JP2002123020A

JP2002123020A - 負帯電用電子写真感光体

Info

Publication number: JP2002123020A
Application number: JP2000315649A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Niino; 博明新納; Satoshi Furushima; 聡古島; Nobufumi Tsuchida; 伸史土田; Makoto Aoki; 誠青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高い電荷保持（阻止）能を維持して充分な帯電
能を確保するとともに感度を向上し、光メモリーを低減
して画像品質を向上させ、保護層として良好な硬度を維
持することのできる表面層を備えた負帯電用電子写真感
光体。【解決手段】支持体１０１上に、少なくとも、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層１０３と、シリ
コン原子および炭素原子を含有するアモルファス（ａ−
ＳｉＣ）系の表面層１０４とが、この順に積層されてな
る負帯電用電子写真感光体において、表面層中の炭素原
子を積層方向に対して不均一に分布させ、炭素原子含有
量の積層方向に対する分布に極大値を存在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光（ここでは広義の
光であって、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線な
どを意味する）の様な電磁波に対して感受性のある感光
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】像形成分野において、感光体における光
受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、ＳＮ
比［光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）］が高く、照射す
る電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを
有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有する
こと、使用時において人体に対して無害であること等の
特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用
される電子写真装置内に組み込まれる感光体の場合に
は、上記の使用時における無公害性は重要な点である。

【０００３】この様な点に優れた性質を示す光導電材料
にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉとも表記する）、特
に水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈとも表記
する）があり、例えば、特公昭６０−３５０５９号公報
には電子写真感光体としての応用が記載されている。

【０００４】このような感光体は、一般的には、導電性
支持体を５０℃〜３５０℃に加熱し、この支持体上に真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成
膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。なか
でもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを高周波あ
るいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上
にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして実
用に付されている。

【０００５】また、特公平７−１１７０６号公報には、
炭素含有量が光導電層付近で低く表面に向けて高い濃度
勾配を有し最外表面において３５〜６５原子％である透
光性オーバーコート層を設けることで感度と光疲労や耐
湿性、硬度に優れた感光体を得る技術が開示されてい
る。

【０００６】一方、特開平２−２１４８６８号公報に
は、炭素量が９０％以上１００％未満で赤外吸収スペク
トルにおける２１００ｃｍ^-1の吸収係数が６００以下で
あるＳｉＣ表面層を設けることで高湿環境下においてド
ラムヒーターを不要としても画像流れを抑止する技術が
開示され、特開平９−２０４０５６号公報には、表面層
を２層構造として自由表面側を炭素含有量が９５％以上
１００％未満とし、その動的押し込み硬さが４５〜２２
０ｋｇｆ／ｍｍ²であるａ−ＳｉＣで構成することで高
湿環境下でドラムヒーターを必要とせずに画像流れを防
止する技術が開示されている。

【０００７】さらに、特許第２７７２６８５号公報に
は、光導電層上にシリコン原子と炭素原子と周期律表第
１３族に属する原子を含む潜像保持層とシリコン原子と
炭素原子とを含む顕像保持層を順次設けて絶縁性トナー
を用いることにより安定で良好な画像を長期にわたって
得る技術が開示されている。

【０００８】そして、特開平６−８３０９０号公報に
は、高湿時でも充分な帯電を行うために、光導電層上に
ドーピングしたａ−Ｓｉからなる電荷トラップ層および
電荷注入層を設けて接触帯電する負帯電用感光体が開示
されている。さらに、特開平６−２４２６２３号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の光導電層と表面層の
間に５０ｐｐｍ未満のホウ素を含有するかまたは伝導性
を支配する元素を含まない正孔捕獲層を設けることによ
り帯電性や画像流れの良好な負帯電用感光体を得る技術
が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上で述べた技術によ
り、電子写真感光体の電気的、光学的、光導電的特性及
び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上
してきた。

【００１０】しかしながら、従来のａ−Ｓｉ系材料で構
成された光導電層を有する電子写真感光体は、暗抵抗
値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電特
性、及び使用環境特性の点、さらには経時安定性および
耐久性の点において、各々個々には特性の向上が図られ
てはいるが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良さ
れる余地が存在するのが実情である。

【００１１】電子写真装置の高画質、高速化、高耐久化
は急速に進んでおり、電子写真用感光体においては電気
的特性や光導電特性の更なる向上とともに、帯電能、感
度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばすこ
とが求められている。

【００１２】このような状況下において、前述した従来
技術により上記課題についてある程度の特性向上が可能
になってはきたが、更なる画像品質の向上に関してはい
まだ充分とはいえない。

【００１３】したがって、電子写真用感光体を設計する
際に、上記したような問題が解決されるように電子写真
用感光体の層構成、各層の化学的組成など総合的な観点
からの改良を図るとともに、ａ−Ｓｉ材料そのものの一
段の特性改良を図ることが必要とされている。

【００１４】特に、コンピューターの普及とオフィスの
ネットワーク化が進んだことにより、電子写真装置も従
来の複写機としてだけでなく、ファクシミリやプリンタ
ーの役目を担うためにデジタル化することが求められる
ようになる一方、デジタル化された情報の大量のフルカ
ラー出力のためにアモルファスシリコン感光体を用いた
カラーシステムが要望されるとともに、負帯電用アモル
ファスシリコン感光体への要望も強まってきている。

【００１５】しかしながら、従来の負帯電用アモルファ
スシリコン感光体をデジタルシステムで用いた場合に
は、以下のような現象が生じることがあった。

【００１６】例えば、使用条件によっては、表面からの
電荷注入を阻止するために設けた表面電荷注入阻止層
（ＴＢＬとも略記する）と光導電層との界面近傍で電荷
の横流れが生じて、画像流れが観測されることがあっ
た。

【００１７】すなわち、表面からの電荷注入を阻止する
ために、表面保護層とは別に不純物を含有するＴＢＬを
設けた場合、ＴＢＬによる光の吸収により感度の低下や
光メモリーの発生を招くことがあったり、ＴＢＬの界面
近傍で電荷の横流れが生じて、画像流れが観測されるこ
とがあった。特に、近年高画質化のために露光のドット
径が小さくなってきていることから、いっそう画像流れ
に対して厳しい状況になってきている。

【００１８】また、ＴＢＬを設けずに表面層に直接電気
導電性を制御する元素を含有させる場合には、表面層の
役割である保護層としての硬度を確保しつつ電荷の注入
阻止能を向上させることが困難であった。

【００１９】また、ハロゲン光を光源とするアナログシ
ステムでは層界面での反射による干渉模様が画像に現れ
ることは少ないが、デジタルシステムの場合にはレーザ
ーに代表される可干渉光を光源として用いるために、Ｔ
ＢＬ界面での反射によって干渉模様が画像上で観測され
ることがある。

【００２０】以上の様な状況に鑑み、本発明は、上述し
た従来のａ−Ｓｉで構成された光受容層を有する電子写
真用感光体における諸問題を解決することを目的とする
ものである。

【００２１】すなわち、本発明の主たる目的は、電気導
電性を制御する元素を含有するＴＢＬを用いることな
く、高い電荷保持（阻止）能を維持して充分な帯電能を
確保するとともに感度を向上し、ゴーストに代表される
光メモリーを低減して画像品質を向上させるとともに、
保護層として良好な硬度を維持することのできる表面層
を備えた負帯電用電子写真感光体を提供することにあ
る。

【００２２】さらに、本発明の目的は、画像流れの発生
が抑制され、可干渉光を用いたシステムであっても干渉
縞が抑制された負帯電用電子写真感光体を提供すること
にある。

【００２３】特に、電気的、光学的、光導電的特性が使
用環境にほとんど依存することなく実質的に常時安定し
ており、耐光疲労に優れ、繰り返し使用に際しては劣化
現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位がほと
んど観測されず、更に画像品質の良好な負帯電用電子写
真感光体を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によれば、支持体上に、少なくとも、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層と、シリコン原
子および炭素原子を含有するアモルファス（ａ−Ｓｉ
Ｃ）系の表面層とが、この順に積層されてなる電子写真
感光体において、該表面層中の炭素原子は積層方向に対
して不均一に分布しており、炭素原子含有量の積層方向
に対する分布に極大値が存在していることを特徴とする
負帯電用電子写真感光体が提供される。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、負帯電用電子写真
感光体の光導電層と表面層の界面近傍におけるキャリア
の挙動及び表面層の構成に着目し、表面層におけるシリ
コン原子と炭素原子の含有量及びその含有パターンと画
像流れ、帯電能、光メモリーとの関係について鋭意検討
した。

【００２６】その結果、表面層中において最表面以外で
炭素原子含有量が極大となるような分布状態を有し、且
つ、その極大値を８５原子％以上とすることにより上記
目的を達成できるという知見を得た。

【００２７】即ち、層構造を特定化するように設計され
作製された表面層を有する負帯電用電子写真感光体は、
実用上、優れた特性を示し、従来の負帯電用電子写真感
光体と比べ、特にデジタルシステム用の負帯電用電子写
真感光体として優れた特性を有していることを見いだし
た。

【００２８】なお、本発明における光導電層はアモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉとも記載する）系よりなるが、
ａ−Ｓｉ系とはＳｉを母体とする非単結晶材料を意味し
ている。また、本発明における表面層はシリコン原子お
よび炭素原子を含有するアモルファス（ａ−ＳｉＣとも
記載する）系よりなるが、これは、水素原子（Ｈ）及び
／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有するアモルファスシリ
コン（ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘとも表記する）、炭素原子の
含有が主となるシリコン原子を含有するアモルファスカ
ーボン（ａ−ＣＳｉ：Ｈ，Ｘとも表記する）等をも含
む。更に必要に応じて、酸素原子および窒素原子の少な
くとも１つが含有されたアモルファス材料（ａ−Ｓｉ
Ｃ；ＯＮ：Ｈ，Ｘとも表記する）を使用する場合もあ
る。

【００２９】以上の結果、電気導電性を制御する元素を
含有するＴＢＬを用いることなく、高い電荷保持（阻
止）能を維持して充分な帯電能を確保するとともに感度
を向上し、ゴーストに代表される光メモリーを低減して
画像品質を向上させるとともに、保護層として良好な硬
度を維持することのできる表面層を備えた負帯電用電子
写真感光体を実現できる。

【００３０】更に、画像流れが抑制され、可干渉光を用
いたシステムであっても干渉縞が抑制された負帯電用電
子写真感光体を実現できる。

【００３１】特に、電気的、光学的、光導電的特性が使
用環境にほとんど依存することなく実質的に常時安定し
ており、耐光疲労に優れ、繰り返し使用に際しては劣化
現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位がほと
んど観測されず、更に画像品質の良好な負帯電用電子写
真感光体を実現できる。

【００３２】以上の理由は明らかではないが、以下の様
に推察される。

【００３３】表面層は帯電処理の際、光導電層の表面部
から内部への電荷の注入を阻止する電荷阻止層としての
役割の他に、酸素、水蒸気、空気中の水分、オゾン（Ｏ
₃）といった環境雰囲気中に一般的に存在する分子種が
光導電層表面に直接接触あるいは吸着するのを防止する
機能を有すると共に、機械的破壊を防止する保護層とし
ての役割を有する。

【００３４】しかしながら、保護層としての役割に重点
を置いた表面層においては、負帯電に特有の現象とし
て、表面電荷が表面層自体をすり抜けてしまうことがあ
り、そのために電荷阻止能が不十分となって帯電能が充
分に確保できないという事態が生じていた。そのため、
表面層とは別に電気導電性を制御する元素を含有させた
上部阻止層（ＴＢＬ）を設けることで帯電性の改善を図
っていた。

【００３５】ところが、ＴＢＬを設けることにより帯電
性を向上できるものの、表面層と光導電層の間にＴＢＬ
を挟むことで、各層界面での電荷の横流れが生じやすく
なり、必然的に画像流れが発生しやすくなってしまう場
合があった。

【００３６】そこで、本発明者らは、ＴＢＬを用いるこ
となく表面からの負電荷の注入阻止能力を向上させるべ
く、表面層中の炭素含有量と負電荷の阻止性能について
詳細に検討したところ、表面層中の炭素含有量を８５％
以上とすることにより、負電荷に対する阻止能力が高ま
り帯電能の向上が期待できるが、同時に、再表面の炭素
含有量を８５原子％以上に設定することは耐摩耗性や機
械的強度の点で不利になることも判明した。

【００３７】一方、表面層全体の炭素含有量を８５原子
％以上にしなくとも、表面層の一部分に炭素含有量が８
５原子％以上の領域を設けることにより負電荷に対する
電荷阻止能力が発揮されることも判明した。

【００３８】そこで、表面層の最表面側の一定領域で
は、炭素原子含有量を５０〜８０原子％とし、そこに炭
素原子含有量が８５原子％〜９５原子％の領域を組み合
わせることによって、負電荷の注入阻止能力を向上させ
つつ機械的強度をも確保できることを見いだした。

【００３９】また、電子写真感光体で生じる画像流れは
露光によって生じた光生成キャリアが光導電層から表面
層へ移動する過程において、表面層とその他の層でのキ
ャリアの走行性の違いに起因して、表面層の界面近傍で
電界効果によりキャリアの横流れが生じて画像がぼける
現象である。本発明においては表面層中に炭素含有量が
多い領域を有することで明確な層界面といえるものが存
在せず、さらに、表面層およびその近傍には伝導性を制
御する不純物を含有しないため本質的に画像流れ及び干
渉縞の発生を抑制できる。

【００４０】また、一般的に炭素原子を多く含有したＳ
ｉＣでは、光学的バンドギャップが比較的小さくなるこ
とから、本発明の構成においては表面層中にバンドギャ
ップのくびれが生じ、この近傍で表面電荷と光生成キャ
リアとの再結合が行われるため、最表面に付着したオゾ
ン生成物の影響を受けることがなく、その結果、高湿環
境下での画像流れ抑制の効果がみられる。

【００４１】このようなことから、本発明者らは、表面
層中に炭素原子含有量が８５原子％〜９５原子％になる
領域を設けつつ、最表面側の一定領域については機械的
強度に優れた炭素原子含有量である５０原子％〜８０原
子％となるように設定することにより、負帯電時の帯電
能が向上するとともに、画像流れならびに干渉縞の発生
がなく、機械的強度に優れた負帯電システム用アモルフ
ァスシリコン感光体を得ることができることを見い出し
て本発明を完成するに至った。

【００４２】つまり、本発明は上記構成によって、負帯
電時の帯電能、感度の向上と光メモリーの低減を高次元
で両立するとともに画像流れならびに干渉縞を低減して
画像品質を飛躍的に向上し、前記した従来技術における
諸問題の全てを解決することができ、極めて優れた電気
的、光学的、光導電的特性、画像品質、耐久性および使
用環境性を示す電子写真感光体を得ることができる。

【００４３】以上を、表面層の積層方向に対する炭素原
子含有量の分布関数例を模式的に示した図８により、具
体的に説明する。横軸の左側は光導電層側を表し、右側
は自由表面側を表す。また、縦軸はシリコン原子および
炭素原子の総和に対する炭素原子含有量（原子％）を表
しており、図に示した分布関数は極大を有している。

【００４４】ここで、炭素原子含有量の分布が極大とな
る位置（Ｌｍ）において、炭素原子の含有量（Ｃｍ）は
シリコン原子および炭素原子の総和に対して８５原子％
以上９５原子％以下であることが好ましい。

【００４５】この時、負電荷の注入阻止能力を十分向上
させることができ、同時に、高い機械的強度も確保でき
る。

【００４６】また、同様の理由から、炭素原子含有量の
分布が極大となる領域（Ｌ₁〜Ｌ₂）は最表面を含まず、
この領域の厚さ（Ｗ）は０．０１μｍ以上１μｍ以下で
あることが好ましい。なお、炭素原子含有量の分布が極
大となる領域（ピーク領域とも言う）とは、ピークの立
上り位置の接線Ｔ₁及びベースＢの交点位置Ｌ₁から、ピ
ーク終了位置の接線Ｔ₂及びベースＢの交点位置Ｌ₂まで
を言い、ピーク領域の厚さとはＬ₁及びＬ₂間の距離を言
う。

【００４７】なお、表面層中において炭素原子含有量が
８５原子％以上９５原子％以下でありＬｍを含む領域の
厚さを制御することが好ましい場合もある。その厚さ
は、負電荷に対する阻止能力を十分なものとし帯電能を
確保するために、０．０１μｍ以上が好ましく、０．０
３μｍ以上がより好ましい。また、十分な光感度を実現
するために、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下が
より好ましい。

【００４８】更に、良好な機械的特性を実現するため
に、炭素原子含有量の分布が極大となる領域より表面側
の領域（Ｓ₁〜Ｓ₂）において、炭素原子の含有量はシリ
コン原子および炭素原子の総和に対して５０原子％以上
８０原子％以下であることが好ましい。例えば図８の場
合、Ｃ₁及びＣ₂の何れもが５０原子％以上８０原子％で
あることが好ましい。

【００４９】加えて、上記の表面側の領域の厚さは、良
好な機械的特性を実現するために、０．１μｍ以上が好
ましい。

【００５０】以上の構成を採用することにより、負帯電
において十分な耐電能を得ることができるとともに、耐
削れ性などの機械的強度を確保することができる。

【００５１】図２には、炭素原子の分布関数の形状例を
模式的に示した。

【００５２】ここで、ピーク領域の形状としては、図２
（ｂ）及び（ｃ）に示す様な尖形状、図２（ａ）及び
（ｄ）〜（ｆ）に示す様な台形状等を例示できる。な
お、ピーク領域が台形状の場合、Ｃｍは台形の上底に相
当する領域での炭素原子含有量とする。

【００５３】また、ピーク領域以外の領域における炭素
原子の含有量は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す様に一定
とする場合もあれば、図２（ｃ）〜（ｆ）に示す様に変
化させる場合もある。

【００５４】次に、図１に、本発明の電子写真感光体の
積層構造例を示した。

【００５５】図１（ａ）に示す電子写真感光体１００
は、感光体用としての支持体１０１の上に、光受容層１
０２が設けられている。この光受容層１０２は支持体１
０１側から順にａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層１０５と、ａ
−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０
３と、ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる表面層１０４とから
構成されている。表面層１０４は自由表面１１０を有し
ている。

【００５６】図１（ｂ）に示す電子写真感光体１００
は、感光体用としての支持体１０１の上に、光受容層１
０２が設けられている。この光受容層１０２は支持体１
０１側から順にａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層１０５と、ａ
−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０
３と、ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる表面層１０４とから
構成されている。表面層１０４は自由表面１１０を有し
ている。また、光導電層１０３は電荷注入阻止層１０５
側から順に第１の層領域１１１と第２の層領域１１２と
からなっている。

【００５７】＜支持体＞本発明において使用される支持
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導
電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、
Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、お
よびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。
また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネー
ト、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィ
ルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性
支持体の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電
処理した支持体も用いることができる。

【００５８】本発明に於いて使用される支持体の形状は
平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または無端ベルト状
であることができ、その厚さは、所望通りの電子写真感
光体を形成し得るように適宜決定するが、電子写真感光
体としての可撓性が要求される場合には、支持体として
の機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くするこ
とができる。しかしながら、支持体は製造上および取り
扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とさ
れる。

【００５９】＜表面層＞表面層は、主に帯電性、耐湿
性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、耐久性等において本発明の目的を達成するために設
けられ、光受容層を構成する光導電層と表面層とを形成
する非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成
要素を有しているので、積層界面において化学的な安定
性が確保される。

【００６０】表面層は真空堆積膜形成方法によって、所
望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条
件が設定されて作製される。具体的には、例えばグロー
放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイク
ロ波ＣＶＤ法等の交流放電CVD法、あるいは直流放電Ｃ
ＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の
薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄
膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製
造規模、作製される感光体に所望される特性等の要因に
よって適宜選択されて採用されるが、感光体の生産性か
ら光導電層と同等の堆積法によることが好ましい。

【００６１】例えば、グロー放電法によってａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，Ｘよりなる表面層を形成するには、基本的には
シリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガ
スと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の原料ガス
と、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス及
び／又はハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原
料ガスとを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガ
ス状態で導入して、反応容器内にグロー放電を生起さ
せ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層を形成
した支持体上にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる層を形成す
ればよい。

【００６２】また、表面層中に水素原子および／または
ハロゲン原子を添加する場合もあるが、これらの原子は
シリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に
光導電性特性および電荷保持特性を向上させる。水素含
有量は、構成原子の総量に対して通常の場合３０〜７０
原子％、好適には３５〜６５原子％、最適には４０〜６
０原子％とするのが望ましい。また、ハロゲン原子の含
有量として、通常の場合は０．０１〜１５原子％、好適
には０．１〜１０原子％、最適には０．６〜４原子％と
されるのが望ましい。

【００６３】これらの水素および／またはハロゲン含有
量の範囲内で形成される表面層は、実際面において優れ
た性能を有する。即ち、表面層内に存在する欠陥（主に
シリコン原子や炭素原子のダングリングボンド）は電子
写真感光体としての特性に悪影響を及ぼすことが知られ
ている。例えば自由表面から電荷の注入による帯電特性
の劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表面構造が
変化することによる帯電特性の変動、更にコロナ帯電時
や光照射時に光導電層より表面層に電荷が注入され、前
記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることにより繰
り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響として挙
げられる。

【００６４】しかしながら、表面層内の水素含有量を３
０原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に
減少し、その結果、電気的特性面及び高速連続使用性の
向上を図ることができる。

【００６５】一方、前記表面層中の水素含有量が７０原
子％を越えると表面領域の硬度が低下するために、繰り
返し使用に耐えられなくなる場合がある。従って、表面
層中の水素含有量を前記の範囲内に制御することによ
り、良好な特性が実現できる。なお、表面層中の水素含
有量は、原料ガスの流量（比）、支持体温度、放電パワ
ー、ガス圧等によって制御し得る。

【００６６】また、表面層中のハロゲン含有量を０．０
１原子％以上の範囲に制御することで表面層内のシリコ
ン原子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成する
ことが可能となる。さらに、表面層中のハロゲン原子の
働きとして、コロナ等のダメージによるシリコン原子と
炭素原子の結合の切断を効果的に防止することができ
る。

【００６７】一方、表面層中のハロゲン含有量が１５原
子％を超えると表面領域内のシリコン原子と炭素原子の
結合の発生の効果及びコロナ等のダメージによるシリコ
ン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果が低下す
る場合がある。さらに、過剰のハロゲン原子が表面層中
のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メ
モリーが顕著に認められてくる。従って、表面層中のハ
ロゲン含有量を前記範囲内に制御することにより、所望
の電子写真特性を得ることができる。表面層中のハロゲ
ン含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量
（比）、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制
御し得る。

【００６８】表面層の形成に使用されるシリコン（Ｓ
ｉ）供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ₄、Ｓ
ｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状物、またはガ
ス化し得る水素化ケイ素（シラン類）等を挙げることが
でき、中でも、成膜時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の
良さ等の点で、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましい。また、
これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じて、Ｈ₂、
Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよ
い。

【００６９】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₄Ｈ₁₀等のガス状
物、またはガス化し得る炭化水素を挙げることができる
が、中でも、成膜時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良
さ等の点で、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₆が好ましい。ま
た、これらのＣ供給用の原料ガスを必要に応じて、
Ｈ₂、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用し
てもよい。

【００７０】窒素および／または酸素の供給用ガスとな
り得る物質としては、ＮＨ₃、ＮＯ、Ｎ₂Ｏ、ＮＯ₂、
Ｏ₂、ＣＯ₂、Ｎ₂等のガス状物、またはガス化し得る化
合物が有効に使用されるものとして挙げられる。また、
これらの原料ガスを必要に応じてＨ₂、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ
ｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。

【００７１】また、形成される表面層中に導入される水
素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるように図
るために、これらのガスに更に水素ガスまたは水素原子
を含むケイ素化合物のガスも所望量混合して層形成する
ことが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく所定
の混合比で複数種混合しても差し支えないものである。

【００７２】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲ
ンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシ
ラン誘導体等のガス状物、ガス化し得るハロゲン化合物
が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子と
ハロゲン原子とを構成要素とするガス状物、ガス化し得
るハロゲン原子を含む水素化ケイ素化合物も有効なもの
として挙げることができる。本発明に於て好適に使用し
得るハロゲン化合物としては、具体的にはフッ素ガス
（Ｆ₂）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ₃、Ｂｒ
Ｆ₅、ＩＦ₃、ＩＦ₇等のハロゲン間化合物を挙げること
ができる。ハロゲン原子を含むケイ素化合物、いわゆる
ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には、例えばＳｉＦｙ、Ｓｉ₂Ｆ₆等のフッ化ケイ素が
好ましいものとして挙げることができる。

【００７３】表面層中に含有される水素原子および／ま
たはハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の
温度、水素原子および／またはハロゲン原子を含有させ
るために使用される原料物質の反応容器内へ導入する
量、放電電力等を制御すればよい。

【００７４】炭素原子、酸素原子および窒素原子から選
ばれる１種以上の原子は、表面層中に万遍なく均一に含
有されても良いし、表面層中の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布をもたせた部分があっても良
い。

【００７５】表面層の層厚としては、通常０．０５〜３
μｍ、好適には０．０７〜２μｍ、最適には０．１〜１
μｍとされるのが望ましい。層厚が０．０５μｍよりも
薄いと感光体の使用中に摩耗等により表面層が失われる
場合があり、３μｍを越えると残留電位の増加等の電子
写真特性が低下する場合がある。

【００７６】表面層は、その要求される特性が所望通り
に与えられるように注意深く形成される。即ち、Ｓｉ、
Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｈ及びＸから選ばれる１種以上の原子を構
成要素とする物質は、その形成条件によって構造的には
結晶からアモルファスまでの形態を取り、電気物性的に
は導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を、又、
光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質を各々
示すので、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形
成される様に、作製条件の選択が厳密になされる。

【００７７】例えば、支持体の温度、反応容器内の内圧
等を適宜設定する必要がある。

【００７８】支持体の温度は、層設計にしたがって適宜
最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは２０
０〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適
には２５０〜３００℃とするのが望ましい。

【００７９】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１
０^-2〜１×１０³Ｐａ、好ましくは５×１０^-1〜５×１
０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×１０²Ｐａとするの
が好ましい。

【００８０】表面層を形成するための支持体温度、ガス
圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられる
が、条件は通常は独立的に別々に決められるものではな
く、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的かつ
有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。

【００８１】また、表面層および光導電層の間に炭素原
子の含有量が光導電層に向かって減少するように変化す
る領域を設けることが好ましい。これにより表面層と光
導電層の密着性を向上させ、光キャリアの表面への移動
がスムーズになるとともに光導電層と表面層の界面での
光の反射による干渉の影響をより少なくすることができ
る。

【００８２】＜光導電層＞本発明に於いて、その目的を
効果的に達成するために支持体上に形成され、光受容層
の一部を構成する光導電層は真空堆積膜形成方法によっ
て、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの
数値条件が設定されて作製される。具体的には、例えば
グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法または
マイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直
流放電ＣＶＤ法等）等の薄膜堆積法によって形成するこ
とができる。所望の特性を有する光導電層を製造するに
当たっての条件の制御が比較的容易であることからグロ
ー放電法、特にＲＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロ
ー放電法が好適である。

【００８３】グロー放電法によって光導電層を形成する
には、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳ
ｉ供給用の原料ガスと、必要に応じて、水素原子（Ｈ）
を供給し得るＨ供給用の原料ガス及び／又はハロゲン原
子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部が減
圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該
反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の
位置に設置されてある所定の支持体上にａ−Ｓｉ：Ｈ，
Ｘからなる層を形成すればよい。

【００８４】光導電層には、必要に応じて、水素原子お
よび／またはハロゲン原子を添加する場合があるが、こ
れらの原子はシリコン原子の未結合手を補償し、層品質
の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させ
る。

【００８５】なお、水素原子の含有量、ハロゲン原子の
含有量、又は水素原子およびハロゲン原子の含有量の和
は、構成原子の総量に対して、５〜３０原子％とされる
のが望ましい。

【００８６】特に、光導電層が第１の層領域および第２
の層領域よりなる場合、第１の層領域においては、１５
〜３０原子％とされるのが望ましく、第２の層領域にお
いては、５〜１５原子％とされるのが望ましい。

【００８７】光導電層の作製で使用されるＳｉ供給用ガ
スとなり得る物質としては、ＳｉＨ ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃
Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状物、またはガス化し得る水素
化ケイ素（シラン類）等を挙げることができ、中でも成
膜時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点で、Ｓ
ｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましい。

【００８８】また、これらのガスに、Ｈ₂、Ｈｅ、水素
原子を含むケイ素化合物等のガスを所望量混合して、成
膜する場合もある。

【００８９】なお、以上の原料は、単独種のみでなく所
定の混合比で複数種混合しても差し支えない。

【００９０】光導電層の作製で使用されるハロゲン原子
供給用の原料ガスとしては、例えば、ハロゲンガス、ハ
ロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲ
ンで置換されたシラン誘導体等のガス状物、ガス化し得
るハロゲン化合物等を挙げることができる。更に、シリ
コン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状物、
またはガス化し得るハロゲン原子を含む水素化ケイ素化
合物等も使用することができる。

【００９１】具体的には、フッ素ガス（Ｆ₂）、Ｂｒ
Ｆ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ₃、ＢｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ
₇等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲ
ン原子を含むケイ素化合物、いわゆるハロゲン原子で置
換されたシラン誘導体としては、具体的には、たとえば
ＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等のフッ化ケイ素を好ましいものと
して挙げることができる。

【００９２】光導電層中に含有される水素原子および／
またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体
の温度、水素原子および／またはハロゲン原子を含有さ
せるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する
量、放電電力等を制御すればよい。

【００９３】本発明における光導電層には、必要に応じ
て、伝導性を制御する原子を導入する事ができ、さらに
分布させても良い。

【００９４】伝導性を制御する原子としては、半導体分
野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型
電導特性を与える周期律表第１３族に属する原子（第１
３族原子とも表記する）、及びｎ型伝導性を与える周期
律表第１５族に属する原子（第１５族原子とも表記す
る）等を用いることができる。

【００９５】第１３族原子としては、具体的には、ホウ
素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、
インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。

【００９６】第１５族原子としては、具体的には、リン
（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。

【００９７】光導電層に含有される伝導性を制御する原
子の含有量としては、好ましくは５×１０^-3〜５０原子
ｐｐｍ、より好ましくは１×１０^-2〜３０原子ｐｐｍ、
最適には５×１０^-2〜２０原子ｐｐｍの間で適宜選択し
て含有されるのが望ましい。

【００９８】原子の分布状態は、膜中に均一でも良い
し、また膜厚の支持体側から表面側に分布させても良
い。

【００９９】第１３族原子を構造的に導入するには、層
形成の際に、第１３族原子導入用の原料物質をガス状態
で反応容器中に、光導電層を形成するための他のガスと
ともに導入すればよい。第１３族原子導入用の原料物質
となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、
少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採
用されるのが望ましい。

【０１００】その様な第１３族原子導入用の原料物質と
して具体的には、ホウ素原子導入用としては、Ｂ₂Ｈ₆、
Ｂ₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁、Ｂ₆Ｈ₁₀、Ｂ₆Ｈ₁₂、Ｂ₆Ｈ
₁₄等の水素化ホウ素、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＢＢｒ₃等のハ
ロゲン化ホウ素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ₃、
ＧａＣｌ₃、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＩｎＣｌ₃、ＴｌＣｌ₃等
も挙げることができる。

【０１０１】同様に第１５族原子導入用の原料物質とし
て具体的には、ＰＨ₃、Ｐ₂Ｈ₄等の水素化リン、ＰＨ
₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＦ₅、ＰＣｌ₃、ＰＣｌ₅、ＰＢｒ₃、ＰＢ
ｒ₅、ＰＩ₃等のハロゲン化リンが挙げられる。この他、
ＡｓＨ₃、ＡｓＦ₃、ＡｓＣｌ₃、ＡｓＢｒ₃、ＡｓＦ₅、
ＳｂＨ₃、ＳｂＦ₃、ＳｂＦ₅、ＳｂＣｌ₃、ＳｂＣｌ₅、
ＢｉＨ₃、ＢｉＣｌ₃、ＢｉＢｒ₃等も挙げることができ
る。

【０１０２】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を、必要に応じてＨ₂及び／又はＨｅによ
り希釈して使用してもよい。

【０１０３】更に、光導電層に、炭素原子、酸素原子お
よび窒素原子から選ばれる１種以上を含有させることも
有効である。含有量は、構成原子の総量に対して、好ま
しくは１×１０^-5〜１０原子％、より好ましくは５×１
０^-5〜８原子％、最適には１×１０^-4〜５原子％が望ま
しい。これらの原子は、光導電層中に均一に含有されて
も良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するよう
な不均一な分布をもたせた部分があっても良い。

【０１０４】光導電層の層厚は、所望の電子写真特性が
得られること、及び経済的効果等の点から適宜所望にし
たがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、より好
ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍとさ
れるのが望ましい。層厚が２０μｍより薄くなると、帯
電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となる場合
があり、５０μｍより厚くなると、光導電層の作製時間
が長くなって製造コストが高くなる場合がある。

【０１０５】なお、所望の膜特性を有する光導電層を形
成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、
反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適
宜設定することが必要である。

【０１０６】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１．０
×１０^-2〜１．０×１０³Ｐａ、好ましくは５．０×１
０^-2〜５．０×１０²Ｐａ、最適には１．０×１０^-1〜
１．０×１０²Ｐａとするのが好ましい。

【０１０７】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガス流量に
対する放電電力の比を、０．５〜８、好ましくは２〜６
の範囲に設定するこよが望ましい。

【０１０８】さらに、支持体の温度は、層設計にしたが
って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好まし
くは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０
℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望ましい。

【０１０９】光導電層を形成するための支持体温度、ガ
ス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられ
るが、条件は通常、独立的に決められるものではなく、
所望の特性を有する電子写真感光体を形成すべく相互的
かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望まし
い。

【０１１０】＜電荷注入阻止層＞本発明の電子写真感光
体においては、導電性支持体と光導電層との間に、導電
性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷
注入阻止層を設けるのが一層効果的である。即ち、電荷
注入阻止層は光受容層が一定極性の帯電処理をその自由
表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入
されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を
受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる
極性依存性を有している。そのような機能を付与するた
めに、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導
電層に比べ比較的多く含有させることもある。

【０１１１】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子は、層中に万遍なく均一に分布されても良い
し、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはいる
が、不均一に分布する状態で含有している部分があって
もよい。分布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く
分布するように含有させるのが好適である。

【０１１２】しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく
含有されること画面内方向における特性の均一化をはか
る点からも必要である。

【０１１３】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、第１５族原子を用いることができ
る。

【０１１４】第１５族原子としては、具体的には、Ｐ
（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ
（ビスマス）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。

【０１１５】伝導性を制御する原子の含有量としては、
好ましくは１０〜１×１０⁴原子ｐｐｍ、より好ましく
は５０〜５×１０³原子ｐｐｍ、さらに好ましくは１×
１０²〜１×１０³原子ｐｐｍとされる。

【０１１６】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも１種を含有させる
ことにより、電荷注入阻止層に直接接触して設けられる
他の層との間の密着性の向上できる。

【０１１７】電荷注入阻止層に含有される炭素原子、窒
素原子および酸素原子の１つ以上の原子は、層中に万遍
なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向には
万遍なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で
含有している部分があってもよい。しかしながら、いず
れの場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、
均一な分布で万遍なく含有されることが面内方向におけ
る特性の均一化をはかる点からも必要である。

【０１１８】電荷注入阻止層の全層領域に含有される炭
素原子、窒素原子および酸素原子の１種以上の原子の含
有量は、１種の場合はその量として、２種以上の場合は
その総和として、好ましくは１×１０^-3〜３０原子％、
より好ましくは５×１０^-3〜２０原子％、さらに好まし
くは１×１０^-2〜１０原子％とされる。

【０１１９】また、電荷注入阻止層に含有される水素原
子および／またはハロゲン原子は層内に存在する未結合
手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層
中の水素原子の含有量、ハロゲン原子の含有量、又は水
素原子およびハロゲン原子の和の含有量は、好適には１
〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最適には
１０〜３０原子％とする。

【０１２０】電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特
性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましく
は０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、さ
らに好ましくは０．５〜３μｍとされる。層厚が０．１
μｍより薄くなると、支持体からの電化の注入阻止膿が
不十分となる場合があり、十分な帯電能が得られない場
合がある。一方、５μｍより厚くしても実質的な電子写
真特性の向上よりも、作製時間の延長による製造コスト
増を招く場合がある。

【０１２１】電荷注入阻止層は、光導電層の場合と同様
に、真空堆積法により作製することができる。その際、
光導電層の場合と同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガス
との混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支
持体の温度を適宜設定することが必要である。

【０１２２】Ｈ₂及び／又はＨｅの流量は、層設計に従
って適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対
しＨ₂及び／又はＨｅを、好ましくは０．３〜２０倍、
より好ましくは０．５〜１５倍、さらに好ましくは１〜
１０倍の範囲に制御することが望ましい。

【０１２３】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て、適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０
^-2〜１×１０³Ｐａ、より好ましくは５×１０^-1〜５×
１０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×１０²Ｐａとする
のが望ましい。

【０１２４】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対
する放電電力の比を、好ましくは０．５〜８、より好ま
しくは０．８〜７倍、さらにこのましくは１〜６倍の範
囲に設定することが望ましい。

【０１２５】さらに、支持体の温度は、層設計に従って
適宜最適範囲が選択されるが、好ましくは２００〜３５
０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、さらに好まし
くは２５０〜３００℃とするのが望ましい。

【０１２６】電荷注入阻止層を形成するための希釈ガス
の混合比、ガス圧、放電電力、支持体温度の望ましい数
値範囲として前記した範囲が挙げられるが、これらの層
作製ファクターは通常は独立的に別々に決められるもの
ではなく、所望の特性を有する表面層を形成すべく相互
的かつ有機的関連性に基づいて各層作製ファクターの最
適値を決めるのが望ましい。

【０１２７】このほかに、本発明の電子写真感光体にお
いては、光受容層の前記支持体側に、少なくともアルミ
ニウム原子、シリコン原子、水素原子、ハロゲン原子等
が層厚方向に不均一な分布状態で含有する層領域を有す
ることが望ましい。

【０１２８】また、支持体と、光導電層または電荷注入
阻止層との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例え
ば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ又はシリコン原子を母
体とし、水素原子および／またはハロゲン原子と、炭素
原子、酸素原子および窒素原子から選ばれる１種以上の
原子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けて
も良い。

【０１２９】次に、本発明の光受容層を作製するの装置
及び膜形成方法について詳述する。

【０１３０】図３は、電源周波数としてＲＦ帯を用いた
高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤとも略記す
る）による電子写真感光体の製造装置の一例を示す模式
的な構成図である。図３に示す製造装置の構成は以下の
通りである。

【０１３１】この装置は大別すると、堆積装置（３１０
０）、原料ガスの供給装置（３２００）、反応容器（３
１１１）内を減圧にするための排気装置（図示せず）か
ら構成されている。堆積装置（３１００）中の反応容器
（３１１１）内には円筒状支持体（３１１２）、支持体
加熱用ヒーター（３１１３）、原料ガス導入管（３１１
４）が設置され、さらに高周波マッチングボックス（３
１１５）が接続されている。

【０１３２】原料ガス供給装置（３２００）は、ＳｉＨ
₄、ＧｅＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ₃等の原料ガス
のボンベ（３２２１〜３２２６）とバルブ（３２３１〜
３２３６、３２４１〜３２４６、３２５１〜３２５６）
及びマスフローコントローラー（３２１１〜３２１６）
から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ（３２６
０）を介して反応容器（３１１１）内のガス導入管（３
１１４）に接続されている。

【０１３３】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行なうことができる。

【０１３４】先ず、反応容器（３１１１）内に円筒状支
持体（３１１２）を設置し、不図示の排気装置（例えば
真空ポンプ）により反応容器（３１１１）内を排気す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター（３１１３）により
円筒状支持体（３１１２）の温度を２００℃乃至３５０
℃の所定の温度に制御する。

【０１３５】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（３１
１１）に流入させるには、ガスボンベのバルブ（３２３
１〜３２３６）、反応容器のリークバルブ（３１１７）
が閉じられていることを確認し、又、流入バルブ（３２
４１〜３２４６）、流出バルブ（３２５１〜３２５
６）、補助バルブ（３２６０）が開かれていることを確
認して、まずメインバルブ（３１１８）を開いて反応容
器（３１１１）及びガス配管内（３１１６）を排気す
る。

【０１３６】次に、真空計（３１１９）の読みが０．１
Ｐａ以下になった時点で補助バルブ（３２６０）、流出
バルブ（３２５１〜３２５６）を閉じる。

【０１３７】その後、ガスボンベ（３２２１〜３２２
６）より各ガスをバルブ（３２３１〜３２３６）を開い
て導入し、圧力調整器（３２６１〜３２６６）により各
ガス圧を０．２ＭＰａに調整する。次に、流入バルブ
（３２４１〜３２４６）を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー（３２１１〜３２１６）内に導入
する。

【０１３８】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。

【０１３９】円筒状支持体（３１１２）が所定の温度に
なったところで流出バルブ（３２５１〜３２５６）のう
ちの必要なもの及び補助バルブ（３２６０）を徐々に開
き、ガスボンベ（３２２１〜３２６６）から所定のガス
をガス導入管（３１１４）を介して反応容器（３１１
１）内に導入する。次にマスフローコントローラー（３
２１１〜３２１６）によって各原料ガスが所定の流量に
なるように調整する。その際、反応容器（３１１１）内
の圧力が１×１０²Ｐａ以下の所定の圧力になるように
真空計（３１１９）を見ながらメインバルブ（３１１
８）の開口を調整する。内圧が安定したところで、周波
数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所望の電力
に設定して、高周波マッチングボックス（３１１５）を
通じて反応容器（３１１１）内にＲＦ電力を導入し、グ
ロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反
応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持
体（３１１２）上に所定のシリコンを主成分とする堆積
膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行わ
れた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反
応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１４０】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。それぞれ
の層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはす
べて閉じられていることは言うまでもなく、また、それ
ぞれのガスが反応容器（３１１１）内、流出バルブ（３
２５１〜３２５６）から反応容器（３１１１）に至る配
管内に残留することを避けるために、流出バルブ（３２
５１〜３２５６）を閉じ、補助バルブ（３２６０）を開
き、さらにメインバルブ（３１１８）を全開にして系内
を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

【０１４１】また、膜形成の均一化を図るために、層形
成を行なっている間は、支持体（３１１２）を駆動装置
（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効
である。

【０１４２】さらに、上述のガス種及びバルブ操作は各
々の層の作製条件に従って変更が加えられることは言う
までもない。

【０１４３】支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱
体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻
き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等
の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の
熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手
段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質
は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属
類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用すること
ができる。

【０１４４】それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の
容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体
を搬送する方法が用いられる。

【０１４５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【０１４６】＜実施例１＞図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法
による感光体の製造装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３
５８ｍｍのアルミニウムシリンダー（支持体）上に、表
１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から
なる電子写真感光体を作製した。

【０１４７】

【表１】

【０１４８】表１の例では、表面層の炭素原子含有量の
パターンは図２（ａ）のようにし、表面層の中の炭素含
有量が極大値をとる領域（第２の領域）の炭素原子含有
量は９０原子％、表面側の領域（第３の領域）の炭素含
有量は７０原子％であった。

【０１４９】次いで、炭素含有量が極大値をとる第２の
領域においてＣＨ₄ガスとＳｉＨ₄ガスの混合比、放電電
力を種々変えることによって、炭素原子含有量の異なる
種々の電子写真感光体を作製した。

【０１５０】その際、炭素原子含有量が極大値となる第
２の領域（ピーク領域）の厚さは０．１μｍとした。

【０１５１】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＩＲ−５０００（負帯電用に改造）にセットして、電
位特性の評価を行った。

【０１５２】この際、プロセススピード２６５ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）４ｌｘ・ｓ、
帯電器の電流値１ｍＡの条件にて、電子写真装置の現像
器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅ
ｌ３４４）の電位センサーにより感光体の表面電位を
測定し、それを帯電能とした。また、像露光光源に６５
５ｎｍのレーザーを用い、上述の条件下において同様の
電位センサーにより非露光状態での表面電位と一旦露光
した後に再度帯電した時との電位差をメモリー電位とし
た。

【０１５３】評価結果として、炭素原子含有量および帯
電能の関係を図４に、炭素原子含有量およびメモリーと
の関係を図５に、それぞれ示した。なお、帯電能および
メモリーは、炭素含有量が極大値となる第２の領域がな
い場合に対する相対値で示した。

【０１５４】図４及び５から明らかなように、表面層中
に炭素原子含有量が８５原子％〜９５原子％のピーク領
域を設けることによって、負帯電時の帯電能の向上とメ
モリーの低減が両立できることが分かった。

【０１５５】一方、電位センサーに換えて現像器をセッ
トし、テストチャートを複写することによる画像流れの
評価を行った。

【０１５６】この評価においても、表面層中に炭素原子
含有量が極大値をとるピーク領域を設け、その炭素原子
含有量が８５原子％〜９５原子％の場合、画像流れは全
く発生しなかった。

【０１５７】＜実施例２＞図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法
による感光体の製造装置を用い、実施例１と同様の条件
で、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシリ
ンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層、表
面層からなる電子写真感光体を作製した。

【０１５８】次いで、表面層中の炭素原子含有量が極大
値をとる第２の領域（ピーク領域）の厚さを変えて種々
の電子写真感光体を作製した。

【０１５９】作製した個々の電子写真感光体について実
施例１と同様の電位特性評価を行った。

【０１６０】この際、プロセススピード２６５ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）４ｌｘ・ｓ、
帯電器の電流値１ｍＡの条件にて、電子写真装置の現像
器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅ
ｌ３４４）の電位センサーにより感光体の表面電位を
測定し、それを帯電能とした。そして、非露光状態にお
いて表面電位が４００Ｖ（暗電位）になるように帯電器
の電流値を調整した後、像露光（波長６５５ｎｍのレ
ーザー）を照射し、表面電位が５０Ｖ（明電位）となる
ように光源の出力を調整し、そのときの露光量を感度と
した。

【０１６１】評価結果として、ピーク領域の厚さ及び帯
電能の関係を図６に、ピーク領域の厚さ及び感度との関
係を図７に、それぞれ示した。なお、帯電能および感度
は、炭素含有量が極大値となる第２の領域がない場合に
対する相対値で示した。

【０１６２】図６及び７から明らかなように、表面層中
で炭素原子含有量が８５原子％〜９５原子％となる領域
（ピーク領域）の厚さを０．０１〜１μｍとすることに
よって、帯電能および感度を両立できることが分かっ
た。

【０１６３】また、画像流れについても良好な結果を示
すことが分かった。

【０１６４】＜実施例３＞図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法
による感光体の製造装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３
５８ｍｍのアルミニウムシリンダー（支持体）上に、表
２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から
なる電子写真感光体を作製した。

【０１６５】

【表２】

【０１６６】表２の例では、表面層の炭素原子含有量の
パターンは図２（ａ）のようにし、表面層中の炭素含有
量の極大値をとる領域（第２の領域）の炭素原子含有量
は９０原子％、表面側の領域（第３の領域）の炭素含有
量は６５原子％であった。

【０１６７】そして、第３の領域においてＣＨ₄ガスと
ＳｉＨ₄ガスの混合比、放電電力を種々変えることによ
って、最表面側の炭素原子含有量の異なる種々の感光体
を作製した。

【０１６８】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＩＲ−５０００（負帯電用に改造）にセットして、プ
ロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６６
０ｎｍのＬＥＤ）４ｌｘ・ｓ、帯電器の電流値１ｍＡの
条件にて帯電し、像露光光源には波長６５５ｎｍのレー
ザーを用い、３００万枚の通紙耐久試験を行った。

【０１６９】そして、３００万枚の通紙耐久試験中に、
スジ削れが発生するかどうかによって耐久性の評価を行
った。

【０１７０】その結果、再表面側の領域において炭素含
有量を５０原子％〜８０原子％とし、その厚さを０．１
μｍ以上とすることによって、スジ削れもなく感度変動
のない良好な特性を得られることが分かった。

【０１７１】＜実施例４＞図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法
による感光体の製造装置を用い、表３に示す作製条件に
より、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシ
リンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層、
表面層からなる電子写真感光体を作製した。なお、表面
層の炭素原子含有量のパターンは図２（ｂ）となるよう
にした。

【０１７２】

【表３】

【０１７３】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＩＲ−５０００（負帯電用に改造）にセットして電位
特性の評価を行った。

【０１７４】この際、プロセススピード２６５ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）４ｌｘ・ｓ、
帯電器の電流値１ｍＡの条件にて、現像器位置にセット
した表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅｌ３４４）の
電位センサーにより感光体の表面電位を測定し、それを
帯電能とした。そして、非露光状態において表面電位が
４００Ｖ（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整
した後、像露光（波長６５５ｎｍのレーザー）を照射
し、表面電位が５０Ｖ（明電位）となるように光源の出
力を調整し、そのときの露光量を感度とした。また、上
述の条件下において同様の電位センサーにより、非露光
状態での表面電位と一旦露光した後に再度帯電した時と
の表面電位を測定し、その電位の差をメモリー電位とし
た。

【０１７５】このような評価を行った結果、帯電能、感
度、メモリーのいずれも良好な特性であることが確認さ
れた。

【０１７６】また、作製した電子写真感光体の画像評価
をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず画像
流れについても特に良好であった。

【０１７７】＜実施例５＞本例では、図３に示すＲＦ−
ＰＣＶＤ法による感光体の製造装置を用い、表４に示す
作製条件により、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアル
ミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、
光導電層、表面層からなる電子写真感光体を作製した。
その際、全ての層にフッ素原子、リン原子、ホウ素原
子、炭素原子、酸素原子および窒素原子を含有させた。

【０１７８】なお、表面層の炭素原子含有量の含有パタ
ーンは図２（ｃ）となるようにした。

【０１７９】

【表４】

【０１８０】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＩＲ−５０００（負帯電用に改造）にセットして、実
施例４と同様の評価をしたところ、実施例４と同様に良
好な電子写真特性が得られた。

【０１８１】＜実施例６＞本例では、図３に示すＲＦ−
ＰＣＶＤ法による感光体の製造装置を用い、直径１０８
ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシリンダー（支持
体）上に、表５に示す条件で電荷注入阻止層、光導電
層、表面層からなる電子写真感光体を作製した。その
際、電荷注入阻止層において窒素原子および酸素原子を
含有させ、光導電層において希釈ガスとしてＨ₂とＨｅ
の混合ガスを用いた。

【０１８２】なお、表面層の炭素原子含有量の含有パタ
ーンは図２（ｄ）となるようにした。

【０１８３】

【表５】

【０１８４】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＧＰ−６０５（負帯電用に改造）にセットして電位特
性の評価を行った。

【０１８５】この際、プロセススピード３００ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長７００ｎｍのＬＥＤ）４ｌｘ・ｓ、
帯電器の電流値１ｍＡの条件にて、現像器位置にセット
した表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅｌ３４４）の
電位センサーにより感光体の表面電位を測定し、それを
帯電能とした。そして、非露光状態において表面電位が
４００Ｖ（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整
した後、像露光（波長６８０ｎｍのレーザー）を照射
し、表面電位が５０Ｖ（明電位）となるように光源の出
力を調整し、そのときの露光量を感度とした。また、上
述の条件下において同様の電位センサーにより、非露光
状態での表面電位と一旦露光した後に再度帯電した時と
の表面電位を測定し、その電位の差をメモリー電位とし
た。

【０１８６】このような評価を行った結果、帯電能、感
度、メモリーのいずれも良好な特性が得られた。

【０１８７】また、作製した電子写真感光体の画像評価
をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず画像
流れについても特に良好であった。

【０１８８】＜実施例７＞本例では、図３に示すＲＦ−
ＰＣＶＤ法による感光体の製造装置を用い、直径１０８
ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシリンダー（支持
体）上に、表６に示す条件で電荷注入阻止層、光導電
層、表面層からなる電子写真感光体を作製した。その
際、電荷注入阻止層に炭素原子、窒素原子および酸素原
子を含有させて、光導電層の第２の層領域において希釈
ガスとしてＨｅガスを用いた。

【０１８９】なお、表面層の炭素原子含有量の含有パタ
ーンは図２（ｅ）となるようにした。

【０１９０】

【表６】

【０１９１】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＧＰ−６０５（負帯電用に改造）にセットして実施例
６と同様の評価を行ったところ、同様に良好な電子写真
特性が得られた。

【０１９２】＜実施例８＞本例では、図３に示すＲＦ−
ＰＣＶＤ法による感光体の製造装置を用い、直径１０８
ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシリンダー（支持
体）上に、表７に示す条件で電荷注入阻止層、光導電
層、表面層からなる電子写真感光体を作製した。その
際、電荷注入阻止層に炭素原子を含有させるとともに、
全ての層にフッ素原子を含有させた。

【０１９３】なお、表面層の炭素原子含有量の含有パタ
ーンは図２（ｆ）となるようにした。

【０１９４】

【表７】

【０１９５】作製した電子写真感光体をキヤノン製複写
機ＧＰ−６０５（負帯電用に改造）にセットして実施例
６と同様の評価を行ったところ、同様に良好な電子写真
特性が得られた。

【０１９６】

【発明の効果】本発明によれば、電子写真感光体の表面
層中に炭素原子含有量が８５〜９５原子％のピークを含
む領域を有するように、炭素原子を層厚方向に負均一な
分布状態で含有させることによって、負帯電時の帯電能
および感度が高く、光メモリーおよび画像流れがなく、
優れた電位特性、画像特性を実現できる。

【０１９７】この結果、ａ−Ｓｉで構成された従来の電
子写真用感光体における不具合を抑制でき、特に、優れ
た電気的特性、光学的特定、光導電特性、画像特性、耐
久性および使用環境特性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の例を説明するための
模式的断面図である。

【図２】本発明における表面層に含有される炭素原子の
分布例を説明する模式図である。

【図３】本発明の電子写真感光体の製造装置の一例を示
す模式的説明図である。

【図４】炭素原子含有量および帯電性能の関係を示す図
である。

【図５】炭素原子含有量およびメモリー性能の関係を示
す図である。

【図６】ピーク領域の厚さ及び帯電性能の関係を示す図
である。

【図７】ピーク領域の厚さ及び感度の関係を示す図であ
る。

【図８】本発明における表面層の積層方向に対する炭素
原子含有量の分布様態を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１００電子写真感光体１０１支持体１０２光受容層１０３光導電層１０４表面層１０５電荷注入阻止層１１０自由表面１１１第１の層領域１１２第２の層領域３１００堆積装置３１１１反応容器３１１２円筒状支持体３１１３支持体加熱用ヒーター３１１４原料ガス導入管３１１５マッチングボックス３１１６原料ガス配管３１１７反応容器リークバルブ３１１８メイン排気バルブ３１１９真空計３２００原料ガス供給装置３２１１マスフローコントローラー３２１２マスフローコントローラー３２１３マスフローコントローラー３２１４マスフローコントローラー３２１５マスフローコントローラー３２１６マスフローコントローラー３２２１原料ガスボンベ３２２２原料ガスボンベ３２２３原料ガスボンベ３２２４原料ガスボンベ３２２５原料ガスボンベ３２２６原料ガスボンベ３２３１原料ガスボンベバルブ３２３２原料ガスボンベバルブ３２３３原料ガスボンベバルブ３２３４原料ガスボンベバルブ３２３５原料ガスボンベバルブ３２３６原料ガスボンベバルブ３２４１ガス流入バルブ３２４２ガス流入バルブ３２４３ガス流入バルブ３２４４ガス流入バルブ３２４５ガス流入バルブ３２４６ガス流入バルブ３２５１ガス流出バルブ３２５２ガス流出バルブ３２５３ガス流出バルブ３２５４ガス流出バルブ３２５５ガス流出バルブ３２５６ガス流出バルブ３２６０補助バルブ３２６１圧力調整器３２６２圧力調整器３２６３圧力調整器３２６４圧力調整器３２６５圧力調整器３２６６圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土田伸史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者青木誠東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H068 DA05 DA14 DA15 DA23 FA03 FA12 FA16 FA17 FA18 FB07 FC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に、少なくとも、アモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層と、シリコン原子お
よび炭素原子を含有するアモルファス（ａ−ＳｉＣ）系
の表面層とが、この順に積層されてなる電子写真感光体
において、該表面層中の炭素原子は積層方向に対して不
均一に分布しており、炭素原子含有量の積層方向に対す
る分布に極大値が存在していることを特徴とする負帯電
用電子写真感光体。
【請求項２】前記表面層中で、炭素原子含有量の分布
が極大となる位置において、炭素原子の含有量はシリコ
ン原子および炭素原子の総和に対して８５原子％以上９
５原子％以下であることを特徴とする請求項１記載の負
帯電用電子写真感光体。
【請求項３】前記表面層中で、炭素原子含有量の分布
が極大となる領域は最表面を含まず、該領域の厚さは
０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請
求項１又は２記載の負帯電用電子写真感光体。
【請求項４】前記表面層中で、炭素原子含有量の分布
が極大となる領域より表面側の領域において、炭素原子
の含有量はシリコン原子および炭素原子の総和に対して
５０原子％以上８０原子％以下であることを特徴とする
請求項１乃至３いずれかに記載の負帯電用電子写真感光
体。