JPS61281249A - 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　ｓ
　Ｔｅ　ｓ　Ｓｂ等をドープした感光体、ＺｎＯやＣｄ
Ｓ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−５ｔ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−３ｉ　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−５
ｔ：Ｈと称する。）の暗所での抵抗率は１０”〜１０９
Ω−■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太き（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−８ｉ：ｌ（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っている。一方、アモルファ
ス炭化シリコン（以下、ａ−３ｉＣ：Ｈと称する。）に
ついて、その製法や存在が“Ｐｈ１１．Ｍａｇ、　Ｖｏ
）、３５”（１９７８）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：）（
と比較して高い暗所抵抗率（１０”〜１０”Ω−ｃＩＩ
Ｉ）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１．６〜２．８ｅ　Ｖ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。

また、本発明者は、特にａ−３ｉＣ：Ｈを使用した感光
体について検討を加えた結果、従来の感光体には次の如
き欠点があることが判明した。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ａ−３ｔｓＨ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
示存在し、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充分に乗越えること
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、
耐環境性、経時的安定性及び耐久性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。

二０発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明による感光体は、 （ａ）、アモルファス水素化及び／又はフッ素化シリコ
ンからなる電荷発生層と、 （′ｂ）、この電荷発生層上に形成され、かつ無機物質
からなる表面改質層と、 （ｃ１、前記電荷発生層下にグロー放電分解によって形
成されたアモルファス水素化及び／又はフッ素化炭化シ
リコンからなり、かつ前記グロー放電分解時に周期表第
ＩＩＩａ族元素供給ガスのシリコン化合物ガスに対する
供給比が２０容量ｐｐｍ以下となる条件下で前記周期表
第ＩＩＩａ族元素がドープされた電荷輸送層と、（ｄ）
、こめ電荷輸送層と前記電荷発生層との間にグロー放電
分解によって形成されたアモルファス水素化及び／又は
フッ素化炭化シリコンからなり、この炭化シリコンの炭
素含有量が前記電荷輸送層のそれよりも低く、かつ前記
グロー放電分解時に周期表第ＩＩＩａ族元素供給ガスの
シリコン化合物ガスに対する供給比が２０容量ｐｐｍ以
下となる条件下で前記周期表第ＩＩＩａ族元素がドープ
された遷移層と、（ｅ）、前記電荷輸送層下に形成され
、アモルファス水素化及び／又はフッ素化炭化シリコン
からなり、かつ周期表第ＩＩＩａ族又は第Ｖａ族元素が
ドープされた電荷ブロッキング層とを有する感光体であ
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り、特にアモルファス水素化及
び／又はフッ素化炭化シリコン層がブロッキング層とし
て基体側に存在することから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、
暗減衰の減少を図れる。更に、電荷輸送層も同様の炭化
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、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）表面改質層の存在によって耐久性、安定
性等が向上する。

また、本発明で重要なことは、電荷輸送層と電荷発生層
との間にあるかなり大きな光学的バンドギャップが上記
遷移層によって緩和され（換言すれば低減せしめられ）
、各層間のバンドギャップが小さくなるため、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向上させる
ことができる。更に、単なるａ−３ｉＣ：Ｈ／ａ−３ｔ
：Ｈ／ａ−３ｉＣ：Ｈの３層構造等に比べて、電荷輸送
層及び遷移層には上記した周期表第ＩＩＩａ族元素を所
定量含有させているので、帯電特性を充分にし、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。

ホ、実施例 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、第１図に示す如（、導電性支持
基板１上に、周期表第ＩＩＩａ族元素のドーピングされ
た電荷輸送層としてのａ−５ｉＣ：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−３ｉＣｓＨ
層３と、電荷発生層としてのａ−３ｉ：Ｈ層４とが順次
積層され更に、基板１とａ−３ｉＣ：Ｈ層２との間に、
周期表第Ｖａ族又はＩＩＩａ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
−３ｉＣ：Ｈ層５が設けられている。また、第１図の例
では電荷発生層４上に表面改質層（例えばａ−３ｉＣ：
Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ層）６が設けられている。

ａ−３ｉＣ：Ｈ層５は基板１からのキャリアの注入を防
止して表面電位を充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４００人〜２μｍで
あるのが望ましい。ａ−３ｉＣ：Ｈ層２は主として電位
保持、電荷輸送機能を有し、１０〜３０μｍの厚みに形
成されるのがよい。電荷発生層４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１〜１０μｍであるのが望ましい。更に、ａ　−５ｉ
Ｃ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ層６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刷性の向上、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くもので
ある。

この表面改質層６の厚みは望ましくは４００人〜ｓｏｏ
。

人と薄くする。

この感光体においては、ａ−３ｉＣ又はａ　−３ｉＮ／
ａ−３ｉ　：Ｈ／ａ−３ｉＣの積層構造を持つ特長を具
備するだけでなく、ａ−３ｉＣ：Ｈブロッキング層が周
期表第ＩＩＩａ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
されることである。しかもこれに加えて、電荷輸送層２
及び遷移層３（更には電荷発生層４、表面改質層６）に
周期表第ＩＩＩａ族元素の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。また、第１図の感光体は上記積層構造を具
備しているので、従来のＳｅ感光体と比較して薄い膜厚
で高い電位を保持し、可視領域及び赤外領域の光に対し
て優れた感度を示し、耐熱性、耐剛性が良く、かつ安定
した耐環境性を有するａ−３ｉ系感光体く例えば電子写
真用）を提供することができる。

しかも、上記ａ−３ｉＣ：８層２と電荷発生層４との光
学的バンドギャップは例えば０．３ｅＶ以上あるが、こ
れら両層間にそのバンドギャップを緩和するようにａ−
３ｉＣ：ｌ（層３が遷移層として望ましくは厚さ４００
人〜２μｍに設けられ、かつこの遷移層の存在によって
ａ−５ｉＣ：８層２と光導電層４との間の各層間の光学
的バンドギャップが０．３ｅＶ以下に抑えられているこ
とが重要である。第２図には、ａ−３ｉＣ：Ｈの炭素原
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−８ｉＣ：Ｈ層を成長させるに際し炭素量をコントロ
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。

又、遷移層の炭素含有率を電荷輸送層の炭素含有率より
も最低３ａｔｏｍｉｃ％以上少なくする事により、効果
的に光導電層４、遷移層３、電荷輸送層２間のバンドギ
ャップを０．３ｅＶ以下にすることができる。各層の炭
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　＋　Ｃ＝１００　ａｔｏ
ｍｉｃ％としたとき層２の炭素含有量は５〜３Ｑａｔｏ
ｍｉｃ％であるのがよい。層３の炭素含有量は２〜２５
ａ　ｔｏＩＩｌｉ　ｃ％であるのがよい。

このように遷移層３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５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４との間には０．３ｅ　Ｖ　以上のバン
ドギャップ（コンダクションバンドＣＢの差）ΔＥが存
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が存在し、この遷移層
３と上記両層２．４とのバンドギャップを上記ΔＥより
ずっと小さく　（例えば約〃）なっている。このため、
表面を負帯電後に光照射を行なった際、電荷発生層４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遷移層３へ容易に移動し、更に
次の電荷輸送層２へと移動する。

このとき、各層４−３．３−２間のバンドギャップが０
．３ｅＶよりずっと小さいために、電子は電荷発生層４
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。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充分
なものとなり、残霜現象も少なくなる。これに反して、
上記遷移層を設けない場合には、バンドギャップΔＥ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との間のバンドギャップ（バレ
ンスパントＶＢの差）が、ブロッキング層がＮ＋型化し
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５をＰ＋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４との間に遷移層３が
存在しているために各層間のバンドギャップがかなり小
さくなっている。従って１、光照射時に電荷発生層４内
で発生したホールは遷移層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、残霜も少なくなる。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“型化していて基板１との間に充分なエネルギー障
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、
炭素含有量の多い電荷輸送層２が電荷発生層４に直接接
している場合にはその間の接合がとりすらく、接合特性
が不十分となるが、炭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−３ｉＣ：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（グロー放電装置）を第２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
高周波電源６７が配され、基板１との間に高周波電源６
６によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の７
２はＳ　ｉ　Ｈａ又はガス状シリコン化合物の供給源、
７３は０□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Ｎ　Ｈ３、Ｎ　ｚ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Ｂ　ｚ　Ｈｂ又はＰＨ，）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Ａ！基板１０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１００〜３５０℃（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、ＳｉＨ，又はガ
ス状シリコン化合物、ＢｚＨｂ　（又はＰＨｘ）、−Ｃ
Ｈ４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６７．１！：基板
１との間でグロー放電分解し、ボロン又はリンヘビード
ープドａ−３ｉＣ：Ｈ，ボロンドープドａ−ＳｉＣ：Ｈ
１ボロンドープドａ−３ｔ：Ｈ，ボロンドープドａ−３
ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈを上記の層５．２．３．４
．６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６について
は、上記した効果を発揮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った。組成比をａ
−３ｔ、−ｘＣｘ　：　Ｈ又はａ　−Ｓ　ｉ　ｒ　　　
ｙ　Ｎ　ｙ　：　Ｈと表わせば、特に０．１≦ｘｓ０．
１とすること（Ｓ　ｉ　＋　Ｃ＝１００　ａｔｏｍｉｃ
％とすれば炭素原子含有量が１０ａｔｏｍｉｃ％〜７０
ａｔｏｍｉｃ％であること）、同様に０．１　≦７５０
．７　　（Ｓ　ｉ　＋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
及び赤外光に対し実質的に光導電性（但、ρ。は暗所で
の抵抗率、ρ、は光照射時の抵抗率であって、ρ。／ρ
、が小さい稲光導電性が低い）を示さず、いわゆる光学
的に透明な窓効果により殆んど照射光はａ−３ｔ：Ｈ層
（電荷発生層）４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
と層の殆んどが炭素又は窒素となり、半導体特性が失わ
れる外、ａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈ膜グロー放
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。

ａ−３ｉＣ：Ｈ電荷輸送層２は炭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４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
ることなく、効率よく注入させることができる。従って
このａ−３ｉＣｚＨ層２は実用レベルの高い表面電位を
保持し、３−３ｔ　：Ｈ層４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−３ｉＣ：Ｈ層２をａ′−３ｉ
ｌ　−ｘＣｘ　：　Ｈと表わしたとき、０．０５≦Ｘ≦
０．３（炭素原子含有量が５ａｔｏｍｉｃ％〜３０ａｔ
ｏＩＩＩｉｃ％：但し、Ｓ　ｔ　＋　ＣｗｌｏＯａｔｏ
ｍｉｃ％）とするのが望ましい。遷移層３の炭素原子含
有量は２〜２５ａｔｏｍｉｃ％とするのがよい。また、
ａ−３ｉＣ：Ｈ電荷ブロッキング層５の炭素含有量も層
２と同じく５〜３０ａｔｏｍｉｃ％とするのがよい。

上記のａ−３ｉＣ：Ｈ層及びａ−３ｉＮｚＨ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１〜４０ａ
ｔｏｍｉｃ％（更には１０〜３０ａｔｏｍｉｃ％）とす
るのが望ましい。電荷発生層４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１〜４０ａ
ｔｏｍｉｃ％であり、３．５〜２０ａｔｏｍｉｃ％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−３ｉＣ：Ｈｉｉ５の形成に際しＰＨ，（ホスフィン
）と５ｉＨ４（モノシラン）との流量比を変えた場合、
ＰＨ３によるリンドープの結果、Ｎ型の導電性が安定化
する領域に於て、上記した基板からのキャリアの注入を
充分に防止できるブロッキング層とするにはＰＨ。

／　Ｓ　ｉ　Ｈａの流量比は１〜１０００容量ｐｐ＋ｉ
にするのがよい。また、ボロンドープによるＰ型化の場
合、ＢｚＨｂ／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。電荷ブロッ
キング層のρ、はρ、≦１０″Ω−ロとするのがよい。

一方、上記の層２．３．４の形成時に行なうボロンドー
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わしたとき
に、層２及び３ではＢＡＨ。

／ＳｉＨ，≦２０容量ｐｐｍとすべきであり、２〜１０
容ｔｐｐｍとするのがよい。この範囲を越えると、バン
ドギャップの制御が困難となる。層４ではＢ　ｚ　Ｈｂ
／Ｓ　ｉ　Ｈ，＝０．１〜１０容量ｐｐｍ　％層６では
ａ−３ｉＣ：ＨのときはＢｚＨｂ／　Ｓ　ｉ　Ｈａ　＝
０．１〜２０容量ｐｐｍ　％ａ−ＳｉＮ：ＨのときはＢ
ｔＨｂ／Ｓ　ｔ　Ｈ４＝ｌ　〜１０００容量ｐｐｍ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の代りに
、或いはＨと併用してフッ素を導入し、ａ−３ｉ　：Ｆ
％　ａ−３ｉ　：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：　Ｆ　％　ａ　
　Ｓ　ｉＣ：　Ｈ：　Ｆとすることもできる。

この場合のフッ素量は０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％が
よく、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　Ｈａ以外にもＳｉ、Ｈ，，５
ｔＨＦｅ、ｓｔＦ’４又はその誘導体ガス、ＣＨａ以外
のＣｚ　Ｈｂ　−Ｃ３Ｈｓ等の低級炭化水素ガスが使用
可能である。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、インジウム等の他の
周期表第ＩＩＩａ族元素、リン以外のヒ素、アンチモン
等の他の周期表第Ｖａ族元素が使用可能である。

次に、本発明による感光体の各層を更に詳しく説明する
。

１１贅道１ このａ−３ｉＣ：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１０′３Ω−口取上あって、耐
高電界性を有し、単位膜厚光りに保持される電位が高く
、しかも感光層４から注入される電子又はホールが大き
蛙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、炭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４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く、効率よく注
入させることができる。また、ａ−３ｉＣ：Ｈは支持体
１、例えばＡβ電極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−３ｉＣ：Ｈ層２は実用レベルの高い表面電位を
保持し、ａ−３ｉ：）（層４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−３ｉＣ：）［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１０μｍ〜３０μｍであることが望ましい
。この膜厚が１０μｍ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
表面電位が高くなって付着したトナーの剥離性が悪くな
り、二成分系現像剤のキャリアも付着してしまう。但、
このａ−３ｉＣ：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。

」」１１ このａ−３ｉＣ：Ｈ層３は上記した如く、キャリアの移
動をスムーズに行な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バンドギャップを減少させる効果
を有していると共に、ａ−３ｉＣ：Ｈとａ−３ｉ：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。

ａ−３ｉＣｓＨ層３の厚みは４００人〜２μｍに選ぶの
がよいが、４００人未満ではａ−３ｉＣ：Ｈ層２とａ−
３ｉ：Ｈ層４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
ＣｓＨ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。

ブユヱ土２久ｌ この層５は基板１からのキャリア（ホール）の注入を充
分に阻止し得るエネルギー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−３ｉＣ：Ｈ層５
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
〜２μｍ（更には４００人〜５０００人）に選択するの
がよい。

４００人未満では効果がなく、２μｍを越えると却って
電位保持性が低下し易い。また、このブロッキング層の
炭素含有量はａ−３ｉＣ：Ｈ層２と同じであってよい。

ａ−３ｉ：）（（可　　生　　） このａ−３ｔ：Ｈ層４は、可視光及び赤外光に対し高い
光導電性を有するものであって、波長６５０ｎｍ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−３ｔ：Ｈを感光
層として用いれば、可視領域全域及び赤外領域の光に対
して高感度な感光体を作成できる。可視光及び赤外光を
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４の膜厚は１〜１０μｍ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−５ｉＣ：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　−３ｉ　：Ｈ
層４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、１０μｍとすれば充分である。

魔ｍ この表面改質層６（第１図参照）は、感光体の表面を改
質してａ−３ｔ系悪感光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、Ｓｉｎ、Ｓｉｎ、、Ａ　ｌ　
ｔ　Ｏｘ、Ｔ　ａ　、０．、Ｃｅ０ｚ　、ＺｒＯ２、Ｔ
ｔＯｚ　％ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＰｂＯ１ＳｎＯ，、ＭｇＦ
、、ＺｎＳ及びアモルファス炭化又は窒化シリコン（但
、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６の厚みは４００人〜５０００人であればよ
＜　、４００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５０００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。

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図又は第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１０−　
’Ｔｏｒｒ台の高真空度に排気し、支持体温度を２００
℃に加熱した後高純度Ａｒガスを導入し、Ｑ、５　Ｔｏ
ｒｒの背圧のもとて周波数１３．５６　ＭＨｚ、電力密
度０．０４Ｗ／−の高周波電力を印加し、１５分間の予
備放電を行った。次いで、Ｓ　ｉＨｓとＣＨ４からなる
反応ガスを導入し、流量比１：１：０．５〜４の（Ａ　
ｒ　＋　Ｓ　ｉ　Ｈａ　＋　ＣＨ４）混合ガス及びＰＨ
。

又はＢ　ｚ　Ｈｈ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−３ｉＣｓＨ層、更には電
位保持及び電荷輸送機能を担うａ−３ｉＣ：Ｈ層及び遷
移層を１０００人／ｌｌｌ１ｎの堆積速度で製膜した。

反応槽を一旦排気した後、ＣＨＪは供給せず、Ａｒをキ
ャリアガスとして５ＬＨａ及び必要に応じてＢ　ｚ　Ｈ
ｈを放電分解し、必要に応じボロンがドープされたａ−
３ｉ：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、各層の組成を第６図の如くに
変化させ、夫々次の測定を行なった。

帯電電位Ｖｏ　（Ｖ）　　：　Ｕ−Ｂｉｘ　２５００改
造機（小西六写真工業（株）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（トレン ク社製）で測定した現像直 前の表面電位。

半減露光量　　　　：上記の装置を用い、ダイクＥ　’
Ａ　（Ｉｔｕｘ−ｓｅｃ）　　　　ロイツクミラー（光
伸光学社製）により像露光波長の うち６２０ｒｖ以上の長波長成 分をシャープカットし、表 面電位を５００　Ｖから２５０ｖ に半減するのに必要な露光 量。

残留電位ｖｌＩ（ｖ）：上記の装置を用い、５００ｖに
帯電させた後、４００ｎｍに ピークを持つ除電光を３０ １　ｕｘ−ｓｅｃ照射後の表面電位。

２０万回コピー実写　：　Ｕ−Ｂｉｘ　２５００改造機
（小西六写真工業（株）製）で 行ない、画質を次のように 評価した。

■　画像濃度が十分高く、解像 度、階調性がよく、鮮明で 画像上に白スジや白ポチが ない。即ち、画像極めて良 好。

Ｏ画像良好。

八　画像実用上採用可能。

×　画像実用上採用不可能。

本発明に基く感光体は、第６図のように、露光時の半減
露光量は少な（、残留電位は少なく、帯電・露光の繰返
し特性も非常に良好であった。

【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
真感光体の二側の一部分の各断面図、 第２図は炭素含有量によるａ−３ｉＣ：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、 第６図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 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−３ｉＣ：
Ｈ電荷輸送層 ３・−−−ｍ＝−−−−・不純物のドープされたａ−３
ｉＣ：Ｈ遷移層 ４−−−−−−−−−・ａ−Ｓｉ：Ｈ電荷発生層５　・
−−−−−・−＝−不純物ドーブドａ−３ｉＣ：Ｈ電荷
ブロッキング層 ６−−−−−−−−−・ａ　−Ｓ　ｉ　Ｃ：　Ｈ又はａ
−３ｉＮ：Ｈ表面改質層 である。 代理人　弁理士　　逢　坂　　宏 第１図 ち 第２図 ａ　−９ｌ＋−ｘＣｘ：Ｈｘ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）、アモルファス水素化及び／又はフッ素化シ
   リコンからなる電荷発生層と、 （ｂ）、この電荷発生層上に形成され、かつ無機物質か
   らなる表面改質層と、 （ｃ）、前記電荷発生層下にグロー放電分解によって形
   成されたアモルファス水素化及び／又はフッ素化炭化シ
   リコンからなり、かつ前記グロー放電分解時に周期表第
   IIIａ族元素供給ガスのシリコン化合物ガスに対する供
   給比が２０容量ｐｐｍ以下となる条件下で前記周期表第
   IIIａ族元素がドープされた電荷輸送層と、 （ｄ）、この電荷輸送層と前記電荷発生層との間にグロ
   ー放電分解によって形成されたアモルファス水素化及び
   ／又はフッ素化炭化シリコンからなり、この炭化シリコ
   ンの炭素含有量が前記電荷輸送層のそれよりも低く、か
   つ前記グロー放電分解時に周期表第IIIａ族元素供給ガ
   スのシリコン化合物ガスに対する供給比が２０容量ｐｐ
   ｍ以下となる条件下で前記周期表第IIIａ族元素がドー
   プされた遷移層と、 （ｅ）、前記電荷輸送層下に形成され、アモルファス水
   素化及び／又はフッ素化炭化シリコンからなり、かつ周
   期表第IIIａ族又は第Ｖａ族元素がドープされた電荷ブ
   ロッキング層と を有する感光体。