JPS6239875A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents
Electrophotographic sensitive bodyInfo
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- JPS6239875A JPS6239875A JP17968385A JP17968385A JPS6239875A JP S6239875 A JPS6239875 A JP S6239875A JP 17968385 A JP17968385 A JP 17968385A JP 17968385 A JP17968385 A JP 17968385A JP S6239875 A JPS6239875 A JP S6239875A
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- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、帯電特性、光感度特性及び耐環境性等が優
れた電子写真感光体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor having excellent charging characteristics, photosensitivity characteristics, environmental resistance, etc.
[発明の技術的背景とその問題点]
従来、電子写真感光体の光導電層を形成する材料として
、Cd S SZ n Os S e s S e
T e若しくはアモルファスシリコン等の無機材料又は
ポリ−N−ビニルカルバゾール
(PVCz)若しくはトリニトロフルオレン(TNF)
等の有機材料が使用されている。しかし、なから、これ
らの従来の光導電性材料においては、光導電特性上、又
は製造−L1種々の問題点があり、感光体システムの特
性をある程度犠牲にして使用目的に応じてこれらの材料
を使い分けている。[Technical background of the invention and its problems] Conventionally, as a material for forming a photoconductive layer of an electrophotographic photoreceptor, Cd S S Z n Os Se Se Se Se
Inorganic materials such as T e or amorphous silicon or poly-N-vinylcarbazole (PVCz) or trinitrofluorene (TNF)
Organic materials such as However, these conventional photoconductive materials have various problems in photoconductive properties and manufacturing, and these materials can be modified depending on the purpose of use at the expense of some of the properties of the photoreceptor system. are used differently.
例えば、Se及びCdSは、人体に対して有害な材料で
あり、その製造に際しては、安全対策上、特別の配慮が
必要である。従って、製造装置が複雑となるため製造コ
ストが高いと共に、特に、Seは回収する必要かあるた
め回収コストか付加されるという問題点がある。また、
Se又は5e−Te系においては、結晶化温度か65℃
と低いため、複写を繰り返している間に、残霜等により
光導電特性上の問題が生じ、このため、寿命が短いので
実用性が低い。For example, Se and CdS are materials that are harmful to the human body, and special consideration must be given to safety measures when manufacturing them. Therefore, there are problems in that the manufacturing equipment becomes complicated and the manufacturing cost is high, and in particular, Se needs to be recovered, which adds to the recovery cost. Also,
For Se or 5e-Te systems, the crystallization temperature is 65°C.
Therefore, during repeated copying, problems with the photoconductive properties arise due to residual frost, etc., resulting in a short life span and low practicality.
更に、ZnOは、酸化還元が生じやすく、環境雰囲気の
影響を著しく受けるため、使用」二、信頼性が低いとい
う問題点がある。Furthermore, ZnO is susceptible to oxidation-reduction and is significantly affected by the environmental atmosphere, so there are problems in that its use and reliability are low.
更にまた、PVCz及びTNF等の有機光導電性材料は
、発癌性物質である疑いが持たれており、人体の健康−
1−問題があるのに加え、有機材料は熱安定性及び耐摩
耗性が低く、寿命が短いという欠点がある゛。Furthermore, organic photoconductive materials such as PVCz and TNF are suspected carcinogens and pose a health risk to humans.
1- In addition to the problems, organic materials have the disadvantage of low thermal stability and wear resistance, and short life span.
一方、アモルファスシリコン(以下、a−8iと略す)
は、近時、光導電変換材料として注目されており、太陽
電池、薄膜トランジスタ及びイメージセンサへの応用が
活発になされている。このa−8iの応用の一環として
、a−8tを電子写真感光体の光導電性材料として使用
する試みがなされており、a−8lを使用した感光体は
、無公害の材料であるから回収処理の必要がないこと、
他の材料に比して可視光領域で高い分光感度を有するこ
と、表面硬度が高く耐摩耗性及び耐衝撃性が優れている
こと等の利点を有する。On the other hand, amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-8i)
has recently attracted attention as a photoconductive conversion material, and is being actively applied to solar cells, thin film transistors, and image sensors. As part of the application of A-8i, attempts have been made to use A-8T as a photoconductive material for electrophotographic photoreceptors, and photoreceptors using A-8L are recycled because they are non-polluting materials. No processing required;
Compared to other materials, it has advantages such as high spectral sensitivity in the visible light region, high surface hardness, and excellent wear resistance and impact resistance.
このa−8iは、カールソン方式に基づく感光体として
検討が進められているが、この場合に、感光体特性とし
て抵抗及び光感度が高いことが要求される、しかしなが
ら、この両特性を単一層の感光体で満足させることが困
難であるため、光導電層と導電性支持体との間に障壁層
を設け、光導電層上に表面電荷保持層を設けた積層型の
構造にすることにより、このような要求を満足させてい
る。This a-8i is being studied as a photoreceptor based on the Carlson method, but in this case, the photoreceptor characteristics are required to be high resistance and photosensitivity. Since it is difficult to satisfy the requirements with a photoreceptor, a layered structure is created in which a barrier layer is provided between the photoconductive layer and the conductive support, and a surface charge retention layer is provided on the photoconductive layer. It satisfies these demands.
ところで、a−8iは、通常、シラン系ガスを使用した
グロー放電分解法により形成されるが、この際に、a−
8t膜中に水素が取り込まれ、水素量の差により電気的
及び光学的特性が大きく変動する。即ち、a−8t膜に
混入する水素の量が多くなると、光学的バンドギャップ
が大きくなり、a−3iの抵抗が高くなるが、それにと
もない、長波長光に対する光感度が低下してしまうので
、例えば、半導体レーザを搭載したレーザビームプリン
タに使用することが困難である。また、a−8i膜中の
水素の含有量が多い場合は、成膜条件によって、(Si
H2)+z及びSiH2等の結合構造を有するものか膜
中で大部分の領域を占める場合がある。そうすると、ボ
イドが増加し、シリコンダングリングボンドが増加する
ため、光導電特性が劣化し、電子写真感光体として使用
不能になる。逆に、a−8i中に侵入する水素の量が低
下すると、光学的バンドギャップが小さくなり、その抵
抗が小さくなるが、長波長光に対する光感度が増加する
。しかし、水素含有量が少ないと、シリコンダングリン
グボンドと結合してこれを減少させるべき水素が少なく
な”る。このため、発生するキャリアの移動度が低下し
、寿命が短くなると共に、光導電特性が劣化してしまい
、電子写真感光体として使用し難いものとなる。By the way, a-8i is usually formed by a glow discharge decomposition method using silane gas, but at this time, a-8i is
Hydrogen is incorporated into the 8t film, and the electrical and optical characteristics vary greatly due to the difference in the amount of hydrogen. That is, as the amount of hydrogen mixed into the a-8t film increases, the optical bandgap increases and the resistance of a-3i increases, but as a result, the photosensitivity to long wavelength light decreases. For example, it is difficult to use it in a laser beam printer equipped with a semiconductor laser. In addition, if the hydrogen content in the a-8i film is high, depending on the film formation conditions, (Si
Those having a bonding structure such as H2)+z and SiH2 may occupy most of the area in the film. In this case, voids increase and silicon dangling bonds increase, resulting in deterioration of photoconductive properties and rendering the material unusable as an electrophotographic photoreceptor. Conversely, reducing the amount of hydrogen penetrating into a-8i reduces the optical band gap and its resistance, but increases photosensitivity to long wavelength light. However, when the hydrogen content is low, there is less hydrogen to combine with silicon dangling bonds and reduce them.This reduces the mobility of the generated carriers, shortens the lifetime, and reduces the photoconductivity. The properties deteriorate, making it difficult to use as an electrophotographic photoreceptor.
なお、長波長光に対する感度を高める技術として、シラ
ン系ガスとゲルマンGeH4とを混合し、グロー放電分
解することにより、光学的バンドギャップが狭い膜を生
成するものがあるが、一般に、シラン系ガスとGeH4
とでは、最適基板温度が異なるため、生成した膜は構造
欠陥が多く、良好な光導電特性を得ることができない。As a technique to increase the sensitivity to long wavelength light, there is a method of mixing silane-based gas and germane GeH4 and performing glow discharge decomposition to produce a film with a narrow optical bandgap. and GeH4
Since the optimum substrate temperature is different between the two methods, the produced film has many structural defects and cannot obtain good photoconductive properties.
また、GeH4の廃ガスは酸化されると有毒ガスとなる
ので、廃ガス処理も複雑である。従って、このような技
術は実用性がない。Further, waste gas treatment of GeH4 is complicated because it becomes a toxic gas when oxidized. Therefore, such technology is not practical.
[発明の目的]
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、帯電能が優れており、残留電位が低く、近赤外領域ま
での広い波長領域に亘って感度が高く、基板との密着性
が良く、耐環境性が優れた電子写真感光体を提供するこ
とを目的とする。[Object of the Invention] The present invention was made in view of the above circumstances, and has excellent charging ability, low residual potential, high sensitivity over a wide wavelength range up to the near-infrared region, and It is an object of the present invention to provide an electrophotographic photoreceptor that has good adhesion to the substrate and excellent environmental resistance.
[発明の概要]
この発明に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、こ
の導電性支持体の上に形成された光導電層とを有する電
子写真感光体において、前記光導電層はアモルファスシ
リコンで形成された第1層と、マイクロクリスタリンシ
リコンで形成された第2層とが積層して構成され、この
光導電層の層厚は1乃至80μmであり、前記第1層の
層厚は5μm以下であることを特徴とする。[Summary of the Invention] An electrophotographic photoreceptor according to the present invention includes an electrically conductive support and a photoconductive layer formed on the electrically conductive support, wherein the photoconductive layer is amorphous. A first layer made of silicon and a second layer made of microcrystalline silicon are laminated, and the layer thickness of this photoconductive layer is 1 to 80 μm, and the layer thickness of the first layer is It is characterized by being 5 μm or less.
この発明は、前述の従来技術の欠点を解消し、優れた光
導電特性(電子写真特性)と耐環境性とを兼備した電子
写真感光体を開発すべく本願発明者等が種々実験研究を
重ねた結果、マイクロクリスタリンシリコン(以下、μ
C−3iと略す)を電子写真感光体の少なくとも一部に
使用することにより、この目的を達成することができる
ことに想到して、この発明を完成させたものである。The present invention was achieved by the inventors of the present invention, who have conducted various experimental studies in order to overcome the drawbacks of the prior art described above and to develop an electrophotographic photoreceptor that has both excellent photoconductive properties (electrophotographic properties) and environmental resistance. As a result, microcrystalline silicon (hereinafter referred to as μ
The present invention was completed based on the idea that this object could be achieved by using C-3i (abbreviated as C-3i) for at least a portion of an electrophotographic photoreceptor.
[発明の実施例]
以下、この発明について具体的に説明する。この発明の
特徴は、従来のa−8iの替りにμC−8iを使用した
ことにある。つまり、光導電層の全ての領域又は一部の
領域がマイクロクリスタリンシリコン(μC−8t)で
形成されているか、マイクロクリスタリンシリコンとア
モルファスシリコン(a−8i)との混合体で形成され
ているか、又はマイクロクリスタリンシリコンとアモル
ファスシリコンとの積層体で形成されている。また、機
能分離型の電子写真感光体においては、電荷発生層にμ
C−8tを使用している。[Embodiments of the Invention] The present invention will be specifically described below. The feature of this invention is that μC-8i is used instead of the conventional a-8i. That is, whether all or some regions of the photoconductive layer are formed of microcrystalline silicon (μC-8T) or a mixture of microcrystalline silicon and amorphous silicon (a-8i); Alternatively, it is formed of a laminate of microcrystalline silicon and amorphous silicon. In addition, in a functionally separated electrophotographic photoreceptor, μ is added to the charge generation layer.
I am using C-8t.
μC−8iは、以下のような物性上の特徴により、a−
8t及びポリクリスタリンシリコン(多結晶シリコン)
から明確に区別される。即ち、X線回折測定においては
、a−3iは、無定形であるため、ハローのみが現れ、
回折パターンを認めることができないが、μC−8tは
、2θが27乃至28.5°付近にある結晶回折パター
ンを示す。また、ポリクリスタリンシリコンは暗抵抗が
106Ω・印であるのに対し、μC−8tは1011Ω
・閉息上の暗抵抗を有する。このμC−8tは粒径が約
数子オングストローム以−にである微結晶が集合して形
成されている。μC-8i is a-
8t and polycrystalline silicon (polycrystalline silicon)
clearly distinguished from That is, in X-ray diffraction measurement, since a-3i is amorphous, only a halo appears;
Although no diffraction pattern can be observed, μC-8t shows a crystal diffraction pattern with a 2θ of around 27 to 28.5°. Also, while polycrystalline silicon has a dark resistance of 106Ω, μC-8t has a dark resistance of 1011Ω.
・Has dark resistance on closing breath. This μC-8t is formed by an aggregation of microcrystals having a particle size of about a few angstroms or more.
μc−8iとa−8iとの混合体とは、μC−3iの結
晶領域がa−8i中に混在していて、μC−8i及びa
−8tが同程度の体積比で存在するものをいう。また、
μC−8iとa−8tとの積層体とは、大部分がa−8
iからなる層と、μC−5iが充填された層とが積層さ
れているものをいう。A mixture of μC-8i and a-8i is a mixture of μC-3i crystal regions mixed in a-8i, and μC-8i and a-8i.
-8t is present in the same volume ratio. Also,
The laminate of μC-8i and a-8t is mostly a-8
A layer consisting of i and a layer filled with μC-5i are laminated.
このようなμC−8iを有する光導電層は、a−8iと
同様に、高周波グロー放電分解法により、シランガスを
原料として、導電性支持体上にμC−8iを堆積させる
ことにより製造することができる。この場合に、支持体
の温度をa−5tを形成する場合よりも高く設定し、高
周波電力もa−8iの場合よりも高く設定すると、μC
−3iを形成しやすくなる。また、支持体温度及び高周
波電力を高くすることにより、シランガスなどの原料ガ
スの流はを増大させることができ、その結果、成膜速度
を早くすることができる。また、原料ガスのSiH4及
び5i2He等の高次のシランガスを水素で希釈したガ
スを使用することにより、μC−8iを一層高効率で形
成することができる。Similar to a-8i, a photoconductive layer containing μC-8i can be produced by depositing μC-8i on a conductive support using silane gas as a raw material using a high-frequency glow discharge decomposition method. can. In this case, if the temperature of the support is set higher than when forming a-5t and the high frequency power is also set higher than when forming a-8i, μC
-3i becomes easier to form. Furthermore, by increasing the support temperature and high frequency power, the flow of source gas such as silane gas can be increased, and as a result, the film formation rate can be increased. Further, by using a gas obtained by diluting a high-order silane gas such as SiH4 and 5i2He as a raw material gas with hydrogen, μC-8i can be formed with higher efficiency.
= 9 −
第1図は、この発明に係る電子写真感光体を製造する装
置を示す図である。ガスボンベ1,2゜3.4には、例
えば、夫々SiH+、B2Hs。= 9 - FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to the present invention. For example, the gas cylinders 1 and 2°3.4 contain SiH+ and B2Hs, respectively.
H2,CH4等の原料ガスが収容されている。これらの
ガスボンベ1,2,3.4内のガスは、流量調整用のバ
ルブ6及び配管7を介して混合器8に供給されるように
なっている。各ボンベには、圧力計5が設置されており
、この圧力計5を監視しつつ、バルブ6を調整すること
により、混合器8に供給する各原料ガスの流量及び混合
比を調節することができる。混合器8にて混合されたガ
スは反応容器9に供給される。反応容器9の底部11に
は、回転軸】0が鉛直方向の回りに回転可能に取りつけ
られており、この回転軸10の−L端に、円板状の支持
台12がその面を回転軸10に垂直にして固定されてい
る。反応容器9内には、円筒状の電極13がその軸中心
を回転軸10の軸中心と一致させて底部11上に設置さ
れている。Source gases such as H2 and CH4 are contained. The gas in these gas cylinders 1, 2, 3.4 is supplied to a mixer 8 via a valve 6 and piping 7 for flow rate adjustment. Each cylinder is equipped with a pressure gauge 5, and by monitoring the pressure gauge 5 and adjusting the valve 6, the flow rate and mixing ratio of each raw material gas supplied to the mixer 8 can be adjusted. can. The gases mixed in the mixer 8 are supplied to a reaction vessel 9. A rotary shaft 0 is attached to the bottom 11 of the reaction vessel 9 so as to be rotatable around the vertical direction, and a disk-shaped support 12 is attached to the -L end of the rotary shaft 10 so that its surface is the rotary shaft. It is fixed perpendicular to 10. Inside the reaction vessel 9, a cylindrical electrode 13 is installed on the bottom 11 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 10.
感光体のドラム基体14が支持台12−Lにその軸中心
を回転軸10の軸中心と一致させて載置されており、こ
のドラム基体14の内側には、ドラム基体加熱用のヒー
タ15が配設されている。電極13とドラム基体14と
の間には、高周波電源16か接続されており、電極13
及びドラム基体14間に高周波電流か供給されるように
なっている。回転軸10はモータ18により回転駆動さ
れる。反応容器9内の圧力は、圧力計17により監視さ
れ、反応容器9は、ゲートバルブ18を介して真空ポン
プ等の適宜の排気手段に連結されている。A drum base 14 of a photoreceptor is placed on a support base 12-L with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 10, and a heater 15 for heating the drum base is installed inside the drum base 14. It is arranged. A high frequency power source 16 is connected between the electrode 13 and the drum base 14, and the electrode 13
A high frequency current is supplied between the drum base 14 and the drum base 14. The rotating shaft 10 is rotationally driven by a motor 18. The pressure inside the reaction vessel 9 is monitored by a pressure gauge 17, and the reaction vessel 9 is connected via a gate valve 18 to an appropriate evacuation means such as a vacuum pump.
このように構成される装置により感光体を製造する場合
には、反応容器9内にドラム基体14を設置した後、ゲ
ートバルブ19を開にして反応容器9内を約0.1トル
(Torr)の圧力以下に排気する。次いて、ボンベ1
,2,3.4から所要の反応ガスを所定の混合比で混合
して反応容器9内に導入する。この場合に、反応容器9
内に導入するガス流量は、反応容器9内の圧力が0.1
乃至1トルになるように設定する。次いて、モータ18
を作動させてドラム基体14を回転させ、= 11
=
ヒータ15によりドラム基体14を一定温度に加熱する
と共に、高周波電源16により電極13とトラム基体1
4との間に高周波電流を供給して、両者間にグロー放電
を形成する。これにより、ドラム基体14」−にマイク
ロクリスタリンシリコン(μC−3i)が堆積する。な
お、原料ガス中にN20.NH3、NO2、N2 、C
H4゜C2H4,02ガス等を使用することにより、こ
れらの元素をμC−8i中に含有させることができる。When manufacturing a photoreceptor using the apparatus configured as described above, after installing the drum base 14 in the reaction vessel 9, the gate valve 19 is opened to control the inside of the reaction vessel 9 at approximately 0.1 Torr. Evacuate to below pressure. Next, cylinder 1
, 2, 3.4 are mixed at a predetermined mixing ratio and introduced into the reaction vessel 9. In this case, reaction vessel 9
The gas flow rate introduced into the reaction vessel 9 is such that the pressure inside the reaction vessel 9 is 0.1.
Set it so that it is between 1 Torr and 1 Torr. Next, the motor 18
to rotate the drum base 14, = 11
= The drum base 14 is heated to a constant temperature by the heater 15, and the electrode 13 and the tram base 1 are heated by the high frequency power supply 16.
4, a high frequency current is supplied between the two to form a glow discharge between the two. As a result, microcrystalline silicon (μC-3i) is deposited on the drum base 14''. Note that N20. NH3, NO2, N2, C
These elements can be contained in μC-8i by using H4°C2H4,02 gas or the like.
このように、この発明に係る電子写真感光体は従来のa
−8tを使用したものと同様に、クローズドシステムの
製造装置で製造することができるため、人体に対して安
全である。また、この電子写真感光体は、耐熱性、耐湿
性及び耐摩耗性が優れているため、長期に亘り繰り返し
使用しても劣化が少なく、寿命が長いという利点がある
。さらに、GeHa等の長波長増感用ガスが不要である
ので、廃ガス処理設備を設ける必要かなく、工業的生産
性が著しく高い。In this way, the electrophotographic photoreceptor according to the present invention has a conventional a
Similar to those using -8t, it can be manufactured using closed system manufacturing equipment, so it is safe for the human body. Furthermore, this electrophotographic photoreceptor has excellent heat resistance, moisture resistance, and abrasion resistance, so it has the advantage of having a long lifespan with little deterioration even after repeated use over a long period of time. Furthermore, since a long wavelength sensitizing gas such as GeHa is not required, there is no need to provide waste gas treatment equipment, and industrial productivity is extremely high.
= 12 =
μC−8iには、水素を0.1乃至30原子%含有させ
ることが好ましい。これにより、暗抵抗と明抵抗とが調
和のとれたものになり、光導電特性が向上する。μC−
3tの光学的エネルギギャップECは、a−8iの光学
的エネルギギャップEC(1,65乃至1.70eV)
に比較して小さい。つまり、μC−8tの光学的エネル
ギギャップは、μC−8i微結晶の結晶粒径及び結晶化
度により変化し、結晶粒径及び結晶化度の増加により、
その光学的エネルギギャップが低下して、結晶シリコン
の光学的エネルギギャップ1.1eVに近づく。ところ
で、μC−8i層及びa −81層は、この光学的エネ
ルギギャップよりも大きなエネルギの光を吸収し、小さ
なエネルギの光は透過する。このため、a−8iは可視
光エネルギしか吸収しないが、a−8iより光学的エネ
ルギギャップが小さなμC−8iは、可視光より長波長
であってエネルギが小さな近赤外光までも吸収すること
ができる。従って、μC−8iは広い波長領域に亘って
高い光感度を有する。= 12 = Preferably, μC-8i contains 0.1 to 30 atomic % of hydrogen. As a result, the dark resistance and bright resistance become harmonious, and the photoconductive properties are improved. μC-
The optical energy gap EC of 3t is the optical energy gap EC of a-8i (1.65 to 1.70 eV)
small compared to In other words, the optical energy gap of μC-8t changes depending on the grain size and crystallinity of μC-8i microcrystals, and as the grain size and crystallinity increase,
Its optical energy gap decreases to approach that of crystalline silicon, 1.1 eV. By the way, the μC-8i layer and the a-81 layer absorb light with a larger energy than this optical energy gap, and transmit light with a smaller energy. Therefore, a-8i absorbs only visible light energy, but μC-8i, which has a smaller optical energy gap than a-8i, can also absorb near-infrared light, which has a longer wavelength and lower energy than visible light. I can do it. Therefore, μC-8i has high photosensitivity over a wide wavelength range.
= 13 −
このような特性を有するμC−8iは、半導体レーザを
光源に使用したレーザプリンタ用の感光体材料として好
適である。このa−3iをレーザプリンタ用の感光体に
使用すると、半導体レーザの光波長が790nmとa−
8iが高感度である波長領域より長いため、感光体感度
が不十分になり、このため、半導体レーザの能力以上の
レーザ強度を感光体に印加する必要があって、実用−■
−問題がある。一方、μC−8iで感光体を形成した場
合には、その高感度領域が近赤外領域にまでのびている
ので、光感度特性が極めて優れた半導体レーザプリンタ
用の感光体を得ることができる。= 13 - μC-8i having such characteristics is suitable as a photoreceptor material for a laser printer using a semiconductor laser as a light source. When this a-3i is used as a photoreceptor for a laser printer, the light wavelength of the semiconductor laser is 790 nm.
Since 8i is longer than the wavelength range in which it is highly sensitive, the sensitivity of the photoreceptor becomes insufficient, and therefore it is necessary to apply a laser intensity to the photoreceptor that exceeds the ability of the semiconductor laser, making it difficult to put into practical use.
-There is a problem. On the other hand, when the photoreceptor is formed from μC-8i, its high sensitivity region extends to the near-infrared region, so that it is possible to obtain a photoreceptor for semiconductor laser printers with extremely excellent photosensitivity characteristics.
このような優れた光感度特性を有するμC−8tの光導
電特性を一層向−1ニさせるために、μC−8iに水素
を含有させることが好ましい。In order to further improve the photoconductive properties of μC-8t, which has such excellent photosensitivity characteristics, it is preferable to incorporate hydrogen into μC-8i.
μC−8i層への水素のドーピングは、例えば、グロー
放電分解法による場合は、5iHa及びSi2H6等の
シラン系の原料ガスと、水素等のキャリアガスとを反応
容器内に導入してグロー放電させるか、SiF4及び5
iC14等のハロゲン化ケイ素と、水素ガスとの混合ガ
スを使用してもよいし、また、シラン系ガスと、ハロゲ
ン化ケイ素との混合ガスで反応させてもよい。更に、グ
ロー放電分解法によらず、スパッタリング等の物理的な
方法によってもμC−8i層を形成することができる。Doping hydrogen into the μC-8i layer is performed, for example, by glow discharge decomposition, by introducing a silane-based raw material gas such as 5iHa and Si2H6 and a carrier gas such as hydrogen into a reaction vessel and causing glow discharge. or SiF4 and 5
A mixed gas of silicon halide such as iC14 and hydrogen gas may be used, or a mixed gas of silane-based gas and silicon halide may be used. Furthermore, the μC-8i layer can be formed not only by the glow discharge decomposition method but also by a physical method such as sputtering.
なお、μC−8iを含む先導電層は、光導電特性上、1
乃至80μmの膜厚を有することが好ましく、更に膜厚
を5乃至50μmにすることが望ましい。Note that the leading conductive layer containing μC-8i has 1
It is preferable to have a film thickness of 80 μm to 80 μm, and more preferably 5 to 50 μm.
光導電層は、実質的に全ての領域をμC−8iで形成し
てもよいし、a−8iとμC−8tとの混合体又は積層
体で形成してもよい。帯電能は、積層体の方が高く、光
感度は、その体積比にもよるが、赤外領域の長波長領域
では混合体の方が高く、可視光領域では両者はほとんど
同一である。Substantially all regions of the photoconductive layer may be formed of μC-8i, or may be formed of a mixture or a laminate of a-8i and μC-8t. The charging ability is higher in the laminate, and the photosensitivity is higher in the long wavelength region of the infrared region, although it depends on the volume ratio, in the mixture, and in the visible light region, the two are almost the same.
このため、感光体の用途により、実質的に全ての領域を
μC−8iにするか、又は混合体若しくは積層体で構成
すればよい。Therefore, depending on the use of the photoreceptor, substantially all the regions may be made of μC-8i, or may be made of a mixture or a laminate.
μC−8iに、窒素N1炭素C及び酸素0から選択され
た少なくとも1種の元素をドーピングすることか好まし
い。これにより、μC−5iの暗抵抗を高くして光導電
特性を高めることができる。Preferably, μC-8i is doped with at least one element selected from nitrogen, nitrogen, carbon, and oxygen. Thereby, the dark resistance of μC-5i can be increased and the photoconductive properties can be improved.
これらの元素はμC−8iの粒界に析出し、またシリコ
ンダングリングボンドのターミネータとして作用して、
バンド間の禁制暑中に存在する状態密度を減少させ、こ
れにより、暗抵抗か高くなると考えられる。These elements precipitate at the grain boundaries of μC-8i and act as terminators for silicon dangling bonds,
It is thought that the density of states existing in the forbidden heat between the bands is reduced, thereby increasing the dark resistance.
導電性支持体と光導電層との間に、障壁層を配設するこ
とが好ましい。この障壁層は、導電性支”特休と、光導
電層との間の電荷の流れを抑制することにより、光導電
性部材の表面における電荷の保持機能を高め、光導電性
部材の帯電能を高める。Preferably, a barrier layer is provided between the conductive support and the photoconductive layer. This barrier layer enhances the charge retention function on the surface of the photoconductive member by suppressing the flow of charge between the conductive support layer and the photoconductive layer, and improves the charging ability of the photoconductive member. Increase.
カールソン方式においては、感光体表面に正帯電させる
場合には、支持体側から光導電層へ電子か注入されるこ
とを防止するために、障壁層をp型にする。一方、感光
体表面に負帯電させる場合には、支持体側から光導電層
へ正孔が注入されることを防止するために、障壁層をn
型にする。また、障壁層として、絶縁性の膜を支持体の
1−に形成することも可能である。障壁層はμC−8i
を使用して形成してもよい【7、a−5iを使用して障
壁層を構成することも可能である。In the Carlson method, when the surface of the photoreceptor is positively charged, the barrier layer is made p-type in order to prevent electrons from being injected from the support side to the photoconductive layer. On the other hand, when the photoreceptor surface is negatively charged, a barrier layer is formed to prevent holes from being injected from the support side to the photoconductive layer.
Make it into a mold. It is also possible to form an insulating film on the support 1- as a barrier layer. Barrier layer is μC-8i
It is also possible to form the barrier layer using [7, a-5i].
μC−5t及びa−5tをp ifνにするためには、
周期律表の’JTIT族に属する元素、例えば、ホウ素
B1アルミニウムAI、ガリウムGa、インジウムIn
、及びタリウムT1等をドーピングすることが好ましく
、μC−8i層をn型にするためには、周期律表の第V
族に属する元素、例えば、窒素N1リンP1ヒ素As、
アンチモンsb1及びビスマス81等をドーピングする
ことが好ましい。In order to make μC-5t and a-5t p ifν,
Elements belonging to the 'JTIT group of the periodic table, such as boron B1 aluminum AI, gallium Ga, indium In
It is preferable to dope with , thallium T1, etc., and in order to make the μC-8i layer n-type, doping with
Elements belonging to the group, such as nitrogen N1 phosphorus P1 arsenic As,
It is preferable to dope with antimony sb1, bismuth 81, or the like.
このn型不純物又はn型不純物のドーピングにより、支
持体側から光導電層へ電荷が移動することが防11−さ
れる。Doping with this n-type impurity or n-type impurity prevents charge from moving from the support side to the photoconductive layer.
光導電層の上に表面層を設けることが好ましい。Preferably, a surface layer is provided on top of the photoconductive layer.
光導電層のμC−8tは、その屈折率が3乃至4と比較
的大きいため、表面での光反射が起きやすい。このよう
な光反射が生じると、光導電層に吸収される光量の割合
いが低下し、光損失が大きくなる。このため、表面層を
設けて反射を防止することが好ましい。また、表面層を
設けることにょリ、光導電層か損傷から保護される。さ
らに、表面層を形成することにより、帯電能が向−1ニ
し、表面に電荷がよくのるようになる。表面層を形成す
る材料としては、Si3 N4.5io2、SiC。Since μC-8t of the photoconductive layer has a relatively large refractive index of 3 to 4, light reflection easily occurs on the surface. When such light reflection occurs, the proportion of the amount of light absorbed by the photoconductive layer decreases, increasing optical loss. For this reason, it is preferable to provide a surface layer to prevent reflection. Also, by providing a surface layer, the photoconductive layer is protected from damage. Furthermore, by forming the surface layer, the charging ability is increased to -1, and the charge is more easily deposited on the surface. The material forming the surface layer is Si3 N4.5io2, SiC.
Al103、a−8iN;H,a−8iO;H。Al103, a-8iN; H, a-8iO; H.
及びa−8iC;H等の無機化合物及びポリ塩化ビニル
及びポリアミド等の有機材料がある。and a-8iC;H, and organic materials such as polyvinyl chloride and polyamide.
電子写真感光体に適用される光導電性部材としては、上
述のごとく、支持体上に障壁層を形成し、この障壁層上
に光導電層を形成し、この光導電層の上に表面層を形成
したものに限らす、支持体の上に電荷移動層(CTL)
を形成し、電荷移動層の−にに電荷発生層(CGL)を
形成した機能分離型の形態に構成することもできる。こ
の場合に、電荷移動層と、支持体との間に、障壁層を設
けてもよい。電荷発生層は、光の照射によりキャリアを
発生する。この電荷発生層は、層の一部又は全部がマイ
クロクリスタリンシリコンμC−8tでできており、そ
の厚さは1乃至10μmにすることが好ましい。電荷移
動層は電荷発生層で発生し= 18 =
たキャリアを高効率で支持体側に到達させる層であり、
このため、キャリアの寿命が長く、移動度が大きく輸送
性が高いことが必要である。電荷移動層はμC−5tで
形成することができる。暗抵抗を高めて帯電能を向上さ
せるために、周期律表の第■族又は第V族のいずれが一
方に属する元素をライトドーピングすることが好ましい
。また、帯電能を一層向上させ、電荷移動層と電荷発生
層との両機能を持たせるために、C,N、0の元素のう
ち、いずれか1種以上を含有させてもよい。As described above, a photoconductive member applied to an electrophotographic photoreceptor is formed by forming a barrier layer on a support, a photoconductive layer on this barrier layer, and a surface layer on this photoconductive layer. charge transport layer (CTL) on the support
It is also possible to form a functionally separated structure in which a charge generation layer (CGL) is formed between the charge transfer layer and the charge transfer layer. In this case, a barrier layer may be provided between the charge transfer layer and the support. The charge generation layer generates carriers upon irradiation with light. The charge generation layer is preferably made of microcrystalline silicon μC-8T in part or in its entirety, and has a thickness of 1 to 10 μm. The charge transfer layer is a layer that allows carriers generated in the charge generation layer to reach the support side with high efficiency,
For this reason, it is necessary for the carrier to have a long life, high mobility, and high transportability. The charge transport layer can be formed of μC-5t. In order to increase the dark resistance and improve the charging ability, it is preferable to light-dope an element that belongs to either Group Ⅰ or Group V of the periodic table. Furthermore, in order to further improve the charging ability and to have the functions of both a charge transfer layer and a charge generation layer, one or more of the elements C, N, and 0 may be contained.
電荷移動層は、その膜厚が薄過ぎる場合及び厚過ぎる場
合はその機能を充分に発揮しない。このため、電荷移動
層の厚さは3乃至80μmであることが好ましい。If the charge transport layer is too thin or too thick, it will not function satisfactorily. Therefore, the thickness of the charge transport layer is preferably 3 to 80 μm.
障壁層を設けることにより、電荷移動層と電荷発生層と
を有する機能分離型の感光体においても、その電荷保持
機能を高め、帯電能を向上させることができる。なお、
障壁層をp型にするが、又はn型にするかは、その帯電
特性に応じて決定される。この障壁層は、a−8iで形
成してもよく、またμC−3iで形成してもよい。By providing a barrier layer, even in a functionally separated type photoreceptor having a charge transfer layer and a charge generation layer, its charge retention function and charging ability can be improved. In addition,
Whether the barrier layer is p-type or n-type is determined depending on its charging characteristics. This barrier layer may be formed of a-8i or μC-3i.
この出願に係る発明の特徴は、光導電層が、アモルファ
スシリコンで形成された第1層と、マイクロクリスタリ
ンシリコンで形成された第2層とを積層して構成されて
おり、この光導電層の層厚が1乃至80μmであり、前
記第1層の層厚が5μm以下であることにある。第2図
乃至第6図は、この発明を具体化した電子写真感光体の
断面図である。第2図又は第3図においては、導電性支
持体21の上に障壁層22が形成され、障壁層22の上
に光導電層31又は32か形成され、光導電層31又は
32の上に表面層25が形成されている。第2図の感光
体においては、光導電層31は表面層25側のa−8t
で形成された第1層24と、障壁層22側のμC−8i
で形成された第2層23とが積層されており、第3図に
示す感光体においては、その光導電層32のa−8tで
形成された第1層24が障壁層22側に形成されており
、μC−8iで形成された第2層23は表面層25側に
形成されている。また、第4図に示す感光体においては
、障壁層22と光導電層31との間に、電荷保持層26
が形成されており、第5図に示す感光体においては、光
導電層31と表面層25との間に電荷保持層26が形成
されている。A feature of the invention according to this application is that the photoconductive layer is constructed by laminating a first layer made of amorphous silicon and a second layer made of microcrystalline silicon. The layer thickness is 1 to 80 μm, and the layer thickness of the first layer is 5 μm or less. 2 to 6 are cross-sectional views of an electrophotographic photoreceptor embodying the present invention. In FIG. 2 or 3, a barrier layer 22 is formed on a conductive support 21, a photoconductive layer 31 or 32 is formed on the barrier layer 22, and a photoconductive layer 31 or 32 is formed on the photoconductive layer 31 or 32. A surface layer 25 is formed. In the photoreceptor shown in FIG. 2, the photoconductive layer 31 is a-8t on the surface layer 25 side.
and μC-8i on the barrier layer 22 side.
In the photoreceptor shown in FIG. 3, the first layer 24 formed from a-8t of the photoconductive layer 32 is formed on the barrier layer 22 side. The second layer 23 made of μC-8i is formed on the surface layer 25 side. Further, in the photoreceptor shown in FIG. 4, a charge retention layer 26 is provided between the barrier layer 22 and the photoconductive layer 31.
In the photoreceptor shown in FIG. 5, a charge retention layer 26 is formed between the photoconductive layer 31 and the surface layer 25.
一方、第6図に示す感光体においては、障壁層22と光
導電層31との間及び光導電層31と表面層25との間
に、それぞれ電荷保持層26及び27が形成されている
。On the other hand, in the photoreceptor shown in FIG. 6, charge retention layers 26 and 27 are formed between the barrier layer 22 and the photoconductive layer 31 and between the photoconductive layer 31 and the surface layer 25, respectively.
光導電層31又は32か、a−8tの第1層24と、μ
C−8iの第2層23との積層体であるから、電子写真
感光体を可視光領域から近赤外領域(例えは、半導体レ
ーザの発振波長である790nm付近)まで、高感度化
することができる。つまり、μC−8iの光学的バンド
ギャップは通常1.4乃至1.65eVであり、a−8
tの光学的バンドギャップは通常1,6乃至1.8eV
である。従って、可視光はa−8i層で吸収される一方
、近赤外光のような長波長光はμC−8i層で高効率で
吸収される。このため、この発明に係る感光体は、可視
光から近赤外光までの広い波長領域に亘って高い分光感
度を有するので、PPC(普通紙複写機)及びレーザプ
リンタの双方にこの感光体を使用することが可能である
。The photoconductive layer 31 or 32 or the first layer 24 of a-8t and μ
Since it is a laminate with the second layer 23 of C-8i, it is possible to increase the sensitivity of the electrophotographic photoreceptor from the visible light region to the near-infrared region (for example, around 790 nm, which is the oscillation wavelength of a semiconductor laser). I can do it. That is, the optical band gap of μC-8i is usually 1.4 to 1.65 eV, and a-8
The optical bandgap of t is typically 1.6 to 1.8 eV
It is. Therefore, visible light is absorbed by the a-8i layer, while long wavelength light such as near-infrared light is absorbed with high efficiency by the μC-8i layer. Therefore, since the photoreceptor according to the present invention has high spectral sensitivity over a wide wavelength range from visible light to near-infrared light, this photoreceptor can be used in both PPCs (plain paper copiers) and laser printers. It is possible to use.
この光導電層の層厚は、1乃至80μmである。The layer thickness of this photoconductive layer is 1 to 80 μm.
これは光導電層の層厚が薄いと、その体積が小さくなり
、発生するキャリアが少ないため、光導電性が劣化する
からであり、その層厚が厚過ぎると、光が光導電層内に
十分に侵透せず、キャリアが導電性支持体に抜は切らな
いので、キャリアが蓄積し、残留電位が高くなるからで
ある。このような理由から、光導電層の層厚は、前述の
範囲にすることが必要であり、好ましくは、その層厚を
5乃至50μmにする。なお、感光体をレーザプリンタ
に使用する場合には、感光体の層厚は比較的厚く、例え
ば、30μmにする。これは、波長が長い程光の透過性
が高いので、層厚を厚くしても長波長光は十分に透過す
るからであり、層厚を厚くすることによって、キャリア
の発生量が多くなるので光感度が高くなるからである。This is because when the layer thickness of the photoconductive layer is thin, its volume becomes small and fewer carriers are generated, which deteriorates the photoconductivity.If the layer thickness is too thick, light is trapped inside the photoconductive layer. This is because the carrier does not penetrate sufficiently and does not cut through the conductive support, so the carrier accumulates and the residual potential becomes high. For these reasons, the thickness of the photoconductive layer needs to be within the above range, preferably from 5 to 50 μm. Note that when the photoreceptor is used in a laser printer, the layer thickness of the photoreceptor is relatively thick, for example, 30 μm. This is because the longer the wavelength, the higher the transmittance of light, so even if the layer thickness is increased, the long wavelength light will be sufficiently transmitted.As the layer thickness is increased, the amount of carriers generated will increase. This is because the photosensitivity becomes higher.
PPCの場合には、レーザプリンタの場合よりも光導電
層を薄くする。In the case of PPC, the photoconductive layer is thinner than in the case of laser printers.
光導電層のa−8lからなる第1層24は、その層厚か
5μm以下、好ましくは1乃至4μmである。a−8i
が厚過ぎると長波長側の光感度を高めることが困難にな
るからである。a−8tからなる第1層と、μC−8i
からなる第2層との比は、感光体の使用目的に応じて適
宜選択すればよいか、半導体レーザを使用するレーザプ
リンタにこの感光体を搭載する場合には、μC−8iか
らなる第2層の層厚をa−8iからなる第1層の層厚よ
り厚くすることによって、その光感度を高めることかで
きる。The first layer 24 of photoconductive layer A-8L has a thickness of 5 μm or less, preferably 1 to 4 μm. a-8i
This is because if it is too thick, it will be difficult to increase the photosensitivity on the long wavelength side. A first layer consisting of a-8t and μC-8i
The ratio to the second layer made of μC-8i may be selected appropriately depending on the purpose of use of the photoreceptor. By making the layer thicker than the first layer of a-8i, the photosensitivity can be increased.
μC−8i自体は、若干、n型であるが、このμC−8
iからなる第2層に周規律表の第■族に属する元素をラ
イトドープ(10−7乃至10−3原子%)することに
より、μC−8ニ層はn型(真性)半導体になり、暗抵
抗が高くなり、SN比と帯電能が向−1ニする。また、
μC−8iからなる第2層及びa−3iからなる第1層
に、C10゜Nから選択された少なくとも1種以上の元
素を含有させた場合には、更に一層、光導電層31又は
32の暗抵抗を高め、帯電能を向上させることができる
。この場合に、C,0,Hの含有量は、0.01乃至2
0原子%てあり、好ましくは、0.1乃至10原子%で
ある。μC-8i itself is somewhat n-type, but this μC-8
By lightly doping (10-7 to 10-3 atomic %) the second layer consisting of i with an element belonging to group Ⅰ of the periodic table, the μC-8 bilayer becomes an n-type (intrinsic) semiconductor, The dark resistance becomes high, and the SN ratio and charging ability become -1. Also,
When the second layer made of μC-8i and the first layer made of a-3i contain at least one element selected from C10°N, the photoconductive layer 31 or 32 is further Dark resistance can be increased and charging ability can be improved. In this case, the content of C, 0, H is 0.01 to 2
The content is 0 atomic %, preferably 0.1 to 10 atomic %.
障壁層22は、a−8i又はμc−8iで形成すること
ができる。この障壁層22にも、周規律表の第■族又は
第V族に属する元素を10−3乃至1原子96含有させ
ることが好ましい。更に、障壁層22に、C,O,Nの
うち、少なくとも1種以上の元素を、1乃至30原子%
の範囲で含有させると、キャリアのブロッキング能が一
層向−lニするので、電子写真特性上、好ましい。障壁
層22の層厚は0.01乃至15μm1好ましくは、0
.1乃至2μmである。障壁層の厚さが厚過ぎると、ブ
ロッキング能の向」二効果がそれ程得られないのに加え
、キャリアが残留しやすくなり残留電位が高くなるとい
う不利がある一方、障壁層か薄過ぎると、十分なブロッ
キング能を得ることかできないからである。Barrier layer 22 can be formed of a-8i or μc-8i. Preferably, this barrier layer 22 also contains 10@-3 to 96 atoms of an element belonging to Group 1 or Group V of the periodic table. Furthermore, the barrier layer 22 contains at least one element among C, O, and N at 1 to 30 atomic %.
When the content is within this range, the blocking ability of the carrier is further improved, which is preferable from the viewpoint of electrophotographic properties. The layer thickness of the barrier layer 22 is 0.01 to 15 μm1, preferably 0.01 to 15 μm1.
.. It is 1 to 2 μm. If the thickness of the barrier layer is too thick, the blocking ability will not be as good, and there will be a disadvantage that carriers will easily remain and the residual potential will increase. On the other hand, if the barrier layer is too thin, This is because sufficient blocking ability cannot be obtained.
表面層25は、C,O,Nのうち、少なくとも一装置−
1−の元素を含有するa−8iで形成されている。これ
により、光導電層の表面が保護され、耐コロナイオン性
及び耐環境性か向−にすると共に、帯電能か向上する。The surface layer 25 contains at least one of C, O, and N.
It is formed of a-8i containing an element of 1-. This protects the surface of the photoconductive layer, improves corona ion resistance and environmental resistance, and improves charging ability.
電荷保持層26.27は、a−8iに周期律表の第■族
に属する元素、C,0,及びNから選択された少なくと
も1種の元素を含有させて形成されている。これにより
、a−8iの暗抵抗が高くなり、このような暗抵抗が高
い層を光導電層31と表面層25又は障壁層22との間
に形成することにより、電子写真感光体の帯電能、電荷
保持能及び繰返し疲労における表面電位等の静電特性を
著しく向−1−させることができる。The charge retention layers 26 and 27 are formed by a-8i containing at least one element selected from elements belonging to Group 1 of the periodic table, C, 0, and N. This increases the dark resistance of a-8i, and by forming a layer with such high dark resistance between the photoconductive layer 31 and the surface layer 25 or the barrier layer 22, the charging ability of the electrophotographic photoreceptor is improved. , electrostatic properties such as charge retention ability and surface potential during repeated fatigue can be significantly improved.
各層に含有される周規律表第■族若しくは第V族の元素
又はC,O,Nは、その層中において、含有量か厚さ方
向に連続的に変化するように分布させてもよい。これに
より、各層におけるドーピング元素の含有量か異なる場
合に、その界面において濃度分布の急激な変動を防止す
ることができる。従って、感光体を繰り返し使用した場
合に、界面にキャリアがトラップされ、残留電位が」−
昇して、電子写真特性が劣化することを防止することが
できる。なお、これらのドーピング元素は、各層間の界
面近傍にのみ含有させてもよい。The elements of group Ⅰ or group V of the periodic table or C, O, and N contained in each layer may be distributed in the layer so that the content thereof changes continuously in the thickness direction. Thereby, when the content of the doping element in each layer is different, it is possible to prevent a sudden change in the concentration distribution at the interface. Therefore, when the photoreceptor is used repeatedly, carriers are trapped at the interface and residual potential increases.
It is possible to prevent the electrophotographic characteristics from deteriorating due to the increase in temperature. Note that these doping elements may be contained only in the vicinity of the interface between each layer.
次に、この発明の実施例について説明する。Next, embodiments of the invention will be described.
実施例1 この実施例は正帯電用の感光体についてのものである。Example 1 This example concerns a photoreceptor for positive charging.
導電性基板としてのAl製ドラムを反応容器内に装填し
、反応容器内を図示しない拡散ポンプにより排気して、
約10−5トルの真空度にする。その後、ドラム基体を
加熱し、約290℃に保持する。次いで、SiH4ガス
、5iHaガス流量に対する流量比が10−2のB2
H[iガス、並びに5iHaガスの150%のN2及び
CH4混合ガスを混合して反応容器に供給した。そして
、反応圧力が0,4トルで、100ワットの高周波電力
を印加して、電極とドラム基体との間にプラズマを生起
させ、30分間成膜して、障壁層を形成した。次いで、
B2 H[iのSiH4に対する流量比を10−8、H
2ガスとN2ガスとを合せて50%、反応圧力を0.6
ドル高周波電力を360ワツトに設定して、6時間成膜
した。これにより、μC−8i層が15μm形成され、
その結晶粒径は40人であった。次いて、B2 H6の
SiH4に対する流量比をlXl0−6、N2及びCH
4ガスを合せて15%、反応圧力を0.4トル、高周波
電力を100ワツトに設定して3時間成膜した。これに
より、a−8i層が5μm形成された。次いで、CHa
ガスをSiH4ガス流量に対して10倍、反応圧力を0
.4トルに設定して10分間成膜した。これにより、表
面層が形成され、障壁層、光導電層及び表面層の全層厚
は23μmであった。An Al drum serving as a conductive substrate was loaded into a reaction container, and the inside of the reaction container was evacuated by a diffusion pump (not shown).
Create a vacuum of approximately 10-5 torr. Thereafter, the drum base is heated and maintained at about 290°C. Next, B2 gas with a flow rate ratio of 10-2 to the flow rate of SiH4 gas and 5iHa gas
H[i gas and 150% N2 and CH4 mixed gas of 5iHa gas were mixed and supplied to the reaction vessel. Then, a high frequency power of 100 watts was applied at a reaction pressure of 0.4 Torr to generate plasma between the electrode and the drum substrate, and the film was formed for 30 minutes to form a barrier layer. Then,
B2 H[i flow rate ratio to SiH4 is 10-8, H
2 gas and N2 gas together to 50%, reaction pressure 0.6
The high frequency power was set at 360 watts, and the film was formed for 6 hours. As a result, a μC-8i layer with a thickness of 15 μm was formed.
Its grain size was 40. Next, the flow rate ratio of B2 H6 to SiH4 is set to lXl0-6, N2 and CH
The film was formed for 3 hours using a total of 4 gases of 15%, a reaction pressure of 0.4 torr, and a high frequency power of 100 watts. As a result, an a-8i layer having a thickness of 5 μm was formed. Then, CHa
The gas was 10 times the SiH4 gas flow rate, and the reaction pressure was 0.
.. The film was formed at a pressure of 4 torr for 10 minutes. As a result, a surface layer was formed, and the total thickness of the barrier layer, photoconductive layer, and surface layer was 23 μm.
このようにして成膜した感光体に対し、コロナ放電によ
り、6,5kVの電圧を印加したところ、400Vの表
面電位か得られ、15秒後の電荷保持率は60%であっ
た。また、この感光体ドラムを複写機に装着して画像を
出したところ、高解像度、高コントラストであり、カブ
リがない極めて優れた画像が得られた。更に、10万回
の繰返し使用後にも、初期画像に比して同等遜色かない
鮮明が画像が得られた。When a voltage of 6.5 kV was applied by corona discharge to the photoreceptor thus formed, a surface potential of 400 V was obtained, and the charge retention rate after 15 seconds was 60%. Furthermore, when this photoreceptor drum was attached to a copying machine and an image was produced, an extremely excellent image with high resolution, high contrast, and no fogging was obtained. Furthermore, even after repeated use 100,000 times, images were obtained that were as clear as the initial images.
実施例2
光導電層におけるa−5i層とμC−8i層との成膜順
序を実施例1の場合と逆にして感光体を製造した。つま
り、基体、障壁層、a−8i層、μc−si層及び表面
層の順に各層を形成した。Example 2 A photoreceptor was manufactured by reversing the formation order of the a-5i layer and μC-8i layer in the photoconductive layer from that in Example 1. That is, each layer was formed in this order: the substrate, the barrier layer, the a-8i layer, the μc-si layer, and the surface layer.
この実施例においても、感光体を複写機に装着したとこ
ろ、実施例1と同様に極めて優れた画像が得られた。In this example as well, when the photoreceptor was installed in a copying machine, extremely excellent images were obtained as in Example 1.
実施例3
実施例1において障壁層及び光導電層の成膜に使用され
ているB2 H6ガスをPH3ガスに変更して、負帯電
用感光体ドラムを製造した。PH3ガスの流量は、障壁
層においてStH,tガス流量に対して10−4、光導
電層のμC−8i層においてIQ−7、a−5i層にお
いて6−8であツタ。Example 3 A negative charging photoreceptor drum was manufactured by changing the B2 H6 gas used in forming the barrier layer and photoconductive layer in Example 1 to PH3 gas. The flow rate of PH3 gas was 10-4 with respect to the StH, t gas flow rate in the barrier layer, IQ-7 in the μC-8i layer of the photoconductive layer, and 6-8 in the a-5i layer.
このように成膜した感光体ドラムに対し、コロナ放電に
より一6kVの電圧を印加したところ、表面電位か一3
50V、15秒後の電荷保持率が55%古高い値が得ら
れた。また、この感光体ドラムを複写機に装着して正の
電荷トナーにより画像を形成したところ、解像度及びコ
ントラストが高く、カブリがない極めて鮮明な画像を得
ることができた。When a voltage of 16 kV was applied to the photoreceptor drum with the film formed in this way by corona discharge, the surface potential decreased to 13 kV.
The charge retention rate after 15 seconds at 50V was 55% higher. Furthermore, when this photosensitive drum was attached to a copying machine and an image was formed using positively charged toner, an extremely clear image with high resolution and contrast and no fogging could be obtained.
実施例4
この実施例においては、実施例1に対し、障壁層と光導
電層との間に、電荷保持層を形成した点が異なる。この
電荷保持層の成膜条件は、5iHaガス流帛に対して、
B2 Haガスが10−5、CH4ガスとN2ガスが合
せて80%、反応圧力か0.3トル、高周波電力が15
0ワットである。この条件で3時間成膜したところ、7
μmの電荷保持層がfjPられた。このようにして形成
された感光体に対し、6.5kVの電圧を印加したとこ
ろ、700■の表面電位が得られた。Example 4 This example differs from Example 1 in that a charge retention layer was formed between the barrier layer and the photoconductive layer. The film formation conditions for this charge retention layer are as follows for a 5iHa gas flow:
B2 Ha gas is 10-5, CH4 gas and N2 gas are 80% in total, reaction pressure is 0.3 torr, high frequency power is 15
It is 0 watts. When the film was formed under these conditions for 3 hours, 7
A μm charge storage layer was fjP deposited. When a voltage of 6.5 kV was applied to the photoreceptor thus formed, a surface potential of 700 μ was obtained.
15秒後の電荷保持率は68%であった。この感光体を
複写機に装着して画像を出したところ、極めて良好な画
像が得られた。The charge retention rate after 15 seconds was 68%. When this photoreceptor was attached to a copying machine and an image was produced, an extremely good image was obtained.
29 一
実施例5
この実施例は、実施例1において、光導電層と表面層と
の間に、電荷保持層を設けた点が異なる。29 Example 5 This example differs from Example 1 in that a charge retention layer was provided between the photoconductive layer and the surface layer.
この電荷保持層の成膜条件は、SiH4ガス流量に対し
、PH3ガスを10−6、CHaガスとN2ガスとを合
せて40%流し、反応圧力は0.4トル、高周波電力は
180ワツトである。The film formation conditions for this charge retention layer were as follows: PH3 gas was flowed at 10-6%, CHa gas and N2 gas were flowed at 40% of the SiH4 gas flow rate, reaction pressure was 0.4 Torr, and high frequency power was 180 Watts. be.
2時間成膜して5μmの電荷保持層が形成された。After 2 hours of film formation, a charge retention layer of 5 μm was formed.
この感光体ドラ゛ムに6kVの電圧を印加したところ、
500vの表面電位が得られ、15秒後の電荷保持率が
70%であった。この感光体においても、極めて良好な
画像が得られた。When a voltage of 6 kV was applied to this photoreceptor drum,
A surface potential of 500 V was obtained, and the charge retention rate after 15 seconds was 70%. Even with this photoreceptor, extremely good images were obtained.
実施例に
の実施例においては、障壁層と光導電層との間、及び光
導電層と表面層との間に夫々電荷保持層を形成した。成
膜条件は実施例4及び実施例5の場合と同様である。こ
の感光体ドラムに5.5kVの電圧を印加したところ、
表面電位が500Vであった。15秒経過後の電荷保持
率は75%であった。この感光体においても、高解像度
及び高コントラストでカブリがない画像が得られた。In Examples, a charge retention layer was formed between the barrier layer and the photoconductive layer and between the photoconductive layer and the surface layer, respectively. The film forming conditions are the same as in Examples 4 and 5. When a voltage of 5.5 kV was applied to this photoreceptor drum,
The surface potential was 500V. The charge retention rate after 15 seconds was 75%. With this photoreceptor as well, images with high resolution, high contrast, and no fog were obtained.
実施例7
この実施例においては、実施例3において、実施例5と
同様の条件で障壁層と光導電層との間に電荷保持層を形
成した。−6kVの電圧を印加したところ、表面電位か
一450V、15秒後の電荷保持率か60%であった。Example 7 In this example, a charge retention layer was formed between the barrier layer and the photoconductive layer under the same conditions as in Example 5 in Example 3. When a voltage of -6 kV was applied, the surface potential was -450 V and the charge retention rate after 15 seconds was 60%.
また、極めて良好な画像がi!lられた。Also, extremely good images are available on i! I was beaten.
実施例8
この実施例においては、実施例3において、実施例4と
同様の条件で表面層と光導電層との間に電荷保持層を形
成した。この感光体に対し、=6に■の電圧を印加した
ところ、表面電位が一400V、15秒経過後の電荷保
持率が60%であった。この実施例においても極めて鮮
明な画像か得られた。Example 8 In this example, a charge retention layer was formed between the surface layer and the photoconductive layer under the same conditions as in Example 4 in Example 3. When a voltage of =6 was applied to this photoreceptor, the surface potential was 1400 V and the charge retention rate after 15 seconds was 60%. In this example as well, extremely clear images were obtained.
実施例9
この実施例においては、実施例7において、実施例8と
同様の電荷保持層を設けた。−5,5kVの電圧を印加
したところ、表面電位が一450■115秒経過後の電
荷保持率が65%であった。Example 9 In this example, in Example 7, a charge retention layer similar to that in Example 8 was provided. When a voltage of -5.5 kV was applied, the surface potential increased to 450 mm, and the charge retention rate after 115 seconds was 65%.
また極めて優れた画像が得られた。Furthermore, extremely excellent images were obtained.
[発明の効果]
この発明によれば、高抵抗で帯電特性が優れており、ま
た可視光及び近赤外光領域において高光感度特性を有し
、製造が容易であり、実用性が高い電子写真感光体を得
ることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, electrophotography has high resistance, excellent charging characteristics, high photosensitivity in the visible light and near-infrared light regions, is easy to manufacture, and has high practicality. A photoreceptor can be obtained.
第1図はこの発明に係る電子写真感光体の製造装置を示
す図、第2図乃至第9図はこの発明の実施例に係る電子
写真感光体を示す断面図である。
、1,2,3,4 、ボンベ、5;圧力計、6;バルブ
、7;配管、8;混合器、9;反応容器、10;回転軸
、13;電極、14;ドラム基体、15;ヒータ、16
:高周波電源、19;ゲートバルブ、21;支持体、2
2;障壁層、23;第2層、24;第1層、25;表面
層、26,21゜電荷保持層、31,32.光導電層。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第2図 第3図
篇4図
第6図
手続補正書
1□ Ql、3,26.・
特許庁長官 宇 賀 道 部 殿
1、事件の表示
特願昭60−179683号
2、発明の名称
電子写真感光体
3、補正をする者
事件との関係特許出願人
(307)株式会社 東芝
(ばか1名)
4、代理人
5、自発補正
7、補正の内容
(1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。
(2) 明細書中、第23頁第14行目、第24頁第
7行目乃至第8行目、第25頁第15行目に、それぞれ
r周規律表」とあるのを「周期律表」に訂正する。
(8) 明細書中、第22頁第8行目に「侵透」とあ
るのを「浸透」に訂正する。
(4) 明細書中、第28頁第18行目に「0 であ
った」とあるのをrio−’であった」と訂正する。
2、特許請求の範囲
(1)導電性支持体と、この導電性支持体の上に形成さ
れた光導電層とを有する電子写真感光体において、前記
光導電層はアモルファスシリコンで形成された第1層と
、マイクロクリスタリンシリコンで形成された第2層と
が積層して構成され、この光導電層の層厚は1乃至80
μmであり。
前記第1層の層厚は5μm以下であることを特徴とする
電子写真感光体。
(2)前記導電性支持体と光導電層との間に障壁層が形
成されており、光導電層の上に表面層が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電子写
真感光体。
(3)前記障壁層は周期律表の第■族又は第V族に属す
る元素から選択された少なくとも一種の元素及び炭素、
窒素又は酸素から選択された少rr くとも一種の元素
を含有し、前記表面層は炭素、窒素及び酸素から選択さ
れた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする
特許請求の範囲第2項に記載の電子写真感光体。FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to the present invention, and FIGS. 2 to 9 are cross-sectional views showing electrophotographic photoreceptors according to embodiments of the invention. , 1, 2, 3, 4, cylinder, 5; pressure gauge, 6; valve, 7; piping, 8; mixer, 9; reaction vessel, 10; rotating shaft, 13; electrode, 14; drum base, 15; Heater, 16
: High frequency power supply, 19; Gate valve, 21; Support body, 2
2; barrier layer, 23; second layer, 24; first layer, 25; surface layer, 26, 21° charge retention layer, 31, 32. Photoconductive layer. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 3 Part 4 Figure 6 Procedural amendment 1□ Ql, 3, 26. - Director General of the Japan Patent Office Michibe Uga1, Indication of the case Japanese Patent Application No. 179683/19832, Name of the invention Electrophotographic photoreceptor3, Person making the amendment Patent applicant related to the case (307) Toshiba Corporation ( 1 idiot) 4. Agent 5, voluntary amendment 7. Contents of amendment (1) The scope of the patent claims is corrected as shown in the attached sheet. (2) In the specification, on page 23, line 14, on page 24, lines 7 to 8, and on page 25, line 15, the term ``periodic table'' is replaced with ``periodic law.'' Correct the table. (8) In the specification, on page 22, line 8, the word "penetration" is corrected to "penetration." (4) In the specification, on page 28, line 18, the phrase ``0'' is corrected to ``rio-'''. 2. Claims (1) An electrophotographic photoreceptor having an electrically conductive support and a photoconductive layer formed on the electrically conductive support, wherein the photoconductive layer is made of amorphous silicon. The first layer and the second layer made of microcrystalline silicon are laminated, and the layer thickness of this photoconductive layer is 1 to 80 nm.
It is μm. An electrophotographic photoreceptor, wherein the first layer has a thickness of 5 μm or less. (2) Claim 1 characterized in that a barrier layer is formed between the conductive support and the photoconductive layer, and a surface layer is formed on the photoconductive layer. The electrophotographic photoreceptor described above. (3) The barrier layer includes at least one element selected from the elements belonging to Group Ⅰ or Group V of the periodic table, and carbon;
Claim 2, characterized in that the surface layer contains at least one element selected from nitrogen or oxygen, and the surface layer contains at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. The electrophotographic photoreceptor described in .
Claims (3)
れた光導電層とを有する電子写真感光体において、前記
光導電層はアモルファスシリコンで形成された第1層と
、マイクロクリスタリンシリコンで形成された第2層と
が積層して構成され、この光導電層の層厚は1乃至80
μmであり、前記第1層の層厚は5μm以下であること
を特徴とする電子写真感光体。(1) In an electrophotographic photoreceptor having a conductive support and a photoconductive layer formed on the conductive support, the photoconductive layer includes a first layer made of amorphous silicon and a microcrystalline layer. A second layer made of silicon is laminated, and the layer thickness of this photoconductive layer is 1 to 80 nm.
.mu.m, and the thickness of the first layer is 5 .mu.m or less.
成されており、光導電層の上に表面層が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電子写
真感光体。(2) Claim 1 characterized in that a barrier layer is formed between the conductive support and the photoconductive layer, and a surface layer is formed on the photoconductive layer. The electrophotographic photoreceptor described above.
する元素から選択された少なくとも一種の元素及び炭素
、窒素又は酸素から選択された少なくとも一種の元素を
含有し、前記表面層は炭素、窒素及び酸素から選択され
た少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする特
許請求の範囲第2項に記載の電子写真感光体。(3) The barrier layer contains at least one element selected from elements belonging to Group III or Group V of the Periodic Table, and at least one element selected from carbon, nitrogen, or oxygen, and the surface layer 3. The electrophotographic photoreceptor according to claim 2, wherein the electrophotographic photoreceptor contains at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17968385A JPS6239875A (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Electrophotographic sensitive body |
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Publications (1)
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JPS6239875A true JPS6239875A (en) | 1987-02-20 |
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-
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- 1985-08-15 JP JP17968385A patent/JPS6239875A/en active Pending
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