JPS6283762A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
- Publication number
- JPS6283762A JPS6283762A JP22564485A JP22564485A JPS6283762A JP S6283762 A JPS6283762 A JP S6283762A JP 22564485 A JP22564485 A JP 22564485A JP 22564485 A JP22564485 A JP 22564485A JP S6283762 A JPS6283762 A JP S6283762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- charge
- charge transport
- photoreceptor
- transfer layer
- 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
- G03G5/0825—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。 口0発明の背景 従来、電子写真感光体として、Se又はSeにAs %
Te 、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。 一方、アモルファスシリコン(以下、a Si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−St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(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
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は、10”〜10
”Ω−cm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−3t:H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橿めて優れた特性を有
している。 また、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
ス炭化シリコン(以下、a−3iC:Hと称する。)に
ついて、その製法や存在が“フィロソフィカル・マガジ
ン(Philosophical Magazine
)、 Vol、 35”(197B)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:Hと比較して高い暗所抵抗率(1012〜10
′3Ω−cm)を有すること、炭素量により光学的エネ
ルギーギヤツブが1.6〜2.8 eVの範囲に亘って
変化すること等が知られている。 こうしたa−3iC:Hとa−3i:Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭57−17952号におい
て提案されている。これによれば、a −3i:H層を
電荷発生層とし、この受光面上に第1のa−3iC:H
層を形成し、裏面上(支持体電極側)に第2のa S
iC:H層を形成して、3層構造の感光体としている。 本発明者は、特にa−3iC:Hを使用した感光体につ
いて検討を加えた結果、従来の感光体には次の如き欠点
があることを見出した。即ち、光照射時に電荷輸送層(
上記第2のa−3iC:H石)にまで光が到達すると、
電荷輸送層に光疲労が生じてキャリアをトラップする局
在準位が形成され、黒紙電位の変動、白紙電位の変動、
残留電位上昇の原因となるため、電荷輸送層へ光が到達
しないように電荷発生層の膜厚を大きくする必要がある
が、このように電荷発生層の膜厚が大となれば、電荷発
生層と電荷輸送層との界面の状態が電荷発生層中の光生
成キャリアの移動に大きく影響を与えることになる。具
体的に言えば、電荷発生層自体は感度等の面から不純物
(例えばボロン)のドーピング量を少なめにしであるた
め、本来キャリア(ホール)が移動しにくいが、これに
加えて電荷発生層の膜厚が大きくなれば所定位置ヘホー
ルが一層移動しにくくなり、特に上記両層の界面状態が
悪いとホールの到達率が大きく減少してしまうと考えら
れる。しかも、両層間に存在する光学的エネルギーギツ
プが大きいと、光照射時に光導電層内で発生したキャリ
アが電荷発生層と電荷輸送層との間に存在するエネルギ
ー障壁を充分に乗越えることができず、光感度が不十分
となってしまうことがある。しかし、上記光学的エネル
ギーギヤツブが小さくても(0,3eV以下でも)、上
記した理由からホールの移動度が不十分となることは回
避できない問題である。 これまでに提案されている感光体として、例えば実開昭
57−23543号、同57−23544号等のように
、電荷発生層と電荷輸送層との間に、炭素量を連続変化
させた傾斜層を設けたものが知られている。しかし、実
際には、再現性よく組成を連続的に変化させるのは困難
であり、また量産時3こは、組成を再現性よく連続的変
化させることは更に困難である。また、感光体の表面に
表面改質層を設けたものも知られているが、単層の表面
改質層の場合には、高感度と機械的強度の点で満足のゆ
く性能が得られず、上記した両層′の界面でのキャリア
注入の向上や、電荷発生層−表面改質層間のハンドベン
ディング及び接着性の向上が望まれている。 ハ0発明の目的 本発明の目的は、高感度化(特に低電場下での裾切れの
改善)を図り、かつまた残留電位が低く、電荷発生層−
電荷輸送層間の接着性を向上させ、機械的強度を高めて
高耐久化を可能となす怒光体を提供することにある。 二1発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、窒素原子及び酸素原子のうち少な(と
も窒素原子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り、かつ周期表第IIIa族元
素がドープされた電荷輸送層と;この電荷輸送層上に設
けられ、かつ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発生層と;前記電荷輸送層と前記
電荷発生層との間に設けられ、窒素原子及び酸素原子の
うち少なくとも窒素原子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り、かつ窒素原子
及び/又は酸素原子の含有量が前記電荷輸送層よりも少
ない中間層(この中間層は複数の層からなっていてよい
。)と(望ましくは更に、前記電荷発生層上に設けられ
、かつ無機系の絶縁性物質からなる表面保護層と)を有
する感光体に係るものである。 本発明によれば、電荷輸送層と電荷発生層との間に中間
の組成の中間層(特に組成が連続的に変化L7ないでほ
ぼ一定の組成の中間層)を設けているので、光照射によ
り電荷発生層中で発生したキャリアを高い注入効率で電
荷輸送層へ注入することができ、かつそうした中間層の
形成を容易にして量産性の両立を図れる。また、電荷発
生層上に、無機系の絶縁物質からなる表面保護層を設け
ると、機械的損傷に対して強くなり、白スジ発生等によ
る画質の劣化がなく、耐剛性が優れたものとなる。 更に、本発明においては、表面保護層と電荷発生層との
間にも中間層を設けると、機械的強度と画像ボケに対し
て高性能の感光体を提供でき、これにより、高感度、高
耐久性及び高画質の感光体が得られる。なお、ブロッキ
ング層を更に設ければ、高帯電能を実現し、実用化する
上でプロセスおよび現像特性に負担をかけず、かつ一層
の高画質、高耐久性が可能となる。更に、電荷輸送層も
窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも窒素原子を含有
する上に、周期表第IIIa族元素がドープされている
ので、電位保持能が良好となり、かつ光キャリアの移動
度も向上する。 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、本実施例による正帯電用のa−3i系電子写
真感光体39を示すものである。この感光体39はA1
等のドラム状導電性支持基板41上に、P゛型ブロッキ
ング層44と、電荷輸送層42と、中間層47と、電荷
発生層43と、表面保護層45とが積層された構造から
なっている。電荷プロツキソゲ層44は、周期表第II
Ia族元素(例えばホウ素)がヘビードープされかつN
及びOのうち少なくともN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(a−3iN:H/X
又はa−3iNO:H/X)からなっている。電荷輸送
層42は、周期表第IIIa族元素(例えばホウ素)が
ライトドープされ、かつN及びOのうち少なくともN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(a−3iN:H/X又はa−3iNO:H/X)
からなっている。中間層47は、電荷輸送層42と同様
のa−3iN:H/X又はa−3iNO:H/Xからな
るが、N又はOの含有量が電rT輸送Ff42よりも少
なくなっている。電荷発生lI43は、必要あれば周期
表第IIIa族元素(例えばホウ素)がライトドープさ
れたアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコン
(a−Si :H/X)からなっている。表面保護層
45は、絶縁性の無機物質、例えばAl2O3、Tax
es、Ce0z、Zr0z 、Ti1t 、MgO,Z
nO,pbo。 Mg F z 、Z n S等からなっている。 次に、上記の各層について更に詳述する。 上記の層45は感光体の表面を改質してa−3i系悪光
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、層45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。 また、表面層45の膜厚は400人≦t≦5ooo人の
範囲内(特に400人 ≦t≦2000人に選択するの
がよい。即ち、その膜厚が5000人を越える場合には
、残留電位■□が高(なりすぎかつ光感度の低下も生じ
、a−3t系怒晃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。 電荷発生層43については、帯電能を向上する為には、
電荷発生層の高抵抗化とキャリアの移動度の向上とを図
ってもよい、その為には、電荷発生層を真性化しても良
い。この場合、後述のグロー放電分解時に(BgH&
)/ (SiHn )=0.01〜10容量ppraと
するのがよ<、0.05〜5容量ppraが更によ<
、0.07〜3容量ppa+が最適である。 また、電荷発生層は2〜15μmとするのがよい。 電荷発生層43が2μm未満であると光感度が充分でな
く、下層へ光が浸透し易く、また15μmを越えると残
留電位が上昇し、実用上不充分である。 中間層47は、キャリアの注入効率を高めるために設け
られるものであって、その組成としては、0.5%≦(
N)550%、0.05%≦[0)510%がよく、2
%≦ (N) 510%、0.05%≦ 〔0〕 ≦
4%が更によく、3%≦(N)≦8%、0.05%≦(
0)≦2%が最適である。但し、N又は0の含有量は、
電荷輸送層42より少なく (望ましくは、電荷輸送層
の含有量の1/6〜5/6)なっている。 この中間層47には、周期表第IIIa族元素をライト
ドープするのがよく、例えば後述のグロー放電分解時に
(BzHh)/ (SiHa )=0.1〜50容量p
pmとするのがよ<、0.5〜30容量ppmが更によ
く、5〜15容ffippmが最適である。 また、中間層47の膜厚は0.01〜2μmとするのが
よいが、0.01μm未満だとその効果が弱く、2μ儂
を越えると却って感度が低下し易くなる。この中間層は
2層以上で形成することもできる。 電荷輸送層42については、帯電能、感度を最適化する
為には、真性化してもよい。真性化の為のドープ量は、
CBzHb )/ (SiH4)=0.1〜50容lp
pmがよ<、0.5〜30容it p ptaが更によ
く、5〜15容量ppmが最適である。電荷輸送層の膜
厚は5〜50μmとするのがよく、電荷発生層43より
も厚くするのがよい。 また、電荷輸送層42の組成は、5%≦(N)550%
、好ましくは7%≦(N) 520%がよく、8%≦
(N)514%が最適である。また、0.05%≦〔0
〕 510%がよ(、好ましくは0.05%≦〔035
4%であり、0.05%≦〔0〕≦2%が最適である。 また、上記電荷ブロッキング層44は、基Fi41から
の電子の注入を充分に防ぎ、感度、帯電能の向上のため
には、周期表第IIIa族元素(例えばボロン)をグロ
ー放電分解でドープして、P型(更にはP゛型)化する
。ドーピング量は、例えばCBZH6)/ (StH4
)=10−10,000容lppmがよく、100〜5
000容量ppraが更によ<、500〜3000容量
ppmが最適である。 また、電荷ブロッキングFj44の組成は電荷輸送層4
2と同様に、5%≦(N)550%、0.05%≦〔0
〕≦10%がよく、更に7%≦(N)520%、0.0
5%≦ 〔0〕 ≦4%がよく、8%≦〔N〕≦14%
、0.05%≦〔0〕≦2%が最適である。 また、ブロッキング層44の膜厚は0.01〜10μm
がよい。0.01μm未満であるブロッキング効果が弱
く、また10μmを越えると電荷輸送能が悪くなり易い
。 なお、上記の各層は水素又はハロゲン(例えばフッ素)
を含有することが必要である。特に、電荷発生層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、中間層47、ブロッキング層44及
び電荷輸送層42も同様である。また、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
Al、Ga、In 、TN等の周期表IIIa族元素を
使用できる。 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ントされ、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
筒状高廟波電極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S i Ha又はガス状シリコン化合物の供
給源、63はCH,等の炭化水素ガスの供給源、64は
N2等の窒素化合物ガスの供給源、65は02等の酸素
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BzHa)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Al基[41の表面を清浄化した後
に真空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10
− hT 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
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、N2.0□等を適宜真空槽52内
に導入し、例えば0.01”1OTorrの反応圧下で
高周波電源56により高周波電圧(例えば13.56M
Hz )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41との間でグロー放電分解し、P3型
a 5iNO: Hs i型5iNO:H,i型5i
NO:H,a−3t :Hを上記の層44.42.4
7.43、として基板上に連続的に(即ち、例えば第1
図の例に対応して)堆積させる。そして、最表面には、
公知の真空蒸着法によってAl2O2層45を被着する
。 上記製造方法においては、支持体上にa−3i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−3i系感光体の各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と併用してハロゲン原子、例えばフ
ン素をSiF4等の形で導入し、a−3t :F、a
−3i :H:F% a−3iN:F、a−3iN
:H:F等とすることもできる。 この場合のフン素置は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よるもので
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Si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54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能である。 以下、本発明を具体的な実施例について説明する。 グロー放電分解法により、ドラム状Al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Al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−’
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Arガス
をキャリアガスとして導入し、0.5Torrの背圧の
もとで周波数13.56 MHz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、S i H4
とN2.0□、B2H4からなる反応ガスを導入し、流
量比1:l:l: (1,5X10−ゴ)の(Ar
+5iHa +Nz +02 +BZH& )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a 5iNO: H層44と、a−
5iNO: H電荷輸送層(但、CBZH&)/ CS
i Ha ) = 5容量ppm 、 (N) =
10%、〔0〕=0.2%)42、a−3iNO:H中
間層(但、(BzHh)/ (SiH4)=8容量pp
m、INN)=5%、(0)=0.2%)47を6層m
/hrの堆積速度で順次所定厚さに製膜した。引き続き
、N2及び02を供給停止し、5iHa及びB z H
bを放電分解し、厚さ5μmのa−3i:8層(但、(
BzH6)/ (SiH4)=0.1容ftppm )
43を形成した。引続いて、真空蒸着装置を用い、A
1を蒸発源とし、0□ガス導入下での反応蒸着により、
A l z 03表面保護層45を更に設け、電子写真
感光体を完成させた。比較例として、中間層のない感光
体を作成した。 こうして作成された感光体の構成を第3図にまとめた。 そしてこれらの各感光体を使用して各種のテストを次の
ように行なった。 ・テスト条件 ・U−Bix 1600 MR(小西六写真工業社製)
を以下のように改善した機械を用いた。 1)グイクロイックミラー(光伸光学社製)により像露
光、波長のうち620nm以上の長波長成分をシャープ
カット。 2)帯電極への流れ込み電流は長野愛知社製、TR−N
5型高圧電源から出力。 ・測定環境:室温20℃、相対湿度50%。 ・測定条件 ・感光層中の元素含有量の測定は、以下の条件でAES
(Auger Electron 5pectro
scopy)分析を行った。 1)測定機:パーキンエルマ社製PHIφ−600型A
ES分析装置。 2)感度係数:PH1社オージェハンドブック記載の値
使用。 3)測定方法:3kVの加速電圧、ビーム電流0.1μ
への電子ビーム照射時のオー ジェ電子を測定。3kVの加速型 圧、ビーム電流0.12crAのAr スパッタにより膜厚方向の分布 を求めた。 ・Vw :上記U −B ix1600M R改造機
で、感光体ドラムを12時間暗順応後で像露光直前で感
光体の表面電位が550Vとなるようにセットし、2.
7 j2ux・secの像露光を行った直後の感光体の
表面電位 (露光量は550−1型光量計(EC&G社製)にて測
定)。 ・帯電能: 感光体流れ込み電流150μA1露光なしの条件で36
0SX型電位計(トレソク社製)で測定した現像直前の
表面電位。 画像ボケ:X5,5ポイント英字がつぶれて判読できな
い。 ○鮮明な細線再現性。 耐久性 :×20万コピーで傷の発生が多い。 020万コピー中、傷の発生なし。 △傷の発生1〜10ケ所 結果を第3図にまとめて示した。この結果から、本発明
に基いて感光体を作成すれば、電子写真用として各性能
に優れた感光体が得られることが分る。
ある。 口0発明の背景 従来、電子写真感光体として、Se又はSeにAs %
Te 、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。 一方、アモルファスシリコン(以下、a Si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−St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(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
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は、10”〜10
”Ω−cm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−3t:H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橿めて優れた特性を有
している。 また、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
ス炭化シリコン(以下、a−3iC:Hと称する。)に
ついて、その製法や存在が“フィロソフィカル・マガジ
ン(Philosophical Magazine
)、 Vol、 35”(197B)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:Hと比較して高い暗所抵抗率(1012〜10
′3Ω−cm)を有すること、炭素量により光学的エネ
ルギーギヤツブが1.6〜2.8 eVの範囲に亘って
変化すること等が知られている。 こうしたa−3iC:Hとa−3i:Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭57−17952号におい
て提案されている。これによれば、a −3i:H層を
電荷発生層とし、この受光面上に第1のa−3iC:H
層を形成し、裏面上(支持体電極側)に第2のa S
iC:H層を形成して、3層構造の感光体としている。 本発明者は、特にa−3iC:Hを使用した感光体につ
いて検討を加えた結果、従来の感光体には次の如き欠点
があることを見出した。即ち、光照射時に電荷輸送層(
上記第2のa−3iC:H石)にまで光が到達すると、
電荷輸送層に光疲労が生じてキャリアをトラップする局
在準位が形成され、黒紙電位の変動、白紙電位の変動、
残留電位上昇の原因となるため、電荷輸送層へ光が到達
しないように電荷発生層の膜厚を大きくする必要がある
が、このように電荷発生層の膜厚が大となれば、電荷発
生層と電荷輸送層との界面の状態が電荷発生層中の光生
成キャリアの移動に大きく影響を与えることになる。具
体的に言えば、電荷発生層自体は感度等の面から不純物
(例えばボロン)のドーピング量を少なめにしであるた
め、本来キャリア(ホール)が移動しにくいが、これに
加えて電荷発生層の膜厚が大きくなれば所定位置ヘホー
ルが一層移動しにくくなり、特に上記両層の界面状態が
悪いとホールの到達率が大きく減少してしまうと考えら
れる。しかも、両層間に存在する光学的エネルギーギツ
プが大きいと、光照射時に光導電層内で発生したキャリ
アが電荷発生層と電荷輸送層との間に存在するエネルギ
ー障壁を充分に乗越えることができず、光感度が不十分
となってしまうことがある。しかし、上記光学的エネル
ギーギヤツブが小さくても(0,3eV以下でも)、上
記した理由からホールの移動度が不十分となることは回
避できない問題である。 これまでに提案されている感光体として、例えば実開昭
57−23543号、同57−23544号等のように
、電荷発生層と電荷輸送層との間に、炭素量を連続変化
させた傾斜層を設けたものが知られている。しかし、実
際には、再現性よく組成を連続的に変化させるのは困難
であり、また量産時3こは、組成を再現性よく連続的変
化させることは更に困難である。また、感光体の表面に
表面改質層を設けたものも知られているが、単層の表面
改質層の場合には、高感度と機械的強度の点で満足のゆ
く性能が得られず、上記した両層′の界面でのキャリア
注入の向上や、電荷発生層−表面改質層間のハンドベン
ディング及び接着性の向上が望まれている。 ハ0発明の目的 本発明の目的は、高感度化(特に低電場下での裾切れの
改善)を図り、かつまた残留電位が低く、電荷発生層−
電荷輸送層間の接着性を向上させ、機械的強度を高めて
高耐久化を可能となす怒光体を提供することにある。 二1発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、窒素原子及び酸素原子のうち少な(と
も窒素原子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り、かつ周期表第IIIa族元
素がドープされた電荷輸送層と;この電荷輸送層上に設
けられ、かつ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発生層と;前記電荷輸送層と前記
電荷発生層との間に設けられ、窒素原子及び酸素原子の
うち少なくとも窒素原子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り、かつ窒素原子
及び/又は酸素原子の含有量が前記電荷輸送層よりも少
ない中間層(この中間層は複数の層からなっていてよい
。)と(望ましくは更に、前記電荷発生層上に設けられ
、かつ無機系の絶縁性物質からなる表面保護層と)を有
する感光体に係るものである。 本発明によれば、電荷輸送層と電荷発生層との間に中間
の組成の中間層(特に組成が連続的に変化L7ないでほ
ぼ一定の組成の中間層)を設けているので、光照射によ
り電荷発生層中で発生したキャリアを高い注入効率で電
荷輸送層へ注入することができ、かつそうした中間層の
形成を容易にして量産性の両立を図れる。また、電荷発
生層上に、無機系の絶縁物質からなる表面保護層を設け
ると、機械的損傷に対して強くなり、白スジ発生等によ
る画質の劣化がなく、耐剛性が優れたものとなる。 更に、本発明においては、表面保護層と電荷発生層との
間にも中間層を設けると、機械的強度と画像ボケに対し
て高性能の感光体を提供でき、これにより、高感度、高
耐久性及び高画質の感光体が得られる。なお、ブロッキ
ング層を更に設ければ、高帯電能を実現し、実用化する
上でプロセスおよび現像特性に負担をかけず、かつ一層
の高画質、高耐久性が可能となる。更に、電荷輸送層も
窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも窒素原子を含有
する上に、周期表第IIIa族元素がドープされている
ので、電位保持能が良好となり、かつ光キャリアの移動
度も向上する。 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、本実施例による正帯電用のa−3i系電子写
真感光体39を示すものである。この感光体39はA1
等のドラム状導電性支持基板41上に、P゛型ブロッキ
ング層44と、電荷輸送層42と、中間層47と、電荷
発生層43と、表面保護層45とが積層された構造から
なっている。電荷プロツキソゲ層44は、周期表第II
Ia族元素(例えばホウ素)がヘビードープされかつN
及びOのうち少なくともN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(a−3iN:H/X
又はa−3iNO:H/X)からなっている。電荷輸送
層42は、周期表第IIIa族元素(例えばホウ素)が
ライトドープされ、かつN及びOのうち少なくともN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(a−3iN:H/X又はa−3iNO:H/X)
からなっている。中間層47は、電荷輸送層42と同様
のa−3iN:H/X又はa−3iNO:H/Xからな
るが、N又はOの含有量が電rT輸送Ff42よりも少
なくなっている。電荷発生lI43は、必要あれば周期
表第IIIa族元素(例えばホウ素)がライトドープさ
れたアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコン
(a−Si :H/X)からなっている。表面保護層
45は、絶縁性の無機物質、例えばAl2O3、Tax
es、Ce0z、Zr0z 、Ti1t 、MgO,Z
nO,pbo。 Mg F z 、Z n S等からなっている。 次に、上記の各層について更に詳述する。 上記の層45は感光体の表面を改質してa−3i系悪光
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、層45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。 また、表面層45の膜厚は400人≦t≦5ooo人の
範囲内(特に400人 ≦t≦2000人に選択するの
がよい。即ち、その膜厚が5000人を越える場合には
、残留電位■□が高(なりすぎかつ光感度の低下も生じ
、a−3t系怒晃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。 電荷発生層43については、帯電能を向上する為には、
電荷発生層の高抵抗化とキャリアの移動度の向上とを図
ってもよい、その為には、電荷発生層を真性化しても良
い。この場合、後述のグロー放電分解時に(BgH&
)/ (SiHn )=0.01〜10容量ppraと
するのがよ<、0.05〜5容量ppraが更によ<
、0.07〜3容量ppa+が最適である。 また、電荷発生層は2〜15μmとするのがよい。 電荷発生層43が2μm未満であると光感度が充分でな
く、下層へ光が浸透し易く、また15μmを越えると残
留電位が上昇し、実用上不充分である。 中間層47は、キャリアの注入効率を高めるために設け
られるものであって、その組成としては、0.5%≦(
N)550%、0.05%≦[0)510%がよく、2
%≦ (N) 510%、0.05%≦ 〔0〕 ≦
4%が更によく、3%≦(N)≦8%、0.05%≦(
0)≦2%が最適である。但し、N又は0の含有量は、
電荷輸送層42より少なく (望ましくは、電荷輸送層
の含有量の1/6〜5/6)なっている。 この中間層47には、周期表第IIIa族元素をライト
ドープするのがよく、例えば後述のグロー放電分解時に
(BzHh)/ (SiHa )=0.1〜50容量p
pmとするのがよ<、0.5〜30容量ppmが更によ
く、5〜15容ffippmが最適である。 また、中間層47の膜厚は0.01〜2μmとするのが
よいが、0.01μm未満だとその効果が弱く、2μ儂
を越えると却って感度が低下し易くなる。この中間層は
2層以上で形成することもできる。 電荷輸送層42については、帯電能、感度を最適化する
為には、真性化してもよい。真性化の為のドープ量は、
CBzHb )/ (SiH4)=0.1〜50容lp
pmがよ<、0.5〜30容it p ptaが更によ
く、5〜15容量ppmが最適である。電荷輸送層の膜
厚は5〜50μmとするのがよく、電荷発生層43より
も厚くするのがよい。 また、電荷輸送層42の組成は、5%≦(N)550%
、好ましくは7%≦(N) 520%がよく、8%≦
(N)514%が最適である。また、0.05%≦〔0
〕 510%がよ(、好ましくは0.05%≦〔035
4%であり、0.05%≦〔0〕≦2%が最適である。 また、上記電荷ブロッキング層44は、基Fi41から
の電子の注入を充分に防ぎ、感度、帯電能の向上のため
には、周期表第IIIa族元素(例えばボロン)をグロ
ー放電分解でドープして、P型(更にはP゛型)化する
。ドーピング量は、例えばCBZH6)/ (StH4
)=10−10,000容lppmがよく、100〜5
000容量ppraが更によ<、500〜3000容量
ppmが最適である。 また、電荷ブロッキングFj44の組成は電荷輸送層4
2と同様に、5%≦(N)550%、0.05%≦〔0
〕≦10%がよく、更に7%≦(N)520%、0.0
5%≦ 〔0〕 ≦4%がよく、8%≦〔N〕≦14%
、0.05%≦〔0〕≦2%が最適である。 また、ブロッキング層44の膜厚は0.01〜10μm
がよい。0.01μm未満であるブロッキング効果が弱
く、また10μmを越えると電荷輸送能が悪くなり易い
。 なお、上記の各層は水素又はハロゲン(例えばフッ素)
を含有することが必要である。特に、電荷発生層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、中間層47、ブロッキング層44及
び電荷輸送層42も同様である。また、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
Al、Ga、In 、TN等の周期表IIIa族元素を
使用できる。 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ントされ、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
筒状高廟波電極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S i Ha又はガス状シリコン化合物の供
給源、63はCH,等の炭化水素ガスの供給源、64は
N2等の窒素化合物ガスの供給源、65は02等の酸素
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BzHa)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Al基[41の表面を清浄化した後
に真空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10
− hT 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
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、N2.0□等を適宜真空槽52内
に導入し、例えば0.01”1OTorrの反応圧下で
高周波電源56により高周波電圧(例えば13.56M
Hz )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41との間でグロー放電分解し、P3型
a 5iNO: Hs i型5iNO:H,i型5i
NO:H,a−3t :Hを上記の層44.42.4
7.43、として基板上に連続的に(即ち、例えば第1
図の例に対応して)堆積させる。そして、最表面には、
公知の真空蒸着法によってAl2O2層45を被着する
。 上記製造方法においては、支持体上にa−3i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−3i系感光体の各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と併用してハロゲン原子、例えばフ
ン素をSiF4等の形で導入し、a−3t :F、a
−3i :H:F% a−3iN:F、a−3iN
:H:F等とすることもできる。 この場合のフン素置は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よるもので
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Si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54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能である。 以下、本発明を具体的な実施例について説明する。 グロー放電分解法により、ドラム状Al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Al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−’
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Arガス
をキャリアガスとして導入し、0.5Torrの背圧の
もとで周波数13.56 MHz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、S i H4
とN2.0□、B2H4からなる反応ガスを導入し、流
量比1:l:l: (1,5X10−ゴ)の(Ar
+5iHa +Nz +02 +BZH& )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a 5iNO: H層44と、a−
5iNO: H電荷輸送層(但、CBZH&)/ CS
i Ha ) = 5容量ppm 、 (N) =
10%、〔0〕=0.2%)42、a−3iNO:H中
間層(但、(BzHh)/ (SiH4)=8容量pp
m、INN)=5%、(0)=0.2%)47を6層m
/hrの堆積速度で順次所定厚さに製膜した。引き続き
、N2及び02を供給停止し、5iHa及びB z H
bを放電分解し、厚さ5μmのa−3i:8層(但、(
BzH6)/ (SiH4)=0.1容ftppm )
43を形成した。引続いて、真空蒸着装置を用い、A
1を蒸発源とし、0□ガス導入下での反応蒸着により、
A l z 03表面保護層45を更に設け、電子写真
感光体を完成させた。比較例として、中間層のない感光
体を作成した。 こうして作成された感光体の構成を第3図にまとめた。 そしてこれらの各感光体を使用して各種のテストを次の
ように行なった。 ・テスト条件 ・U−Bix 1600 MR(小西六写真工業社製)
を以下のように改善した機械を用いた。 1)グイクロイックミラー(光伸光学社製)により像露
光、波長のうち620nm以上の長波長成分をシャープ
カット。 2)帯電極への流れ込み電流は長野愛知社製、TR−N
5型高圧電源から出力。 ・測定環境:室温20℃、相対湿度50%。 ・測定条件 ・感光層中の元素含有量の測定は、以下の条件でAES
(Auger Electron 5pectro
scopy)分析を行った。 1)測定機:パーキンエルマ社製PHIφ−600型A
ES分析装置。 2)感度係数:PH1社オージェハンドブック記載の値
使用。 3)測定方法:3kVの加速電圧、ビーム電流0.1μ
への電子ビーム照射時のオー ジェ電子を測定。3kVの加速型 圧、ビーム電流0.12crAのAr スパッタにより膜厚方向の分布 を求めた。 ・Vw :上記U −B ix1600M R改造機
で、感光体ドラムを12時間暗順応後で像露光直前で感
光体の表面電位が550Vとなるようにセットし、2.
7 j2ux・secの像露光を行った直後の感光体の
表面電位 (露光量は550−1型光量計(EC&G社製)にて測
定)。 ・帯電能: 感光体流れ込み電流150μA1露光なしの条件で36
0SX型電位計(トレソク社製)で測定した現像直前の
表面電位。 画像ボケ:X5,5ポイント英字がつぶれて判読できな
い。 ○鮮明な細線再現性。 耐久性 :×20万コピーで傷の発生が多い。 020万コピー中、傷の発生なし。 △傷の発生1〜10ケ所 結果を第3図にまとめて示した。この結果から、本発明
に基いて感光体を作成すれば、電子写真用として各性能
に優れた感光体が得られることが分る。
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−3i系感光体の断面図、
第2図はグロー放電装置の概略断面図、第3図は各感光
体の特性を示す表 である。 なお、図面に示された符号において、 39−・−・・・・a−3i系感光体 41・・−・・・−・・−支持体(基板)42−・−・
・−電荷輸送層 43−・・・・−・−・−電荷発生層 44−・−・−・−電荷プロフキング層45・−・−−
−一−−−−表面改質層47・−−一一−−−−−−中
間層 である。
体の特性を示す表 である。 なお、図面に示された符号において、 39−・−・・・・a−3i系感光体 41・・−・・・−・・−支持体(基板)42−・−・
・−電荷輸送層 43−・・・・−・−・−電荷発生層 44−・−・−・−電荷プロフキング層45・−・−−
−一−−−−表面改質層47・−−一一−−−−−−中
間層 である。
Claims (1)
- 1、窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも窒素原子を
含有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリ
コンからなり、かつ周期表第IIIa族元素がドープされ
た電荷輸送層と;この電荷輸送層上に設けられ、かつア
モルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンからな
る電荷発生層と;前記電荷輸送層と前記電荷発生層との
間に設けられ、窒素原子及び酸素原子のうち少なくとも
窒素原子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り、かつ窒素原子及び/又は酸素
原子の含有量が前記電荷輸送層よりも少ない中間層とを
有する感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22564485A JPS6283762A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22564485A JPS6283762A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6283762A true JPS6283762A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16832526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22564485A Pending JPS6283762A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6283762A (ja) |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP22564485A patent/JPS6283762A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6283762A (ja) | 感光体 | |
JPH0233144B2 (ja) | Denshishashinkankotai | |
JPS6283764A (ja) | 感光体 | |
JPS6283760A (ja) | 感光体 | |
JPS6283761A (ja) | 感光体 | |
JPH0234019B2 (ja) | Denshishashinkankotai | |
JPS6283763A (ja) | 感光体 | |
JPH0234020B2 (ja) | Denshishashinkankotai | |
JPH0233145B2 (ja) | Denshishashinkankotai | |
JPS60235151A (ja) | 感光体 | |
JPS61250653A (ja) | 感光体 | |
JPS6228763A (ja) | 感光体 | |
JPH0356635B2 (ja) | ||
JPS61250649A (ja) | 感光体 | |
JPH01185642A (ja) | 感光体 | |
JPH0256661B2 (ja) | ||
JPS59212840A (ja) | 感光体 | |
JPS61250654A (ja) | 感光体 | |
JPS6228761A (ja) | 感光体 | |
JPH01289962A (ja) | 感光体 | |
JPS60235153A (ja) | 感光体 | |
JPH0262860B2 (ja) | ||
JPH01185645A (ja) | 感光体 | |
JPH01185641A (ja) | 感光体 | |
JPS5967545A (ja) | 記録体 |