JPH01279255A - プラズマ沈着酸化ケイ素を含む像形成部材 - 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〕 本発明は一般に電子写真用の像形成部材に関し、さらに
詳細には、本発明はケイ素と酸化ケイ素を含む光導電性
像形成部材に関する。従って、本発明の１つの実施態様
においては、支持基体およびこれと接触した少なくとも
５０原子％の酸素を含有する酸化ケイ素マトリックス中
に存在する水素化無定形ケイ素または結晶ケイ素の島（
ｉｓｌａｎｄｓ）を含む光励起電荷移送層とを含む感光
性像形成部材が提供される。さらに詳細には、本発明の
１つの実施態様においては、支持基体、および該基体に
接触し付着した好ましくはプラズマ沈着によって調製し
少なくとも５０原子％の酸素を含有する酸化ケイ素を含
む電荷移送層中に分散した水素化無定形ケイ素または結
晶ケイ素のような光励起物質を含む層とを含む像形成部
材が提供される。これらの像形成部材は電子写真特に例
えば、形成させた静電潜像を高品質の優れた解像力の像
に現像する静電複写像形成および複写装置で使用できる
。

さらにまた、本発明の像形成部材は５０ボルト／ミクロ
ン（５０ボルト／μｍ）を超える電場に相当する高電荷
アクセプタンス値を有し、また例えば約１００ミクロン
以下の極めて望ましい厚さを有し得る。また、本発明の
像形成部材は望ましい低暗減衰と高サイクル安定性を有
して静電複写像形成法において特に有用である。これら
の方法においては、静電潜像が本発明の像形成部材上に
形成され、次いで現像、転写および定着が行なわれる。

さらに、本発明の感光性像形成部材は、静電複写像形成
装置に組み込んだとき、（１）例えば、２０／８０％の
湿度および（２）コロナイオンに対して非感受性であり
、延長された回数の像形成サイクルにおいて高解像力の
受は入れ可能な像の形成を可能にする。さらにまた、負
または正極性に帯電または光放電させることのできる本
発明の感光性像形成部材は優れた機械的摩耗特性を有す
る。

〔従来の技術〕

静電写真像形法特に静電複写像形成法は周知であり、従
来技術において広範に記載されている。

これらの方法においては、光４電体材料はその上に静電
潜像を形成するのに使用される。光淳電体は一般に表面
に光導電性材料の層を含む伝導性基体を含み、多くの場
合、薄いバリヤー層をその間に存在させて得られる像の
品質に悪影響を及ぼす基体からの電荷注入を防止してい
る。公知の有用な光導電性材料の例には無定形セレン、
およびセレン−テルル、セレン−ひ素、のようなセレン
合金等がある。さらに、感光性像形成部材としては、例
えば、トリニトロフルオレノンとポリビニルカルバゾー
ルの複合体を包含する種々の有機光導電性材料も使用で
きる。また、アリールアミン正孔移送分子および光励起
層とを有する多層型有機感光性装置も開示されている（
米国特許第４，２６５，９９０号参照、その記載はすべ
て参考として本明細書に引用する）。

また、無定形ケイ素光電導体も公知であり、例えば、米
国特許第４，２６５，９９１号を参照されたい。

咳’９９１号米国特許においては、基体と、５〜８０ミ
クロンの厚さを有する１０〜４０原子％の水素含有無定
形ケイ素の光導電性層とを含む電子写真感光性材料が記
載されている。さらに、該米国特許は無定形ケイ素部材
を製造する幾つかの方法も開示している。１つの方法の
実施態様においては、電子写真感光性部材は、チャンバ
ー中に存在する部材を５０℃〜３５０℃の温度に加熱し
、その後、ケイ素および水素原子を含有するガスを導入
し、チャンバー内に電気エネルギーにより電気放電を与
えてガスをイオン化し、次いで無定形ケイ素を電子写真
基体上に０．５〜１００オングストロ一ム／秒の速度で
電気放電を利用することによって付着させそれによって
所定厚さの無定形ケイ素光導電性層を得ることによって
作製されている。該米国特許に開示された無定形ケイ素
装置は感光性であるけれども、最小回数例えば約１００
回以下の像形成サイクルの後、多（の欠陥を有し乏しい
解像力の受は入れることのできない低品質像が生じ得る
。さらにサイクル操作することにより、即ち、１００回
以後の像形成サイクルさらには１０００回以上の像形成
サイクルにおいては、検品質は、多くの場合、像が完全
に消失するまで劣下し続ける。

さらに、従来技術において、例えば化学量論量の窒化ケ
イ素オーバーコーテイングを含む無定形ケイ素感光体像
形成部材が開示されているが、これらの部材はある場合
に光励起体層内の横方向の伝導性によって生じる電場の
結果として低解像力の像を形成する。さらに、この窒化
ケイ素オーバーコーテイングにおいては、解像力の低下
が多（の場合極端でありそれによって例えば像形成すら
も妨げられる。

オーバーコーテイングを有する部材を包含する無定形ケ
イ素像形成部材を開示している他の代表的な従来技術に
は、米国特許第４．４６０．６６９号、第４，４６５，
７５０号、第４，３９４，４２６号、第４．３９４．４
２５号、第４，４０９，３０８号、第４，４１４，３１
９号、第４．４４３，５２９号、第４，４５２．８７４
号、第４，４５２，８７５号、第４，４８３，９１１号
、第４，３５９，５１２号、第４，４０３，０２６号、
第４．４１６，９６２号、第４，４２３．１３３号、第
４，４６０，６７０号、第４，４６１，８２０号、第４
．４８４，３０９号および第４．４９０．４５３号があ
る。さらに、水素化無定形ケイ素感光体部材に関して背
景的興味のある米国特許には、例えば、第４，３７７．
６２８号、第４，４２０，５４６号、第４，４７１，０
４２号、第４，４７７．５４９号、第４．４８６．５２
１号および第４，４０９，４５４号がある。

さらに、無定形ケイ素像形成部材を開示している別の代
表的な従来技術には、例えば、高密度無定形ケイ素また
はゲルマニウムを含む像形成部材の製造方法に関する米
国特許筒４，３５７．１７９号、アンモニアを反応チャ
ンバーに導入することを含む水素化無定形ケイ素の製造
方法を開示している米国特許筒４，２３７，５０１号が
あり、さらに、米国特許筒４，３５９，５１４号、第４
，４０４．０７６号、第４，３９７，９３３号、第４，
４２３，１３３号、第４．４６１，８１９号、第４．２
３７．１５１号、第４，３５６，２４６号、第４，３６
Ｌ６３８号、第４．３６５，０１３号、第３．１６０．
５２１号、第３，１６０，５２２号、第３，４９６．０
３７号、第４，３９４，４２６号および第３，８９２．
６５０号がある。特に興味あるものとしては、光導電層
３の下に形成された水素化無定形炭化ケイ素移送層２を
含む電子写真感光体を開示している米国特許筒４．５１
０，２２４号（第５図参照）；少なくとも１原子％の窒
素を含有する移送層２を含む電子写真部材に関する米国
特許筒４，５１８，６７０号（第１〜４図参照）；およ
び光導電性層３の各面上にそれぞれ２つの無定形水素化
炭化ケイ素層２および４を含む電子写真感光性部材を開
示している米国特許筒４，４９５，２６２号（第１〜２
図参照）において開示されている無定形ケイ素感光体が
ある。さらに、無定形ケイ素の大面積欠陥なしフィルム
をグロー放電により沈着させる方法はチチソク（Ｃｈｉ
ｔｔｉｃｋ　）等の“ザ　ジャーナル　オブ　ザ　エレ
クトロケミカル　ソサイエティ（ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳ
ｏｃｉｅｔｙ　）＋　Ｖｏｌ、　１１６．　ｐ７７、　
（１９６９）″に記載されている。さらに、無定形ケイ
素の作製および作製中の基体温度の最適化は１９６３年
、西独ガルミツシュのパルテンキルジエンで開催された
“第５回無定形および液体半導体に関する国際会議（ｔ
ｈｅＦｉｆｔｈ　Ｔｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓａｎｄ　Ｌ
ｉｑｕｉｄ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕＣｔｏｒｓ　）　　″
においてオルタースピア（Ｗａｉｔｅｒ　５ｐｅａｒ　
）によって開示されている。他のケイ素作製方法は°ザ
　ジャーナル　オブ　ノン−クリスタリン　ソリッヅ（
ｔｈｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｉ
ｌｉｎｅ　５ｏｌｉｄｓ　）、　Ｖｏｌｓ、　８−１０
．　ｐ　７２９．　　（１９７２）”および“ザジャー
ナル　オブ　ノン−クリスタリン　ソリッヅ、Ｖｏ１．
１３．ｐ５５．　　（１９７３）”に記載されている。

さらに、興味ある他の従来技術には、シランと二酸化窒
素の反応によるフィルムの形成を開示している米国特許
筒４，５５７，９８７号（第７欄参照）、および化学蒸
着によるケイ素、酸化ケイ素および窒化ケイ素の調製を
開示している“シン　フィルム　プレバレージョン　バ
イ　プラズマ　アンドロー　プレッシャー　ＣＶＤ　　
イン　ア　ホリゾンクル　リアクター（Ｔｈ１ｎ　Ｆｉ
ｌｍ　ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＢｙ　Ｐｌａｓｍａ　Ａ
ｎｄ　Ｌｏｗ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ＣＶＤ　Ｉｎ　Ａ　
ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＲｅａｃｔｏｒ　）なる題名のＣ
，Ｅ、モロザニューによる論文がある。また、水素化無
定形ケイ素像形成部材に関して背景的興味ある他の文献
には、米国特許筒４．２１７．３７４号、第４，２３７
．１５０号、第４．２３７，１５１号、第４．５６５，
７３１号、第４．６１３，５５６号および第４．６１５
，９０５号がある。

また、他の特許においても、無定形ケイ素を含む光導電
性像形成部材は開示されている。例えば、“エレクトロ
フォトグラフィック　デイバイスコンテインニング　コ
ンベンセイテソド　アモルファス　シリコン　コンポジ
ションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ
　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　Ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅｄＡｍｏｒｐｈｏｕｓ　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｃ
ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　）なる名称の米国特許筒４，
６３４．６４７号には、支持基体と、約２５重量ｐｐｍ
〜約１重量％のほう素を含み実質的に等量のリンで調整
された無定形水素化ケイ素組成物とを含む像形成部材が
開示されている（該米国特許の記載はすべて参考として
本明細書に引用する）。

さらにまた、“エレクトロフォトグラフィックデイバイ
ス　コンテインニング　オーバーコーテッド　アモルフ
ァス　シリコン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐ
ｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａ
ｉｎｉｎｇＯｖｅｒｃｏａｔｅｄ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ
　５ｔｌｉｃｏｎ　）なる名称の米国特許筒４．５４４
，６１６号には、支持基体、無定形ケイ素層、ドーピン
グした無定形ケイ素を含む捕捉層、および化学量論量の
窒化ケイ素のトップオーバーコーテイング層とを含む像
形成部材が開示されている（該米国特許の記載はすべて
参考として本明細書に引用する）。さらに詳細には、該
米国特許には、支持基体、未調整即ち未ドーピング無定
形ケイ素またはほう素またはリンのようなｐまたはｎ型
ドバントで軽くドーピングした無定形ケイ素を含むキャ
リヤー移送層、はう素またはリンのようなｐまたはｎ型
ドバントで重くドーピングした無定形ケイ素を含む捕捉
薄層、および特定組成の窒化ケイ素、炭化ケイ素または
無定形炭素のトップオーバーコーテイング層とを含む像
形成部材が開示されている。しかしながら、この像形成
部材の１つの欠点は捕捉層が像形成部材の電荷アクセプ
タンスを低下させる暗減衰成分をもたらすことである。

サラに、“ヘテロジニアス　エレクトロフォトグラフィ
ック　イメージング　メンバーズ　オブアモルファス　
シリコン（ＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＥｌｅｃｔｒｏ
ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｍａｇｔｎｇ　Ｍｅｍｂ
ｅｒｓ　ｏｆＡｍｏｒｐｈｏｕｓ　５ｉｌｉｃｏｎ　）
　’″なる名称の米国特許出願第６６２，３２８号には
、水素化無定形ケイ素光励起組成物と、少なくとも５０
原子％の酸素を含有するプラズマ沈着酸化ケイ素の電荷
移送層とを含む像形成部材が開示されている（該米国特
許出願の記載はすべて参考として本明細書に引用する）
。さらにまた、無定形ケイ素像形成部材に関する米国特
許出願第８７８．７１４号には、支持基体；該基体と接
触した水素化無定形ケイ素の光導電性層；および水素化
またはハロゲン化窒化ケイ素、窒化はう素、窒化アルミ
ニウム、窒化リン、窒化ゲルマニウム、リン化ガリウム
、リン化はう素、リン化アルミニウム、酸化はう素、酸
化アルミニウム、酸化ガリウムおよびプラズマ沈着オル
ガノシランからなる群より選ばれた成分を含む電荷移送
層とを含む感光性像形成部材が開示されている（該米国
特許出願の記載はすべて参考として本明細書に引用する
）。さらにまた、上記米国特許出願の感光性部材はトッ
プ保護オーバーコーテイング層を含み得、電荷移送層は
水素化無定形ケイ素の光導電性層と支持基体との間に置
くことができ、あるいは支持基体と電荷移送層の間にあ
る光導電性層と接触している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した各無定形ケイ素感光性部材、特に上記各米国特
許出願およびゼロックス米国特許に記載された部材はそ
の意図する目的には適するけれども、ケイ素およびケイ
素合金を含む改良された部材が求められている。さらに
、所望の高電荷アクセプタンス値、暗中での低電荷損失
特性、改良された接着性、電荷の優れた移送性および改
良されたサイクル安定性を有するケイ素系部材が求めら
れている。さらにまた、特定の電荷移送層を有する改良
されたケイ素系像形成部材が求められている。また、ケ
イ素または水素化無定形ケイ素または他のケイ素合金の
空間的に分布した光導電性領域を含有する酸化ケイ素の
移送層を有しそれによって部材に優れた機械摩耗特性を
与えるケイ素系像形成部材が求められている。この空間
的に分布した光導電領域を有する部材の摩耗性は不連続
光導電性層の摩耗に基づく突発的な欠陥を生ぜず、むし
ろ像形成中その光導電特性を保持している。

さらに、前述の電荷移送層を含み、その中に、構成材料
の組成的制御により、十分な密度の電子的欠陥状態を導
入して移送を得られた局在状態間のホッピングにより行
い得る像形成部材が求められている。これらの状態は電
荷移送成分中のバンドギャップ中にエネルギー的に存在
してケイ素光励起領域からのキャリヤーの効果的な注入
を可能にしている。さらにまた、暗中での低表面電位減
衰特性および可視および近可視波長領域での感光性を有
するケイ素系像形成部材が求められている。

また、改良された電荷移送特性を有しそれによって露光
後の残留電圧を比較的低値即ち、約Ｏ〜約１０ボルトと
しこの電圧が像形成部材の繰返しのサイクル操作時に実
質的に一定である像形成部材が求められている。

従って、本発明の目的は上述の利点を有する感光性像形
成部材を提供することである。

本発明の別の目的はケイ素および酸化ケイ素を含み、高
電荷アクセプタンス値、低暗減衰特性および優れたサイ
クル安定性を有する感光性像形成部材を提供することで
ある。

本発明のさらに別の目的は酸化ケイ素を含み、その中に
無定形ケイ素、無定形ハロゲン化ケイ素または結晶ケイ
素の領域を含む感光性像形成部材を提供することである
。

本発明のさらに別の目的は無定形水素化ケイ素、無定形
ハロゲン化ケイ素または結晶ケイ素の領域を含む酸化ケ
イ素を含み、窒化ケイ素、炭化ケイ素、無定形炭素また
は電荷移送層に用いたものと同様な化合物でオーバーコ
ーテイングした感光性像形成部材を提供することである
。

さらに、本発明の別の目的は支持基体、および該基体に
接触し付着したプラズマ沈着酸化ケイ素を含む電荷移送
材料中に分散させた光励起物質を含む層とを含む感光性
像形成部材を提供することである。

さらにまた、本発明の別の目的は前述したケイ素系像形
成部材による像形成および複写法を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の上記および他の目的はケイ素系感光性像形成部
材を提供することによって達成される。

さらに詳細には、本発明によれば、十分な高密度でバン
ドギャップ状態を有してその波機能重複により電荷移送
を行う無定形酸化ケイ素電荷移送層；該移層に接触しそ
の中に含まれている無定形水素化ケイ素、無定形ハロゲ
ン化ケイ素、これらの混合物、または結晶ケイ素の光導
電性領域；および任意構成成分としてのトップオーバー
コーテイング層とを含む感光性像形成部材が提供される
。波機能重複とは波機能を電荷キャリヤーのような粒子
の位置と関係付けする固体状態理論における周知の概念
である。即ち、波機能は電荷キャリヤーをある位置にお
いて見い出し得る統計的可能性である。従って、二つの
欠陥サイトの重複波機能は電荷キャリヤーが２つの位置
間を移行し得ることを示す。

本発明の１つの特定の実施態様においては、支持基体；
該基体と接着的に接触した少なくとも５０原子％の酸素
を含み、例えば、約１０〜約４０原子％の水素またはハ
ロゲンをそれぞれ含む無定形水素化ケイ素または無定形
ハロゲン化ケイ素の領域または結晶ケイ素の領域を分散
しているプラズマ沈着酸化ケイ素を含む電荷移送光励起
層；およびその上の例えば、窒化ケイ素、炭化ケイ素お
よび炭素からなる群から選ばれた任意構成成分としての
トップオーバーコーテイング層とを含む感光性像形成部
材が提供される。支持基体に接触している成分層は電荷
移送媒体としておよび光励起材料として同時に機能する
。従って、１つの局面においては、本発明は支持基体；
およびこれと接触した、少なくとも５０原子％の酸素を
含むプラズマ沈着酸化ケイ素を含む電荷移送物質中に分
散させた光励起物質を含む光励起電荷移送層とを含む電
子写真像形成部材に関する。

本発明の光Ｓ電性像形成部材は、例えば、静電潜像を形
成し、現像し、続いて現像した像を適当な基体に転写し
、さらに必要に応じて像を基体に永久的に定着させるよ
うな種々の像形成装置に組み込むことができる。さらに
、本発明の感光性像形成部材は静電複写法において、即
ち、例えば、部材がスペクトルの赤外領域に感光性であ
る成分を含む場合に使用できる。また、本発明の感光性
像形成部材は像を可視像にするのに液体現像法を用いる
像形成装置においても使用できる。さらに、本発明の感
光性像形成部材は、静電複写像形成法で使用する場合、
電荷の正および負の両極性において例えば約４０ボルト
／ミクロン以上の高電荷アクセプタンスを有し；４０ボ
ルト／ミクロンの電場強度で例えば１０ボルト／秒／ミ
クロンの極めて低い暗減衰特性を有し；さらに約１００
ミクロン以下の厚さでこれらの所望の性質を有して作製
し得る。また、本発明の感光性部材は延長された回数の
殆んどの場合５００．０００サイクル以上の像形成サイ
クルにおいて高解像力の像を形成し得る。さらにまた、
本発明の像形成部材は機械的摩耗に極めて非感受性であ
る、何故ならば、本発明の部材は１つの極薄の光導電性
層を含んでいずむしろ空間的に分布した光励起領域を含
んでいてキャリヤーのバルク光励起の発生を可能にしす
べてのバルク捕捉電荷の中和を確実にし優れたサイクル
安定性を与えるからである。さらにまた、本発明の像形
成部材によれば、黒色背景中にホワイトスポットが実質
的にない像の形成が可能である。

しかも、本発明の感光性部材は、８．２００オングスト
ロームまでの波長に対し十分に感光性にすることができ
るので、固体状レーザーまたはエレクトロルミネッセン
ス光源によるものを包含する静電複写像形成装置に組み
込むことができる。また、本発明の感光性像形成部材は
、使用時に、約２０〜約８０％の湿度およびコロナ帯電
装置から発生させたコロナイオンとに対して実質的に非
感受性であり延長された回数の像形成サイクルにおいて
高解像力の受は入れ可能な像を形成できる。

以下、本発明およびその特徴をより一層理解するために
、好ましい実施態様に沿って説明する。

第１図においては、支持基体３；およびこれと接触した
、米国特許第４，６１３，５５６号（その記載はすべて
参考として本明細書に引用する）に開示されているよう
な少なくとも５０原子％の酸素を含む酸化ケイ素を含む
正孔移送分子のマトリックス７中に存在する例えば約１
０〜約４０原子％の水素またはハロゲンを含有する水素
化またはハロゲン化無定形ケイ素の光励起物質の領域５
を含む光励起移送層４とを含む本発明の感光性像形成部
材が例示されている。一般に、光励起電荷移送層の厚さ
は約５〜約１００ミクロン好ましくは約５〜約２５ミク
ロンであり、光励起物質の平均直径は約０．０５〜５ミ
クロン好ましくは約１〜約２ミクロンである。また、光
励起顔料粒子５の濃度は正確な存在成分を包む多くの要
因によって変化し得る。しかしながら、一般には、この
濃度は約２〜約５０容量％であり、好ましい濃度は約５
〜約１０容量％である。

第２図には、支持基体１５；およびこれと接触した、各
々約１０〜約４０原子％の水素またはハロゲンを含有す
る水素化またはハロゲン化無定形ケイ素、または結晶ケ
イ素を含む光励起顔料領域１７および少なくとも５０原
子％の酸素を含有する無定形酸化ケイ素を含む正孔電荷
移送領域１９を含む光励起電荷移送層とを含む本発明の
もう一つの感光性像形成部材が例示されている。一般に
、光励起領域１７は約０．０１〜約０．３ミクロンの厚
さを有し好ましくは約０．１ミクロンの厚さを有し、一
方電荷移送領域の厚さは約０．５〜約１ミクロン好まし
いのは約１ミクロンである。光励起電荷移送層の合計の
厚さは像形成部材中に存在する正確要素を含む多くの要
因に依存する。しかしながら、一般には、この層は約５
〜約１００ミクロンの厚さを存する。

本発明の別の実施態様においては、像形成部材はその上
にオーバーコーテイングを含む。即ち、例えば、第１図
においては、光励起電荷移送領域に接触させて任意構成
成分としての、例えば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、オキ
シ窒化ケイ素、または結晶または無定形炭素を含む透明
部分伝導性トップオーバーコーテイングを含ませること
ができ、この層は一般に約０．１〜約１ミクロンの厚さ
を有し、好ましくは約０．５ミクロンの厚さを有する。

理論によって拘束することは望まないけれども、特に第
１図の部材においては、電荷移送物質中の電荷移送チャ
ンネルまたは電荷移送チャンネルのマニホールドが光導
電性ケイ素中で発生したキャリヤーによって受は入れら
れるものと信じている。

電荷移送マニホールドは電荷移送成分の禁制ギャップ中
に高密度の局在状態を恐らく含有している。

この高密度は電荷をサイトからサイトへ移送またはホッ
ピングさせて通常絶縁体として認識されていたものを注
入キャリヤーに対して伝導性にする。

本発明の装置の両極性は移送層中の移送状態のエネルギ
ーが電荷移送成分と接触させたときの光導電性ケイ素の
伝導の価電子帯の間に存在しているようあることを示し
ている。水素を含まない結晶ケイ素の使用はこの物質の
バンドギャップが水素化無定形ケイ素のバンドギアツブ
よりも小さくかくして例えば８．２００オングストロー
ムのよす長波長に対して感光性となるので有用である。

本発明の像形成部材の各々用の特に各図面に例示した部
材用の支持基体は不透明または実質的に透明であり得、
かくして本発明の目的が達成される限り数多くの物質か
らなり得る。基体の特定の例には無機または有機高分子
化合物のような絶縁材料；表面に、インジウム錫酸化物
のような半導性表面層または６エレクトロフオトグラフ
イツクイメージングメンバーズ（Ｂｌｅｃｔｒｏｐｈｏ
ｔｏｇｒａｐｈｉｃＩｎ＋ａｇｉｎｇ　Ｍｅｍｂｅｒｓ
　）　　″なる名称の米国特許出願第８１０．６３９号
（該米国特許出願の記載はすべて参考として本明細書に
引用する）に記載されているようなほう素またはリンで
多量にドーピングしそれによって基平面として機能する
ようにした無定形ケイ素層を有する有機または無機材料
の層；または例えば、アルミニウム、クロム、ニッケル
、黄銅、ステンレススチールのような電導性材料がある
。基質は可撓性または硬質であってもよく、例えば、プ
レート、円筒状ドラム、スクロール、エンドレス可撓性
ベルト等の多く種々の形状を有し得る。好ましいのは、
基体は円筒状ドラムまたはエンドレス可撓性ベルトの形
である。ある場合においては、特に基体が有機高分子材
料である場合には、基体の裏面に例えば、マクロロン（
Ｍａｋｒｏ　１　ｏｎ）として商業的に入手できるポリ
カーボネート材料のような抗カール層をコーティングす
ることが望ましいことがある。基体は好ましくは電導性
基平面を有するアルミニウム、ステンレススチール、ニ
ッケルまたはガラスからなる。基体層の厚さは例えば、
経済性および所望する機械的性質を包含する多くの要因
に依存する。従って、基体層は約０、　ＯＯ４インチ（
１００ミクロン）〜約０．２インチ（５，ＯＯ０ミクロ
ン）の厚さを有し得、好ましくは約０．０５インチ（１
，２７０ミクロン）〜約０．１５インチ（３，８１０ミ
クロン）の厚さを有する。

光励起成分領域に用いる物質の具体的例には、結晶ケイ
素、無定形ケイ素特に前述した米国特許出願および米国
特許により詳細に開示されているような約１０〜約４０
原子％の水素を含む水素化無定形ケイ素がある。また、
拡大したスペクトル応答、即ち、約８．２００オングス
トロームに対する応答が望まれる場合には、微結晶性ケ
イ素、多結晶ケイ素または結晶ケイ素が特に有用である
。

本発明の像形成部材に使用できるプラズマ沈着酸化ケイ
素以外の電荷移送層の具体的例には窒化ケイ素、窒化は
う素、窒化アルミニウム、窒化リン、および窒化ゲルマ
ニウムのようなプラズマ沈着窒化物がある（米国特許出
願第８７８，７１４号参照、その記載はすべて参考とし
て本明細書に引用する）。

電荷移送マトリックス中の光導電性または光励起成分の
空間的分布は広汎な製作および沈着方法によって得るこ
とができる。例えば、高温で結晶ケイ素と無定形酸化ケ
イ素の予じめ混合した粉末を処理してこれら粒子を均一
な厚さおよび所望の性質を有する膜が形成されるように
融合または焼結させる。また、像形成部材を化学蒸着ま
たはプラズマ促進化学蒸着のような薄膜真空蒸着法によ
り基体面に当てる供給ガスの組成を周期的に変化させる
ことによっても形成できる。

即ち、さらに詳細には、本発明の像形成部材は幾つかの
異なった方法で作製できる。１つの方法は、粉末化材料
の昇温下での焼結を含む。特に、平均粒径２．７ミクロ
ンを有する結晶ケイ素の粉末を不活性雰囲気下で８３０
℃、１時間、１．８ミクロン平均粒径の粉末シリカと共
に加熱し、その後支持基体上に分布させる。これらの粉
末は所望の比率、例えば、１：３０ケイ素対酸化ケイ素
比で予じめ混合することもできる。材料の膜は予じめ混
合した粉末をステンレススチールのような耐火性金属基
体上に平均に分布させることによって得られる。本発明
の像形成部材はまた高温で非混和性材料の相分離を誘起
させることによっても作製できる。例えば、１１００℃
以上の温度でケイ素の島を有する酸化ケイ素を形成する
ケイ素−酸化物系を包含する準安定均質合金膜を２５℃
のような比較的低温でケイ素すンチ出発組成物として調
製し得る。即ち、結晶ケイ素の島が上記の高温での熱処
理後に光透過性多結晶酸化ケイ素マトリックス中に内包
される。さらに別の作製方法はＤｉＭａｒｉａ等の１ザ
　ジャーナル　オブ　アプライド　フイジイクス（ｔｈ
ｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓ）、Ｖｏｌ、　５４．１９８３年１０月号”に記載
されており、非化学量論量の二酸化ケイ素膜が開示され
シランと亜酸化窒素ガス混合物の化学蒸着により作製さ
れている（その記載はすべて参考として本明細書に引用
する）。形成させたケイ素すソチ二酸化ケイ素層は二酸
化ケイ素マトリックス中に埋め込まれた無定形ケイ素の
島または小晶子を含み、かくして２相材料を形成する。

さらにまた、別の作製方法は米国特許第４，４６６．３
８０号および第４．５１３．０２２号に記載されたよう
な沈着法に従って行う（これら米国特許の記載はすべて
参考として本明細書に引用する）。さらに詳細には、例
えば、本発明の像形成部材は反応チャンバーにシランガ
スをドーピングまたは合金目的の他のガスと（シランガ
スのさらなる導入により周期的に遮断される）組合せて
同時に導入することによって作製できる。１つの特定の
実施態様においては、その作製方法は第１の基体電極手
段およびこの第１電極手段上に円筒状表面を与える第２
対向電極手段を収容する容器を用意し、上記円筒状表面
を第１電極手段中に収容された加熱要素でもって第１電
極手段を軸回転させながら加熱し、反応容器中にケイ素
含有ガス源を他の希釈、ドーピングまたは合金用ガスと
共に円筒状表面に直角に導入し、ｒｆ雷電圧第２電極に
第１電極を接地して適用しそれによってシランガスを分
解して円筒状部材上に水素化無定形ケイ素またはドーピ
ング水素化無定形ケイ素を付着させることを含む。その
後、反応チャンバーにアンモニアまたは窒素混合物のよ
うな他の適当なガスを導入する。他の電荷移送層はアル
キル化アルミニウムおよび窒素またはアンモニア混合物
を包含する前述したような他の混合物を用いることによ
って得ることができる。また、本発明の１つの実施態様
においては、各ガスの総流速は５０〜４００　ｓｅｃｍ
に維持し、ガス混合物圧は一定の１００〜１０００ミリ
トールに保持し、沈着処理中の基体温度は室温〜４００
℃であり得る。

従って、無定形ケイ素光励起領域はシランガスの単独の
グロー放電分解またはジボランおよび／またはホスフィ
ンのようなドパントガスの少量の存在下での分解によっ
て沈着させ得る。使用できる流速、ラジオ周波数電力値
および反応器圧の範囲は前述した米国特許出願に記載さ
れたものとおよそ同じである。

本発明の感光性装置を作製するのに有用な方法および装
置は米国特許第４．４６６．３８０号に詳しく記載され
ており、その記載はすべて参考として本明細書に引用す
る。特に、この米国特許に記載された装置は電気絶縁性
シャフト上に取り付けた回転可能な円筒状第１電極手段
３；第１電極手段３内に置かれた放射加熱要素２；接続
線６；中空シャフト回転可能真空フィードスルー４；加
熱源８；第１電極手段３を収容した中空ドラム基体５：
第１電極手段３の１部である末端フランジによって固定
された上記ドラム基体；フランジ９およびスリット即ち
垂直スロット１０および１２を有する第２中空対向電極
手段７；一体化部分としてフランジ９用の容器１７およ
び１８を含みチャンバー１５内にモジュールを形成して
いる容器即ちチャンバー手段１５；容量圧力真空センサ
ー２３；ケージ２５；スロットルバルブ２９を有する真
空ポンプ２７；流ｆｉｔ調整器３１；ゲージおよびセン
トポイントボックス３３；ガス圧力容器３４．３５およ
び３６（例えば、圧力容器３４はシランガスを収容し、
３５は亜酸化窒素ガスを収容する）；第１電極手段３お
よび第２対向電極手段７用のラジオ周波数電力供給手段
３７を含む。チャンバー１５は原料ガス用の入口手段１
９および未使用ガス材料用の出口手段２１を有する。操
作においては、チャンバー１５は真空ポンプ２７により
適当な低圧に減圧する。続いて、容器３４．３５および
３６からのシランガスを、多くの場合、他のガスと共に
入口手段１９を通してチャンバー１５に同時に導入し、
各ガスの流量は流′Ｍ調整器３１によって調整する。こ
れらのガスは入口１９に向流方向に導入する、即ち、ガ
スは第１電極３上に収容された円筒状基体５の軸に対し
て垂直の方向に流れる。ガスの導入前に、第１電極手段
はモーターによって回転させ、加熱源８により放照加熱
要素２を出力し、その間電力を電力′ｔＡ３７により第
１電極手段および第２対向電極手段に適用する。

加熱源８からはドラム５を室温〜約３５０℃の範囲の温
度に維持するのに十分な出力を適用する。

チャンバー１５内の圧力はスロットルバルブ２９の位置
によりゲージ２５で特定したセツティング値に相当する
ように自動的に調整する。第１電極手段３と第２対向電
極手段７間に生じた電場がグロー放電によってガスを分
解せしめそれによってケイ素系材料を第１電極手段３上
に収容された円筒状手段５の表面に沈着させる。空間的
不均質構造体は前述したような特に米国特許出願第６６
２．３３８号のような米国特許出願において記載された
ような適当なガス混合物順次的導入および分解によって
形成する。

本発明の像形成部材用の不動態化および保護用オーバー
層は例えば、シランとアンモニアの混合物からプラズマ
沈着させた窒化ケイ素層、および例えばシランと炭化水
素との混合物からプラズマ沈着させた炭化ケイ素層のよ
うな種々の材料から作製できる。これらの層は前述した
のと本質的に同じプラズマ沈着法を用いて約０９１〜約
１．０ミクロンの厚さで調製される。

後述の各実施例のケイ素系感光体部材はその光導電特性
を測定する目的で標準のスキャナー中で試験することが
できる（特に実施例２参照）、このスキャナーは多層型
像形成部材製品を軸にそって取り付は回転させる設備を
有する装置である。

帯電用コロトロン露出、消去ランプおよび電圧測定プロ
ーブを部材の周辺に沿って取り付ける。試験はスキャナ
ーを２０ｒｐｍの表面速度で操作し像形成部材を１０１
長のコロトロンによって７，０００ボルトコロナ電位の
正極性にさらすことによって行うことができる。その後
、電位の暗減衰および光誘起減衰を一連の感光体周辺に
沿って取り付けた電気プローブによって測定できる。ス
キャナーの結果は像形成部材の帯電能力、即ち、暗減衰
値および光照射にさらしたときの感光体の放電特性を示
している。

〔実施例〕

以下、本発明を特定の好ましい実施態様に沿って詳細に
説明するが、これらの実施例は単に例示を目的としたも
のであることを理解されたい０本発明をこれらの実施例
に記載した材料、条件またはプロセスパラメーターに限
定する積りはない。

すべての部およびパーセントは特に断わらない限り重量
による。

実施例１ 平均粒径１．８ミクロンを有する酸化ケイ素粉末６００
ｇを粒度２．７ミクロンを有する結晶ケイ素粉末と３０
：１の重量比で混合する。スラリーを粉末に塩化メチレ
ンをコンシスチンシーが得られるまで漸増的に加えるこ
とによって調製し、このスラリーをブレードコーティン
グ法により１６インチ（４０，６４ｃｍ）長と９インチ
（２２，８６ｃｍ）外径のステンレススチール円筒状基
体上に分布できる。このコーティングを有する円筒状物
を真空乾燥し７５０℃で６０分間真空熱処理して粉末を
密度２．２　ｇ　／　ｃｄを存する厚さ７０ミクロンの
膜を基体上に形成し焼結させて、光励起成分が約２５原
子％の水素を含む水素化無定形ケイ素であり、電荷移送
成分が７５原子％の酸素を含むプラズマ沈着酸化ケイ素
である像形成部材を得る。冷却後、得られた像形成部材
装置を電気スキャナー中に組み込み８．２００オングス
トロームの波長で交互のコロトロン荷電および光放電サ
イクルに供する。

装置は表面電位１．５００ボルトまで帯電し２２５ボル
トに放電することおよびこれら電圧が帯ｔａ−ミー放電
サイクルをＬｏ、　０００回までのサイクルで続けたと
きに１０秒以内で一定になることと信じている。装置の
暗減衰は典型的には、３０ボルト／μｍの電場で帯電電
圧の１００ボルト以内であり、電気的性能は２５℃で２
０〜８０％相対湿度の範囲内である周囲空気の湿気含有
量に対して不感性である。

実施例２ 平均粒径１．８ミクロンを有する酸化ケイ素粉末６００
ｇを平均粒度２．７ミクロンを有する結晶ケイ素粉末３
０ｇと混合する。スラリーを粉末に塩化メチレンをフン
シスチンシーが得られるまで港増的に加えることによっ
て調製し、このスラリーをブレードコーティング法によ
って１６インチ（４０，６４ｃｍ）長と９インチ（２２
，８６ｃｍ）外径のステンレススチール円筒状基体上に
分布できる。

このコーティングを有する円筒状基体を真空乾燥し７５
０℃、６０分間真空熱処理して粉末を基体上に密度２．
２ｇ／ｃｍ”を有し７０ミクロン厚の５５原子％の酸素
含有酸化ケイ素を有する光励起電荷移送膜を焼結形成さ
せる。冷却後、得られた像形成部材装置でゼロックスコ
ーポレーションよす商業的に入手できるモデル５７００
プリンター・中に組み込む。電子的に発生させた試験像
の１０．０００回の現像を得、これらのプリントは背景
付着物がなく像品質の劣下のない優れた品質を有してい
た。

実施例３ 米国特許筒４．４６６、３８０号に記載されたような円
筒状プラズマ蒸着反応器（該米国特許の記載はすべて参
考として本明細書に引用する）中に、シランガスと亜酸
化窒素ガスをそれぞれ６０および１８０ｓｅｃｍの流速
で、３００　ｒｎ、　）−ルの合計圧で同時に導入する
。円筒状ドラム基体の温度は２００℃に維持し、ラジオ
周波数電力を基体に適用する。

周波数は１３．５６ＭＨｚ　テ；Ｊ：、す、総出力は１
００ワツトである。５分後、亜酸化チッ素の流れを停止
し１、シランガスの流れを２００ｓｅｃｍに同じ電力お
よび圧力で増大させる。シラン放電は７分間維持する。

続いて、亜酸化窒素を上述の条件下で再び反応器に通し
このサイクルを６０回繰返す。沈着サイクルの終了後、
得られた像形成装置を冷却し沈着チャンバーより取り出
す。得られた膜の顕微鏡試験はケイ素対酸素比１：１．
７を有するケイ素−酸素合金と２０原子％の水素を含む
水素化無定形ケイ素光励起領域とからなる材料の交互層
を示している。その後、アルミニウム基体を有するこの
像形成部材を３１００としてゼロックスコーポレーショ
ンから商業的に入手できる静電像形成装置に組み込む。

原稿からの現像したコピーを得ることができ、これらの
像は背景付着物のない優れた一定品質を有している。

この像形成部材においては、光励起層は２００オングス
トロームの厚さを有し２０原子重量％の水素を含む水素
化無定形ケイ素からなり、各層または領域は０．５ミク
ロンの厚さを有する５５原子％の酸素を含む酸化ケイ素
膜によって分離されている。

実施例４ 米国特許筒４．４６６．３８０号に記載されているよう
な円筒状プラズマ蒸着反応器中に、シランガスと亜酸化
窒素ガスをそれぞれ５０および１５０ｓｃｃｍの流速で
３００ミリトールの合計圧で同時に導入する。円筒状ド
ラム基体の温度は２３０℃に維持し、ラジオ周波数出力
をドラム基体に適用する。

周波数は１３．５６ＭＨｚであり、総出力は１００ワツ
トである。５分後、亜酸化窒素の流れを停止しシランガ
スの流れを同じ電力１、基体温度および圧力で２００ｓ
ｅｃｍに増大させる。シラン放電は５分間維持する。続
いて、亜酸化窒素を上述した条件で再び反応器に導入し
、このサイクルを６０回繰返す。最後に、シランとエチ
レンガスを真空装置中にそれぞれ５０および３５０ｓｃ
ｃｍの流速で５００ミリトールの圧力で同時に導入する
。円筒状ドラム基体の温度を２３０℃に維持し、ラジオ
周波数出力をドラム基体に１５０ワツトで適用する。蒸
着サイクルを終えたのち、装置を冷却し蒸発チャンバー
から取り出す。膜の顕微鏡試験はケイ素−酸素合金と約
２０原子％の水素を含む無定形ケイ素とからなる材料の
交互層を示した。装置のトップ表面層は３．　ＯＯＯオ
ングストローム厚の約等量の炭素とケイ素および１５原
子％の水素を含むケイ素−炭素−水素膜である。この層
は可視光線に対し透明である。得られた像形成装置は３
１００としてゼロックスコーポレーションより商業的に
入手できる静電複写像形成装置に組み込むことができる
。原稿の１０，０００回の現像コピーを得ることができ
、これらの像は背景付着物を含んでいない。

本発明を特定の好ましい実施態様について説明して来た
けれども、本発明をこれらに限定する積りはな（、むし
ろ、当業者ならば、本発明の精神および本発明の範囲内
において多くの変形および修正がなし得ることを認める
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光性像形成部材の一部断面略図であ
り；第２図は本発明の第２の感光性像形成部材の一部断
面略図である。 ３．１５・・・・・・支持基体、 ５．１７・・・・・・光励起領域、 ７．１９・・・・・・電荷移送領域。 ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持基体；およびこれと接触した少なくとも５０原
   子％の酸素を含有するプラズマ沈着酸化ケイ素を含む電
   荷移送物質中に分散させた光励起物質の領域を含む成分
   を含む電子写真像形成部材。 ２、保護トップオーバーコーティング層をさらに含む請
   求項１記載の像形成部材。 ３、保護トップオーバーコーティング層が窒化ケイ素、
   酸化ケイ素、炭化ケイ素および無定形炭素からなる群よ
   り選ばれる請求項２記載の像形成部材。 ４、光励起物質が水素化無定形ケイ素を含む請求項１記
   載の像形成部材。 ５、光励起物質がハロゲン化無定形ケイ素を含む請求項
   １記載の像形成部材。 ６、光励起物質が無定形ケイ素−ゲルマニウム合金を含
   む請求項１記載の像形成部材。 ７、支持基体が硬質または可撓質である請求項１記載の
   像形成部材。 ８、支持基体がアルミニウム、クロム、ニッケル、黄銅
   およびステンレススチールからなる群より選ばれる請求
   項１記載の像形成部材。 ９、支持基体が絶縁性物質を含む請求項１記載の像形成
   部材。 １０、絶縁性物質が有機ポリマーである請求項９記載の
   像形成部材。 １１、光励起物質が電荷移送物質中に約２〜約５０重量
   ％の量で分散されている請求項１記載の像形成部材。 １２、水素化無定形ケイ素が約１０〜約４０原子％の水
   素を含有する請求項４記載の像形成部材。 １３、ハロゲン化無定形ケイ素が約１０〜約４０原子％
   のハロゲンを含有する請求項５記載の像形成部材。 １４、支持基体、および電荷移送領域間に存在する交互
   光励起領域を含む該支持基体と接触した光励起電荷移送
   層を含み、上記電荷領域が少なくとも５０原子％の酸素
   を含むプラズマ沈着酸化ケイ素を含む電子写真像形成部
   材。 １５、光励起移送層が約５〜約１００ミクロンの厚さを
   有する請求項１４記載の像形成部材。 １６、少なくとも５つの交互光励起領域が存在する請求
   項１４記載の像形成部材。 １７、光励起領域が約１０〜約４０原子％の水素を含む
   水素化無定形ケイ素を含む請求項１４記載の像形成部材
   。 １８、電荷移送領域が約５０〜約７５原子％の酸素を含
   むプラズマ沈着酸化ケイ素を含む請求項１４記載の像形
   成部材。 １９、支持基体が硬質または可撓質である請求項１４記
   載の像形成部材。 ２０、支持基体がアルミニウム、クロム、ニッケル、黄
   銅およびステンレススチールからなる群より選ばれる請
   求項１４記載の像形成部材。 ２１、支持基体が有機高分子材料を含む請求項１４記載
   の像形成部材。 ２２、請求項１記載の感光性像形成部材を用意し、この
   部材を像形成的に露光せしめ、得られた像をトナー組成
   物で現像し、次いで現像した像を適当な基体に転写し、
   さらに必要に応じて像を基体に永久的に定着させること
   を含む像形成方法。 ２３、電荷移送領域が厚さ約５〜約１００ミクロンのプ
   ラズマ沈着酸化ケイ素を含む請求項２２記載の像形成方
   法。 ２４、光励起物質が水素化無定形ケイ素を含む請求項２
   ２記載の像形成方法。 ２５、光励起物質がハロゲン化無定形ケイ素を含む請求
   項２２記載の像形成方法。 ２６、光励起物質が水素化無定形ケイ素−ゲルマニウム
   合金を含む請求項２２記載の像形成方法。 ２７、定着を加熱により行う請求項２２記載の像形成方
   法。 ２８、光励起物質が結晶ケイ素を含む請求項１記載の像
   形成部材。 ２９、光励起物質が結晶ケイ素を含む請求項２２記載の
   像形成方法。 ３０、請求項１４記載の感光性像形成部材を用意し、こ
   の部材を像形成的に露光せしめ、得られた像をトナー組
   成物で現像し、次いで現像した像を適当な基体に転写し
   、さらに必要に応じて像を基体に永久的に定着させるこ
   とを含む像形成方法。