JPS6281642A

JPS6281642A - オ−バ−コ−テイング型無定形ケイ素像形成部材

Info

Publication number: JPS6281642A
Application number: JP61219080A
Authority: JP
Inventors: ダモーダー　エム　パイ; エドウィン　ロバート　クーン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1987-04-15
Also published as: EP0217623A1; US4666806A; EP0217623B1; DE3674317D1

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】発明の背景本発明は一般に無定形ケイ素像形成部材に関し、さらに
詳細には、本発明は水素化無定形ケイ素とある種の非化
学量論量のチッ化ケイ素のオーバーコーテイング層とか
らなる多層型感光性像形成部材または装置に関する。本
発明の１つの実施態様においては、支持基層、ドパント
（ｄｏｐａｎｔ）を含有する水素化無定形ケイ素のブロ
ッキング層、ドパントを含有する無定形ケイ素のバルク
光導電性層、および該光導電性層と接触した特定量で過
剰のケイ素を含むチソ化ケイ素のオーバーコーテイング
層とからなる多層型感光性像形成部材が提供される。さ
らに、本発明の別の特定の実施態様においては、支持基
層、高濃度例えば１００ｐｐｍ　ｔＭ度のほう素を含有
する水素化無定形ケイ素のブロッキング層、少量の例え
ば、３　ｐｐｍのほう素を含有する水素化無定形ケイ素
のバルク光導電性層、および該光導電性層と接触した過
剰のケイ素を含むチッ化ケイ素のオーバーコーテイング
層とからなる多層型像形成部材が提供される。これらの
像形成部材は、電子写真複写装置、特に静電複写像形成
装置で使用でき、例えば、形成した静電潜像パターンを
高品質およびすぐれた解像力を有する像に現像できる。

さらに、本発明の部材は例えば４０ボルト／ミクロンを
越える高電荷アクセプタンス値を有し、さらに例えば約
１００ミクロン以下の極めて望ましい厚さを有し得る。

また、本発明の像形成部材は望ましい低暗減衰特性を有
しておりこれら部材を静電複写像形成法において極めて
有用にする。これらの方法において、静電潜像は含まれ
る装置上で形成されその後現像、転写および定着が行な
われる。さらに、本発明の感光性像形成部材は、静電複
写像形成装置で用いたとき、湿気および発生するコロナ
イオンに不感性であり延長した回数の像形成サイクルで
高解像力を有する受入可能な像の形成を可能にする。ま
た、本発明の像形成部材は従来技術の問題であるバンド
屈曲（ｂａｎｄ　ｂｅｎｄｉｎｇ）の結果としての光導
電性層とオーバーコーテイング層間の界面での電荷の望
ましくない横方向移動を減少させ、その結果、増大した
解像力を有しプリント消失の少ない像を与える。

先行技避静電電子写真像形成法特に、静電複写像形成法は良く知
られており、従来技術において広汎に記載されている。

これらの方法において、感光性即ち光４電性材料がその
上に静電潜像を形成するのに用いられる。感光体は一般
に表面上に光導電性材料の層を含む導電性基層からなり
、多くの場合、その間には薄いバリヤ一層が置かれ、得
られる像の品質に悪影響を与え得る基層からの電荷注入
を防止している。公知の有用な光導電性材料の例には無
定形セレン、セレン−テルル、セレン−ひ素のようなセ
レン合金等がある。さらに、感光性像形成部材としては
、例えば、トリニトロフルオレノンとポリビニルカルバ
ソールとの複合体を含む各種有機光導電性材料も使用で
きる。最近、アリールアミン正孔移送分子と光励起層と
を含む多層型有機感光性装置が開示されている（米国特
許第４．２６５，９９０号参照。）。

また、無定形ケイ素光導電体も公知である。例えば、米
国特許第４，２６５，９９１号および第４　、２２５　
、２２２号を参照されたい。米国特許第４，２６５，９
９１号には、基層とｌＯ〜４０原子％の水素を含み５〜
８０ミクロンの厚さを有する無定形ケイ素の光４電性上
部層とからなる電子写真感光性部材が開示されている。

さらに、この米国特許はいくつかの無定形ケイ素の調製
方法を記載している。１つの方法においては、電子写真
感光性部材は、１つのチャンバー内に存在させた該部材
を５０’Ｃ〜３５０　”Ｃの温度に加熱し、ケイ素と水
素原子を含むガスを導入し、チャンバー内で電気エネル
ギーにより電気放電を行ってガスをイオン化し、次いで
電子写真基層上に電気放電を用いて０．５〜１００オン
グストロ一ム／秒の速さで無定形ケイ素を析出させそれ
によって所定厚の無定形ケイ素光導電性層を得ることに
よって調製される。この米国特許に記載された無定形ケ
イ素装置は感光性であるけれども、最小回数の例えば約
１０００回以下の像形成サイクル後、多くの消失を含む
乏しい解像力を受は入れ難い低品質の像が得られる。さ
らにサイクル操作すると、即ち、Ｌ　ＯＯ０回の像形成
サイクルからｉｏ、ｏｏｏ回の像形成サイクルの後では
、低品質はしばしば像が部分的に脱落するまで劣下し続
ける。

さらに、従来技術においては、例えば、化学理論量の千
フ化ケイ素オーバーコーテイングを含む無定形ケイ素感
光体像形成部材が開示されているが、これら部材もある
場合にはハンド屈曲現像の結果としての低解像力のプリ
ントを発注さゼる。

さらに、上記千ノ化ケイ素オーバーコーテイングによれ
ば、解像力の損失は多くの場合極端であり、そのため、
例えばいかなる像形成も妨げ得る。

また、いくつかの米国特許出願においても、無定形ケイ
素からなる光導電性像形成部材が開示されている。例え
ば、“エレクトロフォトグラフインク　ディバイシス　
コロナイオング　コンベンセイティド　アモホラス　シ
リコン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏ
ｇｒａｐｈｉｃ　Ｄｉｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎ−ｉ
ｎｇ　　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　　Ａｍｏｒｐｈｏｕ
ｓ　　５ｉｌｉｃｏｎ　　Ｃｏｍｐｏｓｉ−ｔｉｏｎｓ
）”なる名称の米国特許出願第６９５．９９０号には、
支持基層と約２５重量ｐｐｍ〜約１重量％のほう素を含
み実質的に等量のりんで調整した無定形水素化ケイ素化
合物からなる像形成部材が例示されているさらに、“エ
レクトロフォトグラフィック　ディバイシス　コンテイ
ンニング　オーバーコーテッド　アモルファス　シリコ
ン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒ
ａｐｈｉｃ　Ｄｉｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎ−ｉｎｇ
　０ｖｅｒｃｏａｔｅｄ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　５ｉｌ
ｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉ　−ｔｉｏｎｓ）”なる名称
の米国特許出願第５４８．１１７号には、支持基層、無
定形ケイ素層、ドーピングした無定形ケイ素からなる捕
捉層、および化学量論量のチッ化ケイ素のト・ノブオー
バーコーテイング層とからなる像形成部材が記載されて
いる。さらに詳しくは、この米国特許出願には、支持基
層、調整してない即ちドーピングしてない無定形ケイ素
またはほう素またはりんのようなｐまたはｎタイブドパ
ントでわずかにドーピングした無定形ケイ素からなるキ
ャリヤー移送層、はう素またはりんのようなｐまたはｎ
タイブトパントで高度にドーピングした無定形ケイ素か
らなる薄い捕捉層、および特定の化学量論けのチッ化ケ
イ素、炭化ケイ素また無定形炭素のトップオーバーコー
テイング層からなる像形成部材が開示されている。しか
しながら、この像形成部材による１つの欠点は捕捉層が
像形成部材の電荷アクセプタンスを減少させる暗減衰成
分をもたらすことである。

さらに、“ヘテロゲナース　エレクトロフォトグラフィ
ック　イメージング　メンバーズ　オブアモホラス　シ
リコン（Ｉｌｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ　−ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｍ
ｅｍｂｅｒｓ　ｏｆ　ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＳｉｌｉｃｏ
ｎ）　”なる名称の米国特許出願第６６２．３２８号に
は、水素化無定形ケイ素光励起化合物と、プラズマ沈着
酸化ケイ素の電荷移送層とからなる像形成部材が記載さ
れている。

他のオーバーコーテイングを含む無定形ケイ素像形成部
材を開示している代表的な従来技術には、米国特許第４
．４６０，６６９号、第４．４６５．７５０号、第４．
３９４，４２６号、第４，３９４，４２５号、第４，４
０９，３０８号、第４，４１４，３１９号、第４．４４
３，５２９号、第４，４５２．８７４号、第４，４５２
，８７５号、第４，４８３，９１１号、第４．３５９，
５１２号、第４，４０３，０２６号、第４，４１６．９
６２号、第４．４２３，１３３号、第４，４６０，６７
０号、第４．４６１．８２０号、第４．４８４，８０９
号および第４，４９０，４５３号がある。

さらに、無定形ケイ素感光体部材に関連して背景的に興
味ある特許には、例えば、米国特許第４．３５９．５１
２号、第４，３７７．６２８号、第４．４２０，５４６
号、第４，４７１，０４２号、第４，４７７．５４９号
、第４．４８６，５２１号および第４，４９０，４５４
号がある。

さらに、無定形ケイ素像形成部材を開示する追加の代表
的な従来技術には、例えば、高密度の無定形ケイ素また
はゲルマニウムを含む像形成部材の調製方法に関する米
国特許第４，３５７．１７９号；アンモニアを反応チャ
ンバーに導入することからなる水素化無定形ケイ素の調
製方法を開示している米国特許第４，２３７，５０１号
；第４，３５９．５１４号；第４．４０４，０７６号；
第４，４０３，０２６号；第４，３９７，９３３号；第
４，４２３，１３３号；第４，４６１，８１９号；第４
，２３７，１５１号；第４，３５６，２４６号；第４，
３６１．６３８号；第４．３６５，０１３号；第３，１
６０，５２１号；第３，１６０，５２２号；第３，４９
６，０３７号；第４，３９４，４２６号および第３、８
９２．６５０号がある。特に興味あるものは米国特許第
４．３９４，４２５号、第４．３９４，４２６号および
第４．４０９，３０８号に開示された無定形ケイ素感光
体であり、これらにはチッ化ケイ素および炭化ケイ素の
ようなオーバーコーテイングが使用されている。

チソ化ケイ素オーバーコー、ティングの例は約４３〜約
６０原子％のチッ素含有量を有するものである。

さらに、シランガスのグロー放電により無定形ケイ素の
大面積欠陥なしフィルムを析出させる方法はＣｈｉＬｔ
ｉｃｋ等の“ザ　ジャーナル　オブ　ザエレクトロケミ
カル　ソサエティー（ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　ｔ
ｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔ
ｙ）　、ｖｏｌ、　１１６．７７、（１９６９）”に記
載されている。さらに、無定形ケイ素調製および調製中
の基層温度の最適化は、ウォルター　スピア（Ｗａｉｔ
ｅｒ　５ｐｅａｒ）により、１９６３年の西ドイツ、ジ
ャーマニフシュ　パルテンキルチェンで開催された“無
定形および液体半導体に関する第５回国際会議（ｔｈｅ
　Ｆｉｆｔｈ　ｒｎｔｅｒ−ｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　　ａ
ｎｄ　　ＬｉｑｕｉｄＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）
　　”において例示されている。他のケイ素調製方法は
“ジャーナル　オブ　ノンクリスタリン　ツリツブ（ｔ
ｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎ　−ｃｒｙｓｔａ
ｌｌｉｎｅ　５ｏｌｉｄｓ）　、ｖｏｌ、８〜１０．７
２７、（１９７２）　　”および“ジャーナル　オブ　
ノンクリスクリン　ツリツブ（ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ
　ｏｆ　Ｎｏｎ　−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　５ｏｌｉ
ｄｓ）　、ｖｏｌ、　１３．５５、（１９７３）”に記
載されている。

ノ明の解ｌしようとする間一点上述した無定形ケイ素感光性部材、特に上記各米国特許
出願に開示された部材はその意図する目的には殆んどの
場合適しているけれども、容易に作製できる無定形ケイ
素からなる改良された部材が要求されている。さらに、
所望の高電荷アクセプタンス値と暗中での低電ＭｔＭ失
特性を有する無定形ケイ素像形成部材が要求されている
。さらにまた、特定の非化学量論量のチッ化ケイ素のオ
ーバーコーテイングを含み、電荷の望ましくない横方向
移動を実質的になくし、それによって、他のチッ化ケイ
素オーバーコーテイングを有する無定形ケイ素像形成部
材と比較したとき、増大した解像力の像を発生させ得る
改良された無定形ケイ素像形成部材が要求されている。

さらに、湿気に不感性であり、ひっかきおよび摩耗に由
来する電気的結果に悪影響を及ぼされない改良された無
定形ケイ素の多層型像形成部材が要求されている。また
、繰返しの像形成および複写装置で使用できる無定形ケ
イ素像形成部材が要求されている。さらにまた、暗中で
の低表面電位減衰速度、および可視および可視光線近く
の波長領域で感光性を有する無定形ケイ素像形成部材が
要求されている。さらに、暗固形物の像におけるホワイ
トスポットのような像欠陥の極めて少ない改良された多
層型無定形ケイ素像形成部材が要求されている。

会ユ鬼旦煎従って、本発明の目的は高電荷アクセプタンスと低暗減
衰特性とを有する感光性像形成部材を提供することであ
る。

本発明の別の目的は特定の非化学量論量のチッ化ケイ素
のオーバーコーテイングををする無定形ケイ素からなる
多層型像形成部材を提供することである。

また、本発明のさらに別の目的はドーピングされた無定
形ケイ素のブロッキング層と特定の非化学量論量のチッ
化ケイ素のオーバーコーテイングとからなる多層型光導
電性像形成部材を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、無定形ケイ素感光体層をゲ
ルマニウムおよびすす、または炭素とゲルマニウムから
ＢＲ導される化合物によって適当に合金化することによ
って、赤外線近くで感光性である多層型感光性像形成部
材を提供することである。

本発明の別の目的は、特定の非化学量論量のチッ化ケイ
素のオーバーコーテイングを含む無定形ケイ素からなり
、光導電性層とオーバーコーテイングとの界面での電荷
の横方向移動を実質的になくしそれによって不鮮明さを
減少させかつ増大した解像力の像を与える多層型像形成
部材にある。

本発明のさらに別の目的は、支持基層、およびある種の
非化学量論量のチッ化ケイ素のオーバーコーテイングを
含む光導電性水素化無定形ケイ素からなり、光導電性層
とオーバーコーテイングとの界面での電荷の横方向移動
を実施的になくしそれによって不鮮明さを減少させかつ
増大した解像力の像を与える多層型像形成部材による像
形成および複写方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は特定の非化学量論〒のチッ化
ケイ素を含みホワイトスポットのような像欠陥を実質的
に減少させた多層型感光性像形成部材を提供することで
ある。

貯一本発明の上記および他の目的はオーバーコーテイング型
無定形ケイ素感光性像形成部材を提供することによって
達成される。さらに詳しくは、本発明によれば、支持基
層、ドーピングした無定形ケイ素のブロッキング層、無
定形ケイ素のバルク光導電性層、および６７〜９５原子
％のケイ素および３３〜５原子％のチッ素とを含む特定
の非化常世論量のチッ化ケイ素のトップオーバーコーテ
イング層からなる多層型感光性像形成部材が提供される
。本発明の１つの特定の実施態様においては、支持基層
、約１１００ｐｐのほう素を含む無定形ケイ素のブロッ
キング層、約３　ｐｌ）Ｉｌｌのほう素を含む無定形ケ
イ素の光導電性層、および過剰のケイ素、即ち、６７〜
９５原子％のケイ素を含む非化学量論量のトップ保護オ
ーバーコーテイング層とからなる感光性像形成部材が提
供される。

本発明の感光性または光導電性部材は、各種の像形成装
置、例えば、静電潜像を形成し、次いで現像し、現像し
た像を適当な基層に転写し、必要に応じて像を基層に永
久的に定着させるような装置において使用できる。さら
に、本発明の光導電性像形成部材は、ある形状において
は、静電複写方法において即ち、例えば、部材がスペク
トルの赤外領域に対して感光性の成分を含むときに使用
できる。また、本発明の感光性像形成部材は像を液体現
像法によって可視像とする像形成装置でも使用できる。

本発明の感光性部材は、静電複写像形成法で使用すると
きは、例えば４０ボルト／ミクロン以上の高電荷アクセ
プタンスを有し、１００ポルト／秒の極めて低い暗減衰
特性を有し、また所望の諸性質と１００ミクロン以下の
厚さを有するよう作製できる。また、本発明の感光性部
材はオーバーコーテイング層の界面での電荷の横方向移
動を低減させる結果として、増大した解像力を有する像
を生成させることができる。さらにまた、本発明の像形
成部材の使用により、実質的にホワイトスポットのない
像を形成できる。

従って、本発明の感光性部材はとくに、その光導電性層
がゲルマニウムまたはすすで適当に合金化されているか
またはゲルマニウム−炭素合金から作製されているとき
にはこれら部材が７８００オングストロームまでの波長
に十分に感応性であるので、固体レーザーまたはエレク
トロルミネッセンス光源による装置を含む静電複写像形
成装置において使用できる。また、本発明の感光性像形
成部材は、使用時に、湿気条件およびコロナ荷電装置か
ら発生するコロナイオンに対して実質的に非感応性であ
り、殆んどの場合１００，０００回を越える延長された
回数の像形成サイクルで高解像力を有する受は入れ可能
な像を発生させ得る。

衾団見夫施皿槙以下、本発明およびその特徴をより一層良好に理解する
ために、好ましい実施態様について説明する。

第１図においては、支持基層３、ドパント含有水素化無
定形ケイ素の約０．０２〜約１ミクロン厚のブロッキン
グ層５、約２〜約１００ミクロン厚の水素化無定形ケイ
素の光導電性層７、および６７〜９５原子％のケイ素を
含み厚さ約０．０５〜約２ミクロンの透明な非化学量論
量のチソ化ケイ素トソプオーハーコーティング層９とか
らなる本発明の感光性像形成部材が例示される。

第２図においては、支持基層１５、約１１００ｐｐのほ
う素を含む水素化無定形ケイ素のブロッキング層１７、
約３　ｐｐｍのほう素を含み、厚さ約２ミクロン〜約１
００ミクロンの水素化無定形ケイ素の光導電性層１９、
および６９原子％のケイ素と３１原子％のチッ素を含む
チッ化ケイ素の約０．２ミクロン厚のトップオーバーコ
ーテイング層２１とからなる本発明の感光性部材が例示
される。

第３図においては、支持基層３１、約１１００ｐｐのほ
う素を含む水素化無定形ケイ素のブロッキング層３３、
約３　ｐｐｍのほう素を含み厚さ約２ミクロン〜約ＩＯ
θミクロンの水素化無定形ケイ素の光導電性層３５、お
よび５０原子％ケイ素および５０原子％のチッ素からな
るチッ化ケイ素のトップオーバーコーテイング層３７と
からなる従来技術の像形成部材が例示される（実施例２
参照）。

本発明の水素化無定形ケイ素像形成部材にゲルマニウム
またはすすのような他の元素を含ませるには、例えば、
シランとゲルマンまたはスタンチッとの同時グロー放電
によって行うことができる。

ケイ素のゲルマニウムおよび／またはすすによる合金化
は合金のバンドギャップが水素化無定形ケイ素自体のバ
ンドギャップよりも小さいので有用であり、より長波長
に対して感光性にする。ケイ素とゲルマニウムの薄層は
バリヤーと光導電性層の間または第１図および第２図の
光Ｗ電性層とオーバーコーテイング層の間に導入できる
。

各図で例示した像形成部材用の支持基層は不透明または
実質的に透明でもよく、かくしてこの基層は、本発明の
目的が達成される限り、数多くの材料よりなり得る。基
層の具体的例は無機または有機高分子化合物のような絶
縁性材料、表面にインジウムスズ酸化物のような半導体
表面層を有する有機または無機材料の層、または例えば
アルミニウム、クロム、ニッケル、黄銅、ステンレスス
チール等の４電性材料である。基層は可撓性でも剛性で
もよく、例えば、プレート、円筒状ドラム、スクロール
、エンドレス可撓性ベルト等の多くの種々の形状を有し
得る。好ましいのは、基層の形状では円筒状ドラムまた
はエンドレス可撓性ベルトである。ある場合には、特に
基層が有機高分子材料である場合には、基層の背面に、
例えば、マクロロン（Ｍａｋｕｒｏｌｏｎ）として商業
的に入手できるポリカーボネート材料のような抗カール
層をコーティングすることが望ましい。基層は好ましく
はアルミニウム、ステンレススチールスリーブまたは酸
化ニッケル化合物である。

また、基層の厚さは経済性および必要な機械的性質を含
む多くの要因に依存している。従って、支持基層は約０
．０１インチ（２５４ミクロン）〜約０．２インチ（５
０８０ミクロン）の厚さであり得、好ましいのは約０．
０５インチ（１２７０ミクロン）〜約０．１５インチ（
３８１０ミクロン）の厚さを有するものである。１つの
特に好ましい実施態様においては、支持基層は約１ミル
〜杓１０ミル（２５，４〜２５４ミクロン）厚の酸化ニ
ッケルからなる。

使用できるブロッキング層は一般に、はう素またはりん
を含む公知のｐまたはｎドパントを含有する無定形ケイ
素よりなる。特に、例えば、バルク光導電性層のｐまた
はｉ　（真性：　１ｎｔｒｉｎｓｉｃ）ドーピングには
、高温度のほう素によりドーピングすることによって得
られるｐ°型バリヤーが使用され、ｎタイプ光導電特性
には、りんでドーピングすることによって得られるもの
を含むｎ゛型バリヤーが使用される。これらのドパント
は例えば基層から注入される少数キャリヤーの捕捉を行
い得る種々の量で存在させることができ、上記キャリヤ
ーは感光性像形成部材の放電を行うのに使用する電荷と
反対の記号または電荷を有する。しかしながら、一般に
、約５０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍのドパントがブロッキ
ング層に存在する。ブロッキング層は約０．０１１ミク
ロン〜１ミクロンの厚さを有する。

光導電性層に使用できる材料の具体的例には、好ましく
は１０〜４０原子％の水素を含む水素化無定形ケイ素、
特に前述の各米国特許出願に記載されている無定形ケイ
素である。また、光導電性材料として特に有用なのはほ
う素およびりんで調整し、た無定形ケイ素である（米国
特許出願筒６９５　、９９０号参照。）。さらに詳細に
は、前述したように、上記米国特許出願には、約２５重
量ｐｐｍ〜約１重量％のほう素を含み、約２５重量ｐｐ
ｍ〜約１重量％のりんで調整した無定形ケイ素化合物が
開示されている。好ましいのは、光導電性バルク層は約
ｔ　ｐｐｍ−杓２０ｐｐｍのほう素でドーピングされた
水素化無定形ケイ素からなる。これらのドパントは得ら
れた部材の暗導電性の低下をもたらす。

本発明の像形成部材に関して重要な層はある過剰のケイ
素を含む非化学量論量の千ノ化ケイ素のトソブオーハー
コーティング層である。さらに詳しくは、オーバ−コー
テイング中のケイ素に対するチッ素の原子比は０．５未
満即ち前述したように３３原子％未満のチッ素であるべ
きである。これにより、光導電性層とオーバーコーテイ
ング層との界面での電荷の横方向移動がなくなることか
ら、発生した像の解像力の増大をもたらす。ケイ素に対
するチッ素の原子比が１．３３である、即ち、４３原子
％のケイ素と５７原子％のチッ素からなるチッ化ケイ素
のオーバーコーテイングでは、像の解像力は電荷の横方
向の移動の結果として実質的に零である。

理論によって限定することは望まないけれども、ＳｉＮ
ｘのバンドギャップは、チッ素含有ｌｘがＯから１．３
３に増大するにつれ１．６から４．０電子ボルト以上に
連続的に変化するものと信じられている。

Ｘが小さい値、即ち、約０．０５〜約０．５の値である
場合には、小濃度のほう素でドーピングした無定形ケイ
素像形成部材の光導電性層と第２図のオーバーコーテイ
ング層との間のバンドギャップの差は、例えば、０．５
電子ボルト未満と小さい。従って、像形成順序において
、第２図の感光性像形成部材は先ずコロトロン（ｃｏｒ
ｏｔｒｏｎ）により正の極性に帯電させ、次いで像形成
的（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ）に露光し、そこで発生した光
励起（ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄ）正孔はバルク（
ｂｕｌｋ）層に注入され、基層に移動する。

光励起した電子はＸ値が０．０５〜約０．５のチソ化ケ
イ素のオーバーコーテイング層に注入され、それを通っ
て移送されるものと信じられている。その後、潜像パタ
ーンをトナー粒子で現像し、高解像力を有する、即ち、
背景付着物のない、あるいはホワイトスポットの実質的
になし・像を得る。対照的に、従来技術の感光性像形成
部材によれば、バンドギャップの差は少量のほう素でド
ーピングした光導電性層と、Ｘが０．８〜１．５の数で
あるチソ化ケイ素ＳｉＮｘのオーバーコーテイング層と
の間で約２．４電子ボルトを越えている。従って、第３
図の感光性像形成部材による像形成方法においては、像
形成部材をコロトロンによって先ず正の極性に帯電させ
、次いで像形成的に露光する。これにより光励起した正
札を像形成部材のバルク中に注入せしめ、基層に移送す
る。しかしながら、光導電性層とオーバーコーテイング
層間のバンドギャップの２．４電子ボルトを越えた不一
致（バンドギャップの大きい差）の結果として、光励起
した電子はそのま＼残存し、即ち、光励起電子は光導電
性層中に存在する。これら電子の存在はハンド屈曲現象
を生じ、この現象は電荷の横方向移動をもたらし、その
結果潜像の電荷パターンを破壊して最終の現像した像の
解像力の低下を与える。従って、この潜像をトナー粒子
で現像したとき、像さえも得られないか、あるいは極め
て解像力の乏しい像しか得られない。

本発明の像形成部材は前述した各米国特許出願に記載さ
れているような方法によって作製できる。

さらに詳細には、本発明の像形成部材はシランガスを、
多くの場合ドーピングまたは合金化目的の他のガスと組
合せて反応チャンバー中に同時に導入し、次いで追加の
シランガスとアンモニアとを専大することにより作製で
きる。１つの特定の実施態様においては、その作製方法
は、第１の基層電極手段と該第１電極手段上に円筒状表
面を与える第２対向電極手段とを収容する容器を用意し
、第１電極手段を軸回転ゼしめながら円筒状表面を第１
電極手段内に収容された加熱要素によって加熱し、反応
容器にケイ素含有ガス源を、多くの場合他の希釈用、ド
ーピング用または合金化用ガスと組合せて円筒状部材に
対して直ｊ７＋Ｌこ導入し、接地した第１電極によって
第２電極上にｒｆ雷電圧適用し、それによってシランガ
スを分解し円筒状部材上に水素化無定形ケイ素またはド
ーピングした水素化無定形ケイ素の析出物を得ることを
包含する。その後、反応チャンバー内にさらにシランガ
スを導入しバルク光導電性層を形成させ、次いでシラン
ガスとアンモニアの混合物を導入する。オーバーコーテ
イング内のケイ素とチッ素の原子割合はチャンバー内に
導入する両ガスの比率による。

また、各ガスの総流速は５０〜４００ｓｅｃｍに維持し
、ガス混合物の圧力は一定の２５０〜１．　ＯＯＯミリ
トールに保持する。また、ラジオ周波数電力密度ｒｆは
電極領域の０．０１〜１　ｗ／ｃｏ！であり、析出処理
中の基層温度は１００〜３００℃であり得る。

従って、とくに、無定形ケイ素光導電性層はシランガス
単独のグロー放電分解または少量のジポランおよび／ま
たはホスフィノのようなドパントガスの存在下での分解
によって製造できる。使用できる流速範囲、ラジオ周波
数出力値および反応器圧力は前述した各米国特許出願に
記載されたものとおよそ同じである。具体的には、流速
は、シランで２００ｓｅｃｍであり、２００ｐｐｍジポ
ランドーピングシランでＧ　ｓｅｃｍである。特定の圧
力は８５０ｍトールであり、聡ｒｆ出力は１００ワツト
である。

実施例以下、本発明を特定の好ましい実施例に関して説明する
がこれらの実施例は単に例示のみを目的とするものであ
ることを理解されたい。本発明を実施例で示した材料、
条件またはプロセスパラメーターに限定する積りはない
。すべての部およびパーセントは特に断わらない限り重
量による。

次の実施例においては、特に示さない限り、はう素ドー
ピング水素化無定形ケイ素およびチ、化ケイ素のオーバ
ーコーテイング層はステンレススチール反応器中で記載
するようなガス組成、圧力、ｒｆ出力、析出時間および
他のパラメーターによって作製した。また、支持基層と
しては、２つの大きさのアルミニウムドラム、即ち、１
つ力＜３４ｕの外径と４００ｍ−の長さを有するドラム
ともう１つが８４重曹の外径と３３５１の長さを有する
ドラムとを使用した。これらのドラムをステンレススチ
ール真空反応器中に据え付け、次いで回転させ、２１０
　ｃの温度に加熱した。その後、反応器を真空処理する
ことによって減圧し、適当なガスを流量計および／Ａ尾
バルブによってステンレススチール反応チャンバー内に
導入した。スロ７　ｈルハルブを用いて圧力を調整した
。さらに、作製は例示した各ガスのｒｆ（１３，６メガ
サイクル）プラスマ分解によって行った。客用結合形状
（ｃａｐａｃ　ｉ　ｔ　ｉ　ｖｅ−Ｉｙ　ｃｏｕｐｌｅ
ｄ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）はトラムを接地しｒ
ｆ主電極して大きい同心静置電極（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉ
ｃｓｔａｔｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　）を用いること
によって選定した適当な各層の作製後、支持基層ドラノ
、を同時に冷Ｊ、ＪＩＬながらアルゴンを反応器に通し
た。

次に、作製しまた無定形ケイ素感光体部材はその光導電
性特性を測定する目的で標（許のスキャナー中で試験し
た。このスキャナーはドラムをその軸に沿って据え付は
回転させる設ＯＩＮを有する装置である。荷電用コロト
ロン露光、消去ランプおよび電圧測定用プローブはその
周面に沿って設けである。この試験はスキャナーを２０
ｒｐｍの表面速度で操作し感光体を長さ１０ｃｍのコロ
トロンでもって７．０００ボルトコロナ電位の正極性に
することによって行った。その後、暗減衰と光誘起（ｉ
　ｎｄｕｃ−ｅｄ）減衰電位とを感光体周面に沿って設
けられた一連の電位プローブによって測定した。スキャ
ナーの結果は感光性構造体の帯電能力即ち、暗減衰値お
よび光照射を受けたときの感光体の放電特性を示す。さ
らに、各実施例で作製した感光体部材の各々をゼロック
スコーポレーション３１００または２８３０複写装置で
複写試験した。この複写試験は作製した感光体の解像能
力を測定するのに用いることができる。

犬新１建１３層水素化無定形ケイ素感光体を、反応チャンバー内に
１１００ｐｐのジボランでドーピングした２　００ｓｅ
ｃｍのシランガスを導入することによって長さ４００■
讃のアルミニウムドラム上で作製した（完全な装置およ
び処理条件は米国特許第４．４６６．３８０号に記載さ
れている）。反応器−りに存在するスロットルを調整し
て３７５ミクロンの反応容器内プラズマ圧を得、一方ｒ
「出力を１６０ワツトに維持した。ブロソキングハリャ
一層即ち１００　ｐｐｍのほう素でドーピングし、５．
　ＯＯＯオンゲス１−０−ムのＩ７さを有する水素化無
定形ケイ素からなる第１層シよアルミニウムドラム上に
５分後に析出した。

次いで、バルク叩ち第２層を」二記ブロンキング層に２
００　ｓｅｃｍの７ランガスと６ｓｅｃｍの１００　ｐ
ｐｍのジボランでドーピングしたシランガスを反応チャ
ンバー内に導入することによって適用した。チャンバー
内のプラズマ圧は８００ミクロンに維持し、ｒｆ出力は
、１００ワツトであり、析出時間は１８０分であった。

：３　ｐｐｍはう素ドーピング水素化無定形ケイ素から
なるバルク光ｉ！ｉ電性層を１７ミクロンの厚で得た。

その後、上記バルク層に近化学量論品のチソ化ケイ素の
オーバーコーテイングを２ＱｓｃｃｍのシランガスとＩ
　９０ｓｅｃｍのアンモニアを反応チャンバーに導入す
るごとによって適用した。反応チャンバー内のプラズマ
圧は３２５ミクロンに維持し、ｒ「出力は５０ワツトに
セットし、析出は３分間で終了した。チッ素対ケイ素原
子比１．０即ち５０原子％のヂノ索を含むチソ化ケイ素
オーバーコーティングを０．０５ミクロン厚で得た。存
在するチッ素の量はアルミニウム７５層上にチッ化ケイ
素フィルムを、反応チャンバー内に２０ｓｃｃｍのシラ
ンガスと１９０ｓｃｃｍのアンモニアを流すことによっ
て調整して確認した。プラズマ圧は３２５ミクロンに維
持し、ｒｆ比出力５０ワツトにセノトシた。フィルムは
化学分析用の電子顕微鏡（ＥＳＣＡ）により分析した。

チッ素対ケイ素原子比は１．０．５０原子％のチソ素で
あることが判明した。

この感光性部材の前述したスキャナーでの試験はコロト
ロンワイヤーから発生した４０マイクロアンペアの電流
が感光体を５２５ボルトに帯電せしめたことを示してい
た。さらに、この感光体は１００ボルト／秒の暗減衰速
度を有し、さらに５２５ｖの電圧は２０エルグ／　ｃｎ
ｌ以下の光源で完全に放電した。このデータは光導電体
が良好な光導電性特性を有することを示すが、この像形
成部材をゼロックスモデル３１００複写機中で複写試験
したとき、実質的に零の解像力のプリントを形成してお
り、即ち、像は不鮮明で判読できなかった。

実施例２３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製した。ただし、トップオーバーコーテイング
層は４５ｓｅｃｍのシランガスと１５０ｓｅｃｍのアン
モニアを流すことによって作製し、スロットルは３０８
ミクロンのプラズマ圧を得るよう調節し、ｒｆ比出力４
ｏワツトであり、プラズマ析出時間は４分間であった。

チッ素対ケイ素原子比０．７５即ち４３原子％のチッ素
を含み、厚さ０．０５ミクロンのチッ化ケイ素オーバー
コーテイング層を得た。存在するチッ素量は、４５ｓｅ
ｃｍのシランガスと１５０ｓｅｃｍのアンモニアをチャ
ンバー内に流すことによって、チッ化ケイ素フィルムを
アルミニウム基層上に調製することにより確認した。ス
ロットルは３０８ミクロンのプラズマ圧を得るよう調節
し、ｒｆ比出力４ｏワツトにセットした。ＥＳＣＡで測
定したチッ素対ケイ素原子比は０．７５即ち４３原子％
のチッ素であることが判った。

作製した感光性像形成部材は５２５ボルトの電荷アクセ
プタンスと１００ボルト／秒の暗減衰を有していた。こ
の部材を完全６ご放電させるのに要した光は２０エルグ
／ｃＩ１１であった。この像形成部材ヲゼロソクスコー
ポレーションモデル３１００中で複写試験したときには
、実質的に零の解像力を有するプリントしか得られなか
った。即ち、プリントは判読不能であった。

尖瀦」Ｉ３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製した。ただし、チッ化ケイ素オーバーコーテ
イングは８６ｓｅｃｍのシランガスと１１４ｓｅｃｍの
アンモニアを流すことによって生成させた。さらに、プ
ラズマ圧は３００ミクロンに維持し、使用したｒｆ比出
力４０ワツトであり、オーバーコーテイングの析出時間
は４分であった。

過剰のケイ素、即ち、チッ素対ケイ素原子比０．４５で
３１原子％のチッ素を有するチッ化ケイ素のオーバーコ
ーテイング層を０．０５ミクロンの厚さで得た。存在す
るチッ素の量を、８６ｓｃｃｍのシランガスと１１４ｓ
ｅｃｍのアンモニアを反応チャンバー内に流すことによ
って、アルミニウムドラム上にチッ化ケイ素フィルムを
調製して確認した。スロットルは３００ミクロンの圧力
が得られるように調節し、ｒｆ比出力４０ワツトにセッ
トした。チッ素対ケイ素原子　比はＥＳＣＡにより０．
４５であること、即ち３１原子％のチッ素であることが
判明した。

次いで、作製した像形成部材をスキャナー内で測定した
ところ、５００ボルトの電荷アクセプタンスおよび１０
０ボルト／秒の暗減衰を有していた。完全に放電するの
に要した光強度は２０エルグ／　ｃｎ１未満であった。

さらに、この像形成部材をゼロックスコーポレーション
３１００　装！内で複写試験したとき、最初の像形成サ
イクルから連続してｓ、ｏｏｏ回の像形成サイクルにお
いてすぐれた解像力のプリント、ミリメーター当り８木
の対線が得られた。即ち、プリントは不鮮明ではなく容
易に判読できた。

実施例４次に、６種の感光性３層像形成部材を実施例１０手順を
繰返すことによって作製した。ただし、オーバーコーテ
イング層として、チッ素対ケイ素原子比を変えたチッ化
ケイ素を用いた。これはオーバーコーテイング層作製中
アンモニア対シランガス比を変化させることによって行
った。これら６種の部材用に用いたアンモニア対シラン
ガス比は、それぞれ、０．５．１．３３．１．５５．２
．０．３．３３および９．５であった。ＥＳＣＡ測定に
より、各オーバーコーテイング層中のチッ素対ケイ素原
子比が、それぞれ、０．２．０．４５．０．５．０．６
．０．７および１．０；即ち１７．３１．３３．３８．
４１．５０原子％のチッ素であることが確認された。ス
キャナー測定により、これらすべての部材の電荷アクセ
プタンス、暗減衰および光感度が実施例１の像形成部材
の値と本質的に等価であり同じであることがわかった。

さらに、各感光性像形成部材ヲ別々にゼロックスコーポ
レーション３１００装置に挿入し複写試験を行った。チ
ッ素対ケイ素原子比Ｑ、　２．０．４５および０．５の
オーバーコーテイングを有する最初の３つの部材を用い
たときは、実施例３の像形成部材で得た像と等価のすく
れた解像力の像が得られた。乏しい解像力のプリントは
チッ化ケイ素（Ｎ／Ｓｉ　＝０．６）のオーバーコーテ
イングを有する第４の部材を３１００装置に挿入し複写
試験したときに得られた。解像力のないプリントはチッ
素対ケイ素比がそれぞれ　０．７と１．０であるチッ化
ケイ素オーバーコーテイングをｆ「する第５および第６
の部材によって得られた。

本発明を特定の好ましい実施例に関連して説明して来た
けれども、本発明をこれら実施例に限定する積りはない
。むしろ、当業音ならば、本発明の精神および本発明の
範囲内において多（の変形または修正がなしｉ：￥るも
のであることは理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光性像形成部材の一部断面図である
。第２図は本発明の別の感光性像形成部材の一部断面図で
ある。第３図はチッ化ケイ素のオーバーコーテイングを有する
従来技術の感光性像形成部材の一部断面図である。１．１５．３１・・・支持基層；５．１７．３３・・・ブロッキング層；７．１９．３５
・・・光導電性層；９．２１．３７・・・トップオーバーコーテイング層；

Claims

【特許請求の範囲】

（１）支持基層、ドパント含有水素化無定形ケイ素のブ
ロッキング層、ドパント含有水素化無定形ケイ素光導電
性層、および該光導電性層と接触した６７〜９５原子％
のケイ素および３３〜５原子％のチッ素とを含む非化学
量論量のチッ化ケイ素のトップオーバーコーティング層
とからなる静電電子写真像形成部材。
（２）前記ブロッキング層がほう素またはりんでもって
ドーピングされている特許請求の範囲第（１）項記載の
像形成部材。
（３）前記ドパントが約５０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの
量で存在する特許請求の範囲第（２）項記載の像形成部
材。
（４）前記無定形ケイ素光導電性層がドパントを含有す
る特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（５）前記ドパントが約１ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍの量で
存在するほう素である特許請求の範囲第（４）項記載の
像形成部材。
（６）前記光導電性層が約２ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの
量のほう素とりんで同時にドーピングされている無定形
ケイ素からなる特許請求の範囲第（１）項記載の像形成
部材。
（７）前記光導電性層が無定形ケイ素−ゲルマニウム合
金からなる特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材
。
（８）前記光導電性層が無定形ケイ素−すず合金からな
る特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（９）前記光導電性層が無定形炭素−ゲルマニウム合金
である特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（１０）前記基層がアルミニウムからなる特許請求の範
囲第（１）項記載の像形成部材。
（１１）前記基層が可撓性ベルトである特許請求の範囲
第（１）項記載の像形成部材。
（１２）前記光導電性層の厚さが約２ミクロン〜約１０
０ミクロンである特許請求の範囲第（１）項記載の像形
成部材。
（１３）前記オーバーコーティング層の厚さが約０．０
５ミクロン〜約２ミクロンである特許請求の範囲第（１
）項記載の像形成部材。
（１４）特許請求の範囲第（１）項記載の感光性像形成
部材を像形成的に露光せしめ、得られた像をトナー組成
物で現像し、続いて像を適当な基層に転写し、さらに必
要に応じ、像を基層に永久的に定着させることからなる
像形成方法。
（１５）前記光導電性層が約２ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ
の量のほう素またはほう素とりんで同時にドーピングさ
れた無定形ケイ素からなる特許請求の範囲第（１４）項
記載の像形成方法。
（１６）前記無定形ケイ素がドパントを含む特許請求の
範囲第（１４）項記載の像形成方法。
（１７）前記光導電性層が無定形ケイ素−ゲルマニウム
合金からなる特許請求の範囲第（１４）項記載の像形成
方法。
（１８）前記光導電性層がケイ素−すず合金からなる特
許請求の範囲第（１４）項記載の像形成方法。
（１９）前記光導電性層が無定形炭素−ゲルマニウム合
金からなる特許請求の範囲第（１４）項記載の像形成方
法。
（２０）前記光導電性層の厚さが約２ミクロン〜約１０
０ミクロンである特許請求の範囲第（１４）項記載の像
形成方法。
（２１）前記オーバーコーティング層の厚さが約０．０
５ミクロン〜約２．０ミクロンである特許請求の範囲第
（１４）項記載の像形成方法。
（２２）前記ブロッキング層がほう素でドーピングされ
ている特許請求の範囲第（１４）項記載の像形成方法。
（２３）前記ブロッキング層のドパントが約１００ｐｐ
ｍ〜約５００ｐｐｍの量で存在する特許請求の範囲第（
１４）項記載の像形成方法。
（２４）前記基層がアルミニウムからなる特許請求の範
囲第（１４）項記載の像形成方法。
（２５）前記基層が可撓性ベルトである特許請求の範囲
第（１４）項記載の像形成方法。
（２６）電荷の横方向移動がオーバーコーティング層と
光導電性層との界面でなくされて高解像力の像を得るこ
とを可能にする特許請求の範囲第（１４）項記載の像形
成方法。
（２７）約１０〜約４０原子％の水素が前記無定形ケイ
素中に存在する特許請求の範囲第（１）項記載の像形成
部材。
（２８）前記トップオーバーコーティング層中に１５〜
３０原子％のチッ素および８５〜７０原子％のケイ素が
存在する特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。