JPS6258267A - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、帯電特性、光感度特性及び耐環境性等が優
れた電子写真感光体に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 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（ＴＮＦ）
等の有機材料が使用されている。しがしながら、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、特別の配慮が
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
影響を著しく受けるため、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等の有機光導電性材料は
、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−８ｔと略す）
は、近時、光導電変換材料として注目されており、太陽
電池、薄膜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−８ｉ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優れている
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障壁層
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−
３ｉ膜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−８ｉ膜に
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−８ｉ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−３ｉ１１中
の水素の含有量が多い場合は、成膜条件によって、（Ｓ
ｉＨ２）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。

なお、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ＧｅＨ＋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ＧｅＨ＋
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、廃ガス処理も複雑である。従って、このような技
術は実用性がない。

［発明の目的］ この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもの−〇− であって、帯電能が優れており、残留電位が低く、近赤
外領域までの広い波長領域に亘って感度が高く、基板と
の密着性が良く、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。

［発明の概要］ この発明に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、こ
の導電性支持体の上に形成された電荷輸送層と、この電
荷輸送層の上に形成された電荷発生層と、を有する電子
写真感光体において、前記電荷発生層は、水素を含有し
層厚が０．１乃至５μｍのアモルファスシリコンで形成
された第１層と、水素を含有し層厚が１乃至１０μｍの
ｎ型マイクロクリスタリンシリコンで形成された第２１
１との積層体であり、前記電荷輸送層は、マイクロクリ
スタリンシリコンの領域とアモルファスシリコンの領域
とが混在した混合層であり、この混合層は炭素、窒素及
び酸素から選択された少なくとも１種の元素並びに水素
を含有し層厚が３乃至８０μｍであることを特徴とする
。

この発明は、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した電子
写真感光体を開発すべく本願発明者等が種々実鋏研究を
重ねた結果、マイクロクリスタリンシリコン（以下、μ
ｃ−８ｉと略す）を電子写真感光体の少なくとも一部に
使用することにより、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。

［発明の実施例］ 以下、この発明について具体的に説明する。この発明の
特徴は、従来のａ−Ｓ　＋の替りにμＣ−Ｓ＋を使用し
たことにある。つまり、光導電層の全ての領域又は一部
の領域がマイクロクリスタリンシリコン（μｃ−８ｉ　
）で形成されているか、マイクロクリスタリンシリコン
とアモルファスシリコン（ａ−８Ｉ　）との混合体で形
成されているか、又はマイクロクリスタリンシリコンと
アモルファスシリコンとの積層体で形成されている。ま
た、機能分離型の電子写真感光体においては、電荷発生
層にμｃ−８ｉを使用している。

μｃ−８１は、以下のような物性上の特徴により、ａ−
８ｉ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、Ｘ線回折測定においては
、ａ−８１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・１であるのに対し、μｃ−８ｉは１０１！Ω
・１以上の暗抵抗を有する。このμＣ−３＋は粒径が約
数十オングストローム以上である微結晶が集合して形成
されている。

μＣ−３ｉとａ−３＋との混合体とは、μｃ−８ｉの結
晶領域がａ−８ｉ中に混在していて、μｃ−３ｉ及びａ
−８＋が同程度の体積比で存在するものをいう。また、
μｃ−３ｉとａ−８ｉとの積層体とは、大部分がａ−８
ｉからなる層と、μＣ−８ｉが充填された層とが積層さ
れているものをいう。

このようなμｃ−３ｉを有する光導電層は、ａ−８ｉと
同様に、高周波グロー放電分解法によｂ−シランガスを
原料として、導電性支持体上にμｃ−８ｉを堆積させる
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−８ｉを形成する場合よりも高く設定し、高
周波電力もａ−８ｔの場合よりも高く設定すると、μＣ
−３ｉ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５ＩＨ４及びＳ＋２Ｈ６等の＾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＋、Ｂ２Ｈｓ。

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量及び混合
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１０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１０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
（Ｔｏ　ｒ　ｒ　’）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を一定渦度に加熱すると共
に、高周波電［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上にマイクロクリ
スタリンシリコン（μｃ−３ｉ）が堆積する。なお、原
料ガス中にＮ２０．ＮＨ３、、ＮＯ２、Ｎ２　、ＣＨ４
。

Ｃ２Ｈ４，０２ガス等を使用することにより、これらの
元素をμｃ−３ｉ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
−８ｔ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
性及び耐摩耗性が優れているため、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−３ｉには、水素Ｈ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−３ｉの光
学的エネルギギャップＥａ　（１，６５乃至１．７０ｅ
Ｖ）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−３ｉ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−８ｉ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−３ｉ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−３ｉ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−８１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。この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−
８ｔ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−８ｉ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−８ｉ層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３ｉ２Ｈｓ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５ｉＣ１＋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−３ｉ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−３ｉで形成し
てもよいし、ａ−８ｔ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、積層体の方が高く、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Ｎ、炭素Ｃ及び酸素Ｏから選択され
た少なくとも１種の元素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。

これらの元素は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、障壁層を配設するこ
とが好ましい。この障壁層は、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、障壁層を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、障壁層をｎ
型にする。また、障壁層として、絶縁性の膜を支持体の
上に形成することも可能である。障壁層はμｃ−３ｉを
使用して形成してもよいし、ａ−８ｉを使用して障壁層
を構成することも可能である。

μｃ−８ｉ及びａ−８ｉをｐ型にするためには、周期律
表の第■族に属する元素、例えば、ホウ素Ｂ１アルミニ
ウムＡＩ、ガリウムＧ　ａ　％インジウムＩｎ、及びタ
リウムＴＩ等をドーピングすることが好ましく、μｃ−
３ｉ層をｎ型にするためには、周期律表の第Ｖ族に属す
る元素、例えば、窒素Ｎ１リンＰ１ヒ素Ａｓ、アンチモ
ンＳｂ１及びビスマス８１等をドーピングすることが好
ましい。

このｎ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−３１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。表面層を形成する材
料としては、５ｉｓＮ４．５ｉＣ）＋、ＳｉＣ。

Ａｌ１０：Ｉ　、ａ−８ｉＮ：Ｈ，ａ−３ｉＯ：Ｈ。

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。

＝１８− 電子写真感光体としては、上述のごとく、支持体上に障
壁層を形成し、この障壁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
の上に電荷移動層（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、障壁層を設けてもよい。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マイクロクリスタリンシリコンμ
ｃ−８ｉでできており、その厚さは１乃乃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
属する元素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、Ｃ，Ｎ、Ｏの元素のうち、
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。

障壁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、
障壁層を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。この障壁層は、ａ−８ｉで形
成してもよく、またμｃ−３ｉで形成してもよい。

この出願に係る発明の特徴は、電荷発生層が、ａ−８ｉ
で形成された第１層と、ｎ型のμｃ−８ｉで形成された
第２層との積層体であり、電荷輸送層が、μｃ−８ｉで
形成された領域とａ−３ｉで形成された領域との混合層
であることにある。第２図乃至第４図は、この発明を具
体化した電子写真感光体の断面図であり、第２図におい
ては、導電性支持体２１の上に、電荷輸送層２２が形成
され、電荷輸送層２２の上に電荷発生層３１が形成され
ている。この電荷発生層３１は、電荷輸送層２２の上に
μｃ−８ｉで形成された第２層２３と、この第２層の上
にａ−８＋で形成された第１層２４とを有する。一方、
第３図においては、電荷発生層３２の第１層２４と第２
層２３とが電荷発生層３１と逆に形成されており、ａ−
８ｔで形成された第１層２４が電荷輸送層２２の上に形
成され、μｃ−８ｉで形成された第２層２３が第１層２
４の上に形成されている。更に、第４図に示す感光体は
、電荷輸送層２２と導電性支持体２１との間に障壁層２
５が形成されており、電荷発生層３１の上に表面層２６
が形成されている点が第１図に示す感光体と異なる。こ
の発明は、第１層２４及び第２層２３がＨを含有し、第
１層の層厚が０．１乃至５μｍであり、第２層の層厚が
１乃至１０μｍであると共に、電荷輸送層２２が、Ｃ，
Ｏ，Ｎから選択された少なくとも１種の元素及びＨを含
有し、その層厚が３乃至８０μｍであることを特徴とす
る。

電荷発生層３１．３２が、ａ−８ｉで形成された第１層
２４とμｃ−３ｉで形成された第２層２３との積層体で
あるため、感光体を可視光領域から近赤外領域（例えば
、半導体レーザの発振波長である７９０ｎｍ付近）まで
、高感度化することができる。つまり、μｃ−８ｉは、
その光学的エネルギギャップＥａがａ−３ｉの光学的エ
ネルギギャップ１．６５乃至１．７０ｅＶよりも小さい
ため、近赤外光のようにエネルギが小さい長波長光も吸
収して電荷を発生する作用を有する。このため、μｃ−
８ｉで形成された第２層２３は、発振波長が７９０ｎｍ
である半導体レーザ光等の長波長光に対して高い分光感
度を有する。一方、ａ−８ｉは可視光に対して高い分光
感度を有する。

従って、μｃ−８ｉ及びａ−８ｉを電荷発生層に使用す
ることにより、ＰＰＣ（普通紙複写機）及び半導体レー
ザを使用したレーザプリンタの双方にこの感光体を使用
することが可能になる。

μｃ−８ｉ自体は、若干、ｎ型であるが、このμｃ−８
ｉに周規律表の第Ｖ族に属する元素を含有させてμｃ−
８ｔを積極的にｎ型にする。これにより、μｃ−８ｉ第
２層の長波長光に対する感度を一層高めることができる
。この第Ｖ族元素のドーピング口は、１０−８乃至１０
”３原子％、好ましくは、１０４乃至１０−６原子％で
ある。ドーピング量が多すぎると、μｃ−３ｉが強ｎ型
になってしまい、暗時の比抵抗（暗比抵抗）が低くなり
過ぎ、ドーピング量が少ないと、長波長光に対する感度
が不足するからである。

μｃ−８ｉの比抵抗は比較的低いが、これをａ−３ｉで
形成された第１層２４が補う。つまり、ａ−８ｔは比較
的比抵抗が高く、ａ−８ｉを配設することにより、帯電
能を高めることができる。

このａ−３ｉで形成された第１層２４に周期律表の第■
族に属する元素をライトドープ（１０−７乃至１０−３
原子％）することにより、第１層２４は、ｉ型（真性）
半導体になり、暗比抵抗が一層高くなり、ＳＮ比と帯電
能が向上する。また、電荷発生１３１．３２　（第１層
２４及び第２層２３）に、Ｃ，Ｏ，Ｎのうち少なくとも
一種の元素を光導電率が低下しない程度に含有させるこ
とにより、暗比抵抗を高め、帯電能（電荷保持機能）を
一層高めることができる。このＣ，Ｏ，Ｎの含有量は、
０．１乃至１０原子％であることが好ましい。

第１層２４及び第２層２３の層厚は、夫々０．１乃至５
μｍ及び１乃至１０μｍである。電荷発生層の層厚が厚
すぎると、成膜に長時間を必要とすると共に層が剥離し
やすくなる一方、電荷発生層の層厚が薄すぎると、キャ
リアの発生効率が低くなるからである。なお、第１層２
４は第２層２３よりも上方（光入射側）にある方（第２
図）がその逆（第３図）の場合よりも好ましい。これは
、μｃ−８ｉが可視光も吸収するので、μｃ−８ｉ第２
層が上方にあると、可視光は下層のａ−３ｉ第１層に到
達する前にμｃ−８ｉ第２層で吸収されてしまうため、
電荷発生効率が低いからである。

電荷輸送層２２は、電荷発生層３１．３２で発生したキ
ャリアを高効率で支持体２１に輸送するために設けられ
た層である。この電荷輸送層２１は、μｃ−８ｉで形成
された領域とａ−３ｉで形成された領域とが混在してい
る。このμｃ−８ｔ領域は、キャリアの走行性が極めて
良好であり、電荷発生層３１．３２で発生したキャリア
を速やかに導電性支持体２１に輸送する。一方、μＣ−
８１は暗比抵抗が比較的低いので、電荷輸送層２２の中
にａ−３ｉ領域を混在させる。このａ−３ｉは暗比抵抗
が高いので、帯電能を高く維持することができる。この
ように、μｃ−３ｉ領域とａ−８ｉ領域との混合層とす
ることにより、電荷輸送層２２をキャリアの走行性と帯
電能とを兼備したものにすることができる。なお、この
ような機能を持たせるために、μｃ−８ｉ領域が電荷輸
送層の５０％以上を占めることが好ましい。

このように構成される電荷輸送層２２に周期律表第■族
に属する元素をライトドープすることにより、その暗抵
抗を高め、電荷保持機能を間接的に高めることができる
。また、電荷輸送層２２にＣ９０゛、Ｎから選択された
少なくとも１種の元素を含有させる。これにより、電荷
輸送層２２の暗比抵抗を高め、帯電能を向上させること
ができる。また、電荷輸送層２２には、キャリアを捕獲
するトラップ（状態密度）が存在しないことが理想的で
あるが、微量のＣ，Ｏ，Ｎを電荷輸送層２２に含有させ
ることにより、トラップとなるシリコンダングリングボ
ンドを除去することができる。なお、電荷輸送層２２中
のＨは、１乃至１０原子％であることが好ましい。電荷
輸送層の層厚は、３乃至８０μｍである。電荷輸送層の
帯電能を高く維持するためには、層厚を厚くすることが
必要である一方、電荷輸送層が厚すぎると、キャリアが
走行しにくくなり、キャリアが支持体まで到達すること
が困難に□なるからである。

第４図に示す感光体においては、障壁層２５及び表面層
２６が形成されている。障壁層２２は、μｃ−３ｉ又は
ａ−８ｔで形成することができる。

μｃ−８Ｉ゛はキャリアの移動度が高く、走行性が良好
であるが、成膜速度が比較的遅く、製造が若干困難であ
る。一方、ａ−８ｉは走行性が比較的低いが、製造が容
易である。また、障壁層を構成するμｃ−３ｉ又はａ−
８ｉ中に、周期律表第■族又は第Ｖ族に属する元素をド
ーピングすることにより、障壁層２２をｐ型又はｎ型の
半導体にすることができる。その含有量は、１０′３乃
至１゜原子％であることが好ましい。感光体表面に正帯
電する場合には、支持体２１側からの電子の注入を阻止
するために、障壁層をｐ型にする。一方、感光体を負帯
電で使用する場合には、ａ−３ｉ又はμｃ−８ｉにＰ等
をドーピングして障壁層２５をｎ型にする。また、バン
ドギャップを拡大することにより、障壁層を形成するこ
とも可能である。

この場合には、障壁層２５に、Ｃ，Ｏ，Ｎのうち少なく
とも１種以上の元素を１乃至２０原子％の範囲で含有さ
せることが好ましい。これにより、支持体２１側から電
荷輸送層２２へのキャリアの注入を有効に阻止すること
ができ、電荷保持能が著しく向上する。障壁層２５の層
厚は０．１乃至１０μｍであることが好ましい。

第４図に示すように、電荷発生層３１の上に、表面層２
６を形成した電子写真感光体においては、この表面層２
６を、Ｃ，Ｏ，Ｎのうち、少なくとも１種以上の元素を
含有するａ−３ｉ （ａ−８ｉＣ：Ｈｌａ−８ｉＯ：Ｈ，ａ−８ｉＮ：Ｈ，
ａ−８ｉＣＮ；Ｈ等）で形成することができる。これに
より、光導電層の表面が保護され、耐環境性及び帯電能
が向上する。このＣ，０，Ｎの含有量は、１乃至５０原
子％であることが好ましく、その層厚は０．０１乃至１
０μｍであることが好ましい。

次に、この発明の実施例について説明する。

丸ＬＬＩ 導電性基板としてのＡｌ製ドラムを反応容器内に装填し
た後、反応容器内を、図示しない拡散ポンプにより、排
気し、約０．１トル以下の真空度にする。その後、ドラ
ム基体を加熱して約４００℃に保持し、２００８ＣＣＭ
の流量のＳｉＨ＋ガス、このＳｉＨ４ガス流量に対する
流量比が１０′３の８２　Ｈａガス、及び１１００８Ｃ
ＣのＣＨ４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１トルに調整した。ド
ラム基体を回転させつつ、電極に１３．５６ＭＨｚで３
００ワツ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＋。

Ｂ２　Ｈ６及びＣＨ４のプラズマを生起させ、１５分間
成膜を継続した後、ガスの供給及び電力の印加を停止し
た。これにより、２．１μｍの層厚を有する障壁層を形
成した。その後、ＳｉＨ＋ガスを５００ＳＣＣＭ、Ｈ２
ガスを１５００Ｓ’ＣＣＭ及びＣＨ４ガスを１５０８Ｃ
ＣＭ　（又はＮ２ガスを１１００５ＣＣ若しくはｏ２ガ
スを１０１００８ＣＣだけ反応容器内に供給した。そし
て、反応圧力が０．８トル、高周波電力が１ｋＷの条件
で、４時間成膜して、２０μｍの電荷輸送層を形成した
。

次いで、電荷発生層を成膜した。先ず、ＳｉＨ＋ガスの
流量を５００８ＣＣＭ、ＰＨｓガスのＳｉＨ＋ガスに対
する流量比を１０４．Ｈ２ガスの流量を１０００８ＣＣ
Ｍに設定してこれらのガスを反応容器内に導入した。そ
して、反応圧力が０．７トルの状態で５００ワツトの電
力を１時間投入して成膜し、５μｍのμｃ−８ｉ第２層
を形成した。次いで、５００ＳＣＣＭのＳｉＨ＋ガス及
びＳ　ｉ　Ｈ４ガスに対する流量比が２Ｘ１０−’Ｈｓ
ガスを供給し、反応圧力が０．５トル、高周波電力が５
００ワツトの条件で、３０分間成膜して、層厚が３．５
μｍのａ−３ｉ第１層を形成した。その後、Ｓ　ｉ　Ｈ
＋ガスを３００ＳＣＣＭ、ＣＨ４ガスを１５０８ＣＣＭ
にし、反応圧力が１トル、電力が２００ワツトで１５分
間成膜して１μｍの表面層を形成した。

このようにして成膜された電子写真感光体において、電
荷輸送層は、ＣＨ４ガス、Ｎ２ガス及び０２ガスのいず
れを使用した場合であってもその平均粒径が３０人、結
晶化度が５５％であり、電荷発生層第２層の平均粒径は
４０人であった。この電子写真感光体の静電特性は、初
期電位が４８０Ｖ、１５秒後の電荷保持率が８２％、７
９０ｎｍのレーザ光に対する半減露光量が１０ｅｒａ／
ｃｄであり、極めて良好な静電特性が得られた。また、
複写を繰返して転写プロセスの再現性及び安定性を調査
したところ、転写画像は極めて良好であり１、耐コロナ
性、耐湿性及び耐摩耗性等が優れていることが実証され
た。

支ｉｉＬ この実施例においては、μｃ−８ｉ第２層の成膜条件を
、ＰＨ３ガス／Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスが２Ｘ１０４になるよ
うにＰＨ３ガス流量を増加させた。他の条件は、実施例
１と同様である。この実施例においても、初期電位が４
００Ｖ、１５秒後の電荷保持率が７５％、７９０ｎｍの
レーザ光における半減露光量が８．８０ｒｏ／ａｔ！と
、初期電位は実施例１に比して若干低下しているが、半
減露光量は良好な値を示した。

［発明の効果コ 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感度特性を有し
、製造が容易であり、実用性が高い電子写真感光体を得
ることができる。

【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図乃至第４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、２１；支持体、２２：
電荷輸送層、２３：第２層、２４；第１層、２５；障壁
層、２６二表面層、３１．３２：電荷発生層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 引 エコー ｄ 第１図 第２　謎１ 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体と、この導電性支持体の上に形成さ
   れた電荷輸送層と、この電荷輸送層の上に形成された電
   荷発生層と、を有する電子写真感光体において、前記電
   荷発生層は、水素を含有し層厚が０．１乃至５μｍのア
   モルファスシリコンで形成された第１層と、水素を含有
   し層厚が１乃至１０μｍのｎ型マイクロクリスタリンシ
   リコンで形成された第２層との積層体であり、前記電荷
   輸送層は、マイクロクリスタリンシリコンの領域とアモ
   ルファスシリコンの領域とが混在した混合層であり、こ
   の混合層は炭素、窒素及び酸素から選択された少なくと
   も１種の元素並びに水素を含有し層厚が３乃至８０μｍ
   であることを特徴とする電子写真感光体。
2. （２）前記電荷輸送層は、周規律表の第III族又は第Ｖ
   族に属する元素を含有す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）前記電荷発生層は、周規律表の第III族又は第Ｖ
   族に属する元素を含有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の電子写真感光体。
4. （４）前記電荷発生層は、炭素、酸素及び窒素から選択
   された少なくとも１種の元素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３項のいずれか１項に記
   載の電子写真感光体。