JPS6382416A - 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）ｗｉは、それに何ら不純物元素をドーピングしな
いと約１０９Ω・ｃｎ＋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１ｇ＋ｚΩ・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−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−５ｉ先先導層
（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Ｍ（２
）及び表面保護Ｍ（４）はａ−Ｓｉ光光電電層自体有す
る欠点を補完するものであり、ａ−５ｉｉ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−５ｉＣ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１０Ｉ３Ω・０１１１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ｊｉ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−５ｉＣ
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．ＯＯＯｐｐ
ｍの周期律表第１１Ｉａ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−ＳｉＣ層を形成させると大きな暗抵抗値
が得られ、更に周期律表第ｍａ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−５ｉＣＦＪ（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１Ｉｒａ族元素（以下、ｍａ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−ＳｉＣｉ！（５）にｍａ族元素を０．１乃至１０、
０００ｐｐｍの範囲、好適には０．１乃至１１０００ｐ
ｐ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、未だ推論の域を脱し得ない
が、ａ−ＳｉＣ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ＢｔＡｌ、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、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−５ｉＣ層が光導電性を有するようになンド
を終端させるべく■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−Ｓｉ
Ｃｊ！（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、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
２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
プ中の局在単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ｌ乃至３０原子χがよい、ま
た、このハロゲン元素にはＦ、ＣＩ、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−ＳｉＣ（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Ｎ（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−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６７０ｎｍ
　）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−５ｉＣ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ｍａ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。

筆上皇皿揉 第１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−５ｉ０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Ｉ［［ａ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−ＳｉＣ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Ｎ　ｊＩ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こと
が重要である。

第２の層領域（７）はｍａ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Ｉ［Ｉａ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
−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
１０Ｈ９Ｎ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−３ｔ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−Ｓｔ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ＪＬｆＮ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１
７４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（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−５ｉＣ
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−５ｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−５ｉＣ層は
少なくとも第１の層領域、第２の層令頁域及び第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．　
ＯＯＯｐｐｍ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、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−
ＳｉＣｐＪ（５ｂ）とした。

この第３の層領域（８）を形成すると、ａ−３ｉＣ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−ＳｉＣＮ（
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Ｎ（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１すられた機能分離型感光体によれ
ば、キャリア輸送層を１０”Ω・Ｃ１１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１００
０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１！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。

】主Ｊυｌ擾 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ＩＩ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Ｎ　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１０．０
００１）ｐＨのｍａ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、これに伴って第４の層領域（９
）が第３の１６Ｍ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−ＳｉＣ層（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。

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Ｆｉ！領域及び第４
の領域を表している。

第１９図及び第２１図はＭＷ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
、且つ残留電位が小さくなる。

策虹■■撲 第４図の態様によれば、基板上に光導電性ａ−ＳｔＣ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−５ｉＣ層は少なくとも第１のｉ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の層領域は０．１乃至１０．０ＯＯｐｐｒ＠のｍ
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
−３ｉＣ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−ＳｉＣ表面保護層（１０）はａ−３ｉＣから成ると
いう点では光導電性ａ−５ｉＣＮ（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−５
ｉＣ表面保護層となる。

第４の態様によれば、炭素含有分布は第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。

本発明によれば、単一組成のａ−ＳｉＣ層並びに第１乃
至第３の態様のａ−ＳｉＣｉＪ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　−Ｓ　Ｉ　Ｃ＋　Ｓ　ｉ
Ｏｚ　＋　Ｓ　ｉ　Ｏ＋　Ａ　１　ｚ　Ｏｓ　＋　Ｓ　
ｉ　Ｃ＋　Ｓ　１　ｚ　Ｎ　ａ　＋　ａ　−Ｓ　１　＋
　ａ　−Ｓ　ｉ：Ｈ，ａ−３ｔ　：Ｆ、　ａ−ＳｉＣ：
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−３ｉＣＮ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。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
ｂ、５ｉＪｓなどのＳｔ系ガス、ＣＨ４，Ｃｄ４．Ｃｚ
ｔｌｚ、ＣｚＨ６１ＣＪｓなどのＣ系ガスを用いればよ
く、更にＨ２＋　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ＳｉＨ４ガス及びＣ，Ｈ，ガスを用い
れば大きい成膜速度（約５乃至２０μｍ７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ＳｉＨ・４ガスとＣＬ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
μＩＩｌノ時である。

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ＳｉＨ４，Ｃｄｈ＋ＢｚＨｈ（Ｈｚ
ガス希釈で０．２χ含有）、ＢｚＨｂ（Ｈｚガス希釈で
３８ｐｐｍ含有）、Ｈ２，ＮＯガスが密封されており、
Ｈ２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）（２
６）　（２７）　（２８）により制御され、第、、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（３
０）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−
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−３ｉＣ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ＳｉＨ４゜Ｃｚｔｈ、ＢＪｈ、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、５ｉＨｔ＋Ｃ
Ｊｚ＋ＢｚＨｈ＋）ｌｘ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ｌ　（３４）の高周波電力が５０Ｗ乃至３Ｋｗ　、
または周波数が１乃至１０Ｍ１ｌｚ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−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Ｓｉｎ、ガスを１０１
００ａｃ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ＣＪｚガスをｌＯ〜１００ｓｃｃ＋ｗの流量で放出し
、グロー放電分解法に基いてａ−３ｉＣ膜を約５μ輪の
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１５０Ｗに設定した。

第２６図によれば、横軸にＣＩＨ！ガス流量（ｓｃｃｍ
）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−”ｆｆ（
Ω・ｃ＋ｎ）−’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−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ＢＪｂガス（又はＰ
Ｈ３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５ｉｎ４とＣ２）１．の合計流量に対する
ＢｚＨｂ純量（これはＨ２ガスの希釈比率より換算して
求められるｔｈＨｂの絶対流量のことである）である。

尚、ＢｚＨｈＨ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、
Ｏ印は光導電率のプロットであり、ｃｏｄ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−ＳｉＣＪｉ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
曲線ｅとなった。尚、この図は基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。

左丞流ｌ Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量・・・１００３ｃｃ１１ＣＪｚガ
ス流量・・・１０ｓｃｃｎＩ ＢＪ＆　（３８ｐｐｍ含有）・・・１０００ｓｃｃ１１
１Ｈ２ガス流量・・・・１ＯＯ５ｃｃ鋼 第２８図上第２８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−３
ｉＣ層（厚み３０μｌ）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−５ｉＣ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−５ｉＣ
ｌｉ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。

部ち、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５ｉ）Ｉ。

ガスを、第２タンク（１２）よりＣＪｚガスを、第３タ
ンク、第４タンク（１３）　（１４）より８．）１．ガ
スを、第５タンク（１５）よりＨ２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Ｆｉｌｌ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・・・＋７００■ 光怒度・・・０．３８０ｍ２ｅｒｇ−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・・・＋７６０ｖ 光怒度・・・０．４０ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３０Ｖ （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■ 光怒度・・・０．４２ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ 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・・・＋〇７０Ｖ 光感度・・・０．４２ＣＩＩ１２ｅｒｇ−１残留電位・
・・４５Ｖ （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。

堰１Ｕｋ住 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５Ｔｏｒｒ 基板温度・・・３００℃ ＳｉＨ，ガス流量・・・１ＯＯ３ｃｃＩＨ２ガス流量・
・・３００ｓｃｃＩＩ＋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、Ｃ，Ｈ，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
５〜１３μｍ１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，Ｕ、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、○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、ｌ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、Ｃｔ　ＩＩ　２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−ＳｉＣ層だけから成る電
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
有量を層厚方向にルって変えると、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−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汎点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、ａ−Ｓｉ
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、高品質且つ高信頌性の電子写
真感光体が提供される。

ま赳、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
で研摩再生を操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−Ｓｉ感光体
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−Ｓｉ感光体と比べ
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６００〜７００ｎ曽）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ＣＪｚガスの流量比率に対する導電率を示す線図
、第２７図はＰＲ，ガス及びＢｔＨｈ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，Ｈ，ガスの流量比率に対する成
膜速度を示す線図、第３２図はＣ，Ｈ，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。 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護層 特許出願人　（６６３）京セラ株式会社同　　　　河村
孝夫

Claims (2)

【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）基板上に光導電性アモルファスシリコンカーバイ
   ド層及びアモルファスシリコンカーバイド表面保護層を
   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の層領域は
   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。