JPH0789232B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電子写真感光体に関する。

従来技術 電子写真感光体における光導電材料としては、Se,ZnO,C
dSなどの無機材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、
トリニトロフルオレンなどの有機材料が用いられてきて
おり、近年アモルファスシリコン（ａ−Si）が注目され
ている。ａ−Siは従来のSe感光体に匹敵する特性を有す
るほか、環境に対しての安全性や耐久性などの点で優れ
ている。

電子写真における感光材料としては、暗時における帯電
能、光照射時における感度、繰返し使用時における残留
電位など、総合的な特性が要求され、また、これらの電
子写真特性を決定する光導電材料自体の物性も種々の面
から要求されている。

しかしながら、単一の光導電材料ですべての要求を完全
に満たすことは、困難である場合も多いので、複数の光
導電材料を用いて感光層の層構成を工夫したり、感光層
と高抵抗層とを組合せたりして、電子写真特性を改善す
る試みがなされている。

たとえば有機光導電材料を中心として、主として光照射
より電荷担体を発生する電荷発生層と、この電荷担体を
輸送する電荷輸送層とを組合せた機能分離型の感光層、
およびこの各層に使用する光導電材料が数多く提案され
ている。

また、感光層は全体として高い暗抵抗を有することが要
求されるため、ａ−Si系電子写真感光体の高抵抗化を図
ることが提案されている。

この方法としては、 （ａ） ブロッキング層を感光層の上下に設けて、層全
体を10¹⁴Ω・cm以上の高抵抗とする方式 （ｂ） ａ−Si層に酸素原子、炭素原子および窒素原子
を含ませ光導電性をもたせ、10¹³〜10¹⁴Ω・cm以上の高
抵抗化を図る方式 が提案されている。

前記（ａ）の方式においては、第11図に示すように、電
子写真特性の重要な因子である帯電電位を上下のブロッ
キング層45,47により保持し、光入射による電荷発生層
として酸素原子、炭素原子および窒素原子を含有しない
ａ−Si層（感光層）43を用いている。ここで、41は支持
体を表わしている。このブロッキング層材料としては、
酸素原子、炭素原子および窒素原子を含むａ−Siのほか
金属酸化物、有機物などの高抵抗材料が用いられてい
る。これらのブロッキング層材料は電気絶縁性または非
光導電性を示すものである（特開昭57-52178号公報）。

この例においては、電荷発生層であるａ−Si層とブロッ
キング層材料とに、それら層との関係で相反する半導性
を持たせ（例えばＰ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ接合など）接合に
よるブロッキング層を形成させることや、支持体に各種
金属材料を用いてその上部の層との間にショットキー障
壁を形成させることなども考えられている。

だが、こうした（ａ）の方式では、電子写真感光体の帯
電電位を制御するためにはブロッキング層の特性を向上
させるしか手段がなく、従って、これまでのように感光
層の膜厚を変えることによって所望の電子写真感光体を
得るといった方法が採用しにくくなり、電子写真特性を
プロセスコントロールすることが困難である。また、ブ
ロッキング層として高抵抗材料を用いた場合には、この
材料が非光導電性または電気絶縁性であるため、感光層
で発生したキャリアがブロッキング層の内部あるいは界
面でトラップされて残留電位の上昇、繰り返し特性の低
下等電気特性上の欠点をも有している。

一方、前記（ｂ）の方式においては、第12図に示すよう
に、帯電電位を保持するためにａ−Si層中に酸素原子、
窒素原子および炭素原子を添加した感光層43を支持体41
上に設けている。また、ブロッキング層45及び保護層49
にも帯電性向上の役割の一部を担わせている（特開昭57
-115553号公報）。この方式によれば、帯電電位の制御
はａ−Si層43の膜厚を変えることで容易に可能である
が、光感度及び帯電特性の両者を同時に改善することは
困難であり、より一層の改善がまたれていた。

発明の目的 本発明は、光感度および帯電特性の双方を同時に改善す
るとともに、繰り返し使用における残留電位の低減化を
目的とする。

さらに、本発明は光感度および帯電特性に優れたａ−Si
系の電子写真感光体を提供するものである。

発明の構成 本出願の電子写真感光体は、支持体上に感光層を形成し
た電子写真感光体において、前記支持体側から自由表面
側に電荷輸送層、第１電荷発生層および第２電荷発生層
を順次積層して前記感光層を構成し、電荷輸送層および
第２電荷発生層のバンドギャップを第１電荷発生層のバ
ンドギャップより大きくし、かつ、各層のバンド構成が
価電子帯のバンド端からフェルミ・レベルまでのエネル
ギーが実質上等しいことを特徴とする。

この電子写真感光体では、光照射により第１および第２
電荷発生層で発生した電荷担体が電荷輸送層により輸送
されて帯電電荷の補償がなされるが、このとき、基板側
の電荷輸送層と自由表面側の第２電荷発生層とのバンド
ギャップを比較的大きくとっているので、電子写真感光
体全体として電荷の帯電特性が向上する。また、両者に
挟まれた第１電荷発生層はバンドギャップは比較的小さ
く設定してあるので長波長側に光感度を有し、一方、第
２電荷発生層は短波長側に光感度を有していることか
ら、電荷発生層全体として広い波長範囲に亘って平均し
て高い電荷の発生が得られ、感度が向上する。

感光層の基板側（電荷輸送層）と自由表面側（第２電荷
発生層）とをバンドギャップを大きくすることより帯電
電位は向上するが、ダブルヘテロ結合が形成されること
により感度に悪影響がある。静電画像を形成するために
は、コロナ放電等によって感光体表面に帯電した電位
と、それに伴なう支持体上の反対符号の電位とを補償す
るために、光照射によって生成した電子・正孔対がそれ
ぞれ感光層表面および導電性支持体へ移動することが必
要となる。このとき、電子または正孔が、バンドギャッ
プが異なる層の界面（ヘテロ接合部）において、さらに
はバンドギャップの段差において捕獲され、または再結
合してしまう。このように、光照射によって生じた電子
・正孔対が有効に利用されないと、感度が低下し、ま
た、捕獲された電子あるいは正孔によって残留電位が大
きくなり、電子写真感光体としての特性が劣化してしま
う。

第１図は、本発明の電子写真感光体の感光層の構成例を
示す断面図であり、支持体11上に感光層13が形成されて
いる。感光層13は、支持体側から自由表面側に向って、
電荷輸送層21、第１電荷発生層23および第２電荷発生層
25の３層から構成されている。第２図に示すように電荷
輸送層および第２電荷発生層21,25のバンドギャップEg
₂₁（Ec-Ev），Eg₂₅は、第１電荷発生層23バンドギャッ
プEg₂₃よりも大きく、ダブルヘテロ結合を形成してい
る。また、価電子帯のバンド端からフェルミレベルE_Fま
でのエネルギー（E_F−E_V）は、電荷輸送層、第１電荷発
生層および第２電荷発生層21,23,25とも等しく、価電子
帯のバンド端が感光層13全体で滑らかになっている。な
お、上記では電荷輸送層21と第２電荷発生層25とのバン
ドギャップEg₂₁，Eg₂₅が等しい場合を示しているが、こ
れら両者は相違してもよい。

この電子写真感光体を正帯電せしめて、静電潜像を形成
する場合を例に挙げて説明する。

第３図のように、暗中でコロナ放電等を施すことによ
り、第２電荷発生層25上に正電荷が帯電され、一方、支
持体11側にはこれに対応して負電荷が生じる。このと
き、第２電荷発生層25は比較的高いバンドギャップに設
定されているので高い暗抵抗が実現でき、第２電荷発生
層25上に優れた帯電特性で電荷を保持できる。同様に電
荷輸送層21と支持体11の界面にも負電荷が保持される。
静電画像を形成するために選択的に光照射がなされる
と、第１電荷発生層23および第２電荷発生層25で電子・
正対孔が発生する。このとき、第１電荷発生層23は、第
２電荷発層25よりバンドギャップが小さいため、第２電
荷発生層25よりも長波長側で光感度を有し、照射光エネ
ルギーを有効に活用することができる。ここで発生した
電子および正孔は、それぞれ感光層13表面の正電位およ
び支持体11上の負電位へ向かって移動する。このとき、
移動距離は正孔の方が長くなるわけであるが、価電子帯
のバンド端には段差が無く滑らかになっているため、移
動途中で正孔が捕獲されることが防止され、また、再結
合が実質上行われず空乏層も存在しないので、光照射に
よって発生した正孔は導電性基体へ向かって速みやかに
移動し、導電性支持体11上の負電位を効率よく補償する
ことになる。この結果、高い光感度が得られるととも
に、残留電位が抑えられて画像コントラストも良好とな
る。

次に、光導電材料としてアモルファスシリコン（ａ−S
i）を用いた場合に沿って、本発明をさらに詳細に説明
する。

従来のａ−Si膜（感光層）には局在準位密度を低下させ
るために水素原子、重水素原子あるいはハロゲン原子を
添加しているが、本発明者らは、これ以外の不純物を添
加させると局在準位密度が上昇し光導電性が低下してし
まうことを確めたうえ、さらに、ａ−Si膜を電荷発生層
と電荷輸送層とに分け、電荷発生層をさらに二層構成と
し（従ってａ−Si膜全体では三層構成となる）、電荷発
生層のうちの一層には水素原子等を添加してａ−Si膜と
して最も高い光導電性をもたせ、電荷発生層のもう一方
の層には水素原子等に加えて酸素原子および窒素原子を
添加して光学的禁制帯幅を広げさせつつ高い光導電性を
もたせれば、これら二層からなる電荷発生層により可視
光領域で平坦な分光感度が得られ、また、電荷発生層で
発生したキャリアを電荷輸送層により効率よく輸送し、
かつ、この電荷輸送層に水素等に加えて酸素原子および
窒素原子を添加して高抵抗化せしめ帯電電位を保持せし
めれば、電子写真感光体全体として可視光領域全体で平
均して高い光導電性が得られ、高い帯電電位が保持され
ることを確めた。

第４図はａ−Si系電子写真感光体の構成例を示す断面図
であり、支持体11上に、電荷輸送層33、第１電荷発生層
33および第２電荷発生層35が順次積層されて感光層13を
形成している。

支持体11としては、導電性材料、電気絶縁性材料のいず
れであってもよい。導電性材料としてはステンレス、Ni
-Cr,Cr,Al,Mo,Au,Nb,Te等の金属、これらの合金あるい
はアモルファスシリコン金属などが挙げられる。電気絶
縁性材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ
イミド等の合成樹脂のフイルムまたはシート、ガラス、
セラミックなどが挙げられる。電気絶縁性材料を使用す
る場合には、一方の表面が導電性処理されていることが
必要である。導電性処理は、上記の導電性材料の薄膜を
絶縁性材料に付着させたり、あるいはITO,SnO₂等の酸化
物からなる透明導電膜を付着させたり、あるいはCr,In
等のシリサイド膜を付着されることにより行うことがで
きる。このような薄膜の形成は、真空蒸着、スパッタリ
ング、CVD法、イオンプレーティング法等により行うこ
とができる。

支持体11は、円筒状、ベルト状、板状などの任意の形状
とすることができる。

電荷輸送層31、第１電荷発生層33および第２電荷発生層
35は、Si電子を母体とし、水素原子、重水素原子または
ハロゲン原子を含有するａ−Si層からなる。電荷輸送層
31および第２電荷発生層35は、光学禁制帯幅（バンドギ
ャップ）が第１電荷発生層33よりも大きい。この光学的
禁制帯幅の制御は、たとえばａ−Si層中に酸素および窒
素を含有せしめることにより行うことができる。第５図
は、感光層13の厚さ方向における酸素および窒素の分布
濃度を示すグラフである。電荷輸送層（t_B〜t₁）31と第
２電荷発生層（t₂〜t_S）35とは、その酸素，窒素濃度を
第１光導電層（t₁〜t₂）33よりも高くすることにより、
第１電荷発生層33よりも大きな光学的禁制帯幅を実現し
ている。

第６図は、帯電電位の向上を意図して電荷輸送層（t_B〜
t₁）31により多くの窒素原子を含ませた構成例を示す。
また、第７図に示すように、感度の向上を意図して電荷
輸送層21（t_B〜t₁）に窒素原子，酸素原子を少なく含ま
せることもできる。

電荷輸送層31としては、光学的禁制帯幅が1.8eV以上の
ものが好ましく、また、AM1-100mW/cm²光においてδ_p／
δ_dが１×10³以上の光感度を有するものが好ましい。こ
こで、δ_pは明導電率を、δ_dは暗導電率を示す。

電荷輸送層31は、（ａ）シリコン原子と（ｂ）水素、重
水素およびハロゲン原子の少なくとも１種（Ｈと略記）
と、（ｃ）酸素原子と、（ｄ）窒素原子とを含むａ−Si
層である。電荷輸送層31中の各原子の割合は次の通りで
あることが好適である。

Si原子:30〜95atomic％（好ましくは55〜90atmic％） H原子:5〜30atomic％ （好ましくは10〜20atmic％） O原子:0.1〜30atomic％（好ましくは１〜20atmic％） N原子:0.01〜10atomic％（好ましくは0.1〜5atmic％） この電荷輸送層31は、通常はｎ型の伝導形であるが、II
I族原子をドーピングしてｉ型の伝導形にすることもで
きる。III族原子としてはB,Al,Ga,Inなどが用いられ
る。III族原子は電荷輸送層31中に10^-6〜10^-3atomic％
の量でドーピングすることが好ましく、より好ましくは
10^-5〜10^-4atomic％である。

電荷輸送層31の膜厚は、５〜50μｍ程度が適当であり、
好ましくは８〜40μｍ程度である。

さらに、電荷輸送層31においては、フリーキャリアの阻
止効果向上の目的で、支持体11側に前記電荷輸送層より
高抵抗な絶縁材料あるいは光導電性材料、非光導電性材
料等を用いてさらにもう一層設けることや、また、そう
した電荷輸送層と同一材料にて上記電気特性をもつ機能
を電荷輸送層３に内在させることの手段が採られてもよ
い。

このような電荷輸送層は、グロー放電法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法などにより成膜すること
ができ、特にグロー放電法が有利である。

グロー放電法で膜形成させるための原料ガスとしては、
例えば特開昭57-115553号公報に記載されているようなS
iとＨを構成原子とするSiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等
のシラン類などの水素化ケイ素ガス;Siとハロゲンを構
成原子とするSiF₄，Si₂F₆，SiCl₄，SiCl₃,Br,SiCl₂B
r₂，SiClBr₃，SiCl₃I，SiBr₄等のハロゲン化ケイ素ガ
ス;Siとハロゲンと水素とを構成原子とするSiH₂F₂，SiH
₂Cl₂，SiHCl₃，SiH₃Cl，SiH₃Br，SiH₂Br₂，SiHBr₃等の
ハロゲン置換水素化ケイ素をあげることができる。

また、電荷輸送層31中に添加物として含まれる酸素原子
および窒素原子の出発材料としては同様に特開昭57-115
553号公報に記載されているようなものが使用される。

すなわち、酸素原子の出発ガスとしてはO₂，O₃,CO,CO₂,
NO,NO₂，N₂O，N₂O₃，N₂O₄，N₂O₅等が挙げられ、窒素原
子の出発ガスとしてはN₂，NH₃が挙げられる。ドーピン
グガスとしては、B₂H₆,Al（CH₃）₃,Ga（CH₃）₃,In（C
H₃）₃などの有機金属化合物やAl,Ga,In,Tl等の塩化物な
どが挙げられる。

第１電荷発生層33は、シリコン原子を母体とし、構成と
して水素原子、重水素原子またはハロゲン原子の少なく
とも一種を含有するａ−Si層からなり、光学的禁制帯幅
が1.6〜1.8eV程度のものが好適である。第１電荷発生層
33は、光入射時において長波長側の光を有効に光電変換
させ、層内部にトラップさせることなく他の層にフォト
キャリア（正孔、電子）を移動させる機能を有してい
る。第１電荷発生層33のみの分光感度特性においては、
600nm〜700nmの波長領域に最大感度を有する。

第１電荷発生層は、その層中に各原子の次の割合で含む
ことが望ましい。

Si原子:60〜95atomic％（好ましくは70〜90atomic％） H原子:5〜40atomic％（好ましくは10〜30atomic％） また、III族あるいはＶ族の原子をドーピングすること
もできる。

第１電荷発生層23の膜厚は0.05〜５μｍ程度が適当であ
り、好ましくは0.1〜３μｍ程度である。第１電荷発生
層23は、電荷輸送層31と同様にして形成することができ
る。

第２電荷発生層25は、シリコン原子を母体とし構成原子
として水素原子、重水素原子またはハロゲン原子の少な
くとも１種を含み、さらに酸素原子および窒素原子を含
むａ−Si層からなる。第２電荷発生層25としては、光学
的禁制帯幅が1.9eV以上とすることが好ましく、また、A
M1-100mW/cm²光においてδ_p／δ_dが１×10³以上のもの
が好適である。

第２の電荷輸送層35は、光入射時において短波長側の光
を有効に光電変換させ、層内部にトラップさせることな
くフォトキャリアを移動させ、さらにコロナ放電等で表
面に帯電した電荷を膜内に注入させることなく、表面に
保持する機能を有している。第２電荷発生層35のみの分
光感度特性においては、450nm〜600nmの波長領域に最大
感度を示す。

第２電荷発生層は、その層中に各構成原子を次の割合で
含むことが望ましい。

Si原子:10〜95atomic％（好ましくは35〜90atomic％） H原子:5〜30atomic％（好ましくは10〜20atomic％） O原子:0.5〜40atomic％（好ましくは１〜30atomic％） N原子:0.1〜20atomic％（好ましくは0.5〜15atomic
％） 以上の説明では、各層の厚み方向に均一な濃度で添加元
素を分布させる場合について示したが、これに限定され
るものではない。

たとえば、電荷輸送層31に含有されている酸素原子、窒
素原子は通常膜方向に均一な分布を示すが、支持体11表
面への密着性および支持体11側からのフリーキャリアの
注入を防止する目的で、これら原子を支持体11側に多く
含ませるような層方向に不均一な分布もとり得る。ま
た、III族原子も通常は膜方向に均一で層方向にも均一
な分布も示すが、支持体11側からのフリーキャリアの注
入を防止する目的で、III族原子を支持体11側に多く含
ませるような層方向に不均一に分布もとり得る。

さらに第２電荷発生層35においては、帯電電荷を保持さ
せる効果の増大のため、膜表面に第２電荷発生層より高
抵抗な絶縁材料または光導電性材料、非光導電性材料等
を用いてさらにもう一層設けることや、また、そうした
第２電荷発生層と同一材料にて上記効果を第２電荷発生
層25に内在させることの手段が採られてもよい。これ以
外に、表面で帯電した電荷を膜内に注入させることなく
表面に保持させるためにIII族あるいはＶ族原子を第二
電荷発生層５に含有させることも可能である。この添加
物（III族原子、Ｖ族原子）は膜方向に均一に添加され
て、通常は、層方向に均一に分布されるが、必要によ
り、注入防止効果を増大させるために表面に上記原子を
多く分布させてもよい。

第２電荷発生層35の膜厚は、0.05〜10μｍ程度が適当で
あり、好ましくは0.1〜５μｍ程度である。第２電荷発
生層35は、電荷輸送層と同様にして作成することができ
る。

第５図、第６図および第７図に示したように、膜中の酸
素原子、窒素原子の含有量を変化させれば、電子写真感
光体の広い領域において電気特性をプロセスコントロー
ルすることが可能となる。

さらに、電荷輸送層31、第１電荷発生層33および第２電
荷発生層35の３層に亘って、価電子端のバンド端からフ
ェルミ・レベルまでのエネルギー量（E_F−E_V）を実質上
の等しくなるようにすることにより、光感度の向上およ
び残留電位の低減化を実現できる。このエネルギー量の
制御は、電荷輸送層31と第２電荷発生層35との酸素およ
び窒素含量を調節することにより行うことができる。電
荷輸送層と第２電荷発生層のE_F−E_Vは、バンド内の酵素
原子および窒素原子の準位が異なるため、酵素および窒
素の量を調整することによってE_F−E_Vを制御することが
できる。第１電荷発生層における最適なE_F−E_Vを設定
し、酵素および窒素の量を調整することによって電荷輸
送層および第２電荷発生層をこの値に揃える。第１電荷
発生層のE_F−E_Vは水素の量によって決定することがで
き、約1.0〜1.2eV程度が好ましい。

以上の構成例では、電荷輸送層、第１電荷発生層および
第２電荷発生層をａ−Si層とした場合について示した
が、光導電性半導体材料はこれに限定されず、例えばア
モルファスから結晶までのSiやSe,Te,CdSなどを用いる
ことができる。

また、支持体と感光層との間に、支持体側からのフリー
キャリアの注入を防止するために、感光層よりも高抵抗
な光導電材料あるいは絶縁材料を用いてバリヤー層を形
成したり、他の下地層ないし中間層を形成することもで
きる。また、感光層のさらに上に、より高抵抗な光導電
材料や絶縁材料からなる層を形成して帯電電荷の保持効
果を改善したり、保護層を形成したりすることもでき
る。

発明の効果 本発明によれば、感光層を電荷輸送層、第１発生層およ
び第２電荷発生層の３層構造とし、電荷輸送層と第２電
荷発生層のバンドギャップを第１電荷発生層よりも大き
く設定し、かつ、電荷輸送層、第１電荷発生層および第
２電荷発生層に亘って、感光層の厚さ方向全体の価電子
帯のバンド端からフェルミ・レベルまでのエネルギーを
実質上等しくすることにより、良好な光感度と帯電特性
を実現するとともに、残留電位特性を改善することがで
き、帯電・露光プロセスを繰返し適用した場合にも良好
な画像品質を維持することができる。

実施例１ 第８図に示す装置を用い、以下の操作（ｉ）ないし（i
x）によって第４図のごときａ−Si系電子写真感光体を
作成した。

（ｉ） 表面が清浄にされた直径120mmφ、長さ300mmの
ドラム形状のAl支持体（アルミニウム支持体）403を固
定具407に固定し、チャンバー本体408にAl支持体および
固定具407、回転用モーター402の付属してある真空ブタ
409を所定位置にのせた後、荒引バルブ118を開き、隔膜
型真空計405の指示が１×10^-2Torr程度の真空度となる
ようにチャンバー408を保持した。

（ii） モーター402でAl支持体403を回転させ、加熱ヒ
ーター404によってAl支持体403を加熱し基板温度300℃
に維持した。

（iii） ガスバルブ116,101,102,103,104,105,106,10
7,108,109,110およびマスフローコントローラー201,20
2,203,204,205を全開にし、ガスラインの脱気を隔膜型
真空計405の指示が１×10^-2Torr程度の真空度になるよ
うにチャンバー408を保持したのち、荒引バルブ118を閉
じメインバルブ117を開け、拡散ポンプに電離真空計406
が１×10^-6Torrになるまで真空に吸引し真空チャンバー
およびガスラインを十分に脱気した。脱気後、加熱ヒー
タ404を調整しAl支持体基板温度を200℃±１℃位に高精
度にコントロールした。

（iv） 基板温度が安定したらメインバルブ117を閉
じ、次にガスバルブ116,101,102,103,104,105,106,107,
108,109,110を閉じ、更に、マスフローコントローラー2
01,202,203,204,205を全閉にした。

（ｖ） Arガス（純度99.999）ボンベのバルブ112を開
き、出力圧ゲージ502を1kg/cm²に調整し、ガスバルブ11
6,102,107を徐々に開いてマスフローコントローラーの
流量を320SCCMに設定し、チャンバー内の隔膜型真空計4
05の指示が0.7Torrになるように補助バルブ119を開き、
バルブ出口に取りつけてあるローターリポンプにて吸引
した。

（vi） SiH₄ガス（純度99.999）ボンベのバルブ111を
開き出力ゲージ501を1kg/cm²に調整し、ガスバルブ101,
106を徐々に開いてマスフローコントローラーの流量を8
0SCCMら設定しSiH₄/Ar＝0.8になるようにチャンバー内
に導入した。

（vii） CO₂ガス（純度99.999）ボンベのバルブ113を
開き出力圧ゲージ503を1kg/cm²に調整し、N₂ガス（純度
99.999）ボンベのバルブ114を開き出力圧ゲージ504を1k
g/cm²に調整し、次にB₂H₆ガス（Arベース100ppm）ボン
ベのバルブ115を開き出力圧ゲージ505を1kg/cm²に調整
し、ガスバルブ103,104,105,108,109,110を開き、マス
フローコントローラー203,204,205をCO₂／N₂＝0.1,SiH₄
／N₂＝1,B₂H₆／SiH₄＝10^-6になるように設定し、最後に
補助バルブ119を調整してチャンバー内圧力を約1Torrに
維持した。

（viii） チャバー内圧力が安定した後、高周波電極41
0とAl支持体403との間に13.56MHz75Wの高周波電力を高
周波電源401より導入し、グロー放電法で約19μｍ厚の
電荷輸送層を形成した。

（ix） 高周波電源を切りガスバルブ103,104,105,を閉
じ、CO₂ガス，N₂ガス，B₂H₆ガスがチャンバー中よりロ
ータリーポンプにより吸引されてしまう十分長い時間を
経た後、補助バルブ119を調整し、チャンバー内圧力を1
Torrに保ち、高周波電力75Wで高周波電源を入れ、グロ
ー放電法により約１μｍ厚の第１電荷発生層を形成し
た。

（ｘ） 次いで、高周波電源を切りガスバルブ103,104,
105を開けマスフローコントローラーを調整しCO₂／N₂＝
0.1,SiH₄／N₂＝1,B₂H₆／SiH₄＝10^-6になるように設定
し、補助バルブ119を調整してチャンバー内圧力を1Torr
に保ち、チャンバー内圧力が安定した後、75Wの高周波
電力で高周波電源を入れ、グロー放電法により約200Å
厚の第２電荷発生層を形成した。

（xi） 更に、高周波電源を切りガスバルブ101,102,10
3,104,105,106,107,108,109,110,116を閉じ、補助バル
ブを全開にし隔膜型真空計の指示が１×10^-2Torrになっ
たのち加熱ヒータ404を切り徐冷した。Al支持体温度が
常温になったところでガスバルブ116,104,109を開き真
空度2Torr程度になるようにN₂ガスを流しチャンバーの
パージを行った。

チャンバーのパージを十分に行った後ガスバルブ116,10
4,109を閉じ真空度が１×10^-2Torrになった事を確認し
てから、固定具407より電子写真感光体ドラムを取り出
した。

かくして作成されたａ−Si系統電子写真感光体ドラムの
電気特性は第９図に示すとおりであった。また、この電
子写真感光体に＋5KVのコロナ放電を施したところ帯電
電位は600Vと良好であり、色温度2854°Ｋタングステン
ランプ95ルックス照射下において帯電電位の半減時間は
0.26秒であり、従来のSeまたはCbS系電子写真感光体に
比べ10倍以上の感度を有している。

さらに、本発明電子写真感光体の短波長増感性をもつ分
光感度特性を第10図に示す。第７図中での○は本発明の
電子写真感光体によって実現された分光感度で、●は酸
素原子のみを添加したアモルファスシリコン単層膜電子
写真感光体であり、本発明の電子写真感光体は明らかに
短波長増感性があることを示している。

この電子写真感光体を複写機に実装して、画像形成を行
いその画像を判定したところ高品質の転写トナー画像が
得られ良好な結果が得られた。

実施例２ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際
に、電荷輸送層と第２電荷発生層との酸素原子および窒
素原子の出発ガスとしての種々の出発ガスを用いた場合
の感度、帯電電位、画質の結果を表−１に示す。

実施例３ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際
に、電荷輸送層と第２電荷発生層との窒素および酸度原
子の量を変化させるために出発ガスの量を変化させた場
合の感度、帯電電位、画質の結果を表−２に示す。

実施例４ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際
に、電荷輸送層と第２電荷発生層とに添加するIII族原
子としてＢを添加するためB₂H₆／SiH₄の比を変えた場合
の感度、帯電電位、画質の結果を表−３に示す。B₂H₆の
流量は電荷輸送層と第２電荷発生層は同一量とした。

実施例５ 電荷輸送層および第２電荷発生層を形成する際のCO₂量
およびN₂量を、電荷輸送層：CO₂／N₂＝0.005〜10、第２
電荷発生層：CO₂／N₂＝0.05〜30の範囲で変化させて組
合せ、光学的禁制帯幅および価電子帯側からの活性化エ
ネルギーを調整する以外は実施例１と同様にして、電子
写真感光体を作成した。これらの感光体について実施例
１と同様にして感度を測定し、また、以下の方法により
繰り返し使用による残留電位を評価した。

残留電位の評価 帯電、露光の繰返しを100回行い、100回後の残留電位を
求め、次の基準で評価した。

◎:0〜10ボルト ○:10〜30ボルト △:30〜50ボルト ×:50ボルト以上 以上の結果を表−４にまとめた。表−４中の略号はそれ
ぞれ次の通りである。

Eg:バンドギャップ（eV） E_F−E_V：価電子帯のバンド端からフェルミ・レベルまで
のエネルギー（eV） δ_p／δ_d：暗導電率δ_dと明導電率δ_pの比（明導電率
は、AM1 100mW/cm²の光量下で測定した。）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真感光体の感光層の構成例を
示す断面図であり、第２図はそのエネルギーバンド図で
ある。 第３図は、本発明の電子写真感光体における静電画像の
形成過程を示すモデル図である。 第４図は、本発明のａ−Si系感光体の層構成例を模式的
に示す断面図である。 第５図、第６図および第７図は、酸素原子および窒素原
子の層内への添加濃度を示す模式図である。 第８図は、本発明の電子写真感光体を製造する装置につ
いて示す概略図である。 第９図は、本発明の電子写真感光体の帯電特性を表わし
たグラフである。 第10図は、電子写真感光体の分光感度特性を示すグラフ
である。 第11図および第12図は、従来の電子写真感光体の層構成
を示す断面図である。 11……支持体、13……感光層 21……電荷輸送層、23……第１電荷発生層 25……第２電荷発生層、t_B……支持体表面 t_B〜t₁……電荷輸送層 t₁〜t₂……第１電荷発生層 t₂〜t_S……第２電荷発生層、t_S……自由表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 泰之 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神名堂３ −１ リコー応用電子研究所株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−119359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−109059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115465（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に感光層を形成した電子写真感光
   体において、前記支持体側から自由表面側に電荷輸送
   層、第１電荷発生層および第２電荷発生層を順次積層し
   て前記感光層を構成し、電荷輸送層および第２電荷発生
   層のバンドギャップを第１電荷発生層のバンドギャップ
   より大きくし、かつ、各層のバンド構成が価電子帯のバ
   ンド端からフェルミ・レベルまでのエネルギーが実質上
   等しいことを特徴とする電子写真感光体。