JPH08171220A

JPH08171220A - 電子写真感光体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08171220A
Application number: JP31202194A
Authority: JP
Inventors: Masao Watabe; 雅夫渡部; Shigeru Yagi; 茂八木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】低温で感光体の作製が可能で、高硬度で耐摩
耗性に優れ、光学特性、電気特性に優れ、かつ、低摩擦
力表面で低エネルギー表面を有し、耐酸化性を有するア
モルファスシリコン感光体を提供しようとするものであ
る。【構成】導電性基板上にアモルファスシリコンからな
る光導電層とアモルファス窒化ケイ素からなる表面層を
有する電子写真感光体において、感光体の最表面におけ
るＮ／Ｓｉの元素組成比が０．８〜１．３３の範囲で、
Ｏ／Ｓｉの元素組成比が０〜０．９の範囲にあることを
特徴とする電子写真感光体及びその製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アモルファスシリコン
電子写真感光体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アモルファスシリコンを主成分と
する光導電層を備えた電子写真感光体が提案されてい
る。このアモルファスシリコン感光体は、セレン系感光
体や有機感光体に比べて硬度に優れ、熱安定性及び化学
的安定性に優れており、高感度の長寿命感光体として期
待されている。

【０００３】しかし、アモルファスシリコン感光体は、
電子写真プロセスの中で用いると、帯電工程でオゾンに
よる酸化を受け、さらに、窒素酸化物を吸着したり、水
蒸気を吸着して表面の電気抵抗が低下し、帯電電荷の横
流れを発生する。露光工程では静電潜像の横流れが発生
し、そのままでは電子写真感光体として使用することは
できない。また、現像像の転写後の残留トナーをクリー
ニングする工程では、トナーや外添剤に用いる微粒子
が、感光体表面にフィルミングを発生し易く、画像のか
ぶりや汚れ、白抜けを発生し、画像品質を低下させると
いう問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、表面材
料として、ａ−ＳｉＮ_x，ａ−ＳｉＣ_x，ａ−ＳｉＯ_x
などのアモルファスシリコン系の材料や、ａ−Ｃ：Ｈや
ａ−Ｃ：Ｈ，Ｆなどのアモルファス炭素やダイアモンド
カーボンなどの材料や有機表面層が提案された。しか
し、アモルファスシリコンの特長を失わずに電子写真感
光材として完成されたものはなく、実用化されているも
のも、感光体を加熱して乾燥状態を常時保持する必要が
あり、また、感光体表面を研磨材で研磨して異物を排除
する必要がある。

【０００５】感光体を常時加熱することは、エネルギー
のムダであり、複写機やプリンターの電源をオンにして
から稼働可能になるまでの立ち上がり時間が長いなどの
問題のほかに、感光体を加熱すると、現像機内温度が夏
期や高気温地域では４５℃以上になることもあり、現像
剤のブロッキングなどにより搬送が不均一になり白筋や
黒筋の画像欠陥が発生し易く、トナーの材料が制限され
る。近年開発が進んでいる省エネタイプの低温定着トナ
ーなどを使用することができないという問題がある。

【０００６】また、感光体表面のクリーニングにおい
て、前記の表面層の材質は硬いため、摩耗量は極く僅か
であるが、アモルファスシリコン感光体をプラズマＣＶ
Ｄで作成する場合には、１０μｍ以上の半球状の突起欠
陥の発生を完全に抑えることが難しく、ＩＲ用に干渉縞
防止のために粗面化した場合には、粗面化により感光体
表面に凹凸が発生してしまう。この凹凸が研磨されるこ
とにより、その部分の物性が変化し、白点や黒点の発生
を引き起こすようになる。最近のプリンターは、特に黒
点に対する要求仕様が、従来の複写機と比べると０．１
ｍｍの黒点の発生も問題にされるほど厳しくなってお
り、研磨的なクリーニングは長寿命での信頼性に問題が
あった。

【０００７】さらに、高湿時の画像ぼけを解決する材料
として、ＳｉＨ₄，Ｈ₂，Ｎ₂ガスを用いた膜中元素結
合量がＳｉ−Ｎ＞Ｓｉ−Ｈ＞Ｎ−Ｈであるａ−ＳｉＮ_x
膜が、ＳｉＨ₄／ＮＨ₃ガスを用いて作製したａ−Ｓｉ
Ｎ_x膜より撥水性が優れているとして提案されている
（特開平５─１５０５３２号公報、特開平５─１８８６
１８号公報参照）。

【０００８】上記のＳｉＨ₄，Ｈ₂，Ｎ₂ガスを用いて
も、ＮＨ₃ガスを使用する場合と同様の結果となり、基
板温度を３００℃以上に加熱しなければ表面層に適した
膜を生成することはできず（特開平５─１５０６３２号
公報、特開平５─１７７６１８号公報参照）、光導電層
の特性劣化や寸法精度の不良などの問題があった。

【０００９】また、ＳｉＨ₄，Ｈ₂，Ｎ₂ガスを用いて
得たａ−ＳｉＮ_x膜は、膜の密度が減少し、かつ、酸化
されるため、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）による組成評
価ではＮ／Ｓｉ元素比が０．８未満となり、Ｏ／Ｓｉ元
素比が０．９より大きくなり、表面エネルギーが大きく
なって安定性に欠け、吸湿しやすい膜となる。

【００１０】そこで、本発明は、上記の欠点を解消し、
低温で感光体の作製が可能で、高硬度で耐摩耗性に優
れ、光学特性、電気特性に優れ、かつ、低摩擦力表面で
低エネルギー表面を有し、耐酸化性を有するアモルファ
スシリコン感光体を提供しようとするものである。

【００１１】また、本発明は、ドラムヒータを不用と
し、残留トナーのクリーニングを容易にし、低コストで
小型化可能なアモルファスシリコン感光体を提供しよう
とするものである。さらに、本発明は、長寿命で、信頼
性が高く、高品質の画質を実現できるアモルファスシリ
コン感光体、及び、その製造方法を提供しようとするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成を採
用することにより、上記の課題の解決を可能にしたもの
である。 (1) 導電性基板上にアモルファスシリコンからなる光導
電層とアモルファス窒化ケイ素からなる表面層を有する
電子写真感光体において、感光体の最表面におけるＮ／
Ｓｉの元素組成比（ＸＰＳ測定による）が０．８〜１．
３３の範囲、好ましくは０．９〜１．３３の範囲、より
好ましくは１．０〜１．３３の範囲で、Ｏ／Ｓｉの元素
組成比（ＸＰＳ測定による）が０〜０．９の範囲、好ま
しくは０．１〜０．８の範囲、より好ましくは０．１〜
０．４の範囲にあることを特徴とする電子写真感光体。

【００１３】(2) 表面層が窒素ガスプラズマで処理され
てなることを特徴とする上記(1) 記載の電子写真感光
体。 (3) 表面層は純水との接触角が８５°〜１５０°、好ま
しくは１１０°〜１３０°の範囲であることを特徴とす
る上記(1) 又は(2) 記載の電子写真感光体。

【００１４】(4) 表面層が第III 族元素又は第Ｖ族元素
を含有することを特徴とする上記(1) 〜(3) のいずれか
１つに記載の電子写真感光体。 (5) 光導電層と前記表面層との間に中間層を設けたこと
を特徴とする上記(1)〜(4) のいずれか１つに記載の電
子写真感光体。

【００１５】(6) 導電性基板上に少なくともアモルファ
スシリコンからなる光導電層を形成した後、表面層を形
成する電子写真感光体の製造方法において、水素化ケイ
素及び／又はハロゲン化ケイ素ガスと窒素ガスを原料に
し、水素ガスを添加せずに表面層を形成した後、該表面
層を窒素ガスプラズマ処理を施すことを特徴とする電子
写真感光体の製造方法。 (7) 基板を３００℃以下、好ましくは１１０〜２５０℃
の範囲に加熱しながら、グロー放電法で表面層を形成し
た後、該表面層を窒素ガスプラズマ処理を施すことを特
徴とする上記(6) 記載の電子写真感光体の製造方法。

【００１６】

【作用】本発明は、導電性基板上にアモルファスシリコ
ンからなる光導電層とアモルファス窒化ケイ素からなる
表面層を有する電子写真感光体において、感光体の最表
面におけるＮ／Ｓｉの元素組成比を化学量論的組成比に
近い０．８〜１．３３の範囲にすることにより、ａ−Ｓ
ｉＮ_x膜の密度を向上させ、硬質な膜にして酸化されに
くくする。Ｎ／Ｓｉの元素組成比が０．８未満ではα−
ＳｉＮ_x膜の密度が減少し、酸化されやすくなり、１．
３３を越えると膜が不安定になり、クラックや剥がれが
生ずる。また、Ｏ／Ｓｉの元素組成比を０〜０．９の範
囲に減少させることにより、表面の酸化を減少させ、安
定で表面エネルギーの低い膜を作ることができる。Ｏ／
Ｓｉの元素組成比が０．９を越えると水に対する濡れ性
が高くなり、画像流れが生じやすくなる。

【００１７】図１〜５は、本発明の１具体例である電子
写真感光体の模式的断面図である。図１の感光体は、導
電性基板１の上にアモルファスシリコンを主体とする光
導電層２と表面層３とを積層したものである。図２の感
光体は、図１の感光体の導電性基板１と光導電層２の間
に電荷注入阻止層４を設けたものである。図３の感光体
は、図２の感光体の光導電層２と表面層３の間に中間層
５を設けたものである。図４の感光体は、図３の感光体
の中間層５を第１の中間層７と第２の中間層８からなる
２層で構成したものである。図５の感光体は、図４の感
光体の光導電層２と第１の中間層７の間に電荷トラップ
層６を設けたものである。

【００１８】本発明で使用する導電性基板としては、ア
ルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、クロム等
の金属及びその合金を挙げることができる。また、基板
表面に導電化処理を施した絶縁性基板を使用することも
できる。絶縁性基板としては、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリイミド等の高分子フィルム又はシートや、ガラス、
セラミック等を挙げることができる。導電化処理は、上
記の金属又は金、銀、銅等を蒸着法、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して行う。

【００１９】本発明で使用する導電性基板は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼であるＣｒ−Ｎｉ含有鋼で形成す
ることができ、その表面にＭｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｗ又はＴ
ｉを主成分とする導電層を形成することが好ましい。こ
れらの導電層は、メッキ法、スパッタリング法、蒸着法
などにより形成することができる。また、本発明で使用
する導電性基板は、アルミニウム基板上にＣｒ，Ｔｉ，
Ｗ又はＭｏを主成分とする導電層を形成したものを使用
することができる。さらに、Ｍｏ，Ｗ又はＴｉから構成
される導電性基板を用いることもできる。

【００２０】導電性基板の厚さは、０．５〜５０ｍｍ、
好ましくは１〜２０ｍｍの範囲が適している。本発明で
使用する導電性基板は、表面が研磨されたものを使用す
ることができる。研磨法としては、バフ研磨、砥石研磨
等により、研磨剤の粗さを粗粒から微粒に変えながら繰
り返し研磨することにより平滑な面を形成することがで
きる。表面の粗さは、Ｒｓで２Ｓ〜０．０２Ｓの範囲、
好ましくは０．５Ｓ〜０．０３Ｓの範囲のものを用いる
ことができる。なお、表面は完全鏡面であってもよい
し、細い筋で曇り状になっていてもよいが、全体として
は平滑であって、旋盤切削で切削ピッチの境界面に凸状
部が残留していなことが必要である。

【００２１】導電性基板上には、所望により電荷注入阻
止層を設けることができる。電荷注入阻止層は、第III
族元素又は第Ｖ族元素を添加したアモルファスシリコン
よりなる。添加物として第III 族元素を用いるか、第Ｖ
族元素を用いるかは、感光体の帯電極性によって決定さ
れる。電荷注入阻止層には、第III 族元素又は第Ｖ族元
素に加えて、窒素、酸素、炭素及びハロゲンのうち、少
なくとも１つを含有させてもい。膜厚は、０．１〜１０
μｍ、好ましくは０．１〜５μｍである。

【００２２】光導電層は、水素及び／又はハロゲンを含
有するアモルファスシリコンを主体として形成される。
水素及び／又はハロゲンの含有量は、３〜４０原子％の
範囲が適している。光導電層には、導電性を制御する不
純物元素として、第III 族元素を添加することが好まし
い。その添加量は、感光体の帯電符号、必要な分光感度
によって決定され、０．０１〜１０００ｐｐｍの範囲で
添加する。

【００２３】アモルファスシリコンを主体とする光導電
層には、帯電性の向上、暗減衰の低減、感度の向上等の
目的で、さらに、窒素、炭素、酸素等の元素を添加する
ことが可能である。また、光導電層には、Ｇｅ及び／又
はＳｎを含有させてもよい。さらに、本発明の光導電層
は、電荷発生層と電荷輸送層の２層で構成してもよい。
光導電層の膜厚は１〜１００μｍ、好ましくは５〜６０
μｍの範囲である。

【００２４】光導電層と表面層との界面で電荷の横流れ
による画像ぼけを防止するために、電荷トラップ層を設
けてもよい。電荷トラップ層は、第III 族元素及び第Ｖ
族元素の中から選ばれた１種以上の元素を含有するアモ
ルファスシリコンで構成される。第III 族元素又は第Ｖ
族元素は感光体の帯電極性に応じて選択され、感光体が
正帯電性の場合は第III 族元素を、負帯電性の場合は第
Ｖ族元素を含有させる。第Ｖ族元素の含有量は０．０１
〜１０００ｐｐｍの範囲で、第III 族元素の含有量は５
〜１００００ｐｐｍの範囲で膜厚に応じて適宜設定され
る。電荷トラップ層の膜厚は０．０１〜１０μｍ、好ま
しくは０．１〜５μｍの範囲である。

【００２５】本発明の特徴である表面層は、水素を添加
せずに、水素化ケイ素及び／又はハロゲン化ケイ素ガス
と窒素ガス、必要に応じて、第III 族元素、第Ｖ族元素
又はハロゲンを原料ガスとして用いる。

【００２６】上記水素化ケイ素ガスとしてはＳｉＨ₄、
Ｓｉ₂Ｈ₆等、ハロゲン化水素ガスとしてはＳｉＨ
₃Ｆ、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨＦ₃、ＳｉＦ₄等を使用す
ることができる。また、第III 族元素を含む原料ガスと
しては、典型的にはＢ₂Ｈ₆が挙げられるが、Ｂ
₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁などの他にＡｌＨ₃等を使
用することもできる。また、第Ｖ族元素ガスを含む原料
ガスとしては、典型的には、ＰＨ₃、ＡｓＨ₃、ＳｂＨ
₃、ＢｉＨ₃などを用いることができる。

【００２７】表面層は、電荷注入阻止能を向上させ、帯
電性を改善するため、あるいは、電気抵抗を制御し、光
露光後の残留電位の安定化や低下のため、第III 族元素
や第Ｖ族元素を含ませることができる。第III 族元素及
び第Ｖ族元素は、感光体の帯電極性に応じて選択され、
感光体が正帯電性の場合は第Ｖ族元素を、負帯電性の場
合は第III 族元素を含有させる。

【００２８】第III 族元素を含ませる場合には、使用す
るガスは１００％のガスでもよいし、窒素希釈でも良
い。第III 族元素の場合には、ケイ素に対して０．０１
〜１００００ｐｐｍの範囲が適しており、０．０１ｐｐ
ｍを下回ると効果がなく、１００００ｐｐｍを越える
と、表面の濡れ性が増加し、経時変化が大きくなる。

【００２９】第Ｖ族を含ませる場合には、使用するガス
は１００％のガスでも良いし、窒素で希釈しても良い。
第Ｖ族は、ケイ素に対して０．１〜１００ｐｐｍの範囲
が適しており、０．１ｐｐｍを下回ると効果がなく、１
００ｐｐｍを越えると、表面の濡れ性が増加し、経時変
化が大きくなる。

【００３０】表面層の作製は、プラズマＣＶＤ法による
グロー放電分解法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法、真空蒸着法等で行うことができる。以下、グ
ロー放電分解法による作製を例にして説明する。グロー
放電は直流放電、交流放電のいずれを採用してもよく、
成膜条件としては、基板温度が１００〜３００℃、好ま
しくは１５０〜２５０℃の範囲、周波数は０〜５ＧＨｚ
の範囲、反応器内圧は０．１〜１３３３Ｐａの範囲、放
電電力は１００〜３０００Ｗの範囲が適している。表面
層の膜厚は０．０１〜１μｍ、好ましくは０．１〜１μ
ｍの範囲が適している。０．０１μｍ未満では、電荷注
入阻止性が不足し、１μｍを越えると残留電位が高くな
り、繰り返し電位の安定性が悪い。

【００３１】上記のように作製した表面層は、窒素ガス
を用いたプラズマで低圧下（１０〜２７０Ｐａ）で処理
することにより、感光体の最表面の酸素量を減少させ、
窒素量を増加させることができる。処理条件は、基板温
度が１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃の
範囲、周波数は０〜５ＧＨｚの範囲、反応器内圧は０．
１〜１３３３Ｐａの範囲、放電電力は１００〜３０００
Ｗの範囲が適している。

【００３２】処理された表面層の純水との接触角は、８
５°〜１５０°、好ましくは１１０〜１５０°の範囲が
てきしている。接触角が８５°を下回ると、高湿時にコ
ロナ放電を発生して画像ぼけが発生しやすい。

【００３３】中間層は、基板からの電荷を注入防止する
ために設けるものであり、炭素、酸素、窒素、第III 族
元素又は第Ｖ族元素を含有するアモルファスシリコンで
構成され、複数層で構成してもよい。複数層で構成する
ときには、第１の中間層は炭素、酸素及び／又は窒素の
原子濃度を第２の中間層の前記原子濃度より低くし、第
１の中間層はケイ素原子に対する原子比で０．１〜１．
０にあり、膜厚は０．０１〜０．１μｍの範囲にあり、
第２の中間層はケイ素原子に対する原子比で０．１〜
１．０にあり、膜厚は０．０５〜１μｍの範囲にあるの
が好ましい。第III 族元素又は第Ｖ族元素は、感光体の
帯電極性に応じて選択され、感光体が正帯電性の場合は
第Ｖ族元素を、負帯電性の場合は第III 族元素を含有さ
せる。

【００３４】次に、導電性基板上に、上記のアモルファ
スシリコン各層を形成する方法について説明する。導電
性基板上に形成する各層は、いずれもプラズマＣＶＤ法
によるグロー放電分解法、スパッタリング法、イオンプ
レーティング法、真空蒸着法等により形成することがで
きる。その際、原料ガスとしてはケイ素原子を含む主原
料ガスが用いられる。

【００３５】以下、グロー放電分解法を例にして、光導
電層、電荷注入阻止層、補助層及び電荷トラップ層の形
成について説明する。原料ガスとしては、上記の主原料
ガスに必要な添加物元素を含むガスを加えて混合ガスと
して用いる。そして、必要に応じて、水素、又は、ヘリ
ウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスをキャリアガス
として使用することができる。

【００３６】グロー放電分解法は、直流放電、交流放電
のいずれを採用してもよく、成膜条件としては、周波数
０〜５ＧＨｚ、反応器内圧０．００１〜１３３３Ｐａ
（１０ ^-5〜１０Ｔｏｒｒ）、放電電力１０〜３０００Ｗ
であり、基板温度は３０〜３００℃の範囲で適宜設定す
ることができる。膜厚は、放電時間の調整により適宜設
定することができる。

【００３７】アモルファスシリコンを主成分とする層を
形成するときのケイ素原子を含む主原料ガスとして、Ｓ
ｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆等の水素化ケイ素ガスや、ＳｉＨ₃
Ｆ、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨＦ₃、ＳｉＦ₄等のハロゲン
化ケイ素を使用することができる。

【００３８】第III 族元素を含む原料ガスとしては、典
型的にはジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）が挙げられるが、Ｂ₄Ｈ
₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁などの他にＡｌＨ₃等を使用す
ることもできる。また、第Ｖ族元素ガスを含む原料ガス
としては、典型的には、ＰＨ ₃、ＡｓＨ₃、ＳｂＨ₃、
ＢｉＨ₃などを用いることができる。

【００３９】窒素を含む原料ガスとしては、Ｎ₂単体ガ
ス、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｈ₄、ＨＮ₃等の水素化窒素化合物を
用いることができる。酸素を含む原料ガスとしては、Ｏ
₂、Ｎ₂Ｏ、ＣＯ、ＣＯ₂などを用いることができる。

【００４０】炭素を含む原料ガスとしては、メタン、エ
タン、プロパン、ペンタン等の一般式Ｃ_nＨ_2n+2で示さ
れるパラフィン系炭化水素；エチレン、プロピレン、ブ
チレン、ペンテン等の一般式Ｃ_nＨ_2nで示されるオレフ
ィン系炭化水素；アセチレン、アリレン、ブチン等の一
般式Ｃ_nＨ_2n-2で示されるアセチレン系炭化水素等の脂
肪族炭化水素；シクロプロパン、シクロブタン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプテン、シクロブ
テン、シクロペンテン、シクロヘキセン等の脂環式炭化
水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ア
ントラセン等の芳香族炭化水素又はそれらの置換体を挙
げることができる。これらの炭化水素は枝分かれ構造が
あってもよく、また、ハロゲン置換体であってもよい。
例えば、四塩化炭素、クロロホルム、四フッ化炭素、ト
リフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、ジクロ
ロジフルオロメタン、ブロモトリフルオロメタン、パー
フルオロエタン、パーフルオロプロパン等のハロゲン化
炭化水素を用いることができる。以上列記した炭素を含
む原料は、常温でガス状であってもよいし、固体状又は
液状であってもよい。固体状又は液状の場合は、気化し
て用いられる。

【００４１】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例で詳しく説
明する。〔実施例１〕厚さ４ｍｍ、Ｒｍａｘ０．０５μｍの表面
粗度のＡｌ製円筒状基板を用い、その上にｐ型の電荷注
入阻止層、光導電層、合計厚さ０．３μｍのＳｉＮ_xよ
りなる２つの中間層、及び、膜厚０．３μｍの表面層を
順次設けてアモルファスシリコン感光体を作製した。

【００４２】基板を反応器内にセットして十分に排気し
た後、シランガス、水素ガス及びジボランガスの混合ガ
スを導入し、グロー放電分解により基板上に膜厚２μｍ
の電荷注入阻止層を形成した。その際の成膜条件は次の
とおりである。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：９０ｃｍ³／ｍｉｎ２００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：９０ｃｍ³／
ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：２００Ｗ放電時間：６０ｍｉｎ放電周波数：１３．５６ＭＨｚ基板温度：２５０℃ （なお、以下の各層の製造条件における放電周波数及び
基板温度は上記の値に固定した。）

【００４３】電荷注入阻止層形成後、反応器を十分に排
気し、次いで、シランガス、水素ガス及びジボランガス
の混合ガスを導入し、グロー放電分解により電荷注入阻
止層の上に膜厚２０μｍの光導電層を形成した。その際
の成膜条件は次のとおりである。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：１６２ｃｍ³／ｍｉｎ２０ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：１８ｃｍ³／ｍ
ｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２００ｍｉｎ

【００４４】光導電層形成後、反応器を十分に排気し、
次いで、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、
グロー放電分解により光導電層の上に膜厚０．１５μｍ
の第１の中間層を形成した。その際の成膜条件は次のと
おりである。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：１００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００４５】第１の中間層形成後、反応器を十分に排気
し、次いで、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入
し、グロー放電分解により第１の中間層の上に膜厚０．
１５μｍの第２の中間層を形成した。その際の成膜条件
は次のとおりである。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％アンモニアガス流量：１５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００４６】第２の中間層形成後、反応器を十分に排気
し、次いで、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入
し、グロー放電分解により第２の中間層の上に膜厚０．
１μｍの表面層を形成した。その際の成膜条件は次のと
おりである。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２０ｍｉｎ

【００４７】表面層形成後、反応器を十分に排気し、次
いで、窒素ガスを導入し、グロー放電させて表面処理を
行った。その際の処理条件は次のとおりである。１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２０ｍｉｎ

【００４８】このように作製された感光体は、その表面
の純水との接触角が１１５°であった。また、最表面の
組成比（ＸＰＳで測定）は、Ｎ／Ｓｉが１．１、Ｏ／Ｓ
ｉが０．７であった。この感光体を実験用に改造した富
士ゼロックス社製ＸＰ−１１プリンターに組み込み、プ
リントテストを行った。このプリンターにはドラムヒー
ターは無く、また、クリーニングはブレードクリーニン
グである。帯電電位は４５０Ｖで残留電位は５０Ｖであ
った。また、繰り返しによっても電気特性は安定してい
た。現像剤として１成分現像剤を使用し、磁気ブラシ現
像を行ったところ、得られた画像は鮮明であり、カブリ
は全く認められなかった。１０万枚プリント後も画像ボ
ケや感光体表面にトナーフィルミングによる画像ムラも
認められなかった。

【００４９】〔実施例２〕実施例１と同じ基板の上にｎ
型の電荷注入阻止層、光導電層及び膜厚０．５μｍの表
面層を順次設けてアモルファスシリコン感光体を作製し
た。基板を反応器にセットして十分に排気した後、シラ
ンガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、グロー放電分
解により基板上に膜厚０．２μｍの電荷注入阻止層を形
成した。その際の成膜条件は次のとおりである。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：３０ｍｉｎ

【００５０】電荷注入阻止層形成後、反応器を十分に排
気し、次いで、シランガス、水素ガス及びジボランガス
の混合ガスを導入し、グロー放電分解により電荷注入阻
止層の上に膜厚２０μｍの光導電層を形成した。その際
の成膜条件は次のとおりである。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：１７８ｃｍ³／ｍｉｎ２０ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：２ｃｍ³／ｍｉ
ｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２００ｍｉｎ

【００５１】光導電層形成後、反応器を十分に排気し、
次いで、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、
グロー放電分解により光導電層の上に膜厚０．５μｍの
表面層を形成した。その際の成膜条件は次のとおりであ
る。１００％シランガス流量：１０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００５２】表面層形成後、反応器を十分に排気し、次
いで、窒素ガスを導入し、グロー放電させて表面処理を
行った。その際の処理条件は次のとおりである。１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２０ｍｉｎ

【００５３】このように作製された感光体は、その表面
の純水との接触角が１１０°であった。また、最表面の
組成比（ＸＰＳで測定）は、Ｎ／Ｓｉが１．０、Ｏ／Ｓ
ｉが０．７５であった。この感光体を実施例１と同様に
プリントテストを行った。帯電電位は−５００Ｖで残留
電位は−７０Ｖであった。また、繰り返しによっても電
気特性は安定していた。得られた画像は鮮明であり、カ
ブリは全く認められなかった。１０万枚プリント後も画
像ボケや感光体表面トナーのフィルミングによる画像ム
ラも認められなかった。

【００５４】〔実施例３〕表面層にホウ素をドーピング
した以外は、実施例２と同じ電子写真感光体を実施例２
と同様に作製した。表面層の成膜条件は次のとおりであ
った。１００％シランガス流量：１０ｃｍ³／ｍｉｎ窒素ガス希釈１０００ｐｐｍＢ₂Ｈ₆ガス流量：２００
ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００５５】表面層形成後、反応器を十分に排気し、次
いで、窒素ガスを導入し、グロー放電させて表面処理を
行った。その際の処理条件は次のとおりである。１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００５６】このように作製された感光体は、その表面
の純水との接触角が１０５°であった。なお、最表面の
組成比（ＸＰＳで測定）Ｎ／Ｓｉは１．０、また、Ｏ／
Ｓｉは０．７５であった。この感光体を実施例１と同様
にプリントテストを行った。帯電電位は−５５０Ｖで残
留電位は−２０Ｖであった。また、繰り返しによっても
電気特性は安定していた。得られた画像は鮮明であり、
カブリは全く認められなかった。１０万枚プリント後も
画像ボケや感光体表面トナーのフィルミングによる画像
ムラも認められなかった。

【００５７】〔実施例４〕実施例２と同じ膜条件で光導
電層を作製した後、反応器を排気し、次いで、シランガ
ス、ジボランガス及びエチレンガスの混合ガスを導入
し、グロー放電分解することにより約０．５μｍの膜厚
の中間層を形成した。中間層の成膜条件は次のとおりで
あった。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％エチレンガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ２００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：１８０ｃｍ³
／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：２００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００５８】中間層形成後、反応器を十分に排気し、次
いで、シランガス及び窒素ガス及びフッ化珪素ガスの混
合ガスを導入し、グロー放電分解により中間層の上に膜
厚０．３μｍの表面層を形成した。その際の成膜条件は
次のとおりである。１００％シランガス流量：５ｃｍ³／ｍｉｎ１００％フッ化珪素ガス流量：５ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：５ｍｉｎ

【００５９】表面層形成後、反応器を十分に排気し、次
いで、窒素ガスを導入し、グロー放電させて表面処理を
行った。その際の処理条件は次のとおりである。１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：５ｍｉｎ

【００６０】このように作製された感光体は、その表面
の純水との接触角が１０５°であった。なお、最表面の
組成比（ＸＰＳで測定）は、Ｎ／Ｓｉが０．９で、Ｏ／
Ｓｉが０．８であった。この感光体を実施例１と同様に
プリントテストを行った。帯電電位は−５５０Ｖで残留
電位は−２０Ｖであった。また、繰り返しによっても電
気特性は安定していた。得られた画像は鮮明であり、カ
ブリは全く認められなかった。１０万枚プリント後も画
像ボケや感光体表面トナーのフィルミングによる画像ム
ラも認められなかった。

【００６１】〔比較例〕実施例１と同じ基板の上にｎ型
の電荷注入阻止層、光導電層及び膜厚０．５μｍの表面
層を順次設けてアモルファスシリコン感光体を作製し
た。基板を反応器にセットして十分に排気した後、シラ
ンガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、グロー放電分
解により基板上に膜厚０．２μｍの電荷注入阻止層を形
成した。その際の成膜条件は次のとおりである。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：３０ｍｉｎ

【００６２】電荷注入阻止層形成後、反応器を十分に排
気し、次いで、シランガス、水素ガス及びジボランガス
の混合ガスを導入し、グロー放電分解により電荷注入阻
止層の上に膜厚２０μｍの光導電層を形成した。その際
の成膜条件は次のとおりである。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：１７８ｃｍ³／ｍｉｎ２０ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：２ｃｍ³／ｍｉ
ｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２００ｍｉｎ

【００６３】光導電層形成後、反応器を十分に排気し、
次いで、シランガス及びアンモニアガスの混合ガスを導
入し、グロー放電分解により光導電層の上に膜厚０．５
μｍの表面層を形成した。その際の成膜条件は次のとお
りである。１００％シランガス流量：１００ｃｍ³／ｍｉｎ１００％アンモニアガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．７Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００６４】このように作製された感光体は、その表面
の純水との接触角が５５°であった。また、最表面の組
成比（ＸＰＳで測定）は、Ｎ／Ｓｉが０．７で、Ｏ／Ｓ
ｉが１．２０であった。この感光体の帯電テストを行っ
たところ、画像ボケを生じ、良好な感光体特性を示さな
かった。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、高硬度で耐摩耗性に優れ、かつ、低摩耗力表面及
び低エネルギー表面を有し、耐酸化性が良好であり、電
気特性、光学特性が良好で、多数枚にわたり良好な画像
を得ることができるアモルファスシリコン感光体を提供
することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の１例である模式的断
面図である。

【図２】図１の導電性基板と光導電層の間に電荷注入阻
止層を設けた電子写真感光体の模式的断面図である。

【図３】図２の光導電層と表面層の間に中間層を設けた
電子写真感光体の模式的断面図である。

【図４】図３の中間層として第１の中間層と第２の中間
層を設けた電子写真感光体の模式的断面図である。

【図５】図４の光導電層と第２の中間層の間に電荷トラ
ップ層を設けた電子写真感光体の模式的断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基板上にアモルファスシリコンか
らなる光導電層とアモルファス窒化ケイ素からなる表面
層を有する電子写真感光体において、感光体の最表面に
おけるＮ／Ｓｉの元素組成比が０．８〜１．３３の範囲
で、Ｏ／Ｓｉの元素組成比が０〜０．９の範囲にあるこ
とを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】前記表面層が窒素ガスプラズマで処理さ
れてなることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光
体。
【請求項３】前記表面層は純水との接触角が８５°〜
１５０°であることを特徴とする請求項１又は２記載の
電子写真感光体。
【請求項４】前記表面層が第III 族元素又は第Ｖ族元
素を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の電子写真感光体。
【請求項５】前記光導電層と前記表面層との間に中間
層を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に記載の電子写真感光体。
【請求項６】導電性基板上に少なくともアモルファス
シリコンからなる光導電層を形成した後、表面層を形成
する電子写真感光体の製造方法において、水素化ケイ素
及び／又はハロゲン化ケイ素ガスと窒素ガスを原料に
し、水素ガスを添加せずに表面層を形成した後、該表面
層を窒素ガスプラズマ処理を施すことを特徴とする電子
写真感光体の製造方法。
【請求項７】前記基板を１００〜３００℃に加熱しな
がら、グロー放電法で表面層を形成した後、該表面層を
窒素ガスプラズマ処理を施すことを特徴とする請求項６
記載の電子写真感光体の製造方法。