JPS6381442A - 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、特に正罹性に帯電可能な
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−Ｓｔ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１０’Ω・ｃｍの暗抵抗値しか得られず、これを電
子写真用感光体に用いる場合には１゜Ｉ２Ω・ｃａｔ以
上の暗抵抗値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値が得られず約１０”
Ω・ｃＩ１１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−５ｔ
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−Ｓｉ先導ｔＪ
！（３）及び表面保護Ｎ（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−Ｓｔ光導電Ｎ（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Ｎ（２）
及び（４）ともに感光体の暗抵抗値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−３ｔ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−Ｓｉ光導１ｔＮ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、暗抵抗値
が不十分であるためにドーピング剤を用いたり、或いは
積層型感光体にすることで暗抵抗値を大きくしている。

即ち、積層型感光体に形成されるキャリア注入阻止Ｊｉ
ｉ　（２）及び表面保護層（４）はａ−５ｔ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
Ｗｉ（３）と実質上区別し得る層と言える。

〔発明の目的〕

本発明者等は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、アモル
ファスシリコンカーバイド（以下％　ａ−５ｉＣと略す
）は光導電性を有すると共に暗抵抗値がドーピング剤の
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正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。

従って、本発明は上記知見に基いて完成されたものであ
り、その目的は大きな暗抵抗値を有する光導電性ａ−Ｓ
ｉＣ層から成る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、全層に亘って光導電性ａ−５ｉＣか
ら成る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正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０．１乃至１０．０００ｐｐ
ｍの周期律表第１［Ｉａ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
する正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薄膜生成手段によって基板上
に光導電性ａ−５ｉＣ層を形成させると大きな暗抵抗値
が得られ、更に周期律表第Ｈａ族元素を０．１乃至１０
，０００ｐｐｍ含有させると正極性に帯電することを特
徴とし、第１図はその基本構成となる感光体である。

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−ＳｉＣ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周期
律表第ｍａ族元素（以下、ＩＩＩａ族元素と略す）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１０１３ｃ＋ｓ・Ω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−ＳｉＣ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−ＳｉＣ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−５ｉＣ層（５）にＩＩＩａ族元素を０．１乃至１０
．０００ｐｐｍの範囲、好適には０．１乃至１１０００
ｐｐの範囲内でドーピングすると正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ｌ１Ｉａ族元素のドーピングによって正極性
に帯電し易くなる点については、未だ推論の域を脱し得
ないが、ａ−５ｉＣＦｉが正電荷を保持するのに十分に
高い抵抗率をもち、また、基板からの負電荷の注入を防
ぐ効果にも優れ、 更に正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ＩＩＩａ族元素としてはＢ、ＡＩ、Ｇａ、Ｉ
ｎ等があるが、就中、Ｂ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、その上、優れた帯電能及び感
度を有するという点で望ましい。

本発明のａ−３ｉＣ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、更にそのダングボンドを終端させる
ぺ＜　１１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−ＳｉＣ層（５
）中に炭素を１乃至９０原子χ、好適には５乃至５０原
子χ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、Ｈやハロゲン元素の含有量は５乃至５０原子２、
好適には５乃至４０原子２、最適には１０乃至３０原子
χがよく、通常、Ｈが用いられている。このＨはダング
リングボンドの終端部に取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の一部をハロゲン元素に置換してもよく、こ
れにより、ａ−３ｉＣＮ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全元素中０．Ｏｌ
乃至５０原子２、好適には１乃至３０原子χがよい、ま
た、このハロゲン元素にはＦ、ＣＩ、Ｂｒ、１．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。

また、光導電性ａ−ＳｉＣ（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＋２０
０ｖ以上となり、一方、この層（５）の厚みは画像の分
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１００
μ霧、好適には１０乃至５０μｍの範囲内に設定すると
よい。

そして、このａ−ＳｉＣ層の分光感度特性、並びに暗減
衰曲線及び光減衰曲線を求めたところ、前者については
可視光領域で分光感度ピーク（ピーク波長約６７０ｎｍ
　）があり、これによって複写機用光源として一般的に
用いられているタングステンランプに十分に適用し得る
ことが判った。また、後者の減衰曲線についても高い表
面電位をもつと共に優れた光感度特性を有し、更に残留
電位が小さくなっていることが判った。

かくして、単一組成の光導電性ａ−ＳｉＣ７ｇ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ｍａ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。

以下、本発明に係る電子写真感光体の態様を第３図乃至
２４図により説明する。

王土至皿旧 第１の態様によれば、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−ＳｉＣ層は
少な（とも第１の層領域及び第２の層領域を具備し、第
１の層領域は第２のＮ領域より基板側に配置され且つ第
２の層領域に比べてｍａ族元素が多く含まれていること
を特徴とする工種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Ｂ様によれば、第１図に示した単一組
成の光導電性ａ−ＳｉＣ層に対してｍａ族元素を含有さ
せ、これに伴って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Ｊｉｉ　ｊＩ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Ｎ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−ＳｉＣ７！（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ｍａ族元素が多く含まれていることが
重要である。

第２の１！領域（７）はｍａ族元素の含有量が０．１乃
至１０．０００ｐｐｍの範囲内で、好適には０．１乃至
ｌ。

０００　ｐｐｍの範囲内で適宜法められ、これによって
正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
ｍａ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−ＳｉＣＪ！（５ａ）の基板側領域で
導電率が大きくなり、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−５ｉＣ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ことを見
い出した。

この第１の層領域（６）はその領域全体に亘って光導電
性を有しており、これによって第２図に示した従来のａ
−Ｓｉ電子写真感光体のキャリア注入阻止Ｎ（２）と区
別し得る。

即ち、第１のＮ９Ｍ域（６）はその領域全体の光導電性
によって光感度特性を全般に亘って向上させる。特に、
第１の層領域（６）に到達し易い比較的長波長な光に対
しては優れた光感度特性が得られ、これにより、半導体
レーザーを記録用光源とした電子写真感光体に好適とな
る。

また、従来のａ−５ｉ電子写真感光体によれば、前記キ
ャリア注入阻止Ｊ！　（２）の層厚をａ−５ｉ光導電層
（３）に対して１７５倍以下に設定するのに対して、本
発明の電子写真感光体によれば、第１の層領域（６）の
層厚は第２の層領域（７）に比べて１倍以下であっても
十分に残留電位を小さくして光感度特性を向上させるこ
とができ、その好適な［比は１７２以下、最適には１７
４以下に設定するのがよい。

この光導電性ａ−５ｉＣ層（５ａ）の炭素含有量は、第
４図乃至第９図に示す通りであり、横軸は基板から感光
体表面に至る層厚方向を示し、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
Ｎ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の層領域で炭素含を量を少なくし
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。

また、前記第１の１ｉ領域（６）には酸素や窒素の少な
くとも一種を含有させてもよく、これによってａ−Ｓｉ
Ｃ層（５ａ）の基板（１）に対する密着性が向上する。

裏主ｙど１遥 第２の態様によれば、基板上に光導電性ａ−５ｉＣ層を
形成した電子写真感光体であって、前記ａ−ＳｔＣ層は
少な（とも第１のｉ領域、第２のｒｒｉ領域及び第３の
層領域を具備し、第１の層領域は第２のｒｒＪｅＩ域よ
り、第２のＮ領域は第３の層領域よりそれぞれ基板側に
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０．１乃至
１０．　ＯＯＯｐｐｍのｎＩａ族元素が含まれており、
更に第１のｉｉ　９！域は第２の層領域よりもｍａ族元
素が多く含まれていることを特徴とする正極性に帯電可
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Ｈ様にて示した第２の層領域（７）の上に更に第
３の層領域（８）を形成し、これに伴って第３の層領域
（８）の炭素含有量を第２のＮ領域（７）よりも多くし
、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導電性ａ−
３ｉＣ層（５ｂ）とした。

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

即ち、第３の層領域（８）は、光導電性ａ：ＳｉＣＮ（
５ｂ）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ｇＩ層（４）とは
全く区別し得るものである。また、光キャリア発生層と
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１０１３Ω・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１００
０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の層領域（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ＮｐＪｆ域（７）
に比べて１倍以下、好ましくは１７２倍以下、最適には
１７４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。

本発明によれば、光導電性ａ−３ｉＣ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方向を示し、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）に示すそれぞれの範囲は第１のＮ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図は層厚方向
に亘って炭素の含有量を漸次変え、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。

員り至腹盪 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−ＳｉＣ層は
少なくとも第１のＩＷ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Ｎ　９ｉ域は０．１乃至１０，
０００ｐｐｍのｍａ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ｍａ族元素が多く含まれて
いることを特徴とする正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ＮＳＭ域（８）の上に更に第４
の層領域（９）を形成し、これに伴って第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の層領域（６）から第４のＮ領域（９
）を実質上一体化して光導電性ａ−３ｉＣ層（５ｃ）と
した。

この第４ＯＮ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。

本発明によれば、光導電性ａ−ＳｉＣ層（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方向を示し、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図は層厚方向に亘って炭素の含有量
を漸次変え、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。

裏土」υｌ盪 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ａ−ＳｉＣＪ！ｆ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２０層領域より基板側に、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１のＪＬｉｌ域は０．１乃至１０．ＯＯＯｐｐ
ｍのｎＩａ族元素が含まれており、更に第１の層領域は
第２のＦＩ層領域りもｌｎａ族元素が多く含まれている
ことを特徴とする正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表面保護層（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ｇｉ層（１０）はａ−ＳｉＣから成る
という点では光導電性ａ−ＳｉＣＪｉ（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ＩＩ！　（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−５ｉＣ表面保護層となる。

第４の態様によれば、炭素含有分布は第２３図及び第２
４図に示す通りであり、横軸は基板から怒光体表面に至
る層厚方向を示し、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Ｎ９Ｍ域、第２の層領域
、第３のＮ　ｆｆＩ域及びａ−ＳｉＣ表面保護層を表し
ている。

本発明によれば、単一組成のａ−ＳｉＣ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−
５ｉＣ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
来周知の表面保護層を形成してもよい。この層はそれ自
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−ＳｉＣ，ＳｉＯ２，ＳｉＯ，
ＡｌｚＯ：＋＋ＳｉＣ＋５ｉＪ４＋ａ−Ｓｉ＋ａ−Ｓｉ
：Ｈ＋ａ−５ｔ：Ｆ＋ａ−ＳｉＣ：Ｈ，；ａ−ＳｉＣ：
Ｐ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−５ｉＣ層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０例えば、グロー放電
分解法に用いられる気体原料として５ｉＨｎ＋５ｉｚｌ
１６，５ｉＪａなどのＳｉ系ガス、ＣＨｉ、ＣＪ４−Ｃ
Ｊｚ、ＣｚＨｂ、ＣＪｓなどのＣ系ガスを用いればよく
、更にＨｚ＋　Ｈｅ、　Ｎｅｔ　Ａｒなどをキャリアー
ガスとして用いてもよい。

また、ａ−５ｉＣ膜をグロー放電分解法により形成する
場合、その原料に５ｉＨａガス及びＣｚｔＬｚガスを用
いれば大きい成膜速度（約５乃至２０μｍ／時）が得ら
れ、これにより、その成膜時間を著しく小さくすること
ができる。因に５ｔ）Ｉ４ガスとＣＨ４カスを用いて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。

更に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ＳｉＨ４＋ＣＪｚ＋ＢＪｉ（Ｈｚガス
希釈で０．２χ含有）、ＢＪ＆（Ｉ＋！ガス希釈で３８
ｐｐｍ含有）、１１１．ＮＯガスが密封されており、Ｉ
ＩＺ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）（２
６）　（２７）　（２８）により制御され、第１、第２
．第３．第４．第５タンク（１１）　（１２）　（１３
）　（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（３
０）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５〇−
乃至３ｈが、また周波数はＩ　ＭＨｚ乃至１０ＭＨｚ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３５０℃の温度に均
一に加熱される。更に、反応管（３３）の内部はａ−５
ｉＣ膜形成時に高度の真空状Ｂ（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’（Ｂ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５Ｉ８４１ＣＺＨ２，ＢＺｌｌ＆、Ｈｚ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）により制御され、５ｉＨ
ｎ、ＣＪｚ＋ＢｚＨ６＋Ｉ’ｈ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５０−乃至３に−
１または周波数が１乃至１０ＭＨｚ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Ｂを
含存した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−３ｉＣ層をアルミニウム
製成膜基板に生成し、そのＣ，Ｈ，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５ｉｌｌ＜ガスを１０
１００５ｅの流量で、第５タンク（１５）よりＯＸガス
を３００ｓｅｃｍの流量で放出し、第２タンク（１２）
よりＣ、ＩＩ　Ｚガスを１０〜１０１００５ｅの流量で
放出し、グロー放電分解法に基いてａ−ＳｉＣ膜を約５
μｍの厚みで、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。尚、製造条件
として基板温度を３００℃、ガス圧を０．４５Ｔｏｒｒ
ｓ高周波電力を１５０Ｗに設定した。

第２６図によれば、横軸にＣ，Ｈ，ガス流量（ｓｃｃｍ
）を、縦軸に導電率〔（Ω・ｃｍ）−’）を表わし、・
印は暗導電率のプロット、Ｏ印は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・
ｃ＋＋）−’以上と成り得、最大で１０−”（Ω・ｃｍ
）−’以上まで得られた。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−ＳｉＣ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Ｂｚｔ（６ガス（又
はＰＨ，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５ｉＨａとｃｚｏｚの合計流量に対するＢ
ＺＨｂ純量（これはＨ２ガスの希釈比率より換算して求
められるＢｚＨｂの絶対流量のことである）である。尚
、ＢｚＨｂ純量をＰＨ，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、
Ｏ印は光導電率のプロットであり、ｃ、ｄ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、ＰやＢをドーピングしたａ−
３ｉＣ層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２）に基づき下記の通りにガス流
量を設定して得られたａ−ＳｉＣ層に対して分光感度特
性を測定し、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。

立入流量 Ｓ　ｉ　Ｈａガス流量・・・１００５Ｃ１００５ＣＣガ
ス流量・・・１０５ｃｃＩＩ＋Ｂ、Ｈ＆　（３８ｐｐｍ
含有）・・・１０００１０００ｓｃガス流量・・・・１
０１００５ｃ 第２８図より明らかな通り、可視光領域に光感度が認め
られ、特に長波長側に増悪があり、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３）と同じように製作したａ−５
ｉＣ層（厚み３０μｍ）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正帯電し、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、ｆ、ｇ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＋６００Ｖと
大きくなっており、暗減衰も５秒後で２５χ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−ＳｉＣ層を−５，６ＫＶ
′おコロナチャージャで負帯電させたところ、表面電位
が数十Ｖであった。

そして、この（例４）に基づいて製作されたａ−５ｉＣ
層感光体を、＋５．６ＫＶのコロナチャージャによって
正極性に帯電させ、次いで画像露光して磁。

気ブラシ現象を行った結果、画像濃度が高（、高コント
ラストで良質な画像が得られ、２０万回の繰り返しテス
ト後においても初期画像の劣化が見られず、耐久性も良
好であることが確認できた。

（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ＳｉＨ。

ガスを、第２タンク（１２）よりｃｚｎｚガスを、第３
タンク、第４タンク（１３）　（１４）よりＢ　２ＩＩ
　、ガスを、第５タンク（１５）よりＮ２ガスを、第６
タンク（１６）よりＮ０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の電子写真特性は、暗中で＋５
．６にＶの高圧源に接続されたコロナチャージャで正極
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特性
が得られた。尚、残留電位は露光開始の５秒後の値であ
る。

表面電位・・・＋７００Ｖ 光感度・・・０．３８ｃｍ”ｅｒｇ相 残留電位・・・２５Ｖ ｔ　　ゝ、 ゛＼、 （例６） 本例においては第２の態様の感光体を第２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
。

表面電位・・・＋７６０Ｖ 光感度・・・０．４０ｃｍ２ｅｒｇ−’残留電位・・・
３０Ｖ ゛・、 ゛　　　／ −一パ （例７） 本例においては第３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
。

表面電位・・・＋８２０■ 光感度・・・０．４２ｃｍ”ｅｒｇ−’残留電位・・・
３５Ｖ ＋、　　　−−／ 一一一て ゝ＼、 また、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的綿である。

第３０図より明らかな通り、表面電位が約＋８２０νと
著しく大きくなっており、暗減衰も５秒後で８χ程度で
あって電荷保持能力に優れている。

（例８） 本例においては第４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
。

表面電位・・・＋８７０Ｖ 光感度・・・０．４２ＣＩＩＩｚｅｒｇ−１残留電位・
・・４５Ｖ ゛／ （例９　） 本例においては、第２５図に示したグロー放電分解装置
を用いて下記の製造条件によって成膜速度を測定したと
ころ、第３１図に示す通りの結果が得られた。

ｍ庄 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５Ｔｏｒｒ 基板温度・・・３００℃ Ｓｉｎ、ガス流量・・・１ＯＯｓｃｃＩ１１Ｈｔガス流
量・・・３００ｓｃｃｒａ 第３１図中○印は測定結果のプロットであり、ｊはその
特性曲線である。

第３１図より明らかな通り、Ｃｚｌ’ｈガスの含有比率
が大きくなるのに伴って成膜速度が大きくなっており、
約５〜１３μ屓／時の成膜速度となった。

（例１０） 本例においては、（例９　）と同一の製造条件によって
ＣｚＨｚガスの含有比率を変えながら膜中の水素含有量
を追ったところ、第３２図に示す通りの結果が得られた
。

第３２図中、○印及び・印はそれぞれＣ及びＳｉと結合
したＨの結合量を示すプロットであり、ｋ、１はそれぞ
れその特性曲線である。

第３２図より明らかな通り、ＣｚＨｚガスの含有比率が
大きくなるのに伴ってＣ−Ｈ結合が増大すると共にＳ−
Ｈ結合が減少することが判る。

〔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が高い暗抵抗値とな
り、且つ光感度特性にも優れていることによって実質上
表面保８ｉ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、光導電性ａ−ＳｉＣ層だけから成る
電子写真感光体が提供できた。

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ｍａ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、正極性に有利に帯電することが
できる正極性用電子写真感光体が提供される。

更に、従来のａ−Ｓｉ感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流点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、ａ−３ｉ
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、高品質且つ高信鯨性の電子写
真感光体が提供される。

また、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
設ける必要がなく、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。

更に本発明の電子写真感光体を、従来のａ−３ｉ感　。

光体と比較して場合、このａ−Ｓｉ感光体の問題点とし
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−Ｓｉ感光体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長所がある。

また、本発明の電子写真感光体はａ−３ｉ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悪も可能になるとい
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Ｎ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１Ｏ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ガスの流量比率に対する導電率を示す線
図、第２７図はＰＨ３ガス及びＢ　ｚ　Ｈｂ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、第３１図はｃｚｏｚガスの流量比率に対
する成膜速度を示す線図、第３２図はＣＺＩＩＺガスの
流量比率に対する水素原子の結合比率を示す線図である
。 １・・・基板 ５．５ａ、５ｂ、５ｃ・・・・光導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ｓＩ
ｉ層 特許出願人　（６６３）京セラ株式会社同　　　　河村
孝夫

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に０．１乃至１０，０００ｐｐｍの周期律
   表第IIIａ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正極性に
   帯電可能な電子写真感光体。
2. （２）前記アモルファスシリコンカーバイド層は１乃至
   ９０原子％の炭素を含有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の電子写真感光体。
3. （３）前記アモルファスシリコンカーバイド層は１乃至
   ９０原子％の炭素と５乃至５０原子％の水素を含有して
   なることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   電子写真感光体。