JPS62115458A - 電子写真感光体 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、帯電特性、光感度特性及び耐環境性等が漫
れた電子写真感光体に関する。

［従来技術とその問題点１ 従来、電子写真感光体の光導電層を形成する材料として
、ＣｄＳ、ＺｎＯ，Ｓｅ、５ｅ−Ｔｅ若しくはアモルフ
ァスシリコン等の無機材料又はポリ−Ｎ−ビニルカルバ
ゾール（ＰＶＣｚ）若しくはトリニトロフルオレン（Ｔ
ＮＦ）等の有機材料が使用されている。しかしながら、
これらの従来の光導電性材料においては、光導電特性上
、又は製造上、種々の問題点があり、感光体システムの
特性をある程度犠牲にして使用目的に応じてこれらの材
料を使い分けている。

例えば、Ｓｅ及びＣｄＳは、人体に対して有害な材料で
あり、その製造に際しては、安全対策上、特別の３慮が
必要である。従って、製造装置が複雑となるため製造コ
ストが高いと共に、特に、Ｓｅは回収する必要があるた
め回収コストが付加されるという問題点がある。また、
Ｓｅ又は５ｅ−Ｔｅ系においては、結晶化温度が６５℃
と低いため、複写を繰り返している間に、残雪等により
光導電特性上の問題が生じ、このため、寿命が短いので
実用性が低い。

更に、ＺｎＯは、酸化還元が生じやすく、環境雰囲気の
影響を著Ｃく受けるため、使用上、信頼性が低いという
問題点がある。

更にまた、ＰＶＣｚ及びＴＮＦ等の有様光導電性材料は
、発癌性物質である疑いが持たれており、人体の健康上
問題があるのに加え、有機材料は熱安定性及び耐摩耗性
が低く、寿命が短いという欠点がある。

一方、アモルファスシリコン（以下、ａ−８ｉと略す）
は、近時、光導電変換材料として注目されており、太１
１電池、？ＩＩｌ！トランジスタ及びイメージセンサへ
の応用が活発になされている。このａ−３ｉの応用の一
環として、ａ−８ｉを電子写真感光体の光導電性材料と
して使用する試みがなされており、ａ−３ｉを使用した
感光体は、無公害の材料であるから回収処理の必要がな
いこと、他の材料に比して可視光領域で高い分光感度を
有すること、表面硬度が高く耐摩耗性及び耐衝撃性が浸
れていること等の利点を有する。

このａ−８ｉは、カールソン方式に基づく感光体として
検討が進められているが、この場合に、感光体特性とし
て抵抗及び光感度が高いことが要求される、しかしなが
ら、この両特性を単一層の感光体で満足させることが困
難であるため、光導電層と導電性支持体との間にブロッ
キング層を設け、光導電層上に表面電荷保持層を設けた
積層型の構造にすることにより、このような要求を満足
させている。

ところで、ａ−８ｉは、通常、シラン系ガスを使用した
グロー放電分解法により形成されるが、この際に、ａ−
８ｉｌｌ中に水素が取り込まれ、水素量の差により電気
的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、ａ−３ｉ１
１に侵入する水素の量が多くなると、光学的バンドギャ
ップが大きくなり、ａ−３ｉの抵抗が高くなるが、それ
にともない、長波長光に対する光感度が低下してしまう
ので、例えば、半導体レーザを搭載したレーザビームプ
リンタに使用することが困難である。また、ａ−３ｉ１
１１中の水素の含有量が多い場合は、成膜条件によって
、（ＳｉＨ２）ｎ及びＳｉＨ２等の結合構造を有するも
のが膜中で大部分の領域を占める場合がある。そうする
と、ボイドが増加し、シリコンダングリングボンドが増
加するため、光導電特性が劣化し、電子写真感光体とし
て使用不能になる。逆に、ａ−８ｉ中に侵入する水素の
量が低下すると、光学的バンドギャップが小さくなり、
その抵抗が小さくなるが、長波長光に対する光感度が増
加する。しかし、水素含有量が少ないと、シリコンダン
グリングボンドと結合してこれを減少させるべき水素が
少なくなる。このため、発生するキャリアの移動度が低
下し、寿命が短くなると共に、光導電特性が劣化してし
まい、電子写真感光体として使用し難いものとなる。

尚、長波長光に対する感度を高める技術として、シラン
系ガスとゲルマンＱｅＨ４とを混合し、グロー放電分解
することにより、光学的バンドギャップが狭い膜を生成
するものがあるが、一般に、シラン系ガスとＧｅＨ４と
では、最適基板温度が異なるため、生成した膜は構造欠
陥が多く、良好な光導電特性を得ることができない。ま
た、ＧｅＨ４の廃ガスは酸化されると有毒ガスとなるの
で、廃ガス処理も？！雑である。従って、このような技
術は実用性がない。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、帯電能が優れており、残留電位が低く、広い波長領域
に亘って感度が高く、耐環境性が優れた電子写真感光体
を提供することを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段ｊ この発明に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、こ
の導電性支持体上に形成されたブロッキング層と、この
ブロッキング層の上に形成された光導電層と、を有する
電子写真感光体において、前記ブロッキング層は、炭素
、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の原子並
びに周期律表第１ＩＩ族及び第１Ｖｉから選択された少
なくとも一種の原子を含有するマイクロクリスタリンシ
リコンで形成され、前記光導電層は、マイクロクリスタ
リンシリコン層と、第１のアモルファスシリコン層と、
炭素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の原
子を含有し、前記炭素、窒素及び酸素から選択された少
なくとも一種の原子が層厚方向に不均一な濃度分布を形
成している第２のアモルファスシリコン層との積層体か
ら成ることを特徴とする。

この発明の電子写真感光体は、前述の従来技術の欠点を
解消し、優れた光導電特性（電子写真特性）と耐環境性
とを兼備えた電子写真感光体を開発すべく本願発明者等
が種々実験研究を重ねた結果、光導電層の一部又は全部
が、種としてマイクロクリスタリンから成るか、又はア
モルファスシリコンとマイクロクリスタリンシリコンと
の積層体とすることにより、この目的を達成することが
できることに想到して、この発明を完成させたものであ
る。

以下、この発明について具体的に説明する。

この発明の電子写真感光体のブロッキング層には、半導
体としてのアモルファスシリコン（以下ａ−５ｉとする
）又はマイクロクリスタリンシリコン（以下μＣ−８ｉ
とする）が使用される。

μＣ−３ｉは、以下のような物性上の特徴により、ａ−
３１及びポリクリスタリンシリコン（多結晶シリコン）
から明確に区別される。即ち、×１！回折測定において
は、ａ−８ｉは、無定形であるため、ハローのみが現れ
、回折パターンを認めることができないが、μＣ−８ｉ
は、２θが２７乃至２８．５°付近にある結晶回折パタ
ーンを示す。

また、ポリクリスタリンシリコンは暗抵抗が１０”Ω・
ｃ＃Ｉテあルノニ対し、ｕＣ−８ｉｔ、ｔ１０９Ω・ｃ
ｍ以上の暗抵抗を有する。このμＣ−８ｉは粒径が約数
十オンゲストａ−ム玖上である微結晶が集合して形成さ
れている。

このようなμＣ−８ｉを有するブロッキング層は、ａ−
３ｉと同（藁に、高周波グロー放電分解法により、シラ
ンガスを原料として、導電性支持体上にμＣ−８ｉを［
Ｉｎさせることにより製造することができる。この場合
に、支持体の温度をａ−３ｉを形成する場合よりも高く
設定し、高周波電力もａ−５ｉの場合よりも高く設定す
ると、μＣ−８ｉを形成しやすくなる。また、支持体温
度及び高周波電力を高くすることにより、シランガスな
どの原料ガスの流量を増大させることができ、その結果
、成膜速度を早くすることができる。

また、原料ガスのＳｉＨ４及び５ｉ２Ｈｓ等の高次のシ
ランガスを水素で希釈したガスを使用することにより、
μＣ−８ｉを一層高効率で形成することができる。

第１図は、この発明に係る電子写真感光体を製造する装
置を示す図である。ガスボンベ１．２゜３．４には、例
えば、夫々ＳｉＨ＋　、８２　Ｈ６。

Ｈ２、ＣＨ４等の原料ガスが収容されている。これらの
ガスボンベ１，２．３．４内のガスは、流量調整用のパ
ルプ６及び配管７を介して混合器８に供給されるように
なっている。各ボンベには、圧力計５が設置されており
、この圧力計５を監視しつつ、バルブ６を調整すること
により、混合器８に供給する各原料ガスの流層及び混合
比を調節することができる。混合器８にて混合されたガ
スは反応容器９に供給される。反応容器９の底部１１に
は、回転軸１ｏが鉛直方向の回りに回転可能に取りつけ
られており、この回転軸１０の上端に、円板状の支持台
１２がその面を回転軸１０に垂直にして固定されている
。反応容器９内には、。

円筒状の電極１３がその軸中心を回転軸１０の軸中心と
一致させて底部１１上に設置されている。

感光体のドラム基体１４が支持台１２上にその軸中心を
回転軸１０の軸中心と一致させて載置されており、この
ドラム基体１４の内側には、ドラム基体加熱用のヒータ
１５が配設されている。電極１３とドラム基体１４との
間には、高周波電源１６が接続されており、電極１３及
びドラム基体１４間に高周波電流が供給されるようにな
っている。回転軸１ｏはモータ１８により回転駆動され
る。反応容器９内の圧力は、圧力計１７により監視され
、反応容器９は、ゲートバルブ１８を介して真空ポンプ
等の適宜の排気手段に連結されている。

このように構成される装置により感光体を製造する場合
には、反応容器９内にドラム基体１４を設置した後、ゲ
ートバルブ１９を開にして反応容器９内を約０，１トル
（Ｔｏｒｒ）の圧力以下に排気する。次いで、ボンベ１
，２．３．４から所要の反応ガスを所定の混合比で混合
して反応容器９内に導入する。この場合に、反応容器９
内に導入するガス流量は、反応容器９内の圧力が０．１
乃至１トルになるように設定する。次いで、モータ１８
を作動させてドラム基体１４を回転させ、ヒータ１５に
よりドラム基体１４を一定温度に加熱すると共に、高周
波電源１６により電極１３とドラム基体１４との間に高
周波電流を供給して、両者間にグロー放電を形成する。

これにより、ドラム基体１４上にμＣ−８ｉが堆積する
。なお、原料ガス中にＮ２０．　Ｎ１−１３　、　ＮＯ
２、Ｎ２　。

ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４，０２ガス等を使用することにより、
これらの原子をμＣ−８ｉ中に含有させることができる
。

このように、この発明に係る電子写真感光体は従来のａ
−３ｉを使用したものと同様に、クローズドシステムの
製造装置で製造することができるため、人体に対して安
全である。また、この電子写真感光体は、耐熱性、耐湿
性及び耐摩耗性が浸れているため、長期に亘り繰り返し
使用しても劣化が少なく、寿命が長いという利点がある
。さらに、ＧｅＨ４等の長波長増感用ガスが不要である
ので、廃ガス処理設備を設ける必要がなく、工業的生産
性が著しく高い。

μＣ−８＋には、水素を０．１乃至３０原子％含有させ
ることが好ましい。これにより、暗抵抗と明抵抗とが調
和のとれたものになり、光導電特性が向上する。μＣ−
８ｉの光学的エネルギギャップＥａは、ａ−８ｉの光学
的エネルギギャップＥａ　（１，６５乃至１．７０ｅＶ
）に比較して小さい。つまり、μＣ−８ｉの光学的エネ
ルギギャップは、μＣ−８ｉ微結晶の結晶粒径及び結晶
化度により変化し、結晶粒径及び結晶化度の増加により
、その光学的エネルギギャップが低下して、結晶シリコ
ンの光学的エネルギギャップ１．１ｅｖに近づく。とこ
ろで、μＣ−８ｉ層及びａ−３ｉ層は、この光学的エネ
ルギギャップよりも大きなエネルギの光を吸収し、小さ
なエネルギの光は透過する。このため、ａ−３ｉは可視
光エネルギしか吸収しないが、ａ−８ｉより光学的エネ
ルギギャップが小さなμＣ−８ｉは、可視光より長波長
であってエネルギが小さな近赤外光までも吸収すること
ができる。従って、μＣ−８ｉは広い波長領域に亘って
高い光感度を有する。

このような特性を有するμＣ−８ｉは、半導体レーザを
光源に使用したレーザプリンタ用の感光体材料として好
適である。ａ−８ｉをレーザプリンタ用の感光体に使用
すると、半導体レーザの光波長が７９０ｎｍとａ−８ｉ
が高感度である波長領域より長いため、感光体感度が不
十分になり、このため、半導体レーザの能力以上のレー
ザ強度を感光体に印加する必要があって、実用上問題が
ある。一方、μｃ−ｓ　ｉで感光体を形成した場合には
、その高感度領域が近赤外領域にまでのびているので、
光感度特性が極めて優れた半導体レーザプリンタ用の感
光体を得ることができる。

このような優れた光感度特性を有する μＣ−８ｉの光導電特性を一層向上させるために、μＣ
−８ｉに水素を含有させることが好ましい。

μＣ−３ｉｌｌへの水素のドーピングは、例えば、グロ
ー放電分解法による場合は、ＳｉＨ＋及び５ｉ２８６等
のシラン系の原料ガスと、水素等のキャリアガスとを反
応容器内に導入してグロー放電させるか、Ｓ　ｉ　Ｆ４
及び５ｉＣ１４等のハロゲン化ケイ素と、水素ガスとの
混合ガスを使用してもよいし、また、シラン系ガスと、
ハロゲン化ケイ素との混合ガスで反応させてもよい。更
に、グロー放電分解法によらず、スパッタリング等の物
理的な方法によってもμＣ−８ｉ層を形成することがで
きる。なお、μＣ−８ｉを含む光導電層は、光導電特性
上、１乃至８０μｍの膜厚を有することが好ましく、更
に膜厚を５乃至５０μｍにすることが望ましい。

光導電層は、実質的に全ての領域をμＣ−８ｉで形成し
てもよいし、ａ−８ｉとμＣ−８ｉとの混合体又は積層
体で形成してもよい。帯電能は、積層体の方が島く、光
感度は、その体積比にもよるが、赤外領域の長波長領域
では混合体の方が高く、可視光領域では両者はほとんど
同一である。

このため、感光体の用途により、実質的に全ての領域を
μＣ−８ｉにするか、又は混合体若しくは積層体で構成
すればよい。

μＣ−８ｉに、窒素Ｎ１炭素Ｃ及び酸素０から選択され
た少なくとも１種の原子をドーピングすることが好まし
い。これにより、μＣ−８ｉの暗抵抗を高くして光導電
特性を高めることができる。

これらの原子はμＣ−８ｉの粒界に析出し、またシリコ
ンダングリングボンドのターミネータとして作用して、
バンド間の禁制布中に存在する状態密度を減少させ、こ
れにより、暗抵抗が高くなると考えられる。

導電性支持体と光導電層との間に、ブロッキング層を配
設することが好ましい。このブロッキング層は、導電性
支持体と、光導電層との間の電荷の流れを抑制すること
により、光導電性部材の表面における電荷の保持機能を
高め、光導電性部材の帯電能を高める。カールソン方式
においては、感光体表面に正帯電させる場合には、支持
体側から光導電層へ電子が注入されることを防止するた
めに、ブロッキング層をｐ型にする。一方、感光体表面
に負帯電させる場合には、支持体側から光導電層へ正孔
が注入されることを防止するために、ブロッキング層を
ｎ型にする。また、ブロッキング層として、絶縁性の膿
を支持体の上に形成することも可能である。ブロッキン
グ層はμＣ−８ｉを使用して形成してもよいし、ａ−８
ｉを使用してブロッキング層を構成することも可能であ
る。

μＣ−８ｉ及びａ−３ｉをｐ型にするためには、周期律
表の第１族に属する原子、例えば、ホウ素Ｂ、アルミニ
ウムＡＩ、ガリウムＧａ、インジウムｌｎ、及びタリウ
ムＴ１等をドーピングすることが好ましく、μＣ−８ｉ
層をｎ型にするためには、周期律表の第Ｖ族に属する原
子、例えば、窒素Ｎ、リンＰ、ヒ素ＡＳ、アンチモンｓ
ｂ、及びビスマス３ｉ等をドーピングすることが好まし
い。

このｐ型不純物又はｎ型不純物のドーピングにより、支
持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止される
。

光導電層の上に表面層を設けることが好ましい。

光導電層のμｃ−ｓ　ｉは、その屈折率が３乃至４と比
較的大きいため、表面での光反射が起きやすい。このよ
うな光反射が生じると、光導電層に吸収される光量の割
合いが低下し、光損失が大きくなる。このため、表面層
を設けて反射を防止することが好ましい。また、表面層
を設けることにより、光導電層が損傷から保護される。

さらに、表面層を形成することにより、帯電能が向上し
、表面に電荷がよくのるようになる。表面層を形成す６
　ｕ　料、！：　Ｌ、　Ｔ　ハ、５ｉｓＮ＋、ＳｉＯ２
，５ｉＣ１ＡＩ２０３　、ａ−８ｉＮ：Ｈ，ａ−８ｉＯ
：Ｈｌ及びａ−８ｉＣ：Ｈ等の無機化合物及びポリ塩化
ビニル及びポリアミド等の有機材料がある。

電子写真感光体に適用される光導電性部材としては、上
述のごとく、支持体上にブロッキング層を形成し、この
ブロッキング層上に光導電層を形成し、この光導電層の
上に表面層を形成したものに限らず、支持体の上に電荷
移動ＩＩ（ＣＴＬ）を形成し、電荷移動層の上に電荷発
生層（ＣＧＬ）を形成した機能分離型の形態に構成する
こともできる。この場合に、電荷移動層と、支持体との
間に、ブロッキング層を設けてもよい。電荷発生層は、
光の照射によりキャリアを発生する。この電荷発生層は
、層の一部又は全部がμＣ−５ｉ又はａ−８ｉでできて
おり、その厚さは０．１乃至１０μｍにすることが好ま
しい。電荷移動層は電荷発生層で発生したキャリアを高
効率で支持体側に到達させる層であり、このため、キャ
リアの寿命が長く、移動度が大きく輸送性が高いことが
必要である。電荷移動層はａ−８ｉで形成することがで
きる。暗抵抗を高めて帯電能を向上させるために、周期
律表の第■族又は第Ｖ族のいずれか一方に属する原子を
ライトドーピングすることが好ましい。また、帯電能を
一層向上させ、電荷移動層と電荷発生層との両機能を持
たせるために、Ｃ９Ｎ、Ｏの原子のうち、いずれか１種
以上を含有させてもよい。電荷移動層は、その膜厚が薄
過ぎる場合及び厚過ぎる場合はその機能を充分に発揮し
ない。このため、電荷移動層の厚さは３乃至８０μｍで
あることが好ましい。

ブロッキング層を設けることにより、電荷移動層と電荷
発生層とを有する機能分離型の感光体においても、その
電荷保持機能を高め、帯電能を向上させることができる
。なお、ブロッキング層をｐ型にするか、又はｎ型にす
るかは、そ−の帯電特性に応じて決定される。このブロ
ッキング層は、μＣ−３ｉで形成することができる。

この出願に係る発明の特徴は、ブロッキング層が、炭素
、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の原子並
びに周期律表第■族及び第■族から選択された少なくと
も一種の原子を含有するマイクロクリスタリンシリコン
で形成され、光導電層が、マイクロクリスタリンシリコ
ン層と、第１のアモルファスシリコン層と、炭素、窒素
及び酸素から選択された少なくとも一種の原子を含有し
、前記炭素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一
種の原子が層厚方向に不均一な濃度分布を形成している
第２のアモルファスシリコン層との積層体から成ること
にある。

［実施例］ 次に、第２及び３図を参照してこの発明を具体化した電
子写真感光体の層の構成について説明する。

第２図に示す電子写真感光体において、アルミニウム製
導電性支持体１０１の上には、シリコン原子を母体とし
て水素を含有し、更に、Ｃ，ｏ、Ｎの原子の少なくとも
１つ以上の原子を含有するｐ型又はｎ型の特性を有する
μＣ−３ｉからなるブロッキング層１０２と、光導Ｎ１
１１０３とが積層されている。光導電層１０３は、μＣ
−８ｉＦｉ！Ｊ１０４と、第１のａ−８ｉＷＩＪ１０５
と、第２のａ−８ｉｌｌ　０６とが積層され、この第２
のａ−３ｉ層１０６には、Ｃ，Ｏ，Ｎ（７）原子ノ少す
くとも１つ以上の原子が含有されている。更に、この第
２のａ−８ｉ層１０６に含有されている、Ｃ，Ｏ，Ｎの
原子の少なくとも１つ以上の原子は層厚み方向であって
、支持体側が濃くなるように不均一な濃度分布が形成さ
れている。尚、第２のａ−８ｉｌｉｉ１０６上には表面
層１０７が積層されている。

この発明の電子写真感光体によれば、光導電層１０３に
は支持体１０１から順次μＣ−８ｉ層１０４、光導電性
の第１のａ−３ｉｌｉｉ１０５、且つ第２ａ−３ｉ層１
０６の順序で積層している。

このような電子写真感光体の構成によれば、電子写真感
光体に可視光付近の光が照射された場合は、主に第１の
ａ−８ｉ　１１１０５が吸収し、ここで吸収しきれない
光をマイクロクリスタリンシリコンμＣ−８１ｌＷ１０
４が吸収する。また、近赤外線付近の波長の光が照射さ
れた場合には、第１のａ−３ｉ層１０５は数十％しか吸
収せず、その残り全てをμｃ−ｓ　ｒ　Ｉｌｌ　０４が
吸収することができる。

ａ−３ｉのみを光導電層として用いた場合には、可視光
付近の感度が高く、通常レーザプリンタに用いられる近
い赤外線付近の波長の光に対して光感度が急激に落ちる
ので、画像のカブリ、カブリ、カブリ、ｉｌ衝縞による
画像の濃度ムラ等画像欠陥が生じるという不都合がある
。しかし、本願の電子写真感光体によれば、上述したよ
うに、μＣ−８ｉ層１０４を備えているから、広いＩｉ
！囲の波長の光を吸収することができ、その結果鮮明な
画像を得ることができる。

電子写真感光体が帯電された場合には、第２のａ−３ｉ
層１０６は、その自由表面側に電荷を保持し、次に、光
が照射された場合には、第１のａ−８ｉｌ１０５とμＣ
−８ｉ層１０４とに光キャリヤが発生する。発生した光
キャリヤは瞬時に輸送され第２のアモルファスシリコン
層１０６の自由表面側に保持されている電荷を中和する
。この場合、光導Ｉｌｌが第１のａ−３ｉ層１０５とμ
Ｃ−８ｉ層１０４とを含有しているから、帯電能が向上
し、且つ高いコントラストを得ることができる。

第２のａ−３ｉ層１０６には、Ｃ，Ｏ，Ｎの原子の少な
くとも１つの原子が含有されているが、この含有物の濃
度は層圧方向に不均一に形成されている。この場合、層
の剥がれまたはクラックの発生が防止でき、更に、キャ
リヤのトラップが防止されるから、画像のぼけ又は流れ
を防止できる。

もし、含有物の１１度が層圧方向に一定であると、この
層に光学的禁止帯幅の比較的大きい層を形成する場合、
成膜後、これらの２層間の密着性が悪いという問題があ
る。その結果、２層間の密着性が悪く剥がれあるいはク
ラックが生じる。又は、２層の特質が相違するためこれ
らの居間にキャリヤがトラップされ、画像がボケたり流
れたりする。

ブロッキング層に含有されるＣ、Ｏ，Ｎの原子の含有量
は１乃至２０原子％が好ましく、また周期律表の第■族
又は第Ｖ族に属する原子の含有量は、ｌＸｌ０−３ない
し５原子％が好ましい。ブロッキング層の層厚は１００
人ないし１０μｍである事が好ましくより好ましくは０
．１ないし３μｍである。

この発明によれば、可視光から近赤外線までの波長の光
に対して高い感度であるため、長波長光に対して高感度
であり、レーザプリンタ用の感光体として使用すること
ができ、更に高い解像度及び高いコストで帯電能が優れ
た感光体を提供することができる。

第３図は、この発明による電子写真感光体の他の層構成
を示している。この第３図に示す層構成では、第２図に
示すＦＩｉ構成に比較してマイクロクリスタリンシリコ
ン層１０４と第１のａ−８ｉｌ１１０５とが入替わって
いる。即ち、光導電層１０３には支持体１０１側から順
次光導電性の第１のａ−８ｉ層１０５、μｃ−８ｉ層１
０４、そして第２のａ−８ｉｌｉｉ１０６の順序で積層
している。この場合、前述した第２図に示す層構造と同
様な効果を得ることができる。

更に、第２のａ−８ｉ層１０６においてＣ１０、・　Ｎ
の原子の少なくとも１つ以上の原子は層厚方向であって
、支持体側が濃くなるように不均一な濃度分布が形成さ
れてている。従って、光導電層１０３に光が照射された
際に、光導電層では帯電した電極と同極性の電荷と逆極
性の電荷とが発生し、同極性の電荷は帯電側に流れ、帯
電した電荷を打消し、一方、逆極性の電荷は支持体側に
流れるが、濃度分布を形成することにより、この逆極性
の電荷の流れを許可し、且つ電荷保持機能を保持するこ
とができる。

次に、この発明の実施例について説明する。

ＬＬｆＬ上 導電性基板としてのＡ１製ドラム（直径８０ｍｍ、長さ
３５０ｍｍ）をトリクレンで脱脂し、洗浄し乾燥させた
後、反応容器内に装填した。このドラムは、必要に応じ
てその表面がＩｌｌ処理、アルカリ処理又はサンドブラ
スト処理され、その干渉防止が図られる。ドラム基体１
０１を加熱し、約３２０℃に保持する。次いで、Ｓ　ｉ
　Ｈ４ガス流量に対する流量比が１０４の８２　Ｈ６ガ
ス、５％のＣＨ４ガス、６００％のＨ２ガスを混合して
反応容器に供給した。その後、メカニカルブースタポン
プ及びロータリポンプにより反応容器内を排気し、反応
圧力を１Ｔｏｒ（トル）に調整した。

モータ１８により基体１４を回転させながら、電極に６
００Ｗ（ワット）の高周波電力を印加して、電極とドラ
ム基体との間に、ＳｉＨ＋、Ｂ２Ｈｓ及びＣＨ４のプラ
ズマを生起させる（グロー放電）。この条件下で、約１
５分間成膜を続け、支持体１０１上に、膜厚０．５μｍ
、結晶粒径３０人、結晶化度７０％のμＣ−８ｉのブロ
ッキング層１０２を形成した。

ブロッキング層の成膜終了後、８２　Ｈ６及びＣＨ４ガ
スの流入を止め、５時間成膜を続け、膜厚１２μｍ、結
晶粒径４０人、結晶化度６０％のμＣ−８ｉ層１０４を
形成した。次に、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量に対してＨ２ガ
スを１００％、８２Ｈ６ガスを１０−６の流量比で供給
し、反応圧力が０．５トル、１５０Ｗの高周波電力を印
加して、グロー放電を生起させる。この条件で４５分間
成膜を続け、膜厚３μｍの第１のａ−８ｉｌ１０５を形
成した。続いて、ＳｉＨ＋ガス流發に対してＣＨ４ガス
の流量を５％供給し３０分間成膜し、その後、Ｓ　ｉ　
Ｈ４ガス流量に対して、ＣＨ４の供給量を次第に増し続
け、ＣＨ４ガスの流量を４００％にまで増し、１５分間
成膜し、３μｍの第２のａ−３ｉ層１０６と表面層１０
７（第２図に示す）とを形成した。

【１九二 この比較例ではａ−３ｉ層のみからなる感光体を形成し
た。この場合、ブロッキング層１０２は、ＳｉＨ＋ガス
流量に対して、８２　Ｈｓガスを１０゛３の流ｍ比で供
給し、反応圧力が０．５トル、１５０Ｗの高周波電力を
印加して、１０分間成膜した。光導電層は、実施例１の
第１のａ−３ｉ層１０５と同様の条件、即ち、第ＳｉＨ
＋ガス流最に対してＨ２ガスを１００％、８２　ｆ−１
６ガスを１０−６の流量比で供給し、反応圧力が０．５
トル、１５０Ｗの高周波電力を印加して、４時間成膜し
た。光導Ｎ層の成膜後、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量に対して
、５００％の流量のＣＨ４を供給し、反応圧力が０．６
トル、ｉｏｏｗの高周波電力を印加して、グロー放電を
生起させ、５分間成膜して表面層を形成した。この場合
ブロッキング層の膜厚は０．５μｍ、光導電層の膜厚は
１２μｍ１表面否の膜厚は０．１μｍであった。

以上のように形成した実施例１と比較例１との感光体に
ついて、比較実験をした。各感光体に６．５ＫＶ　（キ
ロボルト）の電圧を印加したところ、実施例１の表面電
位は５００Ｖ、１５秒の保持率は６５％であった。一方
、比較例の表面電位は４００Ｖであり、保持率は３０％
であった。

更に、第４図のグラフに示すように、夫々の感光体につ
いて波長に対する光感度を測定した。この第４図は、横
軸に光の波長（ｎｍ）、縦軸に感度（Ｃｍ／ｅｒｇ）を
取り、多光の波長における感度を測定した。このグラフ
において、実線は実施例１の測定結果、破断線は比較例
１による測定結果を示す。このグラフから明らかなよう
に、この実施例１によれば約７００乃至８００ｎｍの長
波長領域の光について良好な感度を得ることができた。

次に、各感光体をレーザプリンタに装着し、このレーザ
プリンタにより画像を形成し、この画像を比較した。こ
の場合、実施例１では高い解像度且つ高いコントラスト
の鮮明な画像が得られた。

一方、比較例１の場合には、カブリまたは干渉縞による
画像の濃度ムラ等が生じた。

実施例２ 実施例１において、ａ−３ｉ層１０６を形成する場合に
、ＳｉＨ＋ガス流量に対するＣＨ４ガスの流量比を様々
に変化させて第２のａ−８ｉ層１０６を形成した。その
他の点については実施例１と同じ条件で成膜し、炭素Ｃ
の添加濃度をその層厚方向に濃度分布を形成した。第２
のａ−３ｉ層１０６における層厚と、ＳｉＨ＋ガス流量
に対するＣＨ４ガスの流量比との関係を第５乃至第１０
図に示す。第５乃至第１０図において、横軸にガスＦＲ
ｍ比、縦軸に層の厚みをしめしている。

いずれの場合においても層の厚みが厚く成るに従って、
即ち自由表面側においてＣＨ４ガスの流量比を不均一に
増加させている。この実施例２の場合、実施例１と同様
の効果を得ることができた。

支１１工 この実施例の場合には、実施例２において用いたＣＨ４
ガスに変えてＮ２ガスを使用して電子写真感光体を形成
した。即ち、第２のａ−５ｉ層１０６の成膜時に、窒素
Ｎを添加するとともに、窒素Ｎの添加濃度をその層厚方
向に１１１分布を形成した。この実施例３の場合にも実
施例１と同様な効果を得ることができた。

１１」Ｌ 実施例４では、光導電層１０３を第１のａ−８ｉｔ！ｔ
１０５、μｃ−８ｉ層１０４、第２のａ−ｓ　を層１０
６の順序でブロッキング層１０２上に積層している。

導電性基板としてのＡｌ製ドラム（直径８０ｍｍ、長さ
３５０ｍｍ）をトリクレンで脱脂し、洗浄し乾燥させた
侵、反応容器内に装填した。このドラムは、必要に応じ
てその表面が酸処理、アルカリ処理又はサンドブラスト
処理され、その干渉防止が図られる。ドラム基体を加熱
し、約３２０℃に保持する。次いで、５ｉＨ−＋ガス流
量に対する流儀比が５Ｘ１０４のＢ２　Ｈ６ガス、１０
％のＮ２ガス、７００％のＨ２ガスを混合して反応容器
に供給した。その後、メカニカルブースタポンプ及びロ
ータリポンプにより反応容器内を排気し、その圧力を調
整した。モータ１８により基体１４を回転させながら、
電極に５００Ｗ（ワット）の高周波電力を印加して、こ
の条件下で、約１時間成膜し、支持体１０１上に、結晶
粒径３０人、結晶化度６０％のμｃ−ｓ　ｉのブロッキ
ング層１０２を形成した。

ブロッキング層１０２の成膜終了後、ＳｉＨ４ガス流量
に対してＡｒガスを１５０％、Ｂ２　Ｈｓガスを３ｘ１
０−ｓの流量比で供給し、反応圧力が０．４トル、１０
０Ｗの高周波電力を印加して、グロー放電を生起させる
。この条件で約１時間成膜を続け、膜厚３ｕｍの第１の
ａ−８ｉｌ１０５を形成した。

第１のａ−８ｉ層１０５成膜終了後、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス
流量に対してＨ２ガスを８倍の流量比で供給し、反応圧
力が１．０トル、４００Ｗの高周波電力を印加して、グ
ロー放電を生起させる。この条件で５時間成膜を続け、
膜厚１０μｍ、結晶粒径４０人、結晶化度５５％のμＣ
−８ｉ層１０４を形成した。

続いて、ＳｉＨ４ガス流毒に対して、Ｎ２ガスを５０％
、Ａｒガスを１００％の混合比で供給し、反応圧力が０
．５トル、２００Ｗの高周波電力を印加して、Ｎ２ガス
の流量を５００％にまで次第に増して、膜厚１０μｍの
第２のａ−３ｉ層１０６を形成した。

劃１」工 この比較例では、ブロッキング層と光ｓＮ層と表面層と
をａ−３ｉのみで形成した。ブロッキング層は、Ｓ　ｉ
　Ｈ４ガス流量に対してＨ２ガスを１００％、８２　Ｈ
６ガスを１０°３の流量比で供給し、反応圧力が０．４
トル、１５０Ｗの高周波電力を印加して、グロー放電を
生起させた。この条件で約３０分開成膜を続け、膜厚２
μｍのブロッキング層を形成した。光導１［は、実施例
２の第１のアモルファスシリコン＠１０５と同様な条件
、即ち、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量に対してＡｒガスを１５
０％、Ｂ２　Ｈ６ガスを３Ｘ　１０−　ｓの流量比で供
給し、反応圧力が０．４トル、１００Ｗの高周波電力を
印加して、約５時開成膜を続け、膜厚１５μｍの層を形
成する。更に、ＳｉＨ４ガス流量に対してＮ２ガスを５
００％供給し、反応圧力が０．７トル、３００Ｗの高周
波電力を印加して、約５分間成膜を続け０．１μｍの表
面保護層を形成した。

以上のように形成した実施例４と比較例２との電、子写
真感光体について、比較実験をした。各電子写真感光体
に６．５ＫＶ（キロボルト）の電圧を印加したところ、
実施例４の表面電位は５５０Ｖ、１５秒の保持率は６０
％であった。一方、比較例２の表面電位は３５０Ｖ、保
持率は３０％、であった。

光の波長による感度を測定したところ、前）ホした第４
図に示す様に、実施例１の場合と同様の結果が得られた
。

更に、実施例４、比較例２による電子写真感光体を夫々
複写数及びレーザプリンタに用いたところ、実施例１の
場合と同様な結果が得られた。即ち、比較例では、画像
にカブリや干渉縞が生じたが、実施例４による感光体で
は画像欠陥が無く、良好な画像を得ることができた。更
に、１０万枚の連続使用試験をした結果、実施例４では
画像に異常や変化をきたさなかったが、比較例４では約
２万枚から画像かにじみ始めた。

実施例５ 前述の実施例４に於いて、μＣ−８ｉ層１０４の成膜時
に、ＳｉＨ＋ガス流量に対するＣＨ４ガスの流山比を更
に０．３％供給した。他の層の成膜は実施例４と同様の
条件で成膜した。この実施例５の電子写真感光体に６．
５ＫＶの電圧を印加したところ、実施例４より表面電位
が２０％向上し、実施例５による電子写真感光体を用い
た場合、実施例４よりも良好な画像を得ることができた
。

ＩＬＬ灸 実施例４に於いて、μＣ−８１ｌｉｉｌ　０４の成膜時
に、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流漫に対するＮ２ガスの流量比を
１．５％で供給した。他の層の成膜は実施例４と同様の
条件で成膜した。この実施例６の電子写真感光体に６．
５ＫＶの電圧を印加したところ、実施例４より表面電位
が２５％向上し、この実施例６による電子写真感光体を
実装置に用いた場合、実施例４より良好な画像を得るこ
とができた。

支１１Ｌ 実施例４に於いて、μＣ−８ｉ層１０４の成膜時に、Ｓ
ｉＨ＋に対するＢ２１−１６２の比を１０−７で供給し
た。他の層の成膜は実施例４と同様の条件で成膜した。

この実施例７の電子写真感光体によれば、実施例４より
長波長感度が１５％向上し、この実施例７による電子写
真感光体を実装置に用いた場合、実ｍ例４より良好な画
像を得ることができた。

哀１」しし 実施例４においてＮ２ガスの代わりにＣＨ４ガスを供給
し、ＣＨ４を１０％から３００％まで変化させた。この
実施例８による電子写真感光体を実装置に用いた場合、
実施例４と同様に良好な画像を得ることができた。

１１」Ｌ也 実施例４において、第２のａ−８ｉ層１０６を形成する
場合に、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量に対するＮ２ガスの流量
比を、第５乃至第１０図に示す様に、様々に変化させて
第２のａ−８１層１０６を形成した。その他の点につい
ては実施例４と同じ条件で成膜し、窒素Ｎの添加濃度を
その層厚方向に濃度分布を形成した。この実施例９によ
る電子写真感光体を実装置に用いた場合、実施例４と同
様に良好な画像を得ることができた。

１１九二工 実施例８において、Ｓ＋＋イガス流臆に対するＣＨ４ガ
スの流量比を、第５乃至第１０図に示す様に、様々に変
化させて第２のａ−５ｉ層１０６を形成した。その他の
点については実施例４と同じ条件で成膜し、窒素Ｎの添
加濃度をその層厚方向に濃度分布を形成した。この実施
例１０による電子写真感光体を実装置に用いた場合、実
施例４と同様に良好な画像を得ることができた。

［発明の効果］ この発明によれば、高抵抗で帯電特性が優れており、ま
た可視光及び近赤外光領域において高光

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電子写真感光体の製造装置を示
す図、第２図及び第３図はこの発明の実施例に係る電子
写真感光体を示す断面図、第４図は光の波長と感度との
関係を示すグラフ図、第５乃至第１０図は層を形成する
場合の層厚とＣ１０、Ｎを含むガスの流量との関係を示
すブラフ図である。 １．２．３．４：ボンベ、５；圧力計、６；バルブ、７
：配管、８；混合器、９：反応容器、１０：回転軸、１
３：電極、１４；ドラム基体、１５；ヒータ、１６；高
周波電源、１９；ゲートバルブ、１０１；支持体、１０
２ニブロツキング層、１０３；光導電層、１０７：表面
層。 出願人代理ノ、　弁理士　鈴江武彦 手続補正書 昭和　６−・５，１１１５日 ′ｉ１１許庁長官庁長官道部殿 １、事件の表示 特願昭６０−２５６０６４号 ２発明の名称 電子写真感光体 ３　補市なする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）　　　株式会社　東芝 ６　浦市のλ・１−′ｆ。 明細書　　　　　　　　　　　　　　／−：６１ ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通シ訂正する。 （２）明細書中、第７頁第２０行目、第２０頁第１５行
目に、それぞれ「第■族」とあるのを「第Ｖ族」に訂正
する。 （３）明細書中、第８頁第１４行目に、「種」とあるの
を「主」に訂正する。 （４）　　明細書中、第２２頁第２行目、第２５頁第１
８行目に、それぞれ「支持体」とあるのを「表面」に訂
正する。 （５）　　明細書中、第２３頁第３行目に「緩衝縞」と
あるのを「干渉縞」に訂正する。 （６）　　明細書中、第２４頁第２行目、第２４頁第６
行目に、それぞれ「層圧」とあるのを「層厚」に訂正す
る。 （７）明細書中、第２６頁第２０行目に、　ｒＴｏｒＪ
とあるのをｌ’−ＴｏｒｒＪに訂正する。 （８）　　明細書中、第７頁第２０行目に、「グラフ」
とめるのを「グラフ」に訂正する。 ２、特許請求の範囲 （１）　　導電性支持体と、この導電性支持体上に形成
でれたブロッキング層と、このブロッキング層の上に形
成された光導電層と、を有する電子写真感光体において
、前記ブロッキング層は、炭素、窒素及び酸素から選択
された少なくとも一種の原子並びに周期律表第１族及び
第Ｖ族から選択された少なくとも一種の原子を含有する
マイクロクリスタリンシリコンで形成され、前記光導電
層は、マイクロクリスタリンシリコン層と、第１のアモ
ルファスシリコン層と、炭素、窒素及び酸素から選択さ
れた少なくとも一種の原子を含有し、前記炭素、窒素及
び酸素から選択された少なくとも一種の原子が層厚方向
に不均一な濃度分布を形成している第２のアモルファス
シリコン層との積層体から成ることを特徴とする電子写
真感光体。 （２）前記光導電層は、導電性支持体側から、マイクロ
クリスタリンシリコン層と、第１のアモルファスシリコ
ン層と、第２のアモルファスシリコン層との順序で積層
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の電子写真感光体。 （３）　　前記光導電層は、導電性支持体側から、第１
のアモルファスシリコン層と、マイクロクリスタリンシ
リコン層と、第２のアモルファスシリコン層との順序で
積層されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の電子写真感光体。 された少なくとも一種の原子の濃度は、導電性支持体側
の濃度が低く形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項又は第３項に記載の電子写真感光体。 （５）　　前記光導電層の前記各層は、周期律表の第１
族又は第Ｖ族に属する原子から選択式れた少なくとも一
種の原子を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第４項のいずれか一項に記載の電子写真感光体
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体と、この導電性支持体上に形成され
   たブロッキング層と、このブロッキング層の上に形成さ
   れた光導電層と、を有する電子写真感光体において、前
   記ブロッキング層は、炭素、窒素及び酸素から選択され
   た少なくとも一種の原子並びに周期律表第III族及び第
   IV族から選択された少なくとも一種の原子を含有するマ
   イクロクリスタリンシリコンで形成され、前記光導電層
   は、マイクロクリスタリンシリコン層と、第１のアモル
   ファスシリコン層と、炭素、窒素及び酸素から選択され
   た少なくとも一種の原子を含有し、前記炭素、窒素及び
   酸素から選択された少なくとも一種の原子が層厚方向に
   不均一な濃度分布を形成している第２のアモルファスシ
   リコン層との積層体から成ることを特徴とする電子写真
   感光体。
2. （２）前記光導電層は、導電性支持体側から、マイクロ
   クリスタリンシリコン層と、第１のアモルファスシリコ
   ン層と、第２のアモルファスシリコン層との順序で積層
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の電子写真感光体。
3. （３）前記光導電層は、導電性支持体側から、第１のア
   モルファスシリコン層と、マイクロクリスタリンシリコ
   ン層と、第２のアモルファスシリコン層との順序で積層
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の電子写真感光体。
4. （４）前記光導電層の第２のアモルファスシリコン層に
   添加されている炭素、窒素及び酸素から選択された少な
   くとも一種の原子の濃度は、導電性支持体側の濃度が低
   く形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項又は第３項に記載の電子写真感光体。
5. （５）前記光導電層の前記各層は、周期律表の第III族
   又は第Ｖ族に属する原子から選択された少なくとも一種
   の原子を含有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれか一項に記載の電子写真感光体。