JPS632056A - 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】 艮亙分界 本発明ば、電子写真感光体に関する。

従ｍ 電子写真感光体における光導電材料としては。

Ｓｅ、ＺｎＯ，ＣｄＳなどの無機材料や、ポリ−Ｎ−ビ
ニルカルバゾール、トリニトロフルオレンなどの有機材
料が用いられてきており、近年アモルファスシリコン（
ａ−５Ｌ）が注目されている。　ａ＝ＳＬは従来のＳｓ
感光体に匹敵する特性を有するほか、環境に対しての安
全性や耐久性などの点で優れている。

電子写真における感光材料としては、暗時における帯電
能、光照射時における感度、繰返し使用時における残留
電位など、総合的な特性が要求され、また、これらの電
子写真特性を決定する光導電材料自体の物性も種々の面
から要求されている。

しかしながら、単一の光導電材料ですべての要求を完全
に満たすことは、困難である場合も多いので、複数の光
導電材料を用いて感光層の層構成を工夫したり、感光層
と高抵抗層とを組合せたりして、電子写真特性を改善す
６試みがなされている。

たとえば有機光導電材料を中心として、主として光照射
により電荷担体を発生する電荷発生層と、この電荷担体
を輸送する電荷輸送層とを組合せた機能分離型の感光層
、およびこの各層に使用する光導電材料が数多く提案さ
れている。

また、感光層は全体として高い暗抵抗を有することが要
求されるため、ａ−Ｓｉ系電子写真感光体の高抵抗化を
図ることが提案されている。

この方法としては、 （ａ）ブロッキング層を感光層の上下に設けて、層全体
を１０１４Ω・１以上の高抵抗とする方式（ｂ）　ａ−
５ｉ層に酸素原子、炭素原子および窒素原子を含ませ光
導電性をもたせ、１０１３〜１０１４Ω・１以上の高抵
抗化を図る方式 が提案されている。

前記（ａ）の方式においては、第１１図に゛示すように
、電子写真特性の重要な因子である帯電電位を上下のブ
ロッキング層４５．４７により保持し、光入射による電
荷発生層として酸素原子、炭素原子および窒素原子を含
有しないａ−５ｉ層（感光層）４３を用いている。ここ
で、４１は支持体を表わしている。このブロッキング層
材料としては、酸素原子、炭素原子および窒素原子を含
むａ−５ｉのほか金属酸化物、有機物などの高抵抗材料
が用いられている。これらのブロッキング層材料は電気
絶縁性または非光導電性を示すものである（特開昭５７
−５２１７８号公報）。

この例においては、電荷発生層であるａ−３ｉ層とブロ
ッキング層材料とに、それら層との関係で相反する半導
性を持たせ（例えばＰ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ接合など）接合
によるブロッキング層を形成させることや、支持体に各
種金属材料を用いてその上部の層との間にショットキー
障壁を形成させることなども考えられている。

だが、こうした（ａ）の方式では、電子写真感光体の帯
電電位を制御するためにはブロッキング層の特性を向上
させるしか手段がなく、従って、これまでのように感光
層の膜厚を変えることによって所望の電子写真感光体を
得るといった方法が採用しにくくなり、電子写真特性を
プロセスコントロールすることが困難である。また、ブ
ロッキング層として高抵抗材料を用いた場合には、この
材料が非光導電性または電気絶縁性であるため、感光層
で発生したキャリアがブロッキング層の内部あるいは界
面でトラップされて残留電位の上昇、繰り返し特性の低
下等電気特性上の欠点をも有している。

−方、前記（ｂ）の方式においては、第１２図に示すよ
うに、帯電電位を保持するためにａ−３ｉ層中に酸素原
子、窒素原子および炭素原子を添加した感光層４３を支
持体４１上に設けている。また。

ブロッキング層４５及び保護層４９にも帯電性向上の役
割の一部を担わせている（特開昭５７＝１１５５５３号
公報）。この方式によれば、帯電電位の制御はａ−５ｉ
層４３の膜厚を変えることで容易に可能であるが、光感
度及び帯電特性の両者を同時に改善することは困難であ
り、より一層の改善がまたれていた。

又１１０Ｉ在 本発明は、光感度および帯電特性の双方を同時に改善す
ることが可能な電子写真感光体を提供することを目的と
する。

本発明は、また、上記の電子感光体において、光感度を
よりいっそう改善するとともに、繰り返し使用における
残留電位の低減化を目的とする。

さらに、本発明は光感度および帯電特性に優れたａ−Ｓ
ｉ系の電子写真感光体を提供するものである。

充訓Ｕ戸」腹 本出願の第１発明は、支持体上に感光層を形成した電子
写真感光体において前記支持体側から自由表面側に電荷
輸送層、第１電荷発生層および第２電荷発生層を順次積
層して前記感光層を構成し、電荷輸送層および第２電荷
発生層のバンドギャップを、第１電荷発生層のバンドギ
ャップより大きくしたことを特徴とする。

この第１発明の電子写真感光体では、光照射により第１
および第２電荷発生層で発生した電荷担体が電荷輸送層
により輸送されて帯電電荷の補償がなされるが、このと
き、基板側の電荷輸送層と自由表面側の第２電荷発生層
とのバンドギャップを比較的大きくとっているので、電
子写真感光体全体として電荷の帯電特性が向上する。ま
た、両者に挟まれた第１電荷発生層はバンドギャップは
比較的小さく設定しであるので長波長側に光感度を有し
、−方、第２電荷発生層は短波長側に光感度を有してい
ることから、電荷発生層全体として広い波長範囲に亘っ
て平均して高い電荷の発生が得られ、感度が向上する。

本出願の第３発明は、上記の第１発明をさらに一歩進め
、ａ−８ｉ系悪感光としてより具体化したものである。

すなわち、本出願の第３発明は、上記の第１発明の感光
体において、電荷輸送層、第１電荷発生層および第２電
荷発生層を水素原子、重水素原子またはハロゲン原子の
少なくとも１つを含みシリコン原子を母体とするアモル
ファスシリコン層から形成し、かつ、そのうちの電荷輸
送層および第２電荷発生層にさらに構成原子として酸素
原子と窒素原子を含有せしめたことを特徴とする。

従来のａ−Ｓｉ膜（感光層）には局在準位密度を低下さ
せるために水素原子、重水素原子あるいはハロゲン原子
を添加しているが、本発明者らは、これ以外の不純物を
添加させると局在準位密度が上昇し光導電性が低下して
しまうことを確めたうえ、さらに、ａ−５ｉ膜を電荷発
生層と電荷輸送層とに分け、電荷発生層をさらに二層構
成としく従ってａ−５ｉ膜全体では三層構成となる）、
電荷発生層のうちの一層には水素原子等を添加してａ−
８ｉ膜として最も高い光導電性をもたせ、電荷発生層の
もう一方の層には水素原子等に加えて酸素原子および窒
素原子を添加して光学的禁制帯幅を広げさせつつ高い光
導電性をもたせれば、これら二層からなる電荷発生層に
より可視光領域で平坦な分光感度が得られ、また、電荷
発生層で発生したキャリアを電荷輸送層により効率よく
輸送し、かつ、この電荷輸送層に水素等に加えて酸素原
子および窒素原子を添加して高抵抗化せしめ帯電電位を
保持せしめれば、電子写真感光体全体として可視光領域
全体で平均して高い光導電性が得られ、高い帯電電位が
保持されることを確めた。

本出願の第、２発明の電子写真感光体は、上記第１発明
における光感度をさらに高めるとともに、残留電位特性
を改善したものである。

すなわち、本出願の第２発明は、上記の第１発明の電子
写真感光体において、電荷輸送層。

第１電荷発生層および第２電荷発生層からなる感光層の
各層のバンド構成が１価電子帯のバンド端からフェルミ
・レベルまでのエネルギーを実質上等しくしたことを特
徴とする。

感光層の基板側（電荷輸送層）と自由表面側（第２電荷
発生層）とをバンドギャップを大きくすることより帯電
電位は向上するが、ダブルへテロ結合が形成されること
により感度に悪影響がある。静電画像を形成するために
は、コロナ放電等によって感光体表面に帯電した電位と
、それに伴なう支持体上の反対符号の電位とを補償する
ために、光照射によって生成した電子・正孔対がそれぞ
れ感光層表面および導電性支持体へ移動することが必要
となる。このとき、電子または正孔が、バンドギャップ
が異なる層の界面（ヘテロ接合部）において、さらには
バンドギャップの段差において捕獲され、または再結合
してしまう。このように、光照射によって生じた電子・
正孔対が有効に利用されないと、感度が低下し、また、
捕獲された電子あるいは正孔によって残留電位が大きく
なり、電子写真感光体としての特性が劣化してしまう。

第１図は、本発明の電子写真感光体の感光層の構成例を
示す断面図であり、支持体１１上に感晃層１３が形成さ
れている。感光層１３は、支持体側から自由表面側に向
って、電荷輸送層２１、第１電荷発生層２３および第２
電荷発生層２５の３層から構成されている。第２図に示
すように電荷輸送層および第２電荷発生層２１．２５の
バンドギャップＥｇｘｘＣＥｃ−Ｅｖ）、　Ｅｇ２ｇは
、第１電荷発生層２３バンドギャップＥｇ２３よりも大
きく、ダブルへテロ結合を形成している。また１価電子
帯のバンド端からフェルミレベルＥＦまでのエネルギー
（ＥＦ　　ＥＶ）は、電荷輸送層、第１電荷発生層およ
び第２電荷発生層２１．２３．２５とも等しく、価電子
帯のバンド端が感光層１３全体で滑らかになっている。

なお、上記では電荷輸送層２１と第２電荷発生層２５と
のバンドギャップＥｇｚ□＋Ｅｇｚｓが等しい場合を示
しているが、これら両者は相違してもよい。

この電子写真感光体を正帯電せしめて、静電潜像を形成
する場合を例に挙げて説明する。

第３図のように、暗中でコロナ放電等を施すことにより
、第２電荷発生Ｊｉ１２５上に正電荷が帯電され、−方
、支持体１１冊にはこれに対応して負電荷が生じる。こ
のとき、第２電荷発生層２５は比較的高いバンドギャッ
プに設定されているので高い暗抵抗が実現でき、第２電
荷発生層２５上に優れた帯電特性で電荷を保持−できる
、同様に電荷輸送層２１と支持体１１の界面にも負電荷
が保持される。静電画像を形成するために選択的に光照
射がなされると、第１電荷発生層２３および第２電荷発
生層２５で電子・正対孔が発生する。

このとき、第１電荷発生層２３は、第２電荷発層２５よ
りバンドギャップが小さいため、第２電荷発生層２５よ
りも長波長側で光感度を有し、照射光エネルギーを有効
に活用することができる。

ここで発生した電子および正孔は、それぞれ感光層１３
表面の正電位および支持体１１上の負電位へ向かって移
動する。このとき、移動距離は正孔の方が長くなるわけ
であるが、価電子帯のバンド端には段差が無く滑らかに
なっているため、移動途中で正孔が捕獲されることが防
止され、また、再結合が実質上行われず空乏層も存在し
ないので、光照射によって発生した正孔は導電性基体へ
向かって速みやかに移動し、導電性支持体１１上の負電
位を効率よく補償することになる。この結果、高い光感
度が得られるとともに。

残留電位が抑えられて画像コントラストも良好となる。

次に、光導電材料としてアモルファスシリコン（ａ−８
ｉ）を用いた場合に沿って、本発明をさらに詳細に説明
する。

第４図はａ−５ｉ系電子写真感光体の構成例を示す断面
図であり、支持体１１上に、電荷輸送層３３．第１電荷
発生層３３および第２電荷発生層３５が順次積層されて
感光層１３を形成している。

支持体１１としては、導電性材料、電気絶縁性材料のい
ずれであってもよい。導電性材料としてはステンレス、
Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ。

Ａｕ、Ｎｂ、Ｔｅ等の金屑、これらの合金あるいはアモ
ルファス全屈などが挙げられる。電気絶縁性材料として
は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド等の合成
樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミックなど
が挙げられる。電気絶縁性材料を使用する場合には、−
方の表面が導電性処理されていることが必要である。導
電性処理は、上記の導電性材料の薄膜を絶縁性材料に付
着させたり、あるいはＩＴ○。

ＳｎＯ２等の酸化物からなる透明導電膜を付着させたり
、あるいはＣｒ、Ｉｎ等のシリサイド膜を付着されるこ
とにより行うことができる。

このような薄膜の形成は、真空蒸着、スパッタリング、
ＣＶＤ法、イオンブレーティング法等により行うことが
できる。

支持体１１は、円筒状、ベルト状、板状などの任意の形
状とすることができる。

電荷輸送Ｍ３１、第１電荷発生層３３および第２電荷発
生層３５は、Ｓｉ［子を母体とし、水素原子、重水素原
子またはハロゲン原子を含有するａ　−Ｓ　ｉ層からな
る。電荷輸送層３１および第２電荷発生層３５は、光学
禁制帯幅（バンドギャップ）が第１電荷発生層３３より
も大きい。この光学的禁制帯幅の制御は、たとえばａ−
８ｉ層中に酸素および窒素を含有せしめることにより行
うことができる。第５図は、感光層１３の厚さ方向にお
ける酸素および窒素の分布濃度を示すグラフである。電
荷輸送層（ｔｉ〜ｔ１）３１と第２電荷発生ｆｆ（ｔ２
−ｔ　３）３５とは、その酸素、窒素濃度を第１光導電
層（ｔ１〜ｔ、）３３よりも高くすることにより、第１
電荷発生層３３よりも大きな光学的禁制帯幅を実現して
いる。

第６図は、帯電電位の向上を意図して電荷輸送ＪｉＷ（
ｔＢ−ｔｉ）３１により多くの窒素原子を含ませた構成
例を示す。また、第７図に示すように、感度の向上を意
図して電荷輸送Ｍ２ｔ（ｔ　Ｂ−ｔ　ｉ）に窒素原子、
酸素原子を少なく含ませることもできる。

電荷輸送層３１としては、光学的禁制布幅が１　、８ｅ
Ｖ以上のものが好ましく、また、ＡＭｌ−１００ｍす／
ｄ先においてσｐ／σｄが１×１０３以上の光感度を有
するものが好ましい。ここで、σ２は明導電率を、σｄ
は暗導電率を示す。

電荷輸送層３１は、（ａ）シリコン原子と（ｂ）水素、
重水素およびハロゲン原子の少なくとも１種（Ｈと略記
）と、（ｃ）酸素原子と、（ｄ）窒素原子とを含むａ−
３ｉ層である。電荷輸送層３１中の各原子の割合は次の
通りであることが好適である。

Ｓｉ原子：　３０〜９５ａｔｏｍｉｃ％　（好ましくは
５５〜９０ａｔＯｆｆＬｉｃ％）Ｎ原子：　Ｓ〜３０ａ
ｔｏａｉｃ％　（好ましくは１０〜２０ａｔｏｍｉｃ％
）０原子：　０．１〜３０ａｔｏｍｉｃ％（好ましくは
１〜２０ａｔｏｍｉｃ％）Ｎ原子：　０．０１〜１０ａ
ｔｏｍｉｃ％（好ましくは０．１〜５ａｔｏｍｃ％）こ
の電荷輸送層３１は、通常はｎ型の伝導形であるが、■
広原子をドーピングしてｉ型の伝導形にすることもでき
る。■広原子としてはＢ。

Ａ　Ｉ　ｒ　Ｇ　ａ　＋　　Ｉ　ｎなどが用いられる。

■広原子は電荷輸送層３１中に１０−６〜１０−”　ａ
ｔｏｍｉｃ％の量でドーピングすることが好ましく、よ
り好ましくは１０−’　〜１０−’ａｔｏｍｉｃ％であ
る。

電荷輸送層３１の膜厚は、５〜５０μｍ程度が適当であ
り、好ましくは８〜４０μｍ程度である。

さらに、電荷輸送層３１においては、フリーキャリアの
阻止効果向上の目的で、支持体１１側に前記電荷輸送層
より高抵抗な絶縁材料あるいは光導電性材料、非光導電
性材料等を用いてさらにもう一層設けることや、また、
そうした電荷輸送層と同一材料にて上記電気特性をもつ
機能を電荷輸送Ｍ３に内在させることの手段が採られて
もよい。

このような電荷輸送層は、グロー放電法、スパッタリン
グ法、イオンブレーティング法などにより成膜すること
ができ、特にグロー放電法が有利である。

グロー放電法で膜形成させるための原料ガスとしては、
例えば特開昭５７−１１５５５３号公報に記載されてい
るようなＳｉとＨを構成原子とするＳ　ｉ層４．Ｓ　１
ｉＨｓ、Ｓ　ｉ、Ｈ，、Ｓ　ｉ４Ｈ，。等のシラン類な
どの水素化ケイ素ガス：Ｓｉとハロゲンを構成原子とす
るＳ　Ｉ　Ｆ’４ｚ　Ｓ　１ｚＦｉ＋５ｉＣ１，，５ｉ
Ｃ１，、Ｂｒ、５ｉＣ１，Ｂｒ２゜５ｉＣＩＢｒ、、５
ｉＣ１，Ｉ、ＳｉＢｒ４等のハロゲン化ケイ素ガス；Ｓ
ｉとハロゲンと水素とを構成原子とするＳ　１Ｈ２Ｆ、
、Ｓ　１Ｈ２Ｃ１，。

５ｉＨＣ１，、ＳｉＨ，ＣＩ、５ｉＨｉＢｒ。

５ｉＨ２Ｂｒ、、５ｉＨＢｒ、等のハロゲン置換水素化
ケイ素をあげることができる。

また、電荷輸送層３１中に添加物として含まれる酸素原
子および窒素原子の出発材料としては、同様に特開昭５
７−１１５５５３号公報に記載されているようなものが
使用される。

すなわち、酸素原子の出発ガスとしては０２゜０、、Ｃ
ｏ、Ｃｏ２．Ｎｏ、Ｎｏ、、Ｎ、Ｏ。

Ｎ、Ｏ，、Ｎ、０４．Ｎ２０．等が挙げラレ、窒素原子
の出発ガスとしてはＮ、、ＮＨ，が挙げられる。

ドーピングガスとしては、Ｂ２Ｈｓ−２Ａｌ（ＣＨ，）
、。

Ｇ　ａ　（ＣＨ，）、　、　Ｉ　ｎ　（ＣＨ，）、など
の有機金属化合物やＡ　Ｉ　ＨＧ　ａ　ＨＩ　ｎ　ｇ　
Ｔ　１等の塩化物などが挙げられる。

第１電荷発生層３３は、シリコン原子を母体とし、構成
として水素原子、重水素原子またはハロゲン原子の少な
くとも一種を含有するａ−８ｉ層からなり、光学的禁制
帯幅が１．６〜１　、８ｅＶ程度のものが好適である。

第１電荷発生層３３は、光入射時において長波長側の光
を有効に光電変換させ、層内部にトラップさせることな
く他の層にフォトキャリア（正孔、電子）を移動させる
機能を有している。第１電荷発生層３３のみの分光感度
特性においては、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域に
最大感度を有する。

第１電荷発生層は、その層中に各原子の次の割合で含む
ことが望ましい。

５ｉｆｉ子：　６０〜９５ａｔｏｍｔｈｃ％（好ましく
は７０〜９０ａｔｏｍｉｃ％）ＨＪ７Ｘ子：　５〜４０
ａｔｏ１１ｉｃ％（好ましくは１０〜３０ａｔｏｍｉｃ
％）また、■族あるいはＶ族の原子をドーピングするこ
ともできる。

第１電荷発生層２３の膜厚は０．０５〜５μｍ程度が適
当であり、好ましくは０．１〜３μｍ程度である。第１
電荷発生層２３は、電荷輸送層３１と同様にして形成す
ることができる。

第２電荷発生層２５は、シリコン原子を母体とし構成原
子として水素原子１重水素原子またはハロゲン原子の少
なくとも１種を含み、さらに　。

酸素原子および窒素原子を含むａ−Ｓｉ層からなる。第
２電荷発生層２５としては、光学的禁制帯幅が１　、９
ｅＶ以上とすることが好ましく、また、Ａ　Ｍ　１−１
００ｍＷ／−光においてａｐ／ａｄがＩ×１０３以上の
ものが好適である。

第２電荷輸送り３５は、光入射時において短波長側の光
を有効に光電変換させ１層内部にトラップさせることな
くフォトキャリアを移動させ、さらにコロナ放電等で表
面に帯電した電荷を膜内に注入させることなく、表面に
保持する機能を有している。第２電荷発生Ｍ３５のみの
分光感度特性においては、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波
長領域に最大感度を示す。

第２電荷発生層は、その層中に各構成原子を次の割合で
含むことが望ましい。

Ｓｉ原子：　１０〜９５ａｔｏｍｉｃ％　（好ましくは
３５〜９０ａｔｏａｉｃ％）Ｎ原子：　５−３５−３０
ａｔｏ％　（好ましくは１０〜２０ａｔｏｍｉｃ％）０
原子：　０．５〜４０ａｔｏｍｉｃ％（好ましくは１〜
３０ａｔｏＩＩＬｃ％）Ｎ原子：　０，１〜２０ａｔｏ
ｍｉｃ％（好ましくは０．５〜１５ａｔｏＩｌｉｃ゛％
）以上の説明では、各層の厚み方向に均一な濃度で添加
元素を分布させる場合について示したが、これに限定さ
れるものではない。

たとえば、電荷輸送！！３１３１に含有されている酸素
原子、窒素原子は通常膜方向に均一な分布を示すが、支
持体１１表面への密着性および支持体１１側からのフリ
ーキャリアの注入を防止する目的で、これら原子を支持
体１１側に多く含ませるような層方向に不均一な分布も
とり得る。また。

■広原子も通常は膜方向に均一で層方向にも均一な分布
も示すが、支持体１１側からのフリーキャリアの注入を
防止する目的で、■広原子を支持体１１側に多く含ませ
るような層方向に不均一に分布もとり得る。

さらに第２電荷発生［３５においては、帯電電荷を保持
させる効果の増大のため、膜表面に第２電荷発生層より
高抵抗な絶縁材料または光導電性材料、非光導電性材料
等を用いてさらにもう一層設けることや、また、そうし
た第２電荷発生層と同一材料にて上記効果を第２電荷発
生［２５に内在させることの手段が採られてもよい。

これ以外に１表面で帯電した電荷を膜内に注入させるこ
となく表面に保持させるために■族あるいは■広原子を
第二電荷発生層５に含有させることも可能である。この
添加物（■広原子、Ｖ広原子）は膜方向に均一に添加さ
れて１通常は、層方向に均一に分布されるが、必要によ
り。

注入防止効果を増大させるために表面に上記原子を多く
分布させてもよい。

第２電荷発生層３５の膜厚は、０．０５〜１０μｍ程度
が適当であり、好ましくは０．１〜５μｍ程度である。

第２電荷発生層３５は、電荷輸送層と同様にして作成す
ることができる。

第５図、第６図および第７図に示したように。

膜中の酸素原子、窒素原子の含有量を変化させれば、電
子写真感光体の広い領域において電気特性をプロセスコ
ントロールすることが可能となる。

さらに、電荷輸送層３１、第１電荷発生層３３および第
２電荷発生層３５の３層に亘って１価電子端のバンド端
からフェルミ・レベルまでのエネルギー量（Ｅ、　−Ｅ
ｖ）を実質上等しくなるようにすることにより、光感度
の向上および残留電位の低減化を実現できる。このエネ
ルギー量の制御は、電荷輸送層３１と第２電荷発生層３
５との酸素および窒素含量を調節することにより行うこ
とができる６電荷輸送層と第２電荷発生層のＥＦ−Ｅｖ
は、バンド内の酵素原子および窒素原子の準位が異なる
ため、酵素および窒素の量を調整することによってＥＦ
−Ｅｖを制御することができる。第１電荷発生層におけ
る最適なＥＦ−Ｅｖｔｔ設定し、＃素および窒素の量を
調整することによって電荷輸送層および第２電荷発生層
をこの値に揃える。第１電荷発生層のＥｖ−Ｅｖは水素
の量によって決定することができ、約１．０〜１　、２
ｅＶ程度が好ましい。

以上の構成例では、電荷輸送層、第１電荷発生層および
第２電荷発生層をａ−８ｉ層とした場合について示した
が、光導電性半導体材料はこれに限定されず１例えばア
モルファスから結晶までのＳｉやＳｓ、Ｔｅ、ＣｄＳな
どを用いることができる。

また、支持体と感光層との間に、支持体側からのフリー
キャリアの注入を防止するために、感光層よりも高抵抗
な光導電材料あるいは絶縁材料を用いてバリヤー層を形
成したり、他の下地層ないし中間層を形成することもで
きる。また、感光層のさらに上に、より高抵抗な光導電
材料や絶縁材料からなる層を形成して帯電電荷の保持効
果を改善したり、保護層を形成したりすることもできる
。

澄ｕＢｇ、υ弧果 本発明によれば、感光層を電荷輸送層、第１発生層およ
げ第２電荷発生居の３届構造とし。

電荷輸送層と第２電荷発生層のバンドギャップを第１電
荷発生層よりも大きく設定することにより、良好な光感
度とｉ型持性を兼ね備えた電子写真感光体が実現できる
。

また、電荷輸送層、第１電荷発生層および第２電荷発生
層を水素原子、重水素原子およびハロゲン原子の少なく
とも１種を含むａ−８ｉ５から形成し、かつ、電荷輸送
層および第２電荷発生層にさらに酸素原子および窒素原
子を添加することにより、ａ−８ｉのもつ特性をいかん
なく発揮せしめて、良好な感度と帯電特性を兼ね備えた
電子写真感光体が実現できる。

さらに、電荷輸送層、第１電荷発生層および第２電荷発
生層に亘って、感光層の厚さ方向全体の価電子帯のバン
ド端からフェルミ・レベルまでのエネルギーを実質上等
しくすることにより、光感度をいっそう向上するととも
に、残留電位特性を改善することができ、帯電−露光プ
ロセスを繰返し適用した場合にも良好な画像品質を維持
することができる。

実施例１ 第８図に示す装置を用い、以下の操作（ｉ）ないしくｉ
ｘ）によって第４図のとときａ　−Ｓ　ｉ系電子写真感
光体を作成した。

（ｉ）表面が清浄にされた直径１２０ｍｍφ、長さ３０
０ｍ１ｇのドラム形状のＡｌ支持体（アルミニウム支持
体）４０３を固定具４０７に固定し、チャンバー本体４
０８にＡｌ支持体および固定具４０７、回転用モーター
４０２の付属しである真空ブタ４０９を所定位置にのせ
た後、荒引バルブ１１８を開き、隔膜型真空計４０５の
指示がＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ程度の真空度となるよ
うにチャンバー４０８を保持した。

（ｉｆ）モーター４０２でＡ１支持体４０３を回転させ
、加熱ヒーター４０４によってＡＩ支持体４０３を加熱
し基板温度３００℃に維持した。

（ｉｉｉ）ガスバルブ１１６．１０１．１０２．１０３
．１０４．１０５゜１０６、１０７．１０８．１０９．
１１０およびマスフローコントローラー２０１．２０２
．２０３．２０４．２０５を全開にし、ガスラインの脱
気を隔膜型真空計４０５の指示がＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度になるようにチャンバー４０８を保持
したのち、荒引バルブ１１８を閉じメインバルブ１１７
を開け、拡散ポンプにて電離真空計４０６が１×１０″
″′Ｔｏｒｒになるまで真空に吸引し真空チャンバーお
よびガスラインを十分に脱気した。脱気後、加熱ヒータ
４０４を調整しＡ１支持体基板温度を２００℃±１℃位
に高精度にコントロールした。

（ｉｖ）基板温度が安定したらメインバルブ１１７を閉
じ１次にガスバルブ１１６．１０１．１０２．１０３゜
１０４、１０５．１０６．１０７．１０８．１０９．１
１０を閉じ、更に、マスフローコントローラー２０１．
２０２゜２０３、２０４．２０５を全開にした。

（ｖ）Ａｒガス（純度９９．９９９）ボンベのバルブ１
１２を開き、圧力圧ゲージ５０２を１ｋｇ／ｃＪに調整
し、ガスバルブ１１６．１０２．１０７を徐々に開いて
マスフローコントローラーの流量を３２０３ＣＣＨに設
定し、チャンバー内の隔膜型真空計４０５の指示が０　
、７Ｔｏｒｒになるように補助バルブ１１９を開き、バ
ルブ出口に取りつけであるローターリポンプにて吸引し
た。

（ｖｉ）ＳｉＨ４ガス（純度９９．９９９）ボンベのバ
ルブ１１１を開き出力圧・ゲージ５０１を１ｋｇ／ａｌ
に調整し、ガスバルブ１０１．１０６を徐々に開いてマ
スフローコントローラーの流量を８０ＳＣＣＭら設定し
Ｓ　ｘ　Ｈ４／　Ａ　ｒ　＝０．８になるようにチャン
バー内に導入した。

（ｖｉｉ）Ｃｏ、ガス（純度９９．９９９）ボンベのバ
ルブ１１３を開き出力圧ゲージ５０３を１ｋｇ／ａＪに
調整し、Ｎ２ガス（純度９９．９９９）ボンベのバルブ
１１４を開き出力圧ゲージ５０４を１ｋｇ／ｃｄに調整
し１次にＢ２Ｈ，ガス（Ａｒベース１０１００ｐｐボン
ベのバルブ１１５を開き出力圧ゲージ５０５を１　ｋｇ
／ａｌに調整し、ガスバルブ１０３．１０４．１０５．
１０８．１０９゜１１０を開き、マスフローコントロー
ラー２０３゜２０４、２０５をＣＱ２／Ｎ２＝０．１．
Ｓ　ｉＨ，／Ｎ。

＝　ｌ　ｌ　Ｂ２Ｈ！／Ｓ　ｉ　Ｈ４＝＝ＬＯ”−”に
なるように設定し、最後に補助バルブ１１９を調整して
チャンバー内圧力を約Ｉ　Ｔｏｒｒに維持した。

（ｖＩｉｉ）チャバ−内圧力が安定した後、高周波電極
４１０とＡ１支持体４０３との間に１３．５６ＭＨｚ７
５Ｗの高周波電力を高周波電源４０１より導入し、グロ
ー放電法で約１９μｍ厚の電荷輸送層を形成した。

（ｉｘ）高周波電源を切りガスバルブ１０３．１０４，
１０５゜を閉じ、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｂ、Ｈ，ガス
がチャンバー中よりロータリーポンプにより吸引されて
しまう十分長い時間を経た後、補助バルブ１１９を調整
し、チャンバー内圧力をＩＴｏｒｒに保ち、高周波型カ
フ５Ｗで高周波電源を入れ、グロー放電法により約１μ
ｍ厚の第１電荷発生層を形成した。

（Ｘ）次いで、高周波電源を切りガスバルブ１０３゜１
０４、１０５を開はマスフローコントローラーを調整し
Ｇｏ、／Ｎ２＝０．１．ＳｉＨ４／Ｎｚ＝１＋Ｂ　２Ｈ
，／　Ｓ　ｉ　Ｈ４＝　１０−’になるように設定し、
補助バルブ１１９を調整してチャンバー内圧力をＩ　Ｔ
ｏｒｒに保ち、チャンバー内圧力が安定した後、７５Ｗ
の高周波電力で高周波電源を入れ、グロー放電法により
約２００入庫の第２電荷発生層を形成した。

（ｘｌ）更に、高周波電源を切りガスバルブ１０１゜１
０２、１０３．１０４．１０５．１０６．１０７．１０
８．１０９゜１１０、１１６を閉じ、補助バルブ１１９
を全開にし隔膜型真空計の指示がＩ　Ｘ　１Ｏ−２Ｔｏ
ｒｒになったのち加熱ヒータ４０４を切り徐冷した。Ａ
１支持体温度が常温になったところでガスバルブ１１６
、１０４．１０９を開き真空度２　Ｔｏｒｒ程度になる
ようにＮ２ガスを流しチャンバーのパージを行った。

チャンバーのパージを十分に行った後ガスバルブ１１６
，１０４．１０９を閉じ真空度がＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏ
ｒｒになった事を確認してから、固定具４０７より電子
写真感光体ドラムを取り出した。

かくして作成されたａ−３ｉ系電子写真感光体ドラムの
電気特性は第９図に示すとおりであった。また、この電
子写真感光体に＋５ＫＶのコロナ放電を施したところ帯
電電位は６００　Ｖと良好であり、色温度２８５４”Ｋ
タングステンランプ９５ルックス照射下において帯電電
位の半減時間は０．２６秒であり、従来のＳｅまたはＣ
ｂＳ系電子電子写真感光体べ１０倍以上の感度を有して
いる。

さらに１本発明電子写真感光体の短波長増感性をもつ分
光感度特性を第１０図に示す。第７図中でのＯは本発明
の電子写真感光体によって実現された分光感度で、・は
酸素原子のみを添加したアモルファスシリコン単層膜電
子写真感光体であり、本発明の電子写真感光体は明らか
に短波長増感性があることを示している。

この電子写真感光体を複写機に実装して、画像形成を行
いその画像を判定したところ高品質の転写トナー画像が
得られ良好な結果が得られた。

実施例２ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際に
、電荷輸送層と第２電荷発生層との酸素原子および窒素
原子の出発ガスとしての種々の出発ガスを用いた場合の
感度、帯電電位、画質の結果を表−１に示す。

（以下余白） 実施例３ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際に
、電荷輸送層と第２電荷発生層との窒素および酸素原子
の量を変化させるために出発ガスの量を変化させた場合
の感度、帯電電位。

画質の結果を表−２に示す。

（以下余白） 実施例４ 実施例１と同一な過程で電子写真感光体を形成した際に
、電荷輸送層と第２電荷発生層とに添加する■広原子と
してＢを添加するためＢ、Ｈ，／ＳｉＨ，の比を変えた
場合の感度、帯電電位、画質の結果を表−３に示す。Ｂ
、Ｈ，の流量は電荷輸送層と第２電荷発生層は同一量と
した。

表−３ 注）Ｏは特に良好、Ｏは良好、Δは実用に使用できる程
度、×は実用不可をそれぞれ表わしている。

実施例５ 電荷輸送層および第２電荷発生層を形成する際のＣＯ２
量およびＮ２量を、電荷輸送層二〇〇２／Ｎ２＝０．０
０５〜１０、第２電荷発生層二Ｃｏ、／Ｎ、＝０．０５
〜３０の範囲で変化させて組合せ、光学的禁制帯幅およ
び価電子帯側からの活性化エネルギーを調整する以外は
実施例１と同様にして、電子写真感光体を作成した。こ
れらの感光体について実施例１と同様にして感度を測定
し、また、以下の方法により繰り返し使用による残留電
位を評価した。

及豊里伎免昆負 帯電、露光の繰返しを１００回行い、１００回後の残留
電位を求め５次の基準で評価した。

Ｏ：ｏ〜１０ボルト ０：１０〜３０ボルト Δ：３０〜５０ボルト ×：５０ボルト以上 以上の結果を表−４にまとめた０表−４中の略号はそれ
ぞれ次の通りである。

Ｅｇ：バンドギャップ（ｅＶ） Ｅ、−Ｅｖ：価電子帯のバンド端からフェルミ・レベル
までのエネルギー（ｅＶ） σｐ／σｄ：暗導電率σｄと明導電率σＰの比（明導電
率は、Ａ　Ｍ　１１００ｍＷ／ａｌｆの光量下で測定し
た。） （以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真感光体の感光層の構成例を
示す断面図であり、第２図はそのエネルギーバンド図で
ある。 第３図は、本発明の電子写真感光体における静電画像の
形成過程を示すモデル図である。 第４図は、本発明のａ−５ｉ系感光体の層構成例を模式
的に示す断面図である。 第５図、第６図および第７図は、酸素原子および窒素原
子の層内への添加濃度を示す模式図である。 第８図は、本発明の電子写真感光体を製造する装置につ
いて示す概略図である。 第９図は、本発明の電子写真感光体の帯電特性を表わし
たグラフである。 第１０図は、電子写真感光体の分光感度特性を示すグラ
フである。 第１１図および第１２図は、従来の電子写真感光体の層
構成を示す断面図である。 １１・・・支持体　　　　　１３・・・感光層２１・・
・電荷輸送層　　　２３・・・第１電荷発生層２５・・
・第２電荷発生層　ｔ８・・・支持体表面１Ｂ−１，・
・・電荷輸送層 ｔ工〜ｔ２・・・第１電荷発生層 ｔ２〜ｔ３・・・第２電荷発生層　ｔｓ・・・自由表面
特許出願人　株式会社リコー　外１４−昂１図　　　　
　　　児２図 昂３０　　　　　　　肩４０ 門７図 顔中／ｌｏ、Ｎ　［− 昂８図 θデシ間（Ｓｅｃ） 前退（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に感光層を形成した電子写真感光体におい
   て、前記支持体側から自由表面側に電荷輸送層、第１電
   荷発生層および第２電荷発生層を順次積層して前記感光
   層を構成し、電荷輸送層および第２電荷発生層のバンド
   ギャップを、第１電荷発生層のバンドギャップより大き
   くしたことを特徴とする電子写真感光体。 ２、支持体上に感光層を形成した電子写真感光体におい
   て、前記支持体側から自由表面側に電荷輸送層、第１電
   荷発生層および第２電荷発生層を順次積層して前記感光
   層を構成し、電荷輸送層およびび第２電荷発生層のバン
   ドギャップを第１電荷発生層のバンドギャップより大き
   くし、かつ、各層のバンド構成が価電子帯のバンド端か
   らフェルミ・レベルまでのエネルギーが実質上等しいこ
   とを特徴とする電子写真感光体。 ３、支持体上に感光層を形成した電子写真感光体におい
   て、前記支持体から自由表面側に電荷輸送層、第１電荷
   発生層および第２電荷発生層を順次積層して前記感光層
   を構成し、これら各層を水素原子、重水素原子またはハ
   ロゲン原子の少なくとも一つを含みシリコン原子を母体
   とする非晶質材料で構成され光導電性を示す非晶質シリ
   コン層から形成し、かつ、そのうちの電荷輸送層および
   第２電荷発生層にさらに構成原子にして酸素原子と窒素
   原子とを含有せしめ、電荷輸送層および第２電荷発生層
   のバンドギャップを第１電荷発生層のバンドギャップよ
   りも大きくしたことを特徴とする電子写真感光体。