JP2566762B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

Info

Publication number
JP2566762B2
JP2566762B2 JP61233041A JP23304186A JP2566762B2 JP 2566762 B2 JP2566762 B2 JP 2566762B2 JP 61233041 A JP61233041 A JP 61233041A JP 23304186 A JP23304186 A JP 23304186A JP 2566762 B2 JP2566762 B2 JP 2566762B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
layer
gas
photosensitive member
amorphous silicon
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61233041A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6385565A (ja
Inventor
孝夫 河村
直興 宮本
仁志 竹村
鴻吉 石櫃
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP61233041A priority Critical patent/JP2566762B2/ja
Publication of JPS6385565A publication Critical patent/JPS6385565A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2566762B2 publication Critical patent/JP2566762B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に関し、より詳細には負極性
帯電能に優れるとともに光減衰、暗減衰等の電子写真特
性に優れた電子写真感光体及びその製造方法に関する。
〔従来技術及びその問題点〕
近年、超高速複写機やレーザービームプリンタなどの
開発が活発に進められており、これにともなってこの機
器に搭載される電子写真感光体ドラムに安定した動作特
性及び耐久性が要求されている。
この要求に対して水素化アモルファスシリコンが耐摩
耗性、耐熱性、無公害性並びに光感度特性等に優れてい
るという理由から注目されている。
かかるアモルファスシリコン(以下、a−Siと略す)
から成る電子写真感光体には第2図に示す通りの積層型
感光体が提案されている。
即ち、第2図によれば、アルミニウムなどの導電性基
板(1)上にキャリア注入阻止層(2)、a−Si光導電
層(3)及び表面保護層(4)を順次積層しており、こ
のキャリア注入阻止層(2)は基板(1)からのキャリ
アの注入を阻止すると共に残留電位を低下させるために
形成されており、そして、表面保護層(4)には高硬度
な材料を用いて感光体の耐久性を高めている。
ところが、このa−Si感光体によれば、a−Si光導電
層(3)自体が有する暗抵抗率が1011Ω・cm以下であ
り、これにより、この感光体の暗減衰率が大きくなると
共にそれ自体の帯電能を高めることが難しくなり、その
結果、この感光体を高速複写用に用いた場合には光メモ
リ効果により先の画像が完全に除去されずに残留し、次
の画像形成に伴って先の画像が現れる(ゴースト現象)
と言う問題がある。
しかも、従来の第2図のa−Siから成る感光体では帯
電電位が−400〜−500Vと低く、電子写真法のうえで、
種々の制限を受けている。しかも成膜速度が襲いために
量産性が難しく、高価なものとなっているのが現状であ
る。
〔発明の目的〕
従って、本発明の目的は、従来のa−Si感光体と同等
の耐久性を有し乍らも優れた負帯電能を有する機能分離
型電子写真感光体を提供するにある。
本発明の他の目的は、感光体の製造時の成膜速度を向
上させることによって、量産性、経済性に優れた電子写
真感光体に関する。
即ち、本発明によれば、導電性基板上に周期律表第V
a族元素を有するアモルファスシリコンを主体としてな
るキャリア注入阻止層と、アモルファスシリコンを主体
としてなるキャリア輸送層と、アモルファスシリコンカ
ーバイドを主体として成るキャリア発生層および表面保
護層を順次形成したことを特徴とする負極性に帯電可能
な電子写真感光体が提供される。
以下、本発明を詳述する。
本発明の電子写真感光体は第1図に示す構造を基本と
する機能分離型積層感光体である。
第1図によれば、本発明の感光体は導電性基板(1)
上にキャリア中阻止層(2)、キャリア輸送層(3a)、
キャリア発生層(3b)および表面保護層(4)を順次設
けて成るものであって、キャリア注入阻止層(2)は導
電性基板(1)からキャリア輸送層(3a)へのキャリア
注入を阻止するために設けるものであって、表面保護層
(4)は、感光体の耐久性、耐環境性を向上させること
を目的として設けられる。
これを第1図の構成の感光体を例にとってその電子写
真特性を第3図(a)及び(b)をもとに説明すると、
まずコロナ放電等の帯電手段による負帯電を施す(第3
図(a)参照)。次に露光を行うと、キャリア発生層
(3b)に電子と正孔が発生し、正孔は感光体表面の負電
荷と中和し、電子は輸送層を移行して基板側に注入接地
され、露光部の全体として電荷は零となる。(第3図
(b)参照)。
本発明によれば前述の層構成のうち、キャリア注入阻
止層(2)として周期律表第V a族元素を含有するアモ
ルファスシリコンを用い、キャリア輸送層(3a)として
アモルファスシリコン(以下、a−Siと略す)を用い、
キャリア発生層(3b)としてアモルファスカーバイド
(以下、a−SiC)と略す)を用いることが重要であ
る。
キャリア注入阻止層(2)は帯電極性に応じ整流作用
を成すことが必要である。本発明の負極性に帯電可能な
感光体では、このキャリア注入阻止層に周期率表第V a
族元素を添加することによって、n型半導体を形成す
る。
キャリア注入阻止層におけるa−Siは、ダングリング
ボンドを終端させる目的でHあるいはハロゲン元素を添
加されており、その量は全体量に対し5乃至50原子%、
特に10乃至40原子%の範囲で添加される。
一方、添加される周期律表第V a族元素としてはP,N,A
s,Sbが挙げられPが望ましい。これらはキャリア注入阻
止層に0.1乃至10000ppm、特に0.5乃至1000ppmの範囲で
含有させることが望ましい。
なお、キャリア注入阻止層には特に酸素及び/又は窒
素を0.01乃至30原子%の範囲で含有させることにより、
導電性基板(1)との密着性を向上させることができ
る。
キャリア輸送層におけるa−Siは下記式(1) Si(1-z)Az ……(1) 式中、AはH又はハロゲン元素 0.05≦z≦0.5 特に0.1≦z≦0.4 で表されるものが好ましい。なお、このキャリア輸送層
においてもB、Al、Ga、Inなどの周期率表第III a族元
素を10000ppm以下、特に1000ppm以下の量でドーピング
することができる。この周期律表第V a族元素の添加に
よってキャリア輸送層中でのキャリア移動度を上げるこ
とができ、それにより表面電位、感度を向上させるとと
もに残留電位を低減することができる。
キャリア発生層において用いられるa−SiCは具体的
には下記式(2) {Si(1-x)Cx(1-y)Ay …(2) 式中、AはH又はハロゲン元素 0.01≦x≦0.9 特に、0.05≦x≦0.5 0.05≦y≦0.5
特に、0.1≦y≦0.4 で表される。
キャリア発生層においても前述した周期律表第V a族
元素を10000ppm以下、特に0.5乃至1000ppmの範囲で含有
させることにより、キャリア発生層はn型半導体とな
り、近赤外線領域の光波長に対する分光感度を向上させ
るとともに負帯電能を向上することができる。
本発明によれば、キャリア発生層、キャリア注入阻止
層に添加する周期律表第V a族元素は各層において前述
した効果を奏するが、それとともに半導体としての特性
上、エネルギーバンドをn型へシフトさせる作用を為
す。
よってキャリア注入阻止層、キャリア発生層に対し、
周期率表第V a族元素を添加する場合、各層における添
加量をP1,P2,としたとき、P1>P2の関係を満足すること
が重要である。この関係を満足しない場合は、キャリア
の移動において、各層間の界面においてエネルギー的障
壁が形成され、キャリアの注入が困難となる。
また、表面保護層にはそれ自体高絶縁性、高耐蝕性及
び高硬度特性を有するものであれば種々の材料を用いる
ことができ、例えば、ポリイミド樹脂などの有機材料、
SiO2,SiO,Al2O3,SiC,Si3N4、非晶質カーボンを用いるこ
とができる。
前述したこれらの4層の層厚は各々の機能を十分に果
たすように決定され、特にキャリア輸送層はキャリア発
生層よりも大きくなるように設定され、キャリア輸送層
の厚みが小さいと帯電の保持能力が低下し、優れた帯電
能が得られない。具体的にはキャリア注入阻止層0.1乃
至10μm、キャリア輸送層が10乃至50μm、キャリア発
生層が0.1乃至10μm、表面保護層が0.1乃至10μmに設
定するのが望ましい。
本発明の感光体の製造方法によれば、無機質の感光体
の生成にはグロー放電分解法、イオンプレーティング
法、反応スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の薄
膜形成技術を用いることができ、例えば本発明の感光体
のうち前述したようなキャリア発生層を形成する際は、
グロー放電分解法が望ましい。そこでグロー放電分解法
による製造方法をより詳細に説明すると、用いられる反
応ガスとしてはSiH4,Si2H6,Si3H8,SiF4,SiCl4,SiH2Cl2
などのSi系ガス、CH4,C2H4,C2H2,C2H6,C3H8,CF4,CCl4
どのC系ガス、所望によりH2,He,Ne,Arなどをキャリア
ーガスとして用いることができ、さらに周期律表第III
a族あるいは第V a族元素含有ガスを含有させる。
用いられる周期律表第III a族元素含有ガスとしてはB
2H6,BF3,Al(CH33,Ga(CH33,In(CH33,Ga(CH3
等が挙げられ、これらの中でもB2H6が取扱い、成膜速
度の点で好ましい。また周期律表第V a族元素含有ガス
としてはPH3,N2,AsH3,AsF3,SbF3等が上げられこれらの
中でもPH3が取扱い、成膜速度の点で好ましい。これら
は反応ガス中に1モル%以下、特に0.1モル%以下の割
合で含有するのが望ましい。
これらのガスは、各々の層の形成に応じて適宜調整さ
れる。まず,キャリア注入阻止層形成時は、Si含有ガス
および10-6乃至1モル%、特に10-5乃至0.1モル%の割
合で周期律表第V a族元素含有ガスを用いて、膜形成を
行う。キャリア輸送層形成時はSi含有ガスを用いてさら
にキャリア発生層形成時にはSi含有ガス、C含有ガスを
用いて膜形成を行なう。なお。キャリア発生層形成時、
C含有ガスとしてC2H2ガスを用いると成膜速度を向上さ
せることができる。特に(C2H2ガス:Si含有ガス)組成
比が0.05:1乃至3:1であることが望ましい。
なお、これらの反応ガス組成に対しては前述したキャ
リアガスをさらに添加した方が膜質の安定化の点から望
ましい。さらに所望によりキャリア輸送層、キャリア発
生層形成時において、周期律表第III a族元素含有ガス
あるいは周期率表第V a族元素含有ガスを前述した範囲
で添加することが望ましい。なお、周期律表第V a族元
素を各層に添加する場合は前述したように各層の添加層
がP1>P2の関係になるように各々の層の形成時の周期率
表第V a族元素含有ガスの比率を調整することが必要で
ある。
次に本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放
電分解装置を第4図により説明する。
なお周期律表第V a族元素含有ガスとしてはPH3,周期
律表第III a族元素含有ガスとしてB2H6ガスを用いて例
示する。
図中、第1、第2、第3、第4、第5タンク(6)
(7)(8)(9a)(9b)にはそれぞれSiH4,C2H2,PH3
あるいはB2H6,H2,NOガスが密封されており、H2はキャリ
アーガスとしても用いられる。これらのガスは対応する
第1、第2、第3、第4、第5調節弁(10)(11)(1
2)(13a)(13b)を解放することにより放出され、そ
の流量がマスフローコントローラ(14)(15)(16)
(17a)(17b)により制限されてメインパイプ(18)へ
送られる。
尚、(19)は止め弁である。
メインパイプ(18)を通じて流れるガスは反応管(2
0)へと送り込まれるが、この反応管内部には容量結合
型放電用電極(21)が設置されており、これに印加され
る電力は50W乃至3kWが、その周波数は1MHz乃至50MHzが
適当である。反応管(20)の内部には、アルミニウムか
ら成る筒状の成膜用導電性基板(22)が試料保持台(2
3)の上に載置されており、この保持台(23)はモータ
ー(24)により回転駆動されるようになっており、そし
て、基板(22)は適当な加熱手段により約50乃至400
℃、好ましくは約150乃至300℃の温度に均一に加熱され
る。
更に、反応管(20)の内部はa−Si膜又はa−SiC膜
等の形成時に高度の真空状態(放電圧0.1乃至2.0Torr)
を必要とすることにより拡散ポンプ(25)と回転ポンプ
(26)に連結される。
以上のように構成されたグロー放電分解装置におい
て、例えばPがドーピングされたa−SiC膜を形成する
に当たって、第1,第2,第3,第4調整弁(10)(11)(1
2)(13a)を解放して第1,第2,第3,第4タンク(6)
(7)(8)(9a)よりそれぞれSiH4ガス、C2H2ガス、
PH3ガス及びH2ガスを放出い、これらの放出量はマスフ
ローコントローラ(14)(15)(16)(17a)により規
制されてメインパンプ(18)を介して反応管(20)へと
送り込まれ、そして、反応管(20)の内部が0.1乃至2.0
Torrの真空状態、基板温度が50乃至400℃、容量型放電
用電極(21)に周波数1MHz乃至50MHzの高周波電力が50W
乃至3kW印加されるのに相まってグロー放電が起こり、
ガスが分解してP含有のa−SiC膜が基板上に高速で形
成される。
なお、本発明による感光体における層構成中、有機材
料を用いる場合はいずれも周知の手段によって形成する
ことができ、具体的には、高分子材料あるいは有機顔
料、有機染料等を揮発性溶媒中に溶解又は分散した塗布
液を用いて、浸漬法、ドクターブレード法等によって設
けることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
(感光体の製造例1) ダイヤモンドバイドを用いた超精密旋盤により鏡面に
仕上げた基板用のアルミニウム製ドラムを、有機溶剤を
用いた超音波洗浄及び蒸気洗浄、次いで乾燥を行って洗
浄し、第4図に示した容量結合型グロー放電分割装置の
反応管(20)内に設置した。
そして、第1タンク(6)にSiH4ガス、第2タンク
(7)にC2H2ガス、第3タンク(8)にB2H6ガス、ある
いはPH3ガス、第4タンク(9a)にH2ガス、第5タンク
(9b)にNOガスを設置して第1表に示す流量で反応ガス
を流して、導電性基板上にキャリア注入阻止層としてa
−Si:H:P:O:N、キャリア輸送層としてa−Si:H(z≒0.
2)、キャリア発生層としてa−SiC:H、(x≒0.25、y
≒0.3)表面保護層としてSiCを設け、厚み29.6μmの感
光体1を得た。
(製造例2) 製造例1と同様にして、第2表に示す流量で反応ガス
を導入し、a−Si:H:P:O:Nのキャリア注入阻止層、a−
Si:H:B(z≒0.2,B:約3ppm)のキャリア輸送層、a−Si
C:H(x≒0.25,y≒0.3)のキャリア発生層、およびSiC
の表面保護層を順次設け、33.6μmの感光体2を得た。
(製造例3) 製造例1と同様にして第3表に示す流量で反応ガスを
導入し、a−Si:H:P:O:Nのキャリア注入阻止層、a−S
i:H:B(z≒0.2,B:約3ppm)のキャリア輸送層、a−Si
C:H:P(x≒0.25,y≒0.3、B:約1ppm)のキャリア発生
層、およびSiCの表面保護層を順次設け、29.6μmの感
光体3を得た。
得られた3種の感光体に対し、−5.6kVのコロナ放電
を行い表面電位、650nmの単色光(0.3μW/cm2)に対す
る光感度、残留電位を測定した。
結果は第4表に示す。
表からも明らかなように、−600V以上の高い表面電位
が得られ、光感度0.58cm2/erg以上、残留電位−45V以下
の優れた特性を示した。
〔発明の効果〕
以上、詳述したように、本発明の感光体は機能分離型
積層感光体でなり、導電性基板上に周期律表第V a族元
素を含有するアモルファスシリコンを主体としてなるキ
ャリア注入阻止層と、アモルファスシリコンを主体とし
てなるキャリア輸送層と、アモルファスシリコンカーバ
イドを主体としてなるキャリア発生層および表面保護層
を順次形成することによって高い負極性帯電能を得るこ
とができるとともに光感度、残留電位においても実用上
支障のない特性を得られ、しかも耐久性に優れた感光体
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いられる感光体の層構成を
示す断面図、第2図は感光体の一般的な層構成を示す断
面図、第3図(a)および(b)は本発明の電子写真特
性を説明するための図、第4図は本発明の実施例に用い
られる容量結合型グロー放電分解装置の説明図である。 1……基板 2……キャリア注入阻止層 3……光導電層 3a……キャリア輸送層 3b……キャリア発生層 4……表面保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 仁志 八日市市蛇溝町長谷野1166番地の6 京 セラ株式会社滋賀八日市工場内 (72)発明者 石櫃 鴻吉 八日市市蛇溝町長谷野1166番地の6 京 セラ株式会社滋賀八日市工場内 (56)参考文献 特開 昭61−94054(JP,A) 特開 昭57−105744(JP,A) 特開 昭57−105745(JP,A) 特開 昭56−62255(JP,A) 特開 昭61−281250(JP,A) 特開 昭61−59340(JP,A) 特開 昭59−67547(JP,A) 特開 昭63−85566(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基板上に周期律表第V a族元素を含
    有するアモルファスシリコンを主体として成るキャリア
    注入阻止層と、アモルファスシリコンを主体として成る
    キャリア輸送層と、アモルファスシリコンカーバイドを
    主体として成るキャリア発生層および表面保護層を順次
    形成したことを特徴とする負極性に帯電可能な電子写真
    感光体。
  2. 【請求項2】前記アモルファスシリコンカーバイドが下
    記式 〔Si(1-X)CX(1-Y)AY 式中、AはH又はハロゲン元素 0.01≦X≦0.9 0.05≦Y≦0.5 で表わされ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。
  3. 【請求項3】前記キャリア輸送層が下記式 Si(1-Z)AZ 式中、AはH又はハロゲン元素 0.05≦Z≦0.5 で表わされるアモルファスシリコンから成ることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
  4. 【請求項4】前記キャリア輸送層が周期律表第III a族
    元素を含有する特許請求の範囲第1項記載の電子写真感
    光体。
  5. 【請求項5】前記キャリア発生層が周期律表第V a族元
    素を含有する特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光
    体。
JP61233041A 1986-09-29 1986-09-29 電子写真感光体 Expired - Lifetime JP2566762B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61233041A JP2566762B2 (ja) 1986-09-29 1986-09-29 電子写真感光体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61233041A JP2566762B2 (ja) 1986-09-29 1986-09-29 電子写真感光体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6385565A JPS6385565A (ja) 1988-04-16
JP2566762B2 true JP2566762B2 (ja) 1996-12-25

Family

ID=16948873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61233041A Expired - Lifetime JP2566762B2 (ja) 1986-09-29 1986-09-29 電子写真感光体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2566762B2 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5995541A (ja) * 1982-11-25 1984-06-01 Tomoegawa Paper Co Ltd 電子写真感光体およびその製造方法
JPS6059364A (ja) * 1983-09-12 1985-04-05 Toshiba Corp 非晶質半導体装置
JPS6228764A (ja) * 1985-07-30 1987-02-06 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 感光体

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6385565A (ja) 1988-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2566762B2 (ja) 電子写真感光体
JP2562583B2 (ja) 電子写真感光体
JP2565314B2 (ja) 電子写真感光体
JP2566762C (ja)
JP2761741B2 (ja) 電子写真感光体
JP2668241B2 (ja) 電子写真感光体
JPS6381435A (ja) 電子写真感光体の製造方法
JP2668242B2 (ja) 電子写真感光体
JP2761734B2 (ja) 電子写真感光体
JP2789100B2 (ja) 電子写真感光体
JP2657491B2 (ja) 電子写真感光体
JP2668240B2 (ja) 電子写真感光体
JPS6381436A (ja) 電子写真感光体の製造方法
JP2775259B2 (ja) 電子写真感光体
JP2722074B2 (ja) 電子写真感光体
JPH0795196B2 (ja) 電子写真感光体
JP3113453B2 (ja) 電子写真感光体の製法
JP2657490B2 (ja) 電子写真感光体
JPS635348A (ja) 電子写真感光体
JPS63165857A (ja) 電子写真感光体
JPH0820743B2 (ja) 電子写真感光体
JPH0789233B2 (ja) 電子写真感光体
JPH0820744B2 (ja) 電子写真感光体
JPS63127248A (ja) 電子写真感光体
JPS6382417A (ja) 電子写真感光体の製法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term