JPS6381444A - 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−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１０”Ω・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１ＱＩｔΩ・ｃｍ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ＩＱＩ
ＩΩ・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−５
ｉ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ＦＪ（２）　、ａ−Ｓｉ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光光導電灯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−Ｓｉ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−Ｓｉ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７Ｗ（４）はａ−５ｉ先導ｔｊＷ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。

〔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′！Ω・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。

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ｉｉ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０．１乃至１０．０００ｐｐ
ｎ＋の周期律表第１［［ａ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−ＳｉＣＮ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ＩＩＩａ族元素を０．１乃至
１０．　ＯＯＯｐｐｍ含有させると正極性に帯電するこ
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ＩＩＩａ族元素（以下、ＩＩＩａ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１０１３ｃｍ・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−５ｉＣｉ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ＩＩＩａ族元素を０．１乃至１０
、０００ｐｐｍの範囲、好適には０．１乃至１１０００
ｐｐ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ＩＩＩａ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、未だ推論の域を脱し得
ないが、ａ−ＳｉＣｒＭ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ＩＩＩａ族元素としてはＢ、＾１．Ｇａ、Ｉ
ｎ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、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−ＳｉＣ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
べく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−ＳｉＣＪｉ（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χ、最適には１０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−ＳｉＣ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、好適には工乃至３０原子χがよい、ま
た、このハロゲン元素にはＦ、Ｃ１，Ｂｒ、Ｉ、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−５ｉＣ（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＋２０
０ｖ以上となり、一方、この層（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１００
μｍ１好適には１０乃至５０μｍの範囲内に設定すると
よい。

そして、このａ−ＳｉＣＪｉの分光先度特性、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６７０ｎ
ｍ　）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−ＳｉＣＮ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ＩＩＩａ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。

蚤±立聾髪 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−ＳｔＣ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Ｎ　ｗＩ域より基板側に配置され且
つ第２の層領域に比べてＩＩＩａ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
成の光導電性ａ−５ｉＣ層に対してＩＩＩａ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（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の層領域（
６）及び第２のＮ９Ｍ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−５ｉＣ１ｉ（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ＩＩＩａ族元素が多く含まれている
ことが重要である。

第２の層領域（７）はＩＩＩａ族元素の含有量が０．１
乃至１０．０００ｐｐｎ＋の範囲内で、好適には０．１
乃至１゜０００ρ使の範囲内で適宜状められ、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ＩＩＩａ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−ＳｉＣ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−５ｉＣ１１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
−Ｓｔ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ＮｊＩ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ＪＷＳＩ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−Ｓｔ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−Ｓｉ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の層領域（６）の層厚
は第２の層領域（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−ＳｉＣ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７１　ｅＩ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ｌｉｉ　ｅｆｆ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−ＳｉＣ
層（５ａ）の基板（１）に対する密着性が向上する。

メ又Ｊυ劇斑 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−ＳｔＣ１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ＮｍＷ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ｉ領域は０．１乃至１０．　
ＯＯＯｐｐｍのＩ［ｒａ族元素が含まれており、更に第
１の１！領域は第２の層領域よりもＩＩＩａ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の層領域（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の層領域（７）よりも多くし
、そして、第１の層領域（６）、第２のＮ’ｐＨ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−ＳｉＣ層（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層（４）とは全
く区別し得るものである。また、光キャリ　。

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１０１！Ω・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Ｊｗ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Ｎ　ｆｉｉ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−５ｉＣＪｉ（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Ｎ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Ｎ
６ｉ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。

工し■皿盪 第３の態様によれは、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−５ｉＣ層は
少な（とも第１の層領域、第２の層領域、第３の層領域
、第４Ｏ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ｒｒＵ８ｍ域よりもｎｌａ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ＦＪ　領域（８）の上に更に第
４の層領域（９）を形成し、これに伴って第４の層領域
（９）が第３の１ｉＨＩ域（８）に比べて炭素を多く含
んでおり、そして、第１のＪｔｉ　ｍｌ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−５ｉ
Ｃ層（５ｃ）とした。

この第４のＮｍｌ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。

本発明によれば、光導電性ａ−ＳｉＣＭ　（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の層領域及び第４の
領域を表している。

第１９図及び第２１図はＮｗ、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同上
し、且つ残留電位が小さくなる。

星虹立腹橿 第４図の態様によれば、基板上に光導電性ａ−Ｓｔｃｌ
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−ＳｉＣ７３は少なくとも第１の層
領域、第２のＪｉ　ｗＩ域及び第３の層領域を具備し、
第１のＮｗ域は第２のＮｉ　ｍｌ域より基板側に、第２
の領域は第３の７Ｗ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ｒｒｉ領域は０．１乃至１０
，０００ｐｐｍのＩＩＩａ族元素が含まれており、更に
第１の層領域は第２のｉ領域よりもｎＩａ族元素が多く
含まれていることを特徴とする特許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−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−５ｉＣから成ると
いう点では光導電性ａ−３ｉＣＮ（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−３
ｉＣ表面保ｆｆ１層となる。

第４のＬＡ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の層領域、第２のＮＮ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−ＳｉＣＮ並びに第１乃
至第３の態様のａ−５ｔ（：　Ｗｉ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−５ｉＣ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−５ｉＣ，５ｉＯｚ＋Ｓ
ｉＯ，Ａ１ｚＯｓ＋ＳｉＣ，５ｉＪａ、ａ−Ｓｉ＋ａ−
Ｓｉ：Ｈ＋ａ−Ｓｔ：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ＋　；ａ−５
ｉＣ：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−ＳｉＣｉｉ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
クリング法、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。例えば、グロー放
電分解法に用いられる気体原料として５ｉｎ４，５ｉＪ
ｉ＋５ｉＪｓなどのＳｉ系ガス、Ｃ）Ｉ４．ＣＪ４．Ｃ
Ｊｚ、Ｃｚｌｌａ、ＣＪｓなどのＣ系ガスを用いればよ
く、更に１１□＋　Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ａｒなどをキャリ
アー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Ｃ，Ｈ，ガスを用い
れば大きい成膜速度（約５乃至２０μｍ／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５ｔ）１４ガスとＣＨ，カスを用いてａ−
ＳｉＣ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。

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）　（１
６）には、それぞれＳｉｌ＋４．Ｃｚｌｌｚ＋ＢｚＨｉ
（Ｈｚガス希釈で０．２χ含有）、ＢＪ＆（ｌｈガス希
釈で３８ｐｐｍ含有）、Ｉ２．ＮＯガスが密封されてお
り、Ｈｚ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）　（２
１）　（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（２
９）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５
〇−乃至３Ｋｗが、また周波数はＩ　ＭＨｚ乃至１０Ｍ
Ｈｚ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−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−ＳｉＣ膜（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）　（１Ｂ）　（１９）　（２１）を開いてそれぞ
れより５ｉＨｔ。

Ｃｄ１ｚ、ＢｚＨｈ、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＋ＣｚＨｚ＋Ｂｚｔ
１６＋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（３
４）の高周波電力が５〇−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Ｂを含有したａ−Ｓ
ｉＣ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−５ｉＣＮをアルミニウム
製成膜基板に生成し、そのＣｚＨｔ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ＳｉＨ，ガスを１０１
００５ｅの流量で、第５タンク（１５）よりＨ２ガスを
３００ｓｅｃｍの流量で放出し、第２タンク（１２）よ
りＣｚｌｈガスを１０〜１００ｓｅｃｎの流量で放出し
、グロー放電分解法に基いてａ−ＳｉＣ膜を約５μｌの
厚みで、暗導電率及び光導電率を測定したところ、第２
６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１５０−に設定した。

第２６図によれば、横軸にＣ，Ｈ，ガス流量（ｓｃｃｍ
）を、縦軸に導電率〔（Ω・ｃｏ＋）−’）を表わし、
・印は暗導電率のプロット、○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
・ｃｍ）−’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−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Ｂ　Ｚ　ＩＩ　６ガ
ス（又はＰＨ３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
Ｊ６純量（これはＨ２ガスの希釈比率より換算して求め
られるＢ２Ｈ４の絶対流量のことである）である。尚、
ＢＺＨ６純量をＰＩＬ＋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−
５ｉＣ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、その結果は第２８図に示された分光感度的
ｆｉｅ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。

光五人ｌ ＳｉＨ４ガス流量・・・１００ｓｅ１００５ｅガス流量
・・・１０ｓｅｃｍ ＢｚＨｂ（３１０５ｅ含有）・・・１００１００ＯＳＣ
Ｃガス流量・・・・１００ｓｃｃｎ＋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
側に増感があり、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−Ｓ
ｉＣ［（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＋６００Ｖと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で２５χ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−３ｉＣ層を−５，６ＫＶ
おコロナチャージャで負帯電させたところ、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−ＳｉＣ
層感光感光体＋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ＳｉＨ４ガスを
、第２タンク（１２）よりＣ，Ｈ，ガスを、第３タンク
、第４タンク（１３）　（１４）よりＢ、Ｈ，ガスを、
第５タンク（１５）よりＨ，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の電子写真特性は、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・・・＋７００Ｖ 光感度・・・０．３８ＣＩｌｚｅｒｇ−１残留電位・・
・２５Ｖ （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
。

表面電位・・・＋７６０■ 光感度・・・０．４０ｃｏ＋”ｅｒｇ−’残留電位・・
・３０Ｖ ン、 （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
。

表面電位・・・＋８２０■ 光感度・・・０．４２ＣＩｌ！ｅｒｇ−１残留電位・・
・３５Ｖ ＼、 ゝ＼ ＼、 °＼ 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＋８２０Ｖと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で８χ程度で
あって電荷保持能力に優れている。

（例８） 本例においては第４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・・・＋８７０■ 光感度・・・０．４２ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
４５Ｖ ＼、。

゛・・５、 ゛・、　７− ／゛ （例９　） 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。

１１ｂ１土 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５Ｔｏｒｒ 基板温度・・・３００℃ ５ｉｎ４ガス流量・・・１００８１００８ｃガス流量・
・・３００３ｃｃｍ 第３１図中○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、Ｃ２Ｈｚガスの含有比率が
大きくなるのに伴って成膜速度が太き（なっており、約
５〜１３μｒａ／時の成膜速度となった。

（例１０　） 本例においては、（例９　）と同一の製造条件によって
Ｃ，Ｈ，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、ＣｚＨ□ガスの含有比率が
大きくなるのに伴ってＣ−Ｈ結合が増大すると共にＳ−
Ｈ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−ＳｉＣ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ｉ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−ＳｔＣｊｉ！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ＩＩＩａ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
できる正極性用電子写真感光体が提供される。

更に、従来のａ−Ｓｉｆｉ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先光体表面の局所的な放
電破壊が発生し易（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−３
ｉの誘電率がε＝１２であるのに対してａ−３ｉＣ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。

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。

更に本発明の電子写真感光体を、従来のａ−５ｔ悪感光
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−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悪度自
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悪も可能になるとい
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ＰＨ３ガス及びＢｚＨｈ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Ｃ、Ｈ２ガスの流量比率に対する
成膜速度を示す線図、第３２図はＣｚ　ｔｌ　ｚ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の層領域 ７・・・第２Ｏ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０．１乃至１００００ｐｐｍの周期律表第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
   よりも周期律表第IIIａ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。
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。