JPH02272574A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。

口、従来技術 従来、電子写真感光体として、Ｓｅ又はＳｅにＡｓ、Ｔ
ｅ、Ｓｂ等をドープした感光体、ＺｎＯやＣｄＳを樹脂
バインダーに分散させた感光体等が知られている。しか
しながらこれらの感光体は、環境汚染性、熱的安定性、
機械的強度の点で問題がある。

一方、アモルファスシリコン（以下、ａ−３ｉと称する
。）を母体として用いた電子写真感光体が近年になって
提案されている。ａ−３ｔは、５ｉ−３ｉの結合手が切
れたいわゆるダングリングボンドを有しており、この欠
陥に起因してエネルギーギャップ内に多くの局在準位が
存在する。このために、熱励起担体のホッピング伝導が
生じて暗抵抗が小さく、また光励起担体が局在準位にト
ラップされて光導電性が悪くなっている。そこで、上記
欠陥を水素原子（Ｈ）で補償してＳｉにＨを結合させる
ことによって、ダングリングボンドを埋めることが行わ
れる。

このようなアモルファス水素化シリコン（以下、ａ−３
ｉニーＨと称する。）の暗所での抵抗率は１０８〜１０
９Ω−１であって、アモルファスＳｅと比較すれば約１
万分の１も低い。従って、ａ−３ｔ：Ｈの単層からなる
感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初期帯電電位
が低いという問題点を有している。しかし他方では、可
視及び赤外領域の光を照射すると抵抗率が大きく減少す
るため、感光体の感光層として極めて優れた特性を有し
ている。

また、ａ−３ｔ：Ｈを表面とする感光体は、長期に亘っ
て大気や湿気に曝されることによる影響、コロナ放電で
生成される化学種の影響等の如き表面の化学的安定性に
関して、これ迄十分な検討がなされていない。例えば１
力月以上放置したものは湿気の影響を受け、受容電位が
著しく低下することが分かっている。一方、アモルファ
ス炭化シリコン（以下、３−３ｉＣ：Ｈと称する。）に
ついて、その製法や存在が”Ｐｈ１１．Ｍａｇ、Ｖｏｌ
、３５”（１９７Ｂ）等に記載されており、その特性と
して、耐熱性や表面硬度が高いこと、ａ−３ｉ：Ｈと比
較して高い暗所抵抗率（１０”〜１０ＩｆｆΩ−ｃｍ）
を有すること、炭素量により光学的エネルギーギャップ
が１．６〜２．８ｅＶの範囲に亘って変化すること等が
知られている。

こうしたａ−３ｉＣ：Ｈとａ−３ｉ：Ｈとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭５８−２１９５５９号、同
５８−２１９５６０号、同５９−２１２８４０号、同５
９−２１２８４２号等の各公報に記載されている。

しかしながら、特にａ−３ｉＣ：Ｈを使用した従来の感
光体には次の如き欠点がある。即ち、電荷輸送層として
の例えばａ−３ｉＣ：Ｈ層の光学的エネルギーギャップ
は光導電層（例えばａＳｉ：Ｈ層）のそれよりかなり大
きいために、両層間にはかなり大きなバンドギャップが
存在し、これがために光照射時に光導電層内で発生した
キャリアが上記バンドギャップを十分に乗り越えること
ができず、光感度が不十分となってしまう。

特に、そのバンドギャップが０．３ｅＶ以上である場合
には、光感度が相当低下することが分かった。

そこで、本出願人は、特願昭５７−１０１０８４号、特
願昭６０−１２３６４９号、特願昭６０−２２５６４３
号、特願昭６０−２２５６４４号、特願昭６０−２２５
６４５号又は特願昭６０−２２５６４６号において、ａ
−３ｉＮ：Ｈ電荷輸送層とａ−３ｔ：Ｈ電荷発生層との
間にａ−３ｉＮ：Ｈ遷移層を設けた感光体を提案した。

この感光体によれば、上記遷移層の存在によって、低電
場（帯電後の露光で低下した表面電位が１００〜１５０
Ｖ（絶対値）程度のとき）における感度低下を緩らげる
ことかできる。

本発明者は、この感光体について種々検討を加えたとこ
ろ、更に感度低下の防止、残留電位の抑制といった点で
なお改善の余地があることを見出した。即ち、ａ−３ｉ
Ｎ：Ｈ電荷輸送層とａ−３ｉ：Ｈ電荷発生層との間の遷
移層によって、両層間のエネルギーギャップを小さくす
ることができるが、感度や残留電位の面でなお不十分で
あることが分かった。

ハ０発明の目的 本発明の目的は特に、繰返し使用時の帯電電位変化を低
減せしめ、暗減衰及び残留電位の減少、光感度の向上環
を実現した感光体、例えば電子写真感光体を提供するこ
とにある。

ニ６発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、アモルファス水素化及び／又はハロゲ
ン化窒化シリコンからなる電荷輸送層と、アモルファス
水素化及び／又はハロゲン化シリコンからなる電荷発生
層とを有する感光体において、前記電荷発生層が周期表
第■族又は第■族元素を含有し、かつ、これらの元素を
含有しない（ノンドープの）アモルファス水素化及び／
又はハロゲン化シリコンからなる中間層が前記電荷輸送
層と前記電荷発生層との間に設けられていることを特徴
とする感光体に係るものである。

、本発明の感光体によれば、電荷輸送層と電荷発生層と
の間にあるエネルギーギャップがノンドープの上記中間
層によって大幅に緩和される。換言すれば、両層間のエ
ネルギーギャップが上記中間層により見掛は上火幅に小
さくなるため、光照射時に発生した電子又はホールが光
導電層から電荷輸送層へと容易に移動でき、光電変換率
又は光感度を大きぐ向上させ、残留電位も減少させるこ
とができる。そして、電荷発生層（更には望ましくは電
荷輸送層）には上記した周期表第■族又はＶ族元素を所
定量含有させているので、帯電特性を十分にし、暗減衰
の小さい実用的な帯電電位が得られ、また残留電位も少
なくなる。

本発明の感光体は、電荷発生層と電荷輸送層とを分離し
た機能分離型のものであるから、安定性が良く、繰り返
し使用時の耐久性が十分となる。

なお、本発明の感光体において、特にアモルファス水素
化及び／又はハロゲン化窒化シリコン層をブロッキング
層として基体側に存在させておけば、基体からのキャリ
アの注入を効果的に防止でき、かつ他の層の暗抵抗が不
純物ドーピングによって高くなっているために帯電電位
の保持、暗減衰の減少を一層図れる。更に、電荷輸送層
も同様の窒化シリコン層で形成されているので、電荷輸
送能等が良好となり、また最表面の無機物質（特にアモ
ルファス炭化又は窒化シリコン）表面改質層を設けると
耐久性、安定性等が一層向上する。

以下、本発明を図面について詳細に例示する。

本発明による感光体は例えば、第１図に示す如く、導電
性支持基板１上に、周期表第１［ＩＡ族又はＶＡ族元素
のドーピングされた電荷輸送層としてのａ−３ｉＮ：Ｈ
層２と、同様に不純物のドーピングされた遷移層として
のａ−３ｉＮ：Ｈ層３と、中間層としてのノンドープａ
−３ｉ：ＨＩ３と、周期表第１１１Ａ族又はＶＡ族元素
のドーピングされた電荷発生層としてのａ−３ｔｓＨ層
５とが順次積層され、更に、基板１とａ−３ｉＮ：Ｈ層
２との間に、周期表第ＶＡ族又はｍＡ族元素がドープさ
れたブロッキング層としてのＮ°型又はＰ型（更にはＰ
゛型）ａ−３ｉＮ：Ｈ層６が設けられている。また、第
１図の例では電荷発生層５上に表面改質層（例えばａ−
３ｔＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：８層）７が設けられている
。

ａ−３ｉＮ：Ｈ層６は基板１からのキャリアの注入を防
止して表面電位を十分に保持するのに大いに寄与し、そ
のためにＶＡ族元素の含有によってＮ型導電特性を、或
いはＩＩＩＡ族元素の含有によってＰ型導電特性を示す
ことが重要である。また、その厚みは４００人〜３μｍ
であるのが望ましい。

ａ−３ｉＮ：Ｈ層２は主として電位保持、電荷輸送機能
を有し、５〜３０μｍの厚みに形成されるのがよい。電
荷発生層５は光照射に応じて電荷担体（キャリア）を発
生させるものであって、その厚みは１〜３０μｍである
のが望ましい。更に、ａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：
Ｈ層７はこの感光体の表面電位特性の改善、長期に亘る
電位特性の保持、耐環境性の維持（湿度や雰囲気、コロ
ナ放電で生成される化学種の影響防止）、表面硬度が高
いことによる耐剛性の向上、感光体使用時の耐熱性の向
上、熱転写性（特に粘着転写性）の向上環の機能を有し
、表面改質層として働（ものである。

この感光体においては、ａ−３ｉＮ／ａ−３ｔ：Ｈ／ａ
−３ｉＣの積層構造を持つ特長を具備するだけでなく、
ａ−３ｉＮ：Ｈブロッキング層が周期表第■Ａ又はＶＡ
族元素のドーピングによってＰ型又はＮ型化されている
ので、正又は負帯電時に基板側からのキャリア（電子又
はホール）注入が効果的に阻止される。しかもこれに加
えて、電荷輸送層２及び遷移層３（電荷発生層５、更に
は表面改質層７）に周期表第ｍＡ族元素又は第ＶＡ族元
素がドーピングされていることは、後述するように各静
電特性を向上させる上で非常に寄与している。但し、層
２．３には必ずしも上記元素をドープしなくてもよい。

上記ａ−３ｉＮ：Ｈ層２と電荷発生層５との光学的バン
ドギャップは例えば０．３ｅＶ以上あるが、これら両層
間に望ましくはａ−３ｉＮ：Ｈ層３が遷移層として望ま
しくは厚さ４００人〜２μｍに設けられ、かつ遷移層３
と電荷発生層５との間にノンドープａ−３ｔ：８層が中
間層４として３μｍ未満、望ましくは２００人〜１μｍ
に設けられている。これらの中間層４及び遷移層３の存
在によってａ−３ｉＮｓＨ層２と光導電層５との間のエ
ネルギー障壁が０．３ｅＶ以下に抑えられていることが
重要である。ここで上記の「ノンドープ」とは、不純物
量が０．０１容ｉｔｐｐｍ以下であることを意味する。

第２図には、ａ−３ｉＮ：Ｈの窒素原子含有量により光
学的エネルギーギャップが変化する状況が示されている
が、後述するグロー放電法によって各ａ−３ｉＮ：Ｈ層
を成長させるに際し窒素量をコントロールすれば、層２
及び３層のエネルギーギャップを制御性良く形成するこ
とができる。

また、遷移層３の窒素含有率を電荷輸送層２の窒素含有
率よりも最低３ａｔｏｍｉｃ％以上少なくする事により
、効果的に光導電層５、遷移層３、中間層４、電荷輸送
層２間のエネルギー障壁を０．３ｅＶ以下にすることが
できる。各層の窒素含有量はまた、このバンドギャップ
のコントロールや、高抵抗化により表面帯電電位を保持
する上で重要であり、この観点からも、Ｓ　ｉ　＋　Ｎ
　＝１００　ａｔｏｓ＋ｉｃ％としたとき層２の窒素含
有量は５〜３０ａｔｏｓ＋ｉｃ％であるのがよい。層３
の窒素含有量は１〜２５ａｔｏｍｉｃ％であるのがよい
。

このように遷移層３及び中間層４を設けることの効果を
第３図及び第４図について詳述する。

第３図は、ブロッキング層６をＮ′″型化し、感光体を
負帯電させて使用する例を示すものであるが、電荷輸送
層２と電荷発生層５との間には０．３ｅＶ程度のエネル
ギーギャップ（コンダクションバンドＣＢの差）ΔＥ♂
（存在している。そして、これら両層間には、中間レベ
ルのエネルギーレベルを示す遷移層３及び中間層４が存
在し、この遷移層３及び中間層４と上記両層２．５との
エネルギーギャップを見掛は上上記Δ民よりずっと小さ
く（例えば約％又はそれ以下）なっている。このため、
表面を負帯電後に光照射を行った際、電荷発生層５内で
発生したキャリアのうち電子は、電荷輸送層２よりもエ
ネルギーレベルの低い中間層４へ容易に移動し次に遷移
層３へ、更に次の電荷輸送層２へと移動する。このとき
、各層５−４．４−３．３−２間のエネルギーギャップ
（又はエネルギー障壁）が０．３ｅＶよりずっと小さい
ために、電子は電荷発生層５から電荷輸送層２、更には
基板１側へと順次スムーズに移動し易くなっている。

これは特に、低電場（１００〜１５０　Ｖ程度）下で効
果がある（即ち、各バンドのポテンシャル間の勾配が小
さく−なるので）。一方、発生したホールの方は表面へ
容易に移動でき、従ってこの感光体の光感度が十分なも
のとなり、残留現象も少なくなる。これに反して、上記
中間層４、更には遷移層３を設けない場合には、エネル
ギーレベルのギャップ（又はエネルギー障壁）Δ融によ
って電子が電荷輸送層２へ容易には移動できず、キャリ
アの輸送能が低下して光感度が劣化してしまう、なお、
基板１からはホールが注入されようとするが、基板１と
ブロッキング層５との間のエネルギーギャップ（バレン
スパントＶＢの差）が、ブロッキング層がＮ゛型化てい
てバレンスパントが下方ヘシフトしているために、大き
くなっていることから、ホールの注入は実質的に阻止さ
れ、表面電位の保持性には影響を与えることはない。

第４図は、ブロッキング層６をＰ１型化し、正帯電で用
いる例を示すが、この場合にも、バレンスパントＶＢに
おいて電荷輸送層２と電荷発生層５との間に遷移層３及
び中間層４が存在しているために各層間のエネルギーギ
ャップががなり小さくなっている。従って、光照射時に
電荷発生層５内で発生したホールは中間層４及び遷移層
３、更には電荷輸送層２へと移動し、基板１側への移動
効率が上昇して光感度がやはり良好となり、残電も少な
くなる。また、帯電時に基板１から電子が注入されよう
とするが、ブロッキング層５がＰ゛型化ていて基板１と
の間に十分なエネルギー障壁が形成されているために、
電子の注入は実質的に阻止され、表面電位をやはり高く
保持することができる。

なお、上記遷移層３を設けることの付加的効果として、
窒素含有量の多い電荷輸送層２が電荷発生層５に直接接
している場合にはその間δ接合がとりすらく、接合特性
が不十分となるが、窒素含有量の比較的少ない遷移層３
を介在せしめることによってａ−３ｉＮ：Ｈとａ−３ｉ
：Ｈとの接合が良好となる。

次に、本発明による感光体を製造するのに使用可能な装
置（グロー放電ＣＶＤ装置）を第５図について説明する
。

この装置６１の真空槽６２内では、ドラム状の基板１が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター６５で基板１を
内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基板
１に対向してその周囲に、ガス導出口６３付きの円筒状
電極６７が配され、基板１との間に高周波電源６６によ
りグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の７２はＳ
　ｉ　Ｈ。

又はガス状シリコン化合物の供給源、７３はＯｚ又はガ
ス状酸素化合物の供給源、７４はＣＨ，等の炭化水素ガ
ス又はＮＨ３、Ｎ、等の窒素化合物ガスの供給源、７５
はＡｒ等のキャリアガス供給源、７６は不純物ガス（例
えばＢｔＨｂ又はＰＨｉ供給源、７７は各流量計である
。このグロー放電装置において、まず支持体である例え
ばＡ２基板１の表面を清浄化した後に真空槽６２内に配
置し、真空槽６２内のガス圧が１０−’Ｔｏｒｒとなる
ように調節して排気し、かつ基板１を所定温度、特に１
００〜３５０°Ｃ（望ましくは１５０〜３００℃）に加
熱保持する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガ
スとして、ＳｉＨ４又はガス状シリコン化合物、ＢｚＨ
ｂ（又はＰＨ３）、ＣＨ，又はＮ２を適宜真空槽６２内
に導入し、例えば０．０１〜１０Ｔｏｒｒの反応圧下で
高周波電源６６により高周波電圧（例えば１３．５６　
ＭＨｚ）を印加する。これによって、上記各反応ガスを
電極６７と基板１との間でグロー放電分解し、ボロンヘ
ビードープドａ−３ｉＮ：Ｈ。

ボロンドープドロ−３ｉＮ：Ｈ，ボロンドープドａ−３
ｉＮ：Ｈ，ノンドープＳｉ：Ｈ，ボロンドープドａ−３
ｔ：Ｈ，ボロンドープド或いはノンドープａ−３ｉＣ：
Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈを上記の層６．２．３．４．５．
７として基板上に連続的に（即ち、第１図の例に対応し
て）堆積させる。

上記のａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ層７について
は、上記した効果を発渾する上でその炭素又は窒素組成
を選択することも重要であることが分かった。組成比を
ａ−３ｉ、−ｘＣｘ　：　Ｈ又はａ　　Ｓｉ＋　　　ｙ
Ｎ）’：Ｈと表せば、特に０．１≦Ｘ≦０．７とするこ
と（Ｓ　ｉ　＋　Ｃ＝１００　ａｔｏｍｉｃ％とすれば
炭素原子含有量が１０ａｔｏｍｉｃ％〜７０ａｔｏＩＩ
ＩｉＣ％であること）、同様に０．１≦ｙ≦０．７　　
（Ｓｉ＋Ｎ＝１００　ａｔｏｍｉｃ％とすれば窒素原子
含有量が１０〜７０ａｔｏｍｉｃ％）が望ましい。即ち
、０．１≦Ｘ又はｙとすれば、光学的エネルギーギャッ
プがほぼ２．ＯｅＶ以上となり、可視及び赤外光に対し
光学的に透明な窓効果により殆ど照射光はａ−３ｉ：８
層（電荷発生層）５に到達することになる。逆にｘ＜０
．１であると、一部分の光は表面層６に吸収され、感光
体の光感度が低下し易くなる。また、Ｘが０．７を越え
ると層の殆どが炭素又は窒素となり、光学的特性や膜強
度が低下し、またａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ膜
をグロー放電法で形成するときの堆積速度が低下するか
ら、Ｘ≦０．７とするのがよい。

従ってこのａ−３ｉＮ：Ｈ層２は実用レベルの高い表面
電位を保持し、ａ−３ｉ：Ｈ層５で発生した電荷担体を
効率良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感光
体とする働きがある。このａ−３ｉＮ：Ｈ層２をａ−３
ｉ、−ｘＮｘ　：　Ｈと表した時、０．０５≦Ｘ≦０．
３（窒素原子含有量が５　ａｔｏｍｉｃ％〜３０ａｔｏ
＋ｉｉｃ％：但し、Ｓｉ＋Ｎ＝１００ａｔｏｍｉｃ％）
とするのが望ましい。遷移層３の窒素原子含有量は１〜
２５ａｔｏａ＋ｉｃ％とするのがよい。また、ａ−３ｉ
Ｎ：Ｈ電荷ブロッキング層６の窒素含有量も層２と同じ
く５〜３０ａｔｏｍｉｃ％とするのがよい。

上記のａ−３ｉＣｓＨ層及びａ−３ｉＮ：８層、ａ−３
ｔｓＨ層はともに、水素を含有することが必要であるが
、水素を含有しない場合には感光体の電荷保持特性が実
用的なものとはならないからである。このため、水素含
有量は１〜４０ａｔｏｍｉｃ％（更には１０〜３０ａ　
ｔｏｗ　ｉｃ％）とするのが望ましい。

電荷発生層５中の水素含有量は、ダングリングボンドを
補償して光導電性及び電荷保持性を向上させるために必
須不可欠であって、通常は１〜４０ａｔｏｍｉｃ％であ
り、２０ａ　ｔｏｗ　ｉｃ％以下であるのがより望まし
い。

このようにグロー放電分解で各層を形成するのに際し、
ジボラン又はホスフィンガスとシリコン化合物（例えば
モノシラン）の流量比を適切に選ぶことが必要である。

ａ−３ｉＮｓＨ層６の形成に際しＰＨ３（ホスフィン）
とＳｉＨ４（モノシラン）との流量比を変えた場合、Ｐ
Ｈ３によるリンドープの結果、Ｎ型の導電性が安定化す
る領域に於いて、上記した基板からのキャリアの注入を
十分に防止できるブロッキング層とするにはＰＨ。

／ＳｉＨ，の流量比は１〜５０００容量ｐｐｔａにする
のがよい。また、ボロンドープによるＰ型化の場合、Ｂ
ｔ　Ｈｂ　／　Ｓ　ｉ　Ｈａ　＝２０〜５０００容量ｐ
ｐｎ＋としてグロー放電分解するのがよい。

一方、上記の層２．３．５．７の形成時に行うボロンド
ーピング量については、所望の暗抵抗値を得るために適
切に選択する必要があり、ジボランの流量で表したとき
に、層２及び３ではＢｚ　Ｈｂ／　Ｓ　ｉ　Ｈ４≦２０
容量ｐｐｒａとするのがよく、２〜１０容量ｐｐｍとす
るのが更によい。この範囲を越えると、帯電能等の電気
的特性が低下する。層５では周期表第１１１Ａ族元素、
例えばＢｚＨｂをＢｚ　Ｈｂ／５ｉＨ４＝０．１〜１０
０容量ｐｐ驕　（更には０．２〜５０容量ｐｐｍ　）　
、層７ではａ−ＳｉＣ：Ｈのときは例えばＢｚ　ＨＡ　
／　Ｓ　ｉ　Ｈ４＝Ｏ，１〜２０容量ｐｐ＋ｍ、ａ−３
ｉＮ：Ｈのときは例えばＢ、　Ｈ，／Ｓ　ｉ　Ｈａ＝１
〜１０００容量ｐｐｏ＋とするのがよい。

但し、上記した不純物ドーピング量の最適範囲は、層の
Ｎ、Ｃ，Ｈ含有量に依存するので、上記した範囲に必ず
しも限定されるものではない。

以上説明した例においては、ダングリングボンドを補償
するためには、ａ−３ｉに対しては上記したＨの代わり
に、或いはＨと併用してフッ素等のハロゲンを導入し、
ａ−３ｉ　：Ｆ、　ａ−３ｉ　：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：
Ｆ、ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆとすることもできる。この場合
のフッ素量は０．０１〜２０ａｔｏ＊ｉｃ％がよ＜　、
０．５〜１０ａｔｏｍｉｃ％がより望ましい。

なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
あるが、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング法等によっても上記感光体の製造が可能である。使
用する反応ガスはＳ　ｉ　）（４以外にもＳ　ｉｚ　Ｈ
Ａ　、Ｓ　Ｉ　ＨＦ３　、Ｓ　ｔ　Ｆ４又はその誘導体
ガス、ＣＨａ以外のＣＺ　ＨＡ　、　Ｃ：ｌ　Ｈａ等の
低級飽和或いは不飽和炭化水素ガスが使用可能である。

窒素源として、Ｎ２、ＮＨ３等のガスが使用できる。更
にドーピングされる不純物は上記ボロン、アルミニウム
以外にもガリウム、インジウム、タリウム等の他の周期
表第１［［Ａ族元素、リン以外のヒ素、窒素、アンチモ
ン、ビスマス等の他の周期表第ＶＡ族元素が使用可能で
ある。この周期表第ＶＡ族元素は電荷発生層に含有させ
るときはやはり０．１〜１００容量ｐｐ＋ｍとするのが
よく、０．２〜５０容量ｐｐ＋ｍが更に良い。上記した
各不純物は例えばＢｚ　Ｈｂ　、Ａｊ２（ＣＨ３）ｓ　
、Ｇａ　（ＣＩ（、）ｉ、Ｉｎ　（ＣＨｘ　）３　、Ｂ
Ｆｓ　、Ａｌ−（Ｃｚ　Ｈｓ　）ｓ、Ｇａ　（Ｃｚ　Ｈ
５）！　、ＢＣｌｚ　、ＢＢｒｓ　、Ｂ　Ｉ＊、ＮＨ３
、ＰＨ：Ｉ　、ＡｓＨｉ　、５ｂＨｓ　、ＰＣｌ５、Ａ
ｓＦｚ　、５ｂＣ１３、ＰＦ３　、Ｐ　（ＣＨｚ　）３
、Ｐ　（Ｃｚ　Ｈｓ　）　３等として供給されるが、Ｂ
ｔＨｂ、ＰＨ３が好ましい。

次に、上記した感光体の各層を更に詳しく説明する。

このａ−３ｉＮ：Ｈ層２は電位保持及び電荷輸送の両機
能を担い、暗所抵抗率が１０１３Ω−Ω以上あって、耐
高電界性を有し、単位膜厚光たりに保持される電位が高
く、しかも感光層５から注入される電子又はホールが大
きな移動度と寿命を示すので、電荷担体を効率よく支持
体１側へ輸送する。

また、窒素の組成によってエネルギーギャップの大きさ
を調節できるため、感光層５において光照射に応じて発
生した電荷担体に対し障壁を作ることな・（、効率よく
注入させることができる。また、ａ−３ｉＮ：Ｈは支持
体１、例えば／ｌ基体との接着性や膜付きが良いという
性質も有している。

このａ−３ｉＮ：Ｈ層２は実用レベルの高い表面電位を
保持し、ａ−３ｔｓＨ層５で発生した電荷担体を効率良
く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感光体とす
る働きがある。

こうした機能を果たすために、ａ−３ｉＮ：Ｈ層２の膜
厚は、例えばカールソン方式による乾式現像法を適用す
るためには５μｍ〜３０μｍであることが望ましい。こ
の膜厚が５μｍ未満であると薄すぎるために現像に必要
な表面電位が得られず、また３０μｍを越えると製膜時
間が長くなり、残留電位が高（なる。但し、このａ−３
ｉＮ：Ｈ層の膜厚は、Ｓｅ感光体と比較して薄くしても
（例えば十数μｍ）実用レベルの表面電位が得られる。

１長ｌ このａ−３ｉＮ：Ｈ層３は上記した如く、キャリアの移
動をスムーズに行うための遷移層として働き、キャリア
が移動する各層間のエネルギーギャップを減少させる効
果を有していると共に、ａ　−３ｉＮ：Ｈとａ−５ｉ：
Ｈとの接合をとり易くしてその接合特性を向上させるも
のである。また、この層３は層２と同様の組成であるか
ら、製膜し易い上に、層２−５の中間のエネルギーレベ
ルを作り易い。

ａ−３ｉＮ：Ｈ層３の厚みは４００人〜２μｍに選ぶの
がよいが、４００人未満ではａ−３ｉＮ：Ｈ層２とａ−
３ｉ：Ｈ層５との間を上記した如きプロファイルにて分
離し難くなり、また２μｍを越えると却って実用的では
ない。なお、この遷移層は必要に応じて複数のａ−３ｉ
ＮｓＨ層の積層体で形成し、上記したエネルギーレベル
を多段階的に変化させてよい。

ブタ」ヨＦ７グ１− この層６は基板１からのキャリア（電子又はホール）の
注入を十分に阻止し得るエネルギー障壁（ギャップ）を
基板との間に形成しているので、キャリア注入による電
荷の中和現象をなくし、表面電位の保持、ひいては帯電
特性を良好に保持する働きがある。このために、ａ−３
ｉＮ：Ｈ層６は上述した如く不純物ドープによりＮ“型
化又はＰ型化していることが重要である。また、その膜
厚も４００人〜３μｍ（更には４００人〜１．５０μｍ
）に選択するのがよい。４００人未満では効果がなく、
３μｍを越えると残留電位の上昇をひきおこし易い。ま
た、このブロッキング層の窒素含存置はａ−３ｔＮＨ層
２と同じであってよい。

主皿ｌ この層４は、層２−５間において中間のエネルギーを示
すものであり、特に負帯電使用の場合はコンダクシゴン
バンドが層３−５の中間のレベルを示しく層２−４の中
間レベルにＮ３がある。）、また正帯電使用の場合はバ
レンスパントが層３５の中間レベルを示す（層２−４の
中間レベルに層３がある。）。そして、この中間層４の
厚みは０〜３μｍがよいが（３μｍを越えると却って感
度低下を生じる）　、２００人〜１μｍが更によい。

ａ−３ｉ：Ｈ このａ−３ｔｓＨ層５は、可視光領域全域にわたって高
い光導電性を有するものであって、波長６５０ｒｍ付近
での赤色光に対しρＤ／ρＬ　（暗抵抗率／光照射時の
抵抗率）が最高〜１０４となる。このａ−３ｉ：Ｈを感
光層として用いれば、可視領域全域の光に対して高感度
な感光体を作成できる。

可視光を無駄なく吸収して電荷担体を発生させるために
は、ａ−３ｉ：Ｈ層５の膜厚は１〜３０μｍとするのが
望ましい。膜厚が１μｍ未満であると照射された光は全
て吸収されず、一部分は下地のａ−３ｔＮ；Ｈ層２に到
達するために光感度が大幅に低下する。また、ａ−３ｔ
：Ｈ層５は感光層として光吸収に必要な厚さ以上に厚く
する必要はなく、３０μｍとすれば十分である。また、
この層５中には周期表第１１１Ａ族又は第ＶＡ族元素を
含有させることにより、感度及び帯電能を劣化させるこ
となしに残留電位も凍らすことができる。そのためには
、同元素をＢｉ　Ｈ６／Ｓ　ｉ　Ｈ４又はＰＨ１／　Ｓ
　Ｉ　Ｈ４流量比で０．０１〜１０容量ｐｐｍとするの
が望ましい。ｏ、ｏｉ容！　ｐ　ｐｔｓ未満では感度、
残留電位の点で不十分となり、１０容ｌｐｐｍを越える
と感度低下、帯電能低下を生じ易くなる。

１皿改！１ この表面改質層７（第１図参照）は、感光体の表面を改
質してａ−３ｉ系感光体を実用的に優れたものとするた
めに設けることが望ましい。即ち、表面での電荷保持と
、光照射による表面電位の減衰という電子写真感光体と
しての基本的な動作を可能とするものである。従って、
帯電、光減衰の繰り返し特性が非常に安定となり、長期
間（例えば１力月以上）放置しておいても良好な電位特
性を再現できる。これに反し、ａ−３ｔ：Ｈを表面とし
た感光体の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気等の影
響を受は易く、電位特性の経時変化が著しくなる。また
、ａ−３ｉＣ：Ｈ等の無機質からなる表面改質層は表面
硬度が高いために、現像、転写、クリーニング等の工程
における耐摩耗性があり、更に耐熱性も良いことから粘
着転写等の如く熱を付与するプロセスを適用することが
できる。

上記の表面改質層として、ＳｉＯ，ＳｉＯ□、Ａｌｔ０
３、Ｔａ２０５、ＣｅＯ□、ＺｒＯ□、Ｔｉｅｔ、Ｍｇ
０ＸＺｎＯ，ＰｂＯ，ＳｎＯ，、ＭｇＦ、、ＺｎＳ及び
アモルファス炭化又は窒化シリコン（但し、これらのア
モルファスシリコン化合物には上記の水素又はフッ素が
含有されているのがよいが、必ずしも含有されていなく
てもよい。）からなる群より選ばれた少なくとも１種か
らなるものが使用可能である。なお、この表面改質層７
の厚みは２００人〜３００００人（好ましくは１０００
〜１００００人）であればより、２００人未満ではトン
ネル効果によって電荷が表面に帯電され難くなり、暗減
衰や光感度の低下が生じ易く、また３００００人を越え
ると残留電位が高くなり、光感度も低下し易くなる。

ホ、実施例 次に、本発明を電子写真感光体に適用した実施例を具体
的に説明する。

グロー放電分解法によりＡｌ支持体上に第１図の構造の
電子写真感光体を作製した。先ず、平滑な表面を持つ清
浄なＡｌ支持体をグロー放電装置の反応（真空）槽内に
設置した。反応槽内を１Ｏ−ｂＴｏｒｒ台の高真空度に
排気し、支持体温度を２００°Ｃに加熱した後高純度Ａ
ｒガスを導入し、Ｑ、５　Ｔｏｒｒの背圧のもとて周波
数１３．５６　ＭＨｚ、電力密度０．０４Ｗ／ｄの高周
波電力を印加し、１５分間の予備放電の（Ａ　ｒ　＋　
Ｓ　ｉ　Ｈａ　＋　Ｎｔ　）混合ガス及びＰＨ。

又はＢ、Ｈ，ガスをグロー放電分解することにより、キ
ャリア注入を防止するａ−３ｉＮ：８層、更には電位保
持及び電荷輸送機能を担うａ−３ｉＮ：８層及び遷移層
を１０００人／１ｍ　ｔ　ｎの堆積速度で製膜した。更
に、Ｎｔは供給せず、ＡｒをキャリアガスとしてＳｉＨ
４及び必要に応じてＢ、Ｈ，を放電分解し、ノンドープ
ａ−３ｔ：Ｈ中間層、ボロンがドープされたａ−３ｔ：
Ｈ感光層を形成した後、表面改質層を更に設け、電子写
真感光体を完成させた。

こうした感光体について、各層の組成を下記表＝１．２
の如くに変化させ、夫々次の測定を行った。

帯電電位Ｖｏ　（Ｖ）： Ｕ−Ｂｉｘ　２５００改造機（コニカ■製）を用い、感
光体流れ込み電流２００μＡ、露光なしの条件で３６０
　ＳＸ型電位計（トレック社製）で測定した現像直前の
表面電位。

半減露光量Ｅ＋Ａ（ｅｕｘ−ｓｅｃ）　　：上記の装置
を用い、ダイクロイックミラー（光伸光学社製）により
像露光波長のうち６２０ｎｓ＋以上の長波長成分をシャ
ープカットし、表面電位を５００■から２５０ｖに半減
するのに必要な露光量。（露光量は５５０−１型光量計
（ＥＣ，ａｎｄ　Ｇ社製）にて測定） 残留電位■よ　（Ｖ）： 上記の装置を用い、５００■に帯電させた後、４００ｎ
ｍにピークを持つ除電光を３０１　ｕｘ−ｓｅｃ照射後
の表面電位。

総合評価：Ｏ良好 Δ　やや不良だが問題なし ×　不良 （以下余白） 本発明に基づく感光体は、以上の実施例１〜１４のよう
に、露光時の半減露光量は少なく、残留電位は少なく、
帯電特性も非常に良好である。即ち、電荷発生層に不純
物ドーピングした状態でノンドープ中間層を設けると（
実施例１〜１４）、これを設けない場合（比較例１．３
．５．７．９．１１．１３）に比べて特に残留電位が少
なくなり、感度も高くできる。この場合、実施例２．４
．６．８．１０．１２．１４のように遷移層を設けると
、感度、帯電電位、残留電位がすべて良好な値となる。

遷移層を設けるが中間層を設けない比較例２．４．６．
８．１０．１２．１４の場合、残留電位が少し悪くなる
。

なお、電荷輸送層の不純物ドーピング量を増やしてゆく
と、残留電位が小となる傾向があるが、逆に帯電能が小
となる１頃向もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示するものであって、第１図は電子写
真感光体の一部分の断面図、第２図は窒素含有量による
ａ−３ｉＮ：Ｈのエネルギーギャップを示すグラフ、 第３．４図は感光体のエネルギーバンド図、第５図は上
記感光体を製造するグロー放電装置の概略断面図 である。 なお、図面に示されている符号において、１・・・・・
・・・・支持体（基板） ２・・・・・・・・・不純物のドープされたａ−８ｉＮ
：Ｈ電荷輸送層 ３・・・・・・・・・不純物のドープされたａ−３ｉＮ
：Ｈ遷移層 ４・・・・・・・・・ノンドープａ−３ｔ：Ｈ中間層５
・・・・・・・・・不純物のドープされたａ−３ｉ：Ｈ
電荷発生層 ６・・・・・・・・・不純物のドープされたａ−３ｉＮ
：Ｈ電荷ブロッキング層 ７　＝　ａ　−Ｓ　ｉ　Ｃ：　Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ表
面改質層 である。 第 第 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アモルファス水素化及び／又はハロゲン化窒化シリ
   コンからなる電荷輸送層と、アモルファス水素化及び／
   又はハロゲン化シリコンからなる電荷発生層とを有する
   感光体において、前記電荷発生層が周期表第III族又は
   第Ｖ族元素を含有し、かつ、これらの元素を含有しない
   アモルファス水素化及び／又はハロゲン化シリコンから
   なる中間層が前記電荷輸送層と前記電荷発生層との間に
   設けられていることを特徴とする感光体。