JPS6151152A - 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】 １、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。

２、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、Ｚｎ。

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（ａ−３ｉ）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（
！（）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：Ｉ（と称する。）の暗所での抵抗率は１ｆ〜１♂Ω
−ｃｍ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。従つて、ａ−３ｉ：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。

そこで、このようなａ−５ｉ：Ｉ（に電位保持能を付与
するため、ホウ素等をドープすることにより抵抗率を１
（７’Ω−ロにまで高めることができるが、ホウ素量等
をそのように正確に制御することは容易ではない、また
、ホウ素等と共に微量の酸素を導入することにより１σ
ｂ−、程度の高抵抗化が可能であるが、これを感光体に
用いた場合には光感度が低下し、裾切れの悪化や残留電
位の発生という問題が生じる。

また、ａ−５ｉ’：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
が著シ、＜低下することが分っている。一方、アモルフ
ァス水素化炭化シリコン（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−３
ｔ：Ｈと比較して高い暗所抵抗率（１σｇ　１ｄｊΩ−
ｃｍ）ををすること、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。但、炭素の含有によりバンドギヤ
１フブが拡がるために長波長感度が不良となるという欠
点がある。

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５５−１２７０８３号公報
において提案されている。これによれば、ａ−３ｉ：Ｈ
層を電荷発生層とし、この電荷発生層下にａ−５ｉＣ：
Ｈ層を電荷輸送層として設けた機能分離型の’２ｒｆ４
構造を作成し、上層のａ−３ｉ：Ｈにより広い波長域で
の光感度を得、かつａ−３ｉ：Ｈｉとへテロ接合を形成
する下層のａ−３ｉＣ１：Ｈにより帯電電位の向上を図
っている。

しかしながら、ａ−ＳｉｓＨ層の暗減衰を充分に防止で
きず、帯電電位はなお不充分であって実用性のあるもの
とはならない上に、表面にａ−３ｉ：ＨＮが存在してい
ることにより化学的安定性や機械的強度、耐熱性等が不
良となる。しかも、各層（特に電荷発生層）の厚みが考
慮されていないために、電子写真感光体として要求され
る緒特性を満足したものとはなっていない。

一方、特開昭５７−１７９５２号公報によれば、ａ−３
ｉ：Ｈからなる電荷発生層上に第１のａ−３ｔＣ：Ｈ層
を表面改質として形成し、裏面上（支持体電極側）に第
２のａ−５ｉＣｓＨ層を電荷輸送層として形成している
。この公知の感光体に関しては、ａ−５ｉ：ＨＦｊの暗
減衰の防止等の効果はあるが、上記したと同様に、各層
（特に電荷発生１　　　　層）厚さ等が充分に考慮され
ていない。

また、特開昭５８−８３８５６号公報には、ボロンドー
プドａ−３ｉＣ：Ｈ層とボロンドープドａ−３ｉ：ＨＪ
ｉとの積層体からなる感光体が示されているが、ａ−Ｓ
ｔ：ＨＰｉ（電荷発生層）が表面に存在しているために
上述したと同様の欠点が生じると共に、特に電荷発生層
の厚さは充二分に検討されておらず、非常に薄くする（
とりわけ２μｍ以下とする）のが望ましい旨が述べられ
ているにすぎない。

以上に述べた公知の感光体、及びそれを組込んだ電子写
真複写機について、本発明者が検討を加えた結果、次の
如き問題があることを見出した。

即ち、まず、電荷発生層の厚さが充分に考慮されていな
いので、その厚さが薄いと、露光時に照射光（特に長波
長光成分）が電荷発生層を通過して電荷輸送層に到達し
てしまい、これが原因して繰返し使用時（連続露光時）
の感光体の帯電能が光疲労によって劣化するのである。

この結果、画像のカプリ、濃度低下、残留電位の上昇、
光感度の低下等の不利な現象が生じてしまう。

また、公知の感光体においては、特にａ−３ｉＣ：Ｈ電
荷輸送層及びプロ７キング層について次の如き問題点が
あることが判明した。即ち、公知のａ−３ｉＣ：Ｈは暗
抵抗への温度依存性が大きく、このために高温では帯電
電位の保持特性が劣化して実用に供し得なくなり、しか
も画像流れも生じ易い。

３、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、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。

４、発明の構成 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
ンからなる厚さ４〜８μｍの電荷発生層と、（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形成され、かつ酸素を含有
し、周期表第ＩＩＩａ族元素がドープされたアモルファ
ス水素化及び／又はフッ素化シリコンからなる電荷輸送
層と、 （ｄ）、この電荷輸送層下に形成され、かつ酸素を含有
し、周期表第ＩＩＩａ族又は第Ｖａ族元素がドープされ
たアモルファス水素化及び／又はフッ素化シリコンから
なる電荷ブロッキング層とを有することを特徴とするも
のである。

５、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。

第１図は、感光体ドラム９を組込んだ電子写真複写ｆｉ
４１の例を示す、この複写機では、キャビネット３０の
上部には、原稿４２を載せるガラス製原稿　　　。

載置台４３と、原稿４２を覆うプラテンカバー４４とが
配されている。原稿台４３の下方では、光源４５及び第
１反射用ミラー４６を具備した第１ミラーユニツト４７
からなる光学走査台が図面左右方向へ直線移動可能に設
けられており、原稿走査点と感光体との光路長を一定に
するための第２ミラーユニツト２０が第１ミラーユニツ
トの速度に応じて移動し、原稿台４３側からの反射光が
レンズ２１、反射用ミラ−８及びグイクコイックミラー
１２を介して像担持体としての感光体ドラム９上へスリ
ット状に入射するようになっている。ドラム９の周囲に
は、コロナ帯電器１０、現像器１１、転写部５２、分離
部５３、クリーニング部５４が夫々配置されており、給
紙箱５５から各給紙ローラー１６．１７を経て送られる
複写紙５８はドラム９のトナー像の転写後に更に定着部
５９で定着され、トレイ３５へ排紙される。定着部５９
では、ヒーター２２を内蔵した加熱ローラー２３と圧着
ローラー２４との間に現像済みの複写紙を通して定着操
作を行なう。

本例において注目されるべき構成は、感光体ドラム９が
第２図に示す如き構造を有していて特に、その電荷発生
層の厚さが４〜８μｍと比較的厚めの特定範囲に設定さ
れていること、及び電荷輸送層及び電荷ブロッキング層
が所定量の酸素を含有していることである。

まず、第２図について感光体ドラム９の層構成を説明す
ると、この感光体９は基本的には、導電性支持基板１上
に酸素含有ａ−３ｉ：）（層（電荷ブロッキング層）５
、酸素含有ａ−３ｉ：）（層（電荷・輸送層）２、ａ−
５ｉ：８層（電荷発注層）３、ａ　　Ｓ　ｉ　Ｃ：　Ｈ
Ｎ　（表面改質層）４が順次積層せしめられたものから
なっており、これらの各層は具体的には以下に述べる如
くに形成されている。

ａ−３ｉ　Ｃ：　８層（−ｎ″′Ｊ’５）　　４このａ
−５ｉ　Ｃ：　ＨＪ５４は感光体の表面を改質してａ−
５ｉ系感光体を実用的に優れたものとするために必須不
可欠なものである。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怒光体としての基
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−３ｉ：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−５ｉ
Ｃ：Ｈは表面硬度が高いために、現象、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。

このような優れた効果を総合的に奏するためには１．ａ
−５ｉ　Ｃ：　ＨＪＷ４の豚房を上記した４００　人≦
ｔ≦５０００人の範囲内（好ましくは８００人≦ｔ≦２
０００人）に選択することが重要である。部ち、その膜
厚が５０００人を越える場合には、残留電位ｖＲが高く
なりかつ感度Ｅ１／２の低下も生じ易い。また、膜博を
４００人未満とした場合には、トンネル効果によって電
荷が表面上に帯電され難くなる。

また、このａ−３ｉ　Ｃ：　ＨＪＷ４については、上記
した効果を発揮する上でその炭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−３ｉ＊−ｘＣｘ
：Ｈと表わせば、Ｘを０．１〜０．７とすること（Ｓｉ
とＣとの合計原子数を１００ａｔｏｍｉｃ％とした場合
、炭素原子含有量が１０ａｔｏｍｉｃ％〜７０ａｔｏｍ
ｉｃ％であること）が望ましい。即ち、０．１　≦Ｘ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いわゆる光学的に透明
な窓効果により照射光はａ−３ｉ：８層（電荷発生層）
３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４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Ｎ４が炭素リ
ンチとなり、半導体特性が失なわれ易い外、ａ−５ｉＣ
：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。

この表面改質層４は、上記のａ　−Ｓ　ｉ　Ｃ：　Ｈの
他に、アモルファス水素化窒素シリコン（ａ−３ｉ　Ｎ
　：　Ｈ）で形成することもできる。この場合も上記と
同様の優れた表面改質効果が得られるが、このためには
上記と同様の理由から窒素原子含有量を１０〜７０ａ　
ｔｏｍ　ｉｃ％（但、ＳｉとＮとの合計原子数をｌｏｏ
ａｔｏｍｉｃ％とする。）とするのが望ましい。

ａ　−Ｓ　ｉ　：　Ｈｆ５　　＝Ｍ　　−７５）　　３
このａ−３ｉ：ＨＪｔ２３は、可視光及び赤外光に対し
て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ρ。／ρＬ（暗所抵抗率／光照射
時の抵抗率）が最高〜１０９となる。このａ−５ｉ：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。

ところが、このａ−３ｉ　：　ＨＮ３について本発明者
が検討を加えた結果、その厚さが電子写真特性を大きく
左右することを見出し、４〜８μｍと特定範囲に選択す
ることが極めて重要であることをつき止めた。即ち、ａ
−３ｉｓＨ層３が４μｍ′より薄いと、繰返し使用時（
連続露光時）における黒紙電位の低下が著るしく、画像
濃度の低下、感度低下が太き（なってしまう。これは、
ａ−３ｉ：）（層３が薄すぎるために、露光用の光（特
にその長波長光成分）がａ−３ｉｓＨ層３を通過して下
地の酸素含有ａ−３ｔ：ＨＮ２に到達し、既述した如き
現象が生じるからである。また、ａ−５ｉ：ＨＦｔ３が
８μｍより厚いと、残留電位が高くなりすぎ、かつこれ
に対応して黒紙電位が上昇してしまう。従って、ａ−５
ｉｓＨ層３の厚さは４〜８μｍにすることが必須不可欠
であり、特に５〜７μｍ　　（５μｍを越える方がよい
、）とする四　　　　のが望ましい。

ば また、この電荷発生層３中には周期表第ＩＩＩａ族等の
不純物を何らドーピングしていないことも重要である。

つまり、従来技術の如くにａ−５ｉ：１４層に不純物を
ドーピングしてその高抵抗化（ρ。

＝１σ′〜１σ１Ω−ａｍ）を図った場合、不純物ドー
ピングによって電子のキャリアレンジ（μτ）、部ち（
モビリティ×ライフタイム）が低下し、これによって光
減衰曲線が裾を引き、感度低下や画質低下を生じてしま
う。

′：△−ａ−３ｉ：Ｈｊ　　−”＝ｌ’ｘｌｉ　　２こ
の酸素含有ａ−３ｉｓＨ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ｌ　ｄ’Ｑ’　−０ｍ以上
あって、耐高電界性を有し、単位膜厚当りに保持される
電位が高く、しかも不純物ドーピング（ライトドーピン
グ）によって電荷発生層３から注入されるキャリアに対
する障壁を小さくし、キャリアブ（大きな移動度と寿命
を以って効率よく支持体１１１Ｊへ輸送する。また、こ
の電荷輸送層２には所定量の、特に０．０１〜１．０ａ
ｔｏｍｉｃ％（但、Ｓｉと０の合計を１００ａｔｏｍｉ
ｃ％とする。）の酸素を含有せしめているので、電荷輸
送能を発揮させながら、暗所抵抗率らを効果的に上昇さ
せてもの温度依存性（αρ。／ｄＴ）を小さく抑えるこ
とができる。このため、帯電電位の保持特性が向上し、
感光体の使用可能な上限温度（上限温度も同様）を高め
ることができるのである。仮に、上記酸素含有量が０．
０１ａｔｏｍｉｃ％未満であると酸素含有による効果が
発揮され難くなり、また１、Ｏａｔｏｍｉｃ％を越える
と酸素が多くてキャリアのモビリティ、即ち（μτ）が
低下し易くなる。従って、酸素含有量を０．０１〜１．
０ａｔｏｍｉｃ％に設定することが望ましく、０．０２
〜０．５ａｔｏｍｉｃ％とするのが更に望ましい。

電荷輸送層２の機能を良好にするために、酸素含有ａ　
−Ｓ　ｉ　：　８層を後述のグロー放電分解法で形成す
るに際し、ジボランとモノシランとの流量比を（ＢｊＬ
Ｈ＆）　／　（Ｓ　ｉ　Ｈ４）　−１０〜１１０００ｐ
ｐ　　（例えばｌｏｏｐｐｍ）　　（容量比）とする条
件下でグロー放電分解するのがよい。この流量比におい
て、ボロンが１０ｐｐｍ未満であると、残留電位が増加
し、繰返し使用時における白紙電位の低下が大きくなり
易く、画像のカブリが生じ易くなる。また、ボロンが１
１０００ｐｐより多いと、帯電電位が低下し、黒紙電位
の低下が大きくなり易く、光感度も低下し易くなる。

更に、この電荷輸送層２の膜厚は、例えばカールソン方
式による乾式現象法を適用するためには１０μｍ〜３０
μｍ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象に必要な表面電位が得られず
、また３０μｍを越えるとキャリアの支持体１への到達
率が低下してしまう。

但、この酸素含有ａ−ｓｔ：ＨＪＷ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。

ｎし粗金：ａ−３ｉ：Ｈ層（Ｐ丁ブロッキング層）５こ
のブロッキング層５は、基板１からの不所望なキャリア
注入を阻止するものであって、それに必要なエネルギー
ギャップ差を基板１との間に形成すべく、周期表第ＩＩ
Ｉａ族元素（正帯電使用の場合）又は第Ｖａ族元素（負
帯電使用の場合）が多めにドーピング（ヘビードーピン
グ）されている。

このブロッキング層はまた、ａ　　Ｓｉ：８層からなっ
ているので、・基板１との接着番や膜付きが良いという
特性を有している。

しかも、この電荷ブロッキング層は所定量の、特に０．
０１〜１．０ａｔｏｍｉｃ％（Ｓｉと０の合計を１００
ａｔｏｍｉｃ％とする。）の酸素を含有したものである
から、ブロッキング機能と同時に、上述したと同様の理
由で帯電電位の保持能を、耐熱及び耐湿性が向上する。

この電荷ブロッキング層は、ジボランとモノシランとの
流量比を（ＢｚＨｉ）　／　（Ｓ　ｉ　Ｈ＋）　＝５０
０〜５０００ｐｐｍ　　（例えば１５００ｐｐｍ　）　
　（容量比）とする条件下、又はホスフィンとモノシラ
ンとの流量比を（Ｐ　Ｈ３）　／　Ｃ３ｉ　Ｈφ）　＝
１００〜２０００ｐｐｍ　　（例えば５００ｐｐｍ）　
　（容量比）とする条件下でのグロー放電分解によって
Ｐ型又はＮ型に形成されたものであるのが望ましい。ま
た、このブロッキング層５は、その機能を充分に発揮さ
せるには５００Å〜２μｍの厚みに設けるのがよい。５
００人未満では薄すぎぺ　　　　　　　てブロッキング
機能が低下し、２μｍを越えると厚くて層目体が低抵抗
のためにキャリアが横方向へ拡散し易くなる。

以上に説明した感光体９の層構成において、特に電荷発
生層３の膜厚は、連続露光時の光疲労による特性劣化の
防止のために４〜８μｍに特定すべきである。

これに関連して、露光時に、第１図に示したフィルタ材
、即ちグイクロイックミラー１２によって、露光源から
の光のうち長波長光成分を次のようにカットすることが
極めて重要である。

即ち、第３図に、露光源（露光ランプ）４５から放出す
れる光のエネルギースペクトルａを実線で示したが、こ
のうら赤外光を含む長波長光に相等する波長６５０ｎｍ
でのエネルギー強度を上記グイクロイックミラー１２に
よって５０％以下（実際には１〜５０％、好ましくは２
〜３０％）に減少するようにカットする。この結果、エ
ネルギー強度のカット量に応じて１．破線す、ｃ、ｄで
示すような各スペクトルが得られ、感光体に照射される
光の長波長光成分が実質的になくなり−１このために感
光体の長波−長光感度が低下する。

こうして長波長光成分をカットすれば、上記した感光体
の電荷発生層３を下地側へ通過する光が大幅に少なくな
り、かつ上記した如くに電荷発生層３が４〜８μｍと厚
めに形成されていることによって、電荷輸送層２への光
の到達量を実質的に皆無にすることができる。即ち、長
波長光成分が所定量カットされた光は、電荷発生層３を
通して下地へ通過し難くなっていると同時に、厚めの電
荷発生層３中にて効果的にエネルギーを減衰し、充分な
光キャリアを生せしめる。これに反し、６５０ｎｍの光
のエネルギー強度が５０％より大きい光で露光を繰返し
た場合には、黒紙電位、白紙電位共に低下が著しくなる
ことが確認されている。また、６５０ｎｍの光のエネル
ギー強度が１％未満の場合、光感度が小さくなり易い。

なお、上記において、長波長光成分のカットは６５０ｎ
ｍの波長で５０％以下にエネルギー強度を減少させれば
よいが、カントすべき基準波長は６５０ｃｍ以外の長波
長であってもよい。また、長波長光成分をカットする手
段は、上記グイクロイックミラーの他に、光学系のうち
例えば第１図のレンズ２１をフィルタ材でコーティング
したもの等が採用可能である。

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４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ｌが
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター６５で基板ｌ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
ｌに対向してその周囲に、ガス導出口１６３付きの円筒
状高周波電源６−７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Ｓｉ）＋又はガス状シリコン化合物の供給源、
７３はｏ２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Ｎｌ）、、Ｎｚ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、７
６は不純物ガス（例えばＢｚ　ｌ−１１，又は１）Ｈ３
）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
ＡＪ基板１の表面を清浄化した後に真空槽６２内に配置
し、只′空槽６２内のガス圧が１０Ｔｏｒｒ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°Ｃ）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ＰＨ３）ＣＨ４（又はＮ　Ｈ）、ＮＪ　。

Ｏｌを適宜真空槽６２内に導入し、例えば０．０１〜１
０上記各反応ガスを電極６７と基板ｌとの間でグロー放
電分解し、ボロン又はリンドープドＯ含有ａ　−Ｓｉ：
Ｈ、ボロンドープドＯ含有ａ−Ｓｉ：Ｈ１ａ−３ｉ　：
ＨＳａ−３ｉＣ：Ｈ又はａ−３ｉＮ：Ｈを上記の層５．
２．３．４として基板上に連続的に（即ち、第２図の例
に対応して）堆積させる。

上記の層５．２．３．４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獣　　　ないからであ
る。このため、水素含有量は１０〜３０’　　　　ａｔ
ｏｍｉｃ％ａ’ｔ’６（７）ヵ、望まＬ／１１’＠　１
０ａｔｏｍｉｃ％未満、はダングリングボンドの補償が
不充分であり、３０ａｔｏｍｌｃ％を越えると却って欠
陥が生じ易い。

電荷発生層３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、通禽は１０〜３０ａｔｏｎ＋ｉｃ％
であるのが上記と同様の理由から望ましい。

なお、ダングリングボンドを補償するためには、ａ−３
ｔに対しては上記したＨの代りに、或いはＨと併用した
フッ素を導入し、（供給源はＳ　ｉ　Ｆ、）ａ−Ｓｉ　
　：ＦＳ　ａ−５ｉ　　：Ｈ：Ｆ％　　ａ−３：Ｏ：Ｆ
、　　ａ−３：Ｏ：Ｈ：Ｆ、　　ａ−５ｉＣ：Ｆ、　　
ａ　−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ、、ａ−３ｉＮ：Ｆ、ａ−ＳｉＮ
：Ｈ：Ｆとすることもできる。この場合のフ・ノ素量は
０．５〜１０ａｔｏｍｉｃ％が望ましい。

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、これ以外にも、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法や、水素放電管で活性化又はイオン化され
た水素導入下でａ−３ｉを蒸着させる方法（特に、本出
願人により特開昭５６−７８４１３号（特願昭５４−１
５２４５５号）の方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ＳｉＨ４、Ｓ　ｉ　Ｆ４以外にもＳ
ｉλＨ＆、ｓ　＞　ＨＦ！又はその誘導体ガス、Ｃ）（
Ｉ）以外のＣｇＨｂｓ　Ｃ５ＨＢ等の低級炭化水素ガス
やＣＦヰが使用可能である。

また、上述のドーピング不純物はボロンを使用するが、
他にもＡ　ｉｓ　Ｇ　ａ、Ｉ　ｎ等の周期表第■ａ族元
棄がドープ可能である。また、リン以外のＡｓ等の周期
表第Ｖａ族元素も使用可能である。

なお、本発明は電子写真複写機以外の他の方式の像形成
装置にも適用可能である。

次に、本発明を電子写真複写機に適用した実施例を更に
具体的に説明する。

グロー放電分解法によりドラム状Ａ！支持体上に第２図
の構造の電子写真感光体を作成した。先ず平滑な表面を
持つ清浄なドラム状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１７０’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、０．５Ｔｏｒｒの背圧のもとて周波数１３．５６　
ＭＨｚ。

の高周波電力を印加し、１５分間の予備放電を行った０
次いで、ＳｉＨ＋とｑ及びＢｚＨｂからなる反応ガスを
導入し、流量比を調節した（Ａｒ＋ＳｉＨ４＋０２＋Ｂ
２Ｈ＆）混合ガスをグロー放電分解することにより、電
荷ブロッキング機能を担う酸素含有ａ−３ｉ：Ｈ層、電
位保持及び電荷輸送機能を担う酸素含をａ−３ｉ：ＨＪ
Ｗを所定厚さに製膜した。ａ−５ｉ：Ｈ感光層を形成す
るには、０２、ＢｚＨｂは画給せず、Ａｒをキャリアガ
スとしてＳ　ｉ　Ｈ４を放電分Ｈし、所定厚さのａ−５
ｉ：Ｈ感光層を形成した。しかる後、ＣＨ４を供給し、
流量比を調節した（Ａ　ｒ　＋　Ｓ　ｉ　Ｉ（４＋　Ｃ
Ｈ４）混合ガスをグロー放電分解し、所定厚さのａ−３
ｉＣ：Ｈ表面改質層を更に設け、電子写真感光体を完成
させた。各層は次の如くであった。

人皿改１１ ａ−３ｉＣ：Ｈ（Ｃ含有量４０ａＬｏｍｉｃ％）、膜厚
１５００人 蚕五光土皿 ａ　　Ｓ　Ｉ　Ｈｓ膜厚は第５図の如くに可変。

二Ｍ記と且 ボロンライトドープド０含有ａ−３ｉ：Ｈ（０含有量０
．１ａｔｏｍｉｃ％、Ｂビー１Ｍ　（Ｂ２Ｈ６）　／（
Ｓ　ｉ　Ｈｅ：ｌ　＝１００ｐｐｍ）　、ＴＩ’ＡＭは
第５図の如くに可変（但、電荷発生層の膜厚に対応して
変化させるが、感光体全厚は２０，０〜２０．５μｍと
なるようにする。） ｆ−７プロ・キング層 ボロン又はリンヘビードープドＯ含有ａ−５ｉ：Ｈ（０
含有量０．１ａｔｏｍｉｃ％、Ｂドープ量（Ｂ２Ｈ４）
　／　Ｃ３ｉ　Ｈ午）　　＝１５００ｐｐｍ　、　　Ｐ
ドープ量（ＰＨ３）　／　（Ｓ　ｉ　Ｈｅ）　＝５００
ｐｐｍ）　、膜厚１．０μｍこのようにして作製した各
感光体に対し、Ｕ−Ｂ　ｉ　ｘ１６００　（小西六写真
工業社製）改造機を用い、温度２０℃、相対温度６０％
でコロナ放電を行ない、各電子写真特性を測定した。こ
の場合、露光源として色温度３０００°にのハロゲンラ
ンプを使用し、このランプからの照射光をグイクロイッ
クミラーに通してその長波長成分をカットした。その長
波長光成分のエネルギー強度の減少率は次式で示され、
種々に変化させた。

Ｇ５０ｎｍ光成分についての減少率（％）のエネルギー
強度 分のエネルギー強度 また、各測定方法は次の通りであった。

帯電電位　Ｖｏ　（Ｖ）： 感光体への流れ込み電流＝１５０μＡの定電流で帯電さ
せた時の感光体表面電位。

繰り返し使用による黒紙電位変化ΔＶａ（Ｖ）：黒紙電
位：光学濃度１．３の黒紙原稿からの反射（Ｖ６）　　
　光を受けた時の感光体表面電位。

ΔＶａ：１２時間複写機内暗順応後、連続５００回の繰
り返し使用を行なった時の黒紙電 位の変化。

電位低下は○、電位上昇ＧＫっで既述する。

残留電位Ｖｐ、（Ｖ）・； ４００ｎｍにピークをもつ除電光３０βｕｘ　’　ｓｅ
ｃを照射した後も、残っている感光体表面電位。

感度Ｅ％’ｏ（Ａ　ｕｘ　・ｓｅｃ　）　　：６００■
感光体表面電位を５０Ｖに減衰させるのに必要な露光量
。

画質（繰返しコピーで）： ◎常に濃度が高く、鮮明な画像が得られる。

○画像源度が高く、繰り返しによる濃度変化が少ない。

Δ画像ｂ５度が低く、その変化も大きくなり易い。

×繰り返しによる濃度変化が大きい。あるいはカブリを
生じ、鮮明な画像が得られない。あるいは画像濃度が低
い。

第５図に、１３種類の感光体（患１〜隘１３）について
得られた結果をまとめて示した（但、ａ−３１０：Ｈは
酸素含有ａ−３ｉ：Ｈを指す。）。この結果によれば、
試料患２〜５に関し、本発明に基いて電荷発生層の厚さ
を４〜８μｍ　（特に５〜７μｍ）とし、露光時の長波
長光成分のエネルギー強度減少率を５０％以下とすれば
、帯電電位を良好に保持しながら電位変化を非常に小さ
く抑え、残留電位の上昇も小さくし、かつ光感度を良好
にし、画質を向上させることができる。逆に、電荷発生
層の厚さが４μｍ未満、例えば２μｍとした場合には帯
電電位が低下し、電位変化が大きく、感度、画質が著し
く劣化する。また、電荷発生層の厚さが８μｍを越えて
例えば１０μｍとなる場合、電位変化及び残留電位が大
きくなりすぎ、感度や画質も劣化する。

また、試料阻７〜１３から、電荷発生層の厚さを４〜８
μｍの範囲内で一定にし、６５０ｎｍの長波長光成分の
エネルギー強度を５０％以下（特に１〜５０％、更には
２〜３０％）に減少させて露光することによって、電位
変化、残留電位が大幅に少なく、かつ感度良好で高画質
の複写を行なうことができる。これに反し、同エネルギ
ー強度が５０％を越える状態で露光すると電位変化が著
しく大きく、画質が非常に悪くなってしまう。

また、試料歯、１４〜１７から、電荷輸送層（又は電荷
ブロッキング層）に所定量、特に０．０１〜１．０ａｔ
ｏｍｉｃ％の酸素を含有させれば、電子写真特性が大き
く向上する。

次に、繰返しコピ一時の各画像部の電位変化を例えば試
料寛４の感光体について測定したところ、第６図の如き
結果が得られた。■は黒紙電位、鳩はグレー紙電位、■
は白紙電位、■は残留電位を示すが、各電位とも実質的
に安定であり、５００回コピー後もその電位変化は少な
く、実用的にみて殆んど問題はない。

６、発明の効果 本発明は、上述した如く、無機物質からなる表面改質層
とａ−３ｉ系電荷発生層とＯ含有ａ−３ｉ系重電荷輸送
とＯ含有ａ−５ｉ系重電荷ブロッキングとの積層体で感
光体を構成しているので、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、耐刷性が良く、かつ安定した耐環境性を有す
るａ−３ｉ系感光体（例えば電子写真用）を提供するこ
デー とができるのである。

また、電荷輸送層の不純物ドーピングによって電荷発生
層とのレベルマツチングをとることができるので、光キ
ャリアの移動をスムーズにして光感度を高めることがで
きる一方、電荷ブロッキング屓の不純物ドーピングによ
って不所望な注入キャリアに対するエネルギー障壁を大
きくしているので、帯電電位の保持能及びｌ］１減衰の
防止効果を高めることができる。

しかも注目すべきことは、電荷発生層の厚さを４〜８μ
ｍと特定範囲となしているので、照射光が電荷発生層か
ら電荷輸送層まで到達することがなく、帯電電位の安定
保持、光感度の向上環、諸特性を著しく向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は電
子写真複写機の概略断面図、第２図は感光体ドラムの要
部＄＼体凹断面図第３図は露光用の光エネルギー強度分
布及びその長波長光成分のカットの状況を示すグラフ、
第４図はグローＪｊｋ電分解装置の概略図、第５図は電
子写真特性をまとめて示す図、第６図は繰返しコピ一時
の電位変化を示すグラフ 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・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０含有ａ−
３ｔ：Ｈ層（電荷輸送層） ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ａ−Ｓ
ｔ：Ｈ層（電荷発生層）４・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ａ　−Ｓ　ｉ、ｃ’、：　Ｈ層（表面
改質層５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
０含有ａ−３ｉ：Ｈ層（電荷ブロッキング屓） ９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・感光体
ドラム１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・グイクロイックミラー４５・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・露光源である。

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
   リコンからなる厚さ４〜８μｍの電荷発生層と、 （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形成され、かつ酸素を含有
   し、周期表第IIIａ族元素がドープされたアモルファス
   水素及び／又はフッ素化シリコンからなる電荷輸送層と
   、 （ｄ）、この電荷輸送層下に形成され、かつ酸素を含有
   し、周期表第IIIａ族又は第Ｖａ族元素がドープされた
   アモルファス水素化及び／又はフッ素化シリコンからな
   る電荷ブロッキング層と を有することを特徴とする感光体。 ２、電荷発生層の厚さが５〜７μｍである、特許請求の
   範囲の第１項に記載した感光体。 ３、電荷輸送層及び電荷ブロッキング層の各酸素原子含
   有量が０．０１〜１．０ａｔｏｍｉｃ％である（但、シ
   リコン原子と酸素原子との合計原子数を１００ａｔｏｍ
   ｉｃ％とする。）特許請求の範囲の第１項又は第２項に
   記載した感光体。 ４、電荷輸送層が、ジボランとモノシランとの流量比を
   〔Ｂ＿２Ｈ＿６〕／〔ＳｉＨ＿４〕＝１０〜１０００ｐ
   ｐｍ（容量比）とする条件下でのグロー放電分解によっ
   て形成されたものである、特許請求の範囲の第１項〜第
   ３項のいずれか１項に記載した感光体。 ５、電荷ブロッキング層が、ジボランとモノシランとの
   流量比を〔Ｂ＿２Ｈ＿６〕／〔ＳｉＨ＿４〕＝５００〜
   ５０００ｐｐｍ（容量比）とする条件下でのグロー放電
   分解によって形成されたものである、特許請求の範囲の
   第１項〜第４項のいずれか１項に記載した感光体。 ６、電荷ブロッキング層が、ホスフィンとモノシランと
   の流量比を〔ＰＨ＿３〕／〔ＳｉＨ＿４〕＝１００〜２
   ０００ｐｐｍ（容量比）とする条件下のグロー放電分解
   によって形成されたものである、特許請求の範囲の第１
   項〜第４項のいずれか１項に記載した感光体。 ７、表面改質層がアモルファス水素化及び／又はフッ素
   化炭化又は窒化シリコンからなる、特許請求の範囲の第
   １項〜第６項のいずれか１項に記載した感光体。 ８、表面改質層の炭素又は窒素原子含有量が１０〜７０
   ａｔｏｍｉｃ％（但、シリコン原子と炭素原子又は窒素
   原子との合計原子数を１００ａｔｏｍｉｃ％とする。）
   である、特許請求の範囲の第７項に記載した感光体。 ９、表面改質層の厚さが４００Å〜５０００Å、電荷輸
   送層の厚さが１０μｍ〜３０μｍ、電荷ブロッキング層
   の厚さが５００Å〜２μｍである、特許請求の範囲の第
   １項〜第８項のいずれか１項に記載した感光体。