詳しく説
明する。
明する。
a−3iC:Hw(−7””
このa−3iC:H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、数十万回の耐刷
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、数十万回の耐刷
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屓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
5ooo八を越えた場合には、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屓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
5ooo八を越えた場合には、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−SiC: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−3i 1−xCx
: Hと表せば、Xを0.2〜0.8とすること(S
i + C= 100 atomic%としたときに炭
素原子含有量が20atomic%〜80atomic
%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−3i 1−xCx
: Hと表せば、Xを0.2〜0.8とすること(S
i + C= 100 atomic%としたときに炭
素原子含有量が20atomic%〜80atomic
%であること)が望ましい。
なお、このa−SiC:H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10〜30atomic%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10〜30atomic%と
するのがよい。
また、表面改質層4は、上記以外にも、Cに代えてN又
は0を含有し、更にはGeも含有するものであってよく
、この場合でもSiは20〜80a tom ic%と
する。
は0を含有し、更にはGeも含有するものであってよく
、この場合でもSiは20〜80a tom ic%と
する。
1玉1b贋」え
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10″Ω−cm以上であって、耐高電界性を有
し、単位膜厚光たりに保持される電位が大きく、しかも
感光層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9、炭素又は窒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、この層
2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光層で発生
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10″Ω−cm以上であって、耐高電界性を有
し、単位膜厚光たりに保持される電位が大きく、しかも
感光層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9、炭素又は窒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、この層
2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光層で発生
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通用するためには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を越えると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又はa−3iN: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。
ールソン方式による乾式現像法を通用するためには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を越えると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又はa−3iN: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。
また、この層2をa−3i □−xCx : H又はa
−3i 1−yNy :Hと表したとき、0.1 ≦X
≦0.6.0.1≦y≦0.6(炭素又は窒素原子含有
量がSi+C(又はN) =100 atomic%と
しもときに10〜60atomic%)とするのが望ま
しい。0.1≦x、0.1≦yとすれば屓2の電気的、
光学的特性をa−3iGe:H層3とは全(異なったも
のにできる。x >0.6 、y >o、eのときは層
の電荷輸送能が低下するので、X≦0.6 、y≦0.
6とするのがよい。
−3i 1−yNy :Hと表したとき、0.1 ≦X
≦0.6.0.1≦y≦0.6(炭素又は窒素原子含有
量がSi+C(又はN) =100 atomic%と
しもときに10〜60atomic%)とするのが望ま
しい。0.1≦x、0.1≦yとすれば屓2の電気的、
光学的特性をa−3iGe:H層3とは全(異なったも
のにできる。x >0.6 、y >o、eのときは層
の電荷輸送能が低下するので、X≦0.6 、y≦0.
6とするのがよい。
なお、電荷輸送層2は、a−3iOで形成してよい。ま
た、a−3iC,、a−3iNに更に0を含有せしめた
もので形成してよい。また、更にGeをO〜30ato
mic%含有してよい。
た、a−3iC,、a−3iNに更に0を含有せしめた
もので形成してよい。また、更にGeをO〜30ato
mic%含有してよい。
また、電荷輸送層2には、ホウ素等、周期表第111A
族を500 ppm以下、又は第VA族元素を200p
pm以下ドープして(このドープ量は後述のグロー放電
時のガス流量比で示す二以下同じ)光感度の向上を計る
のが良い。
族を500 ppm以下、又は第VA族元素を200p
pm以下ドープして(このドープ量は後述のグロー放電
時のガス流量比で示す二以下同じ)光感度の向上を計る
のが良い。
7″丁プロ・・キング
この層8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
、ブロッ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。周期表第1[A族元素は50〜11
0000pp。
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
、ブロッ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。周期表第1[A族元素は50〜11
0000pp。
第VA族元素は10〜110000pp含有し、Stは
40〜90atomic%とするのがよい。
40〜90atomic%とするのがよい。
このブロッキング層の炭素又は窒素含有量も層2と同じ
< 5〜30atomic%、好ましくはlO〜20a
tomic%とするのがよい。
< 5〜30atomic%、好ましくはlO〜20a
tomic%とするのがよい。
」予じヒ且清J−
a−5iGe:H層3は、近赤外波長の光に対して第3
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
対して十分な光感度(半減露光量(erg /cal)
の逆数)を有している。
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
対して十分な光感度(半減露光量(erg /cal)
の逆数)を有している。
電荷発生層全体の厚みは、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−3iGesH層自体は電位保
持性を有していな(てよいから感光層としては必要以上
の厚さにする必要はなく、上限は10μmあれば十分で
ある。a−3iGe:H3は1μm以上の厚みにしない
と光を十分に吸収できない。
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−3iGesH層自体は電位保
持性を有していな(てよいから感光層としては必要以上
の厚さにする必要はなく、上限は10μmあれば十分で
ある。a−3iGe:H3は1μm以上の厚みにしない
と光を十分に吸収できない。
a−3iGeJif3は、S i : Ge= (0,
9:0.1 )から(0,4:0.6 )としてよい。
9:0.1 )から(0,4:0.6 )としてよい。
層3には、周期表第mA族元素又は第VA族元素を50
ppm以下ドープしたり、C,N又はOが5atomi
c%以下含有されていてもよい。
ppm以下ドープしたり、C,N又はOが5atomi
c%以下含有されていてもよい。
また、この電荷発生I’d(上記した石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DIA族元素(B、AN、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−3i
Gc:H層3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%(Si十G e =100 atomic
%)に設定するのがよい。即ち、0.1 atomic
%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50atom
ic%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 −5iGe:H及びa−
3i:HのSiとHの結合については、5i−HがSi
に比べて多いことが望ましい。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、ρD/ρLの大き
い感光体となるので望ましい。
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DIA族元素(B、AN、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−3i
Gc:H層3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%(Si十G e =100 atomic
%)に設定するのがよい。即ち、0.1 atomic
%未満では長波長感度がそれ程向上せず、50atom
ic%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 −5iGe:H及びa−
3i:HのSiとHの結合については、5i−HがSi
に比べて多いことが望ましい。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、ρD/ρLの大き
い感光体となるので望ましい。
生皿五■
これらの中間層は、両層2−3間のEg、opt又はχ
の差をみかけ上0,2eV以下としてキャリアを動き易
くするために極めて重要である。このために、中間層6
は次のように選択できる。
の差をみかけ上0,2eV以下としてキャリアを動き易
くするために極めて重要である。このために、中間層6
は次のように選択できる。
なお、上記の中間層6は単一層からなっているが、複数
層からなっていてよい。この中間層には、周期表第1[
[A族又は第VA族元素が前記した電荷輸送層と同様の
範囲で含有されていてよい。
層からなっていてよい。この中間層には、周期表第1[
[A族又は第VA族元素が前記した電荷輸送層と同様の
範囲で含有されていてよい。
なお、上記のEg、optの測定方法としては、単層膜
での光吸収係数αの測定より知られる。a−Si系材料
のαのλ(照射光波長)依存性を測定すると刀;Tτo
c(h v −Eg、opt ) 0)関係カ成立する
範囲があり、この式に基づきEg、optが求められる
。但し、α:吸収係数、hニブランク定数、シ:光の振
動数である。
での光吸収係数αの測定より知られる。a−Si系材料
のαのλ(照射光波長)依存性を測定すると刀;Tτo
c(h v −Eg、opt ) 0)関係カ成立する
範囲があり、この式に基づきEg、optが求められる
。但し、α:吸収係数、hニブランク定数、シ:光の振
動数である。
また、上記のχについては、第4図に示すように、隣接
する第1層(例えば上述の3)と第2層(例えば上述の
6)とについてその各真空準位(電子がフリーな状態)
と価電子帯のレベルとの差であるχ1、χ2として定義
する。このχの測定方法は、ケルビン・メソッド・フォ
ツ・コンタクト・ディファレンス(Kelvin me
thod forcontact differenc
e) 、電子線回折、電子線遅延法(retordat
ion ) 、二次電子エネルギー分析(photoe
mission electron energg a
nalysis)の如き公知の方法による。なお、第4
図中、φ1、φ2はフェルミレベルと価電子帯とのギャ
ップであり、公知の方法によって暗状態の電気伝導度の
温度依存性の測定に基づいて求められる。第4図のバン
ド図は、走行キャリアがホールの場合であるが、走行キ
ャリアが電子の場合には伝導電子帯端を揃えておく。
する第1層(例えば上述の3)と第2層(例えば上述の
6)とについてその各真空準位(電子がフリーな状態)
と価電子帯のレベルとの差であるχ1、χ2として定義
する。このχの測定方法は、ケルビン・メソッド・フォ
ツ・コンタクト・ディファレンス(Kelvin me
thod forcontact differenc
e) 、電子線回折、電子線遅延法(retordat
ion ) 、二次電子エネルギー分析(photoe
mission electron energg a
nalysis)の如き公知の方法による。なお、第4
図中、φ1、φ2はフェルミレベルと価電子帯とのギャ
ップであり、公知の方法によって暗状態の電気伝導度の
温度依存性の測定に基づいて求められる。第4図のバン
ド図は、走行キャリアがホールの場合であるが、走行キ
ャリアが電子の場合には伝導電子帯端を揃えておく。
また、元素含有量の定量は、アルバック−ファイ株式会
社製の走査型オージェ電子分光分析装置「マルチプロー
ブ600」を用いて行った。この装置を用いて、Ar+
(4KeV)イオンビームを0.2μAとしてスパッタ
を行い、電子ビーム(3KeV、0.1μA)を励起と
してオージェ電子を通常の方法により測定した。元素含
有量の算出に当たっては、PHIオージェハンドブック
の感度係数の値を用い、主要元素Si十C+N+Ge+
0=100at%として行った。
社製の走査型オージェ電子分光分析装置「マルチプロー
ブ600」を用いて行った。この装置を用いて、Ar+
(4KeV)イオンビームを0.2μAとしてスパッタ
を行い、電子ビーム(3KeV、0.1μA)を励起と
してオージェ電子を通常の方法により測定した。元素含
有量の算出に当たっては、PHIオージェハンドブック
の感度係数の値を用い、主要元素Si十C+N+Ge+
0=100at%として行った。
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−5iに対しては上記したHの代わりに、或
いはHと併用してフッ素等のハロゲン原子を導入し、例
えばa−3iGe : F、 a−3iGe :H:F
、a−3i :F、a−Si 二H:F、a−3iC:
F、a−3iC: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<
、0.5〜10atomic%が更に良い。
めには、a−5iに対しては上記したHの代わりに、或
いはHと併用してフッ素等のハロゲン原子を導入し、例
えばa−3iGe : F、 a−3iGe :H:F
、a−3i :F、a−Si 二H:F、a−3iC:
F、a−3iC: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<
、0.5〜10atomic%が更に良い。
第2図は他の例による感光体を示すが、第1図の感光体
とは異なり、電荷輸送M2が表面側に存在しており、こ
の下側にa−3iGe層3及び中間層6が夫々形成され
ている。このような構成でも、上記と同様の作用効果が
得られる上に、電荷輸送層が表面側にあるために耐久性
、耐刷性が良くなる。表面には更に、破線で示す表面改
質一層4を形成するとなお良い。ブロッキング層8は必
ずしも設けなくてもよい。
とは異なり、電荷輸送M2が表面側に存在しており、こ
の下側にa−3iGe層3及び中間層6が夫々形成され
ている。このような構成でも、上記と同様の作用効果が
得られる上に、電荷輸送層が表面側にあるために耐久性
、耐刷性が良くなる。表面には更に、破線で示す表面改
質一層4を形成するとなお良い。ブロッキング層8は必
ずしも設けなくてもよい。
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5図について説明す
る。
置、例えばグロー放電分解装置を第5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 H4又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はG e H4又はガス状ゲルマニウム化合物の供
給源、74はN2、NH3等の窒素化合物ガスの供給源
、75はCH4等の炭化水素ガスの供給源、76はAr
等のキャリアガス供給源、77は不純物ガス(例えばB
2H2又はPH3)供給源、78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A
A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。
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 H4又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はG e H4又はガス状ゲルマニウム化合物の供
給源、74はN2、NH3等の窒素化合物ガスの供給源
、75はCH4等の炭化水素ガスの供給源、76はAr
等のキャリアガス供給源、77は不純物ガス(例えばB
2H2又はPH3)供給源、78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A
A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
iH4又はガス状シリコン化合物、GeH4又はガス状
ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3) 、CH
4、又はN2を適宜真空槽62内に導入し、例えば0.
01〜10Torrの反応圧化で高周波電源66により
高周波電圧(例えば13.56 MHz)を印加する。
iH4又はガス状シリコン化合物、GeH4又はガス状
ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3) 、CH
4、又はN2を適宜真空槽62内に導入し、例えば0.
01〜10Torrの反応圧化で高周波電源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、上記各反応ガス電極67と基板1との間
でグロー放電分解し、ボロンドープドa−3iGe :
H(S i : Ge=0.6 :0.4 ) 、
ボo7ドーブドa−3iCGe:H、ボロンドープドa
−3iC:Hを上記の層3.6.2として基板上に連続
的に(即ち、第2図の例に対応して)堆積させる。これ
を層構成Aとする。
でグロー放電分解し、ボロンドープドa−3iGe :
H(S i : Ge=0.6 :0.4 ) 、
ボo7ドーブドa−3iCGe:H、ボロンドープドa
−3iC:Hを上記の層3.6.2として基板上に連続
的に(即ち、第2図の例に対応して)堆積させる。これ
を層構成Aとする。
また、上記の各層の順を変え、基板上に層2、層6、層
3、層4の順に連続的に(即ち、第1図の例に対応して
)堆積させ、これを層構成りとする。
3、層4の順に連続的に(即ち、第1図の例に対応して
)堆積させ、これを層構成りとする。
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 −S i C: H電
荷ブロッキング旧8を形成するのがよいが、この際、P
H3(ホスフィン)と5ir(、+(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十分に防止できるブロッキン
グ層とするにはP H3/ S i Hhの流量比は1
0〜10000容量ppmにするのがよい。また、ボロ
ンドープによる正帯電用のP型化の場合、BzHa/5
iH4=50−10000容量ppmとしてグロー放電
分解するのがよい。
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 −S i C: H電
荷ブロッキング旧8を形成するのがよいが、この際、P
H3(ホスフィン)と5ir(、+(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十分に防止できるブロッキン
グ層とするにはP H3/ S i Hhの流量比は1
0〜10000容量ppmにするのがよい。また、ボロ
ンドープによる正帯電用のP型化の場合、BzHa/5
iH4=50−10000容量ppmとしてグロー放電
分解するのがよい。
一方、上記の層2.3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 Ha / S i H4≦500容量ppm
であるのが望ましく、層3ではB2H6/ S i H
4≦50容lppmとしてよい。また、表面改質層4に
も、同様にボロンドープをB2H6/S i H4=0
.1〜10容量ppmで行うこともできる。
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 Ha / S i H4≦500容量ppm
であるのが望ましく、層3ではB2H6/ S i H
4≦50容lppmとしてよい。また、表面改質層4に
も、同様にボロンドープをB2H6/S i H4=0
.1〜10容量ppmで行うこともできる。
ホスフィンをドープする場合、層2ではPH3/ S
i H4≦200容量ppm、Fi3ではPH3/S
i H4≦50容量ppmがよい。
i H4≦200容量ppm、Fi3ではPH3/S
i H4≦50容量ppmがよい。
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 tt−t4以外にもS i 2
H6,3i )f F 3、S i F 、)又はその
誘導体ガス、CH4以外のC2H,、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S tt−t4以外にもS i 2
H6,3i )f F 3、S i F 、)又はその
誘導体ガス、CH4以外のC2H,、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、上記の如くにしてグロー放電分解により形成した
層構成A及びBの感光体について、各層間のχ、Eg、
optO差(Δχ、ΔEg、opt )を第6図に示し
、かつ次の各特性も併せて示す。
層構成A及びBの感光体について、各層間のχ、Eg、
optO差(Δχ、ΔEg、opt )を第6図に示し
、かつ次の各特性も併せて示す。
帯電電位Vo (V):感光体流れ込み電流20〇−μ
A、f;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感光体表面電位。
A、f;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感光体表面電位。
半減露光量E% (Ilux/sec ) :強度1
μW/cnl、波長750nm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。
μW/cnl、波長750nm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。
耐刷性:小西六社製の複写機U −BiX 2500M
R改造機を用いて、20万コピーの実写を行い、画質
を判定することにより耐刷性を判断した。
R改造機を用いて、20万コピーの実写を行い、画質
を判定することにより耐刷性を判断した。
○:画質良好 (20万コピー後)Δ:
若干膜はがれ、キズ発生(〃) ×:膜はがれ、キズが著しい(〃) 残留電位:感光体に22/ux−sec (555n
mピーク)の光量を照射後の感光体表面電位 この結果から、本発明に基づいて、Δχ、らかである。
若干膜はがれ、キズ発生(〃) ×:膜はがれ、キズが著しい(〃) 残留電位:感光体に22/ux−sec (555n
mピーク)の光量を照射後の感光体表面電位 この結果から、本発明に基づいて、Δχ、らかである。
図面は本発明を例示するものであって、第1図及び第2
図は電子写真感光体の一部分の断面図、 第3図は光の波長による各感光体の光感度を示すグラフ
、 第4図は隣接し合う層の各エネルギーバンド図、第5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6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・・・・・・・・・電荷輸送層 3−・・・−・・a −S i G e : Hjii
4・・・・・・・・・表面改質層 6・・・・・・・・・中間層 8・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
図は電子写真感光体の一部分の断面図、 第3図は光の波長による各感光体の光感度を示すグラフ
、 第4図は隣接し合う層の各エネルギーバンド図、第5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6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・・・・・・・・・電荷輸送層 3−・・・−・・a −S i G e : Hjii
4・・・・・・・・・表面改質層 6・・・・・・・・・中間層 8・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
Claims (1)
- 1、炭素原子と窒素原子と酸素原子とのうち少なくとも
1種を含有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン
化シリコンからなる電荷輸送層と、アモルファス水素化
及び/又はハロゲン化シリコンゲルマニウムからなる電
荷発生層とを有し、前記電荷輸送層と前記電荷発生層と
の間に少なくとも1つの中間層がこの1層中ではほぼ均
一組成に設けられ、この中間層とこれに隣接する層との
間のEg,opt及び/又はχ(但し、Eg,optは
光学的エネルギーギャップ、χは真空準位と価電子帯と
のバンドギャップである。)の差が0.2eV以下であ
る感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61027341A JPS62184465A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61027341A JPS62184465A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62184465A true JPS62184465A (ja) | 1987-08-12 |
Family
ID=12218349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61027341A Pending JPS62184465A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62184465A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0196659A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP61027341A patent/JPS62184465A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0196659A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体の製造方法 |
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