JPS585749A - 感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアモルファスシリコン光導電層を有すする感光
体に関する。

ここ数年、グロー放電分解法やスパッタリング法によっ
て生成されるアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕ
ｓ　５ｉｌｉｃｏｎ、以下ａ−５ｉと略す）の太陽電池
への応用研究が行われ、既に製品として実用化されてい
る。一方、これと並行して、近年、ａ−３ｉの電子写真
感光体への応用も注目されてきている。

これはａ−５ｉが従来のセレンやＣｄＳ感光体等と比し
て環境汚染性、耐熱性、摩耗性、等において一段と優れ
ているためである。しかしながら、ａ−８ｉ太陽電池の
製作技術をそのまま電子写真用ａ−８ｉ光導電層の生成
には応用できない。これは太陽電池自体、１０８乃至１
０’Ω・ｍ程度の暗抵抗があれば充分であるのに対し、
電子写真用光導電層としでは一般に１０１２０・（７）
以上の暗抵抗が必要なためである。

この観点に立って、グロー放電分解法あるいはツ スパッタリング法により生成されるａ−３ｉ　　に水素
１０乃至４０　ａｔｏｍｉｃ％、酸素０．１乃至３Ｑ　
＊ａｔｏｍｉ　ｃ％、更に必要に応じて周期律表１１Ａ
族（硼素等を含む）の不純物を１０″乃至１０−１０−
３ａｔｏ％あるいは周期律表第ＶＡ族（燐等を含む）の
不純物を含有した電子写真用光導電層が特開昭５４−１
４５５３９号において提案されている。しかしながら、
本願発明者が実際に上述の範囲内の水素及び不純物、そ
して特にｏ、　１　ａｔｏｍｉｃ％以上の酸素をａ−５
ｉに含有させ電子写真特性全般について調べたところ、
暗抵抗は電子写真に充分な程向上するものの、酸素含有
量が大となればなるほど光感度特性が著しく低下し、最
低０．　ｌ　ａｔｏｍｉｃ％の酸素含有でも光感度は可
視光領域において従来の感光体と比してかなり劣ること
が確認された。従って高感度、高抵抗を要求される感光
体には適さないものである。

また後に詳述するが、ａ−５ｉはその出発原料がＳ　ｉ
Ｈｎ、Ｓ　ｉ　２Ｈ６、ＳｉａＨｇ等であること、周期
律表第［ＩＡ族不純物を含有するときはＢ２Ｈ６等が用
いられること、更にそれらのキャリアーガスとして水素
を用いてもよいこと等の理由によりかなりの量の水素が
含有される。これら水素はａ−３ｉ層中でＳｉと結合す
るが、その結合は様々な形態をとる。例えば太陽電池用
ａ−５ｉの赤外線吸収スペクトラルを見た場合、約１９
００乃至２１００　ｃｍ　’の波長領域で一つの吸収を
示すがその吸収ピークは２０００　ｃｍ　’にある。　
　　　　　　　−。この波長２０００後述からも明らか
な様に２１００　ｃｍ　’と２０００　ｃｍ　’の波長
での赤外吸収系数比が電子写真に適した高感度で高抵抗
なａ−５ｉ光導電体の重要な要因となる。

つまり５ｉ−Ｈ結合の２０００　ｃｍ　’波長での吸収
系数とＳ　ｉＨ２Ｈ２Ｏ２１００ｃｍ　’での吸収系数
の比が一定の範囲外にあるとａ−５ｉの暗抵抗が著しく
低下するかあるいは光感度特性が低下する。上述のａ−
５ｉ太陽電池の場合、それ自体、暗抵抗が１０８〜１０
４Ω・副と低くてよいこと０、更には光感度特性も差程
制約を受けないので、ＳｉＨ（２０００ｃｍ−’　）で
の吸光が５ｉＨ２（２１００ｃｍ　’　）での吸光より
かなり大であっても問題とならない。

しかしながら、電子写真用感光体は光感度特性はもとよ
りその他についても優れた特性が求められ、結局、従来
の製造方法の下では高感度で高抵抗のａ−５ｉは実現し
得ないものであった。しかもａ−８ｉは製造方法、製造
条件によってもその構造が著しく左右され、製造再現性
、安定性の面においても優れたａ−５ｉ光導電層が望ま
れている。

更にａ−５ｉ光導電層はそれ自体高抵抗なものが得られ
たものとしても、横方向への電荷の逃げに伴う像廖みの
発生と、導電性基板からの電荷の注入による暗減衰の低
下が避けられず、この点の改善も望まれているところで
ある。

本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので・その目的
とするところは、高感度で暗抵抗が高く画 且つ、電荷受容能力にも優れ良好な番像を形成すること
のできるａ−５ｉ光導電層を有する感光体を提供するこ
とにある。

本発明の要旨は、導電性基板上に多孔性酸化被膜と、少
なくとも水素を約１０乃至４０　ａｔｏｍｉｃ　　％含
有し赤外線吸収スペクトラルの２１００　ｃｍ　’と２
０００１１における吸収ゼピークの吸収系数比が約０，
２乃至１．７であるアモルファスシリコン光導電層を順
次積層してなる感光体にある。

以下、本発明につき詳細に説明する。

第１図は本発明に係る感光体の代表的な構成を示し、導
電性基板（１）上に陽極酸化法により形成される多孔性
酸化被膜（２）とアモルファスシリコン光導電層（３）
を順次積層してなるものである。多孔性酸化被膜（２）
は基板（１）からの電荷の注入防止に有効であることは
勿論であるが、ａ−３ｉを光導電層（３）としたとき横
方向への電荷の逃げに伴う像滲みの発生防止に著しく有
効であることを見い出した。

即ち、ａ−３ｉ光導電層は導電性基板上に直接形成し作
像可視像化した場合、像流れの現象、つまり電荷の逃げ
により像が流れて滲む現象が生じることが認められた。

この原因は基板からの電荷の注入にもよるが、主として
ａ−５ｉ光導電層の横方向の暗抵抗が不充分なため電荷
が横方向に逃げることによるものである。

上記多孔性酸化被膜（２）はその膜厚を約１乃至１０ミ
クロンに形成することによって上述の不都合点を有効に
解消する。この理由を説明するに、ａ−３ｉ光導電層（
３）は特にグロー放電分解法により生成される場合に顕
著であるが、最初の段階においてはａ−５ｉが斑点状に
堆積されるという特有の生成過程を示す。このためａ−
５ｉは生成初期の段階においては主として多孔性酸化被
膜（２）の多孔質部分の山の部分（４）に堆積していき
、膜厚が増すにしたがって冬山の部分に堆積されたａ−
５ｉ　　をまたぐように形成されていき、最終的に所望
の厚さのａ−３ｉ光導電層（３）が形成される。従って
多孔性酸化被膜（２）とａ−５ｉ光導電層（３）の境界
には無数の空洞部（５）が形成され、これら空洞部（５
）がａ−５ｉ光導電層（３）の横方向における暗抵抗向
上に寄与し像流れ現象を防止する。

上記多孔性酸化被膜（２）は陽極酸化法によって基板（
１，）上に約１乃至７ミクロンの厚さに形成されるが、
具体的にはアルミニウム基板を例えば硫酸を浸 含む電解浴に硬演し所定の浴２電圧と電流密度の下で陽
極酸化を行い、厚さ１乃至１０ミクロンの酸化被膜、即
ちＡｇ２Ｏ３層を形成する。酸化被膜の厚さを約１乃至
１０ミクロンとするのは、１ミクロン以下ではａ−５ｉ
光導電層の暗減衰速度が早く電荷受容能力も低くしかも
不充分にしか多孔質でないので横方向の電荷の逃げを防
止できないためで、また１０ミクロン以上の厚さではａ
−５ｉ　光導電層の光感度が低下し残留電位も高くなる
ためである。　　　　・次にａ−５ｉ光導電層（３）に
つき説明する。

ａ−８ｉ光導電層は上記酸化被膜（２）によって基板（
１）からの電荷の注入と横方向の電荷の逃げが防止され
るが、それ自体、高感度、高抵抗であることが要求され
る。この点につき詳述すると、ａ−５ｉ光導電層（３）
はグロー放電分解法、スパッタリング法等によって生成
することができるが、周期律表第［ＩＡ族（好ましくは
硼素）または第ＶＡ族（好ましくは燐）を添加すること
によってＰ型ともＮ型半導体ともなる。そしてａ−５ｉ
の生成にあたってはＳ　ｉＨ４，５ｉ２Ｈｓ、Ｓ　ｉ　
ａＨａ　　ガス等を原料として使用し、硼素を添加する
場合はＢ２Ｈ６ガスを、燐を添加する場合はＰＨａガス
を併用し、何れも水素、アルゴン、ヘリウム等をキャリ
アーガスとして使用する。従ってａ−５ｉ層はその純粋
な形態において少なくとも水素を含有し、硼素、燐を添
加した場合でも同様である。ところが単純に水素を含有
するだけではａ、Ｓｉの暗抵抗はさほど向上せず、約１
０１２Ω・漏以上の暗抵抗を必要とする電子写真用光導
電層には到底使用し得ない。

もつとも微量の酸素、１０　”　ａｔｏｍｉｃ％オーダ
あるいはそれ以下の酸素をａ−５ｉに含有すればその暗
抵抗は向上する。しかしながら、ａ−５ｉは製造方法、
製造条件によってその構造が著しく左右され、特に暗抵
抗と光感度特性が強く影響を受ける。

即ち、酸化被膜（２）上に形成され、少なくとも水素を
含有するａ−５ｉ光導電層（３）を様々な製造条件の下
で多数製造し暗抵抗と光感度特性について調べたところ
、いくつかの感光体では暗抵抗がかなり低いか、あるい
は暗抵抗が充分であるものの光感度が低く電子写真感光
体には使用し得ないことが判明した。

本願発明者はこの原因を解明すべく種々の実験を行った
結果、ａ−５ｉ層中におけるＳｉ　　と水素の結合形態
が暗抵抗及び光感度特性に著しく影響することを見い出
した。これを具体的に説明するにａ−５ｉは赤外線吸収
スペクトラルを見た場合、約１９００乃至２２００　ｃ
ｍ−’の波長で一つの赤外吸収を示し、２０００ｃＷｒ
−１の波長が５ｉ−Ｈ結合型の吸収ピークに、また２１
００　ｃｍ　’の波長が５ｉ−４（２（及び（５ｉＨ２
）　ｎ　）結合型の吸収ピークに相当する。そして前述
した通り、ａ−８ｉ太陽電池は２０００ｃｒｎｊこ現わ
れる５ｉ−Ｈ結合の赤外吸収が支配的で２１００ｃｒｎ
にある５ｉ−Ｈ２結合による吸収はほとんど見られない
。一方、様々な製造条件の下にグロー放電分解法により
製造され、少なくとも水素を含有する本発明のａ−５ｉ
光導電層は、そのいくつは太陽電池同様、５ｉ−Ｈ型結
合が支配的な２０００　ｃｍ　　あるいはそれに近い波
長に赤外吸収ピークを持つものもあれば、２０００ｃｒ
ｎ　　と２１００　ｃｍ　’のほぼ間に吸収ピークを持
つものもあり、また５ｉ−Ｈ２型結合が支配的な２１０
０ｃｒｎ’あるいはそれに近い波長に吸収ピークを持つ
ものもある。

そしてこれらａ−５ｉ光導電層を有する各感光体につい
て電子写真特性を調べたところ、２０００　ｃｍあるい
はそれに近い波長に吸収ピークを有するａ−５ｉ１即ち
、５ｉ−Ｈ結合の吸収が大のａ−５ｉは暗抵抗が低く電
荷受容能力が乏しいこと、逆に５ｉ−）ｈ結合の吸収が
大である２１００　ｃｍ　’　　あるいはそれ薯こ近い
波長に吸収ピークを有するａ−５ｉ　は光感度が電子写
真には不充分に低いことが判明した。このことはａ−５
ｉ光導電層中におけるＳｉと水素の結合形態が電子写真
への応用を可能ならしめるに重要な要因であることを意
味し、５ｉ−Ｈ結合が多すぎても５ｉ−Ｈ２結合が多す
ぎても高感度で高抵抗の電子写真用光導電層として使用
できない。

本願発明者は、ａ−３ｉ光導電層（３）の赤外線吸収ス
ペクトラルの２１００　ｃｍ　　と２０００　ｃｍ　’
における赤外吸収ピークの吸収系数比（α（２１００’
）を２１００ｉ１の吸収系数、α（２０００）を２００
０　ｃｍ　’の吸収系数とすればα（２１００）／α（
２０００）　）を約０．２乃至１．７、好ましくは約０
．５乃至１．５の範囲内になるようにすれば暗抵抗、光
感度を含む電子写真特性全般にわたって優れたａ−Ｓｉ
光導電層が得られることを見い出した。

本発明のａ−３ｉ光導電層はガスプラズマ雰囲気の下で
生成され、例えばグロー放電分解法やスｚｆツタリング
法で生成されるがグロー放電分解法の場合、上述の吸収
系数比の範囲とするには様々な条件にも依存するが、主
として共振振動コイル（第２図の図番（２３）　）の高
周波電力に依存し、その電力を約０．３乃至３　ｋｉｌ
ｏｗａｔｔｓとすることＩこより２１００　ｃｍ　’と
２０００　ｃｍ　’の吸収ピークの吸収系数至 比が約０．２乃か１，７のａ−５ｉ光導電層が得られ、
好ましくは約０．８乃至２　ｋｉｌｏｗａｔｔｓとする
こと１こより吸収系数比が約０．５乃至１．５のａ−８
ｉ光導電層が得られる。高周波電力が約０．３　ｋｉｌ
ｏｗａｔｔｓ以下で生成したａ−５ｉ層は５ｉ−Ｈ結合
が支配的な２０００ｉ１あるいはそれに近い波長に吸収
ピークを持って電荷受容能力が著しく低下し、３　ｋｉ
ｌｏｗａｔｔｓ以上で生成したａ−５ｉ層は５ｉ−Ｈ２
結合が支配的な２１００ｃｒｎ’あるいはそれに近い波
長に吸収ピークを持って光感度がかなり低下するととも
１こ高電力であるが故にａ−５ｉ層の表面に荒れが生じ
、電子写真感光体には利用できない。尚、スノテ゛ツタ
１ノング法やその他の方法によっても適宜製造条件を設
定することにより、上述の吸収系数比を有するａ−８ｉ
光導電１を生成することができる。

上記ａ−８ｉ光導電＠（３）は水素を約１０乃至４０ａ
ｔ（ｎｌｌｃ　％含有し、また必要に応じて微量の酸素
、周期律表第１［Ａ族の不純物を適量含有してもよい。

またａ−５ｉ光導電＠（３）はそれ自体が有する優れた
無公害性、耐熱性、表面硬度等の特性から見てその表面
を作像面として使用するのが好ましく、厚さは約５乃至
１００　’ｉ、クロン、好適には１０乃至６０ミクロン
に形成する。

上記赤外吸収系数比を有する本発明のａ−５ｉ　光導電
層（３）は可視光領域をその長波長端、特に写真有した
感光体よりかなり高感度でその暗減衰、光減衰特性も極
めて良好である。

更に本発明のａ−５ｉ層（３）は表面硬度（ヴツカース
硬度）が約１８００乃至２３００　ｈ／ｖＱ”と５ｅ−
Ａｓ感光体（Ａｓ　５％）の約３０乃至４０倍、アルミ
ニウムの約１８乃至２３倍と非常に硬く、実にサファイ
アと同等の硬度がある。従ってトナー像の転写として圧
力転写が容易に実施できることはもとより清浄手段とし
て金属ブレードの使用が可能となる。

また、ａ−５ｉの結晶化温度は約７００℃と非常に高い
ので熱転写も可能として全体として耐久性が非常に優れ
ている。

次に第１図に示した本発明に係る感光体の製造方法につ
いて、主として酸化被膜（２）上にａ−５ｉ光導電層（
３）を形成する方法についてグロー放電分解法を一例に
とって説明する。

第２図はａ−５ｉ光導電層（３）を生成するためのグロ
ー放電分解装置を示し、図中の第１、第２、第３タンク
（６）、（７）、（８）には夫々５１ｇ４、Ｂ２Ｆ（６
，０２ガスが密封されている。またＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６
ガス何れもキャリアーガスは水素である。但し、Ａｒ、
Ｈｅであっても差し支えはない。これらガスは対応す弁 る第１、第２、第３調整１１（９）、（１０）、（１１
）を開放することにより放出され、その流量がマスフロ
ーコントロラー（１２）、（１３）、（１４）により規
制され、第１と第２タンク（６）　、（７）からのガス
は第１主管０５）へと、また第３タンク（８）からの酸
素ガスはそれら第１、第２主管（１５Ｌ　（１６）を通
じて流れるガスは反応管（２２）へと送り込まれるが、
この反応管の周囲には共振振動コイル（２３）が巻回さ
れておりそれ自体の高周波電力は前述した通り約０．３
乃至３ｋｉｌｏｗａｔｔｓであることが好ましく、また
周波数は１闇ｚ乃至５Ｑ　Ｍ（ｚが適当である。尚、コ
イルに代って適当形状の導体を使用してもよい。反応管
（２２）内部のモータ（２４）により回動可能なターン
テーブル（２５）上にはその上に厚さ１乃至７ミクロン
の多孔性酸化被膜（２）が形成された導電性基板（１）
が載置されており一１該基板（１）自体は適当な加熱浮
一段により約１００乃至４００℃、好ましくは約１５０
乃至３００℃の温度に均一加熱されている。また反応管
（２３）の内部はａ−５ｉ層形成時に高度の真空状態（
放電圧；０，５乃至２．　ＯＴｏｒｒ　）　　を必要と
することにより回転ポンプ（２６）と拡散ポンプ（２７
）に連結されてし）る。

以上の構成のグロー放電分解装置において、ａ−５ｉ層
を酸化被膜（２）上に形成するときは第１調整弁 １１？　（９）を開放して第１タンク（６）よりＳｉＨ
４ガスを、タンク（８）より酸素ガスを、また硼素を含
有すると准 きは第２調整１１（１０）をも開放して第２タンク（７
）よりＢｐ：、Ｈａガスを放出する。放出量はマスフロ
ーコントロラー（１２）、（１３）、（１４）により規
制され、Ｓｉ　Ｈ４ガスあるいはそれにＢ２Ｈ６ガスが
混合されたガスが第１主管（１５）を介して、またそれ
とともにＳｉＨ４に対し一定のモル比にある酸素ガスが
第２主管（１６）を介して反応管（２２）へと送り込ま
れる。そして反応管（２２）内部が０．５乃至２．　Ｑ
　Ｔｏｒｒ　　程度の真空状態、基板温度が１００乃至
４００℃、共振振動コイルの高周波電力が０．３乃至３
ｋｗ、また周波数が１乃至５ＱＭＨｚに設定されている
ことに相俟ってグロー放電が起こり、ガスが分解して酸
化被膜（２）上に少なくとも水素を含有したａ−５ｉ膜
が約０．５乃至５ミクロン／６０分の早さで形成される
。前述した通り、ａ−８ｉは生成過程の初期の段階にお
いては酸化被膜（２）上に斑点状に堆積されるので、酸
化被膜（２）とａ−８ｉ光導電層（３）の境界には空洞
部（５）が形成されてａ−５ｉ光導電層（３）の横方向
の暗抵抗向上に寄与する。

下 以無、実験例について述べる。

実験例１ この実験例ではアルミニウム基板上に陽極酸化法により
厚さが夫々１．３．５．７．８ミクロンはアルミニウム
基板上にａ−５ｉ光導電−を直接形成した計６種類の感
光体の電子写真特性について調べた。

まずアルミニウム基板の表面を液温２０’±１℃の硫酸
７　Ｖａｔ％を有する電解浴に、浴電圧１９　Ｖ、電流
密度Ｉ　Ａ　／　ｄｍ’で約６分間浸漬し、その表面に
厚さ１ミクロンの多孔性酸化被膜を形成した。

同様の方法により厚さが夫々３．５．７．８ミクロンの
酸化被膜をアルミニウム基板上に構成した。

次に第２図に示すグロー放電分解装置のターンテーブル
（２５）上に厚さ１ミクロンの多孔性酸化被膜が形成さ
れたアルミニウム基板を載置し、第１タンク（６）より
水素をキャリアーガスとしたＳｉ　Ｈ４ガスを、第２タ
ンク（７）よりＢ２Ｈ６ガスを、更に第３タンク（８）
より０２　ガスを放出し、アルミニウム基板の酸化被膜
上に厚さ２０ミクロンの酸素を０．０１ａｔｏｍｉｃ％
、硼素を２０　ｐ　ｐｍ含有するａ−８ｉ光導電層を得
た。このときの製造条件は放電圧を１．５　Ｔｏｒｒ基
板温度を２００℃、高周波電力を１．２　ｋｉ　Ｉｃｗ
ａｔｔｓ　１同波数を１３．５６　ＭＨｚ、膜形成速度
を６０分当り　１ミクロンとした。尚、上記試料Ａの水
素含有量は約２５　Ｈｔｏｍｉｃ％であった。尚、この
ａ−３ｉ　　光導電層の２０００　ｃｍ　”　’ｈ２１
００　ｃｒｒｒ　’における赤外吸収系数比は後述する
通り、１．０であった。

次に同一製造条件の下で厚さ３．５．７．８ミクロンの
多孔性酸化被膜が形成されたアルミニウム基板夫々にも
厚さ２０ミクロンのａ−５ｉ光導電層を形成した。更に
酸化被膜が形成されていないアルミニウム基板にも直接
ａ−８ｉ光導電層を形成した。

これら６種類の感光体を用い、光感度、電荷受容能力、
暗減衰率、残留電位の特性を測定したところ、第３図及
び第４図に示す通りの結果が得られた。第３図は横軸に
多孔性酸化被膜の膜厚を、電させ光照射させて波長６０
０１ｍで表面電位が半減するに必要な光エネルギーとの
関係を、また光導電層の膜厚１’　Ｅクロン当りの表面
電位を測定した。第３図において、Ｏ印は光感度（ジの
測定結果でカーブ（２）はその全体傾向を、また・印は
電荷受容能力（Ｖｏ）の測定結果でカーブ（ト）はその
全体傾向を示す。同図から理解できるように、光感度（
Ｓ）は酸化被膜が形成されていない感光体が約０．３９
ｄ導電層を形成した感光体の場合、厚さ１ミクロンの酸
化被膜で（Ｓ）が０．３３６Ａ／　ｅｒｇと幾分低くな
るが（Ｖｏ）は４４ボルトに向上する。厚さ３ミクロン
の場合で０は０．３１　ｃｄ　／　ｅｒｇ、（■）ハ４
５ホルト、゛厚さ５ミクロンで（Ｓ）が０．２９　ｄ　
／　ｅｒｇ　、’　（Ｖｏ）が４９ホルト、７ミクロン
で（Ｓ）が０．２８　ｃｄ　／　ｅｒｇｌ（Ｖｏ）が５
１ボルトそして８ミクロンで（Ｓ）が０．２５　ｃｌＩ
／　ｅｒｇ。

（Ｖｏ）が５５ボルトと酸化被膜の膜厚が大になる程、
光感度は低下するが電荷受容能力は向上するという傾向
を示す。

第４図は酸化被膜の膜厚、暗減衰率及び残留電位の関係
を示し、暗減衰率０に各感光体を＋８ＫＶのコロナチャ
ージャで所定の表面電位Ｖまで帯電し暗中で５秒間放置
後の電位Ｖｓを測定し、その差をＶで割り１００％を乗
じたもの、即ち（Ｖ−Ｖｓ）／　Ｖ　Ｘ　１００％の値
を、また残留電位（Ｖｒ）は同様にコロナ正帯電して３
μＷｓ　ｅ　ｃ／−の光量で照射した後のａ−３ｉ光導
電層１ミクロン当りの残留電位を測定したものである。

尚、同図において・印が暗減衰準急の測定結果でカーブ
０がその全体傾向を、○印が残留電位の測定値でカーブ
（ハ）がその全体傾向を示す暗減衰率０はａ−５ｉ光導
電層を基板に直接形成した場合、約２３％と高いが厚さ
Ｉｔクロンの酸化被膜を介在させると１６９６とかなり
向上され、３ミクロンの酸化被膜の場合で１４９６．５
ミクロンで１３％、７ミクロンで１２％、８ミクロンで
１２％たらずと酸化被膜の膜厚が大になるにしたがって
暗減衰率は低くなる。このことは酸化被膜が基板からの
電荷の注入と横方向への電荷の逃げを有効に防止してい
ることを裏付けている。

残留電位（Ｖｒ）は酸化被膜を形成した場合で大体１ミ
クロン当り４乃至５ボルトである。−もつとも酸化被膜
の厚さが８ミクロンのときは６ボルトに近い。

以上を総合判断すると、酸化被膜上にａ−５ｉ光導電層
を積層してなる感光体は基板上に直接ａ−８ｉ光導電層
を積層したものと比して光感度（Ｓ）と残留電位（ｖｒ
）の特性について幾分低下するが、電荷受容能力（ｖｏ
）と暗減衰率０が著しく改善されている。

現に作像実験によっても基板上に直接ａ−５ｉ光導電層
を積層した感光体からは像流れ現象が認めら化被膜の厚
さは最低で約１ミクロン以上であることが望ましい。こ
れは約１ミクロン以上で良好な多孔質となり前述の空洞
部（５）を形成するので有量で、しかも（ＶＯ）、（Ｉ
Ｉとも著しく向上するからである。厚さの上限は特に制
限はないが、膜厚が大になる程、酸化被膜自体もろくな
ること、また光感度Ｏも低くなり残留電位も６要以上に
高くなるので１０ミクロン位とするのが好ましい。

実験例２ この実験例では太陽電池用ａ−３ｉ、　　本発明に係る
感光体のａ−５ｉ光導電層並びに共振振動コイル（２３
）への高周波電力を３　ｋｉｌｏｖｉａｔｔｓ以上とし
て得られたａ−５ｉ光導電層の赤外線吸収スペクトラル
をとり、５ｉ−Ｈ型結合と５ｉ−Ｈ２型の吸収糸数傾向
を測定した。

実験例１で作成した感光体のうち、基板上に厚さ５ミク
ロンの酸化被膜を介在してａ−５ｉ光導電層を積層して
なる感光体を用意する。これを試料Ａとする。次に厚さ
５ミクロンの酸化被膜が形成された基板上に実験例１と
高周波電力を３．６ｋｉｌｏｗａｔｔｓとした以外は同
一の条件の下で厚さ２０ミクロンで酸素をＱ、　Ｑｌ　
ａｔｏｍｉｃ％、硼素を２０ｐｐＴ１含有するａ−８ｉ
光導電層を生成させてなる感光体を得た。これを試料Ｂ
とする。またこれらとは別に太陽電池用ａ−３ｉ（試料
Ｃ）を用意した。

これら各試料Ａ、Ｂ、Ｃ（７）５００＋＋＋’　から２
５００百　の波長の赤外線吸収スペクトラルを調べたと
ころ、第５図に示すような結果が得られた。図中、吸収
カーブ０．０．０は夫々は試料Ａ、Ｂ、Ｃのスペクトラ
ルを示し、６４０　ａｍ　’、８５０　ｃｍ　’、８９
０ｍ−１，２０００ｃｍ　　、２１００　ｃｍ　　あた
りの波長で赤外線吸収ピークが観測される。但し、６４
０　ｃｍ−’の波長はＳｉＨ，５ｉＨ２（５ｉＨ２）　
ｎ結合が入り混じった吸収波長、８５０　ｃｍ−’は（
５ｉＨ２）ｎ結合が支配的な波長、８９０　ｃｍ−’は
ＳｉＨ２、（５ｉＨ２）ｎ吸収波長である。そして前述
した通り、２０００　ｃｍ　’が５ｉ−ｎ結合型の吸収
ピークに、２１００　ｃｍ　’が５ｉ−Ｈ２結合型の吸
収ピークに相当する。ここでは５ｉ−Ｈと５ｉ−Ｈ２結
合の赤外吸収関係が問題となりまた比較も容易となるの
で２０００　ｃｍ−’と２１０（１ｍ−’との関係につ
いて述べる。

第５図から見て、試料Ｃの場合、つまり太陽電池用ａ−
３ｉの場合、カーブ０から明らかなように２０００　ｃ
ｍ−’に吸収ピークを持ちそこに現われる５ｉ−ｎ結合
の吸収が支配的で２１００　ｃｍ　’にある５ｉ−Ｈ２
結合による吸収がほとんどない。これに対し、３．６ｋ
ｉｌｏｗａｔｔｓの高周波電力の下で生成した試料Ｂは
カーブ０に見られる通り、２１００　ｃｍ−’に吸収ピ
ークを持ちそこに現われる５ｉ−Ｈ２結合による吸収が
支配的であることが分かる。一方、試料Ａの場合、カー
ブ０によって示される通り吸収ピークは２０００　ｃｍ
　’と２１００ｚ−’の間にあり、５ｉ＝Ｈも５ｉ−Ｈ
２結合も一定の割り合いで吸収している。

このことから、製造条件に依存してａ−５ｉ　は２００
０　ｃｍ−’と２１００ｃｎＶ’における赤外吸収系数
比が変わる。本願発明者はその吸収：系数比の変化がａ
−５ｉの電子写真特性、特に暗抵抗と光感度特性に著し
い影響を与え、それは主として共振振動コイル（２３）
の高周波電力に依存することを見い出した。。

上記試料Ａ−Ｂ以外に同一の製造条件の下に、但し高周
波電力をふって何れも酸素を０．０１　ａｔａｎｉｃ％
、硼素を２０ｐ則含有する試料り、Ｅ、Ｆ、Ｇ。

Ｈ，１１Ｊ、Ｋを得た。何れも厚さ５ミクロンの酸化被
膜上に形成した。次に試料Ａ−Ｂを含め各試料の赤外線
吸収スペクトラルをとり、２１’ＯＯｃｍ　’と２００
０　ｃｍ　’における吸収ピークの吸収系数比（α（２
１００）　／α（２０００）　’）を測定した。それら
の測定結果は下記の表１の通りで、各試料の高周波電力
（ｋｉｌｏｗａｔｔｓ　）と吸収系数比を示す。

表　　　　　１ 次にこれら各試料の電荷受容能力（ｖｏ）と光感度特性
（Ｓ）を調べたところ第６図に示す通りの結果が得られ
た。図中、横軸は２１００　ｃｍ　’と２０００　ｃｍ
−’の吸収系数比を、左縦軸は光感度（ｄｉ／’ｅｒｇ
　）を、右縦軸は膜厚１ミクロン当りの電荷受容能力（
Ｖｏｌｔ）を示す。電荷受容能力（Ｖｏ）は各試料を＋
８ＫＶの高電圧源に接続されたコロナチャージャで正帯
電し、ａ−５ｉの膜厚１ミクロン当りの表面電位を、ま
た光感度（ジは各試料を正帯電させ光照射させて波長６
００１ｍで表面電位が半減するに必要な光エネルギーと
の関係を測定した。第６図において、○印は光感度を、
・印は電荷受容能力の測定値でカーブ（Ｉ）は吸収系数
比０．１６から２．０に至る光感度特性の全体傾向を、
カーブＵ）は電荷受容能力の全体傾向を示す。０．１５
ｋｉｌｏｗａｔｔｓの低電力の下で作成した試料りは高
感度（約０．７　ｄ　／　ｅｒｇ　）ではあるものの電
荷受容能力（Ｖｏ）は１ミクロン当りゎずか８ボルトで
２０ミクロンの膜厚でも１６０　Ｖｏｌｔにれ吸収系数
比が０．２の試料Ｅは、その光感度が約０．６　ｄ　／
　ｅｒｇと高感度であるとともに電荷受容能力（Ｖｏ）
も１８ボルトと試料りと比べて２倍以上向上している。

因に従来のＳｅ　−Ｔｅ　（Ｔｅ　１０％）感光体の６
００ｎｍでの光感度が約０．２　ｃｄ　／　ｅｒｇであ
ることを考慮すれば、ａ−３ｉがいかに高感度であるか
が分かる。

吸収系数比が大になるにしたがって電荷受容能力（ＶＯ
）は向上し、現に吸収系数比が０．３の試料Ｆで２３ボ
ルト、０．５２の試料Ｇで３０ボルトとなり、光感度（
Ｓ）も夫々０，６６．０．６　ａ／ｌ　／　ｅｒｇと共
に高感度である。吸収系数比が０．７５の試料Ｈ及び１
．０の試料Ａノ（ＶＯ）ハ３７ｖＯ１ｔ１４９ホルトト
一段ト向上しており、暗抵抗が高ぐ優れた電荷受容能力
特性を示している。一方、光感度（Ｓ）は試料り、Ｅｌ
Ｆ、Ｇと比して低下しており、夫々０．３５．０．３　
ａｌｌ／ｅｒｇであるが充分に高感度である。吸収系数
比１．２の試料１も（Ｖｏ）は５２ボルトと高く光感度
（Ｓ）も幾分低いが０，２３と電子写真用には充分であ
る。吸収系数比が１．４（７）試料Ｊ　１？（Ｓ）　カ
０．０９　、（Ｖｏ）　カ６０Ｖｏｌｔ１．７の試料に
で（Ｓ）が０．０４、（Ｖｏ）が６４Ｖｏ１ｔとなり電
荷受容能力は高いが光感度は低くなる。しかし試料にの
（Ｓ）が０．４　ａｄ　／　ｅｒｇ程度でも電子写真に
よる鮮明な作像が充分可能である。ところが３．６ｋｉ
ｌｏｗａｔｔｓの高電力の下で作成され、吸収系数比が
２，０の試料Ｂは電荷受容能力は７０ボルト　と最も高
いが、光感度（Ｓ）は０．０１７と非常に低く、しかも
高電力によるため表面にかなりの荒れが認められた。′ 第６図に示した結果より、吸収系数比が小であればある
稲光感度は高いが電荷受容能力が低く、逆に吸収系数比
が大となればなるほど電荷受容能力は向上するが光感度
が低下することが分かる。

換言すれば５ｉ−Ｈ結合の吸収がＳｉ　−Ｈ２結合の吸
収と比して大であればある程、電荷受容能力は低下し、
逆に５ｉ−Ｈ２結合の吸収が大であればある稲光感度が
低下する。第７図は夫々試料Ａ、Ｄ、にの２０００ｃｒ
ｎ’から２１００　ｔｙｎ　’に至る赤外線吸収ピーク
を示す。同図から分かるように吸収カーブ（６）によっ
て示される吸収系数比が１．０の試料Ａは２０００ｚ’
と２１００　ｃｒｎのほぼ中間に吸収ピークを持ち、５
ｉ−Ｈと５ｉ−Ｈ２結合の割り合いが同じであることを
物語っている。一方、吸収カーブ（ト）によって表わさ
れる吸収系数比が０．１６の試料りは吸収ピークは丁度
２００’Ｏｃｍ”に持ちＳｉ　−Ｈ結合が支配的で試料
Ｃの太陽電池用ａ−５ｉに似た吸収を示す。逆にカーブ
Ｍの吸収系数比が１．７の試料には２１０Ｃｋｒｎ’に
近い波長（正確には２０８０　ｃｍ　’　）に吸収ピー
ク　を持ち、Ｓｉ　−Ｈ２結合の割り合いが高いことを
示しび第３図と第５図に示した結果を総合的に評価した
結果、吸収系数比にして０．２から１．７までのａ−５
ｉ光導電層が電子写真用感光体に有効であり、特に吸収
系数比が約０．５乃至１．５のａ−５ｉ光導電層が従来
には見られない優れた電子写真特性を持つことが判明し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る感光体の拡大断面図、第２図はア
モルファスシリコン光導電層を生成するためのグロー放
電分解装置の概略構成図、第３図は多孔性酸化被膜の膜
厚と光感度及び電荷受容能力の関係を示すグラフ図、第
４図は多孔性酸化被膜の膜厚と暗減衰率及び残留電位の
関係を示す図、第５図はアモルファスシリコン光導電層
の５００　ｃｍから２５００　ｃｍ　’の間の赤外線吸
収スペクトラルを示ス図、第６図はアモルファスシリコ
ン光導電層を有する感光体の２１００　ｃｍ　’と２０
００　ｃｍ−’における赤外線吸収系数比と光感度及び
電電受容能力の関係を示す図、′第７図は２１００ｃｒ
ｎ　　と２０００　ｃｍ−’における赤外吸収系数比が
異なるアモルファスシリコン光導電層の吸収ピークを示
す図である。 （１）・・・導電性基板、　（２）・・・多孔性酸化被
膜、（３）・・・アモルファスシリコン光導電層、（５
）・・・空洞部、 （６）・・・ＳｉＨ４ガスを密封した第１タンク（７）
・・・Ｂ２Ｈ６ガスを密封した第３タンク（８）・・・
０２ガスを密封した第４タンク（１２）、（１３）、（
１４）・・・マスフローコント口ラ−（２２）　、・・
・反応管、　　（２３）・・・共振振動コイル出願人　
　ミノルタカメラ株式会社 同　　　　河　　村　　孝　　夫 同　　　京都セラミック株式会社 第１図 第３図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　導電性基板上に多孔性酸化被膜と、少なくとも水
   素を約１０乃至４０　ａｔｏｍｉｃ％含有し赤外線吸収
   スペクトラルの２１００ｃ＋＋＋’と２０００ｃ＋ｎ−
   １こおける吸収ピークの吸収系数比が約０．２乃至１．
   ７であるアモルファスシリコン光導電層を順次積層して
   なる感光体。 ２　前記多孔性酸化被膜とアモルファスシリコン光導電
   層間の境界には空洞部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項記載の感光体。