JPS6382422A - 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、特に正極性に帯電
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・Ｃ１１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１Ｏ１２Ω・０８１
１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ＩＱＩＩΩ・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−３ｔ
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）及び表面保護層（４）が順次積層されている。

この積層型感光体によれば、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−５ｉ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太き（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−３ｔ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−Ｓｉ光導電層自体が有す
る欠点を補完するものであり、ａ−３ｉ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、アセチ
レン及びケイ素含有ガスが一定の比率に設定された混合
ガスをグロー放電分解して得られた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１０１３Ω・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−３
ｉＣ層から成る電子写真感光体の製法を提供することに
ある。

本発明の他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か
ら成る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正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。

本発明の更に他の目的は高速成膜を達成した電子写真感
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、少なくともアセチレン（ＣＪｚ）及び
ケイ素（Ｓｔ）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、且つ１
０４乃至１モルχの周期律表第ｍａ族元素含有ガスを含
むａ−５ｉＣ生成用ガスをグロー放電分解して基板上に
正極性に帯電可能なａ−ＳｉＣ層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、グロー放電分解法によってＣ２
Ｈｔガス及びＳｔ含有ガスから基板上に光導電性ａ−３
ｉＣ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族元素ガスを１０−６乃至１モル％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、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周期律表第
ｍａ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ｌ　Ｑ　１３　ｃ　ｍ・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ｍａ族元素を０．１乃至１０．０
００ｐｐｍ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ｎＩａｍａ族元素−ピング又はノンドープに
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ＢＪ１＋Ｇａ＋　Ｉｎ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、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。

上記のようにｍａ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１０−乃至１モルχ、好適
には１０−６乃至０．１モルχのＩ［［ａ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、Ｉ［［ａ族元素をドープするに当たっては８２■
６＋　ＢＦ２＋　Ａｌ（ＣＨ３）　ｓｒＧａ（ＣＨｓ）
　ｓｒ　Ｉｎ（ＣＨｓ）　３＋等が用いられ、就中、Ｂ
Ｊｉが好ましい。

更に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いてｃｚｔｔｔガス及び
Ｓｉ含有ガスを所定の比率で混合させるとよく、これに
より、ａ−５ｉＣ層が高速に成膜され、且つ光導電性を
有することを見い出した。

即ち、ＣｔＦｈ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１：１、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１０１１Ω・ｃｍ以下となって電荷保持能力が十分で
なく、大きな帯電電位を得ることができなくなり、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ＩＱＩＩΩ・ｃ１１以下となる。

前記Ｓｉ含有ガスとして５ＬＨｅｓＳｔｔＨ＆ｓＳｉ３
ＨｓｍＳｉＦ肴＋５ｉＣ１ｉ、５ｉＨＣ１ｓ等々があり
、就中、ＳｉＨ＊＋５ｉＪｈ＋はそ　　゛れ自身Ｓｉが
Ｈと結合しているため膜中にＨが取り込まれ易いので膜
中のダングリングボンドが低減し、これによって光導電
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、Ｈ２ガスはＣｚＨｘ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
配合すればよく、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−５ｉＣ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０．５Ｗ／ａｍ”の範
囲に設定すればよ＜　、Ｏ，ＯＳ−へａ１未満であると
成膜速度が小さくなり、０．５Ｗ／ｃｍ″を越えるとプ
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を越えると
放電が不安定となる。更に、基板温度はａ−３ｔ：ｌ（
膜の成膜形成に比べて３０乃至８０℃位高くするのがよ
く、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、ＳｔとＣのネットワ
ーク化が阻害され、４００℃を越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。

本発明の製法によって得られたａ−ＳｉＣｉｉ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−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、ＣＩ＋Ｂｒ、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。

また、光導電性ａ−ＳｉＣ（５）の厚みは、少なくとも
５μ閤以上あればよく、これによって表面電位が一２０
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
μＩ、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−ＳｉＣＮ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ビーク（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−ＳｉＣ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。

次に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、グロー放電分解法によ
る成膜中に炭素又は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の製法が得られる。

以下、本発明に係る電子写真感光体の製法の態様を第３
図乃至２４図により説明する。

第１の態様 第１の態様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−ＳｉＣ１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Ｃ，Ｉｈ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
ｍａ族元素含有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−５ｉＣ層に対してｍａ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−ＳｉＣ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．　ＯＯＯｐｐｍの範囲内で、好適には０．１乃至
１゜０００　ｐｐｍの範囲内で適宜決められ、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−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−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
−３ｔ電子写真感光体のキャリア注入阻止Ｎ（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Ｆ！！　（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、
本発明の製法によれば、第１の層５ｉ３Ｉｉ（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１７
４以下に設定するのがよい。

この光導電性ａ−５ｉＣ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Ｎ９Ｍ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。

第呈Ｊｕｌ檄 第２の態様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して正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，Ｈ，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ｃＪｚ含有組成比を変えて前記ａ−ＳｉＣ珊に少なく
とも第１の領域、第２のＮＴｉ１域及び第３の領域を具
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Ｎ’ｐｌＩ域に比べて炭素が
多く含まれ、且つ前記第２の層領域の形成時に前記ａ−
５ｉＣ生成用ガスに１０−ｂ乃至１モルχのｍａ族元素
含有ガスを含むとともに第１のＮ９Ｎ域の形成時にａ−
５ｉＣ生成用ガス中におけるｍａ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１ｗ領域（８）を形成し、これに伴って第３のＮ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
−３ｉＣ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。

この第３の層領域（８）は光導電性ａ−ＳｉＣ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・Ｃｌ１１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Ｊ！層領域表している。

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。

星り皇■盪 第３のＬｉ様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー
放電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−ＳｉＣ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，Ｈ，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Ｃ、ＩＩ　２含有組成比を変えて前記ａ−ＳｉＣ
層に少なくとも第１の層領域、第２の層領域、第３のＮ
ＳＩ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の層領域は第２の層境域に比べ
て、第４の層領域は第３の層領域に比べてそれぞれ炭素
が多く含まれ前記第２のＮ　ｆｉｌ域の形成時に前記ａ
−３ｉＣ生成用ガスに１０−６乃至１モルχのｍａ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−
ＳｉＣ生成用ガス中におけるｍａ族元素含有ガスの占め
る割合が第２のＮ８ｉ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、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−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（て長寿命の感光体を得ることができる。

本発明の製法によれば、光導電性ａ−ＳｉＣＮ（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Ｊｉ　６Ｍ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
、且つ残留電位が小さくなる。

蚤［Ω里橿 第４図の態様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー
放電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−ＳｉＣ層
及びａ−ＳｉＣ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ｃｚｕｚ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
ＣｔＨ２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の層領域及び第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２のＮｍｌ域の形成時に前記ａ−ＳｉＣ
生成用ガスに１０−６乃至１モルχのｍａ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ｍａ族元素含有ガスの占める割合が
第２の１！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
−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−ＳｔＣ
Ｊｉ（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−５ｉＣ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−３ｉＣ層は、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　
ＣＩ　Ｓ　ｔ　Ｏｌｌ　Ｓ　ｉｏｌ　Ａ　１　ｚ　０２
１　Ｓ　ｓ　Ｃ１Ｓ　ｉ　３　Ｎ　ａ　１　ａ　−Ｓ　
ｉ　１　ａ　−Ｓ　ｉ　：Ｈ＋ａ−３ｉ：Ｆ＋ａ−３ｉ
Ｃ：［Ｉ　Ｈａ−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３１第４．第５．第６タンク（１
１）　（１２）　（１３）　（１４）　（１５）　（１
６）には、それぞれ５ｉＨｎ＋ＣｘＨｇ＋ＢｔＨｉ（Ｈ
ｚガス希釈で０．２χ含有）、ＢＪｉ（Ｈｚガス希釈で
３８ｐｐｍ含有）、Ｈ，、ＮＯガスが密封されており、
Ｈ。

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）　（２Ｂ）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（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５０１１乃
至３Ｋｗが、また周波数はＩＭＨｚ乃至１０ＭＨｚが適
当である０反応管（３３）の内部には、アルミニウムか
ら成る筒状の成膜基板（３５）が試料保持第（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−５
ｉＣ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
８）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５ＩＨｚ＋ＣＪｚ、ＢＪｉ　Ｉｂ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、ＳｉＨ＊＋Ｃｔ
ＨｘＪＪａ＋Ｈ寞の混合ガスは第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３に−１または周波
数が１乃至１０ＭＨ２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−
ＳｉＣ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ｃｇｎｚ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５ｔｕ４ガスを１００
ｓｅｃ＋＊の流量で、第５タンク（１５）より１１．ガ
スを３０Ｏｓｃｃｍ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−
ＳｉＣ膜を製作し、その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０．４５
Ｔｏｒｒ、高周波電力を１５０−に設定した。

第２６図によれば、横軸にＣＪｚガス流量（ｓｅｃｍ）
を、縦軸に導電率〔（Ω・ｃ＋ａ）−’）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ｉｏ−”　＜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、Ｈ，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５ｉＨａとＣｚＨｔの合計流量に対するＢ
ｚＨ６純量（これは１１．ガスの希釈比率より換算して
求められるＢ、Ｈ，の絶対流量のことである）である、
尚、ＢｇＨ＆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ＣｚＨｚガス流量を１０１
０５ｅに設定して得られたａ−ＳｉＣ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ＣｚＨｚガス流量を１０１
０５ｅに設定して得られたａ−３ｉＣ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、６５
０℃ｍ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、ｆｌｇ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−３ｉＣ
層感光体を、＋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。

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５ｉ１４ガスを
、第２タンク（１２）よりＣｔＨｔガスを、第３タンク
（１３）より１ｈＨｂ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Ｎ　ｗＪ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・・・０．３８ｃｍ”ｅｒｇ−’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 光感度・・・０．４０ｃＩＩＩ！ｅｒｇ−１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■ 光感度・・・０．４２ｃｉｅｒｇ−１ 残留型位・・・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０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・・・＋８７０■ 光感度・・・０．４２ｃＩｌｚｅｒｇ−１残留型位・・
・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。

星遺束止 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５Ｔｏｒｒ 基板温度・・・３００℃ Ｓｔｕｍガス流量・・・１００８ｃｃ１１■＝ガス流量
・・・３００３ｃｃ１１ 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、ＣＪｚ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
〜１３μ−７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
Ｊｚ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、Ｊ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、ＣｚＨｔガスの含有比率が
大きくなるのに伴ってＣ−１（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の製法によれば、
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−５ｉＣ層だけから
成る電子写真感光体が提供できた。

また、本発明の製法によれば、ＣｚＨｔガスとＳｔ含有
ガスを組合せてグロー放電分解すると著しい高い成膜速
度が得られ、これによって製造効率及び製造コストが改
善される。

更に本発明の製法によれば、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Ｎ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、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−３ｉ悪感光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、本発明の製法によれば、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。

更に本発明の製法により得られる電子写真感光体を、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−３ｔ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製法に係る電子写
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の製法は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Ｃ２Ｈ２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ＢＪｉ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ＣｚＨｚ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１０層領域 ７・・・第２の層領域 ８・・・第３の層領域 ９・・・第４のＷｉ’ｐＴＩ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）アモルファスシリコンカーバイド生成用ガスをグ
   ロー放電分解して正極性に帯電可能な光導電性アモルフ
   ァスシリコンカーバイド層を基板上に形成した電子写真
   感光体の製法にあって、前記ガスはアセチレン及びケイ
   素含有ガスから成り、そのガス組成比を０．０１：１乃
   至３：１の範囲内に設定し、且つ周期律表第IIIａ族元
   素含有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。
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の製法。
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
   電子写真感光体の製法。