JPS6382475A - 感光体 - Google Patents

感光体

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JPS6382475A
JPS6382475A JP22944786A JP22944786A JPS6382475A JP S6382475 A JPS6382475 A JP S6382475A JP 22944786 A JP22944786 A JP 22944786A JP 22944786 A JP22944786 A JP 22944786A JP S6382475 A JPS6382475 A JP S6382475A
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JP
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atoms
gas
film
flow rate
photoreceptor
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JP22944786A
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English (en)
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Shuji Iino
修司 飯野
Mochikiyo Osawa
大澤 以清
Hideo Yasutomi
英雄 保富
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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    • 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
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    • 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
    • G03G5/08285Carbon-based
    • 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
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    • G03G5/0433Photoconductive layers characterised by having two or more layers or characterised by their composite structure all layers being inorganic

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電荷発生層と電荷輸送層とを有する感光体に
関する。
従米挾街 カールソン法の発明以来、電子写真の応用分野は著しい
発展を続け、電子写真用感光体にも様々な材料が開発さ
れ実用化されてきた。
従来用いられて来た電子写真感光体材料の主なものとし
ては、非晶質セレン、セレン砒素、セレンテルル、硫化
カドミウム、酸化肛鉛、アモルファスシリコン等の無機
物質、ポリビニルカルバゾール、金属フタロシアニン、
ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン顔料、トリフ
ェニルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物、ヒド
ラゾン化合物、スチリル化合物、ピラゾリン化合物、オ
キサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、等の有機
物質が挙げられる。また、その構成形態としては、これ
らの物質を単体で用いる単M型構成、結着材中に分散き
せて用いるバインダー型構成、機能別に電荷発生層と電
荷輸送層どを設ける積層型構成等が挙げられる。
しかしながら、従来用いられて来た電子写真感光体材料
にはそれぞれ欠点があった。その一つとして人体への有
害性が挙げられるが、前述したアモルファスシリコンを
除く無機物質においては、何れも好ましくない性質を持
つものであった。また、電子写真感光体が実際に複写機
内で用いられるためには、帯電、露光、現像、転写、除
電、清掃等の苛酷な環境条件に@された場合においても
、常に安定な性能を維持している必要があるが、前述し
た有機物質においては、何れも耐久性に乏しく、性能面
での不安定要素が多かった。
このような欠点を解消すべく、近年、有害性を改善し耐
久性に富んだ材料として、グロー放電法により生成され
るアモルファスシリコンの電子写真感光体への応用が進
んで来ている。しかし、アモルファスシリコンは、原料
としてシランガスを多量に必要とする反面、高価なガス
であることから、出来上がった電子写真感光体も従来の
感光体に比べ大幅に高価なものとなる。また、成膜速度
が遅く、成膜時間の増大に伴い爆発性を有するシラン未
分解生成物を粉塵状に発生する等、生産上の不都合も多
い。また、この粉塵が製造時に感光層中に混入した場合
には、画像品質に著しく悪影響を及ぼす。ざらに、アモ
ルファスシリコンは、元来、比誘電率が高いため帯電性
能が低く、複写機内で所定の表面電位に帯電するために
は膜厚を厚くする必要があり、高価なアモルファスシリ
コン膜を長時間堆積させなくてはならない。
ところでアモルファスカーボン膜自体は、プラズマ有機
重合膜として古くより知られており、例えばジエン(M
、5hen)及びベル(A、T。
Be1l)により、1973年発行ののジャーナル・オ
ブ・アプライド・ポリマー・サイエンス(Journa
l  of  Applied  P。
lymer  5cience)第17巻の第885頁
乃至第892頁において、あらゆる有機化合物のガスか
ら作製され得る事が、また、同著者により、1979年
のアメリカンケミカルソサエティ  (America
n  ChemicalSociety)発行によるプ
ラズマボリマライゼーション(Plasma  Pol
ymerization)の中でもその成膜性が論じら
れている。
しかしながら従来の方法で作製したプラズマ有機重合膜
は絶縁性を前提とした用途に限って用いられ、即ちそれ
らの膜は通常のポリエチレン膜の如<1018Ωam程
度の比抵抗を有する絶NFJと考えられ、或は、少なく
ともそのような膜であるとの認識のもとに用いられてい
た。実際に電子写真感光体への用途にしても同様の認識
から、保護層、接sN、ブロッキング層もしくは絶縁層
に限られており、所謂アンダーコート層もしくはオーバ
ーコート層としてしか用いられていなかった。
例えば、特開昭59−28161号公報には、基板上に
ブロッキング層及び接着層としてプラズマ重合きれた網
目構造を有する高分子層を設け、その上にアモルファス
シリコン層を設けた感光体が開示されている。特開昭5
9−38753号公報には、基板上にブロッキング層及
び接着層として酸素と窒素と炭化水素の混合ガスから生
成される1013〜10I5Ωamの高抵抗のプラズマ
重合膜を10人〜100人設けた上にアモルファスシリ
コン層を設けた感光体が開示されている。特開昭59−
136742号公報には、アルミ基板上に設けたアモル
ファスシリコン層内へ光照射時にアルミ原子が拡散する
のを防止するための保護層として1〜5μm程度の炭素
膜を基板表面に形成せしめた感光体が開示されている。
特開昭60−63541号公報には、アルミ基板とその
上に設けたアモルファスシリコン層との接着性を改善す
るために、接着層として200A〜2μmのダイヤモン
ド状炭素膜を中間に設けた感光体が開示され、残留電荷
の面から膜厚は2ttm以下が好ましいとされている。
これらの開示は、何れも基板とアモルファスシリコン層
との間に、所謂アンダーコート層を設けた発明であり、
電荷輸送性についての開示は全くなく、また、a−3i
の有する前記した本質的問題を解決するものではない。
また、例えば、特開昭50−20728号公報には、ポ
リビニルカルバゾール−セレン系感光体の表面に保護層
としてグロー放電重合によるポリマー膜を0.1〜1μ
m設けた感光体が開示きれている。特開昭59−214
859号公報には、アモルファスシリコン感光体の表面
に保護層としてスチレンやアセチレン等の有機炭化水素
モノマーをプラズマ重合させてE5um程度の膜を形成
させる技術が開示されている。特開昭60−61761
号公報には、表面保護層として、500人〜2μmのダ
イヤモンド状炭素a膜を設けた感光体が開示され、透光
性の面から膜厚は2 tt m以下が好ましいとされて
ている。特開昭60−249115号公報には、0.0
5〜5 tt m程度の無定形炭素または硬質炭素膜を
表面保護層として用いる技術が開示され、膜厚が5μm
を越えると感光体活性に悪影響が及ぶとされている。
これらの開示は、何れも感光体表面に所謂オーバーコー
ト層を設けた発明であり、電荷輸送性についての開示は
全くなく、また、a−3iの有する前記した本質的問題
を解決するものではない。
また、特開昭51−46130号公報には、ポリビニル
カルバゾール系電子写真感光体の表面にグロー放電重合
を行なって0.001〜3μmのポリマー膜を形成せし
めた電子写真感光板が開示されているが、電荷輸送性に
ついては全く言及されていないし、a−3iの持つ前記
した本質的問題を解決するものではない。
一方、アモルファスシリコン膜については、スピア(W
、E、5pear)及びレコンバ(P。
G、LeComber)により1976年発行のフィロ
ソフィカル・マガジン(Philosophical 
 Magazine)第33巻の第935頁乃至第94
9頁において、極性制御が可能な材料である事が報じら
れて以来、種々の光電デバイスへの応用が試みられて来
た。感光体への応用に関しては、例えば、特開昭56−
62254号公報、特開昭57−119356号公報、
特開昭57−177147号公報、特開昭57−119
357号公報、特開昭57−177149号公報、特開
昭57−119357号公報、特開昭57−17714
6号公報、特開昭57−177148号公報、特開昭5
7−174448号公報、特開昭57−1744.49
号公報、特開昭57−174450号公報、等に、炭素
原子を含有したアモルファスシリコン感光体が開示され
ているが、何れもアモルファスシリコンの光導電性を炭
素原子によ+7調整する事を目的としたものであり、ま
た、アモルファスシリコン自体厚い膜を必要としている
Uが解決しようとする問題点 以上のように、従来、電子写真感光体に用いられている
プラズマ有機重合膜は所謂アンダーコート層もしくはオ
ーバーコート層として使用されていたが、それらはキャ
リアの輸送機能を必要としない膜であって、有機重合膜
が絶縁性で有るとの判断にたって用いられている。従っ
てその膜厚ち高々5μm程度の極めて薄いHりとしてし
か用いられず、キャリアはトンネル効果で膜中を通過す
るか、トンネル効果が期待できない場合には、残留電位
の発生に関して事実上問題にならずに済む程度の薄い膜
でしか用いられていない。また、従来、電子写真に用い
られているアモルファスシリコン膜は所謂厚膜で使用き
れており、価格或は生産性等に、不都合な点が多い。
本発明者らは、アモルファスカーボン膜の電子写真感光
体への応用を検討しているうちに、本来絶縁性であると
考えられていた水素化アモルファスカーボン膜がアルカ
リ金属原子を含有せしめる事により、燐原子及び硼素原
子のうち少なくとも一方を含有すると共に窒素原子を含
有してなる水素化或は弗素化アモルファスシリコンゲル
マニウム膜との積層においては電荷輸送性を有し、容易
に好適な電子写真特性を示し始める事を見出した。
その理論的解釈には本発明者においても不明確な点が多
く詳細に亙り言及はできないが、アルカリ金属原子含有
水素化アモルファスカーボン膜中に捕捉されている比較
的不安定なエネルギー状態の電子、例えばπ電子、不対
電子、残存フリーラジカル等が形成するバンド構造が、
燐原子及び硼素原子のうち少なくとも一方を含有すると
共に窒素原子を含有してなる水素化或は弗素化アモルフ
ァスシリコンゲルマニウム膜が形成するバンド構造と電
導帯もしくは荷電子帯において近似したエネルギー準位
を有するため、燐原子及び1素原子のうち少なくとも一
方を含有すると共に窒素原子を含有してなる水素化或は
弗素化アモルファスシリコンゲルマニウム膜中で発生し
たキャリアが容易にアルカリ金属原子含有水素化アモル
ファスカーボン膜中へ注入され、さらに、このキャリア
は前述の比較的不安定なエネルギー状態の電子の作用に
よりアルカリ金属原子含有水素化アモルファスカーボン
膜中を好適に走行し得るためと推定される。
本発明はその新たな知見を利用することにより、アモル
ファスシリコン感光体の持つ前述の如き本質的問題点を
全て解消し、また従来とは全く使用目的も特性も異なる
、有機プラズマ重合膜、特に少なくともアルカリ金属原
子を含有してなる水素化アモルファスカーボン膜を電荷
輸送層として使用し、かつ、燐原子及び硼素原子のうち
少なくとも一方を含有すると共に窒素原子を含有してな
る水素化或は弗素化アモルファスシリコンゲルマニウム
のit膜を電荷発生層として使用した感光体を提供する
事を目的とする。
、′ を  するための゛ 即ち、本発明は、電荷発生層と電荷輸送層とを有する機
能分離型感光体において、該電荷輸送層がプラズマ重合
反応から生成される少なくともアルカリ金属原子を含有
してなる水素化アモルファスカーボン膜であり、かつ、
該電荷発生層が燐原子及び硼素原子のうち少なくとも一
方を含有すると共に窒素原子を含有してなる水素化或は
弗素化アモルファスシリコンゲルマニウム膜であること
を特徴とする感光体に関する(以下、本発明による電荷
輸送層をa−C膜及び電荷発生層をa−Si1*と称す
る)。
本発明は、従来のアモルファスシリコン感光体において
は、電荷発生層として優れた機能を有するアモルファス
シリコンを、電荷発生能が無くても電荷輸送能きえあれ
ば済む電荷輸送層としても併用していたため発生してい
たこれらの問題点を解決すべく成されたものである。
即ち、本発明は、電荷輸送層としてグロー放電により生
成される少なくともアルカリ金属原子を含有してなる水
素化アモルファスカーボン膜を設け、かつ、電荷発生層
として同じくグロー放電により生成される燐原子及び硼
素原子のうち少なくとも一方を含有すると共に窒素原子
を含有してなる水素化或は弗素化アモルファスシリコン
ゲルマニウム膜を設けた事を特徴とする機能分離型感光
体に関する。該電荷輸送層は、可視光もしくは半導体レ
ーザー光付近の波長の光に対しては明確なる光導電性は
有きないが、好適な輸送性を有し、ざらに、帯電能、耐
久性、耐候性、耐環境汚染性等の電子写真感光体性能に
優れ、しかも透光性にも優れるため、機能分離型感光体
としての積層構造を形成する場合においても極めて高い
自由度が得られるものである。また、該電荷発生層は、
可視光もしくは半導体レーザー光付近の波長の光に対し
て優れた光導電性を有し、しかも従来のアモルファスシ
リコン感光体に比べて極めて薄い膜厚で、その機能を活
かす事ができるものである。
本発明においては、a −CM’lを形成するために有
機化合物ガス、特に炭化水素ガスが用いられる。
該炭化水素における相状態は常温常圧において必ずしも
気相である必要はなく、加熱或は減圧等により溶融、蒸
発、昇華等を経て気化しうるものであれば、液相でも固
相でも使用可能である。
使用可能な炭化水素には種類が多いが、飽和炭化水素と
しては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デ
カン、ウンテ゛カン、ドデカン、トリデカン、テトラデ
カン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オ
クタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン
、トコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン
、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコ
サン、トリアコンタン、トドリアコンタン、ペンタトリ
アコンタン、等のノルマルパラフィン並びに、イソブタ
ン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、ネオ
ヘキサン、2,3−ジメチルブタン、2−メチルヘキサ
ン、3−エチルペンタン、2.2−ジメチルペンタン、
2.4−ジメチルペンタン、3,3−ジメチルペンタン
、トリブタン、2−メチルへブタン、3−メチルヘブタ
ン、2.2−ジメチルヘキサン、2.2.5−ジメチル
ヘキサン、2.2.3−トリメチルペンタン、2.2.
4−トリメチルペンタン、2,3゜3−トリメデルペン
タン、2,3.4−トリメデルペンタン、イソナノン、
等のイソパラフィン、等が用いられる。不飽和炭化水素
としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレ
ン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペン
テン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテ
ン、2−メチル−2−ブテン、1−ヘキセン、テトラメ
チルエチレン、1−ヘプテン、1−オクテン、′1−ノ
ネン、1−デセン、等のオレフィン、並びに、アレン、
メチルアレン、ブタジェン、ペンタジェン、ヘキサジエ
ン、シクロペンタジェン、等のジオレフィン、並びに、
オシメン、アロオシメン、ミルセン、ヘキサトリエン、
等のトリオレフイン、並びに、アセチレン、ブタジイン
、1゜3−ペンタジイン、2,4−へキサジイン、メチ
ルアセチレン、1−ブチン、2−ブチン、1−ペンチン
、1−ヘキシン、1−ヘプチン、1−オクチン、1−ノ
ニン、1−デシン、等が用いられる。
脂環式炭化水素としては、例えば、シクロプロパン、シ
クロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロ
へブタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカ
ン、シクロウンデカン、シクロドデカン、シクロトリデ
カン、シクロトリデカン、シクロペンタデカン、シクロ
ヘキサデカン、等のシクロパラフィン並びに、シクロプ
ロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセ
ン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロノネン、
シクロデセン、等のシクロオレフィン並びに、リモネン
、テルピノレン、フエランドレン、シルベストレン、ツ
エン、カレン、ピネン、ボルニレン、カンフエン、フエ
ンチェン、シクロウンデカン、トリシクレン、ビサボレ
ン、ジンギベレン、クルクメン、フムレン、カジネンセ
スキベニヘン、セリネン、カリオフィレン、サンタレン
、セドレン、カンホレン、フィロクラテン、ボドカルプ
レン、ミレン、等のテルペン並びに、ステロイド等が用
いられる。芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン
、トルエン、キシレン、ヘミメンテン、プソイドクメン
、メシチレン、プレニテン、イソジュレン、ジュレン、
ペンタメチルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、エチル
ベンゼン、プロピルベンゼン、クメン、エチレン、ビフ
ェニル、テルフェニル、ジフェニルメタン、トリフェニ
ルメタン、ジベンジル、スチルベン、インデン、ナフタ
リン、テトラリン、アントラセン、フェナントレン、等
が用いられる。
ざらに、炭化水素以外でも、例えば、アルコール類、ケ
トン頚、エーテル類、エステル類、等炭素と成りうる化
合物であれば使用可能である。
本発明におけるa −C膜中に含まれる水素原子の量は
グロー放電を用いるというその製造面から必然的に定ま
るが、炭素原子と水素原子の総量に対して、概ね30乃
至60原子%含有される。ここで、炭素原子並びに水素
原子の膜中含有量は、有機元素分析の常法、例えばCN
H分析を用いる事により知る事ができる。
本発明におけるa −C膜中に含まれる水素原子の量は
、成膜装置の形態並びに成膜時の条件により変化するが
、例えば、基板温度を高くする、圧力を低くする、原料
炭化水素ガスの希釈率を低くする、印加電力を高くする
、交番電界の周波数を低くする、交番電界に重畳せしめ
た直流電界強度を高くする、等の手段、或は、これらの
組合せ操作は、含有水素量を低くする効果を有する。
本発明における電荷輸送層としてのa −C膜の膜厚は
、通常の電子写真プロセスで用いるためには、5乃至5
0am、特に7乃至20LImが適当であり、5μmよ
り薄いと、帯電電位が低いため充分な複写画像濃度を得
る事ができない。また、50umより厚いと、生産性の
面で好ましくない。
このa−C膜は、高透光性、高暗抵抗を有するとともに
電荷輸送性に富み、膜厚を上記の様に5μm以上として
もキャリアはトラップされる事無く輸送され明減衰に寄
与する事が可能である。
本発明における原料気体からa −CM!Aを形成する
過程としては、原料気体が、直流、低周波、高周波、或
はマイクロ波等を用いたプラズマ法により生成されるプ
ラズマ状態を経て形成される方法が最も好ましいが、そ
の他にも、イオン化蒸着法、或はイオンビーム蒸着法等
により生成されるイオン状態を経て形成されてもよいし
、真空蒸着法、或はスパッタリング法等により生成され
る中性粒子から形成されてもよいし、さらには、これら
の組み合わせにより形成されてもよい。
本発明においては炭化水素の他に、a −C1ll中に
少なくともアルカリ金属原子を添加するためにアルカリ
金属化合物が使用される。ここでアルカリ金属原子とは
、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子、ルビ
ジウム原子、及びセシウム原子を云う。該アルカリ金属
化合物ガスにおける相状態は常温常圧において必ずしも
気相で有る必要はなく、また、むしろ気相状態の化合物
は少ないため、加熱或は減圧等により溶融、蒸発、昇華
等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使
用可能である。アルカリ金属化合物としては、例えば、
金属アルコラード、金属アクリル酸、金属メタクリル酸
、或は、金属フタロシアニン等を用いる事ができる。
本発明において化学的修飾物質として含有されるアルカ
リ金属原子の量は、全構成原子に対して0.1乃至10
原子%、好適には0.3乃至5原子%である。ここでア
ルカリ金属原子の膜中含有量は、元素分析の常法、例え
ばオージェ分析により知る事ができる。アルカリ金属原
子の量が0゜1原子%より低い場合には、必ずしも好適
な電荷輸送性が保証きれず、感度低下もしくは残留電位
の発生等を生じ易くなり、また、経時的感度安定性も保
証されなくなる。アルカリ金属原子の量が1o原子%よ
り窩い場合に乙よ、適量の添加では好適な電荷輸送性と
残留電位発生防止を保証していたアルカリ金属原子が、
逆に、帯電能の低下を招く。また、必ずしも成膜性が保
証されなくなり、膜の剥離、油状化もしくは粉体化を招
き易くなる。
従って、本発明にわけるアルカリ金属原子の添加量節−
は重要である。
本発明において化学的修飾物質として含有されるアルカ
リ金属原子の量は、主に、プラズマ反応を行なう反応室
への前述のアルカリ金属化合物の導入量を増減すること
により制御することが可能である。アルカリ金属化合物
の導入量を増大させれば、本発明によるa−C膜中への
アルカリ金属原子の添加量を高くすることが可能であり
、逆にアルカリ金属化合物の導入量を減少きせれば、本
発明によるa−C膜中へのアルカリ金属原子の添加量を
低くすることが可能である。
本発明においては、a−5i膜を形成するためにシラン
ガス、ジシランガス、或は、弗化シランガスが用いられ
る。また、化学的修飾物質として燐原子或は硼素原子を
膜中に含有せしめるための原料ガスとして、ホスフィン
ガス或はジボランガス等が用いられる。ざらに、化学的
修飾物質として窒素原子を膜中に含有せしめるための原
料ガスとして、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素
ガス、或は、二酸化窒素ガス、等の窒素化合物ガスが用
いられる。また、ゲルマニウム原子を含有きせるために
、ゲルマンガスが用いられる。
本発明におけるa−3i膜中に含有されるゲルマニウム
原子の含有量は、シリコン原子とゲルマニウム原子との
総和に対して、30原子%以下が好ましい。ここで、ゲ
ルマニウム原子及びシリコン原子の含有率は、元素分析
の常法、例えばオージェ分析により知る事ができる。ゲ
ルマニウム原子の含有量は、膜形成時に流入するゲルマ
ンガスの流量を増加する事により高くなる。ゲルマニウ
ム原子の含有量が高くなるにつれ本発明感光体の長波長
感度は向上し、短波長領域から長波長領域にまで幅広く
露光源が選択され得るようになり好ましいが、ゲルマニ
ウム原子が30原子%より多く含有されると帯電能の低
下を招くため、過剰の添加は好ましくない。従って、本
発明におけるa−3i膜中に含有されるゲルマニウム原
子の含有量は重要である。
本発明において化学的修飾物質として含有される燐原子
或は硼素原子の量は、全構成原子に対して20000原
子ppm以下である。ここて燐原子或は硼素原子の膜中
含有量は、元素分析の常法、例えばオージェ分析或はI
M八へ析により知る事ができる。燐原子或は硼素原子の
膜中含有量が2oooo原子ppmより高い場合には、
少量の添加では好適な輸送性、或は、極性制御効果を保
証していた燐原子或は硼素原子が、逆に膜の低抵抗化を
招く作用を示し、帯電能の低下を来たす。従って、本発
明における燐原子或は硼素原子添加量の範囲は重要であ
る。
本発明において化学的修飾物質として含有きれる窒素原
子の量は、全構成原子に対して0゜001乃至3原子%
である。ここで窒素原子の膜中含有量は、元素分析の常
法、例えばオージェ分析或はIMA分析により知る事が
できる。窒素原子の膜中含有量が0.001原子%より
低い場合には、a−Si膜の電気抵抗値が低くなる事が
らa−3i膜にコロナ帯電等による電界がかかりにくく
なり、光励起キャリアが必ずしも効率よりa −C膜中
に注入されなくなり感度の低下を招く。また、帯電能も
低下する。窒素原子の膜中含有量が3原子%より高い場
合には、微量の添加においては好適な帯電能を保証して
いた窒素原子が、過剰の添加ではa−Si膜を高抵抗化
し電荷の易動度を低下ならしめることから感度の低下を
招く。従って、本発明における窒素原子;奈加量の範囲
は重要である。
本発明におけるa−Si膜中に含まれる水素原子或は弗
素原子の量はグロー放電を用いるというその製造面から
必然的に定まるが、シリコン原子と水素原子或はシリコ
ン原子と弗素原子の総量に対して、概ね10乃至3S原
子%含有される。ここで、水素原子或は弗素原子の膜中
含有量は、元素分析の常法、例えばONH分析、オージ
ェ分析等を用いる事により知る事ができる。
本発明における電荷発生層としてのa−3i膜の膜厚は
、通常の電子写真プロセスで用いるためには、0.1乃
至5μmが適当であり、0.1μmより薄いと、光吸収
が不十分となり充分な電荷発生が行なわれなくなり、感
度の低下を招く。また、5μmより厚いと、生産性の面
で好ましくない。このa−Si膜は電荷発生能に富み、
ざらに、本発明の最も特徴とするところのa−C膜との
積層構成において効率よ<a−C膜中に発生キャリアを
注入せしめ、好適な明減衰に寄与する事が可能である。
本発明における原料気体からa−3i膜を形成する過程
は、a−C膜を形成する場合と同様にして行なわれる。
本発明において化学的修飾物質として含有される窒素原
子、燐原子、或は、硼素原子の量は、主に、プラズマ反
応を行なう反応室への前述の窒素化合物ガス、ホスフィ
ンガス、或は、ジボランガスの導入量を増減することに
より制御することが可能である。窒素化合物ガス、ホス
フィンガス、或は、ジボランガスの導入量を増大させれ
ば、本発明によるa−3iMff中への窒素原子、燐原
子、或は、硼素原子の添加量を高くすることが可能であ
り、逆に窒素化合物ガス、ホスフィンガス、或は、ジボ
ランガスの導入量を減少きせれば、本発明によるa−3
i膜中への窒素原子、燐原子、或は、硼素原子の添加量
を低くすることが可能である、 本発明における感光体は、電荷発生層と電荷輸送層から
成る機能分離型の構成とするのが最適で、該電荷発生層
と該電荷輸送層の積層構成は、必要に応じて適宜選択す
ることが可能である。
第1図は、その一形態として、導電性基板(1)上に電
荷輸送層(2)と電荷発生層(3)を順次積層してなる
構成を示したものである。第2図は、別の一形態として
、導電性基板(1)上に電荷発生層(3)と電荷輸送層
(2)を順次積層してなる構成を示したものである。第
3図は、別の一形態として、導電性基板(1)上に、電
荷輸送層(2)と電荷発生層(3)と電荷輸送層(2)
を順次積層してなる構成を示したものである。
感光体表面を、例えばコロナ帯電器等により正帯電した
後、画体露光して使用する場合においては、第1図では
電荷発生層(3)で発生した正孔が電荷輸送層(2)中
を導電性基板(1)に向は走行し、第2図では電荷発生
層(3)で発生した電子が電荷輸送層(2)中を感光体
表面に向は走行し、第3図では電荷発生層(3)で発生
した正孔が導電性基板側の電荷輸送層(2)中を導電性
基板(1)に向は走行すると共に、同時に電荷発生層(
3)で発生した電子が表面側の電荷輸送層(2)中を感
光体表面に向は走行し、好適な明減衰に保証された静電
潜像の形成が行なわれる。反対に感光体表面を負帯電し
た後、画像露光して使用する場合においては、電子と正
孔の挙動を入れ代えて、キャリアーの走行性を解すれば
よい。第2図及び第3図では、画像露光用の照射光が電
荷輸送層中を通過する事になるが、本発明による電荷輸
送層は透光性に優れることから、好適な潜像形成を行な
うことが可能である。
第4図は、ざらなる一形態として、導電性基板(1)上
に電荷輸送層(2)と電荷発生層(3)と表面保護層(
4)を順次積層してなる構成を示したものである。即ち
第1図の形態に表面像N層を設けた形態に相当するが、
第1図の形態では、最表面が耐湿性に乏しいa−3il
Rで有ることから、多くの場合実用上の対湿度安定性を
確保するために表面保護層を設けることが好ましい。第
2図及び第3図の構成の場合、最表面が耐久性に優れた
a−C膜であるため表面保護層を設けなくてもよいが、
例えば現住剤の付着による感光体表面の汚れを防止する
ような、複写機内の各種エレメントに対する整合性を調
整する目的から、表面保護層を設けることもざらなる一
形態と成りうる。
第5図は、ざらなる一形態として、導電性基板(1)上
に中間J’! (5)と電荷発生層(3)と電荷輸送層
(2)を順次積層してなる構成を示したものである。即
ち第2図の形態に中間層を設けた形態に相当するが、第
2図の形態では、導電性基板との接合面がa−3ill
’!である事から、多くの場合接着性及び注入阻止効果
を確保するために中間層を設ける事が好ましい。第1図
及び第3図の構成の場合、導電性基板との接合面が、接
着性及び注入阻止効果に優れた、本発明による電荷輸送
層であるため、中間層を設けなくてもよいが、例えば導
電性基板の前処理方法のような、感光層形成以前の製造
工程との整合性を調整する目的から、中間層を設けるこ
ともざらなる一形態と成りうる。
第6図は、ざらなる一形態として、導電性基板(1)上
に中間層(5)と電荷輸送層(2)と電荷発生層(3)
と表面保護層(4)を順次積層してなる構成を示したも
のである。即ち第1図の形態に中間層と表面保護層を設
けた形態に相当する。
中間層と表面保護層の設置理由は前述と同様であり、従
って第2図及び第3図の構成において中間層と表面保護
層を設けることもざらなる一形態と成りうる。
本発明において中間層と表面保護層は、材料的にも、製
法的にも、特に限定を受けるものではなく所定の目的が
達せられるものであれば、適宜選択することが可能であ
る。本発明によるa−C膜を用いてもよい。但し、用い
る材料が、例えば従来例で述べた如ぎ絶縁性材料である
場合には、残留電位発生の防止のため膜厚は5μm以下
に留める必要がある。
本発明による感光体の電荷輸送層は、気相状態の分子を
減圧下で放電分解し、発生したプラズマ雰囲気中に含ま
れる活性中性種あるいは荷電種を基板上に拡散、電気力
、あるいは磁気力等により誘導し、基板上での再結合反
応により固相として堆積させる、所謂プラズマ重合反応
から生成される事が好ましい。
第7図は本発明に係わる感光体の製造装置を示し、図中
(701)〜(706)は常温において気相状態にある
原料化合物及びキャリアガスを密封した第1乃至第6タ
ンクで、各々のタンクは第1乃至第6vA節弁(707
) 〜(712) とil乃至第6流量制御!(713
)〜(718)に接続されている。図中(719)〜(
721)は常温において液相または固相状態にある原料
化合物を封入した第1乃至第3容器で、各々の容器は気
化のため第1乃至第3温調器(722)〜(724)に
より与熱可能であり、ざらに各々の容器は第7乃至第9
調節弁(725)〜(727)と第7乃至第9流量制瀕
器(728)〜(730)に接続されている。これらの
ガスは混合M(7,’31)で混合された後、主管(7
32)を介して反応室(733)に送り込まれる。途中
の配管は、常温において液相または固相状態にあった原
料化合物が気化したガスが、途中で凝結しないように、
適宜配置きれた配管加熱器(734)により、与熱可能
とされている。反応室内には接地電極(735)と電力
印加電極(736)が対向して設置され、各々の電極は
電極加熱器(737)により与熱可能とされている。電
力印加電極(736)には、高周波電力用整合器(73
8)を介して高周波電:m (739) 、低周波電力
用整合! (740)を介して低周波電源(741)、
ローパスフィルタ(742)を介して直流電源(743
)が接続されており、接続選択スイッチ(744)によ
り周波数の異なる電力が印加可能とされている。反応室
(733)内の圧力は圧力制御弁(74,5)により調
整可能であり、反応室(733)内の減圧は、排気系選
択弁(746)を介して、K散ポンプ(747) 、油
回転ポンプ(748)、或は、冷却除外装置(749)
 、メカニカルブースターポンプ(750) 、油回転
ポンプ(748)により行なわれる。排ガスについては
、さらに適当な除外装置(753)により安全無害化し
た後、大気中に排気される。これら排気系配管について
も、常温において液相または固相状態にあった原料化合
物が気化したガスが、途中で凝結しないように、適宜配
置された配管加熱器(734)により、与熱可能とされ
ている。反応室(733)も同様の理由から反応室加熱
器(751)により与熱可能ときれ、内部に配きれた電
極上に導電性基板(752)が設置きれる。第7図にお
いて導電性基板(752)は接地電極(735)に固定
して配されているが、電力印加1!ti(736)に固
定して配きれてもよく、ざらに双方に配されてもよい。
第8図は本発明に係わる感光体の製造装置の別の一形態
を示し、反応室(833)内部の形態以外は、第7図に
示した本発明に係わる感光体の製造装置と同様であり、
付記された番号は、700番台のものを800番台に置
き換えて解すればよい。第8図において、反応室(83
3)内部には、第7図における接地電極(735)を兼
ねた円筒形の導電性基板(852)が設置され、内側に
は電極加熱器(837)が配されている。導電性基板(
852)周囲には同じく円筒形状をした電力印加電極(
836)が配きれ、外側には電極加熱器(837)が配
されている。導電性基板(852)は、外部より駆動モ
ータ(854)を用いて自転可能となっている。
感光体製造に供する反応室は、拡散ポンプにより予め1
o−4乃至1O−6Torr程度にまで減圧し、真空度
の確認と装置内部に吸着したガスの脱着を行なう。同時
に電極加熱器により、電極並びに電極に固定して配きれ
た導電性基板を所定の温度まで昇温する。導電性基板に
は、前述の如き感光体構成の中から所望の構成を得るた
めに、必要であれば、予めアンダーコート層或は電荷発
生層を設けて置いてもよい。アンダーコート層或は電荷
発生層の設置には、本装置を用いてもよいし別装置を用
いてもよい。次いで、第1乃至第6タンク及び第1乃至
第3容器から、原料ガスを適宜第1乃至第9流量制御器
を用いて定流量化しながら反応室内に導入し、圧力調節
弁により反応室内を一定の減圧状態に保つ。ガス流量が
安定化した後、接続選択スイッチにより、例えば高周波
電源を選択し、電力印加電極に高周波電力を投入する。
両電極間には放電が開始され、時間と共に基板上に固相
の膜が形成される。a−Si膜或はa−C膜は、原料ガ
スを代える事により任意に形成可能である。放電を一旦
停止し、原料ガス組成を変更した後、再び放電を再開す
れば異なる組成の膜を積層する事ができる。また、放電
を持続させながら原料ガス流量だけを徐々に代え、異な
る組成の膜を勾配を持たせながら積層する事も可能であ
る。
反応時間により膜厚を制御し、所定の膜厚並びに積層構
成に達したところで放電を停止し、本発明による感光体
を得る。次いで、第1乃至第9調節弁を閉じ、反応室内
を充分に排気する。ここで所望の感光体構成が得られる
場合には反応室内の真空を破り、反応室より本発明によ
る感光体を取り出す。更に所望の感光体構成において、
電荷発生層或はオーバーコート層が必要とされる場合に
は、そのまま本装置を用いるか、或は@JPJに−旦真
空を破り取り出して別装置に移してこれらの層を設け、
本発明による感光体を得る。
以下実施例を挙げながら、本発明を説明する。
去旋泗1 本発明に係わる製造装置を用いて、第1図に示す如き、
導電性基板、電荷輸送層、電荷発生層をこの順に設けた
本発明感光体を作製した。
電荷輸送層形成工程: 第7図に示すグロー放電分解装置において、まず、反応
装置(733)の内部を1O−6Torr程度の高真空
にした後、第1調節弁(701)を解放し、第1タンク
(701)より水素ガスを出力圧1.0Kg/cm2の
下で第1流量制i2!l藩(713)内へ流入させた。
同時に、第1容!(719)よりスチレンガスを第1温
調器(722)温度30t’のもと第7流量制■器(7
28)内へ、第2容器(720)よりリチウムターシャ
リ−ブチラードガスを第2温調器(723)温度260
℃のもと第8流量制都器(729)内へ流入きせた。
水素ガスの流量を10105e、スチレンガスの流量を
36secm、及びリチウムターシャリ−ブチラードガ
スの流量を22secmとなるように設定して、途中混
合器(731)を介して、主管(732)より反応室(
733)内へ流入した。
各々の流量が安定した後に、反応室(733)内の圧力
が1.5Torrとなるように圧力調節弁(745)を
調整した。一方、導電性基板(752)としては、樅5
0x横50X厚3mmのアルミニウム基板を用いて、予
め100℃に加熱しておき、ガス流量及び圧力が安定し
た状態で、予め接続選択スイッチ(744)により接続
しておいた低周波電源(741)を投入し、電力印加電
極(736)に90Wattの電力を周波数20KHz
の下で印加して約1時間20分プラズマ重合反応を行な
い、導電性基板(752)上に厚さ15μmのa−C膜
を電荷輸送層として形成した。
成膜完了後は、電力印加を停止し、調節弁を閉じ、反応
室(733)内を充分に排気した。
以上のようにして得られたa −C膜につき有機元素分
析を行なったところ、含有される水素原子の量は炭素原
子と水素原子の総量に対して44原子%であった。また
、オージェ分析より含有されるアルカリ金属原子、即ち
、リチウム原子の量は、全構成原子に対して、6.1原
子%であった。
電荷発生層形成工程: 次いで、一部タンクを交換し、第1調節弁(707)、
第2調節弁(708)、第5調節弁(711)、及び第
6調節弁(712)を解放し、第1タンク(701)か
ら水素ガス、第2タンク(702)からゲルマンガス、
第5タンク(705)から窒素ガス、及び第6タンク(
706)からシランガスを、出力圧IKg/cm2の下
で第1、第2、第5、及び第6流量制御器(713,7
14,717、及び718)内へ流入させた。・同時に
、第4調節弁(710)を解放し、第4タンク(704
)より水素ガスで1100ppに希釈されたジポランガ
スを、出力圧1.5Kg/cm2の下で第4流量制譚器
(716)内へ、流入させt:。
各流量制御器の目盛を調整して水素ガスの流量を200
secm、ゲルマンガスの流量6secm。
を窒素ガスの流量を0.01secm、シランガスの流
量を100sccrr+、水素ガスで1100ppに希
釈されたジポランガスの流量を10105eとなるよう
に設定し、反応室(733)内に流入させた。各々の流
量が安定した後に、反応室(733)内の圧力が0.8
Torrとなるように圧力調節弁(745)を調整した
。一方、a−C膜が形成きれている導電性基板(752
)は、250℃に加熱しておき、ガス流量及び圧力が安
定した状態で、高周波電源(739)より周波数13.
56MHzの下で電力印加電極(736)に35Wat
tの電力を印加し、グロー放電を発生させな。この放電
を5分間行ない、厚さ0.3μmの電荷発生層を得た。
得られたa−Si膜につき、金属中○NH分析(板場製
作所製EMGA−1300)、オージェ分析、及びIM
A分析を行なったところ、含有される水素原子は全構成
原子に対して23原子%、硼素原子は10原子ppm、
窒素原子は0.001原子%、ゲルマニウム原子は11
原子%であった。
特性: 得られた感光体を常用のカールソンプロセスの中で負帯
電並びに正帯電で用いたところ次の如き性能が得られた
。ここでは、正帯電時の測定値を括弧内に示すが、最高
帯電電位は一280V (+260V)で有り、即ち、
全感光体膜厚が15゜3μmであることから1μm当り
の帯電能は18■/μm (17V/μm)と高く、こ
のことから充分な帯電性能を有する事が理解された。ま
t:、暗中にてVmaxからVmaxの90%の表面電
位にまで暗減衰するのに要した時間は約4秒(約5秒)
であり、このことから充分な電荷保持性能を有する事が
理解きれた。また、最高帯電電位に初期帯電した後、白
色光を用いて最高帯電電位の20%の表面電位にまで明
減衰させたところ必要とされた光量は4.1ルツクス・
秒(3,9ルツクス・秒)であり、このことから充分な
光感度性能を有する事が理解された。
以上より、本例に示した本発明による感光体は、感光体
として優れた性能を有するものである事が理解される。
また、この感光体に対して常用のカールソンプロセスの
中で、作像して転写したところ、鮮明な画像が得られた
実施男旦 本発明に係わる製造装置を用いて、第1図に示す如き、
導電性基板、電荷輸送層、電荷発生層をこの順に設けた
本発明感光体を作製した。
電荷輸送層形成工程; 第7図に示すグロー放電分解装置において、まず、反応
装置(733)の内部を10−6To r r程度の高
真空にした後、第1調節弁(707)を解放し、第1タ
ンク(701)より水素ガスを出力圧1.0Kg/am
2の下で第1流量制画器(713)内へ流入させた。同
時に、第1容器(719)よりミルセンガスを第1温調
器(722)温度48℃のもとで第7流星制(用益(7
28)内へ、及び第2容器(720)よりカリウムメタ
クリレート(K−MA)ガスを第2温調器(723)温
度270℃のもとで第8流量制御器(729)内へ流入
させた。水素ガスの流量を10105e、ミルセンガス
の流量を14secm、及びカリウムメタクリレートガ
スの流量を5secmとなるように設定して、途中混合
器(731)を介して、主!(732)より反応室(7
33)内へ流入した。各々の流量が安定した後に、反応
室(733)内の圧力が1.2Torrとなるように圧
力調節弁(745)を調整した。一方、導電性基板(7
52)としては、樅50×横50X厚3mmのアルミニ
ウム基板を用いて、予め170℃に加熱しておき、ガス
流量及び圧力が安定した状態で、予め接続選択スイッチ
(744)により接続しておいた低周波電源(741)
を投入し、電力印加電極(736)に118Wattの
電力を周波数50KHzの下で印加して約2時間40分
プラズマ重合反応を行ない、導電性基板(752)上に
厚き15μmのa−C膜を電荷輸送層として形成した。
成膜完了後は、電力印加を停止し、調節弁を閉じ、反応
室(733)内を充分に排気した。
以上のようにして得られたa−C膜につき・有機元素分
析行なったところ、含有される水素原子の量は炭素原子
と水素原子の総量に対して47原子%であった。また、
オージェ分析より含有されるアルカリ金属原子、即ち、
カリ「クム原子の量は全構成原子に対して0.25原子
%であった。
電荷発生層形成工程: 次いで、一部タンクを交換し、第1調節弁(7o7)、
第2調節弁(708)、第5調節弁(711)、及び第
6調節弁(712)を解放し、第1タンク(701)か
ら水素ガス、第2タンク(702)からゲルマンガス、
第5タンク(705)から窒素ガス、及び第6タンク(
706)からシランガスを、出力圧IKg/cm2の下
で第1、第2、第5、及び第6流量制御卸器(713,
714,717、及び718)内へ流入させた。同時に
、第4調節弁(710)を解放し、第4タンク(704
)より水素ガスで1100ppに希釈きれたジボランガ
スを、出力圧1.5Kg/cm2の下で第4流量制御器
(716)内へ、流入とせな。
各流量制御器の目盛を調整して水素ガスの流量を200
secm、窒素ガスの流量を10105e。
ゲルマンガスの流量を10s105eシランガスの流量
を101005e、水素ガスで1100ppに希釈きれ
たジボランガスの流量を50secmに設定し、反応室
(733)内に流入きせた。
各々の流量が安定した後に、反応室(733)内の圧力
が0.8Torrとなるように圧力調節弁(745)を
調整した。一方、a −C膜が形成されている導電性基
板(752)は、250℃に加熱しておぎ、ガス流量及
び圧力が安定した状態で、高周波電源(739)より周
波数13.56MHzの下で電力中加電i (736)
に40Wattの電力を印加し、グロー放電を発生させ
た。この放電を5分間行ない、厚ざ0.3μmの電荷発
生層を得た。
得られたa−St膜につき、金属中ONH分析(板場製
作所製EMGA−1300) 、オージェ分析、及びI
MA分析を行なったところ、含有される水素原子は全構
成原子に対して24原子%、硼素原子は45原子ppm
、窒素原子は1.0原子%、ゲルマニウム原子は15.
8原子%であった。
特性: 得られた感光体を常用のカールソンプロセスの中で負帯
電並びに正帯電で用いたところ次の如き性能が得られた
。ここでは、正帯電時の測定値を括弧内に示すが、最高
帯電電位は一780V (+700V)で有り、即ち、
全感光体膜厚が15゜3μmであることから1μm当り
の帯電能は51■/μm (46V/μm)と極めて高
く、このことから充分な帯電性能を有する事が理解され
た。
また、暗中にてVmaxからVmaXの90%の表面電
位にまで暗減衰するのに要した時間は約38秒(約42
秒)であり、このことから充分な電荷保持性能を有する
事が理解された。また、最高帯電電位に初期帯電した後
、白色光を用いて最高帯電電位の20%の表面電位にま
で明減衰きせたとこる必要ときれた光量は4.9ルツク
ス・秒(3,2ルツクス・秒)であり、このことから充
分な光感度性能を有する事が理解された。
以上より、本例に示した本発明による感光体は、感光体
として優れた性能を有するものである事が理解きれる。
また、この感光体に対して常用のカールソンプロセスの
中で、作像して転写したところ、鮮明な画像が得られた
衷旅鑓旦 本発明に係わる製造装置を用いて、第1図に示す如き、
導電性基板、電荷輸送層、電荷発生層をこの頭に設けた
本発明感光体を作製した。
電荷輸送層形成工程: 第7図に示すグロー放電分解装置において、まず、反応
装置(733)の内部を1O−6Torr程度の高真空
にした後、第1、第2、及び第3(707,708、及
び709)!解放し、第1タンク(701)より水素ガ
ス、第2タンク(702)よりアセチレンガス、及び第
1容器(719)よりリチウムターシャリ−ブチラード
ガスを、水素ガス及びアセチレンガスにおいては各々出
力圧1゜OKg/cm2の下で、リチウムターシャリ−
ブチラードガスにおいては第1温調器(722)温度1
50℃のもとで、それぞれ第1、第2、及び第7流量制
胛器(713,714、及び728)内へ流入させた。
そして各流量制御器の目盛を調整して、水素ガスの流量
を80secm、アセチレンガスの流量を40secm
、及びリチウムターシャリ−ブチラードガスの流量を6
secmとなるように設定して、途中混合u(731)
を介して、主管(732)より反応室(733)内へ流
入した。各々の流量が安定した後に、反応室(733)
内の圧力が1.3Torrとなるように圧力調節弁(7
45)を調整した。一方、導電性基板(752)として
は、樅50×横50X厚3mmのアルミニウム基板を用
いて、予め100℃に加熱しておき、ガス流量及び圧力
が安定した状態で、予め接続選択スイッチ(744)に
より接続しておいた高周波電源(739)を投入し、電
力印加tiff!(736)に210Wattの電力を
周波T)1.13.56MHzの下で印加して約4時間
30分プラズマ重合反応を行ない、導電性基板(752
)上に厚さ15umのa −C膜を電荷輸送層として形
成した。成膜完了後は、電力印加を停止し、調節弁を閉
じ、反応室(733)内を充分に排気した。
以上のようにして得られたa −C膜につき有機元素分
析を行なったところ、含有される水素原子の量は炭素原
子と水素原子の総量に対して32原子%、また、オージ
ェ分析より含有されるアルカリ金属原子、即ち、リチウ
ム原子の量は全構成原子に対して1.2原子%であった
電荷発生層形成工程: 次いで、一部タンクを交換し、第1調節弁(7o7)、
第2調節弁(708)、第5調節弁(711)、及び第
6調節弁(712)を解放し、第1タンク(701)か
ら水素ガス、第2タンク(702)からゲルマンガス、
第5タンク(705)からアンモニアガス、及び第6タ
ンク(706)からシランガスを、出力圧IKg/am
2の下で第1、第2、第5、及び第6流量制御器(71
3,714,717、及び718)内へ流入させた。同
時に、第4調節弁(710)を解放し、第4タンク(7
04)より水素ガスで1100ppに希釈されたジボラ
ンガスを、出力圧1.5Kg/cm2の下で第4流量制
祁器(716)内へ、流入させた。各流m制御器の目盛
を調整して水素ガスの流量を180secm、ゲルマン
ガスの流量を8secm、アンモニアガスの流量を2s
ecm1シランガスの流量を101005e、水素ガス
で1100ppに希釈されたジボランガスの流量を10
105eに設定し、反応室(733)内に流入きせな。
各々の流量が安定した後に、反応室(733)内の圧力
が0.9Torrとなるように圧力調節弁(745)を
調整した。一方、a −C膜が形成されている導電性基
板(752)は、240℃に加熱しておき、ガス流量及
び圧力が安定した状態で、高周波電源(739)より周
波数13.56MHzの下で電力印加層tM(736)
に45Wattの電力を印加し、グロー放電を発生きせ
た。この放電を5分間行ない、厚さ0.3μmの電荷発
生層を得た。
得られたa−3i15iにつき、金属中ONH分析(板
場製作所[EMGA−1300) 、オージェ分析、及
びIMA分析を行なったところ、含有される水素原子は
全構成原子に対して21原子%、硼素原子は11原子p
pm、窒素原子は0.3原子%、ゲルマニウム原子は1
3.2原子%であった。
特性: 得られた感光体を常用のカールソンプロセスの中で負帯
電並びに正帯電で用いたところ次の如き性能が得られた
。ここでは、正帯電時の測定値を括弧内に示すが、最高
帯電電位は一430V (+430V)で有り、即ち、
全感光体膜厚が15゜3μmであることからILtm当
りの帯電能は28■/μm (28V/μm)と極めて
高く、このことから充分な帯電性能を有する事が理Nさ
れた。
また、暗中にてVmaxからVmaXの90%の表面電
位にまで暗減衰するのに要した時間は約10秒(約8秒
)であり、このことから充分な電荷保持性能を有する事
が理解された。また、最高帯電電位に初期帯電した後、
白色光を用いて最高帯電電位の20%の表面電位にまで
明減衰させたところ必要とされた光量は3.1ルツクス
・秒(1゜6ルツクス・秒)であり、このことから充分
な光感度性能を有する事が理解された。
以上より、本例に示した本発明による感光体は、感光体
として優れた性能を有するものである事が理解される。
また、この感光体に対して常用のカールソンプロセスの
中で、作像して転写したところ、鮮明な画像が得られた
衷旅皿生 本発明に係わる製造装置を用いて、第1図に示す如き、
導電性基板、電荷輸送層、電荷発生層をこの頭に設けた
本発明感光体を作製した。
電荷輸送層形成工程: 第7図に示すグロー放電分解装置において、まず、反応
装置(733)の内部を10−’To r r程度の高
真空にした後、第1、及び第2調節弁(707、及び7
08)を解放し、第1タンク(701)より水素ガス、
及び第2タンク(702)よりブタジインガスを各々出
力圧1.0Kg70m2の下で第1、及び第2流量制画
器(713、及び714)内へ流入させた。同時に、第
7調節弁(725)を解放し、第1容器(719)より
リチウムターシャリ−ブチラードガスを第17昌調器(
722)温度180℃のもとて第7流量制御器(728
)内へ流入させた。水素ガスの流量を70sccrr+
、ブタジインガスの流量を40secm、及びリチウム
ターシャリ−ブチラードガスの流量を10105eとな
るように設定して、途中混合器(731)を介して、主
管(732)より反応室(733)内へ流入した。各々
の流量が安定した後に、反応室(733)内の圧力が1
゜2Torrとなるように圧力調節弁(745)を調整
した。一方、導電性基板(752)としては、樅50×
横50×厚3mmのアルミニウム基板を用いて、予め1
50℃に加熱しておき、ガス流量及び圧力が安定した状
態で、予め接続選択スイッチ(744)により接続して
おいた高周波7ri源(739)を投入し、電力印加電
極(736)に120Wattの電力を周波数13.5
6MHzの下で印加して約20分間プラズマ重合反応を
行ない、導電性基板(752)上tこ厚さ15μmのa
−C膜を電荷輸送層として形成した。成膜完了後は、電
力印加を停止し、調節弁を閉じ、反応室(733)内を
充分に排気した。
以上のようにして得られたa −C膜につき有機元素分
析を行なったところ、含有される水素原子の量は炭素原
子と水素原子の総量に対して55原子%、また、オージ
ェ分析より含有されるアルカリ金属原子、即ち、リチウ
ム原子の量は全構成原子に対して1.9原子%であった
電荷発生層形成工程: 次いで、一部タンクを交換し、第1F1節弁(707)
、第2調節弁(708)、第3調節弁(709)、第5
調節弁(711)、及び第6調節弁(712)を解放し
、第1タンク(701)から水素ガス、第2タンク(7
02)からゲルマンガス、第3タンク(703)から四
弗化シランガス、第5タンク(705)から窒素ガス、
及び第6タンク(706)からシランガスを、出力圧I
Kg/cm2の下で第1、第2、第3、第5、及び第6
流量制罪器(713,714,715,717、及び7
18)内へ流入させた。同時に、第4調節弁(710)
を解放し、第4タンク(704)より水素ガスで110
0ppに希釈されたジボランガスを、出力圧1.5Kg
/am2の下で第4流量制御器(716)内へ、流入さ
せた。各流量制御器の目盛を調整して水素ガスの流量を
200secm、ゲルマンガスの流量を6secm、四
弗化シランガスの流量を50secm、窒素ガスの流量
をlsccm、シランガスの流量を50secm1水素
ガスで1100ppに希釈きれたジボランガスの流量を
101005eとなるように設定し、反応室(733)
内に流入させた。各々の流量が安定した後に、反応室(
733)内の圧力が0.9Torrとなるように圧力調
節弁(745)を調整した。一方、a−C膜が形成され
ている導電性基板(752)は、250℃に加熱してお
さ−、ガス流量及び圧力が安定した状態で、高周波電源
(739)より周波数13.56MHzの下て電力印加
!tl(736)に35Wattの電力を印加し、グロ
ー放電を発生させた。この放電を5分間行ない、厚き0
.3μmの電荷発生層を得た。
得られたa−Si膜につき、金属中ONH分析(板場製
作所製EMGA−1300)、オージェ分析、及びIM
A分析を行なったところ、含有される水素原子は全構成
原子に対して22原子%、硼素原子は95原子ppm、
弗素原子は5原子%、窒素原子は0.1原子%、ゲルマ
ニウム原子は10.3原子%であった。
特性: 得られた感光体を常用のカールソンプロセスの中で負帯
電並びに正帯電で用いたところ次の如き性能が得られた
。ここでは、正帯電時の測定値を括弧内に示すが、最高
帯電電位は一600V (+660V)で有り、即ち、
全感光体膜厚が15゜3μmであることから1μm当り
の帯電能は39■/μm (43V/μm)と極めて高
く、このことから充分な帯電性能を有する事が理解きれ
た。
また、暗中にてVmaxからVmaxの90%の表面電
位にまで暗減衰するのに要した時間は約12秒(約11
秒)であり、このことから充分な電荷保持性能を有する
事が理解された。また、最高帯電電位に初期帯電した後
、白色光を用いて最高帯電電位の20%の表面電位にま
で明′g衰させたとこる必要とされた光量は1.5ルツ
クス・秒(1,4ルツクス・秒)であり、このことから
充分な光感度性能を有する事が理解された。また、最高
帯電電位に初期帯電した後、半導体レーザー光(発光波
長780nm)を用いて最高帯電電位の20%の表面電
位にまで明減衰させたところ必要ときれた光量は8.6
erg/cm2(8,lerg/cm2)であり、この
ことから充分な長波長光感度性能を有する事が理Mされ
た。
以上より、本例に示した本発明による感光体は、感光体
として優れた性能を有するものである事が理解される。
また、この感光体に対して常用のカールソンプロセスの
中で、作像して転写したところ、鮮明な画像が得られた
大旅倒旦 本発明に係わる製造装置を用いて、第1図に示す如き、
導電性基板、電荷輸送層、電荷発生層をこの順に設けた
本発明感光体を作製した。
電荷輸送層形成工程: 第7図に示すグロー放電分解装置において、まず、反応
装置(733)の内部を1O−13Torr程度の高真
空にした後、第1、及び第2調節弁(707、及び70
8)を解放し、第1タンク(701)より水素ガス、及
び第2タンク(702)よりブタジェンガスを各々出力
圧1.0Kg/cm2の下で第1、及び第2流量制御器
(713、及び714)内へ流入きせた。同時に、第7
調節弁(725)を解放し、第1容器(719)よりカ
リウムメタクリレート(K−MA)ガスを第1温調器(
722)温度300℃のもとて第7流量制御器(728
)内へ流入させた。水素ガスの流量を50secm、ブ
タジェンガスの流量を50secm1及びカリウムメタ
クリレートガスの流量を8secmとなるように設定し
て、途中混合器(731)を介して、主管(732)よ
り反応室(733)内へ流入した。各々の流量が安定し
た後に、反応室(733)内の圧力が2.OT。
rrとなるように圧力調節弁(745)を調整した。一
方、導電性基板(752)としては、樅50×横50X
厚3mmのアルミニウム基板を用いて、予め150℃に
加熱しておき、ガス流量及び圧力が安定した状態で、予
め接続選択スイッチ(744)により接続しておいた低
周波電源(741)を投入し、電力印加電極(736)
に150Wattの電力を周波数500KHzの下で印
加して約25分間プラズマ重合反応を行ない、導電性基
板(752)上に厚き15μmのa−C膜を電荷輸送層
として形成した。成膜完了後は、電力印加を停止し、調
節弁を閉じ、反応室(733)内を充分に排気した。
以上のようにして得られたa −C膜につき有機元素分
析を行なったところ、含有される水素原子の量は炭素原
子と水素原子の総量に対して55原子%、また、オージ
ェ分析より含有されるアルカリ金属原子、即ち、カリウ
ム、原子の量は全構成原子に対して3.2原子%であっ
た。
電荷発生層形成工程: 次いで、一部タンクを交換し、第1調節弁(707)、
第2調節弁(708)、第5調節弁(711)、及び第
6調節弁(712)を解放し、第1タンク(701)か
ら水素ガス、第2タンク(702)からゲルマンガス、
第Sタンク(705)から窒素ガス、及び第6タンク(
706)からシランガスを、出力圧IKg/crr+2
の下で第1、第2、第5、及び第6流量制御器(713
,714,717、及び718)内へ流入させた。同時
に、第4調節弁(710)を解放し、第4タンク(70
4)より水素ガスで10ppmに希釈きれたホスフィン
ガスを、出力圧1.5Kg/cm2の下で第4流量制御
器(716)内へ、流入させた。
各流量制御器の目盛を調整して水素ガスの流量を200
secm、ゲルマンガスの流量を6secm1窒素ガス
の流量を3SCcm、シランガスの流量を200sec
ms水素ガスで1100ppに希釈されたホスフィンガ
スの流量を10secmに設定し、反応室(733)内
に流入させな。
各々の流量が安定した後に、反応室(733)内の圧力
が0.9Torrとなるように圧力調節弁(745)を
調整した。一方、a −C膜が形成されている導電性基
板(752)は、25o℃に加熱しておき、ガス流量及
び圧力が安定した状態で、高周波電源(739)より周
波数13.56MH2の下で電力印加電極(736)に
35Wattの電力を印加し、グロー放電を発生きせな
。この放電を5分間行ない、厚き0.3μmの電荷発生
層を得た。
得られたa−5i膜につき、金属中ONH分析(板場製
作所製EMGA−1300)、オージェ分析、及びIM
A分析を行なったところ、含有される水素原子は全構成
原子に対して18原子%、燐原子は12原子ppm、窒
素原子は0.3原子%、ゲルマニウム原子は10.0原
子%であった。
特性: 得られた感光体を常用のカールソンプロセスの中で負帯
電並びに正帯電で用いたところ次の如き性能が得られた
。ここでは、正帯電時の測定値を括弧内に示すが、最高
帯電電位は一380V (+580V)で有り、即ち、
全感光体膜厚が15゜3μmであることから1μm当り
の帯電能は25V/μm (38V/μm)と極めて高
く、このことから充分な帯電性能を有する事が理解きれ
た。
また、暗中にてVmaxからVmaxの90%の表面電
位にまで暗減衰するのに要した時間は約7秒(約11秒
)であり、このことから充分な電荷保持性能を有する事
が理解された。また、最高帯°電電位に初期帯電した後
、白色光を用いて最高帯電電位の20%の表面電位にま
で明減衰させたところ必要とされた光量は1.6ルツク
ス・秒(5゜1ルツクス・秒)であり、このことから充
分な光感度性能を有する事が理Mされた。
1以上より、本例に示した本発明による感光体は、感光
体として優れた性能を有するものである事が理解される
。また、この感光体に対して常用のカールソンプロセス
の中で、作像して転写したところ、鮮明な画像が得られ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明感光体の構成を示す図面、第
7図乃至第8図は本発明に係わる感光体の製造装置を示
す図面である。 出願人 ミノルタカメラ株式会社 第1図 第2図 第3図  第4図 第5図  第6図 手続補正書 昭和62年10月21  日 昭和61年特許願第1/−λλ7447号2、発明の名
称 感光体 3、補正をする者 事件との関係  出願人 住所 大阪市東区安土町2丁目301i−地 大阪国際
ビル名称 (f307)   ミノルタカメラ株式会社
自発補正 5、補正の対象 図面 6、補正の自答 図面第8図を「訂正第8図」の通り補正します。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電荷発生層と電荷輸送層とを有する機能分離型感光体に
    おいて、該電荷輸送層は少なくともアルカリ金属原子を
    含有してなる水素化アモルファスカーボン膜であり、か
    つ、該電荷発生層は窒素原子を含有すると共に燐原子及
    び硼素原子のうち少なくとも一方を含有してなる水素化
    アモルファスシリコンゲルマニウム膜或は窒素原子を含
    有すると共に燐原子及び硼素原子のうち少なくとも一方
    を含有してなる弗素化アモルファスシリコンゲルマニウ
    ム膜であることを特徴とする感光体。
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