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JPH0233144B2 - DENSHISHASHIN KANKOTAI - Google Patents
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JPH0233144B2 - DENSHISHASHIN KANKOTAI - Google Patents

DENSHISHASHIN KANKOTAI

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JPH0233144B2
JPH0233144B2 JP9866782A JP9866782A JPH0233144B2 JP H0233144 B2 JPH0233144 B2 JP H0233144B2 JP 9866782 A JP9866782 A JP 9866782A JP 9866782 A JP9866782 A JP 9866782A JP H0233144 B2 JPH0233144 B2 JP H0233144B2
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Toshiki Yamazaki
Masatoshi Matsuzaki
Hiroyuki Nomori
Tetsuo Shima
Isao Myokan
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子写真感光体に関するものである。 従来、電子写真感光体として、Se、又はSeに
As、Te、Sb等をドープした感光体、ZnOやCdS
を樹脂バインダーに分散させた感光体等が知られ
ている。しかしながらこれらの感光体は、環境汚
染性、熱的安定性、機械的強度の点で問題があ
る。 一方、アモルフアスシリコン(以下、a−Siと
称する。)を母体として用いた電子写真感光体が
近年になつて提案されている。a−Siは、Si−Si
の結合手が切れたいわゆるダングリングボンドを
有しており、この欠陥に起因してエネルギーギヤ
ツプ内に多くの局在準位が存在する。このため
に、熱励起担体のホツピング伝導が生じて暗抵抗
が小さく、また光励起担体が局在準位にトラツプ
されて光導電性が悪くなつている。そこで、上記
欠陥を水素原子(H)で補償してSiにHを結合さ
せることによつて、ダングリングボンドを埋める
ことが行われる。 このようなアモルフアス水素化シリコン(以
下、a−Si:Hと称する。)の暗所での抵抗率は
108〜109Ω−cmであつて、アモルフアスSeと比較
すれば約1万分の1も低い。従つて、a−Si:H
の単層からなる感光体は表面電位の暗減衰速度が
大きく、初期帯電電位が低いという問題点を有し
ている。しかし他方では、可視及び赤外領域の光
を照射すると抵抗率が大きく減少するため、感光
体の感光層として極めて優れた特性を有してい
る。 また、a−Si:Hを表面とする感光体は、長期
に亘つて大気や湿気に曝されることによる影響、
コロナ放電で生成される化学種の影響等の如き表
面の化学的安定性に関して、これ迄十分な検討が
なされていない。例えば1カ月以上放置したもの
は湿気の影響を受け、受容電位が著しく低下する
ことが分つている。一方、アモルフアス炭化シリ
コン(以下、a−SiC:Hと称する。)について、
その製法や存在が“Phil.Mag.Vol.35”(1978)等
に記載されており、その特性として、耐熱性や表
面硬度が高いこと、a−Si:Hと比較して高い暗
所抵抗率(1012〜1013Ω−cm)を有すること、炭
素量により光学的エネルギーギヤツプが1.6〜
2.8eVの範囲に亘つて変化すること等が知られて
いる。 こうしたa−SiC:Hとa−Si:Hとを組合せ
た電子写真感光体は例えば特開昭57−17952号に
おいて提案されている。これによれば、a−Si:
H層を感光(光導電)層とし、この受光面上に第
1のa−SiC:H層を形成し、裏面上(支持体電
極側)に第2のa−SiC:H層を形成して、3層
構造の感光体としている。 本発明者は、こうした3層構造のもつ特長を生
かし、かつその各層の厚み、成分等について従来
なされなかつた検討を加えつつ、特に電荷保持及
び輸送のためのa−SiC:H層と感光層である光
導電層を独得な組成に形成することによつてその
比抵抗を充分に高め、記録体として満足すべき暗
抵抗を付与することに成功し、本発明に到達した
ものである。 即ち、本発明は、基体上に、少なくとも、厚み
が5000Å〜80μmの第2のアモルフアス水素化及
び/又はフツ素化炭化シリコン層と、厚みが2500
Å〜10μmのアモルフアス水素化及び/又はフツ
素化シリコンからなる電荷発生層と、第1のアモ
ルフアス水素化及び/又はフツ素化炭化シリコン
層とを順次積層せしめた積層体からなり、 (a) 前記第2のアモルフアス水素化及び/又はフ
ツ素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
10atomic%〜90atomic%であり、水素原子含
有量が1atomic%〜40atomic%であり、周期表
第A族元素が含有され、暗抵抗率が1013Ω−
cm以上であり、 (b) 前記アモルフアス水素化及び/又はフツ素化
シリコンからなる電荷発生層は水素原子含有量
が1atomic%〜40atomic%であり、周期表第
A族元素が含有され、暗抵抗率が1010Ω−cm以
上であり、 (c) 前記第1のアモルフアス水素化及び/又はフ
ツ素化炭素シリコン層は炭素原子含有量が
40atomic%〜90atomic%であり、水素原子含
有量が1atomic%〜40atomic%であり、周期表
第A族元素が含有され、暗抵抗率が1013Ω−
cm以上である ことを特徴とする電子写真感光体に係るものであ
る。 以下、本発明を図面に基いて詳細に例示する。 本発明による感光体は、例えば第1図に示す如
く、導電性支持基板1上に上記第2のa−SiC:
H層2、上記a−Si:H(光導電)層3、上記第
1のa−SiC:H層4が順次積層せしめられたも
のからなつている。第2のa−SiC:H層2は主
として電荷ブロツキング、電位保持、電荷輸送及
び基板1に対する接着性向上の各機能を有し、
5000Å〜80μm(より望ましくは5μm〜30μm)
の厚みに形成されるのがよい。光導電層3は光照
射に応じて電荷担体(キヤリア)を発生させるも
のであつて、その厚みは2500Å〜10μm(特に
5000Å〜5μm)であるのが望ましい。更に、第
1のa−SiC:H層4はこの感光体の表面電位特
性の改善、長期に亘る電位特性の保持、耐環境性
の維持(湿度や雰囲気、コロナ放電で生成される
化学種の影響防止)、表面硬度が高いことによる
耐刷性の向上、感光体使用時の耐熱性の向上、熱
転写性(特に粘着転写性)の向上等の機能を有
し、いわば表面改質層として働くものである。こ
の第1のa−SiC:H層4の厚みは50Å〜2000
Å、望ましくは400Å〜1600Åと薄くすることが
重要である。 この感光体において注目すべきことは、既述し
た如きa−SiC/a−Si:H/a−SiCの積層構
造のもつ特長を具備するだけでなく、周期律表第
A族元素のドーピングにより第1及び第2のa
−SiC:H層が1013Ω−cm以上の抵抗率ρD1に高め
られており、又光導電層としてのa−Si:H層3
が1010Ω−cm以上の抵抗率ρD2に高められており、
これにより光導電層の面方向の電荷リーク現象に
基く電位減衰が防止され、又光導電層、第1及び
第2のa−SiC:H層の抵抗率が共に高められて
いることから、像形成に必要な高抵抗かつ高感度
の感光体が得られる。このように不純物ドーピン
グによりρDを従来のものよりずつと高めに設定す
ることは、本発明者が種々実験を重ねた結果、帯
電電位を充分にし、暗減衰率を少なくし、光感度
を高くして実用的に優れた感光体特性と鮮明な画
像を得る上で極めて重要であり、本発明において
はじめて提案されたものである。 これに加えて第1図の感光体は上記積層構造か
らなつているので、従来のSe感光体と比較して
薄い膜厚で高い電位を保持し、可視領域及び赤外
領域の光に対して優れた感度を示し、耐熱性、耐
刷性が良く、かつ安定した耐環境性を有するa−
Si系感光体(例えば電子写真用)を提供すること
ができる。 次に、本発明による感光体を製造するのに使用
可能な装置(グロー放電装置)を第2図について
説明する。 この装置11の真空槽12内では、基板1が基
板保持部14上に固定され、ヒーター15で基板
1を所定温度に加熱し得るようになつている。基
板1に対向して高周波電極17が配され基板1と
の間にグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中
の20,21,22,23,24,27,28,
29,30,35,36,38は各バルブ、31
はSiH4又はガス状シリコン化合物の供給源、3
2はCH4又はガス状炭素化合物の供給源、33は
Ar又はH2等のキヤリアガス供給源、34はジボ
ランガスの供給源である。このグロー放電装置に
おいて、まず支持体である例えばAl基板1の表
面を清浄化した後に真空槽12内に配置し、真空
槽12内のガス圧が10-6Torrとなるようにバル
ブ36を調節して排気し、かつ基板1を所定温
度、例えば200℃に加熱保持する。次いで、高純
度の不活性ガスをキヤリアガスとして、SiH4
はガス状シリコン化合物、ジボランガス及びCH4
又はガス状炭素化合物を適当量希釈した混合ガス
を真空槽12内に導入し、0.01〜10Torrの反応
圧下で高周波電源16により高周波電力を印加す
る。これによつて、上記各反応ガスをグロー放電
分解し、水素を含むボロンドープドa−SiC:H
を上記の層24として基板1上に堆積させる。こ
の際、シリコン化合物と炭素化合物の流量比及び
基板温度を適宜調整することによつて、所望の組
成比及び光学的エネルギーギヤツプを有するa−
Si1−xCx:H(例えばxが0.9程度のものまで)を
析出させることができ、また析出するa−SiC:
Hの電気的特性にさほどの影響を与えることな
く、1000Å/min以上の速度でa−SiC:Hを堆
積させることが可能である。更に、ボロンドープ
されたa−Si:H(上記の感光層3)を堆積させ
るには、炭素化合物を供給しないでシリコン化合
物と共に周期表第A族元素のガス状化合物、例
えばB2H6を適当量添加し、両ガスをグロー放電
分解しているので、a−Si:Hの光導電性の向上
と共にその高抵抗化も図れる。 上記の第1及び第2のa−SiC:H層ともに、
水素を含有することが必要であるが、水素を含有
しない場合には感光体の電荷保持特性が実用的な
ものとはならないからである。このため、水素含
有量は1〜40atomic%(更には10〜30atomic%)
とするのが望ましい。光導電層3中の水素含有量
は、ダングリングボンドを補償して光導電性及び
電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であ
つて、通常は1〜40atomic%であり、10〜
30atomic%であるのがより望ましい。 このようにグロー放電分解で各層を形成するに
際し、特にa−SiC:H層2及び4、光導電層3
に関し、ジボランガスとシリコン化合物ガス(例
えばモノシラン)との流量比を適切に選ぶことが
必要である。 第3図には、a−SiC:H層2及び4にドーピ
ングを行なつた場合において、ジボランとモノシ
ランとの流量比(目盛は対数目盛)による暗抵抗
率(ρD)の変化が示されている。一般にノンドー
プのa−SiC:Hは幾分N型化された導電性を示
すが、ボロンをドープすると不純物が相殺
(compenastion)されてゆき、実質的に真性化さ
れた状態となり、更にボロンドーピング量を増や
すと今度はP型に変換される。第3図の結果によ
れば、本発明の目的を達成する上で流量比
(B2H6/SiH4)を適切に選択すればρDを1013Ω−
cm以上とし、更にa−SiC:Hを実質的に真性化
してρDを1014Ω−cm以上とすることができる。 このようにa−SiC:H層2及び4にボロンを
所定濃度で含有させることによつて、当該a−
SiC:H層2及び4の暗抵抗率ρDが1013Ω−cm以
上に高められるので、かかる層を感光層中に組み
込むことにより初期帯電電位が増え、暗減衰等の
電子写真特性を向上させることができる。特に、
前記a−SiC:H層2及び4のρDを1014Ω−cm以
上とすれば、更に性能の向上が期待できる。これ
に反して、ρDが1013Ω−cm未満(ボロンをドープ
しない場合には5×1012Ω−cm以下:B2H6
SiH4の流量比で0〜1ppm)の場合には、上記し
た特性の向上は得ることができず、かかるa−
SiC:H層2及び4を有する感光体として帯電特
性、暗減衰特性等の点で充分ではない。 a−SiC:H層2及び4のボロン含有量は上記
の暗抵抗値を得るために適切に選択する必要があ
り、ジボランの流量で表わしたときに第3図から
B2H6/SiH4=10〜200ppmであるのが望ましく、
100ppm程度が更に望ましい。この流量比は使用
するガスの種類によつて、10〜500ppmとするこ
とができる。 第4図は、a−Si:H層3にドーピングを行な
つた場合のB2H6/SiH4の流量比による当該a−
Si:H層3のρD変化が示されているが、これによ
れば、上記流量比を20〜300ppmとすればρD
1010Ω−cm以上にでき、本発明の目的を達成でき
ることが分る。上記流量比を更に選択すれば、a
−Si:H層3を実質的に真性化してρDを1011Ω−
cm化上、更には1012Ω−cm以上にまで高めること
ができる。なお、使用する反応ガスの種類によつ
とは、上記流量比を10〜500ppmとすることも可
能である。 上記した如く、本実施例による感光体は、不純
物ドーピングによつて暗抵抗を充分に高め得るa
−SiC:H層2及び4及びa−Si:H層3を具備
しているので、これら両層の組合せによつて感光
体の暗抵抗、更には帯電特性が相乗的に向上した
ものとなつている。 第5図は、本発明による感光体を蒸着法により
作成するのに用いる蒸着装置を示すものである。 ベルジヤー41は、バタフライバルブ42を有
する排気管43を介して真空ポンプ(図示せず)
を接続し、これにより当該ベルジヤー41内を例
えば10-3〜10-7Torrの高真空状態とし、当該ベ
ルジヤー41内には基板1を配置してこれをヒー
ター45により温度150〜500℃、好ましくは250
〜450℃に加熱すると共に、直流電源46により
基板1に0〜10KV、好ましくは−1〜−6KVの
直流負電圧を印加し、その出口が基板1と対向す
るようベルジヤー41に出口を接続して設けた水
素ガス放電管47よりの活性水素及び水素イオン
をベルジヤー41内に導入しながら、基板1と対
向するよう設けたシリコン蒸発源48及びアルミ
ニウム蒸発源49を加熱すると共に各上方のシヤ
ツターSを開き、シリコン及びアルミニウムをそ
の蒸発速度比が例えば1:10-4となる蒸発速度で
同時に蒸発せしめる。これによりアルミニウムド
ープドa−Si:H層3(第1図参照)を形成す
る。また、アルミニウム蒸発源49のシヤツター
Sを開けたままベルジヤー41内へ、放電管50
により活性化されたメタンガスを導入し、これに
よりアルミニウムを所定量含有するa−SiC:H
層2(第1図参照)を形成する。 上記の放電管47,50の構造を例えば放電管
47について示すと、第6図の如く、ガス入口6
1を有する筒状の一方の電極部材62と、この一
方の電極部材62を一端に設けた、放電空間63
を囲む例えば筒状ガラス製の放電空間部材64
と、この放電空間部材64の他端に設けた、出口
65を有するリング状の他方の電極部材66とよ
り成り、前記一方の電極部材62と他方の電極部
材66との間に直流又は交流の電圧が印加される
ことにより、ガス入口61を介して供給された例
えば水素ガスが放電空間63においてグロー放電
を生じ、これにより電子エネルギー的に賦活され
た水素原子若しくは分子より成る活性水素及びイ
オン化された水素イオンが出口65より排出され
る。この図示の例の放電空間部材64は二重管構
造であつて冷却水を流過せしめ得る構成を有し、
67,68が冷却水入口及び出口を示す。69は
一方の電極部材62の冷却用フインである。 上記の水素ガス放電管47における電極間距離
は10〜15cmであり、印加電圧は600V、放電空間
63の圧力は10-2Torr程度とされる。 この第5図及び第6図の蒸着装置により作成さ
れる感光体においても、a−SiC:H層2及び
4、a−Si:H層3はアルミニウムのドーピング
によつて暗抵抗率ρDが高められ(更には実質的に
真性化)されており、これによつて光導電層とし
てのa−Si:H層の面方向の電荷リークに基く電
位減衰が防止されると共に光導電性が向上する。
また、a−SiC:H層がドープされることによ
り、一層暗抵抗率が増大し高抵抗な感光体が得ら
れる。このためには、蒸着時にシリコン蒸気に対
しアルミニウム蒸気を10〜500ppm、更には20〜
300ppmの濃度にするのがよい。 次に、本発明による感光体の各層を更に詳しく
説明する。 第1のa−SiC:H層 このa−SiC:H層4は感光体の表面を改質し
てa−Si系感光体を実用的に優れたものとするた
めに必須不可欠なものである。即ち、表面での電
荷保持と、光照射による表面電位の減衰という電
子写真感光体としての基本的な動作を可能とする
ものである。従つて、帯電、光減衰の繰返し特性
が非常に安定となり、長期間(例えば1カ月以
上)放置しておいても良好な電位特性を再現でき
る。これに反し、a−Si:Hを表面とした感光体
の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気等の影響
を受け易く、電位特性の経時変化が著しくなる。
また、a−SiC:Hは表面硬度が高いために、現
像、転写、クリーニング等の工程における耐摩耗
性があり、更に耐熱性も良いことから粘着転写等
の如く熱を付与するプロセスを適用することがで
きる。 このような優れた効果を総合的に奏するために
は、a−SiC:H層4の膜厚を上記した50Å〜
2000Åの範囲内に選択することが重要である。即
ち、その膜厚を2000Å以上とした場合には、残留
電位が高くなりすぎかつ感度の低下も生じ、a−
Si系感光体としての良好な特性を失なつてしま
う。 また、膜厚を50Å未満とした場合には、トンネ
ル効果によつて電荷が表面上に帯電されなくなる
ため、暗減衰の増大や光感度の著しい低下が生じ
てしまう。従つて、a−SiC:H層4の膜厚は
2000Å未満、50Å以上とするのがよい。 また、このa−SiC:H層4については、上記
した効果を発揮する上でその炭素組成を選択する
ことも重要であることが分つた。組成比をa−
Si1−xCx:Hと表わせば、xを0.4以上、特に0.4
≦x≦0.9とすること(炭素原子含有量が
40atomic%〜90atomic%であること)が望まし
い。即ち、0.4≦xとすれば、光学的エネルギー
ギヤツプがほぼ2.3eV以上となり、第7図に示し
たように、可視及び赤外光に対しいわゆる光学的
に透明な窓効果により照射光はa−Si:H層(電
荷発生層)3に到達することになる。逆にx<
0.4であると、一部分の光は表面層4に吸収され、
感光体の光感度が低下し易くなる。また、xが
0.9を越えると層の殆んどが炭素となり、半導体
特性が失なわれる外、a−SiC:H膜をグロー放
電法で形成するときの堆積速度が低下するから、
x≦0.9とするのがよい。 第2のa−SiC:H層 このa−SiC:H層2は電位保持及び電荷輸送
の両機能を担い、上記不純物のドーピングによつ
て暗所抵抗率を向上させ、耐高電界性を有し、単
位膜厚当りに保持される電位が高く、しかも感光
層3から注入される電子またはホールが大きな移
動度と寿命を示すので、電荷担体を効率よく支持
体1側へ輸送する。また、炭素の組成によつてエ
ネルギーギヤツプの大きさを調節できるため、感
光層3において光照射に応じて発生した電荷担体
に対し障壁を作ることなく、効率よく注入させる
ことができる。また、この第2のa−SiC:H層
2は支持体1、例えばAl電極との接着性や膜付
きが良いという性質も有している。従つてこのa
−SiC:H層2は実用レベルの高い表面電位を保
持し、a−Si:H層3で発生した電荷担体を効率
良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感
光体とする働きがある。 こうした機能を果すために、a−SiC:H層2
の膜厚は、例えばカールソン方式による乾式現像
法を適用するためには5000Å〜80μmであること
が望ましい。この膜厚が5000Å未満であると薄す
ぎるために現像に必要な表面電位が得られず、ま
た80μmを越えるとa−Si:H層3で発生した電
荷担体の支持体1への到達率が低下してしまう。
但、このa−SiC:H層の膜厚は、Se感光体と比
較して薄くしても(例えば十数μm)実用レベル
の表面電位が得られる。 また、このa−SiC:H層2をa−Si1−xCx:
Hと表わしたとき、0.1≦x≦0.9(炭素原子含有
量が10atomic%〜90atomic%)とするのが望ま
しい。0.1≦xとすればa−SiC:H層3とは全く
異なつたものにでき、また0.9<xとすれば層の
殆んどが炭素になり半導体特性が失なわれる他に
製膜時の堆積速度が低下し、これらを防ぐために
はx≦0.9とするのがよいからである。 a−Si:H層(光導電層又は感光層) このa−Si:H層3は、可視光及び赤外光に対
して高い光導電性を有するものであつて、第6図
に示す如く、波長650nm付近での赤色光に対し
ρD/ρLが最高〜104となる。このa−Si:Hを感
光層として用いれば、可視領域全域及び赤外領域
の光に対して高感度な感光体を作成できる。しか
も、周期表第A族元素のドーピングにより抵抗
率及び光導電性が一層高まり、これに伴なつて感
光体の暗抵抗及び光感度が一層向上するから、帯
電電位、暗減衰共に良好となつている。可視光及
び赤外光を無駄なく吸収して電荷担体を発生させ
るためには、a−Si:H層3の膜厚は2500Å〜
10μmとするのが望ましい。膜厚が2500Å未満で
あると照射された光は全て吸収されず、一部分は
下地のa−SiC:H層2に到達するために光感度
が大幅に低下する。また、a−Si:H層3は感光
層として光吸収に必要な厚さ以上に厚くする必要
はなく、最大10μmとすれば充分である。 以上に説明した例においては、ダングリングボ
ンドを補償するためには、a−Siに対しては上記
したHの代りに、或いはHと併用してフツ素を導
入し、a−Si:F、a−Si:H:F、a−SiC:
F、a−SiC:H:Fとすることもできる。この
場合のフツ素量は0.01〜20atomic%がよく、0.5
〜10atomic%がより望ましい。 なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によ
るものであるが、これ以外にも、スパツタリング
法、イオンプレーテイング法等によつても上記感
光体の製造が可能である。使用する反応ガスは
SiH4以外にもSi2H6、SiHF3、SiF4又はその誘導
体ガス、CE4以外のC2H6、C3H8等の低級炭化水
素ガスやCF4が使用可能である。更に、ドーピン
グされる不純物は上記のボロン、アルミニウム以
外にもガリウム、インジウム等の他の周期表第
A族元素が使用可能である。 本発明による感光体は、例えば第8図に示す如
くに構成してよい。即ち、第2のa−SiC:H層
2は電位保持、基板1からの電荷注入防止、基板
1に対する接着性向上の各機能を有し、50Å〜
5000Åの厚みに形成されるのがよい。光導電層3
は光照射に応じて電荷担体(キヤリア)を発生さ
せるものであつて、特に600〜850nmの長波長域
で高感度を示し、その厚みは5000Å〜80μmであ
るのが望ましい。更に、第1のa−SiC:H層4
はこの感光体の表面電位特性の改善、長期に亘る
電位特性の保持、耐環境性の維持(湿度や雰囲
気、コロナ放電で生成される化学種の影響防止)、
炭素含有による結合エネルギーの向上で表面硬度
が高くなることによる機械的強度及び耐刷性の向
上、感光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特
に粘着転写性)の向上等の機能を有し、いわば表
面改質層として働くものである。そして、この第
1のa−SiC:H層4の厚みtを上記の如く50Å
≦t≦5000Åに選択することが重要である。 次に、本発明を電子写真感光体に適用した実施
例を具体的に説明する。 実施例 1 グロー放電分解法によりAl支持体上に第1図
の構造の電子写真感光体を作製した。先ず平滑な
表面を持つ清浄なAl支持体をグロー放電装置の
反応(真空)槽内に設置した。反応槽内を
10-6Torr台の高真空度に排気し、支持体温度を
200℃に加熱した後高純度Arガスを導入し、
0.5Torrの背圧のもとで周波数13.56MHz、電力密
度0.04W/cm2の高周波電力を印加し、15分間の予
備放電を行つた。次いで、SiH4とCH4からなる
反応ガスを導入し、流量比3:1:0.5の(Ar+
SiH4+CH4)混合ガス及びB2H6ガスをグロー放
電分解することにより、電位保持及び電荷輸送機
能を担うa−SiC:H層を2μm/時の堆積速度で
製膜した。このa−SiC:H層中の炭素含有率
は、オージエ電子分光分析の結果、20atomic%
であつた。反応槽を一旦排気した後、CH4は供給
せず、ArをキヤリアガスとしてSiH4及びB2H6
放電分解し、ボロンドープドa−Si:H感光層を
形成した後、再びCH4を供給し、今度は流量比
5:1:4の(Ar+SiH4+CH4)混合ガス及び
B2H6ガスをグロー放電分解し、ボロンドープド
a−SiC:H表面改質層を更に設け、電子写真感
光体を完成させた。このa−SiC:H表面改質層
の光学的エネルギーギヤツプは2.5eVであつた。
また、炭素組成が50atomic%であることが分析
によりわかつた。 このようにして作製した感光体に、負極性で
6KVのコロナ放電を行つて、表面を負電位に帯
電させた。2秒間の暗減衰の後、1luxの光照射に
より表面電位はほぼ直線的に減衰した。この時の
半減露光量は少なく、残留電位はほとんどなく、
帯電・露出の繰返し特性も非常に良好であつた。 実施例 2 第5図の真空蒸着槽41を用いてAl基板1上
に、光導電層としてのアルミニウムドープドa−
Si:H:Al層3を形成した。この光導電層の上、
下にはアルミニウムドープドa−SiC:H層2及
び4を前述した蒸着法で形成した。即ち、前記槽
41を真空ポンプにより10-4Torrに排気し、こ
の槽41内に第6図の放電装置47を用いて放電
活性化した水素ガス(100c.c./minの流量)を導
入し、シリコン蒸発源48及びAl蒸発源49を
電子銃加熱して蒸発せしめ、シリコン蒸発量と
Al蒸発量をクリスタルモニターで検知しながら
104:1の比(Siの蒸発量に対するAlの蒸発量濃
度は100ppm)になるようにし、基板電圧−
2KV、基板温度300℃で蒸着し、a−Si:H:Al
層3を形成した。a−SiC:H層2及び4の形成
時は、メタンガスを30c.c./minの流量で導入し、
外は上記と同様にして、a−SiC:H層を形成
し、本発明の感光体を得た。 以上の本発明による感光体及び比較用感光体を
川口電気社製エレクトロメータ及びU−BixV−
2改造機による性能テストを行なつた結果を下記
表に示した。
The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor. Conventionally, as electrophotographic photoreceptors, Se or Se
Photoreceptor doped with As, Te, Sb, etc., ZnO and CdS
Photoreceptors, etc., in which the compound is dispersed in a resin binder are known. However, these photoreceptors have problems in terms of environmental pollution, thermal stability, and mechanical strength. On the other hand, electrophotographic photoreceptors using amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) as a matrix have been proposed in recent years. a-Si is Si-Si
It has so-called dangling bonds, in which the bonding hands of the atoms are broken, and many localized levels exist within the energy gap due to this defect. For this reason, hopping conduction of thermally excited carriers occurs, resulting in a small dark resistance, and photoexcited carriers are trapped in localized levels, resulting in poor photoconductivity. Therefore, the dangling bonds are filled by compensating for the defects with hydrogen atoms (H) and bonding H to Si. The resistivity of such amorphous hydrogenated silicon (hereinafter referred to as a-Si:H) in the dark is
It is 10 8 to 10 9 Ω-cm, which is about 1/10,000 times lower than that of amorphous Se. Therefore, a-Si:H
A photoreceptor consisting of a single layer has problems in that the dark decay rate of the surface potential is high and the initial charging potential is low. However, on the other hand, when irradiated with light in the visible and infrared regions, the resistivity is greatly reduced, so it has extremely excellent properties as a photosensitive layer of a photoreceptor. In addition, photoreceptors with a-Si:H surfaces are susceptible to the effects of long-term exposure to the atmosphere and moisture.
Up to now, sufficient studies have not been made regarding the chemical stability of the surface, such as the influence of chemical species generated by corona discharge. For example, it has been found that when left for more than one month, the acceptance potential decreases significantly due to the influence of moisture. On the other hand, regarding amorphous silicon carbide (hereinafter referred to as a-SiC:H),
Its manufacturing method and existence are described in "Phil.Mag.Vol.35" (1978), etc., and its characteristics include high heat resistance and surface hardness, and high dark resistance compared to a-Si:H. (10 12 to 10 13 Ω-cm), and the optical energy gap is 1.6 to 1.6 depending on the carbon content.
It is known that it varies over a range of 2.8 eV. An electrophotographic photoreceptor combining such a-SiC:H and a-Si:H has been proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 17952/1983. According to this, a-Si:
The H layer is a photosensitive (photoconductive) layer, a first a-SiC:H layer is formed on the light-receiving surface, and a second a-SiC:H layer is formed on the back surface (support electrode side). The photoreceptor has a three-layer structure. The present inventor took advantage of the features of such a three-layer structure, and while conducting studies that had not been previously done on the thickness and components of each layer, the present inventors developed an a-SiC:H layer for charge retention and transport, and a photosensitive layer. By forming a photoconductive layer with a unique composition, the specific resistance of the photoconductive layer can be sufficiently increased, and the present invention has been achieved by successfully imparting a dark resistance that is satisfactory as a recording medium. That is, the present invention provides at least a second amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer with a thickness of 5000 Å to 80 μm and a fluorinated silicon carbide layer with a thickness of 2500 Å on the substrate.
Consisting of a laminate in which a charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon with a thickness of Å to 10 μm and a first amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer are sequentially laminated, (a) The second amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer has a carbon atom content of
10 atomic% to 90 atomic%, hydrogen atom content is 1 atomic% to 40 atomic%, contains Group A elements of the periodic table, and has a dark resistivity of 10 13 Ω-
(b) The charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon has a hydrogen atom content of 1 atomic% to 40 atomic%, contains an element of group A of the periodic table, and has a dark resistance. (c) the first amorphous hydrogenated and/or fluorinated carbon silicon layer has a carbon atom content of 10 10 Ω-cm or more;
40 atomic% to 90 atomic%, hydrogen atom content is 1 atomic% to 40 atomic%, contains Group A elements of the periodic table, and dark resistivity is 10 13 Ω-
This invention relates to an electrophotographic photoreceptor characterized by having a diameter of cm or more. Hereinafter, the present invention will be illustrated in detail based on the drawings. For example, as shown in FIG. 1, the photoreceptor according to the present invention has the above-mentioned second a-SiC:
The H layer 2, the a-Si:H (photoconductive) layer 3, and the first a-SiC:H layer 4 are laminated in this order. The second a-SiC:H layer 2 mainly has the functions of charge blocking, potential holding, charge transport, and improving adhesion to the substrate 1,
5000Å to 80μm (more preferably 5μm to 30μm)
It is preferable that the thickness be . The photoconductive layer 3 generates charge carriers in response to light irradiation, and has a thickness of 2500 Å to 10 μm (especially
5000 Å to 5 μm). Furthermore, the first a-SiC:H layer 4 improves the surface potential characteristics of this photoreceptor, maintains long-term potential characteristics, and maintains environmental resistance (humidity, atmosphere, and chemical species generated by corona discharge). It has functions such as improving printing durability due to its high surface hardness, improving heat resistance when using a photoconductor, and improving thermal transferability (especially adhesive transferability), and acts as a surface modification layer. It is something. The thickness of this first a-SiC:H layer 4 is 50 Å to 2000
It is important to make it as thin as 400 Å to 1600 Å, preferably 400 Å to 1600 Å. What is noteworthy about this photoreceptor is that it not only has the features of the a-SiC/a-Si:H/a-SiC stacked structure as described above, but also has the advantage of being doped with Group A elements of the periodic table. first and second a
-SiC:H layer has a resistivity ρ D1 of 10 13 Ω-cm or more, and a-Si:H layer 3 as a photoconductive layer
is increased to a resistivity ρ D2 of 10 10 Ω-cm or more,
This prevents potential attenuation due to charge leakage phenomenon in the in-plane direction of the photoconductive layer, and increases the resistivity of both the photoconductive layer and the first and second a-SiC:H layers. A photoreceptor with high resistance and high sensitivity required for formation can be obtained. As a result of various experiments conducted by the present inventors, setting ρ D gradually higher than that of conventional methods through impurity doping has resulted in a sufficient charging potential, a low dark decay rate, and a high photosensitivity. This is extremely important in obtaining practically excellent photoreceptor characteristics and clear images, and was proposed for the first time in the present invention. In addition, the photoreceptor shown in Figure 1 has the above-mentioned laminated structure, so compared to the conventional Se photoreceptor, it maintains a high potential with a thinner film and is resistant to light in the visible and infrared regions. a- has excellent sensitivity, good heat resistance, printing durability, and stable environmental resistance.
A Si-based photoreceptor (for example, for electrophotography) can be provided. Next, an apparatus (glow discharge apparatus) that can be used to manufacture a photoreceptor according to the present invention will be described with reference to FIG. In the vacuum chamber 12 of this apparatus 11, the substrate 1 is fixed on a substrate holder 14, and the substrate 1 can be heated to a predetermined temperature by a heater 15. A high frequency electrode 17 is arranged opposite to the substrate 1, and a glow discharge is generated between the high frequency electrode 17 and the substrate 1. In addition, 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28,
29, 30, 35, 36, 38 are each valve, 31
is a source of SiH 4 or a gaseous silicon compound, 3
2 is a source of CH 4 or gaseous carbon compounds, 33 is a source of CH 4 or gaseous carbon compounds;
A carrier gas source such as Ar or H 2 , 34 is a source of diborane gas. In this glow discharge device, first, the surface of a support, for example, an Al substrate 1, is cleaned and then placed in a vacuum chamber 12, and the valve 36 is adjusted so that the gas pressure in the vacuum chamber 12 is 10 -6 Torr. Then, the substrate 1 is heated and maintained at a predetermined temperature, for example, 200°C. Then SiH 4 or gaseous silicon compound, diborane gas and CH 4 with high purity inert gas as carrier gas
Alternatively, a mixed gas prepared by diluting an appropriate amount of a gaseous carbon compound is introduced into the vacuum chamber 12, and high frequency power is applied by the high frequency power source 16 under a reaction pressure of 0.01 to 10 Torr. As a result, each of the above reaction gases is decomposed by glow discharge, and hydrogen-containing boron-doped a-SiC:H
is deposited on the substrate 1 as the layer 24 described above. At this time, by appropriately adjusting the flow rate ratio of the silicon compound and the carbon compound and the substrate temperature, a-
Si 1 −xCx: H (for example, x up to about 0.9) can be precipitated, and a-SiC that precipitates:
It is possible to deposit a-SiC:H at a rate of 1000 Å/min or more without significantly affecting the electrical properties of the H. Furthermore, to deposit the boron-doped a-Si:H (photosensitive layer 3 above), a gaseous compound of an element of group A of the periodic table, e.g. Since both gases are decomposed by glow discharge, the photoconductivity of a-Si:H can be improved and its resistance can also be increased. Both the first and second a-SiC:H layers described above,
Although it is necessary to contain hydrogen, if hydrogen is not contained, the charge retention characteristics of the photoreceptor will not be practical. Therefore, the hydrogen content is 1 to 40 atomic% (even 10 to 30 atomic%)
It is desirable to do so. The hydrogen content in the photoconductive layer 3 is essential to compensate for dangling bonds and improve photoconductivity and charge retention properties, and is usually 1 to 40 atomic%, and 10 to 40 atomic%.
More preferably, it is 30 atomic%. In this way, when forming each layer by glow discharge decomposition, especially the a-SiC:H layers 2 and 4, the photoconductive layer 3,
Regarding this, it is necessary to appropriately select the flow rate ratio of diborane gas and silicon compound gas (for example, monosilane). Figure 3 shows the change in dark resistivity (ρ D ) depending on the flow rate ratio of diborane and monosilane (scale is logarithmic scale) when a-SiC:H layers 2 and 4 are doped. ing. In general, non-doped a-SiC:H exhibits somewhat N-type conductivity, but when doped with boron, the impurities are compensated and the state becomes essentially intrinsic, and the amount of boron doped is If you increase , it will be converted to P type. According to the results shown in FIG. 3, if the flow rate ratio (B 2 H 6 /SiH 4 ) is appropriately selected to achieve the purpose of the present invention, ρ D can be reduced to 10 13 Ω−.
cm or more, and by making a-SiC:H substantially intrinsic, ρ D can be made to be 10 14 Ω-cm or more. In this way, by containing boron in the a-SiC:H layers 2 and 4 at a predetermined concentration, the a-SiC:
Since the dark resistivity ρ D of SiC:H layers 2 and 4 can be increased to 10 13 Ω-cm or more, incorporating such layers into the photosensitive layer increases the initial charging potential and improves electrophotographic properties such as dark decay. can be done. especially,
If ρ D of the a-SiC:H layers 2 and 4 is set to 10 14 Ω-cm or more, further improvement in performance can be expected. On the other hand, when ρ D is less than 10 13 Ω-cm (less than 5 × 10 12 Ω-cm when not doped with boron: B 2 H 6 /
If the flow rate ratio of SiH 4 is 0 to 1 ppm), the above-mentioned improvement in characteristics cannot be obtained, and such a-
As a photoreceptor having SiC:H layers 2 and 4, it is not sufficient in terms of charging characteristics, dark decay characteristics, etc. a-SiC: The boron content of H layers 2 and 4 must be appropriately selected in order to obtain the above dark resistance value, and when expressed in terms of the flow rate of diborane, as shown in Figure 3.
It is desirable that B 2 H 6 /SiH 4 =10 to 200 ppm,
About 100 ppm is more desirable. This flow rate ratio can be 10 to 500 ppm depending on the type of gas used. Figure 4 shows the flow rate ratio of B 2 H 6 /SiH 4 when the a-Si:H layer 3 is doped.
The change in ρ D of Si:H layer 3 is shown, and according to this, if the above flow rate ratio is set to 20 to 300 ppm, ρ D changes.
10 10 Ω-cm or more, and it can be seen that the object of the present invention can be achieved. If the above flow rate ratio is further selected, a
−Si:H layer 3 is substantially made intrinsic to reduce ρD to 10 11 Ω−
In terms of cm, it is possible to further increase the resistance to 10 12 Ω-cm or more. Note that, depending on the type of reaction gas used, the above flow rate ratio may be set to 10 to 500 ppm. As described above, the photoreceptor according to this example can sufficiently increase the dark resistance by doping with impurities.
-SiC:H layers 2 and 4 and a-Si:H layer 3 are included, so the combination of these two layers synergistically improves the dark resistance and charging characteristics of the photoreceptor. ing. FIG. 5 shows a vapor deposition apparatus used for producing a photoreceptor according to the present invention by a vapor deposition method. The bell jar 41 is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe 43 having a butterfly valve 42.
The inside of the bell gear 41 is thereby brought into a high vacuum state of, for example, 10 -3 to 10 -7 Torr, and the substrate 1 is placed inside the bell gear 41 and heated to a temperature of 150 to 500° C., preferably, by a heater 45. is 250
While heating to ~450°C, a negative DC voltage of 0 to 10 KV, preferably -1 to -6 KV is applied to the substrate 1 using the DC power supply 46, and the outlet is connected to the bell gear 41 so that the outlet faces the substrate 1. While introducing active hydrogen and hydrogen ions from a hydrogen gas discharge tube 47 provided into the bell jar 41, a silicon evaporation source 48 and an aluminum evaporation source 49 provided to face the substrate 1 are heated, and the shutters S above each are heated. is opened, and silicon and aluminum are simultaneously evaporated at an evaporation rate such that the evaporation rate ratio is, for example, 1:10 -4 . This forms an aluminum-doped a-Si:H layer 3 (see FIG. 1). In addition, the discharge tube 50 is inserted into the bell gear 41 with the shutter S of the aluminum evaporation source 49 open.
methane gas activated by the a-SiC:H
Form layer 2 (see Figure 1). For example, when the structure of the discharge tubes 47 and 50 described above is shown for the discharge tube 47, as shown in FIG.
1 and a discharge space 63 provided with this one electrode member 62 at one end.
A discharge space member 64 made of, for example, cylindrical glass surrounding the
and another ring-shaped electrode member 66 having an outlet 65 provided at the other end of this discharge space member 64, and a direct current or alternating current is formed between the one electrode member 62 and the other electrode member 66. By applying a voltage, for example, hydrogen gas supplied via the gas inlet 61 causes a glow discharge in the discharge space 63, whereby active hydrogen consisting of hydrogen atoms or molecules activated by electron energy and ionized hydrogen are generated. The hydrogen ions are discharged from the outlet 65. The discharge space member 64 in this illustrated example has a double pipe structure and is configured to allow cooling water to flow through it.
67 and 68 indicate the cooling water inlet and outlet. 69 is a cooling fin for one electrode member 62. The distance between the electrodes in the hydrogen gas discharge tube 47 is 10 to 15 cm, the applied voltage is 600 V, and the pressure in the discharge space 63 is about 10 -2 Torr. Also in the photoconductor produced by the vapor deposition apparatus shown in FIGS. 5 and 6, the dark resistivity ρ D of the a-SiC:H layers 2 and 4 and the a-Si:H layer 3 is reduced by doping with aluminum. This prevents potential attenuation due to charge leakage in the in-plane direction of the a-Si:H layer as a photoconductive layer, and improves photoconductivity. do.
Further, by doping the a-SiC:H layer, the dark resistivity is further increased, and a high-resistance photoreceptor can be obtained. For this purpose, it is necessary to add 10 to 500 ppm of aluminum vapor to silicon vapor during vapor deposition, or even 20 to 500 ppm.
A concentration of 300ppm is recommended. Next, each layer of the photoreceptor according to the present invention will be explained in more detail. First a-SiC:H layer This a-SiC:H layer 4 is indispensable in order to modify the surface of the photoreceptor and make the a-Si photoreceptor practically excellent. . That is, it enables the basic operations of an electrophotographic photoreceptor, such as charge retention on the surface and attenuation of the surface potential due to light irradiation. Therefore, the repetitive characteristics of charging and optical attenuation are very stable, and good potential characteristics can be reproduced even if left for a long period of time (for example, one month or more). On the other hand, in the case of a photoreceptor having an a-Si:H surface, it is easily affected by humidity, air, ozone atmosphere, etc., and the potential characteristics change significantly over time.
In addition, a-SiC:H has high surface hardness, so it has abrasion resistance during processes such as development, transfer, and cleaning, and it also has good heat resistance, so it can be used in processes that apply heat such as adhesive transfer. be able to. In order to achieve such excellent effects comprehensively, the film thickness of the a-SiC:H layer 4 must be set to 50 Å or more as described above.
It is important to select within the range of 2000 Å. That is, if the film thickness is 2000 Å or more, the residual potential becomes too high and the sensitivity decreases, resulting in a-
The good characteristics of a Si-based photoreceptor are lost. Furthermore, if the film thickness is less than 50 Å, charges will no longer be charged on the surface due to the tunnel effect, resulting in an increase in dark decay and a significant decrease in photosensitivity. Therefore, the film thickness of the a-SiC:H layer 4 is
The thickness is preferably less than 2000 Å and 50 Å or more. Furthermore, it has been found that it is also important to select the carbon composition of this a-SiC:H layer 4 in order to exhibit the above-mentioned effects. The composition ratio is a-
If expressed as Si 1 −xCx:H, then x is 0.4 or more, especially 0.4
≦x≦0.9 (carbon atom content is
40 atomic% to 90 atomic%) is desirable. That is, if 0.4≦x, the optical energy gap will be approximately 2.3 eV or more, and as shown in Figure 7, the irradiated light will be reduced due to the so-called optically transparent window effect for visible and infrared light. The a-Si:H layer (charge generation layer) 3 is reached. On the contrary, x<
When it is 0.4, part of the light is absorbed by the surface layer 4,
The photosensitivity of the photoreceptor tends to decrease. Also, x
If it exceeds 0.9, most of the layer becomes carbon, and not only the semiconductor properties are lost, but also the deposition rate when forming the a-SiC:H film by the glow discharge method decreases.
It is preferable that x≦0.9. Second a-SiC:H layer This a-SiC:H layer 2 has both the functions of potential retention and charge transport, and by doping with the above impurities, the dark resistivity is improved and it has high electric field resistance. However, since the potential held per unit film thickness is high and the electrons or holes injected from the photosensitive layer 3 exhibit large mobility and long life, charge carriers are efficiently transported to the support 1 side. Further, since the size of the energy gap can be adjusted by changing the composition of carbon, charge carriers generated in the photosensitive layer 3 in response to light irradiation can be injected efficiently without creating a barrier. Further, this second a-SiC:H layer 2 also has the property of good adhesion and film formation with the support 1, for example, an Al electrode. Therefore this a
-SiC:H layer 2 maintains a high surface potential at a practical level, efficiently and quickly transports charge carriers generated in a-Si:H layer 3, and functions to create a photoreceptor with high sensitivity and no residual potential. be. In order to achieve these functions, a-SiC:H layer 2
The film thickness is preferably 5000 Å to 80 μm in order to apply a dry development method using the Carlson method, for example. If this film thickness is less than 5000 Å, it is too thin and the surface potential necessary for development cannot be obtained, and if it exceeds 80 μm, the rate of charge carriers generated in the a-Si:H layer 3 reaching the support 1 will be reduced. It will drop.
However, even if the film thickness of this a-SiC:H layer is made thinner (for example, 10-odd μm) than that of the Se photoreceptor, a surface potential at a practical level can be obtained. Moreover, this a-SiC:H layer 2 is a-Si 1 -xCx:
When expressed as H, it is desirable that 0.1≦x≦0.9 (carbon atom content is 10 atomic % to 90 atomic %). If 0.1≦x, the a-SiC:H layer 3 can be made completely different, and if 0.9<x, most of the layer will be carbon, which will result in a loss of semiconductor properties and will cause problems during film formation. This is because the deposition rate decreases, and in order to prevent this, it is preferable to set x≦0.9. a-Si:H layer (photoconductive layer or photosensitive layer) This a-Si:H layer 3 has high photoconductivity to visible light and infrared light, as shown in FIG. , the maximum value of ρ DL is ~10 4 for red light at a wavelength of around 650 nm. By using this a-Si:H as a photosensitive layer, it is possible to create a photoreceptor that is highly sensitive to light in the entire visible region and in the infrared region. Furthermore, doping with Group A elements of the periodic table further increases the resistivity and photoconductivity, which in turn further improves the dark resistance and photosensitivity of the photoreceptor, resulting in better charging potential and dark decay. There is. In order to absorb visible light and infrared light without waste and generate charge carriers, the thickness of the a-Si:H layer 3 should be 2500 Å or more.
It is desirable that the thickness be 10 μm. If the film thickness is less than 2500 Å, all of the irradiated light will not be absorbed and a portion will reach the underlying a-SiC:H layer 2, resulting in a significant decrease in photosensitivity. Further, the a-Si:H layer 3 does not need to be thicker than the thickness required for light absorption as a photosensitive layer, and a maximum thickness of 10 μm is sufficient. In the example explained above, in order to compensate for dangling bonds, fluorine is introduced into a-Si instead of H or in combination with H, and a-Si:F, a-Si:H:F, a-SiC:
F, a-SiC:H:F can also be used. In this case, the amount of fluorine is preferably 0.01 to 20 atomic%, and 0.5
~10 atomic% is more desirable. Note that, although the above manufacturing method is based on a glow discharge decomposition method, the photoreceptor can also be manufactured by a sputtering method, an ion plating method, or the like. The reaction gas used is
In addition to SiH 4 , Si 2 H 6 , SiHF 3 , SiF 4 or its derivative gas, lower hydrocarbon gases other than CE 4 such as C 2 H 6 and C 3 H 8 , and CF 4 can be used. Further, as the impurity to be doped, in addition to the above-mentioned boron and aluminum, other Group A elements of the periodic table such as gallium and indium can be used. The photoreceptor according to the present invention may be constructed as shown in FIG. 8, for example. That is, the second a-SiC:H layer 2 has the functions of maintaining potential, preventing charge injection from the substrate 1, and improving adhesion to the substrate 1, and has a thickness of 50 Å to
It is preferably formed to a thickness of 5000 Å. Photoconductive layer 3
generates charge carriers in response to light irradiation, exhibits high sensitivity particularly in the long wavelength region of 600 to 850 nm, and preferably has a thickness of 5000 Å to 80 μm. Furthermore, a first a-SiC:H layer 4
improves the surface potential characteristics of this photoreceptor, maintains long-term potential characteristics, maintains environmental resistance (prevents the effects of humidity, atmosphere, and chemical species generated by corona discharge),
It has functions such as improved mechanical strength and printing durability due to increased surface hardness due to improved bonding energy due to carbon content, improved heat resistance when using photoreceptors, and improved thermal transferability (especially adhesive transferability). However, it functions as a surface modification layer, so to speak. Then, the thickness t of this first a-SiC:H layer 4 was set to 50 Å as described above.
It is important to select ≦t≦5000 Å. Next, an example in which the present invention is applied to an electrophotographic photoreceptor will be specifically described. Example 1 An electrophotographic photoreceptor having the structure shown in FIG. 1 was prepared on an Al support by a glow discharge decomposition method. First, a clean Al support with a smooth surface was placed in a reaction (vacuum) chamber of a glow discharge device. Inside the reaction tank
Evacuate to a high vacuum level of 10 -6 Torr and lower the support temperature.
After heating to 200℃, high purity Ar gas was introduced.
A high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz and a power density of 0.04 W/cm 2 was applied under a back pressure of 0.5 Torr, and a preliminary discharge was performed for 15 minutes. Next, a reaction gas consisting of SiH 4 and CH 4 was introduced, and the flow rate ratio was 3:1:0.5 (Ar+
By glow discharge decomposition of SiH 4 +CH 4 ) mixed gas and B 2 H 6 gas, an a-SiC:H layer having potential retention and charge transport functions was formed at a deposition rate of 2 μm/hour. The carbon content in this a-SiC:H layer was determined to be 20 atomic% by Auger electron spectroscopy.
It was hot. After the reaction tank was once evacuated, CH 4 was not supplied and SiH 4 and B 2 H 6 were discharge decomposed using Ar as a carrier gas to form a boron-doped a-Si:H photosensitive layer, and then CH 4 was supplied again. , this time the (Ar + SiH 4 + CH 4 ) mixed gas with a flow rate ratio of 5:1:4 and
B 2 H 6 gas was decomposed by glow discharge, and a boron-doped a-SiC:H surface modification layer was further provided to complete an electrophotographic photoreceptor. The optical energy gap of this a-SiC:H surface modified layer was 2.5 eV.
Analysis also revealed that the carbon composition was 50 atomic%. The photoconductor produced in this way is coated with negative polarity.
A 6KV corona discharge was performed to charge the surface to a negative potential. After dark decay for 2 seconds, the surface potential decayed almost linearly by 1 lux light irradiation. At this time, the half-decreased exposure amount is small, and there is almost no residual potential.
The repeated charging/exposure characteristics were also very good. Example 2 An aluminum doped a-
A Si:H:Al layer 3 was formed. On this photoconductive layer,
Below, aluminum-doped a-SiC:H layers 2 and 4 were formed by the vapor deposition method described above. That is, the tank 41 is evacuated to 10 -4 Torr by a vacuum pump, and hydrogen gas activated by discharge (flow rate of 100 c.c./min) is introduced into the tank 41 using the discharge device 47 shown in FIG. Then, the silicon evaporation source 48 and the Al evaporation source 49 are heated with an electron gun to evaporate them, and the amount of silicon evaporation and
While detecting the amount of Al evaporation with a crystal monitor.
10 4 :1 ratio (the concentration of Al evaporation amount to Si evaporation amount is 100 ppm), and the substrate voltage -
Deposited at 2KV, substrate temperature 300℃, a-Si:H:Al
Layer 3 was formed. a-SiC: When forming H layers 2 and 4, methane gas was introduced at a flow rate of 30 c.c./min,
The a-SiC:H layer was formed in the same manner as above to obtain a photoreceptor of the present invention. The photoconductor according to the present invention and the comparative photoconductor were measured using an electrometer manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd. and U-BixV-
The results of a performance test using the two modified machines are shown in the table below.

【表】【table】

【表】 なお、上記表中、静電特性のVは初期帯電電
位、△V/Vは帯電終了6秒後の電荷の暗減衰
率、E1/2は半減露光量(単位:lux・sec)、VR
は残留電位を示す。 この結果から、本発明による感光体は、帯電電
位が充分であつてその暗減衰率が少なく、しかも
高感度であることが分る。更に、6万以上の繰返
しコピーにおいても、鮮明な高濃度画像が得られ
る。これに対し、比較例のものでは、電位、暗減
衰、光感度共に悪く、繰返し特性も著しく劣るこ
とが分る。
[Table] In the above table, in the electrostatic characteristics, V is the initial charging potential, △V/V is the dark decay rate of the charge 6 seconds after the end of charging, and E1/2 is the half-life exposure amount (unit: lux・sec) , V R
indicates the residual potential. This result shows that the photoreceptor according to the present invention has a sufficient charging potential, a small dark decay rate, and high sensitivity. Furthermore, clear, high-density images can be obtained even after 60,000 or more repeated copies. On the other hand, it can be seen that the comparative example has poor potential, dark decay, and photosensitivity, and is also significantly inferior in repeatability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明を例示するものであつて、第1図
は電子写真感光体の一部分の断面図、第2図は上
記感光体を製造するグロー放電装置の概略図、第
3図はドープドa−SiC:Hを製膜するときの
B2H6/SiH4流量比による暗抵抗率の変化を示す
グラフ、第4図はドープドa−Si:Hを製膜する
ときの第3図と同様のグラフ、第5図は蒸着装置
の概略断面図、第6図は放電部の断面図、第7図
はa−Si:H及び各組成のa−SiC:Hの光導電
性を示すグラフ、第8図は別の例による感光体の
断面図である。 なお、図面に示されている符号において、1…
…支持体(基板)、2……不純物のドープされた
第2のa−SiC:H層、3……不純物ドープドa
−Si:H感光層(光導電層)、4……不純物ドー
プされた第1のa−SiC:H層、11……グロー
放電装置、17……高周波電極、31……ガス状
シリコン化合物供給源、32……ガス状炭素化合
物供給源、33……キヤリアガス供給源、34…
…B2H6供給源、41……蒸着槽、47,50…
…放電部、48……シリコン蒸発源、49……ア
ルミニウム蒸発源である。
The drawings illustrate the present invention, in which FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of an electrophotographic photoreceptor, FIG. 2 is a schematic diagram of a glow discharge apparatus for manufacturing the photoreceptor, and FIG. 3 is a doped a- When forming SiC:H film
A graph showing the change in dark resistivity depending on the B 2 H 6 /SiH 4 flow rate ratio. Figure 4 is a graph similar to Figure 3 when forming a film of doped a-Si:H. Figure 5 is a graph showing the change in dark resistivity depending on the flow rate ratio of B 2 H 6 /SiH 4. A schematic cross-sectional view, FIG. 6 is a cross-sectional view of the discharge part, FIG. 7 is a graph showing the photoconductivity of a-Si:H and a-SiC:H of each composition, and FIG. 8 is a photoreceptor according to another example. FIG. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...
...Support (substrate), 2... Second a-SiC:H layer doped with impurities, 3... Impurity doped a
-Si:H photosensitive layer (photoconductive layer), 4... First a-SiC:H layer doped with impurities, 11... Glow discharge device, 17... High frequency electrode, 31... Gaseous silicon compound supply source, 32... gaseous carbon compound source, 33... carrier gas source, 34...
...B 2 H 6 supply source, 41... Vapor deposition tank, 47, 50...
. . . discharge section, 48 . . . silicon evaporation source, 49 . . . aluminum evaporation source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基体上に、少なくとも、厚みが5000Å〜80μ
mの第2のアモルフアス水素化及び/又はフツ素
化炭化シリコン層と、厚みが2500Å〜10μmのア
モルフアス水素化及び/又はフツ素化シリコンか
らなる電荷発生層と、第1のアモルフアス水素化
及び/又はフツ素化炭化シリコン層とを順次積層
せしめた積層体からなり、 (a) 前記第2のアモルフアス水素化及び/又はフ
ツ素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
10atomic%〜90atomic%であり、水素原子含
有量が1atomic%〜40atomic%であり、周期表
第A族元素が含有され、暗抵抗率が1013Ω−
cm以上であり、 (b) 前記アモルフアス水素化及び/又はフツ素化
シリコンからなる電荷発生層は水素原子含有量
が1atomic%〜40atomic%であり、周期表第
A族元素が含有され、暗抵抗率が1010Ω−cm以
上であり、 (c) 前記第1のアモルフアス水素化及び/又はフ
ツ素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
40atomic%〜90atomic%であり、水素原子含
有量が1atomic%〜40atomic%であり、周期表
第A族元素が含有され、暗抵抗率が1013Ω−
cm以上である ことを特徴とする電子写真感光体。
[Claims] 1. On the substrate, at least a thickness of 5000 Å to 80 μ
a second amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer of m, a charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon having a thickness of 2500 Å to 10 μm, and a first amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer. (a) the second amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer has a carbon atom content;
10 atomic% to 90 atomic%, hydrogen atom content is 1 atomic% to 40 atomic%, contains Group A elements of the periodic table, and has a dark resistivity of 10 13 Ω-
(b) The charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon has a hydrogen atom content of 1 atomic% to 40 atomic%, contains an element of group A of the periodic table, and has a dark resistance. (c) the first amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer has a carbon atom content of 10 10 Ω-cm or more;
40 atomic% to 90 atomic%, hydrogen atom content is 1 atomic% to 40 atomic%, contains Group A elements of the periodic table, and dark resistivity is 10 13 Ω-
An electrophotographic photoreceptor characterized by having a diameter of cm or more.
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