JPS63108347A - 電子写真感光体の製法 - 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の製法に関し、特に負極性に帯電
可能な電子写真感光体の製法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−５ｉ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１０’Ω・Ｃ−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１０１２Ω・Ｃ−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１０”Ω・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−斜光
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、基板（１）
の上にキャリア注入阻止層（２）　、ａ−３ｔ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−５ｔ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、両者の層（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−３ｉ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−３ｉ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、耐久性及び光怒
度特性などに優れた長所を有している反面、暗抵抗率が
不十分である元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大きくしている。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・ｃａ＋以上になり、更にドーピン
グ剤の選択によって負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−３ｉＣ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−３ｉＣ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０
例えば蛍光灯等の一般的な投光源（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露光照射を行うと、
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。

〔発明の目的〕

従って本発明は畝上に鑑みて案出されたものであり、そ
の目的は表面像ｉ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の製法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は負極性に帯電可能な電子写真感
光体の製法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、アセチレン及びケイ素含有ガスから成
ると共にこのガス組成比が０．０１：１乃至３：１の範
囲内に設定され、これらのガス流量の合計量に対して５
倍以下のヘリ・ラムガスを配合し、且つ０乃至１モルχ
の周期律表第Ｖａ族元素（以下、■ａ族元素と略す）含
有ガスを含むａ−５ｉＣ生成用ガスをグロー放電分解し
て基板上に負極性に帯電可能なａ−３ｉＣ＠を形成する
ことを特徴とする電子写真感光体の製法が提供される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の製法によれば、ａ−５ｉＣ生成用ガスにＨｅを
含有することを特徴とするものであり、また、グロー放
電分解法によってｃｚｏｚガス及びＳｉ含有ガスから基
板上に光導電性ａ−５ｉＣ層を形成させると大きな暗抵
抗率が得られ、更にａ−ＳｉＣ生成用ガスにＶａ族元素
ガスを０乃至１モルχ含有させると負極性に有利に帯電
する感光体と成り得ることば既に本発明者等が提案した
通りである。

即ち、第１図によれば導電性基板（１）上に、例えばグ
ロー放電分解法によって光導電性ａ−３ｉＣ層（５）を
形成したものであり、この層厚方向に亘うて炭素とＶａ
族元素をそれぞれ同一含有比率で含有させている。これ
によって暗抵抗率が１０１！Ω・０１１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−３ｉ
Ｃ感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ａ−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−３ＩＣＩ！（５）にＶａ族元素を０乃至１０、　ｏ
ｏｏｐｐｍの範囲、好適にはＯ乃至１０００ｐｐａ＋の
範囲内でドーピングすると負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Ｖａ族元素のドーピングによって負極性に帯
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−ＳｉＣ層が負電荷を保持す
るのに十分に高い抵抗率をもち、また、基板からの正電
荷の注入を防ぐ効果にも優れ、更に負電荷に対する電荷
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Ｖａ族元素としてはＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ
ｉ等があるが、就中、Ｐが共存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。

上記のようにＶａ族元素をドーピングさせるに当たって
は、ａ−３ｉＣ生成用ガスに０乃至１モル２、好適には
Ｏ乃至０．１モルχのＶａ族元素ガスを含有させるとよ
く、これによって上記の所要の範囲内にドーピングさせ
ることが可能となる。また、Ｖａ族元素をドープするに
当たってはＮ！、ＮＨ３，ＰＨｓ、Ａｌ１１３．５ｂＨ
ｓ等が用いられる。

本発明のａ−３ｉＣ層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（Ｈ）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０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うたところ、ａ
−ＳｉＣ層（５）中に炭素を１乃至９０原子χ、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含有量を変えても
よい。

また、水素元素（Ｈ）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１０
乃至３０原子χがよく、通常、■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．
Ｏｌ乃至５０原子χ、好適には１乃至３０原子χがよい
、また、ハロゲン元素にはＦｔＣ１＋Ｂｒ、Ｉ、八を等
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。

本発明の製法によれば、ａ−３ｉＣ生成用ガスにＣ，Ｈ
，及びＳｉ含有ガスの合計流量に対して５倍以下、好適
には０．５乃至３倍のＨｅガスを含有することを特徴と
しており、これにより、グロー放電分解に当たって電離
電圧が大きくなり、励起エネルギーが増大し、このよう
にしてプラズマ温度が上昇し、その結果、この雰囲気が
ａ−ＳｉＣＲの生成に有利に作用して膜質が改善され、
ゴースト現象が解消される。そして、このようなａ−５
ｉＣＮの改質現象は単にゴースト現象の解消だけではな
（、光感度や表面電位等の電子写真特性の全般に亘って
有利に作用する。

上記の如き光導電性ａ−３ｉＣ１ｉ（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、本
発明者等の実験によれば、５乃至１００μｍ、好適には
ｌＯ乃至５０μ−の範囲内に設定するとよい。

更に、このａ−５ｉＣ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。

また本発明者等は、上記の電子写真感光体を製作するに
当たってグロー放電分解法に基づいてＣ８Ｈ８ガス及び
ｓｉ含有ガスを所定の比率で混合させるとよ（、これに
より、ａ−５ｉＣ層が高速に成膜され、且つ光導電性を
有する。

即ち、Ｃ１□とＳｉ含有ガスをグロー放電領域に導入す
るに当たってこのガス組成比を０．０１：１乃至３：１
の範囲内に、好適には０．０５：１乃至ｌ：１、最適に
は０．０５：１乃至０．３：１の範囲内に設定すればよ
く、０．０１＝１の比率から外れた場合には暗抵抗率が
ＩＱＩＩΩ・Ｃ■以下となって電荷保持能が十分でなく
、大きな帯電電位を得ることがな（なり、３：１の比率
から外れた場合には膜中のダングリングボンドが増加し
て暗抵抗率が１０１Ω・ｃｍ以下となる。

前記Ｓｉ含有ガスとして５ｉＨ１，５ｉｔＨ＊＋５ｉＪ
３，５ｉＦａ。

５ｉＣ１＊−３ｉｌｌＣ１ｓ等々があり、就中、ＳｉＨ
＊、Ｓｉ！Ｈｉはそれ自身ＳｉがＨと結合しているため
膜中にＨがとり込まれやす（膜中のダングリングボンド
を低減し光導電性を向上させる点で望ましい。

また、前記ダングリングボンド終端用元素としてＨを用
いる場合には、ＩＫ！ガスはＣＡＬガス及びＳｉＨ４ガ
スの流量合計値に対して３倍以下、好適には２倍以下に
配合すればよ（、これから外れると膜中の水素が過剰と
なって感光体に要求される電気的特性が劣化する。

本発明の製法によれば、上述した通りの製造条件によっ
てａ−３ｉＣ層を生成するに当たっては、グロー放電用
の高周波電力、反応室内部のガス圧及び基板温度を次の
通りに設定するのがよい。

即ち、高周波電力は０．０５乃至０．５賛八＠富の範囲
に設定すればよ＜　、０．０５ｗ１ｃａ”未満であると
成膜速度が小さくなり、０．５Ｗ／ｃ＠”を超えるとプ
ラズマダメージによって膜質が低下してキャリア移動度
が小さくなる。また、ガス圧は０．１乃至２．ＱＴｏｒ
ｒの範囲に設定すればよ＜　、０．ＩＴｏｒｒ未満であ
ると成膜速度が小さくなり、２．・０Ｔｏｒｒを趨える
と放電が不安定となる。更に、基板温度はａ−Ｓｉ：Ｈ
膜の成膜形成に比べて３０乃至８０℃位高（するのがよ
（、望ましくは２００乃至４００℃の範囲がよい、この
基板温度が２００℃未満であれば、ＳｉとＣのネットワ
ーク化が阻害され、４００℃を超えると水素の脱離が著
しくなって暗抵抗率が小さくなる。

かくして層厚方向に亘って単一組成の光導電性ａ−５ｉ
Ｃｌｉ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層
領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、本発明の製法においては、構成元素である炭素又
はＶａ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、この層領域の数
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
写真感光体の製法が得られる。

本発明によれば、このような態様の中で、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の層領域の形成時にａ−３
ｉＣ生成用ガス中にｌｉｅを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、本発明の製法を第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。

蚤上東皿植 第１の態様によれば、ａ−５ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して負極性に帯電可能な光導電性ａ−５ｉＣＪＷ
を基板上に形成した電子写真感光体の製法にあって、前
記ガスはｃａｎｔ及びＳｉ含有ガスから成り、そのガス
組成比を０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、且
つＶａ族元素含をガスを含有させると共に成膜中にこの
含有比率を小さくしたことを特徴とする電子写真感光体
の製法が提供される。

即ち、この第１の態様によれば、第１図に示した単一組
成の光導電性ａ−３ｉＣ層に対してＶａ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
態様を第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５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−３ｉＣ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Ｖａ族元素が多く含まれていると共に
第２の層領域（７）の形成時にａ−５ｉＣ生成用中にＨ
ｅガスを所定量含有することが重要である。

第２の層領域（７）はＶａ族元素の含有量が０乃至１０
．０００ｐｐｍの範囲内で、好適には０乃至１　、　Ｇ
ｏ。

ｐｐａ＋の範囲内で適宜法められ、これによって負極性
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Ｖａ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−３ｉＣ層（５ａ）の基板側領域で導電率が大
きくなり、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−５ｉＣ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）の形成に当たって、ａ−３
ｉＣ生成用ガス中にＨｅガスをＣ１！及びＳｉ含有ガス
の合計流量に対して５倍以下、好適には０．５乃至３倍
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。

この第１の層領域（６）はその領域全体に亘って光導電
性を有しており、これによって第２図に示した従来のａ
−Ｓｉ電子写真感光体のキャリア注入阻止層（２）と区
別し得る。

即ち、第１の層領域（６）はその領域全体の光導電性に
よって光感度特性を全般に亘って向上させる。特に第１
の層領域（６）に到達し易い比較的長波長な光に対して
は優れた光感度特性が得られ、これにより半導体レーザ
ーを記録用光源とした電子写真感光体に好適となる。

また、従来のａ；Ｓｉ電子写真感光体によれば、前記キ
ャリア注入阻止層（２）の層厚をａ−３ｔ光導電層（３
）に介して１７５倍以下に設定するのに対して、本発明
の製法によれば、第１の層領域（６）の層厚は第２の層
領域（７）に比べて光感度特性を向上させることができ
、その好適な層厚比は１／２以下、最適には１八以下に
設定するのがよい。

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の層領域
が第２の層領域に比べて炭素が多（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（
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漸次変えると
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。

］１Ｊｕｌ像 第２の態様によれば、ａ−３ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して負極性に帯電可能な光導電性ａ−５ｉＣ層を
基板上に形成した電子写真感光体の製法であって、前記
ガスはＣ！Ｈｚ及びＳｉ含有ガスから成りそのガス組成
比を０．、０１　：　１乃至３：１の範囲内に設定し、
成膜中にＣｔＨ，含有組成比を変えて前記ａ−ＳｔＣ層
に少なくとも第１の領域、第２の層領域及び第３の領域
を具備させ、第１の層領域は第２のＮ領域より基板側に
、第２の層領域は第３の層領域より基板側にそれぞれ配
置され、第３のＭＡ　ｅｌ域は第２の層領域に比べて炭
素が多く含まれ、且つ前記第２のＮ領域の形成時に前記
ａ−５ｉＣ生成用ガスに０乃至１モルχのＶａ族元素含
有ガスを含むとともに第１の層領域の形成時にａ−５ｉ
Ｃ生成用ガス中におけるＶａ族元素含有ガスの占める割
合が第２の層領域の形成時に比べて大きいことを特徴と
する電子写真感光体の製法が提供される。

即ち、この第２のＰａ＃Ｉによれば、第１θ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８０１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導電性ａ−ｔｉｃ
層（５ｂ）とした。

この第３の層領域（８）を形成すると、ａ−５ｉＣ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−５ｉＣ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（
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機能分離型感光体によれば、
キャリア輸送層を１Ｑ１３Ω・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１／２倍以下、最適には１／
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Ｓ様の電子写真感光体によれば、上
記第２の層ＷｔＮＡ（７）及び第３の層領域（８）の両
者又はいずれか一方の層領域を形成するに当たってａ−
５ｉＣ生成用ガス中にＨｅガスを含有させることを特徴
としており、この含有量はＣＪｇ及びＳｔ含有ガスの合
計流量に対して５倍以下、好適には０．５乃至３倍Ｃ１
□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、光導電性ａ−ｓｔｃ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。

員り立皿檀 第３の態様によれば、ａ−５ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して負極性に帯電可能な光導電性ａ−３ｉＣを基
板上に形成した電子写真感光体の製法であって、前記ガ
スはＣＪｇ及びＳｔ含有ガスから成り、その組成比を０
．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、成膜中にＣｘ
Ｈｔ含有組成比を変えて前記ａ−３ｉＣ層に少なくとも
第１の層領域、第２のＮ領域、第３の層領域及び第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１ｍ領域は第２の層領域に比べて第４のＮ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前
記第２の層領域の形成時に前記ａ−５ｉＣ生成用ガスに
０乃至１モルχのＶａ族元素含有ガスを含むとともに第
１のＷｉ　６Ｎ域の形成時にａ−３ｉＣ生成用ガス中に
おけるＶａ族元素含有ガスの占める割合が第２のｗＡ層
領域形成時に比べて大きいことを特徴とする電子写真感
光体の製法が提供される。

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
Ｎ　Ｍ域（９）を形成し、第４の層領域（９）が第３の
層領域（８）に比べて炭素を多（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−３ｉＣ層（５ｃ）とした。

この第４の層領域（９）は第３のＮ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−ＳｉＣ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Ｊ！層領域び第
４の層領域を表している。

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。

μｌＪす１儂 第４の態様によれば、ａ−３ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して負極性に帯電可能な光導電性ａ−３ｔＣ層及
びａ−５ｉＣ表面保護層を順次形成した電子写真感光体
の製法にあって、前記光導電性ａ−３ｉＣ生成用ガスは
ＣｇＨｔ及びＳｔ含有ガスから成り、そのガス組成比を
０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、成膜中にＣ
Ｊｚ含有組成比を変えて前記ａ−ＳｉＣ１１に少なくと
も第１の層領域、第２ＯＮ領域及び第３の層領域を具備
させ、第１の層領域は第２の層領域より基板側に、第２
の層領域は第３の層領域より基板側に、それぞれ配置さ
れ、第３の層領域は第２の領域に比べて炭素が多く含ま
れ、且つ前記第１の層領域の形成時に前記ａ−３ｉＣ生
成用ガスに０乃至１モルχのＶａ族元素含有ガスを含む
とともに第１の層領域の形成時にａ−３ｉＣ生成用ガス
中におけるＶａ族元素含有ガスの占める割合が第２のＮ
領域の形成時に比べて大きいことを特徴とする電子写真
感光体の製法が提供される。

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
−５ｉＣ表面保護層（１０）を形成したものであり、こ
のａ−５ｉＣ表面保護層（１０）は光導電性ａ−５ｉＣ
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−５ｉＣ表面保護層（１０）はａ−９ｉＣ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表面保護１　（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逅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表面保護層となる。

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、横軸は基板から窄光体表面
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−５ｉＣ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−３ｉＣ感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−３ｉＣ層並びに
第１乃至第３の態様のａ−ＳｉＣ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−３ｉＣ層の表面
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１　ａ−Ｓ
　ｔｃ、　３１０２１５ＩＯＩ　Ａｌ　！０３＋　Ｓｔ
　Ｃ１Ｓｔ　３Ｎ　４　ｔ　ａ−Ｓｉ＋ａ−Ｓｔ：Ｈ＋
ａ−Ｓｉ：Ｆ＋ａ−３ｉＣ：Ｈ＋ａ−５ｉＣ：Ｆなどの
無機材料を用いることができる。

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）　（１
６）には、それぞれ５ｉＨａ＊ＣｚＨｔ＋ＰＨ３（Ｈｅ
ガス希釈で０．２ｚ含有）、ＰＨ３（Ｈ１３ガス希釈で
３３ｐｐｍ含有）、Ｉｌｅ、Ｎｏガスが密封されており
、Ｈｅ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）　（１Ｂ）　（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）　（２Ｂ）により制御され、第１、第
２．第３．第４．第５タンク（１１）　（１２）　（１
３）　（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５０
ｗ乃至３Ｋｗが、また周波数は１１’ｌＨ２乃至１０闘
２が適当である０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２
００乃至４００℃好ましくは約２００乃至３５０℃の温
度に均一に加熱される。更に、反応管（３３）の内部は
ａ−３ｉＣＩｌｌ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、Ｐ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）　（１Ｂ）　（１９）　（２１）を開いて
それぞれよりＳＩＨｍ＋　ＣＪ＊＋ＰＨｓ、Ｉｆｅガス
を放出する。放出量はマスフローコントローラ（２３）
　（２４）　（２５）　（２７）により制御され、５ｉ
Ｈａ＋ＣｚＨ富＋ＰＨｊ＋Ｈｅ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２．０Ｔｏｒｒ
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５〇−乃至３Ｋｗ
　、または周波数が１乃至５９ＭＨｚ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Ｈ
ｅ及びＰを含有したａ−３ｉＣ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ａ−５ｉＣ層をアルミニウム
製成膜用基板に生成し、そのＣｔＨｔ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５ｉＨｎガスを１５０
ｓｅｃｍの流量で、第５タンク（１５）よりＨｅガスを
１００ｓｅｃ−の流量で放出し、第２タンク（１２）よ
りＣｔＨｔガスを１０〜１００ｓｅｃ＋ｍの流量で放出
し、グロー放電分解法に基いて約５μ−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Ｃ，Ｈ，ガス流量（ｓｃｃａ
＋）を、縦軸は導電率〔（Ω・ｃｙｓ）−’）を表わし
、・印は暗導電率のプロット、Ｏ印はＨｅ−Ｎｅレーザ
ー（波長６３２．８ｎｍ　５１００１１ｔｓ　Ｗ／ｃｍ
”）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１０−”（Ω・
ｃ＋＋＋）−’以下と成り得、最小で１０−　’　”　
（Ω・ｃａ＋）−’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−ＳｉＣ
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ＰＨ，ガス（又はＢ
Ｊｉガス）を尋人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ＳｉＨ，とＣ！Ｈｚの合計流量に対するＰ
Ｈ１純量（これはＨｅガスの希釈比率より換算して求め
られるｐＨｓの絶対流量を表わす）である、尚、ＰＨ，
純量をＢＪｉ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（この光導電率は（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−３ｉＣＮ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１）中Ｃ冨Ｈ＊ガス流量を１０ｓ
ｃｅｎｔに設定して得られた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
た分光感度曲線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。

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、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１）中ｃｘｕｍガス流量を１０１
０５ｃに設定してえられたａ−ＳｉＣ層（厚み３０μｓ
＋）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
ージ中で負帯電し、暗中での表面電位の経時変化と、６
５０ｎ−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、Ｌｇ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−５００Ｖと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で３０χ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−３ｉＣＪｉｇを＋５．６
ＫＶのコロナチャージ中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
ジ中によって負極性に帯電させ、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Ｈｅガス導入に代えてＨ８ガスを１
１００５ｅｃ＋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５ｉＨａガスを
、第２タンク（１２）よりＣｔｌｈガスを、第３タンク
及び第４タンク（１３）　（１４）よりＰＨ，ガスを、
第５タンク（１５）よりＨｅガスを、第６タンク（１６
）よりＮＯ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負極性に帯電させ、
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・・・−７００ｖ 光感度・・・０．５５ｃＩｌ！ｅｒｇ−１残留電位・・
・３０Ｖ 次に（例４）と同様に負極性に帯電させ、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Ｍ領域の形成に当たっ
て用いられるキャリアーガス（Ｈｅガス１００ｓｅｃ＋
ｗ流量）、並びに第１の層領域の形成に用いられるＰｌ
ｈ（０，２χ含有）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１の態様の感光体を（例４）と同様に
製作した。

その製作条件は第２表に示す通りであって、電子写真特
性は下記の通りになり、ゴースト現象は全く生じなかっ
た。

表面電位・・・−７００ｖ 光感度−・０．６５ｃａ＋”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ 然るに、第１の層領域の形成に当たって用いられるキャ
リアーガス（Ｈｅガス１０１００５ｃ流量）及びＰＨ３
（０，２χ含有）の希釈用Ｈｅガス、並びに第２の層領
域の形成に用いられるＰｕｓ（３３ｐｐｍ含有）の希釈
用ＨｅガスをＵＳ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７） 本例においては第２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・・・−７４０■ 光感度・・・０．６５ｃＮｔｅｒｇ−１残留型位・・・
２０Ｖ （以下余白） （例８） 本例においては第３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・・・−７５０ｖ 光感度・・４．６７ｃｍ”ｅｒｇ−’ 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０図中、ｈ＋ｉはそれぞ
れ暗減衰曲―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−７５０ｖと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で２０χ程度
であって電荷保持能力に優れている。

（以下余白） （例９　） 本例においては、第４の態様の感光体を第５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・・・−８５０ｖ 光感度・・・０．６４ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
４５Ｖ （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の製法によれば、
全層に亘って光導電性を有するａ−５ｉＣ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、光導電性ａ−５ｉＣ７１だけか
ら成る電子写真感光体が提供できた。

また本発明の製法によれば、Ｈｅガスをａ−５ｉＣ生成
用ガス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、膜質改善に伴って電子写真特
性全般に亘ってその特性の向上が期待できる。

更に本発明の電子写真感光体の製法によれば、層厚方向
に亘って炭素及びＶａ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、本発明の製法によれば、負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の製法によれば、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、本発明の製法によれば、ａ
−５ｔ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、高品質且つ高信鯨性の
電子写真感光体が提供される。

更に本発明の製法により得られた電子写真感光体を従来
のａ−５ｉ悪感光と比較した場合、このａ−Ｓｉ感光体
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−５ｉ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、本発明の製法により得られた電子写真感光体は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６００〜７００ｎａ＋）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図は本発明の製法に係る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１θ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１
９図、第２０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２６図はＣ！Ｈ２ガスの流量比率に対する導電
率を示す線図、第２７図はｐＨｓガス及びＢｔＨｉ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２
８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。 ｌ・・・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Ｆ！
層 第２加 第２４３誘ｊ （ＡＣ犠）−１ ＣコＨＶ／（ｓ；凧＋　ＣＩＨｚ　） 浪−１’− ｈ東寵圓（Ｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アセチレン及びケイ素含有ガスから成ると共にこのガス
   組成比が０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定され、
   これらのガス流量の合計量に対して５倍以下のヘリウム
   ガスを配合し、且つ０乃至１モル％の周期律表第Ｖａ族
   元素含有ガスを含むアモルファスシリコンカーバイド生
   成用ガスをグロー放電分解して基板上に負極性に帯電可
   能なアモルファスシリコンカーバイド層を形成すること
   を特徴とする電子写真感光体の製法。