JPS6299760A

JPS6299760A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS6299760A
Application number: JP23980485A
Authority: JP
Inventors: Hideji Yoshizawa; 吉澤　秀二; Hidekazu Kaga; 英一加賀; Wataru Mitani; 渉三谷; Mutsuki Yamazaki; 六月山崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-10-26
Filing date: 1985-10-26
Publication date: 1987-05-09

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。

［従来技術とその問題点］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（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ｉｓ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ｎ蒸上
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−３ｉ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−８ｉ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ブロッ
キング層を設け、光導１層上に表面電荷保持層を設けた
ｖ４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−
３ｉ１［中に水素が取り込まれ、水素晴の差により電気
的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、ａ−３ｉ膜
に浸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−３ｉ膜中
の水素の含有愚か多い場合は、成模条件によって、（Ｓ
ｉＨ２）ｎ及び５ｉｔ−１２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中に浸入する水素の量
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」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躾を生
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ものであって
、帯電能が帰れており、残留電位が低く、広い波長領域
に亘って感度が高く、基板との密着性が良く、耐環境性
が浸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元素
並びに水素を含有するｐ型台しくはｎ型のアモルファス
シリコン又は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、水素を含有する前記するｎ型のアモ
ルファスシリコンと、炭素、窒素及び酸素から選択され
た少なくとも一種の元素並びに水素を含有し、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元素が
層厚方向に濃度勾配を形しているアモルファスシリコン
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、ｎ型のアモルファスシリコンと、炭素、窒素及び酸
素から選択された少なくとも一種の元素並びに水素を含
有し、前記炭素、窒素及び酸素から選択された少なくと
も一種の元素が層厚方向に濃度勾配を形しているアモル
ファス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。

この発明の光導ＩＪｉに用いられるｎ型のアモルファス
シリコンは、周期率表第Ｖ族の元素であるリンＰ１ヒ素
Ａ　Ｓ、、アンチモンＳｂ１ビスマス８１等をドーピン
グすることにより得られる。この場合、ｎ”型からｎ−
型のアモルファスシリコンを含むものであるが、電子感
光体としての品持性を考慮した場合、ｎ−型のアモルフ
ァスシリコンが好ましい。

この発明の電子写真感光体は、光導電層にｎ型のアモル
ファスシリコン層を用いられるから、長波長光、特に７
９０ｎｍ付近に発光波長を有する半導体レーザ光に対す
る高感度化を達成したちのであり、特に、半導体レーザ
プリンタ用電子写真感光体に用いることにより優れた電
子写真特性と画質とを提供することができる。

第１図を参照して、この発明の電子写真感光体の光導電
層に用いられるｎ型のアモルファスシリコンについて説
明する。第１図は、光導電層に用いられるｎ型のアモル
ファスシリコンの導電率と、ドーピング比（ＰＨ３／５
ｉ２Ｈ６）との関係を示した図である。第１図において
、白玉角印は暗時における測定値σｄ、黒丸印は７９０
ｎｍの光導における測定値σｐ　　（７９０ｎｍ）、そ
して白丸印は白色光下における測定値σｐ　（白色光）
を示す。ドーピング比Ｏの場合は、導電率σｄ−３，８
７ｘｌ　Ｏ’　１、（１ｐ　（７９０ｎｍ）−１，１５Ｘ１０”’であるの
に対してドーピング比を増加するに従って、両者とも導
電率が増加し、ドーピング比が３３ｐｐｍにおいては、 σｐ　　（７９０ｎｍ＞＝５．５７ｘ１０−’となり１
桁以上高く成っている。また、 σｐ　（７９０ｎｍ）−５，２８ｘ１０−８である。

このようにＰＨ３のドーピングに伴い、暗における測定
値σｄと７９０ｎｍの光導における測定値σｐ　　（７
９０ｎｍ）とは共に増加し、しかも１０−Ｂ≦ＰＨ３／
５ｉ２Ｈｓ≦ＩＯ’（７）範囲では、σｐ　　（７９０
ｎｍ）は１桁以上増加し、Ｓ／Ｎも３桁数ることができ
る。従って、光導電層の長波長感度を上述のｎ型アモル
ファスシリコンで＾め、且つｎ型アモルファスシリコン
で光導電層の暗比抵抗が低下するのを補強するために前
述の積層構造とすることによって、半導体レーザープリ
ンタ用の電子写真感光体として、充分に実用化すること
が可能である。

次に、第２図を参照して、この発明の電子写真感光体の
光導電層に用いられるｎ型のアモルファスシリコンの光
学的バンドギャップ、活性化エネルギ（ΔＥ）とドーピ
ング比（ＰＨ３／Ｓ　１２Ｈｓ　）との関係を説明する。第２
図のグラフにおいて、縦軸に活性化エネルギ（ΔＥ）と
光学的バンドギャップ〈ｅ）を取り、横軸にドーピング
比（ＰＨ３／Ｓ　ｉ　２　ＨＥ　）を取っている。この
グラフにおいて、白丸は光学的バンドギャップを示し、
黒丸は活性化エネルギを示している。第２図から明らか
なように、ドーピング比（ＰＨ３／Ｓ　ｉ　２　Ｈａ　
）を変化させても光学的バンドギャップは略一定の値で
あるのに対し、活性化エネルギはＰＨ３／Ｓ　ｉ　２　
Ｈｓのドーピングを増すと小さくなっている。このこと
より、光導１ｆｆｉｌｉｌにｎ型アモルファスシリコン
を用いた場合、長波長領域での高感度化が達成されるの
は、フェルミレベルが伝導体側にシフトした為である。

この発明の電子写真感光体のブロワ・キング層には、ア
モルファスシリコン〈以下ａ−８ｉとする）又はマイク
ロクリスタリンシリコン（以下μＣ＝８１とする）が使
用される。μＣ−８ｉ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−３ｔ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、μ
Ｃ−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・ｃｍであるのに対し、μｃ−ｓ　
ｉは１０１１Ω・α以上の暗抵抗を有する。このμＣ−
８ｉ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。

このようなμｃ−ｓ　ｒを有するブロッキング―は、ａ
−３ｉと同様に、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−３ｉ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−３ｉを形成する場合よりも高く設
定し、高周波電力もａ−８ｉ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ｉ４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Ｓ＋Ｈ４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３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Ｓ　ｉ　Ｈ４、８２Ｈｓ　。

Ｈ２，ＣＨ＋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ｆｉ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１４ｆｌ１３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。Ｎ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ａ−８ｉが堆積する。

なお、原Ｆｌｊｆ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−８ｉ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−３ｉ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１．１ｅ■に近づく。とこ
ろで、μＣ−８ｉｌｌ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−３ｉより光学的エ
ネルギギャップが小さなμｃ＝ｓ　ｒ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−ｓ　ｉ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−Ｓ　＋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−３ｉ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−８
ｉ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浸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−３ｉ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５ｉ２ｅ［ｉ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５ｉＣｌ＋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−ｓ　ｉ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ＷＡ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−Ｓ　：で形成
してもよいし、ａ−３ｉとμＣ−Ｓ　＋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０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か好まし
い。これにより、μＣ−Ｓ＊の明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、ブロッキング層又は
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、絶縁性の膜を支持体の上
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−８ｉ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■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Ｇａ、インジウムｉｎ、及びタリウ
ムＴ！等をドーピングすることが好ましく、μＣ−８ｉ
ｌ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ＡＳ１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−ｓ　ｒ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、Ｓｉ３Ｎ４　、ＳｉＯ２，５ｉＣ１ＡＩ
２０３．８−８ｉＮ：Ｈ，ａ−８ｉＯ；Ｈｌ及びａ−３
ｉＣ：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
移動層（ＣＴＬ）を形成し、電荷移動層の上に電荷発生
層（ＣＧ　Ｉ−）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−８ｉ又はａ−８ｉででき
ており、その厚さは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−３ｉ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、○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
、その膜厚が簿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、ａ−３ｉで形成してもよく、またμｃ−ｓ
　ｒで形成してもよい。

この出願に係る発明の特徴は、ブロッキング層が、シリ
コン原子を母体として水素を含有し、更に、炭素、窒素
及び酸素から選択された少なくとも一種の元素を含有す
るρ型台しくはｎ型のアモルファスシリコン又はマイク
ロクリスタリンシリコンで形成され、光導ＮＷ４は、水
素を含有する前記するｎ型のアモルファスシリコンと、
炭素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元
素並びに水素を含有し、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元素が層厚方向に濃度勾配を
形成しているアモルファスシリコンとの積層体から成る
ことにある。

［実膿例］次に、４．５．６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４図においては、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−８ｉ又はａ−
３ｉからなるブロッキングｐＪ１０３と、光導電層１０
２とが積層されている。光導電層１０２は、更にシリコ
ン原子を母体として水素を含有するｎ型のアモルファス
シリコンａ−８ｉ　層１０４とシリコン原子を母体とし
て水素を含有するアモルファスシリコンＭ１０５とが積
層され、このアモルファスシリコン層１０５には、Ｃ，
Ｏ，Ｎの原子の少なくとも１つ以上の原子が含有されて
いる。更に、このアモルファスシリコンＷＪ１０５に含
有されている、Ｃ，ＯｌＮ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
に濃度勾配が形成されている。

この発明の電子写真感光体によれば、ブロッキング層１
０３がＣ，０，Ｎの原子の少なくとも１つ以上の原子と
水素とを含むｐ型またはｎ型のμｃ−ｓ　ｉ又はａ−８
ｉから形成されている。このようなブロッキング層及び
ａ−３ｉｌｌの構成により、帯電時に帯電した電荷と逆
極性の電荷が支持体１０１から光導電層１０２に移動す
るのを防止することができる。即ち、光導電層における
帯電能（電荷保持機能）を一層高めることができる。

ブロッキング１１１０３に含有されるＣ、Ｏ，Ｎの原子
の含有量は１ないし２０原子％が好ましく、また周期律
表の第■族又は第Ｖ族に属する元素の含有溝は、１　Ｘ
　１０　’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に形成
することが好ましくより好ましくは０．　１ないし３μ
ｍが好ましい。

光導電層１０２に形成されているｎ型のａ−８ｉ層１０
４は、シリコン原子３ｉを母体として水素を含んでいる
から、長波長光に対して高感度であり、且つ良好な分光
感度を示し、これにより可視光領域から近赤外領域に亙
る広い波長範囲で高感度が達成される。一方、光導電Ｗ
！４１０２の内ａ−３ｉ層１０５は上述した波長領域の
内、特に、可視光領域の感度をより高めることができる
。このように光導電層１０２をａ−３ｉ層１０４と１０
５との積層構造にすることにより、感度の高い電子写真
感光体を得ることができる。

先導Ｒ層１０２において、ｎ型のａ−３ｉ層１０４にド
ーピングされる周期律表の第Ｖ族に屈する元素の含有量
は、１×１０う乃至１Ｘ１０’原子％が好ましい。ａ−
３ｉ層１０４の層厚は１乃至２０μｍに形成することが
好ましい。

一方、ａ−８ｉｔ！１ｉｏ４は、周期律表の第■夜に屈
する元素をう、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。

ドーピング向は、１Ｘ１０−７乃至１　Ｘ　１０３原子
％が好ましい。ａ−３ｉ層１０５の層厚は１乃至２０μ
ｍに形成することが好ましい。また、ａ−８ｉ層１０５
に含まれるＣ、Ｏ。

Ｎの原子旧は、光導電性が低下しない程度に含有され、
好ましい含有台としては０．１乃至１ｏ原子％である。

更に、ａ−８ｉ　ｌ１ｉｉｌ　ｏ５ニ、ａイｒｃ、　ｏ
、　Ｎ（７）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濃度勾配が形
成されでている。従って、光導電層１０２に光が照射さ
れた際に、光導電層では帯電した′Ｒ汐と同慢性の電荷
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、濃度勾配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
覆ることができる。

第５図に示すように、光導電層１０２において、ｎ型（
７）ａ−８ｉ層１０４と、Ｃ，Ｏ，Ｎの原子の内１つ以
上を含有するａ−８ｉ層１０５との位置は、第４図に示
す位置とは逆に、ａ−ｓ　ｉｕｉ　。

５の上にｎ型のａ−８ｉｉｆ１０４を形成しても良い。

更に、第６図に示すように、光導１１１１０２の上に、
表面層１０６を形成してもよい。この場合、表面！１ｉ
１０６が、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−８ｉ　Ｃ：Ｈ，ａ−８ｉ
Ｏ：Ｈ，ａ−３ｉＮ：Ｈｌａ−８ｉ　ＣＮ　：　Ｈ等）
で形成されている。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，Ｏ，Ｎ
の含有量は、１０乃至５０原子％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。

支１１二この実施例１では、ブロッキング層をマイクロクリスタ
リンシリコンμＣ−８ｉで形成した。

導電性基板としてのＡＩ製トドラム直径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。反応容器内を、図
示しない拡散ポンプにより、約０．１トル以下に排気す
る。

同時に、ドラム基体を加熱し、約４００℃に保持する。

次いで、１０００ＳＣＣＭの流ＩのＨ２ガス、２００Ｓ
ＣＣＭの流量の１００％ＳｉＨ＋ガス、このＳｉＨ４ガ
ス流山に対する流量比が１０−３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。モータ１８により基体１４を回転させなが
ら、１！極に１３．５６ＭＨｚで３００Ｗ（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、５
ｉ）（４，Ｂ２　Ｈ６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１５分開成膜を続
け、支持体１０１上にマイクロクリスタリンシリコンμ
ｃ−ｓ　１から成るブロッキング層１０３を１．６μｍ
に形成した。

ブロッキング層の成膜終了後、１００％５ｉ２ｅ−Ｉ６ガスの流量を８０ＳＣＣＭ、Ｃ
Ｈ４ガスを１１０５ＣＣ、ＰＨ３ガスをＰＨ３／５ｉ２
Ｈ６＝２Ｘ１０うとなるように夫々のカスを反応容器内
に導入した。反応圧力が０．８トルの状態でブロッキン
グ層の成膜の場合トｌ１ｉｌ　＋１　ニ、高周波ｔ１１
６によつＴ、１３．５６ＭＨ２でＩＫＷ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１時間
成膜を続けた。１時間後、Ｃｌ−１４ガスを８ＳＣＣＭ
、反応圧力を０．７５トルとし、そのほかの成膜条件は
同一のまま１時間成膜を続けた。その後、ガスを止め高
周波電力をゼロにし、１００％ＳｉＨ＋ガスの流山を５
００８ＣＣＭ、このＳｉＨ＋ガス流屋に対する１ｆｆｔ
比が５Ｘ１０−”の８２　Ｈ６ガス及びＣＨ４ガスを１
１０５ＣＣを夫々導入する。反応圧力が０．８トルの状
態で高周波電源１６によって、１３．５６ＭＨ２で１．
５ＫＷの高周波電力を印加する。この条件で２時開成膜
を続けた後、電力とガスの供給を止め、膜厚２２μｍの
ａ−８ｉ層を形成した。このようにｎ型のａ−３ｉ層と
ａ−８ｉ層とを積層して形成することにより光導電層を
形成する。

光導′Ｉｉ層の成幌後、１００％Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスの流
量を３００　Ｓ　ＣＣＭ、ＣＨ４ガスを１５０ＳＣＣＭ
を夫々導入する。反応圧力が１トルの状態で高周波’！
＃ｔ１６によって、１３．５６ＭＨｚで２００Ｗの高周
波電力を印加する。この条件で１５分間成膜を続けた後
、電力とガスの供給を止め、膜厚１μｍのａ−８ｉ層を
形成した。

このようにして成膜した感光体を７９０ｎｍの発振波長
の半導体レーザを搭載したレーザプリンタに搭載して画
像を形成したところ、＋６．０ＫＶ（キロボルト）の印
加電圧（ドラム流入電流０．１ｍＡ）に対して表面電位
５００■が得られ、また半減露光量はＢ、Ｑｅｒｇ／ｃ
ｉであり良好な結果が得られた。

更に、体表面における露光量が３５８ｒＱ／ｃａｆに対
する残留電位は４５Ｖと良好な結果が得られた。

実施例２この実施例２では、ブロッキング層をアモルファスシリ
コンａ−３ｉで形成した。

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。反応容器内を、図
示しない拡散ポンプにより、約０．１トル以下に排気す
る。

同時に、ドラム基体を加熱し、約４００℃に保持する。

次いで、２００ＳＣＣＭの流量の１００％ＳｉＨ＋ガス
、このＳｉＨ＋ガスｉ最に対する流量比が１０°３のＢ
２Ｈ−６ガス、及び１００ＳＣＣＭ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。モータ１８により基体１４を回転させながら、電極
に１３．５６ＭＨｚで３００Ｗ（ワット）の高周波電力
を印加して、Ｎ極とド）ム基体との間に、ＳｉＨ＋、Ｂ
２Ｈｓ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１５分間成膜を続け、支持体１０１上
にアモルファスシリコンからなるブロッキングＩｉｌ　
０３を１．６μｍに形成した。

ブロッキング層の成膜終了後、１００％５ｉ２Ｈ＋ガスの流量を８０８ＣＣＭ、ＣＨ４
ガスを１０ＳＣＣＭ、ＰＨ３ガスをＰＨ３／Ｓ　ｉ　Ｈ
４−２Ｘ　１０うとなるように夫々のガスを反応容器内
に導入した。反応圧力が０．８トルの状態でブロッキン
グ層の成膜の場合と同様に、高周波電源１６によって、
１３．５６ＭＨｚで１ＫＷ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１時間成膜を続け、
１時間後、ＣＨ４ガスを８８ＣＣＭ、反応圧力を０．７
５トルとし、そのほかの成膜条件は同一の・まま１時開
成膜を続けた。その後、ガスを止め高周波電力をゼロに
し、１００％ＳｉＨ４ガスの流量を５００ＳＣＣＭ、こ
のＳｉＨ４ガス流最に対する流量比が５Ｘ１０−６の８
２　Ｈｓガス及びＣＨ４ガスをｌ０８ＣＧ！ｖｌを夫々
導入する。反応圧力が０．８トルの状態で＾周波電源１
６によって、１３．５６ＭＨ２で１．５ＫＷの高周波電
力を印加する。この条件で２時開成膜を続けた後、電力
とガスの供給を止め、膜厚２２μｍのａ−ｓｉａを形成
した。このようにｎ型のａ−３ｉ層とａ−３ｉ１１１と
を積層して形成することにより光導電層を形成する。

光導電層の成膜後、１００％Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスの流量を
３００８ＣＣＭ、ＮＨ３ガスを１５０ＳＣＣＭを夫々導
入する。反応圧力が１トルの状態で高周波′Ｒ源１６に
よって、１３．５６ＭＨｚｒ２００Ｗの高周波電力を印
加する。この条件で１５分開成膜を続けた後、電力とガ
スの供給を止め、ＩＩ厚１μｍの表面層を形成した。

このようにして成膜した感光体を７９０ｎｍの発振波長
の半導体レーザを搭載したレーザプリンタに搭載して画
像を形成したところ、＋６．０ＫＶ（キロボルト）の印
加電圧（ドラム流入電流０．１ｍＡ）に対して表面電位
５５０ｖが得られ、また半減露光量は９．０ｅｒ（１）
／ｃｆｆｌであり良好な結果が得られた。

更に、体表面における露光量が３５８　ｒ　Ｑ　／　ｃ
ｉに対する残留電位は５５Ｖと良好な結果が得られた。

［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、実用性が高い光導電性部材を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のｎ型アモルファスシリコンａ−３ｉ
！ｌ！の導電率とドーピング比（ＰＨ３／Ｓ　１２Ｈ６
）との関係を示した図、第２図は光バンドギャップと活
性化エネルギとのドーピング比との関係を示す図、第３
図はこの発明に係る光導電性部材の製造装置を示す図、
第４図乃至第６図はこの発明の実施例に係る光導電性部
材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；回転釉、１
３；電極、１４；ドラム基体、１５：ヒータ、１６；＾
周波電源、１９；グー１〜バルブ、１０１：支持体、１
０２；光導電層、１０３；ブロッキング層、１０６；表
面層。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ＰＨ３／５ｉ２ｔ−＋６第１図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性支持体と、この導電性支持体の上に形成さ
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元素並びに水素を含有するｐ型若
しくはｎ型のアモルファスシリコン又はマイクロクリス
タリンシリコンで形成され、前記光導電層は、水素を含
有するｎ型のアモルファスシリコンと、炭素窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元素並び
に水素を含有し、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元素が層厚方向に濃度勾配を形成し
ているアモルファスシリコン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、周期律表の第III族又は第Ｖ族
に属する元素から選択された少なくとも一種の元素を含
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
電子写真感光体。
（３）前記光導電層の上には、表面層が形成されている
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。