JPS6283753A - 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］ 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。

［従来の技術及びその問題点］ 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Ｓｅ−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、熱電等により
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−Ｓｉ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−Ｓｉ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−Ｓｉ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ｇ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−Ｓｉ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−３ｉ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−
３ｉｌＱ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−Ｓｉ膜
に侵入する水素の壷が多くなると、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−Ｓｉｌｌ
ｌ中の水素の含有量が多い場合は、成膜条件によって、
（ＳｔＨ２）ｎ及びｓ　ｉＨ２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−３ｉ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、通常の成膜条件で作成した従来のａ−
８ｉにおいては、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ＱｅＨ４
とでは、最適基板温度が異なるため、生成した腰は構造
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、ＧｅＨ＋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。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたちのであって
、帯電能が浸れており、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。

［問題点を解決するための手段］ 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画像形成層と、を有す
る電子写真感光体において、前記画像形成層の少なくと
も一部の領域がマイクロクリスタリンシリコン、パラク
リスタリンシリコン又はアモルファスシリコンの１又は
２以上の材料で形成されており、この領域には水素が含
有され、この領域のホール移動度が１０′２ｃ１ｉ／秒
・Ｖ以上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（ｍ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験研究を
重ねた結果、マイクロクリスタリンシリコン（以下、μ
ｃ−３ｉと略す）、パラクリスタリンシリコン（以下、
ｐａｒａ−３ｉと略す）又はアモルファスシリコン＜ａ
−８ｉ）を電子写真感光体の少なくとも一部に使用する
と共に、これらの材料で形成された領域内の欠陥（シリ
コンダングリングボンド）を低減させることにより、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。この発明に
係る電子写真感光体においては、導電性支持体の上に画
像形成層が形成されているが、この画像形成層は、重荷
を帯電させた後光照射するとキャリアを発生しそのキャ
リアが走行して光導電性を示す光導電層、又は光照射に
よりキャリアが発生する電荷発生層及びそのキャリアが
移動する電荷移動層の２層体として把握される。先ず、
光導電層を有する形式の電子写真感光体について説明す
る。

この発明の特徴は、従来のａ−３ｉの替りに、ホールの
移動度が１０”ｃｔｄ／秒・Ｖ以上、好ましくは１ｏ′
ｌｃｄ／秒−Ｖ以上であるμｃ−８ｉ、ｐａｒａ−３ｉ
又はａ−３ｉを使用したことにある。このような材料に
おいては、電子スピン共鳴（以下、ＥＳＲと略１）によ
るスピン密度が１×１０”　／ＣＩＲ３Ｖ下、好マシク
ハ、５Ｘ１０１Ｓ／ｃｔｔｒ”以下である。つまり、光
導電層の全ての領域又は一部の領域がホールの移動度が
１０４ＣＩｉ／秒・Ｖ以上、好ましくは１０°ｌｃｄ／
秒・Ｖ以上のμｃ−８ｉ　、ｐａｒａ−８ｉ又はａ−８
ｔの単体で形成されているか、それらの１若しくは２以
上の材料の混合体で形成されているか、又は各材料から
なる１又は２以上の層の積層体で形成されている。

μｃ−３ｉは、以下のような物性上の特徴により、ａ−
３ｉ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−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２８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
１０６Ω・υであるのに対し、μｃ−３ｉは１Ｑ１１Ω
・１以上の暗抵抗を有する。このμＣ−３ｉは粒径が約
数十Å以上である微結晶が集合して形成されている。

ｐａｒａ−８ｉは、μｃ−８ｉとａ−３ｉとの中間の性
質を示す。ｐａｒａ−３ｒは、μＣ−３ｉのように明瞭
な結晶回折パターンを示すことはないが、２θが２７乃
至２８°の近傍に幅広いピークを示す。ｐａｒａ−８ｉ
は、５乃至２０人の粒径の微結晶シリコンを含有してい
ると考えられる。

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

この発明において使用するμｃ−３ｉ、ｐａｒａ−８ｉ
及びａ−３ｉは、ホール移動度が１０４ｄ／秒・Ｖ以上
と、従来のａ−３ｉと比較して大きく、キャリアが高速
で移動するという特徴を有する。このような材料におい
ては、ＥＳＲにて求められるスピン密度が、１　Ｘ　１
０”　／ｃｔａ３以下と、従来のａ−３ｔと比較して小
さい。つまり、従来のａ−８ｉにおいては、スピン密度
が水素含有量に依存して１Ｑ１１１乃至１０１９／Ｃｒ
Ｒ３の範囲で変化する。しかし、この発明においては、
スピン密度が、１　Ｘ　１０”　’　／ｃｊ＋３以下で
ある。

ＥＳＲにおけるスピン密度は、シリコンのダングリング
ボンド（未結合手）の数に対応しており、スピン密度が
小さい層程、ダングリングボンドが少なく、欠陥が少な
い良質の層である。このため、スピン密度が小さい程、
キャリアが欠陥に捕捉される頻度が少なくなり、移動度
が大きく寿命が長い良好な光導電性を示す層が得られる
。つまり、光導電層は、キャリアを捕獲するトラップが
存在しないことが理想的である。しかし、シリコン層は
、単結晶でない以上、多少の不規則性が存在し、ダング
リングボンドが存在する。この場合に、水素を含有させ
ると、水素が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、結合を補償する。この場合に、スピン
密度が１Ｘ１０”／１３以下のμｃ−３ｉ　、ｐａｒａ
−３ｉ又はａ−８ｉにおいては、少量の水素でダングリ
ングボンドが高効率で補償される。このため、この光導
電層は、キャリアの走行性が高く、良好な光導電性を示
す。

このような欠陥が少ないμｃ−３ｉ、ｐａｒａ−３ｉ又
はａ−３ｉ層は、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、導電性支持体上に堆積させること
により製造することができる。しかしながら、その成膜
条件は従来のａ−８ｉを成膜するときの条件と異なる。

つまり、支持体の温度はａ−３ｉを形成でる場合よりも
高く設定し、高周波電力もａ−３ｉの場合よりも高く設
定する。また、原料のシラン（ＳｉＨ＋）ガスを、水素
ガス又はヘリウムガス等で希釈する方が欠陥が少ない層
を形成することができる。具体的には、支持体の温度は
、２００℃以上、好ましくは、３００℃以上であり、高
周波電力の投入パワーは、パワー密度で０．１ワツト／
　ｃｔｉ以上、好ましくは、０．３ワット／Ｃ！４以上
である。また、水素ガス及び／又はヘリウムガスで、シ
ランガスを数分の１乃至１０分の１に希釈する。

このようなプラズマ条件下においては、成膜中のシリコ
ン表面の水素原子が活性な水素原子及び又はヘリウム原
子による衝突を受けて弾き飛ばされ、シリコン層内の水
素含有量が少なくなる。このため、先導ｒｉ層の光学的
バンドギャップが小さくなるので、光導電層は長波長領
域の光を吸収しやすくなり、長波長光に対して感度を有
するようになる。つまり１．ｃｚｃ−３１，ｐａｒａ−
ｓ　ｒ又はａ−８ｉ層は、その光学的エネルギギャップ
Ｅａ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、この光学的エネルギギャ
ップが大きい　（１，６５乃至１．７０ｅＶ）従来のａ
−８ｉは可視光エネルギしか吸収しないが、この発明の
ように、エネルギギャップが小さい場合は、可視光より
長波長であつで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。

また、このプラズマ条件下においては、シリコンＳ１の
原子配列が４配位結合を示すｆｔ４１１！が多くなり、
ダングリングボンドが生じにくくなる。従って、このよ
うに成膜したシリコン層においては、従来のａ−３ｉ層
と異なり、水素含有曽が少量であるにも拘らず、欠陥が
少なくキャリアの移動度が大きい。

＠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３ｉＨ４，Ｂ２　Ｈ６。

Ｈ２，Ｈｅ、ＣＨ４、Ｎ２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
量調整用のバルブ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
′ｆ＆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１ｏに垂直にし
て固定されている。反応容器９内には、円筒状の電橋１
３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
（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１
８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−３ｉ、ｐａｒ
ａ−８ｉ又はａ−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ｕＣ；−８ｉ　、　ｐａｒａ−３ｉ又はａ−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
−８ｉを使用したものと同様に、クローズドシステムの
製造ｔｊｆｉ！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−８ｉ　１ｐａ　ｒａ−８ｉ及びａ−３ｉには、水
素Ｈを０．０１乃至３０＠子％、好ましくは、０．０５
乃至２０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　、ｐａｒａ−８ｉ又はａ
−３ｉ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５ｉ２ｅ６等のシラン
系の原料ガスと、水素又はヘリウム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５ｉＣＩ４等のハロゲン化ケイ素と、水素ガス
又はヘリウム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
ｔ！１を形成することができる。なお、これらの材料で
形成された光導電層は、光導電特性上、１乃至８０μｍ
の層厚を有することが好ましく、更に層厚を５乃至５０
μｍにすることが望ましい。

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−３ｉ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、バンド間の禁制量中に存在する状
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、障壁層を配設づるこ
とか好ましい。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、電子写真
感光体の表面における電荷の保持機能を高め、電子写真
感光体の帯電能を高める。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−８ｉ又はｐａｒａ
−８ｉを使用して形成してもよいし、ａ−８ｉを使用し
て障壁層を構成づることも可能である。この障壁層の層
厚は０．０１乃至１０μｍであることが好ましい。

μｃ−８ｉ及びａ−５ｉ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Ｂ、アルミニ
ウムＡ１、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族に属する元
素、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
。

また、バンドギャップを拡げることにより、障壁層を形
成することもできる。これは、ａ−８ｉにＣ，Ｏ，Ｎを
含有させればよい。このＣ，Ｏ。

Ｎを含有するａ−３ｉに周規律表の第度族又は第Ｖ族に
＋ａする元素をドーピングすることによって、そのブロ
ッキング能を一層高めることができる。

更に、Ｃ，Ｏ，Ｎを含有するａ−８ｉ層と、周規律表の
第■族又は第Ｖ族に属する元素を含有するａ−８ｉ層と
を積層させることによっても、帯電能及び電荷保持能が
高い障壁層を得ることができる。

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ｔｉｃ−８ｉ　、ｐａｒａ−３ｉ又はａ−５
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
層を形成する材料としては、Ｓｉ３Ｎ＋、ＳｉＯ２、Ｓ
ｔＣ，Ａ１２０ｘ、８Ｎ、ａ−３ｉＮ　：Ｈ，ａ−８ｉ
ｏ：Ｈ，ａ−８ｉＣ：Ｈ，ｐａｒａ−８ｉＮ、１）ａｒ
ａ−３ｔｏ、ｐａｒａ−８ｉ　Ｃ１μｃ−３ｉＮ、μＣ
−８ｉＣ及びμｃ−８ｉＯ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ホール移動度が１０４ｃｄ／秒−
Ｖ以上であるμＣ−３ｉ　、　ｐａｒａ−３ｉ又はａ−
８ｉで形成されていることが好ましい。

このようなｕ、Ｃ−８ｉ　、　Ｄａ　ｒａ−８ｉ又はａ
−３ｉ層は、その光学的バンドギャップＥａが従来のａ
−８ｉより低いので広い波長ａ域に亘って高感度である
。従って、特に、半導体レーザを使用したレーザプリン
タ用の感光体として好適である。

この電荷発生層の厚さは０．１乃至３０μｍ、好ましく
は、３乃至１０μｍにする。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、キャリアの庁命が長く、移動度が大き
く輸送性が高いことが必要である。この電荷移動層はホ
ール移動度が１０’ｃｉ／秒−Ｖ以上であるμｃ−３ｉ
、ｐａｒａ−３ｉ又はａ−８ｉの１又は２以上の材料で
形成することができる。このような材料は少量の水素で
ダングリングボンドを補償することができ、欠陥が少な
く、キャリアの走行性が良好な電荷移動層を形成するこ
とができる。また、電荷移動層には、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１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改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、その瑛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８０μｍ１好ましくは、１０乃至３
０Ｌｔｍである。

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−３ｉで形
成してもよく、またμｃ−３ｉで形成してもよい。

［実施例］ 第２図及び第３図は、この発明を具体化した第１の具体
例に係る電子写真感光体を示づ一部断面図である。第２
図においては、導電性支持体２１の上に、障壁層２２が
形成され、障壁層２２の上に光導電層２３が形成されて
いる。第３図においては、光導電層２３の上に、表面層
２４が形成されている。

光導電層２３は、水素を含有するμｃ−３ｉ、ｐａｒａ
−３ｉ又はａ−ｓ−：ｒ形成されており、この光導電層
２３には周現イ１１表の第１族又は第Ｖ族に属する元素
をドーピングすることが好ましい。

また、Ｃ，Ｏ，Ｎのうち、少なくとも１種の元素を含有
させることによって、帯電能及び電荷保持能を高めるこ
とができる。また、光導電層２３のホール移動度は１０
’ｃｉ／秒・７以上である。このため、その光学的エネ
ルギギャップは従来のａ−３ｉよりも小さいので、光導
電層２３は広い波長領域に亘って高感度である。また、
この光導電層は少量の水素でシリコンダングリングボン
ドが高効率で補償されており、欠陥が少なくキャリアの
走行性が高い。

第４図乃至第６図は、この発明の第２の具体例に係る電
子写真感光体を示す一部断面図である。

第４図に示す感光体においては、アルミニウム製の導電
性支持体３１の上に、障壁１３２が形成されており、こ
の障壁層３２の上に電荷移ｖＪ層３３が形成されていて
、電荷移ｆｊＪ層３３の上には、電荷発生層３４が形成
されている。第５図に示す感光体においては、電荷発生
層３４の上に、表面層３５が形成されている。更に、第
６図に示す感光体は、電荷発生層３４と表面層３５との
間に、従来の成膜条件によって成膜したａ−８ｉ重電荷
生層３６が形成されている。

電荷発生層３４は、水素を含有するμｃ−３ｉ、ｐａｒ
ａ−３ｉ又はａ−８ｉで形成することができ、この電荷
発生層３４には周規律表の第１族又は第Ｖ族に属する元
素をドーピングすることが好ましい。また、Ｃ，Ｏ，Ｎ
のうち、少なくとも１種の元素を含有させることによっ
て、帯電能及び電荷保持能を高めることかできる。また
、電荷発主層３４のホール移ｅ度は１１０−２ｃｍ２／
秒・Ｖ以上である。このため、その光学的エネルギギャ
ップは従来のａ−３ｉよりも小さいので、電荷発生層３
４は広い波長領域に亘って高感度である。従って、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。また、電荷移動層３３を水素を含有する
と共に、そのホール移動度が１０　”　ａｉ、／秒・Ｖ
以上のμｃ−８ｉ、ｐａｒａ−８！又はａ−３ｉで形成
することができる。これらの材料においては、９罐の水
素でシリコンダングリングボンドが高効率で補償されて
おり、欠陥が少なくキャリアの走行性が高い。従って、
これらの材料を使用することにより、キャリアの走行性
が高い電荷移動層を得ることができる。

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ この実施例は、第３図に示す光導Ｎ層を有する型の電子
写真感光体についてのものである。導電性基板としての
Ａｌｌドラム（直径８０ａｎ、長さ３５０ａｎ）をトリ
クレンで脱脂した後、反応容器内に装填し、反応容器内
を、図示しない拡散ポンプにより、排気し、約１０ろト
ルの真空度にする。

なお、必要に応じて、ドラム基体表面を酸処理、アルカ
リ処理及びサンドブラスト処理等する。その後、ドラム
基体を加熱して約３００℃に保持し、５００８ＣＣＭ（
７）ｉｌｆ７）Ｓ　ｉ　Ｈ４ｆｊス、コノＳ　ｉ　Ｈ４
ガス流量に対する流量比が１０−６の８２　Ｈ６ガス、
及び１１００５ＣＣ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（毎分１０回転）させつつ、電極に１
３．５６ＭＨｚで３００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＋、ＢｚＨｓ及び
Ｃ）−１４のプラズマを生起させ、所定時間成膜を継続
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、ｐ型のアモルファス
炭化シリコンからなる障壁層を形成した。

その後、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス流量を２００ＳＣＣＭ、８２
　Ｈｓガス流量をＳｉＨ＋ガスに対して１０−Ｔに設定
し、更に２８ＬＭの流量でＨ２ガスを反応容器に導入し
た。そして、反応圧力が１．２トル、高周波電力が２ｋ
Ｗの条件で、３０μｍの光導電層を形成した。その後、
同様の操作により、Ｃ２Ｏ及びＮを含有したａ−８ｉか
らなる表面層を形成した。

このようにして成膜した電子写真感光体を半導体レーザ
プリンタに８１してカールソンプロセスにより画像を形
成したところ、感光体表面の露光量が２５ｅｒｇ／７で
あっても、鮮明で解像度が高い画像を得ることができた
。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、耐
コロナ性、耐湿性及び耐摩耗性等の耐久性が優れている
ことが実証された。

この実施例は、第５図に示す機能分離型の電子写真感光
体であって、電荷発生層がこの発明の特許請求の範囲に
て規定された材料で形成されたものである。障壁層の成
膜条件は実施例１と同様である。電荷移動層は、ＳｉＨ
＋ガスに対するＢ２Ｈ６の流量比が１０う、ＣＨ４ガス
の流量が０１投入電力が３５０ｋＷの条件で成膜した。

これにより、２０μｍの厚みを有するａ−８ｉからなる
電荷移動層が形成された。

次いで、ＳｉＨ＋ガスを２００ＳＣＣＭ。

８２　Ｈ６ガスのＳｉＨ＋ガスに対する流量比を１０−
”、）−１２ガスの流量を２３ＬＭ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１．
２トルの状態で２ｋＷの電力を投入して成膜し、５μｍ
の厚みを有するμｃ−８ｉからなる電荷発生層を形成し
た。その後、同様の操作により、Ｃ１ｏ及びＮを含有し
たａ−８ｉからなる表面層を形成した。

このようにして成膜した電子写真感光体を半導体レーザ
プリンタに装着してカールソンプロセスにより画像を形
成したところ、感光体表面の露光計が２５ｅｒｇ／ｃＩ
１１であっても、鮮明でｗＩ像度が高い画像を得ること
ができた。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、耐コロナ性、耐湿性及び耐摩耗性等の耐久性が擾
れていることが実証された。

ｊＬ３ この実施例は、第５図に示す機能分離型の電子写真感光
体であって、電荷移動層がこの発明の特許請求の範囲に
て規定された材料で形成されたものである。障壁１の成
膜条件は実施例１と同様である。電荷移動層は、ＳｉＨ
＋ガスの流量が２００ＳＣＣＭ、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスに対
するＢ２　Ｈ６の流量比が１０−’、ＣＨ＋ガスの流量
がＯ，Ｈ２ガスの流量が２８ＬＭ、反応圧力が１．２ト
ル、投入電力が２ｋＷの条件で成膜した。これにより、
２０ａｍの厚みを有するμｃ−８ｉからなる電荷移り層
が形成された。

次いで、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスを増量し、投入電力を低下さ
せてａ−８ｉからなる電荷発生層を５μｍ形成した。そ
の後、同様の操作により、Ｃ９○、Ｎを含有するａ−３
ｔからなる表面層を形成した。

このようにして成膜した電子写真感光体を半導体レーザ
プリンタに装着してカールソンプロセスにより画像を形
成したところ、感光体表面の露光量が２５ｅｒｇ／ｃＩ
ｉであっても、鮮明で解像度が高い画像を（ηることが
できた。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、耐コロナ性、耐湿性及び耐摩耗性等の耐久性が優れ
ていることが実証された。

［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６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；電穫、１４ニドラム基体、１５；ヒータ、１６；高
周波電源、１９；ゲートバルブ、２１，３１　：支持体
、２２，３２：障壁層、２３；光導電層、２４．３５：
表面層、３３；電荷移ｔＩ１層、３４；電荷発生層、３
６　；　ａ−８ｉ電荷発生層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｄ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (11)

【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
   れた画像形成層と、を有する電子写真感光体において、
   前記画像形成層の少なくとも一部の領域がマイクロクリ
   スタリンシリコン、パラクリスタリンシリコン又はアモ
   ルファスシリコンの１又は２以上の材料で形成されてお
   り、この領域には水素が含有され、この領域のホール移
   動度が１０＾−＾２ｃｍ＾２／秒・Ｖ以上であることを
   特徴とする電子写真感光体。
2. （２）前記ホール移動度は１０＾−＾１ｃｍ＾２／秒・
   Ｖ以上であ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）前記領域は、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）前記領域は、炭素、酸素又は窒素の１又は２以上
   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。
5. （５）前記画像形成層は、導電性支持体の上に形成され
   た障壁層を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１項に記載の電子写真感光体。
6. （６）前記領域は、光導電層であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の
   電子写真感光体。
7. （７）前記領域は、電荷発生層であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載
   の電子写真感光体。
8. （８）前記領域は、電荷輸送層であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載
   の電子写真感光体。
9. （９）前記障壁層は、マイクロクリスタリンシリコン、
   パラクリスタリンシリコン又はアモルファスシリコンの
   １又は２以上の材料で形成されており、周規律表の第I
   II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５項に記載の電子写真感光体。
10. （１０）前記障壁層は、炭素、酸素又は窒素の１又は２
    以上の元素を含有することを特徴とする特許請求の範囲
    第９項に記載の電子写真感光体。
11. （１１）前記画像形成層は、導電性支持体の反対側に配
    設された表面層を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。