JPS63104062A - 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〕 本発明は光導電性アモルファスシリコンカーバイド層か
ら成る電子写真感光体に関し、特に負極性に帯電可能な
電子写真感光体に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、電子写真感光体の進歩は目覚ましく、感光体を搭
載する複写機やプリンター等の開発に伴って感光体自体
にも種々の特性が要求されている。この要求に対してア
モルファスシリコン層が耐熱性、耐摩耗性、無公害性並
びに光感度特性等に優れているという理由から注目され
ている。

しかし乍ら、アモルファスシリコン（以下、ａ−３ｔと
略す）層は、それに何ら不純物元素をドーピングしない
と約１０９Ω・ｃｍの暗抵抗率しか得られず、これを電
子写真用感光体に用い・る場合には１０′２Ω・ｃｍ以
上の暗抵抗率にして電荷保持能力を高める必要がある。

そのために酸素や窒素などの元素を微少量ドーピングし
て高抵抗化にし得るが、その反面、光導電性が低下する
という問題がある。また、ホウ素などを添加しても高抵
抗化が期待できるが、十分に満足し得るような暗抵抗率
が得られず約ＩＱＩＩΩ・ｃｍ程度にすぎない。

一方、上記の如きドーピング剤の開発と共に、ａ−Ｓｔ
光導電層に別の非光導電層を積層して成る積層型感光体
が提案されている。

例えば、第２図はこの積層型感光体であり、基板（１）
の上にキャリア注入阻止層（２）　、ａ−５ｉ光導電層
（３）及び表面保護層（４）が順次積層されている。

この積層型光体によれば、キャリア注入阻止層（２）は
基板（１）からのキャリアの注入を阻止するものであり
、表面保護層（４）はａ−３ｉ光導電層（３）を保護し
て耐湿性等を向上させるものであるが、両者の層（２）
及び（４）ともに感光体の暗抵抗率を大きくして帯電能
を高めることが目的であり、そのためにこれらの層を光
導電性にする必要はない。

このように従来周知のａ−３ｉ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−５ｉ光導電層により形成させた点に大
きな特徴があり、これによって耐熱性、耐久性及び光感
度特性などに優れた長所を有している反面、暗抵抗率が
不十分であるためにドーピング剤を用いたり、更に積層
型感光体にすることで暗抵抗率を大きくしている。即ち
、積層型感光体に形成されるキャリア注入阻止層（２）
及び表面保護層（４）はａ−５ｉ光導電層自体が有する
欠点を補完するものであり、ａ−Ｓｉ光導電層（３）と
実質上区別し得る層と言える。

本発明者等は上記事情に鑑みて、既にアモルファスシリ
コンカーバイド（以下、ａ−ＳｉＣと略す）は光導電性
を有すると共に暗抵抗率がドーピング剤の有無と無関係
に容易に１０＋３Ω・ｃｍ以上になり、更にドーピング
剤の選択によって負極性に帯電可能な電子写真感光体と
成り得ることを見い出した。

上記ａ−３ｉＣ層が電子写真感光体と成り得た理由は、
その層が大きなキャリア移動度をもち、更に１０−　”
　（Ω・Ｃｍ）−’以下の暗導電率であり、これによっ
て大きな帯電能が得られたためである。

しかしながら、このように大きなキャリア移動度をもつ
ａ−ＳｉＣ電子写真感光体であっても、光源の波長によ
っては未だ満足し得る電子写真特性が得られていない。

例えば蛍光灯等の一般的な投光源（分光スペクトルが比
較的短波長側ヘシフトしている）を除重用光源に用いた
場合、画像露光時の光メモリー効果によってゴースト現
象（先の画像が完全に除去されずに残存し、次の画像形
成に伴って先の画像が再び現れる現象をいう）が生じ易
くなる傾向にある。

このような問題を解決するためには長波長の光を発する
光源を除電用光源に用いて露光を増大させることが有効
であり、これに適した光源として発光ダイオードアレイ
がある。ところが、このダイオードアレイを用いた場合
、ゴースト現象が生じないように強露光照射を行うと、
これに伴って帯電能が低下したり、暗減衰が増大すると
いう問題が生じる。更に、製造コスト面から見た場合、
発光ダイオードは蛍光灯に比べて格段に高価であり、低
コストな光源が望まれる。

また、本発明者等が既に提案した光導電性ａ−３ｉＣ層
はそれにＯ乃至１０．０００ｐｐｍの周期律表第Ｖａ族
元素を含有させるだけで負極性に帯電可能な電子写真感
光体と成り得るのであり、更に他のドーピング剤を含有
させて電子写真特性を一層向上させようとする場合、膜
中のその良好な原子結合状態を乱すことなく他の不純物
元素を含有させ、これによってゴースト現象等の問題を
解決するのが望ましい。

〔発明の目的〕

従って本発明は叙上に鑑みて案出されたものであり、そ
の目的は表面保護層及びキャリア注入阻止層を実質上不
要とし、全層に亘って光４電性ａ−ＳｉＣと成し、且つ
ゴースト現象の発生を防止することができた電子写真感
光体を提供することにある。

本発明の他の目的は膜中の原子結合状態を無理に乱すこ
となくして所要な電子写真特性を向上させることができ
た電子写真感光体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は負極性に帯電可能な電子写真感
光体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、基板上に１×１０−５乃至５原子％の
ヘリウム及び０乃至１０．ＯＯＯｐｐｍの周期律表第Ｖ
ａ族元素（以下、Ｖａ族元素と略す）を含有した光導電
性ａ−ＳｉＣＪｉＪを形成したことを特徴とする負極性
に帯電可能な電子写真感光体が提供される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の電子写真感光体は光導電性ａ−５ｉＣ層に所定
の範囲内でヘリウム（ｌｉｅ）元素を含有させることを
特徴とするものであり、また、この光導電性ａ−３ｉＣ
層についてはＶａ族元素を含有させて負極性に帯電させ
た感光体と成り得ることは既に本発明者等が提案した通
りである。

即ち、第１図によれば導電性基板（１）上に、例えばグ
ロー放電分解法によって光導電性ａ−３ｉＣ層（５）を
形成したものであり、この層厚方向に亘って炭素とＶａ
族元素をそれぞれ同一含有比率で含有させている。これ
によって暗抵抗率が１０′３Ω・ｃｍ以上となると共に
明抵抗率に比べて１０００倍以上となることを見い出し
、この知見に基づく後述する実施例から明らかな通り、
この単一組成の層だけで十分に実用性のあるａ−３ｉＣ
感光体と成り得たことは予想外の成果であった。

更に本発明者等はこのａ−３ｉＣ感光体を正極性又は負
極性に帯電させて両者の帯電性能を比較した場合、この
ａ−ＳｉＣ層（５）にＶａ族元素を０乃至１０、０００
ｐｐｍの範囲、好適にはＯ乃至１１０００ｐｐの範囲内
でドーピングすると負極性で有利に帯電能を高めること
ができることも見い出した。

このようにＶａ族元素のドーピングによって負極性に帯
電し易くなる点については、未だ解明されておらず、推
論の域を脱し得ないが、ａ−５ｉＣ層が負電荷を保持す
るのに十分に高い抵抗率をもち、また、基板からの正電
荷の注入を防ぐ効果にも優れ、更に負電荷に対する電荷
移動度が優れている等の理由によると考えられる。

また、このＶａ族元素としてはＮ＋Ｐ＋Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂ
ｉがあるが、就中、Ｐが共有結合性に優れて半導体特性
を敏感に変え得る点で望ましい。

本発明のａ−ＳｉＣ層が光導電性を有するようになった
点については、アモルファス化したケイ素と炭素を不可
欠な構成元素とし、更にそのダングリングボンドを終端
させるべく水素元素（Ｈ）やハロゲン元素を所要の範囲
内で含有させることによって光導電性が生じるものと考
えられる。本発明者等が炭素の含有比率を幾通りにも変
えて光導電性の有無を確かめる実験を行ったところ、ａ
−５ｓＣＮ（５）中に炭素を１乃至９０原子χ、好適に
は５乃至５０原子２の範囲内で含有させるとよく、或い
はこの範囲内で層厚方向に亘って炭素含有量を変えても
よい。

また、水素元素（Ｈ）やハロゲン元素の含有量は５乃至
５０原子χ、好適には５乃至４０原子χ、最適には１０
乃至３０原子χがよく、通常、Ｈ元素が用いられている
。このＨ元素はダングリングボンドの終端部に取り込ま
れ易いのでバンドギャップ中の局在準位密度を低減化さ
せ、これにより、優れた半導体特性が得られる。

更にこのＨ元素の一部をハロゲン元素に置換してもよく
、これにより、ａ−３ｉＣ層の局在準位密度を下げて光
導電性及び耐熱性（温度特性）を高めることができる。

その置換比率はダングリングボンド終端用金兄素中０６
０１乃至５０原子χ、好適には１乃至３０原子χがよい
。また、ハロゲン元素にはＰ、ＣＬＢｒ＋　ｉ、Ａｔ等
があるが、就中、Ｆを用いるとその大きな電気陰性度に
よって原子間の結合が大きくなり、これによって熱的安
定性に優れるという点で望ましい。

本発明によれば、上記のような光導電性ａ−５ｊＣ層に
Ｉｌｅ元素を１×１０−５乃至５原子χ含有された点に
特徴があり、この範囲内では上述の電子写真特性を実用
上支障がない範囲内で低下させず、且つＨｅを含有させ
たことによってゴースト現象の発生を防止することがで
きる。

即ち、本発明者等はＨｅが常温下で不活性ガス気体とし
て存在し、これがａ−ＳｉＣ膜中に取り込まれても何ら
原子間結合に寄与しないという点に着目し、実験を繰り
返し行った結果、ｔｉｅを所定の範囲内で含有した負極
性に帯電可能な光導電性ａ−３ｉＣ層は電子写真特性を
劣化させるものではな（、むしろ、Ｈｅを含有させたこ
とによってａ−ＳｉＣ層が緻密化して膜質が向上し、こ
れによってゴースト現象が解消されるということを見い
出した。そして、このゴースト現象は蛍光灯など比較的
短波長側へスペクトルがシストしている除電用光源を用
いた場合に顕著であるが、このような光源を用いても十
分に効果が認められる。

このようにして解決し得た点については本発明者等は未
だ十分に解明していないが、Ｈｅが不活性元素であるた
めに結合手をもたず、しかも、原子半径が最も小さく、
そのためにＨｅが膜中に含有されてもＳｉとＣの結合ネ
ットワークが乱されず、その上、Ｓｔに対するＨの結合
数が小さくなり、これにより、アモルファス化したＳｉ
とＣの原子組織が緻密化すると共にダングリングボンド
が低減し、また、キャリア移動度を低下させる原因とな
る空孔等の欠陥が生じなくなり、その結果、ゴースト現
象が生じなくなったと考えられる。

）１ａ元素の含有量はＳｉとＣの含有比率やダングリン
グボンド終端用元素の種類と関係するが、約１Ｘ１０−
５乃至５原子χ、好適には１×１０−５乃至５原子χ、
最適には１×１０−５乃至３原子χの範囲内がよい。

上記の如き光導電性ａ−５ｉＣ層（５）の厚みは、少な
くとも５μｍ以上あればよく、これによって表面電位が
一２００ｖ以上となり、更に画像の分解能及び画像流れ
が生じない範囲内でその上限が適宜選ばれており、本発
明者等の実験によれば、５乃至１００μｍ１好適には１
０乃至５０μｍの範囲内に設定するとよい。

更に、このａ′−３ｉＣ層の暗減衰曲線及び光減衰曲線
を求めたところ、高い表面電位をもつと共に優れた光感
度特性を有し、また、残ｒｇ１電位が小さくなっている
ことを確かめた。

かくして層厚方向に亘って単一組成の光導電性ａ−５ｉ
Ｃ層だけで十分に実用と成り得る電子写真感光体が提供
される。

そこで、本発明者等は上記の結果を踏まえて、更に鋭意
研究に努めたところ、この単一組成の層内部に種々の層
領域を生成させることによって電子写真特性を更に向上
し得ることを見い出した。

即ち、本発明の電子写真感光体においては、構成元素で
ある炭素又はＶａ族元素の含有比率を層厚方向に亘って
変化させ、これによって複数の層領域を生成させ、この
層領域の数に対応して下記の第１の態様乃至第４の態様
までの電子写真感光体が得られる。

本発明によれば、このような様態の中で、基板側から感
光体表面側へ向けて第１の層領域、第２の層領域、必要
に応じて第３の層領域、第４の層領域を生成させ、少な
くとも第２の層領域及び第３の層領域のいずれか一方又
は両者共にＨｅ元素を１×１０−５乃至５原子χ含有さ
せることを特徴とするものであり、これによってゴース
ト現象が生じなくなる。

以下、本発明の電子写真感光体を第１の態様及び第２の
態様について詳細に述べ、第３の様態及び第４の態様は
これに準するものとする。

第１の態様 第１の態様によれば、基板上に光導電性ａ−３ｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−ＳｉＣ層は
少なくとも第１の層領域及び第２の層領域を具備し、第
１のＮ領域は第２の層領域より基板側に配置され且つ第
２の層領域に比べてＶａ族元素が多く含まれていること
を特徴とする負極性に帯電可能な電子写真感光体が提供
される。

即ち、この第１の態様によれば、第１図に示した単一組
成の光導電性ａ−５ｉＣ層に対してＶａ族元素を含有さ
せ、その含有比率を変えることにより少なくとも第１の
層領域及び第２の層領域を生成させるものであり、この
態様を第３図乃至第９図により説明する。

第３図においては導電性基板（１）上に第１の層領域（
６）及び第２の層領域（７）を順次形成し、両者の層領
域が一体化した光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ａ）から成っ
ており、そして、第１の層領域（６）には第２の層領域
（７）に比べてＶａ族元素が多く含まれていると共に第
２の層領域（７）にはＨｅを所定量含有することが重要
である。

第２の層領域（７）はＶａ族元素の含有量が０乃至１０
．　ＯＯＯｐｐｍの範囲内で、好適にはＯ乃至１　、０
００ｐｐｍの範囲内で適宜決められ、これによって負極
性に帯電すると共に表面電位、光感度特性等の所要な電
子写真特性が得られる。そして、この層領域よりもＶａ
族元素を多く含有した第１の層領域（６）を形成すると
光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ａ）の基板側領域で専電率が
大きくなり、これにより、基板側からのキャリアの注入
が阻止されると共にａ−ＳｉＣ層の全領域で発生した光
キャリアが基板へ円滑に流れ、その結果、表面電位が大
きくなると共に光感度特性が向上する。

更にこの第２の層領域（７）にはＨｅを１×１０−５乃
至５原子χ、好適には１×１０−５乃至５原子χ、最適
には１×１０−５乃至３原子χの範囲内に含有させると
よく、これにより、ゴースト現象が生じな（なる。

このように）Ｉｅを第２の層領域（７）に含有させるに
当たっては、この層領域（７）全体に対してＨｅ含有量
が上記の範囲内で設定される限りにおいて層厚方向に亘
って均−又は不均一な含有分布で含有させる。

また、この第１の態様によれば、第２のＮ領域（７）に
不可欠にＨｅを含有させるものであるが、第１の層領域
（６）に対しては任意に含有させてもよい。第１の層領
域（６）にもＨｅを含有させた場合、１×１０−５乃至
５原子２の範囲内で含有させればよく、これにより７．
基板側からのキャリアの注入阻止を損なわず、且つ残留
電位を小さくし、その結果、ゴースト現象の発生を確実
に防止することができる。

更に第１の態様によれば、炭素含有量を第４図乃至第９
図に示す通りに設定してもよい。これらの図において、
横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦軸は炭
素含有量を示している。尚、この横軸において（６）　
、　（７）に示すそれぞれの範囲は第１の層領域及び第
２の層領域を表している。

即ち、第４図は炭素含有比率が全層に亘って一定であり
、或いは第５図は第１の層領域で炭素含有量を少なくし
ており、これに対して第６図乃至第９図は第１の層領域
が第２の層領域に比べて炭素が多く含有されていること
を示すものであり、これによって表面電位が一段と高く
なって光感度特性が向上する。また、第７図乃至第９図
のように炭素の含有量を層厚方向に亘って漸次変えると
表面電位及び光感度を一層高め且つ残留電位が小さくな
る。

第２のＢ様 第２の態様によれば、基（反上に光導電性ａ−３ｉＣ層
を形成した電子写真感光体であって、前記ａ−３ｉＣ層
は少なくとも第１の層領域、第２の層領域及び第３の層
領域を具備し、第１の層領域は第２の層領域より、第２
の層領域は第３の層領域よりそれぞれ基板側に配置され
、且９第３の層領域は第２のＮｊｉＵ域に比べて炭素が
多く含まれていると共に第２の層領域は０乃至１０．Ｏ
ＯＯｐｐｍのＶａ族元素が含まれており、更に第１の層
領域は第２の層領域よりもＶａ族元素が多く含まれてい
ることを特徴とする負極性に帯電可能な電子写真感光体
が提供される。

即ち、この第２の態様によれば、第１０図に示す通り、
第１の態様にて示した第２の層領域（７）の上に更に第
３のＮＳＭ域（８）を形成し、第３の層領域（８）の炭
素含有量を第２の層領域（７）よりも多（し、そして、
第１の層領域（６）、第２の層領域（７）及び第３の層
領域（８）を実質上一体化して光感電性ａ−ＳｉＣ層（
５ｂ）とした。

この第３の層領域（８）を形成すると、ａ−３ｉＣ層（
５ｂ）の表面側の暗抵抗率が大きくなり、これに伴って
感光体の表面電位が顕著に向上する。

即ち、第３の層領域（８）は光導電性ａ−３ｉＣ層（５
ｂ）の表面側を高抵抗化させるために形成されており、
第２図にて述べた従来周知の表面保護層（４）とは全く
区別し得るものである。また、光キヤリア発生層とキャ
リア輸送層とに分けられた機能分離型感光体によれば、
キャリア輸送層を１０′３Ω・ｃｍ以上に高抵抗化させ
るが、この層に格別大きな光導電性が要求されておらず
、通常、光導電率の暗導電率に対する比率が１０００倍
未満の光導電性に設定されているに過ぎない。これに対
して、第３のＮＪ　ＳＲ域（８）はこの比率が１０００
倍以上の光導電性を有しており、上記キャリア輸送層に
対しても十分に区別し得る。

第３の層領域（８）の層厚は、第２の層領域（７）に比
べて１倍以下、好ましくは１７２倍以下、最適には１７
４倍以下がよく、これにより、表面電位が顕著に向上す
ると共に光感度に優れ、且つ残留電位が小さくなり、望
ましいと言える。

本発明に係る第２の態様の電子写真感光体によれば、上
記第２の層領域（７）及び第３の層領域（８）の両者又
はいずれか一方にＩｌｅ元素を含有させることを特徴と
しており、この含有量は１×１０−５乃至５原子χ、好
適には１×１０″４乃至５原子χ、最適には１×１０−
５乃至３原子χの範囲に設定すればよく、これにより、
ゴースト現象が生じなくなる。

更に第２の態様によれば、光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ｂ
）の炭素含有分布は第１１図乃至第１６図に示す通りで
あり、横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦
軸は炭素含有量は示している。尚、この横軸において、
（６）　（７）　（８）に示すそれぞれの範囲は第１の
層領域、第２の層領域及び第３の層領域を表している。

第１２図、第１４図、第１５図及び第１６図によれば、
層厚方向に亘って炭素の含有量を漸次変えており、これ
により、表面電位が向上すると共に光感度に優れ、且つ
残留電位が小さくなる。

第３の態様 第３の態様によれは、基板上に光導電性ａ−ＳｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−５ｉＣ層は
少なくとも第１の層領域、第２の層領域、第３の層領域
、第４の層領域を基板側から感光体表面へ向けて順次具
備し且つ第３の層領域は第２の層領域に比べて、第４の
層領域は第３の層領域に比べてそれぞれ炭素が多く含ま
れていると共に第２の層領域はＯ乃至１０．　ＯＯＯｐ
ｐｍのＶａ族元素が含まれており、更に第１の層領域は
第２の層領域よりもＶａ族元素が多く含まれていること
を特徴とする負極性に帯電可能な電子写真感光体が提供
される。

即ち、第３の態様によれば、第１７図に示す通り、第２
の態様にて示した第３の層領域（８）の上に更に第４の
層領域（９）を形成し、第４の層領域（９）が第３の層
領域（８）に比べて炭素を多く含んでおり、そして、第
１のＮ領域（６）から第４の層領域（９）を実質上一体
化して光導電性ａ−５ｉＣ層（５ｃ）とした。

この第４の層領域（９）は第３の層領域（８）に比べて
炭素を多く含有させて高抵抗化させ、これより、帯電能
を高めて表面電位を向上させることができ、その結果、
耐電圧が高くて長寿命の感光体を得ることができる。

更に第３の態様によれば、光導電性ａ−ＳｉＣ！（５Ｃ
）の炭素含有分布は第１８図乃至第２１図に示す通りで
あり、横軸は基板から感光体表面に至る層厚を示し、縦
軸は炭素含有量を示している。尚、この横軸において、
（６）　（７）　（８）　（９）に示すそれぞれの範囲
は第１の層領域、第２の層領域、第３の層領域及び第４
の領域を表している。

第１９図及び第２１図によれば、層厚方向に亘って炭素
の含有量を漸次変えており、これにより、表面電位及び
光感度が向上し、且つ残留電位が小さくなる。

第４の態様 第４図の態様によれば、基板上に光導電性ａ−ＳｉＣ層
及びａ−ＳｉＣ表面保護層を順次形成した電子写真感光
体であって、前記光導電性ａ−ＳｉＣ層は少なくとも第
１の層領域、第２の層領域及び第３の層領域を具備し、
第１の層領域は第２のＮ領域より基板側に、第２の領域
は第３の層領域より基板側にそれぞれ配置され、且つ第
３の層領域は第２の層領域に比べて炭素が多く含まれて
いると共に第２の層領域は０乃至１０，０００ｐｐｍの
Ｖａ族元素が含まれており、更に第１の層領域は第２の
Ｎ％Ｍ域よりもＶａ族元素が多く含まれていることを特
徴とする負極性に帯電可能な電子写真感光体が提供され
る。

即ち、この第４の態様によれば、第２２図に示す通り、
第２の態様にて示した第３の層領域（８）の上に更にａ
−ＳｉＣ表面保８ｉＪ’！（１０）を形成したものであ
り、このａ−ＳｉＣ表面保護層（１０）は光導電性ａ−
５ｉＣ層（５ｂ）の表面をオーバーコートして保護する
ために形成される。

ａ−ＳｉＣ表面保護層（１０）はａ−ＳｉＣから成ると
いう点では光導電性ａ−ＳｉＣ層（５ｂ）と同じである
が、炭素の含有量を多くして高硬度とし、これによって
表面保護作用をもたらす。

このａ−ＳｉＣ表面保護層（１０）は、その構成元素の
組成比を変えて光導電性又は非光導電性とすることがで
き、炭素の含有量を多くすると非光導電性になる傾向が
あり、これに伴って高硬度特性が得られ、高硬度ａ−５
ｉＣ表面保Ｈ”−’ｆ５となる。

更に第４の態様によれば、炭素含有分布は第２３図及び
第２４図に示す°通りであり、横軸は基板から感光体表
面に至る層厚を示し、縦軸は炭素含有量を示している。

尚、この横軸において（６）　（７）　（８）　（１０
）に示すそれぞれの範囲は第１の層領域、第２の層領域
、第３の層領域及びａ−５ｉＣ表面保護層を表している
。

かくして、第１の態様乃至第４の態様によれば、第１図
に示した単一組成のａ−５ｉＣ感光体に比べて格段に高
性能な電子写真感光体が提供される。

また、本発明によれば、単一組成のａ−３ｉＣ層並びに
第１乃至第３の態様のａ−３ｉＣ層は、いずれも光導電
性ａ−ＳｉＣ層から成り、これによって十分実用的な電
子写真特性が得られるが、これらのａ−５ｉＣ層の表面
上に従来周知の表面保８Ｉ層を形成してもよい。

この表面保８Ｗ層はそれ自体高絶縁性、高耐食性及び高
硬度特性を有するものであれば種々の材料を用いること
ができ、例えばポリイミド樹脂などの有機材料＋　ａ　
−Ｓ　ｉ　Ｃ＋　Ｓ　ｉＯｚ　＋　Ｓ　ｉ　Ｏ＋　Ａ　
Ｉ　ｚ　Ｏｆｆ＋　Ｓ　ｉ　Ｃ＋　Ｓ　ｉ　ｙ　Ｎ　４
＋　ａ　−５ｉ、　ａ−５ｉ　：ｉｌ、　ａ−５ｉ　；
Ｐ、　ａ−３ｉＣ：Ｉｔ、　ａ−５ｉＣ：Ｆなどの無機
材料を用いることができる。

次に本発明の電子写真感光体の製法を述べる。

本発明に係るａ−５ｉＣｑを形成するに当たってグロー
放電分解法、イオンブレーティング法、反応性スパッタ
リング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などの薄膜生成技術を
用いることができ、また、これに用いられる原料には固
体、液体、気体のいずれでもよい。例えばグロー放電分
解法に用いられる気体原料として５ｉ１１４，５ｔ２）
１６，５ｉｆｆ＋８などのＳｉ系ガス、Ｃ１１ｔ、Ｃｚ
ｔｌｚ、Ｃｚｌｌｔ、ＣｚＨ６，Ｃユ■８などのＣ系ガ
スがあり、そして、Ｈｅガスをキャリアガスとして用い
ればよい。

本発明の電子写真感光体を製作するに当たっては、グロ
ー放電分解によってケイ素（Ｓｉ）含有ガス及びアセチ
レン（Ｃ２１１□）ガスの混合ガスよりａ−５ｉＣ層を
形成させた場合、著しく大きな高速成膜性が達成できる
点で望ましい。本発明者等が繰り返し行った実験によれ
ば、このＳｉ含有ガスとして前述した種々のＳｉ系ガス
を用いることができるが、例えば５ｉｎ４ガス及びＣ２
Ｈ２ガスを用いた場合、５乃至２０μｍ７時の成膜速度
が得られた。因に５ｉＨａガスと０１１４ガスを用いて
ａ−３ｉＣ膜を生成した場合、その成膜速度は約０．３
乃至１μｍ／時である。

次に本発明の実施例に用いられる容置結合型グロー放電
分解装置を第２５図により説明する。

図中、第１．第２．第３．第４．第５．第６タンク（１
１）（１２）　（１３）　（１４）　（１５）　（１６
）には、それぞれ５ｉＨｔ＋ＣｚＨｚ＋ＰＨ３（Ｈｅガ
ス希釈で０．２χ含有）＋ＰＨ，３’　（Ｈｅガス希釈
で３３ｐｐｍ含有）、Ｈｅ、Ｎｏガスが密封されており
、Ｈｅはキャリアーガスとしても用いられる。これらの
ガスは対応する第１．第２．第３．第４．第５．第６調
整弁（１７）　（１８）　（１９）　（２０）　（２１
）　（２２）を開放することにより放出され、その流量
がマスフローコントローラ（２３）（２４）（２５）（
２６）　（２７）　（２８）により制御され、第１、第
２．第３．第４．第５タンク（１１）　（１２）　（１
３）　（１４）　（１５）からのガスは第１主管（２９
）へ、第６タンク（１６）からのＮｏガスは第２主管（
３０）へ送られる。尚、（３１）（３２）は止め弁であ
る。第１主管（２９）及び第２主管（３０）を通じて流
れるガスは反応管（３３）へと送り込まれるが、この反
応管（３３）の内部には容量結合型放電用電極（３４）
が設置されており、それに印加される高周波電力は５０
胃乃至３Ｋｗが、また周波数はＩ　Ｍｌｌｚ乃至１０　
Ｍ　ｔｌ　ｚが適当である。反応管（３３）の内部には
、アルミニウムから成る筒状の成膜用基板（３５）が試
料保持台（３６）の上に載置されており、この保持台（
３６）はモーター（３７）により回転駆動されるように
なっており、そして、基板（３５）は適当な加熱手段に
より、約２００乃至４００℃好ましくは約２００乃至３
５０℃の温度に均一に加熱される。更に、反応管（３３
）の内部はａ−ＳｉＣ膜形成時に高度の真空状態（放電
圧０．１乃至２．０Ｔｏｒｒ　）を必要とすることによ
り回転ポンプ（３日）と拡散ポンプ（３９）に連結され
ている。

以上のように構成されたグロー放電分解装置において、
例えば、ａ−５ｉＣ膜（Ｈｅ、Ｐを含有する）を基板（
３５）に形成する場合には、第１．第２．第３．第５調
整弁（１７）　（１８）　（１９）　（２１）を開いて
それぞれより５ｉ１１．、　ＣＪｚ、ＰＨ：＋＋Ｈｅガ
スを放出する。放出量はマスフローコントローラ（２３
）　（２４）　（２５）　（２７）により制？ｆｆ［ｌ
され、ＳｉＨ４＋ＣｚＨｚ＋ＰＨ，、、Ｈｅの混合ガス
は第１主管（２９）を介して反応管（３３）へと流し込
まれる。そして、反応管（３３）の内部が０．１乃至２
．０Ｔｏｒｒ程度の真空状態、基板温度が２００乃−至
４００℃、容量型放電用電極（３４）の高周波電力が５
０Ｗ乃至３Ｋｗ　、または周波数が１乃至５０Ｍ１ｌｚ
に設定されていることに相俟ってグロー放電が起こり、
ガスが分解してＨｅ及びＰを含有したａ−５ｉＣ膜が基
板上に高速で形成される。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を詳細に説明する。

（例１） 本例においては、光導電性ａ−ＳｉＣＦＪをアルミニウ
ム製成膜用基板に生成し、そのＣ２Ｈ２ガスの配合比率
に対する導電率を測定した。

即ち、第２５図に示した容量結合型グロー放電分解装置
を用いて第１タンク（１１）よりＳｉＨ４ガスを１５０
ｓｅｃｍの流量で、第５タンク（１５）よりＨｅガスを
１０１００５ｅの流量で放出し、第２タンク（１２）よ
りＣ２１１２ガスを１０〜１０１００５ｅの流量で放出
し、グロー放電分解法に基いて約５μｍの厚みのａ−３
ｉＣ膜を製作し、暗導電率及び光導電率を測定したとこ
ろ、第２６図に示す通りの結果が得られた。

第２６図によれば、横軸はＣｚＨｚガス流ｉ（ｓｃｃｍ
）を、縦軸は導電率〔（Ω・ｃｍ）−”Ｊを表わし、・
印は暗導電率のプロット、○印は１ｉｅ−Ｎｅレーザー
（波長６３２．８ｎｍ　、１００μｍＡ／ｃｍ２）を照
射した時の光導電率のプロットであり、ａ、ｂはそれぞ
れの特性曲線である。

第２６図から明らかな通り、暗導電率は１０−　’　”
　（Ω・ｃｍ）−’以下と成り得、最小で１０−１１′
（Ω・ｃｍ）−’まで得られた。また、光導電率は暗導
電率に比べて１０００倍以上となり、このａ−５ｉｅ層
が電子写真感光体用として十分に満足し得る光導電性を
もっていることが判る。

（例２） 本例においては、（例１）に基いてＰＨ３ガス（又はＢ
Ｊ、ガス）を導入して暗導電率及び光導電率を測定した
ところ、第２７図に示す通りの結果が得られた。

図中、横軸はＳｉＨ，とＣ２１１□の合計流量に対する
ＰＨ３純量（これはｔｉｅガスの希釈比率より換算して
求められるＰＨ，の絶対流量を表わす）である。尚、Ｐ
Ｈ３純量をＢ、）１．純量に置き換えた場合も参考例と
して記載する。

第２７図によれば、・印は暗導電率のプロットであり、
○印は光導電率（この光導電率は（例１）と同様にして
求められる）のプロットであり、Ｃ１ｄはそれぞれの特
性曲線である。

第２７図から明らかな通り、光導電率は暗導電率に比べ
て１０００倍以上となり、Ｈｅと共にＰやＢをドーピン
グしたａ−３ｉＣＮが電子写真感光体用として満足し得
る光導電性をもっている。

（例３） 本例においては、（例１）中Ｃｚ　Ｈｚガス流量を１０
１０５ｅに設定して得られたａ−３ｉＣ層に対して分光
感度特性を測定しており、その結果は第２８図に示され
た分光感度曲線ｅとなった。尚、この図は各波長におい
て等エネルギー光を照射した時の光導電率を示す。

第２８図より明らかな通り、可視光領域に光怒度が認め
られ、これによって電子写真用の光導電体として十分に
用いることができる。

（例４） 本例においては、（例１）中ＣＺＨ２ガス流量を１０１
０５ｅに設定してえられたａ−３ｉＣ層（厚み３０．ｃ
ｚｍ）に対して表面電位、暗減衰及び光減衰のそれぞれ
の特性を測定した。この測定は−５，６ＫＶのコロナチ
ャージャで負帯電し、暗中での表面電位の経時変化と、
６５０ｎｍの単色光照射直後の表面電位の経時変化を追
ったものである。

その結果は第２９図に示す通りであり、ｆｌｇはそれぞ
れ暗減衰曲線及び光減衰曲線である。

第２９図より明らかな通り、表面電位が約−５００Ｖと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で３０χ程度であり
、電荷保持能力に優れている。また、光導電率にも優れ
ており、残留電位も小さいと言える。

尚、（例４）にて得られたａ−３ｉＣＮを＋５．６ＸＶ
のコロナチャージャで正帯電させたところ、表面電位が
数十Ｖであった。

そして、この（例４）に基いて製作されたａ−ＳｉＣ感
光体のｌｉｅ含存含金量定したところ、約０．１原子χ
であり、また、この感光体を−５，６ＫＶのコロナチャ
ージャによって負極性に帯電させ、次いで画像露光して
磁気ブラシ現像を行った結果、画像濃度が高く、高コン
トラストでゴースト現象が全く生じない良質な画像が得
られた。然るに前述の１１ｅガス導入に代えてＨ２ガス
を１０１００５ｅの流量で導入し、他は全く同一条件に
て製作した電子写真感光体はゴースト現象が現れた。

（例５） 本例においては第１の態様の感光体を製作した。

即ち、基板用アルミニウム製ドラムを第２５図に示した
容量結合型グロー放電分解装置の反応管（３３）内に設
置し、そして、第１タンク（１１）より５ｉＨａガスを
、第２タンク（１２）よりＣｚＨｚガスを、第３タンク
及び第４タンク（１３）　（１４）よりＰＨ３ガスを、
第５タンク（１５）よりＨｅガスを、第６タンク（１６
）よりＨｅガスをそれぞれ放出し、第１表に示す製造条
件で第１の層領域及び第２の層領域を形成した。

かくして得られた感光体を、暗中で−５，６ＫＶの高圧
源に接続されたコロナチャージャで負極性に帯電させ、
次いで分光された単色光（６５０ｎｍ）を感光体表面に
照射し、これによって下記の通りの電子写真特性が得ら
れた。尚、残留電位は露光開始５秒後の値である。

表面電位・・・−７００■ 光感度・・・０．５５ｃｍ２ｅｒｇ−’残留電位・・・
３０Ｖ 次に（例４）と同様に負極性に帯電させ、次いで画像露
光して磁気ブラシ現像を行った結果、画像濃度が高く、
高コントラストでゴースト現象が全（生じない良質な画
像が得られた。

然るに、第１の層領域及び第２の層領域の形成に当たっ
て用いられるキャリアーガス（ｌｉｅガス１０１００５
ｃ流量）、並びに第１の層領域の形成に用いられるｐ＋
＋３（０，２χ含有）の希釈用ｔｉｅガスをＨ２ガスに
置換し、他は全く同一条件にて製作した電子写真感光体
にはゴースト現象が見られた。

（以下余白） （例６） 本例においては第１の態様の感光体を（例４）と同様に
製作した。

その製作条件は第２表に示す通りであって、電子写真特
性は下記の通りになり、ゴースト現象は全く生じなかっ
た。

表面電位・・・−７００Ｖ 光感度・・・０．６５ｃｍ２ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ 然るに、第１の層領域の形成に当たって用いられるキャ
リアーガス（！ｌｅガス１０１００５ｃ流量）及びＰＨ
，（０，２χ含有）の希釈用Ｈｅガス、並びに第２の層
領域の形成に用いられるＰＨ３（３３ｐｐｍ含有）の希
釈用１１ｅガスをＨ２ガスに置換し、他は全く同一条件
にて製作した電子写真感光体にはゴースト現象が見られ
た。

（以下余白） （例７） 本例においては第２の態様の感光体を第３表に示す条件
で製作し、これによって下記の電子写真特性が得られた
。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・−７４０Ｖ 光感度・・・０．６５ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
２０Ｖ （以下余白） （例８） 本例においては第３の態様の感光体を第４表に示す条件
で製作し、これによって下記の電子写真特性が得られた
。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・−７５０■ 光感度・・・０．６７ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ 更に、この感光体の表面電位、暗減衰及び光減衰のそれ
ぞれの特性を（例４）と同様に測定したところ、第３０
図に示す通りの結果が得られた。図中、ｈ、ｉはそれぞ
れ暗減衰曲線及び光減衰曲線である。

第３０図より明らかな通り、表面電位が約−７５０Ｖと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で２０χ程度
であって電荷保持能力に優れている。

（以下余白） （例９　） 本例においては、第４図の態様の感光体を第５表に示す
条件で製作し、これによって下記の電子写真特性が得ら
れた。また、ゴースト現象は全く生じなかった。

表面電位・・・−８５０Ｖ 光感度・・・０．６４ｃｍ２ｅｒｇ柑 残留電位・・・４５Ｖ （以下余白） 〔発明の効果〕 以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、全層に
亘って光導電性を有するａ−５ｉＣが高い暗抵抗率とな
り、且つ光感度特性にも借れていることによって実質上
表面保護層及びキャリア注入阻止層を不要とすることが
でき、その結果、光１性ａ−５ｉＣ層だけから成る電子
写真感光体が提供できた。

また本発明の電子写真感光体によれば、Ｈｅを膜中に所
定量含有させることによってゴースト現象が生じなくな
り、その結果、一段と高性能な電子写真感光体が提供で
きる。

更に本発明の電子写真感光体によれば、層厚方向に亘っ
て炭素及びＶａ族元素の含有量を変えることによって表
面電位を向上させると共に光感度特性を高め、且つ残留
電位を顕著に小さくすることができる。特に、炭素の含
有量を層厚方向に亘って変えると、抵抗率が制御されて
所要の層領域が得られ、その結果、格段に高性能な電子
写真感光体が提供できる。

また、本発明によれば、負極性に有利に帯電することが
できる負極性用電子写真感光体が提供される。

本発明の電子写真感光体によれば、それ自体で帯電能及
び耐環境性に優れていることから、特に保護層を設ける
必要がな（、例えばコロナ放電による被曝或いは現像剤
の樹脂成分の感光体表面へのフィルミング等によって表
面が劣化した場合、その劣化した表面を研摩剤等で研摩
再生を繰り返し行ってもその研摩量において制限を受け
ずに感光体の初期特性を維持することができ、それによ
って初期における良好な画像を長期に亘り安定して供給
することが可能となる。

更に、従来のａ−５ｉｉ光体を長期間に亘って使用した
場合にはコロナ放電に伴って感光体表面の局所的な放電
破壊が発生し易くなり、これに起因して画像に斑点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、ａ−Ｓｉ
の誘電率がε−１２であるのに対してａ−ＳｉＣはε＝
７と約半分程度であるために帯電能に優れており、これ
により、表面電位を高くしても何ら上記の放電破壊が発
生しなくなり、その結果、高品質且つ高信頼性の電子写
真感光体が提供される。

更に本発明の電子写真感光体を従来のａ−５ｔ悪感光と
比較した場合、このａ−３ｔ悪感光の問題点として耐湿
性に劣っているので画像流れが生じ易く、また、帯電能
に劣っているのでゴースト現象が発生するが、これを解
決するためにａ−３ｉ悪感光の使用時にヒータを用いて
その感光体を加熱し、その発生を防止している。これに
対して本発明の電子写真感光体は耐湿性且つ帯電能に優
れているために上記のようにヒータを用いて使用する必
要はないという利点がある。

また、本発明の電子写真感光体はａ−５ｉ悪感光と比べ
て炭素の含有量を変えるだけで幅広い分光感度特性（ピ
ーク６００〜７００ｎｍ　）が得られると共に光感度自
体を増大させることができ、更に必要に応じて不純物元
素をドーピングすれば長波長側の増感も可能になるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真感光体の層構成を示す説明図
、第２図は従来の電子写真感光体の層構造を示す説明図
、第３図は本発明に係る第１の態様の感光体の層領域を
示す説明図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
及び第９図はそれぞれ本発明に係る第１の態様の感光体
の炭素含有量を示す説明図、第１０図は本発明に係る第
２の態様の感光体の層領域を示す説明図、第１１図、第
１２図、第１３図、第１４図、第１５図及び第１６図は
それぞれ本発明に係る第２の態様の感光体の炭素含有量
を示す説明図、第１７図は本発明に係る第３の態様の感
光体の層領域を示す説明図、第１８図、第１９図、第２
０図及び第２１図はそれぞれ本発明に係る第３の態様の
感光体の炭素含有量を示す説明図、第２２図は本発明に
係る第４の態様の感光体の層領域を示す説明図、第２３
図及び第２４図は本発明に係る第４の態様の感光体の炭
素含有量を示す説明図、第２５図は本発明の実施例に用
いられる容量結合型グロー放電分解装置の説明図、第２
６図はＣｚＨｚガスの’／ｋ　ｆｊｋ比率に対する導電
率を示す線図、第２７図はＰＨ３ガス及びＢ　２１１６
ガスのそれぞれの流量比率に対する導電率を示す線図、
第２８図はアモルファスシリコンカーバイド層の分光感
度特性を示す線図、第２９図はアモルファスシリコンカ
ーバイド層の暗減衰及び光減衰を示す線図、第３０図は
第３の態様のアモルファスシリコンカーバイド層の暗減
衰及び光減衰を示す線図である。 １　・　・　・　基（反 ５、５ａ、　５ｂ、　５ｃ・・・・光’２，７１電性ア
モルファスシリコンカーバイド層 ６・・・第１の層領域 ７・・・第２の層領域 ８・・・第３の層領域 ９・・・第４の層領域 １０・・・アモルファスシリコンカーバイド表面保護層 特許出願人　（６６３）京セラ株式会社同５　　　河村
孝夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に１×１０＾−＾５乃至５原子％のヘリウム及び
   ０乃至１０，０００ｐｐｍの周期律表第Ｖａ族元素を含
   有した光導電性アモルファスシリコンカーバイド層を形
   成したことを特徴とする負極性に帯電可能な電子写真感
   光体。