JP2001154388A - Electrophotographic photoreceptor and method of manufacturing the same - Google Patents
Electrophotographic photoreceptor and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ボロンを添加したアモルファスシ
リコン感光体において、ボロン添加を増加すると光感度
が向上するものの十分な帯電能が得られず、ボロン添加
量を減少させると帯電能は向上するものの十分な光感度
が得られないという問題を解決することを目的とする。
【解決手段】 アモルファスシリコン感光体を成膜する
際に、プラズマCVD装置内に原料ガスと共に導入する
ジボランガスの添加量を、アモルファスシリコン感光層
の厚みに応じた所定範囲内として、且つ、アモルファス
シリコン感光層の感光層表面側領域内におけるボロン濃
度が、基体側が多く、表面側が少なくなるような勾配を
設けて成膜するアモルファスシリコン電子写真感光体の
製造方法を提供して、上記した課題を解決する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amorphous silicon photoreceptor to which boron is added, when the addition of boron is increased, the photosensitivity is improved, but sufficient charging ability is not obtained. An object of the present invention is to solve the problem that the charging ability is improved but sufficient light sensitivity cannot be obtained. SOLUTION: When forming an amorphous silicon photosensitive member, the amount of a diborane gas introduced together with a raw material gas into a plasma CVD apparatus is set within a predetermined range according to the thickness of the amorphous silicon photosensitive layer, and the amorphous silicon photosensitive member is formed. A method for manufacturing an amorphous silicon electrophotographic photoreceptor in which a film is formed by providing a gradient such that the boron concentration in the photosensitive layer surface side region of the layer is higher on the substrate side and lower on the surface side to solve the above-described problems. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光導電現象を利用
して感光体上に静電的な電荷の像(以後、静電潜像とい
う)を形成し、さらに着色した帯電微粒子(トナー)を
静電力で静電潜像に付着させて、可視像を得る電子写真
プロセスを用いた電子写真装置に用いる電子写真感光体
に関するもので、特にプラズマCVD法を用いて作成す
るアモルファスシリコン感光体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming an electrostatic charge image (hereinafter referred to as an electrostatic latent image) on a photoreceptor by utilizing a photoconductive phenomenon, and further, to a colored charged fine particle (toner). The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor used in an electrophotographic apparatus using an electrophotographic process for obtaining a visible image by adhering an electrostatic latent image to an electrostatic latent image, and in particular, an amorphous silicon photoreceptor formed using a plasma CVD method It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子写真プロセスを用いた電子写
真装置として、電子写真感光体上に形成したトナー画像
を紙等に転写するPPC(Plain Paper Copy)法を用い
た複写機等が実用化されており、いわゆるカールソン法
が一般的に用いられている。また、電子写真感光体の感
光層としては、Se、Se−Te、CdS、アモルファ
スシリコンなどの無機材料を用いたものや、有機材料を
用いたOPC感光体がある。アモルファスシリコンは、
耐摩耗性、耐熱性、耐環境性に優れるという点で注目さ
れており、例えば図8に示したような積層型感光体90
が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electrophotographic apparatus using an electrophotographic process, a copying machine using a PPC (Plain Paper Copy) method for transferring a toner image formed on an electrophotographic photosensitive member to paper or the like has been put into practical use. The so-called Carlson method is generally used. Further, as the photosensitive layer of the electrophotographic photosensitive member, there are a photosensitive layer using an inorganic material such as Se, Se-Te, CdS, and amorphous silicon, and an OPC photosensitive member using an organic material. Amorphous silicon is
Attention has been paid to its excellent abrasion resistance, heat resistance and environmental resistance. For example, a laminated photoconductor 90 as shown in FIG.
Has been proposed.
【0003】アモルファスシリコン感光体90は、アル
ミニウムなどの導電性支持基体91の上にブロッキング
層92、アモルファスシリコン感光層93および表面保
護層94を順次積層した構造とされ、ブロッキング層9
2は、支持基体91からの電子の注入を阻止するために
形成されており、表面保護層94には、高硬度な材料を
用いて感光層93を保護して耐久性を高めるように形成
されている。The amorphous silicon photoreceptor 90 has a structure in which a blocking layer 92, an amorphous silicon photosensitive layer 93 and a surface protection layer 94 are sequentially laminated on a conductive support base 91 such as aluminum.
Numeral 2 is formed to prevent the injection of electrons from the support base 91, and the surface protective layer 94 is formed to protect the photosensitive layer 93 using a material having high hardness and to increase the durability. ing.
【0004】かかるアモルファスシリコン感光体90を
用いた電子写真プロセスの一例を簡単に説明する。ま
ず、暗所においてアモルファスシリコン感光体90の表
面をコロナ放電等によって均一に正電荷1に帯電する。
つぎに所望の画像に対応する露光光2が該感光体90表
面に照射されると、露光光2は感光層93内に入射して
吸収され、電子−正孔対3が発生する。この正孔は矢印
5のように導電性の支持基体91を通ってアース4に流
れる。一方、電子は矢印6の方向に進み、感光体90表
面の正電荷1と再結合してキャンセルされる。このよう
にして照射光2に対応した静電潜像が感光体90上に形
成される。つぎに図示しない現像器にて静電潜像と逆極
性に帯電させたトナーを潜像に付着させて可視像とし、
これを紙等に転写、定着して画像を形成する。一方、転
写後の感光体90は、図示しない除電器にて光を照射す
るなどして除電された後にクリーニングされる。このよ
うにして一連の電子写真プロセスを繰り返す。An example of an electrophotographic process using such an amorphous silicon photosensitive member 90 will be briefly described. First, the surface of the amorphous silicon photoreceptor 90 is uniformly charged to a positive charge 1 by corona discharge or the like in a dark place.
Next, when the exposure light 2 corresponding to a desired image is irradiated on the surface of the photosensitive member 90, the exposure light 2 is incident on and absorbed in the photosensitive layer 93, and electron-hole pairs 3 are generated. These holes flow to the ground 4 through the conductive support base 91 as shown by the arrow 5. On the other hand, the electrons travel in the direction of arrow 6 and recombine with the positive charges 1 on the surface of the photoreceptor 90 and are canceled. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the irradiation light 2 is formed on the photoconductor 90. Next, a toner charged to a polarity opposite to that of the electrostatic latent image by a developing device (not shown) is attached to the latent image to form a visible image,
This is transferred and fixed on paper or the like to form an image. On the other hand, the photoreceptor 90 after the transfer is cleaned by irradiating light with a static eliminator (not shown) or the like. In this way, a series of electrophotographic processes is repeated.
【0005】また、前記したアモルファスシリコン感光
層93にボロン(B)を添加した電子写真感光体90も
開発されている。感光層93に含まれるボロン濃度を調
整することで、感光体90の光感度、素子抵抗を調節す
ることができ得る。Further, an electrophotographic photosensitive member 90 in which boron (B) is added to the amorphous silicon photosensitive layer 93 has been developed. By adjusting the concentration of boron contained in the photosensitive layer 93, the light sensitivity and the element resistance of the photosensitive member 90 can be adjusted.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た感光層93にボロンを添加したアモルファスシリコン
感光体90において、単にアモルファスシリコン感光層
に含まれるボロン濃度を増加した場合には、光感度が向
上することにより露光光のエネルギー量を小さく、すな
わち、低光量で感光体90を露光することが可能になる
ものの、感光体90の素子抵抗が低くなって、十分な帯
電能が得られないものになり、該感光体を用いた複写機
においては複写濃度の調整が難しくなる等の問題が生じ
る。However, in the above-described amorphous silicon photosensitive member 90 in which boron is added to the photosensitive layer 93, if the concentration of boron contained in the amorphous silicon photosensitive layer is simply increased, the photosensitivity is improved. This makes it possible to reduce the amount of energy of the exposure light, that is, to expose the photoconductor 90 with a small amount of light, but the element resistance of the photoconductor 90 becomes low and sufficient charging ability cannot be obtained. In a copying machine using the photoconductor, there arise problems such as difficulty in adjusting copy density.
【0007】一方、アモルファスシリコン感光層に含ま
れるボロン濃度を減少させると、感光体90の素子抵抗
が高くなって、帯電能が向上する。しかし、光感度が低
下するため、露光エネルギーを高めなければならず、露
光光の光量の増加、露光時間を長くする等の対応を取ら
なければならず、ランニングコストが増加する等の問題
がある。On the other hand, when the concentration of boron contained in the amorphous silicon photosensitive layer is reduced, the element resistance of the photosensitive member 90 is increased, and the charging ability is improved. However, since the light sensitivity is reduced, the exposure energy must be increased, the light amount of the exposure light must be increased, the exposure time must be increased, and the running cost increases. .
【0008】本発明は、以上の点に鑑み、光感度の向上
と高帯電能の維持というトレードオフの関係にある感光
体特性の双方を向上させたボロンを含むアモルファスシ
リコン感光体および該感光体の製造方法を提供すること
を目的としている。In view of the above, it is an object of the present invention to provide an amorphous silicon photoreceptor containing boron which has improved both photoreceptor characteristics which are in a trade-off relationship between improvement in photosensitivity and maintenance of high charging ability, and the photoreceptor. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の態様によれば、
支持基体上に、ボロンを含むアモルファスシリコンを主
成分とする光導電物質からなる少なくとも20ミクロン
以上の厚みを有する感光層をCVD法を用いて形成する
電子写真感光体の製造方法において、前記感光層に含有
されるボロンは、該感光層を形成する原料ガスと共にボ
ロン含有ガスを同時に供給したものであり、前記ボロン
含有ガスは、該感光層に含まれるボロン添加量が、前記
支持基体側に比べて表面側が少なくなるように、少なく
とも感光層表面から15ミクロンまでの深さの領域にお
いて次の関係式(1)の範囲内の添加量としている、ア
モルファスシリコン電子写真感光体の製造方法及び当該
方法を用いた電子写真感光体等が提供される。 (1) −0.5+0.0173×d<dB<0.2+0.0173×d ここで、dは感光層の表面側からの深さ(ミクロン)、
dBはCVD法により形成する際に用いる原料ガス中に
占めるボロン含有ガスの添加量(ppm)を示し、dB
は0よりも大きい。According to an aspect of the present invention,
The method for producing an electrophotographic photoreceptor, wherein a photosensitive layer having a thickness of at least 20 microns or more made of a photoconductive material containing amorphous silicon containing boron as a main component is formed on a supporting substrate by a CVD method. The boron-containing gas is obtained by simultaneously supplying a boron-containing gas together with a raw material gas for forming the photosensitive layer, and the boron-containing gas is such that the amount of boron contained in the photosensitive layer is smaller than that of the support base. A method for producing an amorphous silicon electrophotographic photoreceptor, wherein the amount of addition is within the range of the following relational expression (1) at least in a region at a depth of up to 15 microns from the surface of the photosensitive layer so that the surface side is reduced. And an electrophotographic photosensitive member using the same. (1) −0.5 + 0.0173 × d <dB <0.2 + 0.0173 × d where d is the depth (micron) from the surface side of the photosensitive layer,
dB indicates the added amount (ppm) of the boron-containing gas in the raw material gas used when forming by the CVD method.
Is greater than zero.
【0010】本発明によれば、アモルファスシリコン感
光層に含まれるボロン濃度を所定の範囲内で勾配を有す
る分布としているので、高帯電能の維持が可能な電子写
真感光体が提供され、上記した目的は達成される。According to the present invention, there is provided an electrophotographic photosensitive member capable of maintaining a high charging ability because the concentration of boron contained in the amorphous silicon photosensitive layer has a gradient within a predetermined range. The goal is achieved.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図1から図7を参照しなが
ら、この発明の好適な実施形態について詳細に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
【0012】図1は本発明による電子写真感光体10の
第1の実施形態の概略断面図を示し、符号13がアモル
ファスシリコン感光層である。該感光層13は、導電性
の支持基体11に形成したブロッキング層12上に少な
くとも20ミクロン以上の厚さ、好適には40〜50ミ
クロンの厚さで積層されており、その上には表面保護層
14が設けられている。支持基体11はアルミニウムな
どの金属や、ガラス、プラスチックなどの絶縁性物質に
アルミニウム等の導電層を形成したものなどを用いるこ
とができ、一般には円筒状のアルミニウムが用いられて
いる。ブロッキング層12は、支持基体11からの電子
の注入を阻止するために形成するもので、a−Si、S
iN、SiCやa−Siに酸素を添加したもの等を用い
ることができる。表面保護層14は感光層13を保護す
るために設けており、SiN、SiCなどの高硬度材料
を用いることができるが、形成しない場合もある。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of an electrophotographic photosensitive member 10 according to the present invention, and reference numeral 13 denotes an amorphous silicon photosensitive layer. The photosensitive layer 13 is laminated on the blocking layer 12 formed on the conductive support substrate 11 at a thickness of at least 20 μm or more, preferably 40 to 50 μm. A layer 14 is provided. The support base 11 may be a metal such as aluminum, or a material in which an electrically conductive layer such as aluminum is formed on an insulating material such as glass or plastic. In general, cylindrical aluminum is used. The blocking layer 12 is formed to prevent the injection of electrons from the support base 11, and includes a-Si, S
iN, SiC, a-Si obtained by adding oxygen to a-Si, or the like can be used. The surface protective layer 14 is provided to protect the photosensitive layer 13 and can be made of a high-hardness material such as SiN or SiC, but may not be formed.
【0013】ここまでの構成は、従来のアモルファスシ
リコン電子写真感光体構成と同様の積層構造としている
が、本発明においては、アモルファスシリコン感光層1
3内に含まれるボロン濃度の分布を従来の均一なもので
はなく、少なくとも感光層の表面側から15ミクロンの
深さまでの領域、好ましくは20ミクロンの深さまでの
領域の感光層を意図的に所定の勾配を有するものとして
いる。具体的には、本実施形態においては支持基体11
側から順にボロン含有量を最も高くした第1感光層領域
13a、第2感光層領域13b、およびボロン含有量を
もっとも低くした感光層表面側の第3感光層領域13c
の3つの領域に大別されるようにして製造している。The above-described structure has the same laminated structure as the structure of the conventional amorphous silicon electrophotographic photosensitive member.
The distribution of the boron concentration contained in 3 is not uniform in the prior art, and the photosensitive layer is intentionally provided in at least a region from the surface side of the photosensitive layer to a depth of 15 microns, preferably a region to a depth of 20 microns. It has a gradient of Specifically, in the present embodiment, the support base 11
The first photosensitive layer region 13a and the second photosensitive layer region 13b having the highest boron content in order from the side, and the third photosensitive layer region 13c on the photosensitive layer surface side having the lowest boron content.
It is manufactured so that it is roughly divided into the following three areas.
【0014】アモルファスシリコン感光層13内におい
て、感光層表面側のボロン添加量に所定の勾配を設ける
ことで、潜像画像形成とその消去に必要な波長の光感度
を損なうことなく帯電量を増加することができ得る。特
に、感光層の最表面側、すなわち第3感光層領域13c
におけるボロン含有量を低く抑えることで、従来の均一
ボロン濃度のものに比べて帯電量が約30%以上も向上
する。In the amorphous silicon photosensitive layer 13, the charge amount is increased without impairing the photosensitivity of a wavelength necessary for forming and erasing a latent image by providing a predetermined gradient in the amount of boron added on the photosensitive layer surface side. Could be able to. In particular, the outermost surface side of the photosensitive layer, that is, the third photosensitive layer region 13c
By keeping the boron content low, the charge amount is improved by about 30% or more as compared with the conventional case having a uniform boron concentration.
【0015】特に、アモルファスシリコン感光層を成膜
する際に用いる材料ガスにジボランガス(B2H6)を
用いてボロンを添加する場合には、少なくとも感光層表
面から15ミクロン、好適には20ミクロンの深さまで
の領域のアモルファスシリコン感光層を成膜する際に、
原料ガスに対するジボランガス添加量dB(ppm)
を、−0.5+0.0173×dよりも大きく、0.2
+0.0173×dよりも小さくする。なお、ここでd
はアモルファスシリコン感光層の表面からの深さ方向の
厚み(ミクロン)を示し、dB>0とする。この条件を
満たして製造したアモルファスシリコン感光体は、光感
度の向上と高帯電能の維持を図ることができる。In particular, when boron is added to the material gas used for forming the amorphous silicon photosensitive layer by using diborane gas (B 2 H 6 ), at least 15 μm, preferably 20 μm from the photosensitive layer surface. When forming the amorphous silicon photosensitive layer in the region up to the depth of
Diborane gas addition amount to raw material gas dB (ppm)
Is greater than −0.5 + 0.0173 × d and 0.2
Make it smaller than + 0.0173 × d. Here, d
Indicates the thickness (micron) in the depth direction from the surface of the amorphous silicon photosensitive layer, and is set to dB> 0. An amorphous silicon photoreceptor manufactured by satisfying these conditions can improve photosensitivity and maintain high charging ability.
【0016】以下、本電子写真感光体の具体的な製造方
法に沿って説明する。Hereinafter, a specific method of manufacturing the electrophotographic photosensitive member will be described.
【0017】(実施例1)円筒状のアルミニウム基体1
1を図示しないプラズマCVD装置にセットし、300
℃程度の温度に加熱して、0.5〜5Torr前後の所
定の真空度の下、原料ガスを導入して13.56MHz
の高周波によるプラズマを発生させて、Si系のブロッ
キング層12を4ミクロン、次にアモルファスシリコン
感光層13および0.5ミクロンのSiN系の表面保護
層14を連続して積層した。(Example 1) Cylindrical aluminum substrate 1
1 is set in a plasma CVD apparatus (not shown), and 300
At about 0.5 ° C., and at a predetermined vacuum of about 0.5 to 5 Torr, introducing a raw material gas at 13.56 MHz.
A high-frequency plasma was generated to form an Si-based blocking layer 12 of 4 μm, then an amorphous silicon photosensitive layer 13 and a 0.5 μm SiN-based surface protection layer 14 in succession.
【0018】その際、アモルファスシリコン感光層13
は原料ガスとして、1.0slmとしたシランガス(S
iH4)および600sccmとした水素(H2)キャ
リアーガスを導入し、更に第1感光層領域13aにおい
ては15sccm、第2感光層領域13bにおいては1
0sccm、感光層表面側の第3感光層領域13cにお
いては5sccmの流量にてそれぞれ50ppm濃度の
ジボラン(B2H6)ガスを添加して成膜した。尚、第
1感光層領域13a、第2感光層領域13b、第3感光
層領域13cを成膜させる際には、ジボランガスの流量
を変化させる以外は連続して成膜を実施しており、シラ
ンガス(SiH4)および水素(H2)キャリアーガス
の導入量は常に同一流量とした。それぞれの感光層領域
の厚みおよびジボラン添加量は、第1感光層領域13a
が22.0ミクロンで0.440ppm、第2感光層領
域13bが8.5ミクロンで0.294ppm、第3感
光層領域13cが8.5ミクロンで0.147ppmで
ある。At this time, the amorphous silicon photosensitive layer 13
Is a silane gas (S
iH 4 ) and a hydrogen (H 2 ) carrier gas of 600 sccm are introduced, and further, 15 sccm in the first photosensitive layer region 13a and 1 in the second photosensitive layer region 13b.
At a flow rate of 5 sccm, diborane (B 2 H 6 ) gas having a concentration of 50 ppm was added to each of the third photosensitive layer region 13 c on the photosensitive layer surface side at 0 sccm to form a film. When the first photosensitive layer region 13a, the second photosensitive layer region 13b, and the third photosensitive layer region 13c are formed, the film is continuously formed except for changing the flow rate of the diborane gas. The amounts of (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ) carrier gases introduced were always the same. The thickness of each photosensitive layer region and the amount of diborane added are determined in the first photosensitive layer region 13a.
Is 0.440 ppm at 22.0 microns, 0.294 ppm at 8.5 microns for the second photosensitive layer region 13b, and 0.147 ppm at 8.5 microns for the third photosensitive layer region 13c.
【0019】このようにして添加するボロン量に勾配を
設けて作成したアモルファス感光体10の分光感度特性
を図4(a)に示す。E1/2は初期電位450Vが1
/2の225Vになるまでの時間と光照射強度Wの積に
より求めたもので、E1/10は1/10の45Vにな
るまでの時間と光照射強度Wの積により求めたものであ
る。また、図4(b)は、比較例としてアモルファスシ
リコン感光層を単一のボロン含有量とした従来の感光体
の分光感度特性である。なお、比較例においては、1.
0slmとしたシランガス(SiH4)および600s
ccmとした水素(H2)キャリアーガスからなる原料
ガスに、更にジボラン(B2H6)を14sccmの流
量にて添加して40ミクロンのアモルファスシリコン感
光層を成膜した以外は、前記したアモルファスシリコン
10と同一条件にて作成している。本実施例により製造
した電子写真感光体10の光感度は660nm〜770
nm近傍の波長域において従来の単一ボロン濃度の感光
体と同等の特性を有している。FIG. 4 (a) shows the spectral sensitivity characteristics of the amorphous photoreceptor 10 prepared by providing a gradient in the amount of boron to be added. E1 / 2 is 1 when the initial potential is 450 V
E1 / 10 is obtained by the product of the time until the voltage becomes 1/10 of 45 V and the light irradiation intensity W. FIG. 4B shows a spectral sensitivity characteristic of a conventional photoconductor in which the amorphous silicon photosensitive layer has a single boron content as a comparative example. In the comparative example, 1.
Silane gas (SiH 4 ) with 0 slm and 600 s
Amorphous silicon described above, except that diborane (B 2 H 6 ) was further added at a flow rate of 14 sccm to a source gas composed of a hydrogen (H 2 ) carrier gas of ccm to form a 40 μm amorphous silicon photosensitive layer. It is created under the same conditions as the silicon 10. The light sensitivity of the electrophotographic photoreceptor 10 manufactured according to the present embodiment is 660 nm to 770.
It has characteristics equivalent to those of a conventional photoconductor having a single boron concentration in a wavelength region near nm.
【0020】図5に表面エネルギー特性を、図6に暗減
衰特性を、図7に温度特性をそれぞれ示す。各々のグラ
フにおいて、本実施例のアモルファスシリコン感光体1
0は比較例のアモルファスシリコン感光体に比べて優れ
た特性を示している。すなわち、比較例に比べて帯電量
は流れ込み電流が180マイクロアンペア時において3
0%以上向上している。また、図6より光照射前の表面
電位の低下が少ないことがわかる。これは電荷の保持性
が良好なことを示しており、例えば帯電から現像までの
一連の電子写真プロセスに要する時間が長い大口径の電
子写真感光体の場合においても、高帯電能を維持するこ
とができる。さらに図7より電子写真感光体の昇温によ
る帯電能の低下が少ないことがわかり、本発明により得
られた感光体を加熱した環境下で用いても安定した画像
を得ることができる。FIG. 5 shows surface energy characteristics, FIG. 6 shows dark attenuation characteristics, and FIG. 7 shows temperature characteristics. In each graph, the amorphous silicon photoconductor 1 of the present embodiment is shown.
0 indicates excellent characteristics as compared with the amorphous silicon photosensitive member of the comparative example. That is, compared to the comparative example, the charge amount is 3 when the inflow current is 180 microamps.
It has improved by 0% or more. In addition, FIG. 6 shows that the decrease in surface potential before light irradiation is small. This indicates that the charge retention is good.For example, even in the case of a large-diameter electrophotographic photosensitive member having a long time required for a series of electrophotographic processes from charging to development, it is necessary to maintain high charging ability. Can be. Further, it can be seen from FIG. 7 that the decrease in the charging ability due to the temperature rise of the electrophotographic photoreceptor is small, and a stable image can be obtained even when the photoreceptor obtained by the present invention is used in a heated environment.
【0021】(実施例2)実施例1のアモルファスシリ
コン感光層13の第1感光層領域13a、第2感光層領
域13bおよび第3感光層領域13cの厚みを順に1
7.0ミクロン、8.5ミクロン、8.5ミクロンとし
た以外はすべて同一条件にて成膜した。このアモルファ
スシリコン感光体についも実施例1と同様に特性の評価
を実施したところ、同様の評価結果が得られた。(Embodiment 2) The thicknesses of the first photosensitive layer region 13a, the second photosensitive layer region 13b, and the third photosensitive layer region 13c of the amorphous silicon photosensitive layer 13 of the first embodiment are set to 1 in order.
Films were formed under the same conditions except that the thicknesses were 7.0, 8.5, and 8.5 microns. When the characteristics of this amorphous silicon photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 1, similar evaluation results were obtained.
【0022】(実施例3)先の実施例においてはアモル
ファスシリコン感光層13を所定のボロン添加量とした
3つの領域に分けて成膜した例を示したが、本実施例で
は図2に示すように、アモルファスシリコン感光層23
をボロン含有量の異なる4つの領域として形成した。す
なわち、ブロッキング層12側から順に、ジボラン流量
を15sccmとして添加した17.0ミクロンの第1
感光層領域23a、ジボラン流量を10sccmとして
添加した8.5ミクロンの第2感光層領域23b、ジボ
ラン流量を5sccmとして添加した5.0ミクロンの
第3感光層領域23cおよびジボラン流量を2sccm
とした3.5ミクロンの第4感光層領域23dを積層し
た。(Embodiment 3) In the previous embodiment, an example was shown in which the amorphous silicon photosensitive layer 13 was formed by dividing the film into three regions with a predetermined boron addition amount, but in this embodiment, it is shown in FIG. As described above, the amorphous silicon photosensitive layer 23
Was formed as four regions having different boron contents. That is, in order from the blocking layer 12 side, a 17.0 micron first diborane flow rate of 15 sccm was added.
Photosensitive layer region 23a, 8.5 micron second photosensitive layer region 23b added with 10 sccm diborane flow rate, 5.0 micron third photosensitive layer region 23c with diborane flow added at 5 sccm, and 2 sccm diborane flow rate
A 3.5 micron fourth photosensitive layer region 23d was laminated.
【0023】なお、各感光層領域におけるジボラン添加
量は、第1感光層領域23aが0.440ppm、第2
感光層領域23bが0.294ppm、第3感光層領域
23cが0.147ppmであり、感光層表面側の第4
感光層領域23dが0.059ppmである。このアモ
ルファスシリコン感光体についても実施例1と同様に特
性の評価を実施したところ、ほぼ同一の評価結果が得ら
れた。The amount of diborane added in each photosensitive layer region is 0.440 ppm in the first photosensitive layer region 23a,
The photosensitive layer area 23b is 0.294 ppm, the third photosensitive layer area 23c is 0.147 ppm,
The photosensitive layer area 23d is 0.059 ppm. The characteristics of this amorphous silicon photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 1, and almost the same evaluation results were obtained.
【0024】図3にジボラン添加量dB(ppm)とア
モルファスシリコン感光層の表面側からの深さd(ミク
ロン)との関係を示す。ここでジボラン添加量とは、ア
モルファスシリコン感光層を成膜する際に用いるSiH
4、H2等の材料ガスに添加するジボラン(B2H4)
の添加量をppmで表したもので、具体的には、シラン
1.0slmと水素600sccmの流量で導入してい
る雰囲気中に50ppm濃度のジボランを添加する際の
流量から換算した値である。前記した実施例のいずれの
場合においても、少なくとも感光層表面から15ミクロ
ン、さらには0〜25ミクロンまでの深さの領域におい
ては直線L1と直線L2の間の領域にジボラン添加濃度
が位置している。すなわち、ジボラン添加濃度(pp
m)を−0.5+0.0173×d以上で、0.2+
0.0173×d以下とすることが好ましく、この範囲
を超えた場合には前記した特性が劣っていた。但し、d
Bは0よりも大きい。また、成膜中に占めるジボランガ
スの割合は概ね0.1%から1.0%の範囲とすること
が好ましい。なお、上記した実施例1により成膜したア
モルファスシリコン層をSIMS(2次イオン質量分
光)分析により膜中に含まれるボロン量を測定したとこ
ろ、2×10−4atm%以下であった。FIG. 3 shows the relationship between the amount of diborane added dB (ppm) and the depth d (microns) from the surface side of the amorphous silicon photosensitive layer. Here, the amount of diborane added refers to SiH used for forming an amorphous silicon photosensitive layer.
4 , diborane (B 2 H 4 ) added to a material gas such as H 2
Is expressed in ppm, and specifically, is a value converted from a flow rate when 50 ppm concentration of diborane is added to an atmosphere introduced at a flow rate of 1.0 slm of silane and 600 sccm of hydrogen. In any of the above-described embodiments, at least in the region from the photosensitive layer surface to a depth of 15 μm, further from 0 to 25 μm, the diborane addition concentration is located in the region between the straight line L1 and the straight line L2. I have. That is, the concentration of diborane added (pp
m) is −0.5 + 0.0173 × d or more and 0.2+
It is preferable to be 0.0173 × d or less, and when it exceeds this range, the above-mentioned characteristics are inferior. Where d
B is greater than zero. Further, it is preferable that the ratio of diborane gas occupied in the film formation is generally in the range of 0.1% to 1.0%. In addition, when the amount of boron contained in the amorphous silicon layer formed in Example 1 was measured by SIMS (secondary ion mass spectroscopy) analysis, it was 2 × 10 −4 atm% or less.
【0025】上述した実施形態は、本発明の好適な実施
形態であって、アモルファスシリコン感光層をボロン含
有量の異なる3層もしくは4層の領域を設けた例で説明
したが、これに限らず4層以上のボロン含有量の異なる
領域を設けたものとしたり、階段状およびまたは連続的
な勾配を設けてボロン添加量が変化する領域を形成する
等とすることもできる。The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, and has been described with an example in which the amorphous silicon photosensitive layer is provided with three or four layers having different boron contents. However, the present invention is not limited to this. Four or more layers having different boron contents may be provided, or a step-like or continuous gradient may be provided to form a region in which the amount of boron changes.
【0026】また、アモルファスシリコン感光層を成膜
する原料ガスとしてトリメチルボロン、トリエチルボロ
ンなどの他のボロン含有ガスを用いて成膜を実施する場
合においても、同様に適用可能であろう。Further, the present invention can be similarly applied to the case where a film is formed using another boron-containing gas such as trimethylboron or triethylboron as a source gas for forming the amorphous silicon photosensitive layer.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればアモ
ルファスシリコン感光体において、少なくとも感光層表
面から15ミクロン、好ましくは20ミクロンの領域に
おいて、ボロン添加量に所定の勾配を設けて感光層を成
膜することで、光感度の向上と高帯電能の維持というト
レードオフの関係にある感光体特性の双方を向上したア
モルファスシリコン感光体を得ることができるという優
れた効果を奏する。As described above, according to the present invention, in the amorphous silicon photoreceptor, at least in a region of 15 microns, preferably 20 microns from the surface of the photosensitive layer, a predetermined gradient is provided in the amount of boron to be added to the photosensitive layer. Has an excellent effect that it is possible to obtain an amorphous silicon photoreceptor having improved photoreceptor characteristics, which are in a trade-off relationship between improvement of photosensitivity and maintenance of high charging ability.
【図1】本発明によるアモルファスシリコン感光体を説
明する概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an amorphous silicon photosensitive member according to the present invention.
【図2】本発明の他の実施形態のアモルファスシリコン
感光体を説明する概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating an amorphous silicon photosensitive member according to another embodiment of the present invention.
【図3】ジボラン添加濃度とアモルファスシリコン感光
層表面側からの深さとの関係を示す図面である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the concentration of diborane added and the depth from the surface of the amorphous silicon photosensitive layer.
【図4】アモルファスシリコン感光体の分光感度特性を
示す図面である。FIG. 4 is a diagram illustrating spectral sensitivity characteristics of an amorphous silicon photoconductor.
【図5】アモルファスシリコン感光体の表面電位特性を
示す図面である。FIG. 5 is a diagram showing a surface potential characteristic of an amorphous silicon photoconductor.
【図6】アモルファスシリコン感光体の暗減衰率を示す
図面である。FIG. 6 is a drawing showing a dark decay rate of an amorphous silicon photoconductor.
【図7】アモルファスシリコン感光体の温度特性を示す
図面である。FIG. 7 is a diagram showing temperature characteristics of an amorphous silicon photoconductor.
【図8】従来のアモルファスシリコン感光体を説明する
概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view illustrating a conventional amorphous silicon photoconductor.
1 正電荷 2 露光光 3 電子−正孔対 4 アース 5,6 矢印 10、20 アモルファスシリコン感光体 11 支持基体 12 ブロッキング層 13、23 アモルファスシリコン感光層 14 表面保護層 90 電子写真感光体 91 支持基体 92 ブロッキング層 93 アモルファスシリコン感光層 94 表面保護層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive charge 2 Exposure light 3 Electron-hole pair 4 Ground 5, 6 Arrow 10, 20 Amorphous silicon photosensitive body 11 Support base 12 Blocking layer 13, 23 Amorphous silicon photosensitive layer 14 Surface protective layer 90 Electrophotographic photosensitive body 91 Support base 92 Blocking layer 93 Amorphous silicon photosensitive layer 94 Surface protective layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 範宏 神奈川県秦野市曽屋400 スタンレー電気 株式会社秦野製作所内 Fターム(参考) 2H068 DA28 DA35 EA02 EA24 FA12 FA13 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Norihiro Sakamoto 400 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Stanley Electric Co., Ltd. Hadano Works F-term (reference) 2H068 DA28 DA35 EA02 EA24 FA12 FA13
Claims (3)
ァスシリコンを主成分とする光導電物質からなる少なく
とも20ミクロン以上の厚みを有する感光層をCVD法
を用いて形成する電子写真感光体の製造方法において、 前記感光層に含有されるボロンは、該感光層を形成する
原料ガスと共にボロン含有ガスを同時に供給したもので
あり、 前記ボロン含有ガスは、該感光層に含まれるボロン添加
量が、前記支持基体側に比べて表面側が少なくなるよう
に、少なくとも感光層表面から15ミクロンまでの深さ
の領域において次の関係式(1)の範囲内の添加量とし
ていることを特徴とする、アモルファスシリコン電子写
真感光体の製造方法。 (1) −0.5+0.0173×d<dB<0.2+0.0173×d ここで、dは感光層の表面側からの深さ(ミクロン)、
dBはCVD法により形成する際に用いる原料ガス中に
占めるボロン含有ガスの添加量(ppm)を示し、dB
は0よりも大きい。1. A method for manufacturing an electrophotographic photoreceptor, wherein a photosensitive layer having a thickness of at least 20 microns or more and made of a photoconductive material containing amorphous silicon containing boron as a main component is formed on a supporting substrate by a CVD method. In the above, the boron contained in the photosensitive layer is obtained by simultaneously supplying a boron-containing gas together with a raw material gas for forming the photosensitive layer, and the boron-containing gas is such that the amount of boron contained in the photosensitive layer is Amorphous silicon, characterized in that the amount of addition is within the range of the following relational expression (1) at least in a region from the surface of the photosensitive layer to a depth of 15 microns so that the surface side is smaller than the support substrate side. A method for producing an electrophotographic photoreceptor. (1) −0.5 + 0.0173 × d <dB <0.2 + 0.0173 × d where d is the depth (micron) from the surface side of the photosensitive layer,
dB indicates the added amount (ppm) of the boron-containing gas in the raw material gas used when forming by the CVD method.
Is greater than zero.
H4)と水素ガス(H2)を主成分とする原料ガスを用
いてアモルファスシリコン感光層を形成する際に、略5
0ppm濃度のジボランガス(B2H6)を同時に添加
して形成していることを特徴とする、請求項1に記載の
アモルファスシリコン電子写真感光体の製造方法。2. The photosensitive layer comprises a silane gas (Si)
When forming an amorphous silicon photosensitive layer using a source gas containing H 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) as main components, approximately 5
Characterized in that it forms 0ppm concentration of diborane gas of (B 2 H 6) at the same time was added, the production method of the amorphous silicon electrophotographic photosensitive member according to claim 1.
写真感光体の製造方法により得られた電子写真感光体で
あって、 前記感光層に含まれるボロン含有量が、2×10−4a
tm%以下であることを特徴とする、アモルファスシリ
コン電子写真感光体。3. An electrophotographic photosensitive member obtained by the method of manufacturing an electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the photosensitive layer has a boron content of 2 × 10 −4. a
tm% or less, and is an amorphous silicon electrophotographic photosensitive member.
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