JPS63104063A - 電子写真感光体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光導電性アモルファスシリコンカーバイド層か
ら成る電子写真感光体に関し、特に正極性に帯電可能な
電子写真感光体に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、電子写真感光体の進歩は目覚ましく、感光体を搭
載する複写機やプリンター等の開発に伴って感光体自体
にも種々の特性が要求されている。この要求に対してア
モルファスシリコン層が耐熱性、耐摩耗性、無公害性並
びに光感度特性等に優れているという理由から注目され
ている。

しかし乍ら、アモルファスシリコン（以下、ａ−３ｉと
略す）層は、それに何ら不純物元素をドーピングしない
と約１０９Ω・ｃｍの暗抵抗率しか得られず、これを電
子写真用感光体に用いる場合には１０Ｉ２Ω・ｃｍ以上
の暗抵抗率にして電荷保持能力を高める必要がある。そ
のために酸素や窒素などの元素を微少量ドーピングして
高抵抗化にし得るが、その反面、光導電性が低下すると
いう問題がある。また、ホウ素などを添加しても高抵抗
化が期待できるが、十分に満足し得るような暗抵抗率が
得られず約１０１１Ω・ｃｍ程度にすぎない。

一方、上記の如きドーピング剤の開発と共に、ａ−５ｉ
光導電層に別の非光導電層を積層して成る積層型感光体
が提案されている。

例えば、第２図はこの積層型感光体であり、基Ｖｉ、（
１）の上にキャリア注入阻止層（２）　、ａ−３ｉ光導
電層（３）及び表面保護層（４）が順次積層されている
。

この積層型光体によれば、キャリア注入阻止層（２）は
基板（１）からのキャリアの注入を阻止するものであり
、表面保護層（４）はａ−Ｓｉ光導電層（３）を保護し
て耐湿性等を向上させるものであるが、両者のＮ（２）
及び（４）ともに感光体の暗抵抗率を大きくして帯電能
を高めることが目的であり、そのためにこれらの層を光
導電性にする必要はない。

このように従来周知のａ−Ｓｉ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−５ｉ光導電層により形成させた点に大
きな特徴があり、これによって耐熱性、耐久性及び光感
度特性などに優れた長所を有している反面、暗抵抗率が
不十分であるためにドーピング剤を用いたり、更に積層
型感光体にすることで暗抵抗率を太き（している。即ち
、積層型感光体に形成されるキャリア注入阻止層（２）
及び表面保護層（４）はａ−５ｉ光導電層自体が有する
欠点を補完するものであり、ａ−Ｓｉ光導電層（３）と
実質上区別し得る層と言える。

本発明者等は上記事情に鑑みて、既にアモルファスシリ
コンカーバイド（以下、ａ−５ｉＣと略す）は光導電性
を有すると共に暗抵抗率がドーピング剤の有無と無関係
に容易に１０′３Ω・ｃｍ以上になり、更にドーピング
剤の選択によって正極性に帯電可能な電子写真感光体゛
と成り得ることを見い出した。

上記ａ−ＳｉＣ層が電子写真感光体と成り得た理由は、
その層が大きなキャリア移動度をもち、更に１０−　”
　（、Ω・ｃｍ）−’以下の暗導電率であり、これによ
って大きな帯電能が得られたためである。

しかしながら、このように大きなキャリア移動度をもつ
ａ−５ｉＣ電子写真感光体であっても、光源の波長によ
っては未だ満足し得る電子写真特性が得られていない。

例えば蛍光灯等の一最的な投光源（分光スペクトルが比
較的短波長側ヘシフトしている）を除電用光源に用いた
場合、画像露光時の光メモリー効果によってゴースト現
象（先の画像が完全に除去されずに残存し、次の画像形
成に伴って先の画像が再び現れる現象をいう）が生じ易
くなる傾向にある。

このような問題を解決するためには長波長の光を発する
光源を除電用光源に用いて露光を増大させることが有効
であり、これに適した光源として発光ダイオードアレイ
がある。ところが、このダイオードアレイを用いた場合
、ゴースト現象が生じないように強請光照射を行うと、
これに伴って帯電能が低下したり、暗減衰が増大すると
いう問題が生じる。更に、製造コスト面から見た場合、
発光ダイオードは蛍光灯に比べて格段に高価であり、低
コストな光源が望まれる。

また、本発明者等が既に提案した光導電性ａ−ＳｉＣ層
はそれに０．１乃至１０，０００ｐｐｍの周期律表第■
ａ族元素を含有させるだけで正極性に帯電可能な電子写
真感光体と成り得るのであり、更に他のドーピング剤を
含有させて電子写真特性を一層向上させようとする場合
、膜中のその良好な原子結合状態を乱すことなく他の不
純物元素を含有させ、これによってゴースト現象等の問
題を解決するのが望ましい。

〔発明の目的〕

従って本発明は軟土に鑑みて案出されたものであり、そ
の目的は表面保護層及びキャリア注入阻止層を実質上不
要とし、全層に亘って光導電性ａ−ＳｉＣと成し、且つ
ゴースト現象の発生を防止することができた電子写真感
光体を提供することにある。

本発明の他の目的は膜中の原子結合状態を無理に乱すこ
となくして所要な電子写真特性を向上させることができ
た電子写真感光体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は正極性に帯電可能な電子写真感
光体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、基板上に１×１０−５乃至５原子％の
ヘリウム及び０．１乃至１０，０００ｐｐｍの周期律表
第ｍａ族元素（以下、ＩＩＩａ族元素と略す）を含有し
た光導電性ａ−ＳｉＣＮを形成したことを特徴とする正
極性に帯電可能な電子写真感光体が提供される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の電子写真感光体は光導電性ａ−５ｘＣＮに所定
の範囲内でヘリウム（Ｈｅ）元素を含有させることを特
徴とするものであり、また、この光導電性ａ−ＳｉＣｆ
ｆ４についてはＴＪｉａ族元素を含有させて正極性に帯
電させた感光体と成り得ることは既に本発明者等が提案
した通りである。

即ち、第１図によれば４電性基板（１）上に、例えばグ
ロー放電分解法によって光導電性ａ−５ｉＣ層（５）を
形成したものであり、この層厚方向に亘って炭素とＩＩ
ｒａ族元素をそれぞれ同−含有比率で含有させている。

これによって暗抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ以上となると
共に明抵抗率に比べて１０００倍以上となることを見い
出し、この知見に基づく後述する実施例から明らかな通
り、この単一組成の層だけで十分に実用性のあるａ−Ｓ
ｉＣｉ光体と成り得たことは予想外の成果であった。

更に本発明者等はこの計ＳｉＣ感光体を正極性又は負極
性に帯電させて両者の帯電性能を比較した場合、このａ
−５ｉＣＨ（５）にｍａ族元素を０．１乃至１０．００
０ｐｐｍの範囲、好適には０．１乃至１１０００ｐｐの
範囲内でドーピングすると正極性で有利に帯電能を高め
ることができることも見い出した。

このようにｍａ族元素のドーピングによって正極性に帯
電し易くなる点については、未だ解明されておらず、推
論の域を脱し得ないが、ａ−５ｉＣ層が正電荷を保持す
るのに十分に高い抵抗率をもち、また、基板からの負電
荷の注入を防ぐ効果にも優れ、更に正電荷に対する電荷
移動度が優れている等の理由によると考えられる。

また、このｍａ族元素としてはＢ、Ａｌ、Ｇａ、　Ｉｎ
等があるが、就中、Ｂが共有結合性に優れて半導体特性
を敏感に変え得る点で望ましい。

本発明のａ−ＳｉＣＮが光導電性を有するようになった
点については、アモルファス化したケイ素と炭素を不可
欠な構成元素とし、更にそのダングリングボンドを終端
させるべく水素元素（１１）やハロゲン元素を所要の範
囲内で含有させることによって光導電性が生じるものと
考えられる。本発明者等が炭素の含有比率を幾通りにも
変えて光導電性の有無を確かめる実験を行ったところ、
ａ−５ｉＣｆｉ（５）中に炭素を１乃至９０原子２、好
適には５乃至５０原子χの範囲内で含有させるとよく、
或いはこの範囲内で層厚方向に亘って炭素台゛有量を変
えてもよい。

また、水素元素（）ｌ）やハロゲン元素の含有量は５乃
至５０原子χ、好適には５乃至４０原子χ、最適にはｌ
Ｏ乃至３０原子２がよく、通常、Ｈ元素が用いられてい
る。このＨ元素はダングリングボンドの終端部に取り込
まれ易いのでバンドギャップ中の局在準位密度を低減化
させ、これにより、優れた半導体特性が得られる。

更にこのＨ元素の一部をハロゲン元素に置換してもよく
、これにより、ａ−３ｉＣ層の局在準位密度を下げて光
導電性及び耐熱性（温度特性）を高めることができる。

その置換比率はダングリングボンド終端用全元素中０．
０１乃至５０原子２、好適には１乃至３０原子２がよい
。また、ハロゲン元素にはＰ、ＣＬＩＢｒ、　１．Ａｔ
等があるが、就中、Ｆを用いるとその大きな電気陰性度
によって原子間の結合が大きくなり、これによって熱的
安定性に優れるという点で望ましい。

本発明によれば、上記のような光導電性ａ−Ｓｉ（：層
にＨｅ元素を１×１０−５乃至５原子χ含有された点に
特徴があり、この範囲内では上述の電子写真特性を実用
上支障がない範囲内で低下させず、且つＨｅを含有させ
たことによってゴースト現象の発生を防止することがで
きる。

即ち、本発明者等はＨｅが常温下で不活性ガス気体とし
て存在し、これがａ−ＳｉＣ膜中に取り込まれても何ら
原子間結合に寄与しないという点に着目し、実験を繰り
返し行った結果、Ｈｅを所定の範囲内で含有した正極性
に帯電可能な光導電性ａ−５ｉＣ層は電子写真特性を劣
化させるものではなく、むしろ、Ｈｅを含有させたこと
によってａ−５ｉＣ層が緻密化して膜質が向上し、これ
によってゴースト現象が解消されるということを見い出
した。そして、このゴースト現象は蛍光灯など比較的短
波長側へスペクトルがシストしている除電用光源を用い
た場合に顕著であるが、このような光源を用いても十分
に効果が認められる。

このようにして解決し得た点については本発明者等は未
だ十分に解明していないが、Ｈｅが不活性元素であるた
めに結合手をもたず、しかも、原子半径が最も小さく、
そのためにＨｅが膜中に含有されてもＳｉとＣの結合ネ
ットワークが乱されず、その上、Ｓｔに対するＨの結合
数が小さくなり、これにより、アモルファス化したＳｉ
とＣの原子組織が緻密化すると共にダングリングボンド
が低減し、また、キャリア移動度を低下させる原因とな
る空孔等の欠陥が生じなくなり、その結果、ゴースト現
象が生じなくなったと考えられる。

Ｈｅ元素の含有量はＳｉとＣの含有比率やダングリング
ボンド終端用元素の種類と関係するが、約ｌＸ１０−５
乃至５原子２、好適には１×１０−５乃至５原子χ、最
適には１×１０−５乃至３原子χの範囲内がよい。

上記の如き光導電性ａ−ＳｉＣ層（５）の厚みは、少な
くとも５μｍ以上あればよく、これによって表面電位が
一２００ｖ以上となり、更に画像の分解能及び画像流れ
が生じない範囲内でその上限が適宜選ばれており、ユ木
発明者等の実験によれば、５乃至１００μｍ、好適には
１０乃至５０μｍの範囲内に設定するとよい。

更に、このａ−ＳｉＣ層の暗減衰曲線及び光減衰曲線を
求めたところ、高い表面電位をもつと共に優れた光感度
特性を有し、また、残留電位が小さくなっていることを
確かめ、た。

かくして層厚方向に亘って単一組成の光導電性ａ−３ｉ
Ｃ層だけで十分に実用と成り得る電子写真感光体が提供
される。

そこで、本発明者等は上記の結果を踏まえて、更に鋭意
研究に努めたところ、この単一組成の層内部に種々のＮ
？ＩＩ域を生成させることによって電子写真特性を更に
向上し得ることを見い出した。

即ち、本発明の電子写真感光体においては、構成元素で
ある炭素又はＴＩ［ａ族元素の含有比率を層厚方向に亘
って変化させ、これによって複数の層領域を生成させ、
このｉｉＩ域の数に対応して下記の第１の態様乃至第４
の態様までの電子写真感光体が得られる。

本発明によれば、このような様態の中で、基板側から感
光体表面側へ向けて第１の層領域、第２の層領域、必要
に応じて第３の層領域、第４の層領域を生成させ、少な
くとも第２の層領域及び第３の層領域のいずれか一方又
は両者共にＩ（ｅ元素を１×１０−５乃至５原子χ含有
させることを特徴とするものであり、これによってゴー
スト現象が生じなくなる。

以下、本発明の電子写真感光体を第１の態様及び第２の
態様について詳細に述べ、第３の様態及び第４の態様は
これに準するものとする。

第１の態様 第１のＢ様によれば、基板上に光導電性ａ−５ｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−ＳｉＣ層は
少なくとも第１の層領域及び第２の層領域を具備し、第
１の層領域は第２の層領域より基板側に配置され且つ第
２の層領域に比べてｍａ族元素が多く含まれていること
を特徴とする正極性に帯電可能な電子写真感光体が提供
される。

即ち、この第１の態様によれば、第１図に示した単一組
成の光弓電性ａ−３ｉＣ層に対してｍａ族元素を含有さ
せ、その含有比率を変えることにより少なくとも第１の
層領域及び第２の層領域を生成させるものであり、この
Ｂ様を第３図乃至第９図により説明する。

第３図においては導電性基板（１）上に第１の層領域（
６）及び第２の層領域（７）を順次形成し、両者の層領
域が一体化した光導電性ａ−５ｉＣ層（５ａ）から成っ
ており、そして、第１の層領域（６）には第２の層領域
（７）に比べてｍａ族元素が多く含まれていると共に第
２の層領域（７）にはＨｅを所定量含有することが重要
である。

第２の層領域（７）はｌｌ１ａ族元素の含有量が０．１
乃至１０．０００ｐｐｍの範囲内で、好適には０．１乃
至１゜０００　ｐｐｍの範囲内で適宜法められ、これに
よって正極性に帯電すると共に表面電位、光感度特性等
の所要な電子写真特性が得られる。そして、この層領域
よりもｍａ族元素を多く含有した第１の層領域（６）を
形成すると光導電性ａ−５ｉＣＮ　（５ａ）の基板側領
域で導電率が太き（なり、これにより、基板側からのキ
ャリアの注入が阻止されると共にａ−ＳｉＣ層の全領域
で発生した光キャリアが基板へ円滑に流れ、その結果、
表面電位が大きくなると共に光感度特性が向上する。

更にこの第２の層領域（７）にはｌｉｅを１×１０−５
乃至５原子χ、好適には１×１０−５乃至５原子χ、最
適には１×１０−５乃至３原子χの範囲内に含有させる
とよく、これにより、ゴースト現象が生じなくなる。

このようにＨｅを第２の層領域（７）に含有させるに当
たっては、この層領域（７）全体に対してｌｉｅ含有量
が上記の範囲内で設定される限りにおいて層厚方向に亘
って均−又は不均一な含有分布で含有させる。

また、この第１の態様によれば、第２の層領域（７）に
不可欠に）ｌｅを含有させるものであるが、第１の層領
域（６）に対しては任意に含有させてもよい。第１の層
領域（６）にもＨｅを含有させた場合、Ｉ　Ｘｌ０−５
乃至５原子χの範囲内で含有させればよく、これにより
、基板側からのキャリアの注入阻止を損なわず、且つ残
留電位を小さくし、その結果、ゴースト現象の発生を確
実に防止することができる。

更に第１の態様によれば、炭素含有量を第４図乃至第９
図に示す通りに設定してもよい。これらの図において、
横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦軸は炭
素含有量を示している。尚、この横軸において（６）　
、　（７）に示すそれぞれの範囲は第１の層領域及び第
２の層領域を表している。

即ち、第４図は炭素含有比率が全層に亘って一定であり
、或いは第５図は第１の層領域で炭素含有量を少なくし
ており、これに対して第６図乃至第９図は第１の９Ｍ域
が第２の層領域に比べて炭素が多く含有されていること
を示すものであり、これによって表面電位が一段と高く
なって光感度特性が向上する。また、第７図乃至第９図
のように炭素の含有量を層厚方向に亘って石火変えると
表面電位及び光感度を一層高め且つ残留電位が小さくな
る。

第２の態様 第２の態様によれば、基板上に光導電性ａ−５ｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−３ｉＣ層は
少なくとも第１の層領域、第２の層領域及び第３の層領
域を具備し、第１の層領域は第２の層領域より、第２の
層領域は第３の層領域よりそれぞれ基板側に配置され、
且つ第３の層領域は第２の層領域に比べて炭素が多く含
まれていると共に第２の層領域は０．１乃至１０，００
０ｐｐｍのＩ［Ｉａ族元素が含まれており、更に第１の
層領域は第２の層領域よりもｍａ族元素が多く含まれて
いることを特徴とする正極性に帯電可能な電子写真感光
体が提供される。

即ち、この第２の態様によれば、第１Ｏ図に示す通り、
第１の態様にて示した第２の層領域（７）の上に更に第
３の層領域（８）を形成し、第３の層領域（８）の炭素
含有量を第２の層領域（７）よりも多くし、そして、第
１の層領域（６）、第２の層領域（７）及び第３の層領
域（８）を実質上一体化して光４電性ａ−ＳｉＣ層（５
ｂ）とした。

この第３のＮ領域（８）を形成すると、ａ−３ｉＣ層（
５ｂ）の表面側の暗抵抗率が大きくなり、これに伴って
感光体の表面電位が顕著に向上する。

即ち、第３の層領域（８）は光導電性ａ−ＳｉＣ層（５
ｂ）の表面側を高抵抗化させるために形成されており、
第２図にて述べた従来周知の表面保護層（４）とは全く
区別し得るものである。また、光キヤリア発生層とキャ
リア輸送層とに分けられた毅能分離型感光体によれば、
キャリア輸送層を１０１３Ω・ｃｍ以上に高抵抗化させ
るが、この層に格別大きな光導電性が要求されておらず
、通常、光導電率の暗導電率に対する比率が１０００倍
未満の光導電性に設定されているに過ぎない。これに対
して、第３の層領域（８）はこの比率が１０００倍以上
の光導電性を有しており、上記キャリア輸送層に対して
も十分に区別し得る。

第３の層領域（８）の層厚は、第２の層領域（７）に比
べて１倍以下、好ましくは１７２倍以下、最適には１７
４倍以下がよく、これにより、表面電位が顕著に向上す
ると共に光感度に優れ、且つ残留電位が小さくなり、望
ましいと言える。

本発明に係る第２の態様の電子写真感光体によれば、上
記第２の層領域（７）及び第３の層領域（８）の両者又
はいずれか一方に＋Ｉｅ元素を含有させることを特徴と
しており、この含有量は１×１０−５乃至５原子χ、好
適には１×１０−５乃至５原子χ、最適には１×１０−
５乃至３原子χの範囲に設定すればよく、これにより、
ゴースト現象が生じなくなる。

更に第２の態様によれば、光瘍電性ａ−５ｉＣ層（５ｂ
）の炭素含有分布は第１１図乃至第１６図に示す通りで
あり、横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦
軸は炭素含有量は示している。尚、この横軸において、
（６）　（７）　（８）に示すそれぞれの範囲は第１の
層領域、第２の層領域及び第３の層領域を表している。

第１２図、第１４図、第１５図及び第１６図によれば、
層厚方向に亘って炭素の含有量を漸次変えており、これ
により、表面電位が向上すると共に光感度に優れ、且つ
残留電位が小さくなる。

第３の態様 第３の態様によれは、基板上に光導電性ａ−ＳｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−５ｉＣ層は
少なくとも第１の層領域、第２の層領域、第３の層領域
、第４の層領域を基板側から感光体表面へ向けて順次具
備し且つ第３の層領域は第２の層領域に比べて、第４の
層領域は第３の層領域に比べてそれぞれ炭素が多く含ま
れていると共に第２の層領域は０．１乃至１０，０００
ｐｐｍのＩＩＩａ族元素が含まれており、更に第１の層
領域は第２の層領域よりもｍａ族元素が多く含まれてい
ることを特徴とする正極性に帯電可能な電子写真感光体
が提供される。

即ち、第３の態様によれば、第１７図に示す通り、第２
の態様にて示した第３の層領域（８）の上に更に第４の
層領域（９）を形成し、第４の層領域（９）が第３のＮ
領域（８）に比べて炭素を多く含んでおり、そして、第
１の層領域（６）から第４の層領域（９）を実質上一体
化して光導電性ａ−ＳｉＣｉ！　（５ｃ）とした。

この第４の層領域（９）は第３の層領域（８）に比べて
炭素を多く含有させて高抵抗化させ、これより、帯電能
を高めて表面電位を向上させることができ、その結果、
耐電圧が高くて長寿命の感光体を得ることができる。

更に第３の態様によれば、光導電性ａ−３ｉＣ層（５Ｃ
）の炭素含有分布は第１８図乃至第２１図に示す通りで
あり、横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦
軸は炭素含有量を示している。尚、この横軸において、
（６）　（７）　（８）　（９）に示すそれぞれの範囲
は第１の層領域、第２の層領域、第３の層領域及び第４
の領域を表している。

第１９図及び第２１図によれば、層厚方向に亘って炭素
の含有量を漸次変えており、これにより、表面電位及び
光感度が向上し、且つ残留電位が小さくなる。

第４の態様 第４図の態様によれば、基板上に光導電性ａ−ＳｉＣＮ
及びａ−ＳｉＣ表面保護層を順次形成した電子写真感光
体であって、前記光導電性ａ−５ｉＣ層は少なくとも第
１の層領域、第２の層領域及び第３の層領域を具備し、
第１の層領域は第２の層領域より基板側に、第２の領域
は第３の層領域より基板側にそれぞれ配置され、且つ第
３の層領域は第２の層領域に比べて炭素が多く含まれて
いると共に第２の層領域は０．１乃至１０．０００ｐｐ
ｍのＩ［［ａ族元素が含まれており、更に第１の層領域
は第２の層領域よりもｍａ族元素が多く含まれているこ
とを特徴とする正極性に帯電可能な電子写真感光体が提
供される。

即ち、この第４の態様によれば、第２２図に示す通り、
第２の態様にて示した第３の層領域（８）の上に更にａ
−ＳｉＣ表面保護層（１０）を形成したものであり、こ
のａ−ＳｉＣ表面保８ＩＪ！（１０）は光導電性ａ−５
ｔＣ層（５ｂ）の表面をオーバーコートして保護するた
めに形成される。

ａ−ＳｉＣ表面保護層（１０）はａ−ＳｉＣから成ると
いう点では光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ｂ）と同じである
が、炭素の含有量を多くして高硬度とし、これによって
表面保護作用をもたらす。

このａ−ＳｉＣ表面保１１Ｎ（１０）は、その構成元素
の組成比を変えて光導電性又は非光導電性とすることが
でき、炭素の含有量を多くすると非光導電性になる傾向
があり、これに伴って高硬度特性が得られ、高硬度ａ−
３ｉＣ表面保護層とな名。

更に第４の態様によれば、炭素含有分布は第２３図及び
第２４図に示す通りであり、横軸は基板から感光体表面
に至る層厚を示し、縦軸は炭素含有量を示している。尚
、この横軸において（６）　（７）　（８）　（１０）
に示すそれぞれの範囲は第１の層領域、第２の層領域、
第３の層領域及びａ−ＳｉＣ表面保護層を表している。

かくして、第１の態様乃至第４の態様によれば、第１図
に示した単一組成のａ−３ｉＣ９光体に比べて格段に高
性能な電子写真感光体が提供される。

また、本発明によれば、単一組成のａ−５ｉＣＮ並びに
第１乃至第３の態様のａ−５ｉＣ層は、いずれも光導電
性ａ−３ｉＣ層から成り、これによって十分実用的な電
子写真特性が得られるが、これらのａ−Ｓｉｃｌの表面
上に従来周知の表面保護層を形成してもよい。

この表面保護層はそれ自体高絶縁性、高耐食性及び高硬
度特性を有するものであれば種々の材料を用いることが
でき、例えばポリイミド樹脂などの有機材料、　ａ−３
ｉＣ，５ｉＯｚ＋　Ｓｉｎ、　Ａｌ２Ｏ２，ＳｉＣ層　
５ｉ３）Ｌ、　、　ａ−Ｓｉ、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−５ｉ
：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：１１．ａ−ＳｉＣ：Ｆなどの無機材
料を用いることができる。

次に本発明の電子写真感光体の製法を述べる。

本発明に係るａ−ＳｉＣ層を形成するに当たってグロー
放電分解法、イオンブレーティング法、反応性スパッタ
リング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などのｍｌ（生成技術
を用いることができ、また、これに用いられる原料には
固体、液体、気体のいずれでもよい。例えばグロー放電
分解法に用いられる気体原料としてＳｉＨ４，５ｉｚＨ
６＋５ｉＪｓなどのＳｉ系ガス、ＣｌＩ４．Ｃ２Ｈ２，
ＣｚＨ４，ＣｚＨｈ、　Ｃ３１１ｓなどのＣ系ガスがあ
り、そして、Ｈｅガスをキャリアガスとして用いればよ
い。

本発明の電子写真感光体を製作するに当たっては、グロ
ー放電分解によってケイ素（Ｓｉ）含有ガス及びアセチ
レン（ＣｚＨｚ）ガスの混合ガスよりａ−ＳｉＣ層を形
成させた場合、著しく大きな高速成膜性が達成できる点
で望ましい。本発明者等が繰り返し行った実験によれば
、このＳｉ含有ガスとして前述した種々のＳｉ系ガスを
用いることができるが、例えばＳｉＨ４ガス及びＣｚＨ
ｚガスを用いた場合、５乃至２０μｍ７時の成膜速度が
得られた。因にＳｉＨ４ガスとＣＨ４ガスを用いてａ−
５ｉＣ膜を生成した場合、その成膜速度は約０．３乃至
１μｍ／時である。

次に本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放電
分解装置を第２５図により説明する。

図中、第１．第２．第３．第４．第５．第６タンク（１
１）（１２）　（１３）　（１４）　（１５）　（１６
）には、それぞれ５ｉＨｔ＋ＣＪｚ＋Ｂｚｔ１６（Ｈｅ
ガス希釈で０．２χ含有）、ＢＪ６（ｔｌｅＨｅガス希
釈８ｐｐｍ含ＩＴ′）　＋　Ｈｅ、　Ｎｏガスが密封さ
れており、ｆｌｅはキャリアーガスとしても用いられる
。これらのガスは対応する第１．第２．第３．第４．第
５．第６調整弁（１７）　（１８）　（１９）　（２０
）　（２１）　（２２）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ーラ（２３）（２４）
（２５）（２６）　（２７）　（２８）により制御され
、第１、第２１第３１第４．第５タンク（１１）　（１
２）　（１３）　（１４）　（１５）からのガスは第１
主管（２９）へ、第６タンク（１６）からのＮｏガスは
第２主管（３０）へ送られる。尚、（３１）（３２）は
止め弁である。第１主管（２９）及び第２主管（３０）
を通じて流れるガスは反応管（３３）へと送り込まれる
が、この反応管（３３）の内部には容量結合型放電用電
極（３４）が設置されており、それに印加される高周波
電力は５０ｗ乃至３Ｋｗが、また周波数はｌ　ＭＨｚ乃
至１０ＭＨｚが適当である。反応管（３３）の内部には
、アルミニウムから成る筒状の成膜用基板（３５）が試
料保持台（３６）の上に載置されており、この保持台（
３６）はモーター（３７）により回転駆動されるように
なっており、そして、基板（３５）は適当な加熱手段に
より、約２００乃至４００℃好ましくは約２００乃至３
５０℃の温度に均一に加熱される。更に、反応管（３３
）の内部はａ−ＳｉＣ膜形成時に高度の真　　′空状態
（放電圧０．１乃至２．０Ｔｏｒｒ　）を必要とするこ
とにより回転ポンプ（３８）と拡散ポンプ（３９）に連
結されている。

以上のように構成されたグロー放電分解装置において、
例えば、ａ−５ｉＣ膜（Ｈｅ、Ｂを含有する）を基板（
３５）に形成する場合には、第１．第２．第３．第５調
整弁（１７）　（１８）　（１９）　（２１）を開いて
それぞれよりＳｉＨ４，Ｃｚｌｌｚ＋ＢｚＨｂ、）Ｈｅ
ガスを放出する。放出量はマスフローコントローラ（２
３）　（２４）　（２５）　ｉｎ＞　により制御され、
ＳｉＨ４＋ＣｚＨｚ＋ＢｚＨａ、ｌｌｅの混合ガスは第
１主管（２９）を介して反応管（３３）へと流し込まれ
る。

そして、反応管（３３）の内部が０．１乃至２．０Ｔｏ
ｒｒ程度の真空状態、基板温度が２００乃至４００℃、
容量型放電用電極（３４）の高周波電力が５０Ｗ乃至３
Ｋｗ、または周波数が１乃至５０ＭＨｚ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
Ｈｅ及びＢを含有したａ−５ｉＣ膜が基板上に高速で形
成される。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を詳細に説明する。

（例１） 本例においては、光導電性計ＳｉＣ層をアルミニウム製
成膜用基板に生成し、そのＣ２Ｈ２ガスの配合比率に対
する導電率を測定した。

即ち、第２５図に示した容量結合型グロー放電分解装置
を用いて第１タンク（１１）よりＳｉＨ４ガスを１５０
ｓｅｃｍの流量で、第５タンク（１５）よりｔｉｅガス
を１０１００５ｅの流量で放出し、第２タンク（１２）
よりＣｚＨｚガスを１０〜１０１００５ｅの流量で放出
し、グロー放電分解法に基いて約５μｍの厚みのａ−Ｓ
ｉＣ膜を製作し、暗導電率及び光導電率を測定したとこ
ろ、第２６図に示す通りの結果が得られた。

第２６図によれば、横軸はＣ２１１□ガス流量（ｓｃｃ
ｍ）を、縦軸は導電率〔（Ω・ｃｍ）−”Ｊを表わし、
・印は暗導電率のプロット、○印はｌ１ｅ−Ｎｅレーザ
ー（波長６３２．８ｎｍ　、１００μｍ　Ｗ／ｃｍ２）
を照射した時の光導電率のプロットであり、ａ、ｂはそ
れぞれの特性曲線である。

第２６図から明らかな通り、暗導電率はｉｏ−’　”　
＜Ω・ｃｍ）−’以下と成り得、最小で１Ｏ−１６（Ω
・ｃｍ）　−’まで得られた。また、光導電率は暗導電
率に比べて１０００倍以上となり、このａ−５ｉＣ層が
電子写真感光体用として十分に満足し得る光導電性をも
っていることが判る。

（例２） 本例においては、（例１）に基いてＢｔＨｂガス（又は
ＰＨ，ガス）を導入して暗導電率及び光導電率を測定し
たところ、第２７図に示す通りの結果が得られた。

図中、横軸はＳｉＨ４とＣｚＨｚの合計流量に対するＢ
ＺＨ６純量（これはＨｅガスの希釈比率より換算して求
められる８　２　ｌ　ｂの絶対流量を表わす）である。

尚、８２ＩＩ　６純量をＰＨ３純量に置き換えた場合も
参考例として記載する。

第２７図によれば、・印は暗導電率のプロットであり、
○印は光導電率（この光感電率は（例１）と同様にして
求められる）のプロットであり、Ｃ１ｄはそれぞれの特
性曲線である。

第２７図から明らかな通り、光導電率は暗導電率に比べ
て１０００倍以上となり、Ｈｅと共にＰやＢをドーピン
グしたａ−３ｉＣ層が電子写真感光体用として満足し得
る光導電性をもっている。

（例３） 本例においては、（例２）に基づき下記の通りにガス流
量を設定して得られたａ−５ｉＣ層に対して分光感度特
性を測定しており、その結果は第２８図に示された分光
感度特性ｅとなった。尚、この図は各波長において等エ
ネルギー光を照射した時の光導電率を示す。

ガス流量 ＳｉＨ４ガス流量・・・１００３ｃｃｍ１００３ｃガス
流量・・・１０３１０３ｃ、Ｈ６ガス流量（３８ｐｐｍ
含有）・・・１００３１００３ｃガス流量・・・・１０
１００５ｃ 第２８図より明らかな通り、可視光領域に光感度が認め
られ、特に長波長側に増悪があり、これによって電子写
真用の光導電体として十分に用いることができる。

（例４） 本例においては、（例３）と同じように製作したａ−３
ｉＣ層（厚み３０μｍ）に対して表面電位、暗減衰及び
光減衰のそれぞれの特性を測定した。この測定は＋５．
６ＫＶのコロナチャージャで正帯電し、暗中での表面電
位の経時変化と、６５０ｎｍの単色光照射直後の表面電
位の経時変化を追ったものである。

その結果は第２９図に示す通りであり、ｆ、ｇはそれぞ
れ暗減衰曲線及び光減衰曲線である。

第２９図より明らかな通り、表面電位が約＋６２０Ｖと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で２７χ程度であり
、電荷保持能力に優れている。また、光導電率にも優れ
ており、残留電位も小さいと言える。

尚、（例４）にて得られたａ−５ｉＣ層を−５，６ＫＶ
のコロナチャージャで正帯電させたところ、表面電位が
数十Ｖであった。

そして、この（例４）に基いて製作されたａ−ＳｉＣ感
光体のＨｅ含有量を測定したところ、約０．１原子χで
あり、また、この感光体を＋５．６ＫＶのコロナチャー
ジャによって正極性に帯電させ、次いで画像露光して磁
気ブラシ現像を行った結果、画像濃度が高く、高コント
ラストでゴースト現象が全く生じない良質な画像が得ら
れた。然るに前述のｌｉｅガス導入に代えてＨ２ガスを
１０１００５ｅの流量で導入し、他は全く同一条件にて
製作した電子写真感光体はゴースト現象が現れた。

（例５） 本例においては第１の態様の感光体を製作した。

即ち、基板用アルミニウム製ドラムを第２５図に示した
容量結合型グロー放電分解装置の反応管（３３）内に設
置し、そして、第１タンク（１１）よりＳ　ｉ　１１　
ａガスを、第２タンク（１２）よりＣｚＨｚガスを、第
３タンク及び第４タンク（１３）　（１４）よりＢ、Ｈ
６ガスを、第５タンク（１５）よりＨｅガスを、第６タ
ンク（１６）よりＨｅガスをそれぞれ放出し、第１表に
示す製造条件で第１の層領域及び第２の層領域を形成し
た。

かくして得られた感光体を、暗中で＋５．６ＫＶの高圧
源に接続されたコロナチャージャで正極性に帯電させ、
次いで分光された単色光（６５０ｎｍ）を感光体表面に
照射し、これによって下記の通りの電子写真特性が得ら
れた。尚、残留電位は露光開始５秒後の値である。

表面電位・・・＋７３０Ｖ 光感度・・・０．４２０ｍ２ｅｒｇ−１残留型位・・・
２９Ｖ 次に（例４）と同様に正極性に帯電させ、次いで画像露
光して磁気ブラシ現像を行った結果、画像濃度が高く、
高コントラストでゴースト現象が全く生じない良質な画
像が得られた。

然るに、第１の層領域及び第２の層領域の形成に当たっ
て用いられるキャリアーガスＯ１ｅガス１０１００５ｅ
流量）、並びに第１の層領域の形成に用いられるＢ２Ｈ
４（０，２χ含有）の希釈用Ｈｅガス及び第２層領域の
形成に用いられるＢｚｔｌｂ　（３８ｐｐｍ）の希釈用
ＨｅガスをＨ２ガスに置換し、他は全く同一条件にて製
作した電子写真感光体にはゴースト現象が見られた。

（以下余白） （例６） 本例においては第２の態様の感光体を゛第２表に示す条
件で製作し、これによって下記の電子写真特性が得られ
た。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・＋７７０■ 光感度・・・０．３９ｃｍ２ｅｒｇ伺 残留電位・・・２５Ｖ （以下余白） （例７） 本例においては第３の態様の感光体を第３表に示す条件
で製作し、これによって下記の電子写真　′特性が得ら
れた。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・＋８００■ 光感度・・・０．４０ｃｍ２ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ 更に、この感光体の表面電位、暗減衰及び光減衰のそれ
ぞれの特性を（例４）と同様に測定したところ、第３０
図に示す通りの結果が得られた。図中、ｈ、ｉはそれぞ
れ暗減衰曲線及び光減衰曲線である。

第３０図より明らかな通り、表面電位が約＋８００ｖと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で１５χ程度
であって電荷保持能力に優れている。

（以下余白） （例８　） 本例においては、第４図の態様の感光体を第４表に示す
条件で製作し、これによって下記の電子写真特性が得ら
れた。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・＋９００Ｖ 光感度・・・０．４０ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
４０Ｖ （以下余白） 〔発明の効果〕 以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、全層に
亘って光導電性を有するａ−ＳｉＣが高い暗抵抗率とな
り、且つ光感度特性にも優れていることによって実質上
表面保護層及びキャリア注入阻止層を不要とすることが
でき、その結果、光感電性ａ−５ｉＣ層だけから成る電
子写真感光体が提供できた。

また本発明の電子写真感光体によれば、ｌｌｅを膜中に
所定量含有させることによってゴースト現象が生じなく
なり、その結果、一段と高性能な電子写真感光体が提供
できる。

更に本発明の電子写真感光体によれば、層厚方向に亘っ
て炭素及びｍａ族元素の含有量を変えることによって表
面電位を向上させると共に光感度特性を高め、且つ残留
電位を顕著に小さくすることができる。特に、炭素の含
有量を層厚方向に亘って変えると、抵抗率が制御されて
所要の層領域が得られ、その結果、格段に高性能な電子
写真感光体が提供できる。

また、本発明によれば、正極性に有利に帯電することが
できる負極性用電子写真感光体が提供される。

本発明の電子写真感光体によれば、それ自体で帯電能及
び耐環境性に優れていることから、特に保護層を設ける
必要がなく、例えばコロナ放電による被曝或いは現像剤
の樹脂成分の感光体表面へのフィルミング等によって表
面が劣化した場合、その劣化した表面を研摩剤等で研摩
再生を繰り返し行ってもその研摩量において制限を受け
ずに感光体の初期特性を維持することができ、それによ
って初期における良好な画像を長期に亘り安定して供給
することが可能となる。

更に、従来のａ−Ｓｉ感光体を長期間に亘って使用した
場合にはコロナ放電に伴って感光体表面の局所的な放電
破壊が発生し易くなり、これに起因して画像に斑点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、ａ−５ｉ
の誘電率がε＝１２であるのに対してａ−５ｉＣはε＝
７と約半分程度であるために帯電能に優れており、これ
により、表面電位を高くしても何ら上記の放電破壊が発
生しなくなり、その結果、高品質且つ高信頬性の電子写
真感光体が提供される。

更に本発明の電子写真感光体を従来のａ−Ｓｉ感光体と
比較した場合、このａ−５ｔ悪感光の問題点として耐湿
性に劣っているので画像流れが生じ易く、また、帯電能
に劣っているのでゴースト現象が発生するが、これを解
決するためにａ−３ｉ悪感光の使用時にヒータを用いて
その感光体を加熱し、その発生を防止している。これに
対して本発明の電子写真感光体は耐湿性且つ帯電能に優
れているために上記のようにヒータを用いて使用する必
要はないという利点がある。

また、本発明の電子写真感光体はａ−５ｉ悪感光と比べ
て炭素の含有量を変えるだけで幅広い分光感度特性（ピ
ーク６００〜７００ｎｍ　）が得られると共に光感度自
体を増大させることができ、更に必要に応じて不純物元
素をドーピングすれば長波長側の増感も可能になるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真感光体の層構成を示す説明図
、第２図は従来の電子写真感光体の層構造を示す説明図
、第３図は本発明に係る第１の態様の感光体の層領域を
示す説明図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
及び第９図はそれぞれ本発明に係る第１の態様の感光体
の炭素含有量を示す説明図、第１Ｏ図は本発明に係る第
２の態様の感光体の層領域を示す説明図、第１１図、第
１２図、第１３図、第１４図、第１５図及び第１６図は
それぞれ本発明に係る第２の態様の感光体の炭素含有量
を示す説明図、第１７図は本発明に係る第３の態様の感
光体の層領域を示す説明図、第１８図、第１９図、第２
０図及び第２１図はそれぞれ本発明に係る第３の態様の
感光体の炭素含有量を示す説明図、第２２図は本発明に
係る第４の態様の感光体の層領域を示す説明図、第２３
図及び第２４図は本発明に係る第４の態様の感光体の炭
素含有量を示す説明図、第２５図は本発明の実施例に用
いられる容量結合型グロー放電分解装置の説明図、第２
６図はＣｚＨ□ガスの流量比率に対する導電率を示す線
図、第２７図はＰｌ（３ガス及びＢｚＨ６ガスのそれぞ
れの流量比率に対する導電率を示す線図、第２８図はア
モルファスシリコンカーバイド層の分光感度特性を示す
線図、第２９図はアモルファスシリコンカーバイド層の
暗減衰及び光減衰を示す線図、第３０図は第３の態様の
アモルファスシリコンカーバイド層の暗減衰及び光減衰
を示す線図である。 １・・・基板 ５、５ａ、　５ｂ、　５ｃ・・・・光導電性アモルファ
スシリコンカーバイド層 ６・・・第１の層領域 ７・・・第２の層領域 ８・・・第３の層領域 ９・・・第４の層領域 １０・・・アモルファスシリコンカーバイド表面保護層 特許出願人　（６６３）京セラ株式会社同　　　　河村
孝夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に１×１０＾−＾５乃至５原子％のヘリウム及び
   ０．１乃至１０，０００ｐｐｍの周期律表第IIIａ族元
   素を含有した光導電性アモルファスシリコンカーバイド
   層を形成したことを特徴とする正極性に帯電可能な電子
   写真感光体。