JPH0680463B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPH0680463B2
JPH0680463B2 JP58250200A JP25020083A JPH0680463B2 JP H0680463 B2 JPH0680463 B2 JP H0680463B2 JP 58250200 A JP58250200 A JP 58250200A JP 25020083 A JP25020083 A JP 25020083A JP H0680463 B2 JPH0680463 B2 JP H0680463B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子写真感光体に関する。
従来技術 電子写真感光体における光導電材料としてはこれまでS
e,ZnO,CdSなどの無機材料やポリ−N−ビニルカルバゾ
ール(PVK)、トリニトロフルオレノン(TNF)などの有
機材料が代表例としてあげられてきたが、最近になつ
て、アモルファスシリコン(以降「a−Si」と記すこと
がある)が注目されるようになつた。これは、a−Siを
光導電層(感光層)とした電子写真感光体の使用によれ
ば、電子写真特性が常時安定しているため高品質画像が
いつも得られると考えられているからである。
こうしたa−Si系感光体に関する技術(a−Si系印刷ド
ラムに関する技術を含む)は、今では、特許公報や学会
誌などの文献に多くが掲載されている。しかしながら、
これまでに提案されてきたa−Si系感光体にあつては、
(1)暗減衰が大きく帯電能が不十分である、(2)複
写機内(又は印刷機内)で実使用中、画像流れを生じさ
せたり、白抜け部を発生させたりする、(3)支持体表
面の汚染物質の影響を敏感に受け、これが異常画像とし
て現われる、(4)高温・高湿性が不十分である、等の
欠陥をほぼ共通して有しているのが実情である。また、
このような傾向は従来の無機又は有機感光体にも大なり
小なり認められており、一層の改良が望まれている。
目 的 本発明は前記のごとき欠陥を解消し、殊に前記(2)及
び(3)の防止を最大の目的としたa−Si系電子写真感
光体を提供するものである。
構 成 本発明は導電性支持体上にa−Siアモルファス材料で構
成された中間層及び光導電層(感光層)を順次積層した
電子写真感光体において、前記中間層は帯電時に該支持
体から注入されるキヤリアと同極性のキヤリアが多数キ
ヤリアとなる機能を有していることを特徴としている。
ちなみに本発明者等は、導電性支持体表面の汚染による
影響を少なくするには、キャリアの再結合を支持体との
界面で行なわせるのではなく、新たに設けた別の界面で
行なわせればよいことを確めた。また、そうしたことが
階調性の改善や白ポチ、白スジの防止にも有効であるこ
とも確められた。本発明はかかる知見に基づいて完成さ
れたものである。
以下に本発明を添附の図面に基づきながらさらに詳細に
説明する。第1図は支持体(導電性支持体)1上に中間
層2、感光層(光導電層)3が積層された感光体、第2
図はその感光層3上にさらに保護層4が設けられた感光
体を表わしている。保護層4は必要に応じて設けられる
のであり、この保護層を設けた電子写真感光体(第2図
に示したもの)は本発明の一態様である。
本発明感光体に係る中間層2は、前記のとおり、帯電時
に支持体1から注入されるキャリアと同極性のキャリア
が多数キャリアとなる機能を有している。このため、正
帯電プロセス用感光体であれば、中間層2はn形であ
り、感光層3はi形又はp形でなければならない。ま
た、負帯電プロセス用感光体であれば、中間層2はp形
であり、感光層3はi形又はn形でなければならない。
つまり、感光層3は中間層2と逆極性又は真性の性質を
有している。
いま、例えば正帯電プロセスを想定した場合の本発明感
光体について説明を加えると、帯電時に支持体1から注
入されるキヤリアは電子となる。この時、電子が多数キ
ヤリアとなるn層を中間層2とし、逆極性のホールが多
数キヤリアとなるp層を感光層3とする。従つて、帯電
に続いての光照射時には、感光層3を支持体1方向へ走
行するホールと支持体1から注入された電子とはp−n
層界面(即ち、感光層3と中間層2との界面)で再結合
することになる。
導電性支持体1としては例えばAl,ステンレス、その他
この分野で通常使用されているものがいずれも適用可能
である。また、樹脂フイルム又はシート、紙、ガラスな
どの表面を導電処理したものも支持体1として有効に使
用しうる。なお、前記の「導電処理」の例には、金属で
のラミネートや蒸着があけられる。支持体1の形状は目
的に応じて円筒状、ベルト状、板状などが採りうる。
中間層2は珪素と窒素と水素及び/又はフツ素とを主成
分としたアモルフアス材料層で構成される。
中間層2は、a−Si中に酸素及び/又は周期律表第III
族Aの元素(B,Al,Ga,In,Tlなど)又は周期律表第V族
Aの元素(P,As,Sbなど)が必要により添加されてよ
い。このものの形成はグロー放電法、スパツタリング
法、イオンプレーテイング法、エレクトロンビーム法、
イオンインプランテーシヨン法などの公知の手段によつ
てなされるが、いろいろな点を考慮すればグロー放電法
及びスパツタリング法が有利である。
グロー放電法を採用する場合には、原料ガスを必要に応
じて希釈ガスと適当な割合で混合し、これを支持体1の
設置してある真空堆積室に導入してガスプラズマ化させ
ればよい。
原料ガスとしてはSi,N,H及び/又はF、更には周期律表
第III族Aの元素(又は周期律表第V族Aの元素)のう
ちの少なくとも1つを構成原子とするガス状物質或いは
ガス化しうる物質をガス化したものが使用される。原料
ガスは各々の成分を構成原子とする原料ガスを所望の混
合比で混合したものであつても、2以上の成分を構成原
子とする原料ガスに1の成分を構成原子とする原料ガス
を混合したものであつてもかまわない。
また、前記原料ガスになり得る出発物質としては、例え
ば、SiとHとを構成原子とするSiH4,Si2H6などが、Hと
Bとを構成原子とするB2H6などがあげられる。H2、N2
ども有用なものである。
スパツタリング法を採用する場合には、単結晶又は多結
晶のSiウエーハー或いはSiを含有しているウエーハーを
ターゲツトとして、これを適当なガス雰囲気中でスパツ
タリングさせればよい。ここでのガスにはさきのグロー
放電法を掲げた原料ガスが有効に使用しうる。
これら方法での希釈ガスとしてはHe,Ne,Ar,H2などが例
示できる。
本発明における中間層2は、前記のごとき特定の機能を
有していなければならないことから、その層2の形成に
はそうした機能が付与されるように行なわれる必要があ
る。アモルフアス材料層で構成された中間層2がp形、
n形のいずれかをとるかによつてa−Si中にドーピング
される不純物(N,H及び/又はF、周期律表第III族Aの
元素、周期律表第V族Aの元素)の量は異なるのであつ
て、それは実験によつて割り出すことができる。
即ち、本発明者等が実験により知りえたところによれ
ば、p形とするためには、a−Si中に、Cを0〜20アト
ミツク%、Nを1.0〜20.0アトミツク%、Hを5.0〜35.0
アトミツク%、周期律表第III族Aの元素を50〜1000ppm
ドーピングすればよい。また、必要に応じて、ハロゲン
が5.0〜35.0アトミツク%、Oが0.02〜5.0アトミツク%
の範囲でドーピングされてよい。実際には、周期律表第
III族Aの元素にはBが多く採用されるため、前記の周
期律表第III族Aの元素50〜1000ppmはB2H6としてのガス
混合比である。一方、n形とするためには、a−Si中
に、Cを0〜20アトミツク%、Nを1.0〜20.0アトミツ
ク%、Hを5.0〜35.0アトミツク%、周期律表第V族A
の元素を50〜1000ppmドーピングすればよい。また、必
要に応じて、ハロゲンが5.0〜35.0アトミツク%、Oが
0.02〜5.0アトミツク%の範囲でドーピングされてよ
い。実際には、同期律表第V族Aの元素にはPが多く採
用されるため、前記の周期律表第V族Aの元素50〜1000
ppmはPH3としてのガス混合比である。この場合の中間層
(a−Si系中間層)の厚さは100Å〜5μm好ましくは5
00Å〜1μmが適当である。100Åより薄いと感光層で
発生したキヤリアが中間層をいわゆるトンネル効果によ
り支持体へ通過するため再結合面が支持体表面となり、
逆に、5μmより厚いと支持体から注入されるキヤリア
が有効に中間層と感光層との界面に到達しにくくなつて
しまう。
感光層3は、前記のごとく、中間層2がp形であればn
形又はi形で、中間層2がn形であればp形又はi形で
もつて構成される。感光層3のa−Si系感光層は、a−
Siの他にC,N,O,H及び/又はF、周期律第III族Aの元素
又は第V族Aの元素(P,As,Sb,Biなど)のうちの少なく
とも1つの元素がドーピングされ、それら不純物の組み
合わせや添加量のちがいによつてp形、i形、n形とに
分けられる。このことは前記アモルフアス材料中間層の
場合と同様である。
例えば、こうしたa−Si系感光層においてp形とするに
は、周期律表第III族Aの元素を適量添加すればよい
が、例えばBを例にとるとガス混合比としてB2H6を100
〜1000ppm程度添加すればよい。n形とするにはa−Si:
H,a−Si:N:H,a−Si:C:N:Hの場合では特に不純物を添加
しなくてもややn形となつているが、好ましくは、周期
律表第V族Aの元素を適量添加すればよく、例えばPの
場合では、ガス混合比としてPH3を10〜1000ppm程度であ
る。またi形とするにはa−Si:N:H,a−Si:C:N:Hの場合
にはガス混合比としてB2H6を10〜100ppm程度添加すれば
よい。なお、a−Si:C:Hの場合はそれ自体(他の不純物
を添加しない状態)でほぼi形となつている。
感光層の厚さは、5〜100μm好ましくは10〜40μmで
ある。5μmより薄いと十分な表面電位が得られないと
ともに照射した光が中間層まで到達してしまい余分な光
キヤリアを発生させ、結果として、支持体界面の悪影響
を受けやすくなる。逆に、100μmより厚いと剥離しや
すくなるとともに感光体としてのコストアツプをまねき
好ましくない。
a−Si系感光層3の形成は、アモルフアス材料中間層2
の場合と同様な手段が採りうる。
保護層4は必要により感光層3上に設けられるが、その
厚さは0.05〜5.0μm好ましくは0.1〜2.0μm程度であ
る。保護層4の構成材料としては窒化珪素、炭化珪素、
酸化珪素、窒化ボロン、窒化炭化ボロンなどが適してい
る。
以上のごとく、本発明感光体は帯電時に支持体から注入
されるキヤリアと同極性のキヤリアが多数キヤリアとな
る層を中間層(支持体と感光層との間に設けられた層)
としたものである。もつとも、導電性支持体上に中間
層、光導電層を順次積層した電子写真感光体であつて、
その中間層に支持体側から光導電層中へのキヤリアの流
入を阻止しかつ光照射によつて光導電層中に生じ支持体
側に向つて移動するキヤリアの光導電層側から支持体側
への通過を許す機能をもたせることも考えられるが、そ
うした感光体ではどうしても残留電位が増加する傾向が
あり、また、支持体表面の汚染物質の影響を敏感に受け
これが異常画像として現われる傾向があり、本発明の目
的を達成することができない。
本発明の感光体は通常の複写機用のものであつても、電
子写真法を応用した印刷機の印ドラムであつてもよい。
実施例 同軸同筒型グロー放電装置を用いて、80φ×340mmのア
ルミドラム(支持体)上に中間層、光導電層を設けて電
子写真感光体を作成した。なお、基板温度230℃、放電
周波数13.56MHz、放電電力0.24W/cm2、反応圧力0.8tor
r.の条件で行ない、中間層の膜厚は4000Å、感光層(光
導電層)の膜厚は18μmとなるようにした。
感光体No.1を乾式複写機〔リコピーFT4060改造機(+6.
5KVコロナチヤージ)〕にセツトし、連続10万枚の画像
出しを行なつたところ、白ポチ、白スジ等の異常画像の
まつたくない階調性のよい鮮明な画像が得られた。比較
のために、感光体No.1を帯電プロセスを−6.5KVに変更
した複写機にセツトして画像出しを試みたところ、基板
表面の影響とみられる白ポチ、白スジ等の多い異常画像
が得られた。
他の比較のために、中間層を設けなかつた以外はまつた
く同様にして比較感光体(No.1′)を作成し、本実施例
と同じ条件(+6.5KVコロナチャージ)で画像出しを行
なつたところ、本実施例に比べ顕著に白ポチ、白スジの
発生が認められた。
更に、感光体No.2を用いて上記感光体No.1と同じにして
画像出しを試みたところ、−6.5KVの帯電プロセスでは
良好な画像が多数枚得られたが、+6.5KVの帯電プロセ
スでは異常画像が得られた。
効 果 (1)本発明に係る電子写真感光体では中間層と感光層
(光導電層)との界面でキャリアの再結合が行われるた
め、残留電位が著しく少ないかほとんどなく、また、支
持体表面の汚染による画像上への悪影響が極めて出にく
い。このことは、鮮明な画像が得られることを意味し、
また、感光体作製時の表面清浄度(洗浄方法、室内クリ
ーン度など)、取扱い等に自由度が生まれ、コスト面、
作業面で多大な効果がもたらされる。
(2)中間層の存在により、感光体作製時の感光層の膜
成長が面方向、膜方向ともに均一となるため、異常点
(例えば結晶化部)が激滅し、その結果、異常画像の発
生が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明に係る電子写真感光体の二例
の断面図である。 1……導電性支持体、2……中間層 3……感光層(光導電層)、4……保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4452874(US,A) 米国特許4465750(US,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性支持体上にアモルファスシリコンを
    主成分とするアモルファス材料で構成された中間層及び
    感光層を積層してなり、該中間層は帯電時に該支持体か
    ら注入されるキャリアと同極性のキャリアが多数キャリ
    アとなる機能を有していることを特徴とする電子写真感
    光体。
  2. 【請求項2】該感光層が該中間層と逆極性又は真性であ
    る特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。
JP58250200A 1983-12-28 1983-12-28 電子写真感光体 Expired - Fee Related JPH0680463B2 (ja)

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JP58250200A JPH0680463B2 (ja) 1983-12-28 1983-12-28 電子写真感光体
US06/684,566 US4600672A (en) 1983-12-28 1984-12-21 Electrophotographic element having an amorphous silicon photoconductor
DE19843447624 DE3447624A1 (de) 1983-12-28 1984-12-28 Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial

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