JPS63187250A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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JPS63187250A
JPS63187250A JP1990087A JP1990087A JPS63187250A JP S63187250 A JPS63187250 A JP S63187250A JP 1990087 A JP1990087 A JP 1990087A JP 1990087 A JP1990087 A JP 1990087A JP S63187250 A JPS63187250 A JP S63187250A
Authority
JP
Japan
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layer
barrier layer
electrophotographic photoreceptor
films
thin
Prior art date
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Pending
Application number
JP1990087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Tatsuya Ikesue
龍哉 池末
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
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1990087A priority Critical patent/JPS63187250A/en
Publication of JPS63187250A publication Critical patent/JPS63187250A/en
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
    • G03G5/082Photoconductive 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
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08264Silicon-based comprising seven or more silicon-based layers

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

Abstract

PURPOSE:To enhance the traveling property of a carrier by alternately laminating thin amorphous Si films contg. >=1 kinds among C, O and N, thin amorphous Si films and thin amorphous Si films contg. Ge, thereby constituting a barrier layer. CONSTITUTION:The barrier layer 2, a photoconductive layer 3 and a surface layer 4 are successively laminated on a conductive base 1. The layer 2 is formed by alternately laminating the thin amorphous Si films contg. >=1 kinds among C, O, N, the thin amorphous Si films and the thin amorphous Si films contg. Ge. The thicknesses of the respective above-mentioned thin films are preferably 30-500Angstrom . The layer 2 is preferably made into a p- or n-type by implanting a group III element (e.g.: B) or group V element (e.g.: P) of periodic table into the layer 2 according to the kind of the electric charge to be charged on the surface of the photosensitive body. Degradation in the mobility and life of the carrier is obviated according to this constitution, even if the film thicknesses are increased. The photosensitive body having good electric chargeability in both positive and negative charges is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、帯電特性、暗減衰特性、光感度特性及び耐環
境性等が優れ、しかも正負両帯電が可能な電子写真感光
体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor that has excellent charging characteristics, dark decay characteristics, photosensitivity characteristics, environmental resistance, etc., and can be charged both positively and negatively.

[従来の技術] 水素()I)を含有するアモルファスシリコン(以下、
a −Si:Hと略す)は、近年、光電変換材料として
注目されておシ、太陽電池、薄膜トランジスタ、及びイ
メージセンサ等のほか、電子写真プロセスの感光体に応
用されている。
[Prior art] Amorphous silicon (hereinafter referred to as
a-Si:H) has recently attracted attention as a photoelectric conversion material, and has been applied to photoreceptors in electrophotographic processes as well as solar cells, thin film transistors, image sensors, and the like.

従来、電子写真感光体の光導電層を構成する材料として
、CdS 、 ZnO、Ss 、若しくは5e−To等
の無機材料又はポリ−N−ビニルカルバゾール(pvc
z)若しくはトリニトロンルオレノン(TNF)等の有
機材料が使用されていた。しかしながら、m−81:H
はこれらの無機材料又は有機材料に比して、無公害物質
であるため回収処理の必要がないこと、可視光領域で高
い分光感度を有すること、並びに表面硬度が高く耐摩耗
性及び耐衝撃性が優れていること等の利点を有している
。この九め、a−8t:Hは電子写真プロセスの感光体
材料として注目されている。
Conventionally, inorganic materials such as CdS, ZnO, Ss, or 5e-To, or poly-N-vinylcarbazole (PVC) have been used as materials constituting the photoconductive layer of electrophotographic photoreceptors.
z) or organic materials such as trinitronefluorenone (TNF). However, m-81:H
Compared to these inorganic or organic materials, it is a non-polluting substance, so there is no need for recovery treatment, it has high spectral sensitivity in the visible light range, and it has a high surface hardness and has high abrasion and impact resistance. It has advantages such as superior performance. This ninth a-8t:H is attracting attention as a photoreceptor material for electrophotographic processes.

とのa−8l:Hは、カールソン方式に基づく感光体の
材料として検討が進めらnているが、この場合、感光体
特性として抵抗及び光感度が高いことが要求さnる。し
かしながら、この両特性を単一の感光体で満足させるこ
とが困難であるため、光導電層と導電性支持体との間に
障壁層を設け、かつ光導電層上に表面電荷保持層を設け
た積層型の構造にすることによシ、このような要求を満
足させている。
A-81:H is being studied as a material for a photoreceptor based on the Carlson system, but in this case, the photoreceptor is required to have high resistance and photosensitivity. However, it is difficult to satisfy both of these characteristics with a single photoreceptor, so a barrier layer is provided between the photoconductive layer and the conductive support, and a surface charge retention layer is provided on the photoconductive layer. These requirements can be met by creating a laminated structure.

[発明が解決しようとする問題点コ ところで、従来、障壁層としては高抵抗の絶縁性単一層
が用いられているが、このような障壁層では、膜厚が厚
いと光導電層から支持体へ流れる中ヤリアが障壁層を通
過できず、その結果、残留電位が高くなってしまう。一
方、膜厚が薄いと現像バイアスにより絶縁破壊を生じて
しまう。また、障壁層としてp型又はn型の半導体を用
いた場合には、膜厚が厚いとダングリングプント等の構
造欠陥にキャリアがトラップされ、残留電位が高くなり
、一方、膜厚が薄い場合には支持体からのキャリアを1
0ツクできず、帯電能が低下してしまう。
[Problems to be solved by the invention] Conventionally, a high-resistance insulating single layer has been used as a barrier layer, but when such a barrier layer is thick, it separates from the photoconductive layer to the support. While flowing to the barrier layer, Yaria cannot pass through the barrier layer, and as a result, the residual potential becomes high. On the other hand, if the film is thin, dielectric breakdown will occur due to the development bias. In addition, when a p-type or n-type semiconductor is used as a barrier layer, if the film is thick, carriers will be trapped by structural defects such as dangling holes, resulting in a high residual potential, whereas if the film is thin, the residual potential will be high. 1 carrier from the support
0, and the charging ability decreases.

一方、二色カラーコピーや、プリンタとコピーとの兼用
使用等の目的のため、正負両帯電が可能な感光体が望ま
れている。このような感光体を非晶質シリコンで形成す
る場合、非晶質シリコンに酸素を添加することや、光導
電層と支持体との間に絶縁層を設けることが考えられる
。しかし、前者の場合には、酸素の添加によル膜の欠陥
が増大し、感度、残留電位等が悪化してしまう・また、
後者の場合には、絶縁層が厚いとキャリアがトラップさ
れて残留電位が上昇してしまい、逆に薄いと画像の現像
時に絶縁破壊を生じ、好ましくない。
On the other hand, for purposes such as two-color copying and dual use as a printer and a copy, a photoreceptor that can be charged both positively and negatively is desired. When such a photoreceptor is formed of amorphous silicon, it is conceivable to add oxygen to the amorphous silicon or to provide an insulating layer between the photoconductive layer and the support. However, in the former case, the addition of oxygen increases defects in the film, deteriorating sensitivity, residual potential, etc.
In the latter case, if the insulating layer is thick, carriers will be trapped and the residual potential will increase, whereas if it is thin, dielectric breakdown will occur during image development, which is not preferable.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
帯電能が優れておシ、残留電位が低く、近赤外領域まで
の広い波長領域に亘って感度が高く、基板との密着性が
良く、耐環境性が優れ、かつ正負両帯電ともに良好な帯
電能を有する電・子写真感光体を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and
It has excellent charging ability, low residual potential, high sensitivity over a wide wavelength range up to the near infrared region, good adhesion to the substrate, excellent environmental resistance, and good both positive and negative charging properties. An object of the present invention is to provide an electro-electrophotographic photoreceptor having charging ability.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、種々研究を重ねた結果、電子写真感光体
の障壁層として超格子構造を用いることにより、上記目
的を達成°し得ることを見出し、本発明を完成するに至
っ九。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) As a result of various studies, the present inventors have achieved the above object by using a superlattice structure as a barrier layer of an electrophotographic photoreceptor. We have found that it is possible to obtain the desired results, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、導電性支持体、障壁層および光導電層
を有する電子写真感光体において、前記障壁層は、炭素
、酸素および窒素から選ばれた少なくとも1種を含む非
晶質シリコン薄膜と、非晶質シリコン薄膜と、ゲルマニ
ウムを含む非晶質シリコン薄膜とを交互に積層して構成
されることを特徴とする両帯電可能な電子写真感光体を
提供するものである。
That is, the present invention provides an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a barrier layer, and a photoconductive layer, wherein the barrier layer is an amorphous silicon thin film containing at least one selected from carbon, oxygen, and nitrogen. The present invention provides an electrophotographic photoreceptor capable of being charged both ways, characterized in that it is constructed by alternately laminating amorphous silicon thin films and germanium-containing amorphous silicon thin films.

非晶質シリコン(a−81)薄膜中の炭素、酸素および
窒素から選ばれた少なくとも1種の濃度は、好ましくは
1〜30原子チ、よシ好ましくは5〜15原子チである
The concentration of at least one selected from carbon, oxygen and nitrogen in the amorphous silicon (a-81) thin film is preferably 1 to 30 atoms, more preferably 5 to 15 atoms.

また、非晶質シリコン(a−81)中のゲルマニウムの
濃度は好ましくは5〜40原子チ、より好ましくは10
〜20原子チである。
Further, the concentration of germanium in the amorphous silicon (a-81) is preferably 5 to 40 atoms, more preferably 10
~20 atoms.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図である。同図において、1は導電性支持
体である。該導電性支持体の上には障壁層2が形成され
、その上には光導電層3が形成されている。更に、光導
電層3の上には表面層4が形成されている。
(Example) FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of an electrophotographic photoreceptor according to an example of the present invention. In the figure, 1 is a conductive support. A barrier layer 2 is formed on the conductive support, and a photoconductive layer 3 is formed thereon. Furthermore, a surface layer 4 is formed on the photoconductive layer 3.

以下、第1図に示す電子写真感光体の構成について、よ
シ詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the electrophotographic photoreceptor shown in FIG. 1 will be explained in detail.

以下、第1図に示す電子写真感光体の構成について、よ
り詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the electrophotographic photoreceptor shown in FIG. 1 will be explained in more detail.

導電性支持体1は、通常はアルミニウム製のドラムで構
成される。
The conductive support 1 usually consists of a drum made of aluminum.

障壁層2は、炭素、酸素および窒素から選ばれた少なく
ともlaiを含むa−8t薄膜と、a−81薄膜と、r
ルマニウムを含むa−8i薄膜とを交互に積積した超格
子構造を有している。これらa−8i薄膜は、水素が添
加されたもの(a−8i:H)とすることができる。
The barrier layer 2 includes an a-8t thin film containing at least lai selected from carbon, oxygen, and nitrogen, an a-81 thin film, and r
It has a superlattice structure in which a-8i thin films containing rumanium are alternately stacked. These a-8i thin films can be hydrogen-doped (a-8i:H).

上記障壁層2は、導電性支持体1と電荷発生層4との間
の電荷の流れを抑制することによシ感光体表面の電荷保
持機能を高め、感光体の帯電能を高めるために形成され
るものである。従って、半導体層を障壁層に用いてカー
ルソン方式の感光体を構成する場合には、表面に帯電さ
せ次電荷の保持能力を低下させないために、障壁層2t
p5J1またはn型とすることができる。即ち、感光体
表面を正帯電させる場合には障壁層2をp型とし、表面
電荷を中和する電子が電荷発生層に注入されるのを防止
する。逆に表面を負帯電させる場合に障壁層2をn型と
し、表面電荷を中和するホールが電荷発生層へ注入され
るのを防止する。障壁層2から注入されるキャリアは光
の入射で電荷発生層オ内に発生するキャリアに対してノ
イズとなるから、上記のようにしてキャリアの注入を防
止することは感度の向上をもたらす。なお、a−81を
p型にする念めには、周期律表の第■族に属する元素、
例えば硼素B、アルミニウムAL、ガリウムGa 。
The barrier layer 2 is formed to enhance the charge retention function of the photoreceptor surface by suppressing the flow of charges between the conductive support 1 and the charge generation layer 4, thereby increasing the charging ability of the photoreceptor. It is something that will be done. Therefore, when forming a Carlson type photoreceptor using a semiconductor layer as a barrier layer, the barrier layer 2t
It can be p5J1 or n-type. That is, when the surface of the photoreceptor is positively charged, the barrier layer 2 is made p-type to prevent electrons that neutralize the surface charge from being injected into the charge generation layer. Conversely, when the surface is negatively charged, the barrier layer 2 is made n-type to prevent holes that neutralize the surface charge from being injected into the charge generation layer. Since carriers injected from the barrier layer 2 become noise with respect to carriers generated in the charge generation layer O upon incidence of light, preventing carrier injection as described above improves sensitivity. In addition, in order to make a-81 a p-type, elements belonging to group Ⅰ of the periodic table,
For example, boron B, aluminum AL, gallium Ga.

インジウムIn、及びタリウムTt等をドーピングする
ことが好ましい。また、a−Stをn型にするためには
周期律表の第■族に属する元素、例えば窒素、燐P1砒
素As、アンチモンSb1及びビスマスBi等をドーピ
ングすることが好ましい。
It is preferable to dope with indium In, thallium Tt, or the like. Further, in order to make a-St n-type, it is preferable to dope it with an element belonging to Group 1 of the periodic table, such as nitrogen, phosphorus P1 arsenic As, antimony Sb1, and bismuth Bi.

障壁層2の厚みは、1OOX〜10μmが好ましい。The thickness of the barrier layer 2 is preferably 1OOX to 10 μm.

障壁層2の上に形成される光導電層3は、a−8t:H
又は微結晶シリコン(μc−8l:T()により構成す
ることができる。
The photoconductive layer 3 formed on the barrier layer 2 is a-8t:H
Alternatively, it can be made of microcrystalline silicon (μc-8l:T()).

微結晶シリコン(μe−81)は、粒径が約数十オンゲ
ストロムの微結晶讐し九シリコンと非晶質シリコンとの
混合層により形成されているものと考えられ、以下のよ
うな物性上の特徴を有している。
Microcrystalline silicon (μe-81) is thought to be formed from a mixed layer of microcrystalline silicon and amorphous silicon with a grain size of about several tens of Angstroms, and has the following physical properties. It has the above characteristics.

第一に、X線回折測定では2θが28〜28.5°付近
にある結晶回折パターンを示し、ハローのみが現れる無
定形のa−8iから明確に区別される。第二に、μc−
81の暗抵抗は10 Ω・二以上に調整することができ
、暗抵抗が10 Ω・二のポリクリスタリンシリコンか
らも明確に区別される。
First, X-ray diffraction measurements show a crystal diffraction pattern with 2θ in the vicinity of 28 to 28.5°, which is clearly distinguishable from amorphous a-8i in which only a halo appears. Second, μc-
The dark resistance of 81 can be adjusted to 10 Ω·2 or more, and it is clearly distinguished from polycrystalline silicon, which has a dark resistance of 10 Ω·2.

光導電層3に光が入射するとキャリアが発生し、このキ
ャリアのうち一方の極性のものは感光体表面の帯電電荷
と中和し、他方の極性のものは光導電層3を走行して導
電性支持体に到達する。
When light enters the photoconductive layer 3, carriers are generated. Among these carriers, carriers of one polarity neutralize the charges on the surface of the photoreceptor, and carriers of the other polarity travel on the photoconductive layer 3 and become conductive. Reach the sexual support.

障壁層2および光導電層3を構成する。a−81:Hお
よびμc−8t:Hにおける水素の含有量は、0.01
〜30原子チが好ましく、1〜25原子チがよシ好まし
い。このような水素の含有量によシ、シリコンのダング
リングプントが補償され、暗抵抗と明抵抗とが調和のと
れたものとなり、光導電特性が向上する。
A barrier layer 2 and a photoconductive layer 3 are constituted. The hydrogen content in a-81:H and μc-8t:H is 0.01
~30 atoms are preferred, and 1 to 25 atoms are even more preferred. Such a hydrogen content compensates for silicon dangling, brings the dark resistance and bright resistance into balance, and improves the photoconductive properties.

a−8l:H層をグロー放電分解法にょシ成膜するには
、原料としてSiH,及びs1□H6等のシラン類ガス
を反応室に導入し、高周波によりグロー放電することに
よフ薄層中にHを添加することができる。
a-8l: To form the H layer using the glow discharge decomposition method, SiH and a silane gas such as s1□H6 are introduced into the reaction chamber as raw materials, and a thin layer is formed by glow discharge using high frequency. H can be added therein.

必要に応じて、シラン類のキャリアガスとして水素又は
ヘリウムをガスを使用することができる。
If necessary, hydrogen or helium gas can be used as a carrier gas for the silanes.

一方、SiF、ガス及び5ICt、f!ス等のハロゲン
化ケイ素を原料ガスとして使用することができる。また
、シラン類ガスとハロゲン化ケイ素ガスとの混合ガスで
反応させても、同様にHを含有するa−8t:Hを成膜
することができる。なお、グロー放電分解法によらず、
例えば、スパッタリング等の物理的な方法によってもこ
れ等の薄層を形成することができる。
On the other hand, SiF, gas and 5ICt, f! Silicon halides such as gas can be used as the raw material gas. Furthermore, a-8t:H containing H can be similarly formed by reacting with a mixed gas of silane gas and silicon halide gas. In addition, regardless of the glow discharge decomposition method,
For example, these thin layers can also be formed by physical methods such as sputtering.

μc−8i層も、a−81:Hと同様に、高周波グロー
放電分解法により、シランガスを原料として、成膜する
ことができる。この場合に、支持体の温度をa−81:
Hf:形成する場合よシも高く設定し、高周波電力もa
−8l:Hの場合よりも高く設定すると、μc−81:
Hを形成しやすくなる。1次、支持体温度及び高周波電
力を高くすることにより、7ランガスなどの原料ガスの
流量を増大させることができ、その結果、成膜速度を早
くすることができる。また、原料ガスのSiH,及びS
1□H6等の高次のシランガスを水素で希釈したガスを
使用することにより、μc−81:Hを一層高効率で形
成することができる。
Similarly to a-81:H, the μc-8i layer can also be formed using silane gas as a raw material by the high-frequency glow discharge decomposition method. In this case, the temperature of the support is a-81:
Hf: When forming, set it high and set the high frequency power to a
-8l: When set higher than in the case of H, μc-81:
It becomes easier to form H. By increasing the primary support temperature and high-frequency power, the flow rate of source gas such as 7-run gas can be increased, and as a result, the film formation rate can be increased. In addition, the raw material gas SiH and S
By using a gas obtained by diluting a high-order silane gas such as 1□H6 with hydrogen, μc-81:H can be formed with higher efficiency.

光導電層3の上に表面層4が設けられている。A surface layer 4 is provided on the photoconductive layer 3.

光導電層3を構成するa−8i:H等は、その屈折率が
3乃至3.4と比較的大きいため、表面での光反射が起
きやすい。このような光反射が生じると、光導電層に吸
収される光量の割合いが低下し、光損失が大きくなる。
Since a-8i:H and the like constituting the photoconductive layer 3 have a relatively large refractive index of 3 to 3.4, light reflection easily occurs on the surface. When such light reflection occurs, the proportion of the amount of light absorbed by the photoconductive layer decreases, increasing optical loss.

このため、表面層4を設けて反射を防止することが好ま
しい。また、表面層4を設けることにより、洋導電層3
が損傷から保護される。さらに、表面層を形成すること
によシ、帯電能が向上し、表面に電荷がよくのるように
なる。
For this reason, it is preferable to provide the surface layer 4 to prevent reflection. Furthermore, by providing the surface layer 4, the conductive layer 3
is protected from damage. Furthermore, by forming the surface layer, the charging ability is improved, and the charge can be easily deposited on the surface.

表面積を形成する材料としては、a−S iN : H
5a−8iO:Hl及びa−8iC:H等の無機化合物
並びにポリ塩化ビニル及びポリアミド等の有機材料があ
る。
As a material forming the surface area, a-SiN:H
These include inorganic compounds such as 5a-8iO:Hl and a-8iC:H, and organic materials such as polyvinyl chloride and polyamide.

このように構成される電子写真感光体の表面を、コロナ
放電によシ約500Vの正電圧で帯電させた状態で光(
hν)が入射すると、光導電層3において電子と正孔の
キャリアが発生する。この伝導帯の電子は、感光体内の
電界によシ表面層4側に向けて加速され、正孔は導電性
支持体1側に向けて加速される。この場合、従来の高抵
抗の絶縁性単一層からなる障壁層を用いると、前述のよ
うに、膜厚が厚いと光導電層から支持体へ流れるキャリ
アが障壁層を通過できず、その結果、残留電位が高くな
ってしまう。一方、膜厚が薄いと現像バイアスによシ絶
縁破壊を生じてしまう。また、障壁層としてp型又はn
型の半導体を用いた場合には、膜厚が厚いとダングリン
グ?ンド等の構造欠陥にキャリアがトラップされ、残留
電位が高くなり、一方、膜厚が薄い場合には支持体から
のキャリアを10ツクできず、帯電能が低下してしまう
。これに対し、本発明の感光体のように、障壁層を超格
子構造とすると、?テンシャル井戸層においては、量子
効果のために、超格子構造でない単一層の場合に比して
、中ヤリアの寿命が5乃至10倍と長い。また、超格子
構造においては、バンドギャップの不連続性により、周
期的なバリア層が形成されるが、中ヤリアはトンネル効
果で容易にバイアス層を通力抜けるので、キャリアの実
効移動度はバルクにおける移動度と同等であ)、キャリ
アの走行性が優れている。以上のごとく、薄層を積層し
た超格子構造によれば、高光導電特性を得ることができ
、従来の感光体よシも鮮明な画像を得ることができる。
The surface of the electrophotographic photoreceptor constructed in this manner is charged with a positive voltage of approximately 500 V by corona discharge, and then exposed to light (
hv), electron and hole carriers are generated in the photoconductive layer 3. Electrons in the conduction band are accelerated toward the surface layer 4 side by the electric field within the photoreceptor, and holes are accelerated toward the conductive support 1 side. In this case, if a conventional barrier layer consisting of a single high-resistance insulating layer is used, as mentioned above, if the film is thick, carriers flowing from the photoconductive layer to the support cannot pass through the barrier layer, and as a result, Residual potential becomes high. On the other hand, if the film is thin, dielectric breakdown may occur due to the development bias. Also, as a barrier layer, p-type or n-type
If a type semiconductor is used, will it cause dangling if the film is thick? Carriers are trapped in structural defects such as bonds, resulting in a high residual potential.On the other hand, if the film is thin, carriers cannot be removed from the support, resulting in a decrease in charging ability. On the other hand, if the barrier layer has a superlattice structure as in the photoreceptor of the present invention, what happens when the barrier layer has a superlattice structure? Due to the quantum effect, the lifetime of the intermediate well layer is 5 to 10 times longer than that of a single layer without a superlattice structure. In addition, in a superlattice structure, a periodic barrier layer is formed due to the discontinuity of the bandgap, but the carriers can easily pass through the bias layer due to the tunnel effect, so the effective mobility of carriers in the bulk is (equivalent to the carrier mobility), and the carrier has excellent runnability. As described above, the superlattice structure in which thin layers are laminated makes it possible to obtain high photoconductivity and to obtain clearer images than with conventional photoreceptors.

また、このよう表超格子構造の障壁層を有する感光体は
、障壁層の膜厚を厚くしてもキャリアの“移動度や寿命
が落ちることがなく、正負両帯電共に良好な帯電能を有
している。
In addition, a photoreceptor having a barrier layer with such a surface superlattice structure has good charging ability for both positive and negative charging without decreasing carrier mobility or lifetime even if the thickness of the barrier layer is increased. are doing.

以下に第2図を参照し、上記実施例の電子写真感光体を
グロー放電法によシ製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスざンペ21,22,23.
24には、例えば夫々SIH□B2H6,H2,CH,
等の原料ガスが収容されている。
Referring to FIG. 2, an apparatus and a manufacturing method for manufacturing the electrophotographic photoreceptor of the above embodiment by a glow discharge method will be described below. In the figure, gas dampers 21, 22, 23.
24, for example, SIH□B2H6, H2, CH,
It contains raw material gases such as:

これらガスデンベ内のガスは、流量調整用のパルプ26
及び配管27を介して混合器28に供給されるようにな
っている。各?ンペには圧力計25が設置されており、
該圧力計25を監視しつつパルプ26を調整することに
より混合器28に供給する各原料ガスの流量及び混合比
1c調節できる。
These gases in the gas container are fed by a pulp 26 for flow rate adjustment.
and is supplied to a mixer 28 via a pipe 27. each? A pressure gauge 25 is installed in the pump.
By adjusting the pulp 26 while monitoring the pressure gauge 25, the flow rate and mixing ratio 1c of each raw material gas supplied to the mixer 28 can be adjusted.

混合器28にて混合されたガスは反応容器29に供給さ
れる。反応容器29の底部3Iには、回転軸30が鉛直
方向の回りに回転可能に取付けられている。該回転軸3
0の上端に、円板状の支持台32がその面を回転軸30
に垂直にして固定されている。反応容器29内には、円
筒状の電極33がその軸中心を回転軸30の軸中心と一
致させて底部31上に設置されている。感光体のドラム
基体34が支持台32上にその軸中心を回転軸30の軸
中心と一致させて載置されておシ、このドラム基体34
の内側にはドラム基体加熱用のヒータ35が配設されて
いる。電極33とドラム基体34との間には高周波電源
36が接続されておシ、電極33およびドラム基体34
間に高周波電流が供給されるようになっている。回転軸
30はモータ38により回転駆動される。反応容器29
内の圧力は圧力計37によシ監視され、反応容器29は
ケートパルプ38を介して真空ポンプ等の適宜の排気手
段に連結されている〇 上記製造装置によシ感光体を製造する場合には、反応容
器29内にドラム基体34を設置した後、f−)パルプ
39を開にして反応容器29内を約0、 I Torr
の圧力以下に排気する。次いで、デンベ21.22,2
3.24から所要の反応ガスを所定の混合比で混合して
反応容器29内に導入する。
The gases mixed in the mixer 28 are supplied to a reaction vessel 29. A rotating shaft 30 is attached to the bottom 3I of the reaction container 29 so as to be rotatable around the vertical direction. The rotating shaft 3
At the upper end of 0, a disk-shaped support 32 has its surface aligned with the rotation axis 30.
It is fixed vertically. Inside the reaction vessel 29, a cylindrical electrode 33 is installed on the bottom 31 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 30. A drum base 34 of a photoreceptor is placed on a support base 32 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 30.
A heater 35 for heating the drum base is disposed inside the drum. A high frequency power source 36 is connected between the electrode 33 and the drum base 34.
A high frequency current is supplied between them. The rotating shaft 30 is rotationally driven by a motor 38. Reaction container 29
The pressure inside is monitored by a pressure gauge 37, and the reaction vessel 29 is connected to an appropriate evacuation means such as a vacuum pump via a Kate pulp 38. When manufacturing a photoreceptor using the above manufacturing apparatus, , after installing the drum base 34 in the reaction vessel 29, f-) the pulp 39 is opened and the inside of the reaction vessel 29 is set at about 0, I Torr.
Evacuate to below pressure. Next, Dembe 21.22,2
From 3.24 onwards, required reaction gases are mixed at a predetermined mixing ratio and introduced into the reaction vessel 29.

この場合に、反応容器29内に導入するガス流量は反応
容器29内の圧力が0.1乃至1. OTorrになる
ように設定する。次いで、モータ38を作動させてドラ
ム基体34を回転させ、ヒータ35によりドラム基体3
4を一定温度に加熱すると共に、高周波電源36によシ
ミ極33とドラム基体34との間に高周波電流を供給し
て、両者間にグロー放′電を形成する。これにより、ド
ラム基体34上にμe−81:H+a−8i :Hが堆
積する。なお、原料ガス中にN20 + NH5m N
O2m N2 * CH4* C2H4* O□ガス等
を使用することによシ、窒素、炭素、酸素をμc−3i
:Hやa−81:H中に含有させることができる。
In this case, the flow rate of the gas introduced into the reaction container 29 is such that the pressure inside the reaction container 29 ranges from 0.1 to 1. Set it to OTorr. Next, the motor 38 is operated to rotate the drum base 34, and the heater 35 rotates the drum base 34.
4 is heated to a constant temperature, and a high frequency current is supplied between the stain electrode 33 and the drum base 34 by a high frequency power source 36 to form a glow discharge between them. As a result, μe-81:H+a-8i:H is deposited on the drum base 34. In addition, N20 + NH5mN in the raw material gas
O2m N2 * CH4 * C2H4 * By using O□ gas, nitrogen, carbon, and oxygen can be reduced to μc-3i.
:H or a-81:H.

このように、この発明に係る電子写真感光体は、クロー
ズドシステムの製造装置で製造することができるため、
人体に対して安全である。
As described above, since the electrophotographic photoreceptor according to the present invention can be manufactured using a closed system manufacturing apparatus,
Safe for humans.

次に、この発明に係る電子写真感光体を成膜し、電子写
真特性を試験した結果について説明する。
Next, the results of testing the electrophotographic properties of an electrophotographic photoreceptor according to the present invention formed into a film will be described.

試験例1 必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドゲラスト処理を施した直径が89m、幅が
350111のアルミニウム製ドラム基体を反応容器内
に装着し、反応容器を約10−5トルの真空度に排気し
た。ドラム基体を250℃に加熱し、10 rpmで自
転させつつ、SiH,ガスを25 SCCM、 CH4
ガスを500800M導入し、反応容器内の圧力を0.
8 Torrとし、100Wの高周波電力を印加して5
0Xのa−8iC薄膜を形成した。
Test Example 1 If necessary, to prevent interference, an aluminum drum base with a diameter of 89 m and a width of 350111, which has been subjected to acid treatment, alkali treatment, and Sandgelast treatment, is installed in the reaction vessel, and the reaction vessel is approximately 10 The vacuum was evacuated to -5 torr. The drum base was heated to 250°C and rotated at 10 rpm, while SiH and gas were heated at 25 SCCM and CH4.
500,800M of gas was introduced, and the pressure inside the reaction vessel was reduced to 0.
8 Torr and applying 100 W of high frequency power to 5
A 0X a-8iC thin film was formed.

次いで5in4がスを300800M導入し、反応容器
内の圧力を0.6 Torrとして200Wの高周波を
力を印加し、50Xのa−81薄膜を形成した。次にG
eH4ガスをl OO800M導入し、40()Wの高
周波電力を印加して50Xのa−8IGeH膜を形成し
た。
Next, 300,800 M of 5in4 gas was introduced, the pressure inside the reaction vessel was set to 0.6 Torr, and a high frequency power of 200 W was applied to form a 50X a-81 thin film. Next G
eH4 gas was introduced at lOO800M, and a high frequency power of 40 () W was applied to form a 50X a-8 IGeH film.

このような操作を繰返して7500Xの超格子構造の障
壁層を形成した。
These operations were repeated to form a barrier layer having a 7500X superlattice structure.

次に、5tH4ガスを500 SCCM、  B2H6
ガスをSiH4がスに対する流量比がlOとなるような
流量で反応容器内に導入し、反応容器内を1トルとし、
300Wの高周波電力を印加して15μmの1型a−3
t:H光導電層を形成した。
Next, 500 SCCM of 5tH4 gas, B2H6
Gas was introduced into the reaction vessel at a flow rate such that the flow rate ratio of SiH4 to gas was 10, and the inside of the reaction vessel was set to 1 Torr.
1 type A-3 of 15 μm by applying high frequency power of 300 W
A t:H photoconductive layer was formed.

最後に、0.5μmの厚さの6−810:Hからなる表
面層を形成した。
Finally, a surface layer of 6-810:H with a thickness of 0.5 μm was formed.

このようにして形成した感光体に+6.5 kVの電圧
を印加すると、500Vの表面電位が得られ、5秒後の
保持率は70チであった。次に、−6,5Vの電圧を印
加したところ、 −400Vの表面電位が得られ、5秒
後の保持率は50%であった。
When a voltage of +6.5 kV was applied to the photoreceptor thus formed, a surface potential of 500 V was obtained, and the retention rate after 5 seconds was 70 cm. Next, when a voltage of -6.5V was applied, a surface potential of -400V was obtained, and the retention rate after 5 seconds was 50%.

更に、この感光体を複写機に装着して画像を形成させ友
ところ、正負両帯電いずれの場合にも、鮮明で良好な画
像が得られた。
Furthermore, when this photoreceptor was installed in a copying machine and images were formed, clear and good images were obtained in both positive and negative charging cases.

試験例2 障壁層の講成層の1つであるa−8i C薄層の代わフ
に1−8IN薄層を形成したことを除いて、試験例1と
同様にして電子写真感光体を製造した。
Test Example 2 An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Test Example 1, except that a 1-8IN thin layer was formed in place of the a-8i C thin layer, which is one of the forming layers of the barrier layer. .

なお、a−8IN薄層は、SiH4がスを20 SCC
M。
Note that the a-8IN thin layer has a SiH4 concentration of 20 SCC.
M.

N2ガスを6008CCMに設定し、反応室内の圧力t
 1. OTorrとして200Wの高周波電力を印加
することにより得られ九。
N2 gas was set at 6008 CCM, and the pressure inside the reaction chamber was
1. Obtained by applying 200 W of high frequency power as OTorr.

この感光体を試験例1と同様に複写機に装着して画像を
形成させたところ、正負両帯電いずれの場合にも、鮮明
で良好な画像が得られた。
When this photoreceptor was attached to a copying machine and an image was formed in the same manner as in Test Example 1, clear and good images were obtained in both positive and negative charging cases.

薄層の種類は、上記試験例のように3種類に限らず、4
種類以上の薄層を積層してもよく、要するに、所定の3
種類のa−81薄層の組合せを含んでいればよい。
The types of thin layers are not limited to three types as in the above test example, but four types.
More than one type of thin layer may be laminated, in short, a predetermined three
A-81 lamina combinations of different types may be included.

[発明の効果コ 本発明によれば、障壁層に3種類の薄膜の超格子構造を
用いているため、キャリアの走行性が高く、膜厚を厚く
してもキャリアの移動度や寿命が落ちることがない、正
負両帯電ともに良好な帯電能を有する感光体が得られる
[Effects of the invention] According to the present invention, since a superlattice structure of three types of thin films is used for the barrier layer, carrier mobility is high, and even if the film thickness is increased, the carrier mobility and lifespan decrease. A photoreceptor can be obtained that has good charging ability in both positive and negative charging without causing problems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の災施例に係る電子写真感光体を示す断
面図、第2図は本発明の実施例に係る電子写真感光体の
製造装置を示す図である。 1:導電性支持体、2:障穂層、3:光導電層、4:表
面層。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦第 1因 第 2ryJ
FIG. 1 is a sectional view showing an electrophotographic photoreceptor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to an embodiment of the invention. 1: Conductive support, 2: Obstruction layer, 3: Photoconductive layer, 4: Surface layer. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue No. 1 Cause No. 2ryJ

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電性支持体、障壁層および光導電層を有する電
子写真感光体において、前記障壁層は、炭素、酸素およ
び窒素から選ばれた少なくとも1種を含む非晶質シリコ
ン薄膜と、非晶質シリコン薄膜と、ゲルマニウムを含む
非晶質シリコン薄膜とを交互に積層して構成されること
を特徴とする両帯電可能な電子写真感光体。
(1) In an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a barrier layer, and a photoconductive layer, the barrier layer includes an amorphous silicon thin film containing at least one selected from carbon, oxygen, and nitrogen; 1. An electrophotographic photoreceptor capable of being bi-charged, characterized in that it is constructed by alternately laminating a crystalline silicon thin film and an amorphous silicon thin film containing germanium.
(2)前記障壁層を構成する各薄膜の膜厚は30〜50
0Åである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。
(2) The thickness of each thin film constituting the barrier layer is 30 to 50
The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the electrophotographic photoreceptor has a thickness of 0 Å.
(3)前記障壁層は、周期律表第III族又は第V族に属
する元素から選択された少なくとも一種の元素を含むこ
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。
(3) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the barrier layer contains at least one element selected from elements belonging to Group III or V of the periodic table.
(4)前記障壁層の光導電性を有する領域は、炭素、酸
素および窒素のうちの少なくとも一種を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
(4) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the photoconductive region of the barrier layer contains at least one of carbon, oxygen, and nitrogen.
(5)前記光導電層は、その少なくとも一部が微結晶化
している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。
(5) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein at least a portion of the photoconductive layer is microcrystalline.
(6)前記光導電層の上に表面層が形成されていること
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。
(6) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein a surface layer is formed on the photoconductive layer.
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