JPS6125154A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS6125154A
JPS6125154A JP14619884A JP14619884A JPS6125154A JP S6125154 A JPS6125154 A JP S6125154A JP 14619884 A JP14619884 A JP 14619884A JP 14619884 A JP14619884 A JP 14619884A JP S6125154 A JPS6125154 A JP S6125154A
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layer
carbon
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谷上 行夫
Shuji Iino
修司 飯野
Mitsutoshi Nakamura
中村 光俊
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    • 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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    • G03G5/04Photoconductive 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
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers
    • GPHYSICS
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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 本発明は電子写真感光体、就中、アモルファスシリコン
感光体に関する。
・ 従来技術 ここ数年、グロー放電分解法やスパッタリング法によっ
て生成されるアモルファスシリコン(amorphou
s 5illicon:以下a−’Si と略す)の感
光体への応用が注目されてきている。また同様に長波長
領域の感度を向上して半導体レーザによる作像を可能と
する7モル7アスシリコンーゲルマニウム(以下a−3
i:Geと記す)の応用も注目されている。これはa 
 Siやa−6i:Geが従来のセレンやCdS 感光
体と比して耐環境汚染性、耐熱性、摩耗性、光感度特性
等において一段と優れているためである。
しかしながら、a−8iやa−8i:Geは暗抵抗が低
くそのままでは電荷保持層を兼ねた光導電層として使用
できないという欠点がある。このため、酸素や窒素を含
有させてその暗抵抗を向上させることが提案されている
が、逆に光感度が低下するという欠点があり、その含有
量も制限がある。
一方、a  Si系感光体における暗抵抗が小さく暗減
衰が着るしく速いという欠点を解消する方法として、オ
ーバーコート層のa−8iに炭素を含有させ、絶縁層を
形成せしめて、電荷の保持能を向上させる方法が提案さ
れている(例えば、特開昭57−115551号公報、
特開昭58−108543号公報)。特開昭57−11
5551号公報に記載の技術はa−8i に高濃度(4
0〜90at%)炭素原子を含有させる方法であるが、
炭素含量が高い場合は光疲労や感度低下をきたし、しか
も帯電能な向上させるためには炭素濃度をより高く、場
合によっては70 atomic%(以下、at%と記
す)以上とする必要がある。この様な、高炭素濃度のオ
ーバーコート層は通常のグロー放電では困難であり、し
かも得られた感光体は炭素濃度が高く、光導電層(a 
 Si またはa  S’i:Ge)との密着性が劣り
、画像に白筋を形成する原因となる。、従って炭素含量
をあげて帯電能を向上させるには限界がある。
後者はa  Si オーバーコート層内に炭素を30’
at%以下含有させるものであり、これによって帯電能
の向上を図る方法である。しかしながら30at%まで
の炭素の使用では満足すべき帯電能は得られず、しかも
画像流れを生ずる等満足すべき結果は得られない。
発明の目的 本発明はa−Si系感光体における暗抵抗が小さく帯電
能に劣ると云う欠点を解決することを目的とする。さら
に従来この目的で提案された7モル7アスシリコンー炭
素(以下a  Si  −C−Hと記す)をオーバーコ
ート層とする感光体でみられる上記諸欠点がなく、それ
よりも高い帯電能を有する感光体を得ることを目的とす
る。
発明の構成 本発明は7モル77スシリコンを含む光導電層上に炭素
または炭素と酸素を含むアモルファスシリコン系透光性
オーバーコート層を設けた電子写真感光体において、該
オーバーコート層が使用帯電極性とは逆極性の電荷を多
数キャリアとなるようHA族元素により極性調整されて
いることを特徴とする電子写真感光体に関する。
以下、本発明につき詳細に説明する。
第1図は本発明に係る感光体の構成の一例を示し、(1
)は導電性基板で、その上に少なくともa−S i を
含む光導電層(2)とa−Si を含み炭素と酸素を含
有してなる絶縁透光性のオーバーコート層(3)を順次
積層してなるものである。
基板(1)上に形成されるa  Si を含む光導電層
(2)は、例えば、グロー放電分解法によって10〜1
00μ胃、好ましくは10〜60μ肩に生成される。−
例として5iH=、5id(ajrス等をH2、Ar等
をキャリアーがスとして用い減圧可能な反応室内に送り
込み、高周波電力印加の下にグロー放電を起こして基板
上に水素を含むa−8i光導電層を形成させたものであ
ってもよく、更にはG、eH4Nスを並行して送り込み
形成したa−8i:Ge光導電層でもよい、もっともこ
のようにして得られる光導電層は暗抵抗が不充分に低い
ので、暗抵抗の向上の目的のために周期律表第11IA
族不純物(好ましくは硼素)、微量の酸素、炭素、窒素
等を含有させてもよい。
この光導電層(2)と基板との闇にアンダーコート層を
設けてもよい。
光導電層(2)上に形成されるa  Si を含むオー
バーコート層(3)はやはり同様に、例えば、グロー放
電分解法によって厚さ0.01〜3μ肩に生成される。
このオーバーコート層(3)はその抵抗値が光導電層(
2)より高く、層全体を通してその抵抗値が略一定であ
るか或いは光導電層(2)との界面より厚さ方向に順次
高くなるよ)に形成される。具体的に上記オーバーコー
ト層(3)はa −8i乃至a  Si:Geに炭素ま
たは炭素と酸素を含有し、更にHA族元素により極性が
調整されている。
前述したごとくオーバーコート層のa−8iに炭素を導
入して、その絶縁性を向上させ光感度特性を改良する技
術は知られているが、この方法で帯電能につき顕著な効
果が得られるまで炭素含量を上げてゆくと、高湿条件の
下で画像上に白斑点模様が発生し反復複写では光導電層
との密着性の劣化に伴う表面コート膜の剥#lが実用上
の問題となる。また、炭素量の増大に伴ない表面硬度が
低下し、長期の反復使用に適さない。
本発明ではオーバーコート層の極性調整を行なうことに
より、適当な炭素含量領域、例えば、5−70nt%(
(C原子数/(S■原子数十〇原子数)!X 100 
)、より好ましくは35〜65aL%において、より高
い帯電能と光疲労の除去を達成している。
本発明におけるオーバーコート層の極性調整は(−)帯
電時においては、オーバーコート層中では、(+)極性
の電荷が多数キャリアになるよう(P型)、又(+)帯
電時においては(−)極性の電荷が多数キャリアとなる
よう(N型)価電子制御することにより行なう。
上記の、極性調整により、オーバーコート層に帯電した
電荷は暗中ではオーバーコート層に保持され光導電層へ
の注入が抑制される一方、露光に際しては光導電層で発
生した光キャリアの表面への注出が容易となる。その結
果、感光体の帯電能は向上し、暗減衰は小さくなる。ま
た、光疲労を抑制することができる。
価電子制御においてP型持性はIIIA族、主として硼
素を200〜110000pp ドープすることによっ
て行なえばよい6またN型は同様に硼素を5〜20pp
mドープすることにより行なえば上ν1゜強いP型、強
いN型は光疲労の発生原因となり、却って帯電能の低下
を引き起こすため望ましくな(1゜ 本発明のオーバーコート層は炭素の他に酸素を含有して
いてもよい。酸素はオーバーコート層(3)の透光性を
着しく改善し、現に実験によればa  Siオーバーコ
ート層に炭素のみを約40at%含有するものと、40
at%の炭素に加え約5at%の酸素を含有するオーバ
ーコート層の感光体とでは後者の方が光感度が約1.8
倍も高い。
また表面硬度も低下はなくむしろ向上となっている。更
に高温条件下、反復複写においても画像流れや白斑点は
なく長期に渡り良好な画像を形成することができる。オ
ーバーコート層(3)に含有される炭素と酸素の量はそ
れらが層全体に渡って略均−に含有される場合と厚さ方
向に勾配をもって含有される場合とで異なるが、均一に
含有するときはa  Siに対し約5〜70aL%の炭
素と、微量から約10at%の酸素であることが望まし
い。炭素および酸素の含有量をそれぞれ最低Sat%、
および微量(約0. 1 at%以上)とするのは、そ
れ以下ではオーバーコート層の高抵抗化が図れず光疲労
も大きく透光性も不充分であるためで、また約70’a
t%以上の炭素または10at%以上の酸素を含有する
場合は残留電位が発生したり、画像流れが生じるためで
ある。一方、厚さ方向に勾配をもって含有するときはオ
ーバーコート層の厚さ方向に含有量が徐々に増大するよ
うにし、約1〜60at%の炭素と微量から最大的25
 at%の酸素を含有することができる。尚、炭素の含
有量を一定として酸素含有量を徐々に増大するようにし
てもよいし、またその逆でもよい。
但し後者の場合は、酸素含有量を最大10at%としな
ければならない。
発明の効果 本発明で得られる感光体は従来のa−8i  −C−H
をオーバーコートした感光体に比べ優れた帯電能を有し
暗減衰が少なく、光疲労がない。また、炭素濃度を低く
しても優れた帯電能を示すため炭素濃度を着るしく高く
する必要がなく、従って耐湿性、耐摩耗性等において優
れ、かつ画像に白筋や白斑のない感光体を得ることがで
きる。
さらに酸素をドープすることにより、オーバーコート層
と光導電層間の密着性が改良され、さらに低炭素含量の
a−8i  ・C−Hによって生し易い光疲労や不透明
化の問題が解消される。
以下、実施例を挙げて説明する。
実施例1 第2図に示すグロー放電分解装着において、まず、回転
ポンプ(19)を、それに続いて拡散ポンプ(20)を
作動させ、反応室(21)の内部を10−6Torr程
度の高真空にした後、第1〜第3及び第5調整弁(9)
、(10)、(11)。
(13)を開放し、第1タンク(4)より、H2ガス、
第2タンク(5)より100%S i H41fス、第
3タンク(6)よりH2で200 ppmに希釈された
B 2H6ガス、更に第5タンク(8)より02ガスを
出力圧ゲージIKg/cm2の下でマス70−コントU
−ラ (14)、(35)l(j 6)、(18)内へ
流入させた。そして、各マス7a−コントローラの目盛
を調整して、H2の流量を486.5secm + S
iH4を90 secm 、 B2H6を22゜5 s
ccm + 02を1.0secmとなるように設定し
て反応室(21)内へ流入した。夫々の流量が安定した
後に、反応室(21)の内圧力弓、OT orrとなる
ように調整した。一方、導電性基板(22)としては直
径80mmのアルミニウムドラムを用いて240℃に予
しめ加熱しておき、各ガス流量が安定し、内圧が安定し
た状態で高周波電源(23)@投入し電極板(24)に
250watLsの電力(周波数13.56MHz )
を印加してグロー放電を発生させた。このグロー放電を
約6時間持続して行い、導電性基板(22)Ca2図(
1))上に水素、硼素並びに微量の酸素を含む厚さ約2
0μmのa−8i光導電層(2)を形成した。
a  Si光導電層が形成されると、高周波電源(23
)から電力印加を停止するとともに、マス70−コント
ローラの流量を0設定にし、反応室(21)内を十分脱
気した。その後、第1タンク(4)よりH2ガスを48
6.5 secm、第2タンク(5)よ?ン100%S
 i H4Nスを90  secm 、第3タンク(6
)よりB2H6,マスを90sccmおよび第4タンク
(7)よりC2H,ガスを135 sec+n 。
第5タンク(8)より02〃スを10105eを反応室
内部に流入させ、内圧を1.0Torrに調整した下で
高周波電源を投入して250 Wattsの電力を印加
した。2分間放電を続は約0.1μ肩のオーバーコート
層(3)を形成した。尚、このときの炭素含有量は約4
0at%であった。
こうして得られた感光体を粉像転写型複写fi(E−P
650Z:ミノルタカメラ(株))製にセットし、(+
)帯電にてコピーしたところ解像力に優れ、階調再現性
のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。
また、50 、000枚の連続複写を行なっても画像特
性の低下は認められず最後まで良好なコピーが得られた
。更に30℃、85%という高温、高湿の条件での複写
でもその電子写真特性、画像特性は室温条件下と何ら変
わることはなかった。
実施例2〜4および参考側上ユA オーバーコート層の反応ガスの種類および量を変える以
外実施例1と同様にして感光体を作成した。ガスの種類
、量および得られた感光体の電子写真特性を表−1に示
す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る感光体の構成を示す図、第2図は
本発明に係る感光体を製造するためのグロー放電分解装
置の概略構成を示す図である。 (2)・・・u  Si光導電層、(3)・・・オーバ
ーコート層、(4)〜(8)・・・第1〜第5タンク、
(21)反応室、(22)・・・導電性基板、(23)
・・・高周波電源。 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アモルファスシリコンを含む光導電層上に炭素また
    は炭素と酸素を含むアモルファスシリコン系透光性オー
    バーコート層を設けた電子写真感光体において、該オー
    バーコート層が使用帯電極性とは逆極性の電荷を多数キ
    ャリアとなるようIIIA族元素により極性調整されてい
    ることを特徴とする電子写真感光体。 2、負帯電使用時、オーバーコート層が硼素を200〜
    10000ppm(対シリコン)までの量含有する第1
    項記載の電子写真感光体。 3、正帯電使用時、オーバーコート層が硼素を5〜20
    ppm(対シリコン)までの量含有する第1項記載の電
    子写真感光体。 4、オーバーコート層が炭素を5〜70at%および酸
    素を10at%以下含有する第1項記載の電子写真感光
    体。 5、オーバーコート層の厚さが約0.01〜3μmであ
    り、光導電層の厚さが約10〜100μmである第1項
    記載の電子写真感光体。
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