JPS6299761A

JPS6299761A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS6299761A
Application number: JP23980585A
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）等の有薇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、特別の配虜が
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ａｍ上
問題があるのに加え、実開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、　　点かあφ。

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−３ｉの応用の一環として
、ａ−３ｉ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′ｆＪ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−３ｉ１１
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−３ｉの抵抗が高くなるが１、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−８ｉｌ
ｌ中の水素の含有量が多い場合は、成膜条件によって、
（ＳｉＨ２）ｎ及びＳｉＨ２等の結合構造を有するもの
が膜中で大部分のＷＡ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Ｇｅ　ｌ
−１４とでは、最適基板温度が異なるため、生成した腹
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
、帯電能が優れており、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プロツキング層と、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するマイクロクリスタ
リン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（ｉｉ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を含有するマ
イクロクリスタリン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。

［発明の実施例］以下、この発明について具体的に説明する。

この発明の光導電層に用いられる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Ｐ、ヒ素Ａ
Ｓ、アンチモンＳｂ１ビスマスＢｉ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
しての緒特性を考慮した場合、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ものであり、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先導１
ｉ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／
Ｓ　ｉ２　Ｈｓ　）との関係を示した図である。第１図
において、０三角印は暗時における測定値σｄ、黒丸印
は７９０ｎｍの売上における測定値σｐ　　（７９０ｎ
ｍ）、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○の場合は、導電率σｄ
　＝３．８７Ｘ１０’ｌ　、 σｐ　　（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）−５，５７ｘ１］”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の売上における測定値σｐ　（７９
０ｎｍ）とは共に増加し、しかも１０−６≦ＰＨ３／Ｓ
　ｆ　２　Ｈｔｓ≦１０うの範囲では、σＤ　　（７９
０ｎｍ）は１桁ａ上増加シ、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高め、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（Ｐ）（３，／Ｓ　１２１−１ｓ　）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（ｅＶ）を取り、横軸に
ドーピング比（ＰＨ３／Ｓ　１２ＨＥ　）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　１２Ｈｓ
　）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ＰＨ３／５ｉ２８ｓ
のドーピングを増すと小さくなっている。このことより
、光導電層に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ッキング層には、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−８ｉ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−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１０８Ω・菌であるのに対し、μＣ−８ｉは１
Ｑ１１Ω・１以上の暗抵抗を有する。このμＣ−Ｓ　＋
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−８ｉを有するブロッキング層は、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−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−３ｉを形成す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と
、μＣ−８ｉ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Ｓ　ｉ　Ｈ４及び５ｉ２１−１６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ＳｉＨ＋　、８２　Ｈ５。

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１ｏ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、円筒状の電極１３がその軸中心を
回転軸１ｏ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層は、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１１１１６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−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ａ−８ｉ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
。ざらに、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＾い。

μＣ−Ｓ　＋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１．７０ｅ
Ｖ）に比較して小さい。つまり、μｃ−ｓ　ｉの光学的
エネルギギャップは、μＣ−Ｓ　＋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−８ｉｉ！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−８
ｉは可視光エネルギしか吸収しないが、ａ−８ｉより光
学的エネルギギャップが小さなμＣ−Ｓ　＋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　ｒ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−８ｉ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−８ｔ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−８ｉ
が＾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−８ｔ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
−ｓ　ｒ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
ｔｌｌ電分解法による場合は、Ｓ　ｉ　１−１４及び５
ｉ２Ｈｓ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５ｉＣＩ＋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−８ｉｌを形成す
ることができる。なお、μｃ−ｓ　ｒ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？ｆＩ域をμＣ−Ｓ　＋で
形成してもよいし、ａ−８ｉ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、積層体の方が轟
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−３ｉ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、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一防止するため
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、絶縁性の躾を支持体の上
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−３ｉ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−ｓ　ｉ及びａ−３ｉをｐ型にするためには、周期
律表の第■族に屈する元素、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ＴＩ等をドーピングすることが好ましく、μＣ−８
ｉ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
ｓｂ、及びビスマスＢｉ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１を層のμＣ−８ｉ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ｍ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。表面層を形成すル
材料トシテハ、Ｓｉｇ　Ｎ４　、ＳｉＯ２，５ｉＣ１Ａ
Ｉ２０３　Ｓ　ａ−８ｉＮ：Ｈ，ａ−８ｉＱ：Ｈｌ及び
ａ−８ｉ　Ｃ；　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（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、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−３ｉ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、移動度が太き（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。

［Ｉ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、０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ｊＩ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。

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−５ｉで形成してもよく、またμＣ−８
ｉ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ｎ型又は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、光導電層は、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
リコンと、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
の元素を含有するマイクロクリスタリンシリコンとの積
層体から形成されていることにある［実施例〕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ｎ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層１０３と、光導電、＠　１
０２とが積層されている。光導１４１０２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
て水素を含有するマイクロクリスタリンシリコンμＣ−
８ｉｌｌ　０５とが積層され、更にマイクロクリスタリ
ンシリコン１１０５には、Ｃ，ＯｌＮの原子の少なくと
も１つ以上の原子が含有されている。この発明の電子写
真感光体によれば、ブロッキング層１０３がｃｌｏ、Ｎ
の原子の少なく、　とも１つ以上の原子と水素とを含む
ｎ型またはｎ型ノμＣ−８ｉ又はａ−８ｉがら形成され
ている。

このようなブロッキング層の構成により、帯電時に帯電
した電荷と逆極性の電荷が支持体１０１がら光導電層１
０２に移動するのを防止することができる。即ち、光導
’ＲＲにおける帯電能（Ｉ！電荷保持機能を一層高める
ことができる。

ブロッキング層１０３に含有されるＣ１０、Ｎの原子の
含有量は１ないし２ｏ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量は、１Ｘ１Ｑ
’３ないし５＠子％が好ましい。

ブロッキング層の１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３μｍ
が好ましい。

光導電［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。一方先導１！１
１１０２の内μＣ−８ｉ層１０５は上述した波長領域の
内、特に、近赤外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−８ｉ層１０４とμＣ
−３ｉ層１０５との積層溝ｊきにすることにより、感度
の高電子写真感光体を得ることができる。

光導電層１０２において、ｎ型のａ−３１ｌｌ１０４に
ドーピングされる周期律表の第Ｖ＠に属する元素の含有
量は、ｌＸ１０う乃至１　Ｘ　１０−３原子％が好まし
い。ａ−８＋　Ｓｌ　０４の層厚は１乃至２０μｍに形
成することが好ましい。

一方、ａ−ｓｉｌ１１ｏ４は、周期律表の第■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。ドー
ピング量は、１×１０−７乃至ｉ　ｘ　ｉ　０３原子％
が好ましい。μＣ−８ｉｌｌｌＯ５の層厚は１乃至２０
μｍに形成することが好ましい。また、μＣ−８１ｉ１
１０５に含まれるＣ１０、Ｎの原子量は、光導電性が低
下しない程度に含有され、好ましい含有量としては０．
１乃至１０原子％である。

第５図に示すように、光導電層１０２において、ｎ型の
ａ−８ｉ！１１０４と、ｃ％Ｏ，Ｎの原子の内１つ以上
を含有するμＣ−８１ｌ１０５との位置は、第４図に示
す位置とは逆に、μＣ−８ｉ層１０５の上にｎ型のａ−
８ｉ）ｉ！２１０４を形成しても良い。

更に、第６図に示すように、光導Ｎ１１１０２の上に、
表面層１０６を形成してもよい。この場合、表面Ｊｌ！
１１０６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−８ｉ　（ａ−３ｉＣ；Ｈ，ａ−８ｔ
Ｏ；ＨＳ　ａ−８ｉＮ：Ｈｌａ−８ｉＣＮ：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。

、Ｕｔｔ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０６１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、１０００８ＣＣＭの流量のＨ２ガス、２００８
ＣＣＭＩ７）流量の１００％ＳｉＨ＋ガス、このＳｉＨ
＋ガス流量に対する流量比が１０°３のＢ２　Ｈｓ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、電極に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、
Ｓ！Ｈ＋、Ｂ２Ｈｓ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μＣ
−８ｉから成るブロッキング層１０３を１．０μｍに形
成した。

ブロッキング層の成膜終了後、１００％５ｉ２Ｈ＋ガスの流りを８０ＳＣＣＭ、ＰＨ３
ガスをＰＨ３／Ｓ　ｉ　Ｈ４＝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２時間成膜を続け、膜厚１４μｍのｎ型のａ−３
ｉｌを形成した。

ｎ型のａ−Ｓｉ層を形成侵、Ｈ２ガスを１１０００８Ｃ
Ｃ，１００％５ｉ２１−１４ガスの流―を３００ＳＣＣ
Ｍ、ＮＨヨガスを１０８００Ｍを夫々導入する。反応圧
力が０．８トルの状態で高周波電！［１６によって、１
３．５６ＭＨｚで一２００Ｗの高周波電力を印加する。

この条件で１．５時間成膜を続けた後、電力とガスの供
給を止め、膜厚８μｍのａ−３ｉ層を形成した。このよ
うにｎ型のａ−Ｓｉ層とμＣ−８ｉｌｌ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％ＳｉＨ４ガスの流量を３０
０ＳＣＣＭＳＣＨ４ガスを３５０８ＣＣＭを夫々導入す
る。反応圧力が１トルの状態で高周波電源１６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０．７μｍ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
４００Ｖが得られ、また半減露光０は７，５ｅｒＱ／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３５８　ｒ　Ｑ　／　ｃ
ｒｉに対する残留電位は３０Ｖと良好な結果が得られた
。

ＬＬ２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−８ｉで形成した。

導電性基板としてのＡＩＦＩＩ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ｏ、１１−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＋ガス流酷に対する流量比が１０゛３の８
２　Ｈ６ガス、及びｉ　ｏｏｓｃｃＭ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、電極とドラム基体との間に、３ｉＨ＋、Ｂ
２ト（６及びＣＨ４のプラズマを生起させる（グロー族
′Ｒ）。

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層１０３
を１．６μｍに形成した。

ブロッキング層の成膜終了後、１００％Ｓｉ２Ｈ４ガスの流量を８０ＳＣＣＭ、ＰＨ３
ガスをＰＨ３／Ｓ　ｉ　Ｈ４−２Ｘ　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Ｎ源１６によって、１３．５６ＭＨｚ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２時間成膜を続け、膜厚１４μｍのｎ型のａ−８
ｉ層を形成した。

ｎ型のａ−８ｉ層を形成後、Ｈ２ガス１０００ＳＣＣＭ
、１００％ＳｉＨ＋ガスの流量を３００ＳＣＣＭ、ＮＨ
３ガスを１１０８ＣＣを夫々導入する。反応圧力が０．
７トルの状態で高周波電源１６によって、１３．５６Ｍ
Ｈｚで２００Ｗの高周波電力を印加する。この条件で１
．５時開成膜を続けた後、電力とガスの供給を止め、膜
厚８μｍのμＣ−８ｉｌを形成した。このように、ｎ型
のａ−３ｉ層とμｃ−ｓ　ｉ層とを積層して形成するこ
とにより光導２ｉ層を形成する。

光導電層の成膜後、１００％Ｓ　ｉ　Ｈ４ガスの流量を
３００ＳＣＣＭ、ＣＨ４ガスを３５０８ＣＣＭを夫々導
入する。反応圧力が１トルの状態で高周波？！１ｌｉ１
６１．：よって、１３．５６ＭＨｚｒ２００Ｗの高周波
電力を印加する。この条件で１．５時開成膜を続けた後
、電力とガスの供給を止め、膜厚０．７μｍ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
鍮を形成したところ、＋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
５００ｖが得られ、また半減露光ｌは８．０ｅｒｏ／Ｃ
５１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３５ｅｒ９／ｃｉに対す
る残留電位は４０Ｖ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
層の導電率とドーピング比（ＰＨ３／Ｓ　＋２　Ｈ６）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、１０１；支持体、１０
２；光導Ｎ＠、１０３ニブロツキング層、１０６二表面
層。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ＰＨ３／Ｓｉ２Ｈ６

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
に水素を含有するマイクロクリスタリンシリコンとの積
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。