JPS6270854A - 電子写真用感光体 - Google Patents
電子写真用感光体Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、例えば電子写真記録装置または複写装置等
に使用され、帯電特性、暗減衰特性、光感度特性、耐環
境性等に優れた性能を有する電子写真用感光体に関する
。
に使用され、帯電特性、暗減衰特性、光感度特性、耐環
境性等に優れた性能を有する電子写真用感光体に関する
。
(従来の技術)
従来、例えばカールソン方式の電子写真記録装置等に使
用される電子写真用感光体の先導N層を構成する材料と
しては、Cd S、Zn O,Se 。
用される電子写真用感光体の先導N層を構成する材料と
しては、Cd S、Zn O,Se 。
Se −Te 、アモルファスシリコン等の無機材料や
、またはポリ−N−ビニルカルバゾール(PVC7)、
トリニトロフルオレノン(TNF)等の有機材料が主に
知られている。
、またはポリ−N−ビニルカルバゾール(PVC7)、
トリニトロフルオレノン(TNF)等の有機材料が主に
知られている。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、これらの光導電材料を使用するには、材
料として種々の問題があり、装置の特性をある程度犠牲
にして状況に応じてこれらの材料を使いわけているのが
現状である。
料として種々の問題があり、装置の特性をある程度犠牲
にして状況に応じてこれらの材料を使いわけているのが
現状である。
すなわち、例えばSe 、Cd Sは本質的に対人体に
対して有害な材料であり、これらを製造するに当っては
、安全対策上、特別の配慮が必要でそのため製造装置が
複雑になったり、その製作に余分な費用を必要とするし
、またSe等は回収の必要もあり、その費用も材料の価
格にはねかえってくる。更に特性的には、例えばSe
(または5e−Te系)は結晶化温度が65°Cと低
いため、複写動作を繰り返し行っている間に結晶化が起
り、残雪、その他の点で実用上問題が生じ易く、結局寿
命が短いという問題がある。
対して有害な材料であり、これらを製造するに当っては
、安全対策上、特別の配慮が必要でそのため製造装置が
複雑になったり、その製作に余分な費用を必要とするし
、またSe等は回収の必要もあり、その費用も材料の価
格にはねかえってくる。更に特性的には、例えばSe
(または5e−Te系)は結晶化温度が65°Cと低
いため、複写動作を繰り返し行っている間に結晶化が起
り、残雪、その他の点で実用上問題が生じ易く、結局寿
命が短いという問題がある。
また、Zn○においては、材料物性上、酸化還元が起り
易く、環境雰囲気の影響を著しく受は易いために信頼性
が低いという問題がある。
易く、環境雰囲気の影響を著しく受は易いために信頼性
が低いという問題がある。
更に、有機光導電性材料においては、pvczやTNF
等は屋近人体に有害であるとの疑いがもたれたりしてお
り、また有機材料であるために熱安定性、耐摩耗性が弱
く、このため製品の寿命が短いという問題がある。
等は屋近人体に有害であるとの疑いがもたれたりしてお
り、また有機材料であるために熱安定性、耐摩耗性が弱
く、このため製品の寿命が短いという問題がある。
一方、アモルファスシリコン(以下、a −3iと省略
する)は、近年、光電変換材料として注目を集め、太陽
電池、薄膜トランジスタ、イメージセンサ等への応用が
活発に行われているが、その他の応用として電子写真用
感光体の光導電材料としても検討が行われている。この
a−3i材料は、電子写真用感光体としては上述した他
の材料にはない優れた次の記載するような長所を有して
いる。
する)は、近年、光電変換材料として注目を集め、太陽
電池、薄膜トランジスタ、イメージセンサ等への応用が
活発に行われているが、その他の応用として電子写真用
感光体の光導電材料としても検討が行われている。この
a−3i材料は、電子写真用感光体としては上述した他
の材料にはない優れた次の記載するような長所を有して
いる。
(1)無公害の材料であり、回収処理の必要がない。
(2)従来の材料に比べて可視光領域で高い分光感度を
有する。
有する。
(3)表面硬度が高く、耐摩耗性、耐衝撃性に優れてい
る。
る。
この結果、電子写真用感光体として大いに期待されてい
いる材料である。このように優れた特性を有するa−3
iは既にカールソン方式の電子写真記録装置の感光体と
して検討が進んでいるが、感光体の特性としては高抵抗
でかつ光感度が高いことが要求されており、この両方の
特性を単層の感光体で同時に満足させることは特性上か
なり困難である。このため、a−3i光導電層と支持層
との間に障壁層を設け、更に光導電層上に表面電荷保持
層を設けた積層型a−3i感光体で上記電子写真記録装
置の特性を満足する努力が成されている。
いる材料である。このように優れた特性を有するa−3
iは既にカールソン方式の電子写真記録装置の感光体と
して検討が進んでいるが、感光体の特性としては高抵抗
でかつ光感度が高いことが要求されており、この両方の
特性を単層の感光体で同時に満足させることは特性上か
なり困難である。このため、a−3i光導電層と支持層
との間に障壁層を設け、更に光導電層上に表面電荷保持
層を設けた積層型a−3i感光体で上記電子写真記録装
置の特性を満足する努力が成されている。
ところが、a−3iは、通常、原料としてシラノ類を用
いたグロー放電分解法により形成されるが、この形成時
にa−3i膜の中に取り込まれる水素の母により電気的
および光学的特性が大きく左右される。すなわち、a−
3i膜の中に取り込まれ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、高抵抗化するが、それ
に伴って長波長光に対する光感度が低下してしまい、I
Cと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になる。また、a −31膜の中
の水素の含有料が多い場合には、成膜条件によって(S
i H2)n 、Si H2等の結合構造を有するもの
が、膜中で支配的となり、その結果、ボイドを多く含み
、シリコンダングリングボイドが増大するため、光導電
性が悪化し、電子写真用感光体としては使用し難いもの
となる。
いたグロー放電分解法により形成されるが、この形成時
にa−3i膜の中に取り込まれる水素の母により電気的
および光学的特性が大きく左右される。すなわち、a−
3i膜の中に取り込まれ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、高抵抗化するが、それ
に伴って長波長光に対する光感度が低下してしまい、I
Cと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になる。また、a −31膜の中
の水素の含有料が多い場合には、成膜条件によって(S
i H2)n 、Si H2等の結合構造を有するもの
が、膜中で支配的となり、その結果、ボイドを多く含み
、シリコンダングリングボイドが増大するため、光導電
性が悪化し、電子写真用感光体としては使用し難いもの
となる。
また、逆に、a−8illlのなかに取り込まれる水素
の山が低下すると、光学的バンドギャップは小さくなり
、低抵抗化するが、長波長光に対する光感度は増加する
。しかしながら、水素含有最が少ないと、シリコンのダ
ングリングボンドを保証しないため、発生したキャリヤ
の移動度や寿命が低下し、光導電性が悪化してしまい、
電子写真用感光体としては使用し難いものとなる。また
、長波長光に対する感度を高める方法として、例えばシ
ラノ類とゲルマンGe H4を混合し、グロー放電分解
を行うことにより光学的バンドギャップの狭い膜を成膜
することが行われているが、一般に、シラノ類とGe
H4とでは最適基盤温度が異なるため、形成される膜は
構造欠陥が多く、良好な光導電性が得られない。更に、
Ge H4の廃ガスは開化されると有毒となるため、廃
ガス処理も複雑となるという問題がある。
の山が低下すると、光学的バンドギャップは小さくなり
、低抵抗化するが、長波長光に対する光感度は増加する
。しかしながら、水素含有最が少ないと、シリコンのダ
ングリングボンドを保証しないため、発生したキャリヤ
の移動度や寿命が低下し、光導電性が悪化してしまい、
電子写真用感光体としては使用し難いものとなる。また
、長波長光に対する感度を高める方法として、例えばシ
ラノ類とゲルマンGe H4を混合し、グロー放電分解
を行うことにより光学的バンドギャップの狭い膜を成膜
することが行われているが、一般に、シラノ類とGe
H4とでは最適基盤温度が異なるため、形成される膜は
構造欠陥が多く、良好な光導電性が得られない。更に、
Ge H4の廃ガスは開化されると有毒となるため、廃
ガス処理も複雑となるという問題がある。
この発明は、上記に鑑み多くの実験の結果達成されたも
ので、その目的とするところは、帯電特性に優れ、残留
電位が低く、近赤外領域までの広い波長領域にわたって
高感度であり、更に基板との密着性が良好で耐環境性に
優れた電子写真用感光体を提供することにある。
ので、その目的とするところは、帯電特性に優れ、残留
電位が低く、近赤外領域までの広い波長領域にわたって
高感度であり、更に基板との密着性が良好で耐環境性に
優れた電子写真用感光体を提供することにある。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するため、導電性支持体と該導電性支持
体上に設けられた光導電層とを有する電子写真用感光体
において、この発明は、前記導電性支持体と光導電層と
の間にブロッキング層を有し、前記光導電層は、前記ブ
ロッキング層に隣接し、アモルファス窒化シリコンを有
する第1の光導電層と、該M1の光導電層に対して前記
ブロッキング層が隣接する側と反対の側に隣接し、マイ
クロクリスタリンシリコンを有する第2の光導電層と、
該第2の光導電層に対して前記第1の光導電層が隣接す
る側と反対の側に隣接し、アモルファス窒化シリコンを
有する第3の光導電層とを有することを要旨とする。
体上に設けられた光導電層とを有する電子写真用感光体
において、この発明は、前記導電性支持体と光導電層と
の間にブロッキング層を有し、前記光導電層は、前記ブ
ロッキング層に隣接し、アモルファス窒化シリコンを有
する第1の光導電層と、該M1の光導電層に対して前記
ブロッキング層が隣接する側と反対の側に隣接し、マイ
クロクリスタリンシリコンを有する第2の光導電層と、
該第2の光導電層に対して前記第1の光導電層が隣接す
る側と反対の側に隣接し、アモルファス窒化シリコンを
有する第3の光導電層とを有することを要旨とする。
(作用)
本発明に係る電子写真用感光体にあっては、導電性支持
体上に形成される光導電層を、マイクロクリスタリンシ
リコンをアモルファス窒化シリコンではさんだ積層構造
とすることで改善を図っている。
体上に形成される光導電層を、マイクロクリスタリンシ
リコンをアモルファス窒化シリコンではさんだ積層構造
とすることで改善を図っている。
(実施例)
以下、図面を用いて、この発明の実施例を説明する。
第1図はこの発明の一実施例に係わる電子写真用感光体
の部分断面図である。この電子写真用感光体は、一番下
層には導電性支持体としてアルミニュウム性の基体1を
有し、この基体1の上にブロッキング層3、第1の光導
電層5、第2の光導電層7、第3の光導電層9が順次形
成されている。
の部分断面図である。この電子写真用感光体は、一番下
層には導電性支持体としてアルミニュウム性の基体1を
有し、この基体1の上にブロッキング層3、第1の光導
電層5、第2の光導電層7、第3の光導電層9が順次形
成されている。
前記基体1は、例えば直径80mll11長さ350I
I11の大きさのアルミニュウム性ドラムで形成され、
第1図に示す電子写真用感光体はこのドラムからなる基
体1の表面に形成されているものであり、第1図はその
部分断面を示しているものである。
I11の大きさのアルミニュウム性ドラムで形成され、
第1図に示す電子写真用感光体はこのドラムからなる基
体1の表面に形成されているものであり、第1図はその
部分断面を示しているものである。
この電子写真用感光体は、光導電層が第1、第3の光導
電層5.7.9の3層で構成され、第1の光導電15お
よび第3の光導電層9はアモルファスシリコンで形成さ
れ、第2の光導電層7はマイクロクリスタリンシリコン
で形成されている。
電層5.7.9の3層で構成され、第1の光導電15お
よび第3の光導電層9はアモルファスシリコンで形成さ
れ、第2の光導電層7はマイクロクリスタリンシリコン
で形成されている。
このように本発明の実施例による電子写真用感光体は、
光導電層が従来のようにアモルファスシリコンのみでな
く、マイクロクリスタリンシリコンを有し、アモルファ
ス窒化シリコンとの積層となっている。マイクロクリス
タリンシリコンはアモルファスシリコンやポリクリスタ
リンシリコン等から明確に区別され、約数十オングスト
ローム以上の粒径の微結晶が集合して形成されていると
考えられる微結晶シリコンである。すなわち、X線回析
測定を行うと、アモルファスシリコンは無定形であるた
め、ハローが現われるのみで回折パターンを認めること
はできないが、マイクロクリスタリンシリコンは2θが
27°〜28°付近に結晶回折パターンを示す。また、
ポリクリスタンシリコンは暗抵抗が106Ω・CIn以
下であるのに対して、マイクロクリスタリンシリコン1
011Ω・cm以上である。
光導電層が従来のようにアモルファスシリコンのみでな
く、マイクロクリスタリンシリコンを有し、アモルファ
ス窒化シリコンとの積層となっている。マイクロクリス
タリンシリコンはアモルファスシリコンやポリクリスタ
リンシリコン等から明確に区別され、約数十オングスト
ローム以上の粒径の微結晶が集合して形成されていると
考えられる微結晶シリコンである。すなわち、X線回析
測定を行うと、アモルファスシリコンは無定形であるた
め、ハローが現われるのみで回折パターンを認めること
はできないが、マイクロクリスタリンシリコンは2θが
27°〜28°付近に結晶回折パターンを示す。また、
ポリクリスタンシリコンは暗抵抗が106Ω・CIn以
下であるのに対して、マイクロクリスタリンシリコン1
011Ω・cm以上である。
このマイクロクリスタリンシリコンからなる電子写真用
感光体を形成するには、アモルファスシリコンからなる
電子写真用感光体を形成する場合と同様に、シランガス
を原料ガスとして使用し、高周波グロー放電分解法によ
り支持体上にマイクロクリスタリンシリコンを堆積させ
ることにより形成されるが、アモルファスシリコンを形
成する場合よりも支持体の温度を高めに設定し、高周波
電力もより大きくすると形成され易い。このように支持
体の温度を高め、高周波電力を大きくすることにより原
料ガスのシラノ等の流量を増大させることも可能となり
、その結果、マイクロクリスタリンシリコンの膜を形成
する速度を増大することができる。また、原料ガスのS
iH4やSi2H6等の高次シラノガスも含め、水素で
希釈したガスを使用した場合には特にマイクロクリスタ
リンシリコンが効果的に形成され易くなる。
感光体を形成するには、アモルファスシリコンからなる
電子写真用感光体を形成する場合と同様に、シランガス
を原料ガスとして使用し、高周波グロー放電分解法によ
り支持体上にマイクロクリスタリンシリコンを堆積させ
ることにより形成されるが、アモルファスシリコンを形
成する場合よりも支持体の温度を高めに設定し、高周波
電力もより大きくすると形成され易い。このように支持
体の温度を高め、高周波電力を大きくすることにより原
料ガスのシラノ等の流量を増大させることも可能となり
、その結果、マイクロクリスタリンシリコンの膜を形成
する速度を増大することができる。また、原料ガスのS
iH4やSi2H6等の高次シラノガスも含め、水素で
希釈したガスを使用した場合には特にマイクロクリスタ
リンシリコンが効果的に形成され易くなる。
また、本電子写真用感光体は、従来のアモルファスシリ
コンを使用したものと同様に、クローズシステムの製造
装置で製造できるため安全であり、また製品は人体に無
害である。また、耐熱性、耐湿性、耐摩耗性に優れてい
るため、長期にわたって使用しても劣化せず寿命が長い
という長所を有しいてる。更に、GeH4等の長波長増
減を行うためのガスを必要としないため、余分な廃ガス
処理設備が不要であり、工業的生産性が著しく高いとい
う利点もある。
コンを使用したものと同様に、クローズシステムの製造
装置で製造できるため安全であり、また製品は人体に無
害である。また、耐熱性、耐湿性、耐摩耗性に優れてい
るため、長期にわたって使用しても劣化せず寿命が長い
という長所を有しいてる。更に、GeH4等の長波長増
減を行うためのガスを必要としないため、余分な廃ガス
処理設備が不要であり、工業的生産性が著しく高いとい
う利点もある。
更に、光導N層を形成するマイクロクリスタリンシリコ
ンは、水素を0.1乃至30原子%含むことにより暗抵
抗と明抵抗との比が調和のとれたものとなり、光導電特
性が優れたものとなる。
ンは、水素を0.1乃至30原子%含むことにより暗抵
抗と明抵抗との比が調和のとれたものとなり、光導電特
性が優れたものとなる。
マイクロクリスタリンシリコンの光学的エネルギーギャ
ップ(E )はアモルファスシリコンの光学的エネルギ
ーギャップ(E )1.65及至1.70eVに比較
して小さい。また、マイクロクリスタリンシリコンの光
学的エネルギーギャップは含有されるマイクロクリスタ
リンシリコン微結晶粒の粒径と結晶化度に依存している
。クリスタリンシリコンの光学的エネルギーギャップ(
Eは1.1eVと小さいので、マイクロクリスタリンシ
リコン微結晶化度の増加によりマイクロクリスタリンシ
リコンの光学的エネルギーギャップは低下する。
ップ(E )はアモルファスシリコンの光学的エネルギ
ーギャップ(E )1.65及至1.70eVに比較
して小さい。また、マイクロクリスタリンシリコンの光
学的エネルギーギャップは含有されるマイクロクリスタ
リンシリコン微結晶粒の粒径と結晶化度に依存している
。クリスタリンシリコンの光学的エネルギーギャップ(
Eは1.1eVと小さいので、マイクロクリスタリンシ
リコン微結晶化度の増加によりマイクロクリスタリンシ
リコンの光学的エネルギーギャップは低下する。
近年、半導体レーザを光源としたプリンターの開発が盛
んに行われており、その一部ではアモルファスシリコン
感光体が使用されている。しかしながら、半導体レーザ
光の波長が79Qnmとアモルファスシリコンの高感度
領域より長いため、アモルファスシリコン感光体を用い
る場合には半導体レーザ能力以上のレーザ強度を必要と
し、使用上の問題となっている。
んに行われており、その一部ではアモルファスシリコン
感光体が使用されている。しかしながら、半導体レーザ
光の波長が79Qnmとアモルファスシリコンの高感度
領域より長いため、アモルファスシリコン感光体を用い
る場合には半導体レーザ能力以上のレーザ強度を必要と
し、使用上の問題となっている。
この点マイクロクリスタリンシリコンはアモルファスシ
リコンよりも光学的エネルギーギャップ(E )が小
さく、高感度領域も近い赤外領域まで伸びており、半導
体レーザプリンター用の感光体として非常に良い特性を
有している。
リコンよりも光学的エネルギーギャップ(E )が小
さく、高感度領域も近い赤外領域まで伸びており、半導
体レーザプリンター用の感光体として非常に良い特性を
有している。
上述したように、マイクロクリスタリンシリコンに水素
を含有させるこにより光導電特性を向上させることがで
きるが、このためにマイクロクリスタリンシリコン層に
水素をドーピングするには、例えばグロー放電分解法で
行う場合、原料ガスとしてSiH4やS!2He等のシ
ラノ類とキャリアガスとしての水素等を反応室に導入し
てグロー放電を行う。また、別の方法としては、5rp
eや3i014等のハロゲン化ケイ素と水素の混合ガス
を原料ガスとして用いてもよいし、またシラノ類とハロ
ゲン化ケイ素の混合ガス系で反応されて同様に水素を含
有するマイクロクリスタリンシリコンを得ることができ
る。また更に、グロー放電分解法に寄らなくても、例え
ばスパッタリング等の物理的な方法によっても形成する
ことができる。なお、本電子写真用感光体のマイクロク
リスタリンシリコンを有する光導電層の膜厚は1−80
μmであることが好ましく、更には5−50μmがが望
ましい。
を含有させるこにより光導電特性を向上させることがで
きるが、このためにマイクロクリスタリンシリコン層に
水素をドーピングするには、例えばグロー放電分解法で
行う場合、原料ガスとしてSiH4やS!2He等のシ
ラノ類とキャリアガスとしての水素等を反応室に導入し
てグロー放電を行う。また、別の方法としては、5rp
eや3i014等のハロゲン化ケイ素と水素の混合ガス
を原料ガスとして用いてもよいし、またシラノ類とハロ
ゲン化ケイ素の混合ガス系で反応されて同様に水素を含
有するマイクロクリスタリンシリコンを得ることができ
る。また更に、グロー放電分解法に寄らなくても、例え
ばスパッタリング等の物理的な方法によっても形成する
ことができる。なお、本電子写真用感光体のマイクロク
リスタリンシリコンを有する光導電層の膜厚は1−80
μmであることが好ましく、更には5−50μmがが望
ましい。
また、マイクロクリスタリンシリコンにドーピングする
不純物元素としては、n型にするためには周期律表第■
族の元素、例えばB、AI 、Ga 。
不純物元素としては、n型にするためには周期律表第■
族の元素、例えばB、AI 、Ga 。
in、7を等が好ましい。n型にするためには周期律表
第V族の元素、例えばN、P、As 、Sb 。
第V族の元素、例えばN、P、As 、Sb 。
3i等が好適である。これらのn型不純物またはn型不
純物のドーピングは、支持体から電荷が光導電層へ注入
されるのを防止するためや、光感度特性を高めるためや
、または1型にして高抵抗化するため等の目的で行われ
る。
純物のドーピングは、支持体から電荷が光導電層へ注入
されるのを防止するためや、光感度特性を高めるためや
、または1型にして高抵抗化するため等の目的で行われ
る。
更に、マイクロクリスタリンシリコンの暗抵抗を多くし
て光導電特性を高めるために窒素、炭素および酸素の少
なくとも1種をドーピングすることが望ましい。これら
の元素は、マイクロクリスタリンシリコンの粒界に析出
し、またシリコンの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帯中に存在する状態密度
を減少させ、上記効果を奏するものと考えられる。
て光導電特性を高めるために窒素、炭素および酸素の少
なくとも1種をドーピングすることが望ましい。これら
の元素は、マイクロクリスタリンシリコンの粒界に析出
し、またシリコンの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帯中に存在する状態密度
を減少させ、上記効果を奏するものと考えられる。
マイクロクリスタリンシリコンの屈折率は3〜4と比較
的大きいため表面での光反射が起り易い。
的大きいため表面での光反射が起り易い。
そのため、光導電層に吸収される光量の割合が低下し、
光損失が大きくなるので、表面に反射防止装置を設ける
ことが好ましい。また、光導電層を保護するために表面
保護層を設けることが望ましい。このよな表面保護層の
材料としては、Si3N4 、Si 02 、Si C
,Al2O3、a −3in;H,a−8i○:H,a
−8i C;H等の無機化合物やポリ塩化ビニル、ポ
リアミド等の有機材料がある。
光損失が大きくなるので、表面に反射防止装置を設ける
ことが好ましい。また、光導電層を保護するために表面
保護層を設けることが望ましい。このよな表面保護層の
材料としては、Si3N4 、Si 02 、Si C
,Al2O3、a −3in;H,a−8i○:H,a
−8i C;H等の無機化合物やポリ塩化ビニル、ポ
リアミド等の有機材料がある。
第2図はこの発明の他の実施例に係わる電子写真用感光
体の部分拡大断面図であるが、この電子写真用感光体は
第1図に示す電子写真用感光体の最上部に表面保護層1
1を形成したものであり、その他の構成は第1図の電子
写真用感光体と同じである。この表面保IW111はア
モルファス炭化シリコンを2μmの厚さに形成したもの
である。
体の部分拡大断面図であるが、この電子写真用感光体は
第1図に示す電子写真用感光体の最上部に表面保護層1
1を形成したものであり、その他の構成は第1図の電子
写真用感光体と同じである。この表面保IW111はア
モルファス炭化シリコンを2μmの厚さに形成したもの
である。
上述したように、光導電特性を優れたものにするために
、第1図および第2図に示す電子写真用感光体の第1の
光導電層5および第3の光導電層9を構成するアモルフ
ァス窒化シリコンは水素を含有したもの(a −8i
N : H)であり、また第2の光導電1i17を構成
するマイクロクリスタリンシリコンは水素を含有したも
の(μc−8i:H)であってもよい。
、第1図および第2図に示す電子写真用感光体の第1の
光導電層5および第3の光導電層9を構成するアモルフ
ァス窒化シリコンは水素を含有したもの(a −8i
N : H)であり、また第2の光導電1i17を構成
するマイクロクリスタリンシリコンは水素を含有したも
の(μc−8i:H)であってもよい。
また更に、このような水素を含有したアモルファス窒化
シリコンおよびマイクロクリスタリンシリコンに上述し
たように必要に応じて周期律表第■族または第V元素の
いずれか一方をドーピングすることが好ましい。
シリコンおよびマイクロクリスタリンシリコンに上述し
たように必要に応じて周期律表第■族または第V元素の
いずれか一方をドーピングすることが好ましい。
また、上記電子写真用感光体は帯電能、電荷保持能を向
上するために、マイクロクリスタリンシリコンに炭素、
窒素、酸素のうちの少なくともいずれか一種以上を含有
するこが好ましい。第1、第2、第3の光導電層5,7
.9の重要な機能の1つは電荷の発生であるが、第2の
光導電層7のマイクロクリスタリンシリコンの光学的エ
ネルギーギャップ(E )はアモルファスシリコンの
光学的エネルギーギャップよりも小さいため、より近い
赤外の光を吸収して電荷を発生する能力があり、半導体
レーザを用いたプリンタ用の感光体に適している。
上するために、マイクロクリスタリンシリコンに炭素、
窒素、酸素のうちの少なくともいずれか一種以上を含有
するこが好ましい。第1、第2、第3の光導電層5,7
.9の重要な機能の1つは電荷の発生であるが、第2の
光導電層7のマイクロクリスタリンシリコンの光学的エ
ネルギーギャップ(E )はアモルファスシリコンの
光学的エネルギーギャップよりも小さいため、より近い
赤外の光を吸収して電荷を発生する能力があり、半導体
レーザを用いたプリンタ用の感光体に適している。
第1図および第2図に示した電子写真用感光体において
、基体1と光導電層5〜9との間にはブロッキング層3
、すなわち、障壁層が設けられているが、これは基体1
からの電子または正孔の注入を阻止するために設けられ
ているものである。
、基体1と光導電層5〜9との間にはブロッキング層3
、すなわち、障壁層が設けられているが、これは基体1
からの電子または正孔の注入を阻止するために設けられ
ているものである。
より詳しくは、例えばカールソン方式において感光体表
面に正帯電を行わせる場合には、基体1側からの電子の
注入を阻止するためにブロッキング層3をp型層として
形成し、また感光体表面に負帯電を行わせる場合には基
体1側からの正孔の注入を阻止するためにブロッキング
層3をn型として形成するのである。また、上述した以
外に、絶縁膜をブロッキング層として設け、感光体に正
または負の帯電を行わせることも基本的には可能である
。いずれにしても、光導電層の一部または全部にマイク
ロクリスタリンシリコン系のものを使用し、かつ基体1
との間にブロッキング層3を設けることにより電荷保持
能が優れ、光伝導特性を良好で、更に光疲労特性、繰返
し特性等に顕著な性能を有する電子写真用感光体の構成
が可能である。また、ブロッキング層3の膜厚としては
100A乃至10μmが好ましい範囲であり、ブロッキ
ング層3はアモルファスシリコンでは形成されてもよい
し、またはマイクロクリスタリンシリコンで形成されて
もよい。
面に正帯電を行わせる場合には、基体1側からの電子の
注入を阻止するためにブロッキング層3をp型層として
形成し、また感光体表面に負帯電を行わせる場合には基
体1側からの正孔の注入を阻止するためにブロッキング
層3をn型として形成するのである。また、上述した以
外に、絶縁膜をブロッキング層として設け、感光体に正
または負の帯電を行わせることも基本的には可能である
。いずれにしても、光導電層の一部または全部にマイク
ロクリスタリンシリコン系のものを使用し、かつ基体1
との間にブロッキング層3を設けることにより電荷保持
能が優れ、光伝導特性を良好で、更に光疲労特性、繰返
し特性等に顕著な性能を有する電子写真用感光体の構成
が可能である。また、ブロッキング層3の膜厚としては
100A乃至10μmが好ましい範囲であり、ブロッキ
ング層3はアモルファスシリコンでは形成されてもよい
し、またはマイクロクリスタリンシリコンで形成されて
もよい。
第3図は本発明の電子写真用感光体を製造する成膜装置
の概略構成図である。同図において、13.15.17
,19.20は反応ガスのボンベであり、各ボンベ内に
は例えばSi H4、B2 He 、CH4等が原料ガ
スとして収容されている。
の概略構成図である。同図において、13.15.17
,19.20は反応ガスのボンベであり、各ボンベ内に
は例えばSi H4、B2 He 、CH4等が原料ガ
スとして収容されている。
21.23,25,27.28はガスの圧力調整器であ
り、それぞれバルブ29.31,33.35.36によ
って流量が設定できるようになっている。37はガスの
混合器であり、この混合器内で反応ガスの混合が十分に
行われる。3つは反応容器であり、この中に本発明の電
子写真用感光体の支持基体を構成するドラム基体41が
収納され、支持台45の上に載置される。43は円筒状
電極であり、この円筒状電極43は高周波電源57に接
続されている。また、ドラム基体41の内部には加熱用
のヒータ51が設けられ、これによってドラム基体41
を加熱し得るようになっている。
り、それぞれバルブ29.31,33.35.36によ
って流量が設定できるようになっている。37はガスの
混合器であり、この混合器内で反応ガスの混合が十分に
行われる。3つは反応容器であり、この中に本発明の電
子写真用感光体の支持基体を構成するドラム基体41が
収納され、支持台45の上に載置される。43は円筒状
電極であり、この円筒状電極43は高周波電源57に接
続されている。また、ドラム基体41の内部には加熱用
のヒータ51が設けられ、これによってドラム基体41
を加熱し得るようになっている。
ドラム基体41を載置した支持台45は回転軸47を介
してモータ49に連結され、回転駆動されるようになっ
ている。55は排気用ゲートバルブであり、この排気用
ゲートバルブ55を介して反応容器3つ内は図示しない
排気系に接続され、グロー放電を発生させるに必要な真
空を反応容器3つ内に形成するようになっている。なお
、ドラム基体41は例えばアルミニュウム性で直径8Q
n++n。
してモータ49に連結され、回転駆動されるようになっ
ている。55は排気用ゲートバルブであり、この排気用
ゲートバルブ55を介して反応容器3つ内は図示しない
排気系に接続され、グロー放電を発生させるに必要な真
空を反応容器3つ内に形成するようになっている。なお
、ドラム基体41は例えばアルミニュウム性で直径8Q
n++n。
長さ350mmの大きさのものである。
次に、この装置を使用して第1図および第2図に示す電
子写真用感光体をグロー放電法によって製造する方法に
ついて説明する。
子写真用感光体をグロー放電法によって製造する方法に
ついて説明する。
まず、ドラム基体41をトリクレンで脱脂処理し、反応
容器3つ内の支持台45の上に載置する。
容器3つ内の支持台45の上に載置する。
この場合、必要に応じて干渉防止のためにドラム基体4
1の表面の酸処理、アルカリ処理、サンドブラスト処理
等を行う。次に、排気用ゲートバルブ55を介して反応
容器39内を排気して約0゜1TOrr以下、例えば1
O−5Torrの真空度に設定する。それから、ヒータ
51によってドラム基体41を均一に加熱し、ドラム基
体41の温度が300’ Cに保持された後、排気用ゲ
ートバルブ55を閉じ、5il−14の充填されている
ボンベ13のバルブ21を開けて500SCCMの流量
でSiH4を反応容器3つに導入する。なお、この時、
ドラム基体41はモータ49により毎分10回転の速度
で自転させられている。次に、更にボンベ15.17か
ら同様の操作によってB2 Ha 。
1の表面の酸処理、アルカリ処理、サンドブラスト処理
等を行う。次に、排気用ゲートバルブ55を介して反応
容器39内を排気して約0゜1TOrr以下、例えば1
O−5Torrの真空度に設定する。それから、ヒータ
51によってドラム基体41を均一に加熱し、ドラム基
体41の温度が300’ Cに保持された後、排気用ゲ
ートバルブ55を閉じ、5il−14の充填されている
ボンベ13のバルブ21を開けて500SCCMの流量
でSiH4を反応容器3つに導入する。なお、この時、
ドラム基体41はモータ49により毎分10回転の速度
で自転させられている。次に、更にボンベ15.17か
ら同様の操作によってB2 Ha 。
CH4をB2 Ha /Si H4=10−”、110
080Cの割合で反応容器39に導入する。それから排
気用ゲートバルブ55を介して図示しないメカニカルブ
ースターポンプ、ロータリーポンプ等により反応容器3
9内を排気し、内部圧力を1Torrに調整する。次に
、高周波電源57によって周波数13.56MHzで3
00Wの電力を円筒状電極43に供給し、Si H4、
B2 Hll 、 CH4のプラズマを生起させ、ドラ
ム基体41上、すなわち第1図および第2図に示す基体
1上にブロッキング層3としてp型のアモルファス炭化
シリコンを形成する。
080Cの割合で反応容器39に導入する。それから排
気用ゲートバルブ55を介して図示しないメカニカルブ
ースターポンプ、ロータリーポンプ等により反応容器3
9内を排気し、内部圧力を1Torrに調整する。次に
、高周波電源57によって周波数13.56MHzで3
00Wの電力を円筒状電極43に供給し、Si H4、
B2 Hll 、 CH4のプラズマを生起させ、ドラ
ム基体41上、すなわち第1図および第2図に示す基体
1上にブロッキング層3としてp型のアモルファス炭化
シリコンを形成する。
次に、ボンベ15のバルブ31を絞ってB2 He/S
!H4を10−6に調整した後に、CH4を充填したボ
ンベ17のバルブ33を閉じ、ボンベ20からN2を導
入して反応力1.0Torrに調整後、高周波電源57
によって300Wの電力を供給し、前記ブロッキング層
3の上に第1の光導電層5として25μm厚のアモルフ
ァス窒化シリコン層を形成する。
!H4を10−6に調整した後に、CH4を充填したボ
ンベ17のバルブ33を閉じ、ボンベ20からN2を導
入して反応力1.0Torrに調整後、高周波電源57
によって300Wの電力を供給し、前記ブロッキング層
3の上に第1の光導電層5として25μm厚のアモルフ
ァス窒化シリコン層を形成する。
続いて、ボンベ13.15のバルブ29.31を絞り、
5ihl+を200SCCM、82 H4を10−7に
調整し、H2が充填されているボンベ19の減圧弁27
を解放し、バルブ35によって28LMの流量でH2を
反応容器39に導入する。
5ihl+を200SCCM、82 H4を10−7に
調整し、H2が充填されているボンベ19の減圧弁27
を解放し、バルブ35によって28LMの流量でH2を
反応容器39に導入する。
そして、反応圧力を1.2Torrに調整後、高周波電
源57から2kWの電力を供給し、前記第1の光導電層
5の上に第2の光導N層7として5μmのマイクロクリ
スタリンシリコン層を形成する。
源57から2kWの電力を供給し、前記第1の光導電層
5の上に第2の光導N層7として5μmのマイクロクリ
スタリンシリコン層を形成する。
その次に、前記第1の光導電層5を形成する場合と同様
に、第2の光導電層7の上に第3の光導電層9として5
μmのアモルファス窒化シリコン層を形成する。
に、第2の光導電層7の上に第3の光導電層9として5
μmのアモルファス窒化シリコン層を形成する。
以上の製造工程により第1図に示す電子写真用感光体が
形成されるが、この第3の光導電層9の上に更に表面保
護層11として2μmのアモルファスシリコンを形成す
ることにより第2図に示す電子写真用感光体が形成され
るのである。
形成されるが、この第3の光導電層9の上に更に表面保
護層11として2μmのアモルファスシリコンを形成す
ることにより第2図に示す電子写真用感光体が形成され
るのである。
以上のように形成された電子写真用感光体のドラムを半
導体レーザプリンタに組込んでカールソン方式により画
像形成を行った所、感光体表面での露光量が25erΩ
/ cm2でも鮮明で解像度が高い画像を得ることがで
きた。更に、この転写プロセスの再現性、安定性を調べ
るために複写を繰り返した所、転写画像は極めて良好で
あり、このような層構成を有する電子写真用感光体は耐
コロナ性、耐湿性、耐摩耗性等の耐久性にも優れている
ことが実証された。
導体レーザプリンタに組込んでカールソン方式により画
像形成を行った所、感光体表面での露光量が25erΩ
/ cm2でも鮮明で解像度が高い画像を得ることがで
きた。更に、この転写プロセスの再現性、安定性を調べ
るために複写を繰り返した所、転写画像は極めて良好で
あり、このような層構成を有する電子写真用感光体は耐
コロナ性、耐湿性、耐摩耗性等の耐久性にも優れている
ことが実証された。
なお、上記実施例においては、電子写真用感光体として
支持基体1、ブロッキング層3、光導電層5,7.9表
面保護層11の形態を取っているが、この他に支持基体
、電荷輸送層、電荷発生層の形態または支持基体、ブロ
ッキング層、電荷輸送層、電荷発生層の形態が考えられ
る。そして、電荷発生層は層の一部または全部がマイク
ロクリスタリンシリコンから形成されており、この場合
の電荷発生層の膜圧は薄くともよく、0.1〜10μm
が好ましい。電荷輸送層は電荷発生層で発生したキャリ
アを効率よく支持期待側へ到達させることができ、これ
によりキャリアの寿命が長く、移動度の大きい層として
形成され、キャリアの輸送性が向上する。電荷輸送層は
アモルファスシリコンで形成されても、またマイクロク
リスタリンシリコンで形成されてもよく、暗抵抗を大き
くして帯電能を向上させるために周期律表第■族かまた
は第V族の元素のいずれか一方がライトドーピング、す
なわち低濃度でドープ処理されているものが好ましい。
支持基体1、ブロッキング層3、光導電層5,7.9表
面保護層11の形態を取っているが、この他に支持基体
、電荷輸送層、電荷発生層の形態または支持基体、ブロ
ッキング層、電荷輸送層、電荷発生層の形態が考えられ
る。そして、電荷発生層は層の一部または全部がマイク
ロクリスタリンシリコンから形成されており、この場合
の電荷発生層の膜圧は薄くともよく、0.1〜10μm
が好ましい。電荷輸送層は電荷発生層で発生したキャリ
アを効率よく支持期待側へ到達させることができ、これ
によりキャリアの寿命が長く、移動度の大きい層として
形成され、キャリアの輸送性が向上する。電荷輸送層は
アモルファスシリコンで形成されても、またマイクロク
リスタリンシリコンで形成されてもよく、暗抵抗を大き
くして帯電能を向上させるために周期律表第■族かまた
は第V族の元素のいずれか一方がライトドーピング、す
なわち低濃度でドープ処理されているものが好ましい。
更に、帯電能を向上させ電荷輸送と電位保持の両機能を
備えたものとするために、炭素、窒素および酸素のうち
少なくともいずれか一種以上を含有させることも可能で
ある。また、電荷輸送層はその膜厚が薄すぎてもその機
能を十分に果さず、好ましい膜厚としては3〜80μm
である。また、ブロッキング層は電荷輸送層、電荷発生
層の機能分離型の感光体においてその電荷保持能を向上
させるために支持基体上に形成され、その特性は上述し
たものと同様にp型層、n型層を帯電特性に応じて適宜
使い分けることが必要である。更に、このブロッキング
層は上述したものと同様にアモルファスシリコンで形成
されてもよく、またマイクロクリスタリンシリコンで形
成されてもよい。
備えたものとするために、炭素、窒素および酸素のうち
少なくともいずれか一種以上を含有させることも可能で
ある。また、電荷輸送層はその膜厚が薄すぎてもその機
能を十分に果さず、好ましい膜厚としては3〜80μm
である。また、ブロッキング層は電荷輸送層、電荷発生
層の機能分離型の感光体においてその電荷保持能を向上
させるために支持基体上に形成され、その特性は上述し
たものと同様にp型層、n型層を帯電特性に応じて適宜
使い分けることが必要である。更に、このブロッキング
層は上述したものと同様にアモルファスシリコンで形成
されてもよく、またマイクロクリスタリンシリコンで形
成されてもよい。
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、光導電層をマ
イクロクリスタリンシリコンとアモルファス窒化シリコ
ンとを積層して形成しているので、電気的、光学的特性
が優れかつ安定化し、帯電特性に優れ、残留電位が低く
、近赤外領域までの広い波長領域にわたって高感度であ
り、更に基板との密着性が良好であり、耐環境性に優れ
、疲労が少なく繰返し特性が優れている。
イクロクリスタリンシリコンとアモルファス窒化シリコ
ンとを積層して形成しているので、電気的、光学的特性
が優れかつ安定化し、帯電特性に優れ、残留電位が低く
、近赤外領域までの広い波長領域にわたって高感度であ
り、更に基板との密着性が良好であり、耐環境性に優れ
、疲労が少なく繰返し特性が優れている。
第1図はこの発明の一実施例を示す電子写真用感光体の
部分拡大断面図、第2図はこの発明の他の実施例を示す
電子写真用感光体の部分拡大断面図、第3図は第1図お
よび第2図の電子写真用感光体を製造する成膜装置の構
成図である。 1・・・支持基体 3・・・ブロッキング層5・
・・第1の光導電層 7・・・第2の光導電層9・・・
第3の光導電層 11・・・表面保Ill。
部分拡大断面図、第2図はこの発明の他の実施例を示す
電子写真用感光体の部分拡大断面図、第3図は第1図お
よび第2図の電子写真用感光体を製造する成膜装置の構
成図である。 1・・・支持基体 3・・・ブロッキング層5・
・・第1の光導電層 7・・・第2の光導電層9・・・
第3の光導電層 11・・・表面保Ill。
Claims (15)
- (1)導電性支持体と該導電性支持体上に設けられた光
導電層とを有する電子写真用感光体において、前記導電
性支持体と光導電層との間にブロッキング層を有し、前
記光導電層は、前記ブロッキング層に隣接し、アモルフ
ァス窒化シリコンを有する第1の光導電層と、該第1の
光導電層に対して前記ブロッキング層が隣接する側と反
対の側に隣接し、マイクロクリスタリンシリコンを有す
る第2の光導電層と、該第2の光導電層に対して前記第
1の光導電層が隣接する側と反対の側に隣接し、アモル
ファス窒化シリコンを有する第3の光導電層とを有する
ことを特徴とする電子写真用感光体。 - (2)前記マイクロクリスタリンシリコンは水素原子を
含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の電子写真用感光体。 - (3)前記マイクロクリスタリンシリコンは周期律表第
III族の元素を含有することを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第2項のいずれかに記載の電子写真用感光
体。 - (4)前記マイクロクリスタリンシリコンは周期律表第
V族の元素を含有することを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第2項のいずれかに記載の電子写真用感光体
。 - (5)前記マイクロクリスタリンシリコンが炭素、酸素
および窒素のうち少なくとも1種以上を含有することを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか
に記載の電子写真用感光体。 - (6)前記アモルファス窒化シリコンは水素原子を含有
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子
写真用感光体。 - (7)前記アモルファス窒化シリコンは周期律表第III
族の元素を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第6項記載の電子写真用感光体。 - (8)前記アモルファス窒化シリコンは周期律第表第V
族の元素を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第6項記載の電子写真用感光体。 - (9)前記ブロッキング層は炭素、酸素および窒素のう
ち少なくとも1種以上の元素を含有するマイクロクリス
タシリコンから構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の電子写真用感光体。 - (10)前記ブロッキング層はアモルフアスシリコンか
ら構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の電子写真用感光体。 - (11)前記ブロッキング層はアモルファス炭化シリコ
ンから構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電子写真用感光体。 - (12)前記ブロッキング層はアモルファス窒化シリコ
ンから構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電子写真用感光体。 - (13)前記ブロッキング層は周期律表第III族又は第
V族のいずれかから少なくとも1種類以上の元素を含有
することを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至第12
項のいずれかに記載の電子写真感光体。 - (14)前記ブロッキング層は周期律表第III族および
第V族からそれぞれ少なくとも1種類以上の元素を同時
に含有することを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至
第12項のいずれかに記載の電子写真用感光体。 - (15)前記光導電層は第3の光導電層に対して第2の
光導電層が隣接する側と反対の側に隣接する保護層を有
することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第14
項のいずれかに記載の電子写真用感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61215960A JPS6270854A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 電子写真用感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61215960A JPS6270854A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 電子写真用感光体 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14167385A Division JPS622268A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 電子写真用感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6270854A true JPS6270854A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16681093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61215960A Pending JPS6270854A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 電子写真用感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6270854A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6364054A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 静電潜像担持体 |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61215960A patent/JPS6270854A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6364054A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 静電潜像担持体 |
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