JPS6381440A - 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、特に負極性に帯電可能な
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−Ｓｉ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の暗抵抗値しか得られず、これを電
子写真用感光体に用いる場合には１０′２Ω・ｃａｍ以
上の暗抵抗値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値が得られず約１０日
Ω・ｃａｔ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−Ｓｉ
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−Ｓｉ光導電層
（３）及び表面保護Ｎ（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Ｎ（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Ｊ！！（４）はａ−３３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値を大きくして帯
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−５ｔ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−５ｆ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、暗抵抗値が
不十分であるためにドーピング剤を用いたり、或いは積
層型感光体にすることで暗抵抗値を大きくしている。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ＩＷ　（
３）と実質上区別し得る層と言える。

〔発明の目的〕

本発明者等は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、アモル
ファスシリコンカーバイド（以下、ａ−ＳｉＣと略す）
は光導電性を有すると共に暗抵抗値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。

従って、本発明は上記知見に基いて完成されたものであ
り、その目的は大きな暗抵抗値を有する光導電性ａ−Ｓ
ｉＣ層から成る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表面保！！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
から成る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負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Ｏ乃至１０．０００ｐｐｎ＋
の周期律表第Ｖａ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負
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薄膜生成手段によって基板上
に光導電性ａ−５ｉＣ層を形成させると太きな暗抵抗値
が得られ、更に周期律表第Ｖａ族元素をＯ乃至１０．０
００ｐｐｍ含有させると負極性に帯電することを特徴と
し、第１図はその基本構成となる感光体である。

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−ＳｉＣ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周期
律表第Ｖａ族元素（以下、Ｖａ族元素と略す）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１０”ｃｍ・Ω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−ＳｉＣ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−ＳｉＣ層（５）にＶａ族元素を０乃至１０、ＯＯＯ
ｐｐｍの範囲、好適には０乃至１１０００ｐｐ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又はノンドープによ
って負極性に帯電し易くなる点については、未だ推論の
域を脱し得ないが、ａ−５ｉＣ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、＾ｓ、ｓｂ、
Ｂｉが′あるが、就中、Ｐ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好ましく、或いはノンドープ
にしても、膜中の構成元素が少な（なるので安定した特
性が得られ、その上、優れた帯電能及び感度を有すると
いう点で望ましい。

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、更にそのダングボンドを終端させる
べ（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。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−５ｉＣ層（５）中
に炭素を１乃至９０原子χ、好適には５乃至５０原子２
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、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２、最適には１ｏ乃至３０原子
χがよく、通常、Ｈが用いられている。このＨはダング
リングボンドの終端部に取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の一部をハロゲン元素に置換してもよく、こ
れにより、ａ−５ｉＣ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χ、好適には１乃至３０原子χがよい、ま
た、このハロゲン元素にはＦ、Ｃ１，Ｂｒ、！、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。

また、光導電性ａ−ＳｉＣ（５）の厚みは、少なくとも
５μｍ以上あればよ（、これによって表面電位が一２０
０ｖ以上となり、一方、このｉ！　（５）の厚みは画像
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１
００μｍ１好適には１０乃至５０μ茹の範囲内に設定す
るとよい。

そして、このａ−５ｉＣ層の分光感度特性、並びに暗減
衰曲線及び光減衰曲線を求めたところ、前者については
可視光領域で分光感度ピーク（ピーク波長約６００ｎｍ
　）があり、これによって複写機用光源として一般的に
用いられているタングステンランプに十分に適用し得る
ことが判った。また、後者の減衰曲線についても高い表
面電位をもつと共に優れた光感度特性を有し、更に残留
電位が小さくなっていることが判った。

かくして、単一組成の光導電性ａ−５ｉＣｆｆｉ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、本発明の電子写真感光体においては、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が得られる。

以下、本発明に係る電子写真感光体の態様を第３図乃至
２４図により説明する。

星上公履捲 第１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Ｖａ族元素が多く含まれていること
を特徴とする負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
成の光導電性ａ−３ｉＣ層に対してＶａ族元素を含有さ
せ、これに伴ってその含有比率を変えることにより少な
くとも第１のＮＳＮ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−ＳｉＣ層（５ａ）から成っ
ており、そして、第１のＩｎ！　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こ
とが重要である。

第２のＦＷ層領域７）はＶａ族元素の含有量がＯ乃至１
０．０００ｐｐｍの範囲内で、好適には０乃至１．００
０ｐｐ＋ｗ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］ＷＳＪｆ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−５ｉＣ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−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ことを見
い出した。

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Ｎ（２）の層厚をａ−５ｔ光導電層（３
）に対して１７５倍以下に設定するのに対して、本発明
の電子写真感光体によれば、第１のｊ！！ｉｆＪ域（６
）の層厚は第２のｉｉ　ｆｆＩ域（７）に比べて１倍以
下であっても十分に残留電位を小さくして光感度特性を
向上させることができ、その好適な層厚比は１７２以下
、最適には１７４以下に設定するのがよい。

この光導電性ａ−３ｉＣ層（５ａ）の炭素含有量は、第
４図乃至第９図に示す通りであり、横軸は基板から感光
体表面に至る層厚方向を示し、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Ｎ　ｅＪｌ域及び
第２の１！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Ｉｉｉ　ｊＩ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。

また、前記第１の層領域（６）には酸素や窒素の少なく
とも一種を含有させてもよく、これによってａ−３ｉＣ
層（５ａ）の基板（１）に対する密着性が向上する。

第２の態様 第２の態様によれば、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ＮＮ域、第２のＮ’ｐＨ域及び第３の
ｌ′！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ＮＳＮ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乃至１０
．０００ｐｐｎ＋ＯＶａ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Ｖａ族元素が多く含ま
れていることを特徴とする負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１０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ＮＳＮ域（８）を形成し、これに伴って第３の層領
域（８）の炭素含有量を第２のＮ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
−ＳｉＣＪＥ！　（５ｂ）とした。

この第３の層領域（８）を形成すると、ａ−ＳｉＣ層（
５ｂ）の表面側の暗抵抗値が大きくなり、これに伴って
感光体の表面電位が顕著に向上することを見い出した。

即ち、第３の層領域（８）は、光導電性ａ−５ｉＣ層（
５ｂ）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］１ｉ！　（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機能分離型感光体
によれば、キャリア輸送層を１０′３Ω・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１０
００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。

１Ｒ３（７）層９１域（８）　（７）ｌ！厚ハ、第２（
７）Ｆｉｗｉ域（７）に比べて１倍以下、好ましくは！
／２倍以下、最適には１７４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。

本発明によれば、光導電性ａ−ＳｉＣ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方向を示し、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）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図は層厚方向
に亘って炭素の含有量を漸次変え、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。

員り曳履盪 第３のＨ様によれは、基板上に光導電性ａ−５ｔＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−ＳｔＣ層は
少なくとも第１の層領域、第２の１０１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
ＯＮＮＩ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Ｏ乃至１０．０００
ｐｐｍのＶａ族元素が含まれており、更に第１の層領域
は第２のｒＩｓ領域よりもＶａ族元素が多く含まれてい
ることを特徴とする負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
Ｎ領域（９）を形成し、これに伴って第４の層領域（９
）が第３の層領域（８）に比べて炭素を多く含んでおり
、そして、第１のＮ　ＳＩ域（６）から第４のＮ領域（
９）を実質上一体化して光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ｃ）
とした。

この第４のｌＩ層領域９）は第３のＷＩ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
。

本発明によれば、光導電性ａ−５ｉＣ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゛厚方向を示し、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１！領域及び第４
の領域を表している。

第１９図及び第２１図は層厚方向に亘って炭素の含有量
を漸次変え、これにより、表面電位及び光感度が向上し
、且つ残ＶＩ！電位が小さくなる。

箪り坐呈槙 第４図の態様によれば、基板上に光導電性ａ−５ｉＣ層
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１のＮ　ｖＪ域は０乃至１０．０００ｐｐｍのＶａ
族元素が含まれており、更に第１の８９Ｍ域は第２の層
領域よりもＶａ族元素が多く含まれていることを特徴と
する負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表面保護層（１０）は光導電性ａ−３ｔＣ
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８ｉ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ｇｆｔ層（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
−ＳｉＣ表面保護層となる。

第４の態様によれば、炭素含存分布は第２３図及び第２
４図に示す通りであり、横軸は基板から感光体表面に至
る層厚方向を示し、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ｊｉｉ８ｉ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。

本発明によれば、単一組成のａ−ＳｉＣＩＪ並びに第１
乃至第３の態様のａ−ＳｉＣｊｉｉは、いずれも光導電
性ａ−ＳｉＣ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−ＳｉＣ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−ＳｉＣ，５ｉ
Ｏｚ＋ＳｉＯ，ＡｌｚＯｚ＋ＳｉＣ，５ＬＮ４．ａ−Ｓ
ｉ、ａ−Ｓｔ：）１．ａ−Ｓｔ：Ｆ、ａ−５ｉＣ：Ｈ＋
　：ａ−５ｉＣ：Ｆなどの無機材料を用いることができ
る。

次に本発明の電子写真感光体の製法を述べる。

本発明に係るａ−ＳｉＣ＠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法などの薄膜生成技術を
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０例えば、グロー放電
分解法に用いられる気体原料として５ｉＨａ＋５ｉｔＨ
ｂ＋５ｉｘＨａなどのＳｉ系ガス、ＣＨａ、ＣｚＨｚ、
ＣＪｚ、ＣＪｈ、ＣＪｓなどのＣ系ガスを用いればよく
、更にＨｚ＋ｔｌｅ＋Ｎｅ＋八ｒなどをキャリアへガス
として用いてもよい。

また、ａ−ＳｉＣ膜をグロー放電分解法により形成する
場合、その原料にＳｉＨ，ガス及びＣＪｚガスを用いれ
ば大きい成膜速度（約５乃至２０μＩｌ１時）が得られ
、これにより、その成膜時間を著しく小さくすることが
できる。因にＳｉＨ４ガスとＣＨ，カスを用いてａ−Ｓ
ｉＣ膜を生成した場合、その成膜速度は約０．３乃至１
μＩａ１時である。

更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５ｉｌ（４，ＣｚＨｚ。

ＰＨｚ（Ｈｚガス希釈テ０．２Ｘ含有）、ＰＨｚ（ｌｌ
ｚガス希釈テ３３ｐｐｍ含有）、ｌＩ２．ＮＯガスが密
封されており、１１□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）　（２
０）　（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２、第３．第４．第５タンク（１１）　（
１２）　（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（３
０）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＆４乃至３Ｋｗが、また周波数はＩ　Ｍ
Ｈ２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３５０℃の温度に均一に加熱される。更に、反応管（
３３）の内部はａ−５ｉＣ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（３日）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（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５ｔＨ４＋ＣｚＨｚ、ＰＨｘ、Ｈｚ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、ＳｉＨ４，Ｃ
ｔＨｚ＋ＰＨｓ＋Ｈｚ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．　ＱＴｏｒｒ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５０−乃至３Ｋｗ　、ま
たは周波数が１乃至１０ＭＨｚ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Ｐ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ａ−ＳｉＣ層をアルミニウム
製成膜基板に生成し、そのＣＪｚ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５ｉ）ｌ＜ガスを１０
１００５ｅの流量で、第６タンク（１５）より１１．ガ
スを３００ｓｃｃｎ＋の流量で放出し、第２タンク（１
２）よりＣ２Ｈ２ガスを１０〜１０１００５ｅの流量で
放出し、グロー放電分解法に基いてａ−３ｉＣ膜を約５
μｌの厚みで、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。尚、製造条件
として基板温度を３００℃、ガス圧を０．４５Ｔｏｒｒ
、高周波電力を１５０Ｗに設定した。

第２６図によれば、横軸にＣ，Ｈ，ガス流ｉ１（ｓｃｃ
ｍ）を、縦軸に導電率（（Ω・ｃｍ）−’）を表わし、
・印は暗導電率のプロット、Ｏ印は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・ｃｍ）−’以上と成り得、最大で１０−　”　（Ω
・ｃ＋ｎ）−’以上まで得られた。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
Ｎ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Ｐ１１３ガス（又は
ＢＪｂ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５ｉＨａとＣｚＨｚの合計流量に対するＰ
Ｈ１゜純量（これはＨ２ガスの希釈比率より換算して求
められるＰＨ３の絶対流量のことである）である。尚、
ＰＨｉ純量をＢＪｂ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、Φ印は暗導電率のプロ・ノドであり
、Ｏ印は光導電率のプロットであり、ｃ、ｄ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、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１）中Ｃ２Ｈｚガス流量を１０１
０５ｅに設定して得られたａ−５ｉＣ＠に対して分光感
度特性を測定し、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。

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ＣｚＨｚガス流量を１０８
ｃｃＩＩｌに設定して得られたａ−３ｉＣ１ｉ（厚み３
０μｍ）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−５，６ＸＶのコロナ
チャージャで負帯電し、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−５３０νと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で３０Ｘ程度であり
、電荷保持能力に優れている。また、光４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−ＳｉＣ層を＋５．６ＫＶ
お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）に基づいて製作されたａ−５ｉＣ
ＦＪ感光体を、−５，６ＫＶのコロナチャージャによっ
て負極性に帯電させ、次いで画像露光して磁気ブラシ現
象を行った結果、画像濃度が高く、高コントラストで良
質な画像が得られ、２０万回の繰り返しテスト後におい
ても初期画像の劣化が見られず、耐久性も良好であるこ
とが確認できた。

（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　ＩＩ　
ａガスを、第２タンク（１２）よりＣｚＬガスを、第３
タンク（１３）よりＰＨ３ガスを、第５タンク（１５）
より１１□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Ｎ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の電子写真特性は、暗中で−５
，６ＸＶ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特性
が得られた。尚、残留電位は露光開始の５秒後の値であ
る。

表面電位・・・−７２０■ 光感度・・・０．５３ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３０Ｖ （例６） 本例において第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表に示す通りであり、電子写真特性
は下記の通りになった。

表面電位・・・−６８０■ 光感度・・・０．６３０ｍ２ｅｒｇ″１残留電位・・・
３０Ｖ ／”””’〜 ゝ、 （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
。

表面電位・・・−７２０Ｖ 光感度・・・０．６５ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
２５Ｖ ＼、 ゛、 ゝ／′ ／゛ （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
。

表面電位・・・−７９０ｖ 光感度・・・０．６５ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３０Ｖ ／″・、 ゛・・、 また、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−７９０νと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で２４２程度
であって電荷保持能力に優れている。

（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
。

表面電位・・・−８３０■ 光感度・・・０．６３ｃｌＩＩ２ｅｒｇ−１残留型位・
・・４０Ｖ −へ１、 ゝ２、 ゝ、 ＼、 （例１０） 本例においては、第２５図に示したグロー放電分解装置
を用いて下記の製造条件によって成膜速度を測定したと
ころ、第３１図に示す通りの結果が得られた。

袈１ｕ［能 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５ＴＯｒｒ 基板温度・・・３００℃ ５ｉＨａガス流量・・・１００１００５ＣＣガス流量・
・・３００ＳＣＣｍ 第３１図中Ｏ印は測定結果のプロットであり、ｊはその
特性曲線である。

第３１図より明らかな通り、ＣｚＨｚガスの含有比率が
大きくなるのに伴って成膜速度が大きくなっており、約
５〜１３μｍ７時の成膜速度となった。

（例１１） 本例においては、（例１０）と同一の製造条件によって
（：　ｚ　Ｈｚガスの含有比率を変えながら膜中の水素
含有量を追ったところ、第３２図に示す通りの結果が得
られた。

第３２図中、Ｏ印及び・印はそれぞれＣ及びＳｉと結合
したＨの結合量を示すプロットであり、ｋ、１はそれぞ
れその特性曲線である。

第３２図より明らかな通り、ＣＪｚガスの含有比率が大
きくなるのに伴ってＣ−１ｉ結合が増大すると共に５−
１ｉ結合が減少することが判る。

〔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−３ｉＣが高い暗抵抗値とな
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４電性ａ−ＳｉＣＮだけから成る電
子写真感光体が提供できた。

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。

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流点が生
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−ＳｉＣ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（しても何ら上記の放電破壊が発
生しなくなり、その結果、高品質且つ高信頼性の電子写
真感光体が提供される。

また、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がら、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。

更に本発明の電子写真感光体を、従来のａ−Ｓｉｉ光体
と比較して場合、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−Ｓｉ感光体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
必要はないという長所がある。

また、本発明の電子写真感光体はａ−Ｓｉ５光体と比べ
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ｊａｉ　
ｅＩ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
の感光体の炭素含を量を示す説明図、第１０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１
１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Ｎ　ＳＲ域を示す説明図、第１８図、第
１９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Ｂ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，Ｈ，ガスの流量比率に対する導
電率を示す線図、第２７図はＰＨ，＋ガス及びＢ、Ｈ，
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、第３１図はＣＪｚガスの流量比率に対する成膜速度
を示す線図、第３２図はＣｔＨｚガスの流量比率に対す
る水素原子の結合比率を示す線図である。 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Ｎ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 (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に光導電性アモルファスシリコンカーバイ
   ド層を形成した電子写真感光体であって、前記アモルフ
   ァスシリコンカーバイド層は少なくとも第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乃至１０，０００ｐｐｍの周期律表第Ｖａ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
   も周期律表第Ｖａ族元素が多く含まれていることを特徴
   とする負極性に帯電可能な電子写真感光体。
2. （２）前記アモルファスシリコンカーバイド層は１乃至
   ９０原子％の炭素を含有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の電子写真感光体。
3. （３）前記アモルファスシリコンカーバイド層は１乃至
   ９０原子％の炭素と５乃至５０原子％の水素を含有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   電子写真感光体。