JPS629355A - 無定形炭素を含有する電子写真像形成部材 - 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】 発ユｑ＾量 本発明は、一般に、水素化およびハロゲン化無定形炭素
組成物を包含する無定形炭素の静電電子写真像形成部材
としての使用に関する。さらに詳しくは、本発明は光導
電特性を有する無定形炭素からなる多層型部材を包含す
る感光性像形成部材に関する。本発明の一つの実施態様
においては、約０．５〜約５電子ボルトのバンド　ギャ
ップ（ｂａ−ｎｄ　ｇａｐ）を有する無定形炭素からな
る感光性像形成部材が提供される。また、本発明の範囲
には、支持基層上に置かれた光導電特性を有する無定形
炭素からなり、さらにオーバーコーテイング層を含む多
層型感光性像形成部材も包含される。さらに、本発明に
よれば、無定形炭素および光導電性水素化無定形ケイ素
とからなる像形成部材が提供される。また、本発明の別
の実施態様においては、光導電性無定形炭素は像形成部
材中に後述するような勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）でもっ
て存在する。上述の像形成部材は静電電子写真像形成法
において特に有用であり、さらに、ある構成においては
本発明の像形成部材は静電複写装置に使用できる。

先行技術 静電電子写真像形成システム、特に、静電複写像形成法
は従来技術において多く記載されている。

一般に、これらの像形成法においては、感光性または光
導電性物質がその上に静電潜像を形成するのに用いられ
ている。感光体は表面上に光導電性物質の層を含む導電
性基層からなり得、多（の場合、薄いバリヤ一層をその
間に存在させて基層からの電荷注入を防止しており、こ
の電荷注入は得られる像の品質に悪影響を及ぼし得るも
のである。

公知の有用な光導電性物質の例には無定形セレン、およ
びセレンテルル、セレンひ素のようなセレン合金等があ
る。さらに、像形成部材として、各種の有機光導電性物
質、例えば、トリニトロフルオレノンとポリビニルカル
バゾールとの複合体がある。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。

励起層を含む感光性装置を開示する他の多くの特許が存
在し、例えば、米国特許第３，０４１，１６７号は導電
性基層、光導電性層、および電気絶縁性高分子物質のオ
ーバーコーテイング層とを含むオーバーコーテイング型
像形成部材を開示している。

この部材は電子写真複写法において、最初第１極性の静
電荷で帯電させ、像形成的（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ）に露
光し、次いで現像して可視像を形成せしめることによっ
て使用する。連続する像形成サイクル曲毎に、感光性部
材を第２の反対極性の静電荷で荷電できる。十分な追加
量の第２極性電荷を部材に綱状電場を形成するように適
用する。同時に、第１極性のモービル（ｍｏｂｉ　ｌｅ
）電荷を、光導電性層中に、電位を導電性基層に適用す
ることによって形成させる。

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４，２２５，２
２２号参照）。第４，２６５，９９１号米国粋許には、
基層、および１０〜４０原子％の水素を含み５〜８０ミ
クロン厚を有する無定形ケイ素の光導電性上部層とから
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無定形ケイ素のいくつかの製造方
法も記載している。一つの方法においては、チャンバー
内にある部材を５０℃〜１３０℃の温度に加熱し、水素
原子を含むガスを導入し、チャンバー内に電気エネルギ
ーによって電気放電をもたらして上記ガスをイオン化し
、次いで無定形ケイ素を電子写真基層上に、０．５〜１
（１１）オングストロ一ム／秒の速度で、基層の温度を
上昇させながら電気放電を用いることによって付着させ
、それによって所定厚さの無定形ケイ素光導電性層を得
ることからなる方法で電子写真感光性部材を製造してい
る。上記米国特許に記載されている無定形ケイ素装置は
感光性であるが、最小回数の例えば１０回以下の像形成
サイクルで多くの像脱落が生じ、乏しい解像力の受は入
れ難い低品質の像しか得られない。さらにサイクル操作
を行う場合、即ち、１０回の像形成サイクル以後および
１（１１）回の像形成サイクル以後では、低品質はしば
しば像が部分的に消失するまで劣下し続ける。

また、いくつかの出願中の米国特許出願において、無定
形ケイ素からなる感光性像形成部材が例示されている。

例えば、“エレクトロフォトグラフィク　デバイシス　
コンテイニング　コンペンセイティト　アモフォアス、
シリコン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔ
ｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａ−ｉｎ
ｉｎｇ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ａｍｏｖｐｈｏｕｓ
　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉ−ｔｉｏｎｓ）”な
る名称の米国特許出願第６９５．９９０号においては、
支持基層、および実質的に等量のリンとほう素で調整し
た約２５重量ｐｐｍ〜約１重量％のほう素を含む無定形
水素化ケイ素組成物とからなる像形成部材が開示されて
いる。さらに、“エレクトロフォトグラフィク　デバイ
シス　コンテイニング　オーバーコーテッド　アモフォ
アスシリコン　コンポジションズ（巳１ｅｃｔｒｏｐｈ
ｏｔｏｇｒａｐ−ｈｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａ
ｉｎｉｎｇ　０ｖｅｒｃｏａｔｅｄ　Ａｍｏｒｐｈｏｕ
ｓＳｉｌ−ｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）”な
る名称の米国特許出願第５４８．１１７号においては、
支持基層、無定形ケイ素層、ドーピングした無定形ケイ
素よりなる捕捉層、およびトップオーバーコーテイング
層とからなる像形成部材が開示されている。さらにまた
、“ヘテロゲネアス　　エレクトロフォトグラフィック
　イメージング　メンパース　オブ　アモフォアス　　
シリコン（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｐｈｏｔｏ−ｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｍｅ
ｍｂｅｒｓ　ｏｆ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　５ｉｌｉｃｏ
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組成物、およびプラズマ沈
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。さらに、この米国出願には、酸化ケイ素電
荷移送層と光励起層との間の界面遷移勾配が記載されて
いる。

無定形ケイ素像形成部材を開示している他の代表的な従
来技術には例えば、高密度無定形ケイ素またはゲルマニ
ウムを含む像形成部材の製造方法に関する米国特許第４
．３５７．１７９号；アンモニアを反応室に導入するこ
とからなる水素化無定形ケイ素の製造方法を開示してい
る米国特許第４．２３７．５０１号；米国特許第４．３
５９．５１４号、第４．４０４．０７６号。

第４．４０３．０２６号；第４．３９７．９３３号、第
４．４１６．９６２号。

第４．４２３．１３３号、第４．４６１．８１９号、第
４．４９０．４５３号。

第４，２３７，１５１号、第４，３５６，２４６号、第
４，３６Ｌ６３８号。

第４，３６５，０１３号、第３．１６０，５２１号、第
３，１６０，５２２号。

第３，４９６，０３７号、第４．３９４．４２６号およ
び第３．８９２，６５０号がある。

元日の解゛　しようとするい　占 調整した（ｃｏｍｐｅｎｓａ　ｔｅｄ）部材を包含する
上述の無定形ケイ素感光性像形成部材はその意図する目
的には有用であるけれども、新規な像形成部材が要求さ
れている。また、多数回の像形成サイクルにおいて劣下
なしに連続的に使用できる改良された感光性材料が要求
されている。さらに、湿気非感受性でありひっかきおよ
び摩耗に由来する電気作用による悪影響を受けない無定
形炭素からなる改良された感光性像形成部材が要求され
ている。

さらにまた、最小回数の処理工程で製造でき、各層が互
いに十分に接着して複写工程での繰返しの像形成におい
て連続使用が可能である無定形炭素からなる改良された
感光性像形成部材が要求されている。さらにまた、静電
写真像形成法において使用でき、荷電装置により発生し
た湿気およびコロナイオンに対して非感受性でありその
ため像品質に劣下を生じないで実質回数の像形成サイク
ルにわたって使用でき、かつ得られた部材が他の望まし
い性質も有する無定形炭素感光性物質が要求されている
。さらにまた、優れた硬度特性を有し実質的に無限の回
数の像形成サイクルで使用できる感光性像形成部材が要
求されている。また、無定形炭素を移送層として使用で
き、さらに無定形ケイ素のような光励起物質を含む感光
性像形成部材が要求されている。さらにまた、接地用ス
トリップまたは接地用平板として無定形炭素を使用する
像形成部材が要求されている。

発明の目的 従って、本発明の目的は上述した欠点を克服した感光性
像形成部材を提供することにある。

本発明の別の目的は無定形炭素からなる感光性像形成部
材を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は光励起電荷移送成分として無
定形炭素を有する多層型感光性像形成部材を提供するこ
とにある。

本発明のさらに別の目的は電荷移送物質として無定形炭
素を含む多層型像形成部材を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は例えば静電像形成および複写
法において使用できる感光特性を有する無定形炭素（水
素化およびハロゲン化無定形炭素を包含する）を提供す
ることにある。

また、本発明のさらに別の目的は約０．５〜約５電子ボ
ルトのバンド　ギャップを有する無定形炭素を含む感光
性像形成部材を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は０．５〜約５電子ボルトのバ
ンド　ギャップを有する無定形炭素が勾配として存在す
る感光性像形成部材を提供することにある。

さらにまた、本発明の別の目的はリン、はう素。

ひ素およびチッ素を包含するｎおよび／またはｐタイブ
トバントを含む無定形炭素からなる感光性像形成部材を
提供することにある。

本発明のさらに別の目的はオーバーコーテイング層を有
する像形成部材として無定形炭素を提供することにある
。

また、本発明によれば、米国特許出願第５４８，１１７
号に例示されているようなチ・ノ化ケイ素、炭化ケイ素
および無定形炭素を包含するオーバーコーテイング層を
有する無定形炭素光導電体が提供される。

さらに、本発明によれば、必要に応じてゲルマニウムの
ような物質でドーピングしてスペクトルの赤外領域での
感光性を向上させた水素化無定形ケイ素、および水素化
無定形炭素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、本発明の別の目的によれば、一つの成分として
光導電特性を有する無定形炭素を含む光導電性部材によ
る像形成法、および水素化無定形炭素の調製を行うため
の方法および装置が提供される。

３訓Ｆｕ１叉 本発明の上記および他の目的は無定形炭素からなる光導
電体を用い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、光導電特性を有する
水素化無定形炭素およびハロゲン化無定形炭素を包含す
る無定形炭素からなる感光性像形成部材が提供される。

本発明の一つの特定の実施態様によれば、約０．５〜約
５電子ボルトのバンドギャップを有する水素化またはノ
＼ロゲン化無定形炭素からなる感光性像形成部材が提供
される。

本発明の別の特定の感光性像形成部材は支持基層、およ
びその上の約０．５〜約４．５電子ボルトのバンド　ギ
ャップを有する水素化無定形炭素とからなる。本発明の
さらに別の実施態様においては、支持基層、この基層と
接触した１〜３電子ボルトのバンド　ギャップを有する
水素化無定形炭素からなる層、および任意構成成分とし
てのトップオーバーコーテイング保護層（この看は部分
的に導電性となし得る）とからなる感光性像形成部材が
提供される。

さらに、本発明の範囲には、水素化無定形ケイ素のよう
な光励起（ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔ　ｉｎｇ）層、お
よび該層と接触した電荷移送層としての無定形炭素から
なる感光性像形成部材も属する。この実施態様において
は、無定形炭素電荷移送成分は支持基層と光励起層との
間に存在させてもよく、あるいは支持基層と無定形炭素
電荷移送層との間に光励起層を存在させる。これらの像
形成部材はその上に保護オーバーコーテイングを含み得
る。

さらにまた、本発明には、例えば水素化無定形ケイ素か
らなる光励起層、水素化無定形炭素の電荷移送層、およ
びオーバーコーテイング層としての各種公知物質例えば
プラズマ沈着子フ化ケイ素、プラズマ沈着炭化ケイ素ま
たは無定形炭素とからなる感光性像形成部材も属する。

本発明の感光性即ち元厚電性部材は、例えば、静電潜像
を形成し、現像し、次いで現像した像を適当な基質に転
写し、必要に応じてこの基質に永久的に定着させるよう
な各種の像形成装置において使用することができる。上
述した無定形炭素からなり、上記像形成装置で使用する
とき光導電性を有する感光性像形成部材は増大した回数
、例えば１（１１）．（１１）０回の像形成サイクルで
の使用を可能にする望ましい性質を有する。さらに、あ
る形状の本発明の感光性像形成部材は静電複写法におい
て、即ち、例えば像形成部材がスペクトルの赤外領域に
対して感光性である成分を含む方法において使用できる
。さらにまた、本発明の感光性像形成部材は像を可視像
とするのに液体現像法を用いる像形成装置においても使
用できる。

大血皿様 以下、本発明およびその特徴をより明確に理解るために
、種々の好ましい実施態様に関連して詳細に説明する。

第１図においては、支持基層１、および約５〜約２５ミ
クロンの厚さを有し、光導電性を有する水素化無定形炭
素からなる光励起／電荷移送層３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図では、支持基層１１；約１〜約４．５電子ボルト
好ましくは２電子ボルトのバンド　ギ、ヤソプを有する
水素化無定形炭素からなる約５〜約２５ミクロンの厚さ
の光励起／電荷移送層１２；および例えばチッ化ケイ素
、炭化ケイ素または１〜２電子ボルトのバンド　ギャッ
プを有する水素化無定形炭素からなる約２（１１）ナノ
メーター（ｎｍ）〜約１マイクロメーターの厚さの任意
構成成分としてのトップオーバーコーテイング層１４と
からなる本発明の感光性像形成部材が例示される。従っ
て、この像形成部材のオーバーコーテイング層１４の無
定形炭素は層１２で使用される無定形炭素よりも少ない
水素を含むものである。

第３図においては、支持基層２１；０．５〜４．５電子
ボルトのバンド　ギャップを有する約５〜約２５ミクロ
ン厚の水素化無定形炭素からなり、水素が支持基層の極
く近くで０％、０．５電子ボルトの量から光導電性層界
面で約８０％、約４．５電子ボルトの量に拡大する、好
ましくは２０％水素、１電子ボルトから６０％水素、４
電子ボルトの勾配で存在している光導電性層２３；およ
び約２（１１）ｎｍ〜１マイクロメーター厚のトップ保
護オーバーコーテイング層２５とからなる本発明の感光
性像形成部材が例示される。

第４図においては、支持基層３１；約０．１ミクロン〜
１ミクロン厚の水素化無定形ケイ素光導電性層３３；水
素化無定形炭素の電荷移送層３５；および例えば、プラ
ズマ沈着チッ化ケイ素、炭化ケイ素または無定形炭素か
らなる任意構成成分としてのオーバーコーテイング３７
とからなる本発明の感光性像形成部材（各層は第１〜第
３図のものと実質的に同じ厚さを有する）が例示される
。

また、この第４図の像形成部材においては、無定形炭素
からなる電荷移送層は水素化無定形ケイ素と支持基層の
間に存在させてもよい。即ち、第５図においては、支持
基層４１；水素化無定形炭素からなる電荷移送層４３；
無定形ケイ素を包含する光励起顔料からなる光励起層４
５；および、例えば、チッ化ケイ素、好ましくは過剰の
ケイ素を含むチッ化ケイ素、即ち、非化学量論量のチ・
ノ化ケイ素、炭化ケイ素および水素化無定形炭素からな
る群から選ばれた成分からなるオーバーコーテイング層
５０とからなる本発明の感光性または光導電性部材が例
示される。さらに、上述の像形成部材においては、例え
ば、水素化無定形ケイ素からなる光励起層に、得られる
部材を赤外線波長エネルギーに対して感応性にすること
のできる各種物質を加えることができる。即ち、例えば
、光励起水素化無定形ケイ素層に約４０原子％のゲルマ
ニウムを加えることができる。

さらに第１図〜第５図の像形成部材においては、チッ化
ケイ素または炭化ケイ素から成り得るオーバーコーテイ
ング層は、これらの層を非化学量論組成物５ｉｈＳＳｉ
Ｃｙ　（ｘは約１〜約１．３の数であり、ｙは０．７〜
約１．３の数である）が得られるような方法で作製する
ことによって導電性とすることもできる（米国特許出願
第５４８．１１７号参照）。さらに、本発明には、上述
したものと実質的に等価であるが、トップオーバーコー
テイング層が約０，５％〜約５％のリンまたはほう素で
ドーピングしたチッ化ケイ素、炭化ケイ素または無定形
炭素からなる感光性像形成部材が包含され、このドーピ
ングはオーバーコーテイング層を部分的に導電性にして
像品質を一層向上させ得る。水素化無定形炭素またはハ
ロゲン化無定形ケイ素層はリンまたは素のようなｐまた
はｎ型のいずれかのドバントを含み得る。これらのドバ
ントは、例えば１１（１１）ｐｐ〜約５（１１）ｐｐｍ
、好ましくは約２（１１）〜３（１１）ｐｐｍの量で存
在する。

さらに、本発明の像形成部材、特に各図で例示した像形
成部材に関しては、水素化無定形炭素に代えてハロゲン
化無定形炭素を使用することができる。ハロゲン化成分
の例は特にフン素および塩素である。また、水素化して
ない無定形炭素も本発明の目的が達成される限りにおい
て使用できる。

各図において例示した感光性装置の支持基層は不透明ま
たは実質的に透明でもよく、必要な機械的性質を有する
種々の適当な材料からなっている。

即ち、基層は本発明の目的が達成される限り、多（の物
質からなり得る。基層の具体的な例には、無機または有
機高分子物質のような絶縁性材料；酸化インジウム　ス
ズのような半導性表面層を有する有機または無機物質の
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ような導電性材料がある。

基層は可撓性でも剛性のあるものでもよく、また多くの
各種形状、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であり得る。好ましいのは
、基層は円筒状ドラムまたはエンドレス可撓性ベルトの
形状である。ある場合には、特に基層が有機高分子材料
であるときには、基層裏面に抗カール層例えばマクロロ
ン（Ｍａｋｒｏｌｏｎ）として商業的に入手できるポリ
カーボネート材をコーティングすることが望ましい。

さらに、基層の厚さは経済性および所望する機械的性質
を含む多くの要因による。従って、例えば、基層は約０
．０１インチ（２５４ミクロン）〜約２．２インチ（５
０８０ミクロン）の厚さであり得るが、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）の厚さである。

一つの実施態様においては、支持基層は約１ミル〜約１
０ミル（約２５．４〜２５４ミクロン）厚の酸化ニッケ
ルからなっている。

本発明の像形成部材の一つの重要な成分は水素化または
ハロゲン化無定形炭素である。従って、例えば、グラフ
ァイトおよびダイヤモンド形の炭素は本発明においては
それを変形しなければ使用できない。例えば、グラファ
イトは高度に架橋した分子（ｆａｃｔｉｏｎ）を含む多
層型構造であることは公知である。これはダイヤモンド
における炭素結合が単一のボンドより成るのと対照的で
ある。これらの物質は、いずれも、例えば、可視光線電
荷によって光励起し得ないので光導電性層として適さな
いものと考えられている。さらに、高架橋グラファイト
は約０．５〜約０．７電子ボルトの極めて小さなバンド
　ギャップを有し、またダイヤモンドは５．５電子ボル
トのバンド　ギャップを有する。

従って、本発明で使用でき、光励起および正孔移送特性
を有する約５〜７０原子％の水素を含む水素化無定形炭
素および約５〜７０原子％のハロゲンを含むハロゲン化
無定形炭素は、例えば、得られる無定形炭素が０．５〜
約５電子ボルトのバンドギャップを有し得るような方法
での例えばメタンのような炭化水素ガスを包含する炭素
蒸気の調整された（ｃｏｎ　ｔｒｏ　ｌ　１ｅｄ）水素
化またはハロゲン化によって得ることができる。この方
法において、炭素蒸気は固体炭素物質から加熱蒸発また
はスパッタリングにより生成し得る。さらに、調整され
た水素化は加工中に分子または原子状水素を導入するこ
とによって行い得る。本発明で使用できる水素化または
ハロゲン化無定形炭素は、また公知のグロー放電分解法
によっても調製できる。また、赤外線に対して感応性で
ある感光性像形成部材が所望される実施態様においては
、約１〜約２電子ボルトのバンド　ギャップを有する無
定形炭素が調製される。

従って、さらに詳しくは、光導電性を有する水素化また
はハロゲン化無定形炭素は炭化水素ガスのグロー放電ま
たはプラズマ沈着によって調製できる。従って、メタン
およびアセチレンを包含する脂肪族または芳香族炭化水
素ガスまたはそのハロゲン化誘導体を２つの電極間に存
在させグロー放電せしめる。一つの特別の実施態様にお
いては、その調製方法は第１の基層電極手段と対電極手
段とを収容した容器を用意し；第１電極手段上に円筒状
表面を調製し、この円筒状表面を第１電極手段に含まれ
る加熱要素によって第１電極手段を回転させながら加熱
し、反応容器中にメタンガスまたはアセチレンガスのよ
うな無定形炭素源を円筒状部材に対し直角に導入し、第
１電極間に電圧をかけ、そして第２電極に電流を流して
、メタンまたはアセチレンガスを分解して円筒状表面上
に約０．５〜約５電子ボルトのバンド　ギャップを有す
る無定形炭素を沈着させることからなる。メタンまたは
アセチレンガスは無定形炭素光導電性物質を生成するよ
うに反応容器中を流す。例えば、約１（１１）８ｃｃ１
１１〜約１　、０ＯＯｓｃｃ＋ｎのメタンまたはエタン
ガスが反応容器を通って流れる。これらのガスはラジオ
周波数（ｒｆ）または直流（ｄｃ）電場の作用によって
分解しそれによってＣ，ＣＨ，ＣＨ，およびＣＨ，のよ
うな凝縮可能なラジカルを生成できる。

これらのラジカルは電極表面上で再結合して光導電性の
無定形炭素フィルムの形成を可能にする。

さらに、水素またはハロゲン含有量は種々の処理条件例
えば電極に伝帳させる電力量、使用するガスの流速、先
駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）ガスまたはガス混合物の組
成、分解中に用いる圧力およびその信置様な反応パラメ
ーターによってもコントロールし得る。さらにまた、高
電力、高基層温度、および低圧力を含む各プロセスパラ
メーターを注意深く選定することにより、比較的少ない
水素含有量の低バンド　ギャップを有する無定形炭素を
得ることができる。しかしながら、一般には、無定形炭
素は約０原子％〜約７０原子％の水素を含み得、それ以
上の水素も本発明の口約が達成される限り含み得る。

本発明の感光性像形成部材の調製に用い得る方法および
装置は米国特許第４，４６６．３８０号に詳細に開示さ
れている。一般に、この米国特許に開示された装置は、
電気絶縁性回転シャフト上に固定された回転円筒状第１
電極手段３；第１電極手段３内にある放射加熱要素２；
接続用ワイヤー６；中空シャフトの回転可能な真空フィ
ードスルー４；加熱源８；第１電極手段３を収容し、第
１電極手段３の一部である末端フランジによって固定さ
れている中空ドラム基層５；フランジ８、およびスリッ
トまたは垂直スロット１０および１１を含む第２の中空
対向電極手段７；容器またはチャンバ一手段１５および
その一体化部分としてのチャンバー１５内にモジュール
を立てるためのフランジ９用の受器１７および１８；容
量真空センサー２３；ゲージ２５；スロットルバルブ２
９を有する真空ポンプ２７；流量調節器３１；ゲージお
よびセットポイント　ボックス３３；ガス圧力容器３４
゜３５および３６　（例えば、圧力容器３４は例えばメ
タンガスを収容し、圧力容器３５はホスフィンガスを収
容し、容器３６は例えばジボランガスを収容する）；お
よび第１電極手段３および第２電極手段７用の電流源手
段３７とからなっている。

チャンバー１５は原料ガス用の入口手段１９と未使用原
料ガスの出口手段２１とを有する。一般に、操作におい
ては、チャンバー１５は真空ポンプ２７で減圧して適当
な低圧にする。その後、容器３４．３５および３６から
向けられた例えばメタンガス、ホスフィンガスおよびジ
ボランガスを入口手段１９よりチャンバー１５内に同時
に導入する。ガス流量は流量調節器３１によって調節す
るこれらのガスは入口１９に交差流れ方向に導入する、
即ち、ガスは第１電極手段３上に収容された円筒状１５
の軸に対して垂直方向に流れる。ガスを導入する前に、
第１電極手段はモーターにより回転させ、加熱源８によ
って放射加熱要素２に電力を供給し、また電源３７によ
り第１電極手段と第２電極手段に電圧をかける。一般に
、ドラム５を約り（１１）℃〜約３（１１）℃好ましく
は約２（１１）℃〜２５０℃の温度に維持するに十分な
電力を加熱源８より供給する。チャンバー１５内の圧力
はスロットルバルブ２９の位置によりゲージ２５で定め
たセツティング値に相当するように自動的に調節される
。第１電極手段３と第２電極手段７との間に生じた電場
はメタンガスをグロー放電によって分解せしめ、それに
よってリンおよびほう素を含む無定形炭素が第１電極手
段３上に収容された円筒状手段５０表面に均一な厚さで
沈着する。

一つの好ましい実施態様においては、０．５〜５電子ボ
ルトのバンド　ギャップを有する無定形炭素感光性成分
は前述の米国特許第４．４６６、’　３８０号に示され
た詳細に従って反応チャンバーにアセチレンガスを２（
１１）　／ｓｃｃｍの速度で導入することによって得る
ことができる。さらに詳しくは、使用する反応チャンバ
ーを室温に維持し、１（１１）ワツトのラジオ周波数電
力を回転円筒状電極に供給しアセチレンガスを発光せし
め、７５ミリトールの圧力で部分的に分解させる。この
処理を約３時間続行し、対向電極および円筒状でドラム
上に沈着した陽極および陰極フィルムを、それぞれ、チ
ャンバーから取り出す。これらフィルムの光学方法によ
るバンド　ギャップ測定は陽極フィルムと陰極フィルム
がその特性において実質的に異なることを示している。

即ち、例えば、陽極フィルムは約３電子ボルトのバンド
　ギャップを有するのに対し無定形炭素の陰極フィルム
は１電子ボルトのバンド　ギャップを有する。

チッ化ケイ素または炭化ケイ素のオーバーコーテイング
層（米国特許出願第５４８．１１７号参照）も上述の米
国特許に記載した装置でシランとアンモニアまたはチッ
素ガスの混合物またはシランとメタンのような炭化水素
ガスの混合物のグロー放電沈着によって調製できる。無
定形炭素はグロー放電装置でメタンの如き炭化水素ガス
を使用するほかは同様な方法でオーバーコーテイングと
して沈着させる。

本発明の無定形光導電性炭素を形成するのに用い得る炭
化水素の具体的な例にはメタン、プロパン、プロピレン
、オクタン、デカン、シクロヘキサン、アセチレン、エ
チレン、ブタン、ベンゼン、キシレン、およびナフチレ
ン；およびこれらの関連ハロゲン化誘導体がある。

光導電性無定形炭素はまた米国特許第４．３７６．６８
８号および第４．４１６．７５５号に記載されているよ
うにしても調製できる。詳細に述べれば、これら米国特
許には、プラズマからのイオンビームをチャンバー内に
収容されたスパッタリングターゲットへ向は加速させる
手段を含み、このチャンバーがスパッタリングターゲッ
トに比し低いスバッタリンり効率を有するシールド手段
を含むことからなる基層上に無定形ケイ素フィルムを調
製する方法を開示している。シールド手段は漂遊（ｓｔ
ｒａｙ）　　イオンビームと真空チャンバー表面間に置
かれている。

さらに詳しくは、水素化無定形炭素を生成させるイオン
ビーム方法は水素ガスのプラズマを発生させ、このプラ
ズマのイオンビームを減圧下の真空チャンバー内に存在
する炭素スパッタリングターゲットに向けて加速させ、
炭素シールドにより真空チャンバー表面を漂遊イオンビ
ームから遮断し、それによってプラズマによる真空チャ
ンバー表面のスパッタリングを最小にし、炭素のターゲ
ットをイオンビームでスパッタリングし、スパッタリン
グしたターゲット材料を基層上の無定形炭素フィルムと
して収集することからなり、無定形炭素フィルムはプラ
ズマ発生工程およびスパッタリング工程より物理的に単
離される。

また、無定形炭素光導電性物質およびそれよりなる像形
成部材は基層を１つの電極に付着させ炭素源からなるタ
ーゲットを第２電極上に置くことからなるスパッタリン
グ方法によっても調製できる。これらの電極は高電圧動
力源に接続しアルゴンと水素の混合物であるガスを両電
極間に導入して、グロー放電またはプラズマが開始し維
持できる媒体を与える。グロー放電は炭素ターゲットに
当り、主として中性ターゲット原子の運動量（ｍｏ−ｍ
ｅｎ　ｔｕｍ）転移による除去を引き起すイオンを生じ
、それがその後基層電極上に薄膜として凝縮する。

また、グロー放電は水素を活性化して炭素源と反応せし
め水素を沈着無定形炭素フィルム中に導入するように機
能する。活性化水素はまた無定形炭素の懸垂結合（ｄａ
ｎｇｌｉｎｇ　ｂｏｎｄ）と配位結合する。

他の調製方法には公知のｒｆスパッタリングおよびｄｃ
スパッタリング法がある。さらに、光導電性無定形炭素
を有する本発明の像形成部材を得るには直接イオンビー
ム沈着法も使用できる。その１つの大きな違いはプラズ
マイオンガンにおけ不活性ガス／水素混合物よりむしろ
炭化水素またはフッ化炭素ガスの使用にある。

本発明の感光性像形成部材に関して、光励起／電荷移送
層は約１〜約２５ミクロンの厚さを有するが、他の厚さ
も本発明の目的が達成される限り使用できる。さらに、
無定形ケイ素のような光励起層が使用される部材におい
ては、この層は約０．５ミクロン−約５ミクロンの厚さ
を有する。さらにまた、本発明の感光性像形成部材が光
励起層および電荷移送層としての上述した水素化無定形
炭素を含む場合には、その移送層は約１〜約２５ミクロ
ンの厚さを有する。また、使用するオーバーコーテイン
グ層は約２（１１）ｎｍ〜約１マイクロメーターの厚さ
を有する。

以下、本発明を特定の好ましい実施態様に関連して具体
的に説明するけれども、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
これら実施例に示した材料、条件またはプロセスパラメ
ータに限定するつもりはなく、また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ことに注意さ
れたい。

実施例１ 無定形炭素感光体は米国特許第４．４６６、３８０号に
開示された装置および処理条件によって作製できる。即
ち、長さ１５インチ（３８，１ｃｍ）　、外径３インチ
（７，６ｃｍ）のアルミニウムドラムを１０−４トール
以下の圧力下にある上記米国特許の真空チャンバー内に
収容されたマンドレル上に挿入する。次いで、ドラムと
マンドレルを５　ｒ、ｐ、ｍで回転させ、続いて２（１
１）　ｓｅｃｍのメタンガスを真空チャンバー内に導入
する。圧力を調整可能なスロットルバルブにより１（１
１）ミリトールに維持する。次に、−１，（１１）０ボ
ルトのｄ、ｃ、電圧を電気的に接地させた対向電極に対
してのアルミニウムドラムに適用する。対向電極は４．
８インチ（約１２．２ｃｍ）の直径、０．５インチ（１
，２７ｃｍ）幅のガス入口および排出スロット、および
約１６インチ（４０，６ｃｍ）の長さとを有する。３時
間後、マンドレルに対する電圧を落とし、ガス流を停止
させる。その後、得られたドラムを真空チャンバーより
取り出す。

かくして、厚さ約５ミル（１２７ミクロン）のアルミニ
ウム、および厚さ約３ミクロン、約２０〜４０電子％の
水素および約２電子ボルトのバンドギャップを有する水
素化無定形炭素層とからなる像形成部材を得る。

得られた感光性像形成部材をゼロックス　コーポレーシ
ョン３１（１１）　（登録商標）として商業的に入手で
きる静電複写像形成装置に組み込み、像を２０ボルト／
ミクロンの電場で発生させる。その後、これらの像をス
チレン　ｎ−ブチル　メタクリレート　コポリマーとカ
ーボン　プラック粒子とからなるトナー組成物で現像で
きる。この像形成部材は１（１１）．（１１）０回以上
の像形成サイクルで実質的に背影付着物がなくまた複写
脱落のない優れた解像力の像を形成するのに使用できる
。

実施■主 感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返して作製する
。ただし、先ず最初は、アルミニウムドラム上に約０．
５ミクロン厚の水素化無定形ケイ素を、反応チャンバー
内にシランガスを導入することによって沈着させる（前
出の米国特許第４，４６６゜３８０号参照）。その後、
無定形ケイ素上に、１トールの圧力でＨ２：ＣＨ４（１
０：　１）の混合物を１（１１）°Ｃの基層温度および
０．０１ワツト／ｃｒＡの電力値で沈着させる。両ガス
の合同流速は５（１１）ｓｅｃｍである。約２時間で、
約５５重量％の水素を含み０．５ミクロンの厚さを有す
る水素化無定形炭素を形成する。この水素化無定形炭素
層のバンド　ギャップは約３．４電子ボルトである。

得られた感光性像形成部材をゼロックス　コーポレーシ
ョン３１（１１）（登録商標）として商業的に入手でき
る静電複写像形成装置に組み込み、像を２０ボルト／ミ
クロンの電場で発生させる。その後、これらの像をスチ
レンｎ−ブチル　メタクリレート　コポリマーとカーボ
ンブラック粒子とよりなるトナー組成物で現像する。こ
の像形成部材は１２５．（１１）０回以上の像形成サイ
クルで実質的な背影付着物および複写脱落のない優れた
解像力の像を形成するのに使用できる。

去施皿主 感光性像形成部材を実施例１０手順を繰返して作製する
。ただし、真空チャンバーには、１重量％のジボランを
含む２（１１）ｓｅｃｍのメタンガスを導入し、圧力は
１（１１）ミ！Ｊトールよりはむしろ２（１１）ミリト
ールに維持する。また、ｄ、　ｃ、電圧−１、（１１）
０ボルトの代りに０．０１ワツト／ｃｒｌのラジオ周波
数電圧を用いる。水素化無定形炭素が約３電子ボルトの
バンド　ギャップを有する以外は実質的に等価の像形成
部材を（尋る。

次に、得られた感光性像形成部材をゼロックスコーポレ
ーション３１（１１）（登録商標）として商業的に人手
できる静電複写像形成装置に組み込み、像を２０ボルト
／ミクロンの電場で発生させる。

その後、これらの像をスチレン　ｎ−ブチル　メタクリ
レート　コポリマーとカーボンブラック粒子とからなる
トナー組成物で現像する。この像形成部材は１（１１）
．（１１）０回以上の像形成サイクルで実質的に背影付
着物のない優れた解像力の像を形成するのに使用できる
。

実施例４ 感光性像形成部材を実施例３の手順を繰返して作製する
。ただし、ジボランガスの代りに１重量％のホスフィン
ガスを用いるが、実質的に同様の結果を得る。

また、無定形ケイ素の光励起層および水素化無定形炭素
の電荷移送層を有する感光性像形成部材は本明細書で記
載した特に前出の米国特許および特許出願中に記載され
たプロセスパラメーターによって作製できる。同様に、
チッ化ケイ素、炭化ケイ素または無定形炭素のオーバー
コーテイング層を有する像形成部材は、例えば、米国特
許出願第５４８．１１７号の記載に従って作製できる。

本発明を特定の好ましい実施態様について説明して来た
けれども、これらに限定するものではなく、むしろ当業
者ならば本発明の精神および特許請求する本発明の範囲
において多くの変形および修正がなし得ることは理解さ
れるであろう。

【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図は本発明のもう１つ別の感光性像形成部材の実施
態様を示す。 第４図および第５図は本発明のさらに別の感光性像形成
部材の一部断面図である。 １・・・・・・支持基層、　　３・・・・・・光励起／
電荷移送層。 １１・・・・・・支持基層、１２・・・・・・光励起／
電荷移送層。 Ｉ４・・・・・・オーバーコーチインク層。 ２１．３１．４１・・・・・・支持基層。 ２３．３３．４５・・・・・・光導電性層。 ２５．３７．５０・・・・・・オーバーコーテイング層
。 ４３・・・・・・電荷移送層。 ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ３ Ｃ４ ＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）無定形炭素からなる感光性像形成部材。 （２）水素化無定形炭素またはハロゲン化無定形炭素か
   らなる感光性像形成部材。 （３）約０．５〜約５電子ボルトのバンドギャップを有
   する水素化無定形炭素からなる感光性像形成部材。 （４）約０．５〜約５電子ボルトのバンドギャップを有
   するハロゲン化無定形炭素からなる感光性像形成部材。 （５）水素化無定形炭素およびハロゲン化無定形炭素の
   混合物からなる感光性像形成部材。 （６）支持基層、およびこの支持基層と接触した光導電
   性水素化またはハロゲン化無定形炭素からなる感光性像
   形成部材。 （７）支持基層、およびこの支持基層と接触した約０．
   ５〜約５電子ボルトのバンドギャップを有する水素化お
   よび／またはハロゲン化無定形炭素からなる感光性像形
   成部材。 （８）無定形炭素が約１〜約３電子ボルトのバンドギャ
   ップを有する特許請求の範囲第（７）項記載の感光性像
   形成部材。 （９）支持基層のがアルミニウムである特許請求の範囲
   第（７）項記載の感光性像形成部材。 （１０）無定形炭素がその炭素原子に結合している単結
   合８０重量％と二重結合２０重量％の比率を有する特許
   請求の範囲第（７）項記載の感光性像形成部材。 （１１）支持基層、水素化無定形炭素およびハロゲン化
   無定形炭素からなる群より選ばれた無定形炭素、および
   保護オーバーコーティング層とからなる感光性像形成部
   材。 （１２）無定形炭素が０．５〜約５電子ボルトのバンド
   ギャップを有する特許請求の範囲第（１１）項記載の感
   光性像形成部材。 （１３）オーバーコーティング層が無定形炭素からなる
   特許請求の範囲第（１２）項記載の感光性像形成部材。 （１４）オーバーコーティング層がチッ化ケイ素または
   炭化ケイ素である特許請求の範囲第（１１）項記載の感
   光性像形成部材。 （１５）支持基層、無定形炭素およびオーバーコーティ
   ング層とからなり、無定形炭素が支持基層から無定形炭
   素光導電性層とオーバーコーティング層との間の界面へ
   向って約０原子パーセント約８０原子％の水素を含む遷
   移性の勾配で存在する像形成部材。 （１６）無定形炭素が０．５〜約５電子ボルトのバンド
   ギャップを有する特許請求の範囲第（１５）項記載の像
   形成部材。 （１７）オーバーコーティング層がチッ化ケイ素、炭化
   ケイ素または無定形炭素からなる特許請求の範囲第（１
   ５）項記載の像形成部材。 （１８）０．５〜約５電子ボルトのバンドギャップをす
   る無定形炭素、およびこの無定形炭素と接触した水素化
   無定形ケイ素の光励起層とからなる像形成部材。 （１９）さらに支持基層を含んでいる特許請求の範囲第
   （１８）項記載の像形成部材。 （２０）無定形炭素が２電子ボルトのバンドギャップを
   有する特許請求の範囲第（１８）項記載の像形成部材。 （２１）光励起層が無定形水素化ケイ素とゲルマニウム
   合金からなる特許請求の範囲第（１８）項記載の像形成
   部材。 （２２）光励起層がリンまたはほう素でドーピングされ
   ている特許請求の範囲第（１８）項記載の像形成部材。 （２３）無定形ケイ素光励起層が支持基層と無定形炭素
   層との間にある特許請求の範囲第（１８）項記載の像形
   成部材。 （２４）無定形炭素が無定形ケイ素光励起層と支持基層
   との間にあり、さらに部材がその上にオーバーコーティ
   ング層を有する特許請求の範囲第（１８）項記載の像形
   成部材。 （２５）特許請求の範囲第（１）項記載の感光性像形成
   部材に静電潜像を形成させ、続いてこの像を現像し、現
   像した像を適当な基層に転写することからなる像形成方
   法。 （２６）感光性部材が水素化無定形炭素またはハロゲン
   化無定形炭素からなる特許請求の範囲第（２５）項記載
   の像形成方法。 （２７）感光性像形成部材が約０．５〜約５電子ボルト
   のバンドギャップを有する水素化またはハロゲン化無定
   形炭素からなる特許請求の範囲第（２５）項記載の像形
   成方法。 （２８）感光性像形成部材が約０．５〜約５電子ボルト
   のバンドギャップを有するフッ素化無定形炭素である特
   許請求の範囲第（２５）項記載の像形方法。 （２９）感光性像形成部材が水素化無定形炭素とハロゲ
   ン化無定形炭素の混合物からなる特許請求の範囲第（２
   ５）項記載の像形成方法。 （３０）感光性像形成部材が支持基層、およびこの支持
   基層と接触した光導電性水素化無定形炭素からなる特許
   請求の範囲第（２５）項記載の像形成方法。 （３１）像形成部材が支持基層、およびこの支持基層と
   接触した約１〜約３電子ボルトのバンドギャップを有す
   る水素化および／またはフッ素化無定形炭素とからなる
   特許請求の範囲第（２５）項記載の像形成方法。 （３２）像形成部材がさらに無定形ケイ素の光励起層を
   含む特許請求の範囲第（２５）項記載の像形成方法。 （３３）支持基層がアルミニウムである特許請求の範囲
   第（２５）項記載の像形成方法。（３４）水素が約１原
   子％〜約７０原子％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。 （３５）支持基層、光励起層、および０．５〜５電子ボ
   ルトのバンドギャップを有する無定形炭素からなる電荷
   移送層とからなる像形成部材。 （３６）支持基層、光励起層、約０．５〜約５電子ボル
   トのバンドギャップを有する無定形炭素の約５〜約２５
   ミクロン厚の電荷移送層、およびオーバーコーティング
   層とからなる感光性像形成部材。 （３７）オーバーコーティング層がチッ化ケイ素、炭化
   ケイ素および無定形炭素からなる群より選ばれる特許請
   求の範囲第（３６）項記載の感光性像形成部材。 （３８）光励起層が水素化無定形ケイ素である特許請求
   の範囲第（３６）項記載の感光性像形成部材。 （３９）水素が約５原子％〜約６０原子％の量で存在す
   る特許請求の範囲第（３６）項記載の感光性像形成部材
   。 （４０）水素が約１原子％〜約７０原子％の量で存在す
   る特許請求の範囲第（３）項記載の感光性像形成部材。 （４１）水素が約１原子％〜約７０原子％の量で存在す
   る特許請求の範囲第（５）項記載の感光性像形成部材。 （４２）水素が約１原子％〜約７０原子％の量で存在す
   る特許請求の範囲第（６）項記載の感光性像形成部材。 （４３）水素が約１原子％〜約７０原子％の量で存在す
   る特許請求の範囲第（７）項記載の感光性像形成部材。