JPS63178248A

JPS63178248A - バリヤー層を有する無定形ケイ素像形成部材

Info

Publication number: JPS63178248A
Application number: JP62271600A
Authority: JP
Inventors: エムパイダモダー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1988-07-22
Also published as: US4760005A

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】光肌夙豊員本発明は一般に無定形ケイ素像形成部材に関し、さらに
詳細には、本発明は水素化無定形ケイ素とほう素のよう
なドパントを含む水素化無定形チン化ケイ素のバリヤー
層とからなる感光性多層型像形成部材に関する。本発明
の１つの実施態様においては、支持基体、ドパント含有
水素化無定形チン化ケイ素のバリヤー層、ドパント含有
水素化無定形ケイ素のバルク光導電性層、およびこの光
導電性層に接触した、好ましくは過剰のケイ素を含むチ
ン化ケイ素のオーバーコーテイング層とからなる多層型
感光性像形成部材が提供される。さらに、本発明の特定
の実施態様においては、支持基体、少量のほう素を含有
する水素化無定形チン化ケイ素のバリヤー層、水素化無
定形ケイ素のほう素ドーピングバルク光導電性層、およ
びこの光導電性層と接触した過剰のケイ素を含むチン化
ケイ素のオーバーコーテイング層とからなる多層型像形
成部材が提供される。これらの像形成部材は電子写真、
特に、静電複写像形成および複写装置において使用でき
、発生させた静電潜像を高品質と優れた解像力を有する
像に現像できる。さらに、これらの部材は５０ボルト／
ミクロン以上の高電荷アクセプタンス値を有し、またこ
れらの部材は、例えば、約６０ミクロン、またはそれ以
下の極めて望ましい厚さを有し得る。また、本発明の像
形成部材は、静電複写像形成装置で使用するとき、所望
の低暗減衰特性を示す。これらのシステムにおいては、
静電潜像を含まれる装置上に形成し、次いで、像を公知
の現像剤組成物でもって現像し、続いて像を適当な基体
に転写し、さらに、必要に応じて像を基体に永久的に定
着させる。さらに、本発明の感光性像形成部材は、静電
複写像形成および複写装置で使用するときは、湿気条件
およびコロナ荷電装置から発生したコロナイオンに対し
不感性であり、これら部材が殆んどの場合１００．００
０回以上の像形成サイクルから５００　、０００回以上
の像形成サイクルに達する延長された回数の像形成サイ
クルで高解像力の受は入れ可能な像を形成するのを可能
にする。また、本発明の特定の像形成部材は光導電性層
とチン化ケイ素オーバーコーテイング間の界面での非常
に望ましくない電荷の横方向の移動を排除してバンド屈
曲を低減させかくして増大した解像力を有し複写物劣下
の少ない像を与える。さらにまた、本発明のバリヤー層
は少数キャリヤーの広域注入およびホワイトスポットの
ような像欠陥サイトを生ずるマイクロ注入サイトを防止
する。さらに、本発明のバリヤー層は残留電位の蓄積を
防止する。また、本発明のバリヤー層は受は入れ可能な
接着層としても機能する。

鴛ｆｌ丘静電写真像形成法特に、静電複写像形成法は周知であり
、従来技術において広汎に開示されている。これらの方
法においては、一般に、感光性、即ち、光導電性材料を
用いてその上に静電潜像を形成させている。この感光体
は一般に表面に光導電性材料の層を含む伝導性基体から
なり、多くの場合、薄いバリヤー層が基体と光導電性層
の間に存在して、電荷アクセプタンスを低下させまた得
られる像の品質に悪影響を与える基体からの電荷注入を
防止している。公知の有用な光導電性材料の例には、無
定形セレン、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、感光性像形成部材として、
種々の有機光導電性材料、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の複合体も使用できる。

さらにまた、最近、不活性樹脂状バインダー中に分散さ
せた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、有機感光性装置も開示されている（米国特許第４
．２６５．９９０号参照。）。該米国特許に開示されて
いる電荷移送層の例には各種のジアミンがあり、また光
励起層の例には三方晶セレン、金属オヨヒ無金属フタロ
シアニン、バナジルフタロシアニン、スフアライン化合
物および他の同様な物質がある。

さらに、無定形ケイ素光導電体も公知であり、例えば、
米国特許第４．２６５．９９１号には、基体と１０〜４
０原子％の水素を含む無定形ケイ素の光導電性オーバ一
層とを含む５〜８０ミクロン厚の静電写真感光性部材が
開示されている。さらに、米国特許には、無定形ケイ素
を製造する幾つかの方法も開示されている。その１つの
方法の実施態様においては、電子写真感光性部材を、該
部材をチャンバー内で５０℃〜３５０℃の温度に加熱し
、ケイ素および水素含有ガスを真空チャンバー内に導入
して電気エネルギーによる電気放電を起させてケイ素化
合物の存在するチャンバーの空間内で上記ガスをイオン
化し、次いで電子写真基体上に０．５〜１００オングス
トロ一ム／秒の速度で無定形ケイ素を沈着させそれによ
って所望厚の水素化無定形ケイ素光導電性層を得ること
によって製造している。この米国特許に開示された無定
形ケイ素装置は感光性であるけれども、最小回数の例え
ば約１０．０００回以下の像形成サイクルの後、多くの
欠陥を有する乏しい解像力の受は入れ難い低品質の像を
与える。さらにサイクル操作を行うと、即ち、１０，０
００回以後の像形成サイクルでは、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。従って、米国特
許第４，２６５．９９１号の無定形ケイ素感光性装置は
有用であるけれども、多数回の像形成サイクルで機能的
に使用できる商業的装置としての用途は容易に達成する
ことができない。

また、米国特許出願筒６９５，９９０号には、無定形ケ
イ素中にほう素とリンのドパント物質が同時に存在する
調整した無定形ケイ素組成物からなる像形成部材が開示
されている。さらに詳細には、該米国特許出願には、支
持基体、および約２５重量ｐｐ＋ｎ〜約１重量％のリン
で調整した約２５重璽ｐｐｍ〜約１重量％のほう素を含
む無定形ケイ素組成物とからなる感光性装置が開示され
ている。これらの部材はまた化学量論量のケイ素とチン
素またはケイ素と炭素を含むチン化ケイ素または炭化ケ
イ素、あるいは無定形炭素からなるトップオーバーコー
テイング層も含み得る。

さらにまた、現在米国特許第４，５４４．６１７号とな
っている米国特許出願筒５４８，１１７号には、支持基
体、調整していない即ちドーピングしてない無定形ケイ
素、またはほう素またはリンのようなｐまたはｎ型ドパ
ントで軽くドーピングした無定形ケイ素からなる光導電
性層、はう素またはリンのようなｐまたはｎ型ドパント
で多くドーピングした無定形ケイ素からなる捕捉薄層、
および化学量８６１のチン化ケイ素、炭化ケイ素または
無定形炭素のトップオーバーコーテイング層からなり、
このトップオーバーコーテイング層が必要に応じて部分
的に伝導性となっている像形成部材が開示されている。

無定形ケイ素像形成部材での特定のバリヤー層の使用は
、例えば、米国特許第４，３５９，５１２号に開示され
ている。さらに詳細には、該米国特許には、はう素でド
ーピングした無定形ケイ素または他の同様の物質のバリ
ヤー層を含む水素化無定形ケイ素像形成部材が開示され
ている。

また、米国特許第４．３９４．４２６号はドーピングし
てないチン化ケイ素のバリヤー層を含む水素化無定形ケ
イ素部材を開示しており；米国特許第４．４５２，８７
４号および第４．４５２，８７５号は光導電性バルク層
と基体の間に２つの層を含む水素化無定形ケイ素部材を
開示している。これら米国特許においては、ドーピング
していないチン化ケイ素の第１接着層に続いてほう素で
ドーピングした無定形ケイ素のバリヤー層が存在してい
ることを示唆している。さらに、これらの米国特許はバ
ルク光導電性層と基体の間に存在させた３つの層、即ち
、ドーピングしていないチン化ケイ素の接着層、はう素
でドーピングしたケイ素のバリヤー層およびドーピング
していないチン化ケイ素の接着層も開示している。恐ら
く、第１接着層は基体と第２バリヤー層間の接着を改善
しており、第３層はバリヤー層とバルク層間の接着を改
善している。これらの部材のいくつかの欠点は次の如く
である：（１）高濃度はう素ドーピング層は少数キャリ
ヤー注入に対するバリヤーとして機能するけれども、接
着特性を有さない、即ち、そのようなバリヤーにおいて
は、無定形ケイ素像形成部材の接着上の欠陥がしばしば
生ずる；さらに、（２）ドーピングしていないチン化ケ
イ素は該チン化物が非化学量論量であり過剰のケイ素を
含むときは受は入れ可能なバリヤーとならない。近化学
量論量は、電子注入に対しては受は入れ可能なバリヤー
であるけれども、高感度であり従って残留電位を発現す
る。さらに、３層Ｓｉ　Ｎ、　−３ｉ　Ｂ　−！−−３
ｉ　Ｎ、構造体は、接着性およびバリヤー性を満足する
けれども、その製造方法において、３層構造体を得るの
に数回ガスを変える必要がある。

さらに、従来技術において、例えば、化学量論量のチン
化ケイ素オーバーコーテイングを含む無定形ケイ素感光
体像形成部材が開示されているが、この部材はある場合
にはバンド屈曲現像の結果として低解像力の複写物を形
成する。さらに、このチン化ケイ素オーバーコーテイン
グによれば、解像力低下が多くの場合極端であり、その
ため、例えば、いかなる像形成さえも妨げる。

さらに、“ヘテロジニアス　エレクトロフォトグラフィ
ック　イメージング　メンバーズ　オブアモホアス　シ
リ：］　ン（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｅｌｅｃｔ
−ｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｍ
ｅｍｂｅｒｓ　ｏｆ　ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＳｉｌｉｃｏ
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からなる像形成部材が開示さ
れている。

オーバーコーテイングを有する部材を含む無定形ケイ素
像形成部材を開示している他の代表的な従来技術には、
米国特許第４，４６０．６６９号、第４．４６５．７５
０号、第４．３９４．４２６号、第４，３９４．４２５
号、第４，４０９，３０８号、第４，４１４，３１９号
、第４．４４３．５２９号、第４．４５２．８７４号、
第４，４５２，８７５号、第４．４８３，９１１号、第
４，３５９．５１２号、第４，４０３，０２６号、第４
．４１６，９６２号、第４，４２３．１３３号、第４，
４６０，６７０号、第４，４６１，８２０号、第４．４
８４，８０９号および第４，４９０，４５３号がある。

さらに、無定形ケイ素感光体部材に関して背景的興味の
ある特許には、例えば、米国特許第４，３５９，５１２
号、第４．３７７．６２８号、第４．４２０．５４６号
、第４，４７１，０４２号、第４，４７７．５４９号、
第４，４８６，５２１号および第４．４９０．４５４号
がある。

さらに、無定形ケイ素像形成部材を開示している代表的
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、アンモニアを反応チャンバ
ーに導入す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、その他、米国特
許第４，３５９．５１４号、第４，４０４．０７６号、
第４．４０３．０２６号、第４．３９７，９３３号、第
４．４２３．１３３号、第４，４６１，８１９号、第４
，２３７，１５１号、第４，３５６．２４６号、第４．
３６１．６３８号、第４．３６５．０１３号、第３．１
６０．５２１号、第３．１６０．５２２号、第３，４９
６．０３７号、第４，３９４．４２６号および第３，８
９２．６５０号がある。特に興味あるものとしては、米
国特許第４．３９４．４２５号、第４，３９４，４２６
号および第４．４０９，３０８号に開示されている無定
形ケイ素感光体であり、これらには、チン化ケイ素およ
び炭化ケイ素のようなオーバーコーテイングを使用して
いる。チン化ケイ素オーバーコーテイングの例にはチン
素含有量約４３〜約６０原子％を有するものがある。

さらに、シランガスのグロー放電により無定形ケイ素の
大面積欠陥なしフィルムを沈着させる方法は、チチック
（Ｃｈｉｔｔｉｃｋ）等の“ジャーナルオブ　ザ　エレ
クトロケミカル　ソサイエティ（ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　
５ｏｃｉｅｔｙ）。

Ｖｏｌ、１１６．　７７、（１９６９）”に開示されて
いる。さらにまた、無定形ケイ素の作製および無定形ケ
イ素作製中の基体温度の最適化は、ウォルタースピア（
Ｗａｌｔｅｒ　５ｐｅａｒ）により、１９６３年西独ガ
ルミツシュ　パルテンキルジエンで開催された“第５回
無定形および液体半導体に関する国際会議（ｔｈｅ　Ｆ
ｉｆｔｈ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ　　ｏｎ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ａｎｄ　Ｌｉｑ
ｕｉｄ　Ｓｅｍ１ｃｏｎ−ｄｕｃｔｏｒｓ　）　　”　
において開示されている。他のケイ素作製方法は“ジャ
ーナル　オブ　ノンクリスタリンソリソヅ（ｔｈｅ　Ｊ
ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＮｏｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳ
ｏｌｉｄｓ　）、Ｖｏｌ、　　８　１０．７２７、（１
９７２）　”および１ジヤーナル　オブ　ノンクリスタ
ンソリソヅ、Ｖｏｌ、　１３．５５、（１９７３）”に
記載されている。

上述した像形成部材、特に前記各米国特許出願に開示さ
れている像形成部材はその意図する目的には適している
けれども、無定形ケイ素からなる改良された像形成部材
が求められている。さらに、所望の高電荷アクセプタン
スおよび暗中での低電荷損失性を有する無定形ケイ素像
形成部材が求められている。さらにまた、新規なバリヤ
ー層と非化学量論量のチン化ケイ素オーバーコーテイン
グ層を含み、望ましくない電荷の横方向の移動を実質的
に排除しかつそれによって、チン化ケイ素の化学量論量
をオーバーコーテイングを有する無定形ケイ素像形成部
材と比較したとき、増大した解像力の像の形成を可能に
する改良された無定形ケイ素像形成部材が求められてい
る。さらに、湿気不惑性でありまた引っかきおよび摩耗
に由来する電気的結果によって悪影響を受けない無定形
ケイ素の改良された多層型像形成部材が求められている
。また、繰返しの像形成複写装置で使用できる無定形ケ
イ素像形成部材が求められている。さらにまた、暗中で
の低表面電位減衰速度を有し、また可視および近可視波
長領域で感光性である無定形ケイ素像形成部材が求めら
れている。さらに、多層構造体を形成させる必要なしに
接着性およびバリヤー性を満足させるバリヤー層を有す
る水素化無定形ケイ素像形成部材が求められている。

又班■旦呵従って、本発明の目的は高電荷アクセプタンスおよび低
暗減衰特性を有する感光性像形成部材を提供することで
ある。

本発明の別の目的は新規なバリヤー層、および非化学量
論量のチン化ケイ素のオーバーコーテイング層とを有す
る無定形ケイ素からなる多層型像形成部材を提供するこ
とである。

本発明のさらに別の目的はドーピングした無定形チン化
ケイ素のバリヤー層を含む多層型光導電性像形成部材を
提供することである。

本発明のさらに別の目的はゲルマニウムおよび錫、また
は炭素とゲルマニウム系化合物によって無定形ケイ素光
励起層を適当に合金化することにより近赤外線において
感光性とした多層型感光性像形成部材を提供することで
ある。

本発明のさらに別の目的は非化学量論量のチン化ケイ素
のオーバーコーテイングおよびほう素ドーピングチン化
ケイ素のバリヤー層とを有するドーピングした無定形ケ
イ素光励起層即ちバルク層からなり、かくして光励起層
とオーバーコーテイング層との界面での電荷の横方向の
移動を実質的に排除して不鮮明さを低減させかつ増大し
た解像力を有する像を与える多層型像形成部材を提供す
ることである。

本発明のさらに別の目的は非化学量論量のチン化ケイ素
のオーバーコーテイングとほう素ドーピングチソ化ケイ
素のバリヤー層を有するドーピングした無定形ケイ素の
光導電性層即ちバルク層からなり、かくして装置の基体
への接着性を実質的に改良した多層型像形成部材を提供
することである。

さらに、本発明の別の目的は非化学量論量の千フ化ケイ
素のオーバーコーテイングおよびほう素ドーピングチン
化ケイ素のバリヤー層を有するドーピングした無定形ケ
イ素の光導電性層即ちバルク層からなり、かくして５Ｉ
Ｗ型構造体を必要としない多層型像形成部材を提供する
ことである。

本発明のさらに別の目的は、ドーピングした水素化無定
形チン化ケイ素のバリヤー層とチン化ケイ素オーバーコ
ーテイングと存し、それによって光励起層とオーバーコ
ーテイングとの界面での電荷の横方向の移動を実質的に
排除しかつ不鮮明さを低減して増大した解像力の像を与
える無定形像形成部材による像形成および複写方法を提
供することである。

光訓びり１叉本発明の上記および他の目的は新規なバリヤー層を有す
る多層型無定形ケイ素感光性像形成部材を提供すること
によって達成される。さらに詳細には、本発明によれば
、支持基体、ドーピングした無定形チン化ケイ素のバリ
ヤー層、小濃度のほう素でドーピングした水素化無定形
ケイ素のバルク光導電性層、および非化学量論量のチン
化ケイ素のトップオーバーコーテイング層とからなる多
層型感光性像形成部材が提供される。本発明の１つの特
定の実施態様においては、支持基体、過剰のケイ素と約
１１００ｐｐのほう素を含む水素化無定形チン化ケイ素
のバリヤー層、約３　ｐｐｍのほう素を含む水素化無定
形ケイ素の光導電性層、および過剰のケイ素を含む非化
学量論量のチン化ケイ素のトップ保護オーバーコーテイ
ング層からなる感光性像形成部材が提供される。これら
の感光性像形成部材は、静電複写像形成装置で用いると
き、５０ボルト／ミクロンまたはそれ以上の高電荷アク
セプタンスを有し、極めて低い暗減衰特性を有し、また
これらの部材は６０ミクロン以下の厚さで所望の特性を
有するように作製できる。また、本発明の像形成部材は
オーバーコーテイング層の界面での電荷の横方向の移動
を排除する点で増大した解像力を有する像を形成せしめ
、少数キャリヤーの望ましくない注入を排除し、さらに
、基体と光導電体間の接着性を収着する。

従って、本発明の感光性部材は種々の像形成装置、特に
、静電写真像形成装置に組み込むことができる。これら
の装置においては、静電潜像を装置に含まれる像形成部
材上に形成させ、次いで像を公知の現像剤組成物で現像
し、続いて像を適当な基体に転写し、さらに必要に応じ
て像を基体に永久的に定着させる。さらにまた、本発明
の感光性像形成部材は、これら部材をゲルマニウムまた
は錫で適当に合金化したとき、またはゲルマニウム−炭
素合金で作製したときには７，８００オングストローム
までの波長に十分に感光性とすることができるので、固
体状レーザーまたはエレクトロルミネッセンス光源を有
する装置を含む静電複写装置において使用することがで
きる。本発明の感光性像形成部材は、これら装置で使用
するときは、湿気条件およびコロナ荷電装置から発生す
るコロナイオンに対して不感性であり、殆んどの場合１
００．０００回の像形成サイクルから、５００　、００
０回以上の像形成サイクルに達する延長された回数の像
形成サイクルにおいて高解像力の受は入れ可能な像の形
成を可能にする。

以下、本発明およびその特徴をより一層良好に理解する
ために、好ましい実施態様を示す図面に沿って説明する
。

第１図においては、支持基体３ニドパントを含む水素化
（約１０〜約４０原子％の水素）無定形チン化ケイ素の
約０．０２〜１ミクロン厚のバリヤー層５；水素化（約
１０〜約４０原子％の水素）無定形ケイ素の約２〜６０
ミクロン厚のドパント含有光導電性層７：および約０．
１〜０．５ミクロン厚の非化学量論量のチン化ケイ素ま
たは炭化ケイ素透明トップオーバーコーテイング層９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１５、約１，０００　ｐｐｍのほ
う素を含む水素化無定形チン化ケイ素のバリヤー層１７
、約３　ｐｐｍのほう素を含み約５ミクロン〜約６０ミ
クロン厚の水素化無定形ケイ素の光導電性層１９、およ
び過剰のケイ素、即ち、１部のケイ素と０．４５部のチ
ン素を含む０．１〜約０．５ミクロン厚のトップオーバ
ーコーテイングＪｉ２１とからなる本発明の感光性像形
成部材が例示される。

水素化無定形ケイ素光導電性層中へのゲルマニウムまた
は錫のような他の元素の導入は、例えば、シランとゲル
マンまたはスタナンとの同時グロー放電により容易に行
い得る。ゲルマニウムおよび／または錫によるケイ素の
合金化は、合金のバンドギャップが水素化無定形ケイ素
自体のバンドギャップより小さく、より長波長に対する
光応答が得られるので有用である。

図面で例示した各像形成部材用の支持基体は不透明また
は実質的に透明であり得、必要な機械的性質を有する種
々の適当な材料からなり得る。即ち、基体は、本発明の
目的が達成される限り、種々の多くの物質からなり得る
。基体の特定の例には無機または有機高分子物質のよう
な絶縁性材料、インジウム錫酸化物のような半導体表面
層を有する有機または無機材料の層、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
ール等のような伝導性材料がある。基体は軟質または硬
質であり得、また、例えば、プレート、３　円筒状ドラ
ム、スクロール、エンドレス可撓性ベルトのような多く
の異なる形状を有し得る。好ましいのは、基体は円筒状
ドラムまたはエンドレス可撓性ベルトの形状である。あ
る場合においては、特に、基体が有機高分子材料である
ときには、基体裏面に、例えば、マクロロン（Ｍａｋｒ
ｏｌｏｎ）として商業的に入手できるポリカーボネート
物質のような抗カール層をコーティングすることが望ま
しい。基体は好ましくはアルミニウム、ステンレススチ
ール　スリーブまたは酸化ニッケル化合物よりなる。

基体の厚さは経済的および機械的性質を含む多くの要因
による。従って、この層は約０．０１〜約０、２インチ
（０，２５４〜５．０８鶴）、好ましくは約０．０５〜
約０．１５インチ（１，２７〜３８．１０ｍ）の厚さを
有し得る。１つの特に好ましい実施態様においては、支
持基体は約１〜約１０ミル（２５，４〜２５４ミクロン
）厚の酸化ニッケルからなる。

バリヤー層は、一般に、はう素、リン、ひ素、アンチニ
ン、アルミニウム等の周期律表第■および第■族より選
ばれたｎまたはｐドパントを含む水素化無定形チン化ケ
イ素からなる。これらのドバントは基体からの少数キャ
リヤー注入を防止する量で存在する。−触に、約１００
ｐｐｍ〜約２．０００ｐｐｍのドパントが存在する。ま
た、バリヤー層は約０．０５５ミクロン〜１ミクロンの
厚さを存する。

この層の機能は電荷アクセプタンスを改良しかつ基体か
らの電荷注入を防止するかあるいは、バリヤー層中の少
数キャリヤーを捕捉することによって暗減衰を低減させ
ることである。

さらに、チン化ケイ素バリヤー層に関しては、約３０〜
約７０％好ましくは約４３〜約７０％の量で存在するケ
イ素を含むチソ化ケイ素が使用される。この方法におい
て、基体からの電荷注入が実質的に排除され、また接着
性が改良されるが、両機能は、例えば、従来技術部材の
３層とは対照的に、一層によって達成される。

光４電性層に用いる材料の具体的例は好ましくは１０〜
４０原子％の水素で水素化した無定形ケイ素、特に、前
述の各米国特許出願において記載されているような無定
形ケイ素である。また、はう素およびリンで調整した無
定形ケイ素は光導電性材料として特に有用である（米国
特許出願第６９５．９９０号参照。）。さらに詳細には
、前述したように、該米国特許出願には、約２５重量ｐ
ｐｎ＋〜約１ｆｆｉｆｆｉ％のリンで調整した約２５重
量ｐｐｍ〜約１重量％のほう素を含む無定形ケイ素組成
物が開示されている。好ましくは、光感電性バルク層は
約１　ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍのほう素でドーピングした
水素化無定形ケイ素からなる。他のドパントにはリン、
チン素、ひ素、アルミニウム、ガリウムおよびインジウ
ムがある。

本発明の像形成部材に関してさらに重要な層はトップオ
ーバーコーテイング層であり、この層は、１つの好まし
い態様においては、非化学量論量のチン化ケイ素からな
る。これらのオーバーコーテイングは過剰のケイ素を含
みそれによって本発明のいくつかの目的を達成せしめる
。さらに詳細には、約５〜約３３．４原子％のチン素に
対し約９５〜約６６．６原子％のケイ素が存在する。こ
の態様において、発生した像の解像力の増大が光導電性
　。

層とオーバーコーテイング層間の界面での電荷の横方向
の移動が排除される点で得られる。

他の同様な非化学量論量のオーバーコーテイング、例え
は、炭化ケイ素、フン化ケイ素、酸化ケイ素等も本発明
の像形成部材に使用できる。これらのコーティングは一
般に０．０５〜２ミクロン好ましくは０，１〜０．５ミ
クロンの厚さを有する。

本発明の像形成部材は前述した各米国特許出願に記載さ
れたような方法に従って製造できる。さらに詳細には、
本発明の像形成部材のバリヤー層は反応チャンバー中に
シランガスを多（の場合ドーピングまたは合金化目的の
ジポランおよびアンモニアと組合せて同時に導入するこ
とによって製造できる。バルク光導電性層はシランとジ
ボランを同時に導入することによって製造し、オーバー
コーテイング層は反応チャンバーにシランとアンモニア
を同時に導入することによって製造する。

１つの特定の実施態様においては、本発明の像形成部材
の製造方法は、第１の基体電極手段と第２の対向電極手
段を収容し、第１電極手段上に円筒状表面を与える容器
、即ち、反応チャンバーを用意し；この円筒状表面を第
１電極手段中に収容された加熱要素で加熱し；第１電極
手段を軸回転させながら反応チャンバー中にケイ素含有
ガス源を多くの場合他の希釈、ドーピングまたは合金化
用ガスと組合せて上記円筒状部材に対し直角に導入し；
第１電極間にｒｆ雷電圧適用し：第２電極手段に電流を
流しそれによって分解が生じ上記円筒状表面上にドーピ
ングした水素化無定形子フ化ケイ素のバリヤー層とドー
ピングした水素化無定形ケイ素の光導電性層の沈着を行
うことからなる。

その後、反応チャンバーにシランガスとアンモニアの混
合物をシラン対アンモニア比０．７５（シランガス÷ア
ンモニアガス）で導入し、過剰のケイ素を含む非化学量
論量のチン化ケイ素のオーバーコーテイング層を形成さ
せる。ガス混合物圧は５００〜１，０００　ミリトール
の間で一定に保ち、ラジオ周波数電力密度は電極面の０
．０１〜１ワツト／　ｃｒＡの間である。沈着処理中の
基体温度は１５０℃〜３００℃であり得る。

無定形ケイ素導電性層はシランガスを単独または少量の
ジボランおよび／またはホスフィンのようなドパントガ
スの存在下にグロー放電分解させることによって沈着さ
せる。使用できる流速、ラジオ周波数電力量および反応
器圧の範囲は前述の各米国特許出願に記載されている範
囲とおよそ同じである。特に、流速は、８５０ミリトー
ルの反応器圧と０．１３ワツ）　／　ｃｒｌのラジオ周
波数電力密度において、１．５　ｐｐｍのジボランでド
ーピングしたシランで２００ｓｅｃｍである。

また、バリヤー層は、１％のジボランを含むシラン８５
ｓｅｃｍとアンモニア１１４ｓｅｃｍを反応器圧を５５
０ミリメーターにセットしラジオ周波数電圧を０．０７
ワツト／　ｃｔＡとした反応チャンバー中に同時に通す
ことによって形成できる。

不動態化および保護用のトップオーバーコーテイング層
は種々の材料を用いて作製できる。例えば、シラン−ア
ンモニア混合物からプラズマ蒸着させたチン化ケイ素層
が極めて有用である。不動態層の電導性゛は約１０′２
オーム−ｃｍを越えるべきでなく、これはガス混合物比
を適当に選択することにより調整できる。使用できる他
の材料はシランと炭化水素ガスからプラズマ蒸着させた
炭化ケイ素、およびシランとガス状チソ素−酸素化合物
からプラズマ蒸着させた酸化ケイ素である。

後述の実施例においては、はう素ドーピング水素化無定
形ケイ素とチン化ケイ素のオーバーコーテイング層はス
テンレススチール反応器中で、後述するようなガス組成
、圧力、ｒｆ雷電圧沈着時間および他の諸パラメーター
を用いて作製した。

また、支持基体としては、外径８４ｗ１および長さ３３
５關を有するアルミニウムドラムを用いた。

これらのドラムはステンレススチール真空反応器中に据
え付は次いで回転させ２１０℃の温度に加熱した。その
後、反応器を減圧することによって真空とし、適当なガ
スをステンレススチール反応チャンバーに流量計および
流動パルプを用いて導入した。スロットルバルブを用い
て圧力を調整し、また間作製はガスのｒｆ（１３，６メ
ガサイクル）プラズマ分解によって行った。容量結合形
態はドラムを接地しｒｆ電極として大きい同心円静置電
極を用いて行った。適当な各層の作製後、アルゴンを反
応器中に通し、その間、ドラムを同時に冷却した。

次に、作製した無定形ケイ素感光性部材は各部材の光導
電特性を測定する目的で標準のスキャナー中で試験した
。このスキャナーはドラムを据え付は得その軸に沿って
回転させる設備を有する装置である。帯電用コントロン
露光−消去ランプと電圧測定プローブはその周囲に取り
付けた。この試験は上記スキャナーを２Ｏｒｐｍの表面
速度で操作し感光体を１０ｃｍ長コロトロンによって陽
極性の７．０００ボルトコロナ電位にすることによって
行った。その後、暗減衰と電圧の光誘起減衰を感光体周
辺に沿って取り付けた一連の電気プローブによって測定
した。スキャナー試験結果は上記感光体構造の帯電能力
、即ち、光照射にさらしたときの感光体の暗減衰値およ
び放電特性を示した。さらに、各実施例で作製した感光
体部材はゼロックスコーポレーション２８３０コピー装
置中での複写試験も行った。

尖隻炎以下、本発明をその特定の好ましい実施態様について詳
細に説明するが、これらの実施例は単なる例示を目的と
するものであることを理解されたい。本発明を実施例に
記載する材料、条件およびプロセスパラメーターに限定
する積りはなく、また、すべての重量およびパーセント
は他に断わらない限り重量によることにも注意されたい
。

実施例　１３層型無定形ケイ素感光体を、米国特許出廓第７８１．
６０４号に開示されたような直径８４鳳■、長さ３５５
龍のアルミニウムドラム上に、反応チャンバー中に１１
００ｐｐのジボランでドーピングしたシラン２００　ｓ
ｃｃｍを導入することによって作製した。反応器に存在
するスロットルを調整して反応器中に５５０ミクロンの
プラズマ圧を得、一方ｒｆ電圧は５０ワツトに維持した
。第１層はアルミニウムドラム上に１０分後に付着し１
１００ｐｐのほう素でドーピングした水素化（２０原子
％の水素）無定形ケイ素のバリヤー層をもたらした。こ
の層は約５，０００人の厚さであった。

次に、バルク即ち第２層を、上記バリヤーに、２００ｓ
ｅｃｍのシランガスと１００ｐｐｎ＋のジポランでドー
ピングした３５ｃｃＩＩ＋のシランガスを反応チャンバ
ー中に導入することによって適用した。チャンバー中の
プラズマ圧は８５０ミクロンに維持し、ｒｆ主電圧１０
０ワツトであり、沈着時間は２４０分であった。１．５
　ｐｐｍのほう素でドーピングした水素化（４０原子％
の水素）無定形ケイ素からなる２４ミクロン厚のバルク
層を得た。

その後、上記バルク層に、過剰のケイ素を含む非化学量
論量のチン化ケイ素のオーバーコーテイングを、８６ｓ
ｃｃｔａのシランガスと１１４ｓｃｃｍのアンモニアを
反応チャンバー中に導入することによって適用した。反
応チャンバー中のプラズマ圧は５５０ミクロンに維持し
、ｒｆ電力は５０ワツトにセットし、沈着は１０分以内
で完了させた。チン素対ケイ素原子比（チン素÷ケイ素
）０．４５を含むチン化ケイ素のオーバーコーテイング
層を得た。

作製した感光性像形成部材の電気特性を前述のスキャナ
ー中で測定し、測定プローブを測定時間が帯電後０．１
３秒となるように位置させたとき、部材表面上に８００
ボルトの正電荷アクセプタンスを示した。スキャナーは
感光体を通る１５マイクロアンペアのコロナ電流による
定電流法で操作した。帯電後の暗減衰速度ば１６０ボル
ト／秒であり、感光体を放電するのに必要な光エネルギ
ーは２０エルグ／ｄであった。また、露光および消去後
の残留電圧は１０ポルトであった。この像形成をゼロッ
クス　コーポレーション　モデル２８３０（登録商標）
で複写試験したとき、良好な６線対／ｍｍ（６ｊ２ｐ／
−■）の解像力の複写物を得た。しかしながら、各成分
層のアルミニウムドラムに対する接着性はバリヤーおよ
び光導電体層の幾分かがドラムからはく離し、このはく
離（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）はドラムを貯蔵するにつれ増大
する点で限界的であった。

実施例　２３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製したが、第１バリヤー層を８６ｓｅｃｍのシ
ランガスと１１４ｓｅｃｍのアンモニアを流すことによ
って作製した。さらに、プラズマ圧は５５０ミクロンに
維持し、使用したｒｆ主電圧５０ワツトであり、沈着時
間は１０分であった。

チン素対ケイ素比（チン素÷ケイ素）０．４５を含むド
ーピングなしのチン化ケイ素のバリヤー層を得た。光導
電体バルク層およびオーバーコーテイング層は、各々、
実施例１のようにして作製した。

次に、作製した感光性像形成部材の電気特性を前記スキ
ャナー中で測定して、電圧測定プローブを測定時間が帯
電後０．１３秒であるように位置させたときねずか４０
０ボルトの正電荷アクセプタンスを得た。スキャナーは
１５マイクロアンペアのコロナ電流が感光体を通る定電
圧法で操作する。

帯電後の暗減衰は３４０ポルト／秒であり、感光体を放
電するのに必要な光エネルギーは２０エルグ／ｄであっ
た。この像形成部材をゼロックスコーポレーションモデ
ル２８３０複写機で複写試験したときは、受は入れ可能
な６βｐ／龍の解像力を有する複写物を得たが、この複
写物は低電荷アクセプタンスのために貧弱な密度を有し
ていた。

しかしながら、この装置の各成分層のドラムに対する接
着性は得られ、装置のはく離は見られなかった。

実施例　３３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製したが、バリヤー層を８６ｓｅｃｍの１％ジ
ボラン含有シランと１１４ｓｅｃｍのアンモニアを流す
ことによって作製した。さらに、プラズマ圧は５５０ミ
クロンに維持し、使用したｒｆ雷電圧５０ワツトであり
、沈着時間は１ｏ分であった。チン素対ケイ素比（チン
素÷ケイ素）０．４５を含むほう素ドーピング千ソ化ケ
イ素のバリヤー層を得た。光導電性バルク層およびオー
バーコーテイング層はそれぞれ実施例１のようにして作
製した。

次に、作製した感光性像形成部材を前記スキャナー中で
測定して、測定プローブを測定時間が帯電後０．１３秒
であるように置いたとき８００ボルトの正電荷アクセプ
タンスを得た。スキャナーは感光性を通る１５マイクロ
アンペアのコロナ電流による定電流で操作した。帯電後
の暗減衰速度は１０３ボルト／秒であり、感光体を放電
するのに要する光エネルギーは２０エルグ／　ｃｒｄ　
テあった。

また、露光および消去後の残留電位は２０ボルトであっ
た。この像形成部材をゼロックスコーポレーションモデ
ル２８３０１写機で複写試験したとき、受は入れ可能な
６βｐ／ｍｍの解像力および装置の高電荷アクセプタン
スのための高密度とを有する複写物を得た。各層のアル
ミニウムドラムに対する接着性は、この装置の各成分層
のはく離が見られない点で優れていた。

実施例　４３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製したが、バリヤー層を５０ｓｅｃｍのシラン
と１５０ｓｃｃ＋ｎのアンモニアを流すことによって作
製した。さらに、プラズマ圧は５５０ミクロンに維持し
、使用したｒｆ雷電圧５０ワンドであり、沈着時間は１
０分であった。チン素対ケイ素比（チン素÷ケイ素）０
．７５を含むドーピングなしのチン化ケイ累のバリヤー
層を得た。光導”ｌ性バルク層およびオーバーコーテイ
ング層は、各々実施例１のようにして作製した。

次に、作製した感光性像形成部材をスキャナー中で測定
して、測定プローブを測定時間が帯電後０．１３秒であ
るように置いたとき７６０ボルトの正電荷アクセプタン
スを得た。スキャナーは感光体を通る１５マイクロアン
ペアのコロナ電流による定電流で操作した。帯電後の暗
減衰速度は１３２ボルト／秒であり、感光体を放電する
のに要する光エネルギーは２０エルグ／　ｏ＋ｌであっ
た。また、露光および消去後の残留電位は４５ボルトで
あった。この像形成部材をゼロックスコーポレーション
モデル２８３０複写機で複写試験したとき、受は入れ可
能な６βｐ／ｍｍの解像力および装置の高電荷アクセプ
タンス故の高密度とを有する複写物を得た。各層のアル
ミニウムドラムに対する接着性は、この装置のはく離が
見られない点で優れていた。

実施例　５３層感光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すことに
よって作製したが、バリヤー層を５゜５ｃｃＩ１１の１
％ジボラン含有シランと１５０ｓｃｃｍのアンモニアを
流すことによって作製した。さらに、プラズマ圧は５５
０ミクロンに維持し、使用したｒｆ雷電圧５０ワツトで
あり、沈着時間は１ｏ分であった。チン素対ケイ素比（
チン素÷ケイ素）０．７５を含むほう素ドーピングチン
化ケイ素のバリヤー層を得た。光導電性バルク層および
オーバーコーテイング層は、各々、実施例１のようにし
て作製した。

次に、作製した感光性像形成部材を前記スキャナー中で
測定して、測定プローブを測定時間が帯電後０．１３秒
であるように置いたとき７６０ボルトの正電荷アクセプ
タンスを部材上に得た。スキャナーは感光体を通る１５
マイクロアンペアのコロナ電流による定電流で操作した
。帯電後の暗減衰速度は１４７ボルト／秒であり、感光
体を放電するのに要する光エネルギーは２０エルグ／　
ｃｎｔであった。また、露光および消去後の残留電位は
２５ボルトであった。この像形成部材をゼロ・２りスフ
−ポレーションモデル２８３０複写機で複写試験したと
き、受は入れ可能な５ｆｐ／ｍｍの解像力および装置の
高電荷アクセプタンス故の高密度とを有する複写物を得
た。各層のアルミニウムドラムに対する接着性は、この
装置のはく離が見られない点で優れていた。

実施例　６３Ｎ惑・光性像形成部材を実施例１の手順を繰返すこと
によって作製したが、バリヤー層を２００ｓｅｃｍの１
％ジボラン含有シランを流すことによって作製した。さ
らに、プラズマ圧は５５０ミクロンに維持し、使用した
ｒｆ雷電圧５０ワツトであり、沈着時間は１０分であっ
た。はう素（１原子％）ドーピングケイ素のバリヤー層
を得た。光導電性バルク層およびオーバーコーテイング
層は、各々、実施例１のようにして作製した。

次に、作製した感光性像形成部材を前記スキャナー中で
測定して、測定プローブ、を測定時間が帯電後０．１３
秒であるように置いたとき７３０ボルトの正電荷アクセ
プタンスを部材上に得た。スキャナーは感光体を通る１
５マイクロアンペアのコロナ電流による定電流で操作し
た。帯電後の暗減衰速度は１７６ボルト／秒であり、感
光体を放電するのに要する光エネルギーは２０エルグ／
ｄであった。また、露光および消去後の残留電位は１５
ボルトであった。この像形成部材をゼロックスコーポレ
ーションモデル２８３０複写機で複写試験したとき、受
は入れ可能な６ｊ！ｐ、／ｍの解像力および装置の高電
荷アクセプタンス故の高密度とを有する複写物を得た。

各層のアルミニウムドラムに対する接着性は、この装置
のはく離がみられた点で限界的なものであった。

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、本発明をこれらの実施態様に限定するもので
はない。むしろ、当業者ならば、その等個物を包含する
種々の変形および修正がなし得、これらは本発明の精神
および特許請求する本発明の範囲内に属するものである
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略断面図を示
す。第２図は本発明の別の感光性像形成部材の一部略断面図
を示す。３．１５・・・・・・支持基体、５．１７・・・・・・バリヤー層、７．１９・・・・・・光導電性層、９．２１・・・・・・オーバーコーチインク層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）支持基体、ドパントを含む水素化無定形チッ化ケ
イ素のバリヤー層、水素化無定形ケイ素光導電性層、お
よびこの光導電性層と接触した非化学量論量のチッ化ケ
イ素のトップオーバーコーティング層とからなる像形成
部材。
（２）バリヤー層がほう素またはリンでドーピングされ
ている特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（３）ドパントが約１００ｐｐｍ〜約２，０００ｐｐｍ
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。
（４）バリヤー層がほう素またはリンでドーピングされ
た約３０〜約７０％のケイ素を含む特許請求の範囲第（
１）項記載の像形成部材。
（５）水素化無定形ケイ素光導電性層がほう素またはリ
ンでドーピングされている特許請求の範囲第（１）項記
載の像形成部材。
（６）ドパントが約１ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍの量で存在
する特許請求の範囲第（５）項記載の像形成部材。
（７）光導電性層がリンまたはほう素で約２ｐｐｍ〜約
１００ｐｐｍの量で別々または同時にドーピングした水
素化無定形ケイ素からなる特許請求の範囲第（１）項記
載の像形成部材。
（８）光導電性層が水素化無定形ケイ素−ゲルマニウム
合金である特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材
。
（９）光導電性層が水素化無定形ケイ素−錫合金である
特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（１０）光導電性層が水素化無定形炭素−ゲルマニウム
合金である特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材
。
（１１）オーバーコーティング層がチッ素対ケイ素の原
子比が０．１〜約０．５であるチッ化ケイ素からなる特
許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（１２）基体がアルミニウムからなる特許請求の範囲第
（１）項記載の像形成部材。
（１３）基体が可撓性ベルトである特許請求の範囲第（
１）項記載の像形成部材。
（１４）光導電性層の厚さが約１ミクロン〜約６０ミク
ロンである特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材
。
（１５）オーバーコーティング層の厚さが約０．０２ミ
クロン〜約２ミクロンである特許請求の範囲第（１）項
記載の像形成部材。
（１６）特許請求の範囲第（１）項記載の感光性像形成
部材を用意し、この部材を像形成的に露光せしめ、得ら
れた像をトナー組成物で現像し、続いてこの像を適当な
基体に転写し、さらに必要に応じて像を基体に永久的に
定着させることからなる像形成方法。
（１７）光導電性層がリンまたはほう素で別々または同
時に約２ｐｐｍ〜約１１０ｐｐｍの量でドーピングされ
ている特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法。
（１８）光導電性層が水素化無定形ケイ素−ゲルマニウ
ム合金からなる特許請求の範囲第（１６）項記載の像形
成方法。
（１９）光導電性層が水素化無定形ケイ素−錫合金から
なる特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法。
（２０）光導電性層が水素化無定形炭素−ゲルマニウム
合金からなる特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成
方法。
（２１）バリヤー層が約３０〜約７０％の量のケイ素を
含む特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法。
（２２）光導電性層の厚さが約１ミクロン〜約６０ミク
ロンである特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方
法。
（２３）オーバーコーティング層の厚さが約０．０２ミ
クロン〜約２ミクロンである特許請求の範囲第（１６）
項記載の像形成方法。
（２４）バリヤー層がほう素またはリンでドーピングさ
れている特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法
。
（２５）ドパントが約１００ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの
量で存在する特許請求の範囲第（２４）項記載の像形成
方法。
（２６）オーバーコーティング層がチッ素対ケイ素の原
子比が約０．１〜約０．５であるチッ化ケイ素からなる
特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法。
（２７）基体がアルミニウムからなる特許請求の範囲第
（１６）項記載の像形成方法。
（２８）電荷の横方向の移動をオーバーコーティング層
と光導電性層の界面で排除し、バリヤー層が基体からの
キャリヤーの注入を防止して高解像力を有する像を形成
させる特許請求の範囲第（１６）項記載の像形成方法。
（２９）バリヤー層が基体への接着を増大させそれによ
って機械的一体性を得る特許請求の範囲第（１６）項記
載の像形成方法。
（３０）本質的に、支持基体、ドパントを含む水素化無
定形チッ化ケイ素のバリヤー層、水素化無定形ケイ素光
導電性層、およびこの光導電性層と接触した非化学量論
量のチッ化ケイ素のトップオーバーコーティング層から
なる電子写真像形成部材。
（３１）バリヤー層がほう素またはリンでドーピングさ
れている特許請求の範囲第（３０）項記載の像形成部材
。
（３２）ドパントが約１００ｐｐｍ〜２，０００ｐｐｍ
の量で存在する特許請求の範囲第（３１）項記載の像形
成部材。
（３３）バリヤー層がほう素またはリンでドーピングし
た約３０〜約７０％のケイ素を含む特許請求の範囲第（
３０）項記載の像形成部材。
（３４）水素化無定形ケイ素光導電性層がほう素または
リンでドーピングされている特許請求の範囲第（３０）
項記載の像形成部材。
（３５）ドパントが約１ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍの量で存
在する特許請求の範囲第（３４）項記載の像形成部材。