JPH02165159A - 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〕 本発明は主たる光導電層がアモルファスシリコンカーバ
イド層である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、アモルファスシリコンカーバイド（以下、ａ−Ｓ
ｉＣと略す）光導電層から成る電子写真感光体が提案さ
れ、この感光体はそのカーボン含有量を適当に変えるこ
とによって幅広い分光感度特性（ピーク６００〜７００
ｎｓ　）が得られる点で、あるいは容易に高い暗抵抗率
が得られる点などで注目されている。

上記電子写真感光体によれば、ａ−５ｉＣ光導電層をア
ルミニウム基板に形成するに当たって、核層内部の基板
側の層領域に酸素や窒素を含有させ、これにより、膜の
基板に対する密着力を高め、しかも、基板からのキャリ
アの注入を■止する機能をもたすことが提案されている
。

しかしながら、上記のように酸素や窒素（以下ＮＯ元素
と略す）を多く含有させると膜の密着力が高められる反
面、その層領域でキャリアが［ラップされ、残留電位が
高くなるといら問題点がある。

そこで、残留電位を低下さゼるためにＮＯ元素含有量を
小さくすると膜の密着力が低下するとい・う問題を招く
。

従１．て本発明は叙上に堪みて完成されたｔ）のであり
、その目的はａ−５ｉＣ［の基板との密着力が高められ
るとともに残留電位が低減した電子写真感光体を捷供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電子写真感光体は、導電性基板上に因朋律表第
Ｖａ族元素を５００〜・５ｏｏｏρｐｍ含有する第１の
ａ−３ｉＣ層並びに光導電性を有する第２のａ　−Ｓ　
＋６Ｍが順次積層され、第１のａ−ＳｉＣＮにＮＯ元素
がその合計量どし、て０．０１〜３０原了％の範囲内で
含有されるとともにＮＯ元素が多く含有された第１の層
領域並びにＮＯ元素が少なく含有された第２の層領域が
順次形成されたごとを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明電子写真感光体の基本的Ｎ構成を示し１
、第２図はその典型的層構成を示ず６第】１図において
は、フルミニラムなどから成る勇電性！Ｎ板（１）の上
に第１のａ−１６層（２）及び第２のａ−３ｉＣ層（３
）が順次積層され、第１のａ−ｓｉｅ層（２）は基板側
より第１の層領域（２ａ）及び第２の層領域（２１１）
が順次形成され゛（成る。また、第２図によれば。、第
２のａ−３ｉＣ層（３）の−Ｆに表面保漕眉（４）が形
成される。

第２のａ−３ｉＣ層（３）は光導電性を有する実質上の
光キヤリア発生層であり、第１のａ−３ｉＣＪｍ（２）
は基板からのキャリアの注入を阻止するとともに１庭こ
対する膜の密着力を高めている。そして、第１のνＳｉ
Ｃ層（２）にば１７Ｊ朋律表第Ｖａ族元素（以下、Ｖａ
族元素と略す）を所定の範囲内で含有ざ（士で上記キャ
リア注入阻止機能を高め１、しかも、感光体の帯電性を
負帯電型とし７ている。

本発明においては、第１のａ−５ｉＣ層（２）をＮＯ元
素含有量の差による２種類の層８■域と成し、これによ
り、キャリアの注入阻止機能を高めるとともに基板に対
する膜密着カタ高めることが特徴である。

先ず、第１のａ　−Ｊ　Ｉ　Ｃ層（２）には上記目的の
ためにＮＯ元素をその合計量とＬ２て０，０１〜３０原
子％、好適には０．１〜２０原了％の範囲内で含有さ・
〔るとよく、その含有量が０．０１原子％未満の場合Ｃ
コは密着力を高める効果がなく、あるいは表面電位を高
める効果もなく、一方、３０原了％を超えた場合には残
留電位が高くなる。

ただし、第ｉ　０）ａ−３ｉＣＪｌ（２）はＶａ族元素
が所定量含有されて厚みが法められる層であり、ぞして
、上記ＮＯ元素は：その層厚範囲内で平均ａ・有量とし
て表わすものである。

かかる第１のａ−３ｉＣ層（２）にはＮＯ元素含有星の
多い第１の層領域（２ａ）並びに少ない第２の層領域（
２ｂ）が順次形成されて成り、第ｊの層領域（２ａ）は
主として基板きの密着力を高める作用があり、第２の層
領域（２ｂ＞は主とし、てキャリアの注入阻止機能を高
める。

このような二層領域（２ａ）　（２ｂ）には例えば第３
図−第８図に示すようなＮｏ元素含有分布がある。

これらの図において、横軸は層厚方向であり、寝軸はＮ
Ｏ元素合計含ｆｊ量であり、Ｓは基板（１）と第１の層
領域（２ａ）との界面ごあり、ｔは第１の層領域（２ａ
）と第２の層領域（２ｈ）の境界であり、Ｕは第２の層
領域（２ｂ）と第２のａ−５ｉＣ層（３）との界面であ
る。

また、上記二層領域（２ａ）　（２ｂ）について、次の
通りに厚みを設定するとよい。

第１の層領域（２ａ）の厚みは０．０１〜１メＩｍｚ好
適には０．０５〜０．５．＋ｒｍの範囲内に設定すると
よく、この範囲内であれば、基板との密着力を高め、残
留電位を低減させるという点でよい３、第２の層領域（
２ｂ）の厚みは０．５〜５μｍ、好適には１〜４μｍの
範囲内に設定するとよく、この範囲内であれば、表面電
位を高め、感光体の耐（電）圧を高めるという点でよい
。

第１のａ−ＳｉＣ層（２）にはＶａ族元素を層厚−ｈ向
に亘る平均値として５０〜５０００ｐｐ１ｍ、好適には
２００〜２０００ｐ東含有させる。この含有量が５０ｐ
ｐｍ未満の場合には基板側からの正電荷の注入に対する
阻止能が不充分となり、５０００ｐｐｍを越える場合に
は膜中の欠陥が増加し、これにより、暗導電率が大きく
なり、上記のようなキャリア注入阻止能が低下する。

上記Ｖａ族元素にはＮ＋Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ＋Ｂｉがあるが
、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、その上、優れた帯電能や光感度が得られるという
点で望ましい。

前記第２のａ−ＳｉＣ層（３）は、組成式（Ｓｆ＋−＋
＋Ｃ１１）、、Ａ　、　（Ａは水素やハロゲンの元素を
表わす）で示すと ０．０５　＜　ｘ　＜　０．５ 好適には０．１　＜　ｘ　＜　０．４ ０．２　　＜　　ｙ　　＜　　０．５ 好適には０．２５　＜ν＜　０．４５ の範囲内に設定するとよく、この範囲内であれば、高い
表面電位、可視光感度に近い分光感度並びに膜の内部応
力の低減化を最も有利に達成することができる。

また、第１のａ−ＳｉＣ層（２）の組成比率については
、０．０５　＜　ｘ　＜　０．７、好適には０．１　＜
　ｘ　＜　０．５．０．２　＜　ｙ　＜　０．５　、好
適には０．２５　＜　ｙ　＜　０．４５の範囲内に設定
するとよく、この範囲内であれば、残留電位が低減し、
表面電位が一層高められるという点でよい。

前記表面保護１ｉ　（４）には高硬度な特性が要求され
、これによって耐久性に優れた電子写真感光体となる。

また、核層（４）の光学バンドギャップは２、ＯｅＶ以
上がよく、これによって高い光感度が維持できる。

このような条件を満たす表面材料には、第２のａ−５ｉ
Ｃ７！（３）に比べてカーボンを多く含むａ−３ｉＣが
あり、その他にアモルファスシリコンオキサイド、アモ
ルファスシリコンナイトライド、アモルファスカーボン
などがある。

かくして本発明の電子写真感光体は、ＮＯ元素含有量が
異なるａ−３ｉＣ二Ｎ　６ｍ域を有しているため、基板
との密着力が高められ、しかも、残留電位が小さくなる
。

また、本発明の電子写真感光体は、負帯電型として供さ
れる。

次に本発明電子写真感光体の製法を述べる。

ａ−５ｉＣ層を形成するにはグロー放電分解法、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法などの薄膜形成方法がある。

グロー放電分解法を用いる場合、Ｓｉ元素含有ガスとＣ
元素含有ガスを組合せ、この混合ガスをプラズマ分解し
て成膜形成する。このＳｉ元素含有ガスには５ｉＨ１，
５ｉｚｆｌい５１３Ｈ１ｌｌ　５ｔｐ４．５ｔｃ１ｔ、
　５ｉＨＣ１３等々があり、また、Ｃ元素含有ガスには
Ｃ１１４，Ｃｚｌｌ＊、ＣＪｚ＋ｃｓＨｓ等々があり、
就中、Ｃ，１１□は高速成膜性が得られるという点で望
ましい。

本実施例に用いられるグロー放電分解装置を第９図によ
り説明する。

図中、第１タンク（５）、第２タンク（６）、第３タン
ク（７）、第４タンク（８）、第５タンク（９）にはそ
れぞれＳｉＨ＊＋ＣＪｉ、ＰＨｚ（Ｐｌｂが０．２χ濃
度で水素希釈されている）　、ｈｚ及びＮＯが密封され
、これらのガスは各々対応する第１調整弁（１０）、第
２１！整弁（１１）、第３調整弁（１２）、第４！ＰＩ
整弁（１３）及び第５調整弁（１４）の開放により放出
する。その放出ガスの流量はそれぞれマスフローコント
ローラ（１５）（１６）　（１７）　（１８）　（１９
）により制御され、各々のガスは混合されて主管（２０
）　（２１）へ送られる。尚、（２２）　（２３）は止
め弁である。

主管（２０）を通じて流れるガスは反応管（２４）へ流
入するが、この反応管（２４）の内部には容量結合型放
電用電極（２５）が設置され、また、筒状の成膜用基板
（２６）が基板支持体（２７）の上に載置され、基板支
持体（２７）がモータ（２８）により回転駆動され、こ
れに伴って基板（２６）が回転する。そして、電極（２
５）に電力５０−〜３　Ｋｗ、周波数１〜５０ＭｌＩ２
の高周波電力が印加され、しかも、基板（２６）が適当
な加熱手段により約２００〜４００℃、好適には約２０
０〜３５０℃の温度に加熱される。また、反応管（２４
）は回転ポンプ（２９）と拡散ポンプ（３０）に連結さ
れており、これによってグロー放電による成膜形成時に
所要な減圧状態（放電時のガス圧０．０１〜２．０Ｔｏ
ｒｒ）が設定できる。

−のような構成のグロー放電分解装置を用いて基板（２
６）の上にａ−ＳｉＣ層を形成する場合、第１朋整弁（
１０）、第２調整弁（１１）、第３調整弁（１２）、第
４調整弁（１３）及び第５調整弁（１４）を開いて５ｉ
ｆｔ４．Ｃ□Ｈｇ、ＰＨｓ、Ｈｘ、ＮＯの各々のガスを
放出し、その放出量をマスフローコントローラ（１５）
　（１６）　（１７）　（１８）　（１９）により制御
し、各々のガスは混合されて主管（２０）　（２１）を
介し゛Ｃ反応管（２４）へ流入する。そして、反応管内
部の減圧状態、基板温度、電極印加用高周波電力をそれ
ぞれ所定の条件に設定するとグロー放電が発生し、ガス
の分解に伴ってＰ、Ｎ、Ｏ各元素含有のａ−ＳｉＣＷＡ
が基板上に高速に形成する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を述べる。

（例１） 第９図のグロ・−放電分解装置を用いて第１表に示す成
膜条件により第１図の層構成の電子写真感光体を製作し
た。

上記電子写真感光体の各層におけるカーボン、Ｐ　、　
Ｎｏ元素の含有量を測定したところ、第２表に示す通り
の結果が得られた。また、第１のａ−５ｉＣ層のＮＯ元
素平均Ｎ有量は７．３原子％であった。

かくして得られた電子が真感光体の電子写真特性を測定
したところ、優れた帯電能（約７５０Ｖ　）及び光感度
（記録露光量０．６７！ｕｘ・ｓｅｅ　）が得られ、し
かも、低い残留電位（２０ｖ以下）が得られた。

また、感光体の膜に傷をつけ、そして、水浸するという
密着力テストを行ったところ、２４時間経過しても傷の
（＝１近からの剥離は生じなかった。

（例２） 本例においては、（例１）の第１の層領域を形成せず、
その他は（例１）と全く同じ層構成とし、これによって
得られた電子写真感光体の緒特性を測定したところ、（
例１）の感光体に比べて帯電能が約１５χ低下し、また
、膜の密着力試験を行ったところ、２４時間経過後、傷
の付近から剥離が広がり、密着性が顕著に低下した。

（例３） 次に（例１）の電子写真感光体において、画工の領域（
２ａ）　（２ｈ）のＮｏ元素含有量を幾通りにも変え、
その他の成膜条件を（例１）と同じに設定した種々の感
光体を製作し、そして、表面電位、耐圧及び残留電位並
びに膜の密着力を測ったとこ７）、第３表に示す通りの
結果が得られた。

各々の測定結果は次の通りに評価した。

表面電位については、三区分の評価基準を定め、その優
位なものから順次◎印、○印及びΔ印とし、相対比較を
行った。

また、耐圧についても、同様に◎印、４０印及びΔ印に
よる相対的な評価基準を定めた。

残留電位については、◎印は最も低減した場合であり、
０印は若干高くなっているが、実用上支障がない場合で
あり、Δ印は顕著に大きくなって実用上支障がでた場合
である。

密着力については、前述した密着力テストを行い、そし
て２４時間経過後に剥離が全く認められなかった場合を
◎印とし、剥離が若干認められたが、それ以上進行しな
かった場合をＯ印、そして、剥離が認められ、更にそれ
が進行し続けたものをΔ印とした。

〔以下余白〕

第３表より明らかな通り、本発明の感光体Ｂ〜Ｇはいず
れの緒特性についても優れたものとなっていることが判
る。

然るに感光体Ａは優れた残留電位が得られているが、表
面電位、耐圧及び密着力に劣っている。

また、感光体■は残留電位に劣っている。

（例４） 次に本発明者等は第４表の成膜条件によって第２図に示
す層構成の電子写真怒光体を製作した。

〔以下余白〕

第 表 印の感光体は本発明の範囲外のものである。

上記電子写真感光体の各ぞにおけるカー・ボン、Ｐ、Ｎ
Ｏ元累の含有旦を測定したところ、第５表に示す通りの
結果が得られた。

第 表 かくして得られた電子写真感光体の電子写真特性を測定
したところ、優れた帯電能＜７８０Ｖ　”）及び光感度
（記録露光ｆｆ１Ｏ，６５１２ｕｘ−ｓｅｅ）が得られ
、しかも、低い残留電位（２０ｖ以下）が得られた。

また、密着力テスト・を行ったところ、全く剥離が生じ
なかった。

本発明者等はに記実施例以外にＮＯガスに代えて酸素（
０バガス又は窒素（Ｎよ）ガスを用いても同様な結果が
得られることを確認した。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、改の密着力に優れ、かつ
、残留電位の低減化など種々の電子写真特性が改善でき
た電子写真感光体を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明電子写真感光体の層構成を示
す断面図であり、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図及び第８図はＮｏ元素含有分布を示す線図、第９図
はグロー放電分解装置の説明図である。 １・・・導電性基板 ２・・・第１のアモルファスシリコンカーバイド層２ａ
・・・第１の層領域 ２ｂ・・・第２の層領域 ３・・・第２のアモルファスシリコンカーバイド層特許
出願人　（６６３）京セラ株式会社代表者　安城　飲方 同　　河村孝夫

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板上に周期律表第Ｖａ族元素を５００〜
   ５０００ｐｐｍ含有する第１のアモルファスシリコンカ
   ーバイド層並びに光導電性を有する第２のアモルファス
   シリコンカーバイド層が順次積層され、第１のアモルフ
   ァスシリコンカーバイド層に酸素及び窒素から選ばれた
   少なくとも一種の添加元素がその合計量として０．０１
   〜３０原子％の範囲内で含有されるとともに添加元素が
   多く含有された第１の層領域並びに添加元素が少なく含
   有された第２の層領域が順次形成されたことを特徴とす
   る電子写真感光体。
2. （２）第１の層領域の厚みが０．０１〜１μｍの範囲内
   である請求項（１）記載の電子写真感光体。
3. （３）第２の層領域の厚みが０．５〜５μｍの範囲内で
   ある請求項（１）記載の電子写真感光体。