JPH0731407B2

JPH0731407B2 - 無定形ホウ素を用いた静電写真用画像形成部材

Info

Publication number: JPH0731407B2
Application number: JP62290441A
Authority: JP
Inventors: ストルカミラン; エム．ペイダモダー
Original assignee: ゼロックスコーポレーシヨン
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: US4758487A; JPS63159862A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は一般的には水素化またはハロゲン化無定形ホウ
素を静電写真用画像形成部材として使用することに関す
る。より詳しくは、本発明は光導電性を有する水素化無
定形ホウ素からなる（積層部材も含む）光応答性画像形
成部材に関する。本発明の一態様においては、約1.0〜
約３電子ボルトのバンドギャップと約５原子％〜約30原
子％の水素含量を有する無定形ホウ素からなる光導電性
画像形成部材が提供される。また、本発明の範囲には支
持基体上に配置された光導電性を有する水素化無定形ホ
ウ素からなり、さらにオーバーコート層を有している積
層光導電性画像形成部材も包含される。さらに、本発明
によれば、水素化無定形ホウ素と光導電性水素化無定形
ケイ素からなる画像形成部材が提供される。また、本発
明の別の態様によれば、光導電性無定形ホウ素は後で詳
述するように勾配をもつて画像形成部材中に存在する。
上気画像形成部材は静電写真画像形成方法に特に有効で
あり；さらに、或る構成においては、本発明の画像形成
部材はゼログラフイー印刷システム用に選択することが
できる。

静電写真画像形成システム、特にゼログラフイー画像形
成方法は従来広く開示されている。一般に、これ等方法
においては、静電潜像を形成するために光導電性材料が
選択される。光受容体は表面上に光導性材料の層を有す
る導電性基体から構成されることができ、多くの場合、
両者の間には薄いバリヤ層が設けられており、それによ
つて、得られる画像の品質に悪影響を与えることがある
基体からの電荷注入が防止されている。有効な既知の光
導電性材料の例はセレン、セレン・テルルやセレン・ヒ
素のようなセレン合金、等々である。また、様々な有機
光導電性材料例えば、トリニトロフルオレノンとポリビ
ニルカルバゾールとの錯体が画像形成部材として選択さ
れることができる。最近では、アリールアミン正孔輸送
分子と光発生層とを有する積層有機応答性デバイスが開
示されている（例えば、米国特許第4,265,990号参照、
その開示は全体的に参考のために本願明細書中に組み入
れられる）。

また、無定形ケイ素光導電体も知られている（例えば、
米国特許第4,265,991号および第4,225,222号参照）。'9
91号特許には、基体と、水素10〜40原子％を含有し厚さ
５〜80μを有する無定形ケイ素の光導電性オーバー層と
からなる電子写真用感光性部材が開示されている。さら
に、この特許には、無定形ケイ素を製造する方法が記載
されている。製法の一態様においては、チヤンバー内に
存在する部材を50℃〜350℃の温度に加熱し、チヤンバ
ーへケイ素原子と水素原子を有するガスを導入し、電気
エネルギーによつてチヤンバー内に電気放電させてガス
をイオン化し、そこで電気放電を利用することによつて
0.5〜100Å／秒の速度で基体上に無定形ケイ素が付着さ
れることによつて予め定められた厚さの無定形ケイ素光
導電性層を得ることから成る方法によつて電子写真用感
光性部材が製造される。この特許に記載されている無定
形ケイ素デバイスは感光性であるが、例えば1,000回未
満のわずかな数の画像形成サイクルの後でも、多数の抜
けを伴つた低解像度の許容できない低品質画像を生じ
る。それ以上のサイクル数では、即ち、連続1,000回の
画像形成サイクル後には、そして10,000回の画像形成サ
イクルの後には、画質は悪化し続けてついにはしばしば
画像が部分的に削除されるにまで到る。

また、同時係属出願には、無定形ケイ素からなる光導電
性材料が説明されている。従つて、例えば、補償された
無定形ケイ素組成物を含有する電子写真デバイス（Elec
trophotographic Devices Containing Compensated Amo
rphous Silicon Compositions）と題する同時係属米国
出願第695,990号（その開示は全体的に参考のために本
願明細書中に組み入れられる）には、支持基体と、重量
でホウ素約250ppm〜約１％を含有し実質的に等量の燐に
よつて補償された無定形水素化ケイ素組成物からなる画
像形成部材が開示されている。さらに、オーバーコート
された無定形ケイ素組成物を含有する電子写真デバイス
（Electrophotographic Devices Containing Overcoate
d Amorphous Silicon Compositions）と題する同時係属
出願米国特許第4,544,617号（その開示は全体的に参考
のために本願明細書中に組み入れられる）には、支持基
体と、無定形ケイ素層と、ドープされた無定形ケイ素か
らなる捕獲層と、トツプオーバーコート層とからなる画
像形成部材が記載されている。さらに、無定形ケイ素の
異質電子写真画像形成部材（Heterogeneous Electropho
tographic Imaging Members of Amorphous Silicon）と
題する同時係属出願米国特許第4,613,556号（その開示
は全体的に参考のために本願明細書中に組み入れられ
る）には、水素化無定形ケイ素光発生組成物と、プラズ
マ付着酸化ケイ素の電荷輸送層とからなる画像形成部材
が記載されている。さらに、後者の同時係属出願には、
酸化ケイ素電荷輸送層と光発生層との間の界面遷移勾配
が開示されている。

さらに、無定形炭素を有する電子写真画像形成部材（El
ectrophotographic Imaging Members With Amorphous C
arbon）と題する同時係属出願米国出願第751,820号（そ
の開示は全体的に参考のために本願明細書中に組み入れ
られる）には、水素化無定形炭素またはハロゲン化無定
形炭素からなる光応答性画像形成部材が記載されてい
る。特に、上記同時係属出願の教示によれば、支持基体
と、それと接触している約0.5〜約５電子ボルトのバン
ドギヤツプを有する水素化無定形炭素またはハロゲン化
無定形炭素とからなる光応答性画像形成部材が説明され
ている。

無定形ケイ素画像形成部材を開示しているその他の代表
的な先行技術は、例えば、米国特許第4,357,179号（高
密度無定形ケイ素またはゲルマニウムを含有する画像形
成部材の製造方法に関する）；米国特許第4,237,501号
（反応チヤンバーにアンモニアを導入する水素化無定形
ケイ素製造方法を開示している）；米国特許第4,359,51
4号；第4,404,076号；第4,403,026号；第4,397,933号；
第416,962号；第4,423、133号；第461,819号；第4,490,
453号，第4,237,151号；第4,356,246号；第4,361,638
号；第4,365,013号；第3,160、521号，第3,160,522号；
第3,496,037号；第4,394,426号；および第3,892,650号
でてある。

補償された部材も含めて上記の無定形ケイ素光応答性画
像形成部材はそれ等の意図する目的には適するかも知れ
ないが、新規な画像形成部材は依然必要とされている。
また、悪化することなく多数回の画像形成サイクルに連
続使用することができる改善された光導電性材料が必要
とされている。さらに、不感湿性であり、しかも引つ掻
きや磨滅によつて生じる電気的影響による悪影響を受け
ない水素化無定形ホウ素からなる改善された光応答性画
像形成部材が必要とされている。さらに、最小数の加工
工程によつて製造することができ、しかも層が互いに十
分接着していて繰り返し画像形成および印刷プロセスに
連続使用することを可能にするように水素化無定形ホウ
素からなる改善された光導電性画像形成部材が必要とさ
れている。さらに、静電写真画像形成方法に組み込むの
に選択されることができ、湿度および帯電装置によつて
生じたコロナイオンに対して不感性であるので画質の劣
化を生じることなくかなりの数の画像形成サイクルにわ
たつて使用することができ、しかもそれから構成された
部材が他の望ましい特性も有しているようなハロゲン化
無定形ホウ素光導電性物質が依然必要とされている。加
えて、水素化無定形ホウ素を輸送層として選択すること
ができ、さらに無定形ホウ素のような光発生物質を包含
している、光応答性画像形成部材が必要とされている。
さらに、その表面が水素化無定形ケイ素よりも化学的に
安定であると思われる光応答性画像形成部材が必要とさ
れている。また、水素化無定形ケイ素画像形成部材の製
造に使用されているシランまたはジシランよりも化学的
に安定であるジボロンガスを選択できる、光応答性画像
形成部材の製造を可能にする比較的危険でない方法が必
要とされている。

発明の概要従つて、本発明は上記欠点のいくつかを克服する光応答
性画像形成部材を提供することである。

さらに、本発明の目的は水素化無定形ホウ素からなる光
導電性画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光発生層としての無定形ホ
ウ素と電荷輸送成分を用いた積層光応答性画像形成部材
を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は水素化無定形ホウ素を電荷
輸送物質として用いた積層光応答性画像形成部材を提供
することである。

さらに、本発明の目的は例えば静電的な画像形成および
印刷方法での使用を可能にする、光導電性を有する水素
化無定形ホウ素およびハロゲン化無定形ホウ素を提供す
ることにある。

さらに、本発明の別の目的は約1.0〜約３電子ボルトの
バンドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素を用いた光
応答性画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約1.0〜約３電子ボルトの
バンドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素が勾配をも
つて存在する光応答性画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燐やケイ素やヒ素や窒素な
どのｎ型および／またはｐ型ドーパントを有する水素化
無定形ホウ素からなる光導電性画像形成部材にある。

さらに、本発明の目的はオーバーコート層を有する画像
形成部材としての水素化無定形ホウ素またはハロゲン化
無定形ホウ素の提供にある。

また、本発明によれば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、およ
び無定形炭素などの、米国特許第4,544,617号（その開
示は全体に参考のために本願明細書中に組み入れられ
る）に説明されているようなオーバーコート層を有する
水素化またはハロゲン化無定形ホウ素光導電体が提供さ
れる。

さらに、本発明によれば、場合によつては赤外スペクト
ル領域に感光性にすることができるゲルマニウムのよう
な物質をドープされていてもよい水素化無定形ホウ素か
らなる積層光応答性画像形成部材が提供される。

さらに、本発明の目的は、光導電性を有する水素化また
はハロゲン化無定形ホウ素を成分として含有している光
導電性部材を使用した画像形成方法；および水素化無定
形ホウ素物質を製造するための方法および装置を提供す
ることである。

本発明のこれ等およびその他の目的は水素化無定形ホウ
素からなる光導電体の提供によつて達成できる。特に、
本発明によれば、光導電性を有する水素化またはハロゲ
ン化無定形ホウ素からなる光応答性画像形成部材が提供
される。本発明の一具体的態様においては、約1.0〜約
３電子ボルトのバンドギヤツプを有する水素化またはハ
ロゲン化無定形ホウ素からなる画像形成部材が提供され
る。

本発明の別の具体的な光応答性画像形成部材は支持基体
と、その上に設けられた約1.0〜約2.5電子ボルトのバン
ドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素からなる。さら
に、本発明の別の態様においては、支持基体と、それに
接触している1.4〜２電子ボルトのバンドギヤツプを有
する水素化無定形ホウ素からなる層と、場合によつては
トツプオーバーコート層（この層は一部導電性にされて
いてもよい）とからなる光応答性画像形成部材が提供さ
れる。

さらに、本発明の範囲には、水素化無定形ケイ素のよう
な光発生層と；それに接触して電荷輸送層としての水素
化またはハロゲン化無定形ホウ素とからなる光応答性画
像形成部材も包含される。この態様に関しては、無定形
ホウ素電荷輸送成分は支持基体と光発生層との間に配置
されることができるし；または別法として、支持基体と
無定形ホウ素電荷輸送層との間に光発生層が配置されて
もよい。これ等画像形成部材はその上に保護オーバーコ
ート層を含有していてもよい。

さらに、本発明の範囲には、光発生層（例えば水素化無
定形ケイ素）と；水素化またはハロゲン化無定形ホウ素
の電荷輸送層と；オーバーコートとしての、プラズマ付
着窒化ケイ素やプラズマ付着炭化ケイ素や無定形炭素な
どの様々な既知組成物とからなる光応答性画像形成部材
が包含される。

本発明の光応答性または光導電性部材は、例えば、静電
潜像を形成した後に現像し、次いでその現像像を適切な
基体へ転写し、場合によつてはその像をそこに永久的に
定着させるような、様々な画像形成装置に組み込むこと
ができる。ここに説明されているような水素化またはハ
ロゲン化無定形ホウ素からなり光導電性を有する光応答
性画像形成部材は前記装置に組み込まれたときに例えば
大きな数の（例えば、10,000回の）画像形成サイクルで
の使用を可能にすることによつて示される望ましい性質
を有する。さらに、特定の構成における本発明の光導電
性画像形成部材はゼログラフイー印刷方法（例えば、部
材が赤外スペクトル領域に感光性である成分を含有して
いるもの）に使用するために選択されることができる。
加えて、本発明の光応答性画像形成部材は画像を可視化
するのに液体現像方法が選択されている画像形成装置に
組み込むことができる。

好ましい態様第１図には、支持基体１と；厚さが約５〜約25μであ
り、光導電性を有する水素化無定形ホウ素から構成され
ている光発生／電荷輸送層３とからなる本発明の光応答
性画像形成部材が示されている。この態様においては、
水素化無定形ホウ素は好ましくは約２電子ボルトのバン
ドギヤツプを有している。

第２図には、支持基体11と；厚さが約５〜約25μであ
り、約１〜約3.0電子ボルト（好ましくは、２電子ボル
ト）のバンドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素から
なる光発生／電荷輸送層12とからなり；場合によつて
は、厚さが約200nm〜約１μであり、例えば、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、または２〜４電子ボルトのバンドギヤ
ツプを有する水素化無定形炭素からなるトツプオーバー
コート層14をさらに有していてもよい本発明の光応答性
画像形成部材が示されている。

第３図には、支持基体21と:1〜３電子ボルトのバンドギ
ヤツプを有する厚さが約５〜約25μの水素化無定形ホウ
素からなる光導電層であつて、水素が支持基体のすぐ近
くでは０％の量で、そして光導電層の間の界面では約30
％の量にまで増加する、好ましくは５％水素から15％水
素、の勾配で存在する光導電層23と；厚さ約200nm〜約
１μｍの最上面の保護オーバーコート層25とからなる本
発明の光応答性画像形成部材が示されている。

第４図には、層が第１図〜第３図のものと実質的に類似
しており、支持基体31と；厚さ約0.1μ〜１μの水素化
無定形ケイ素光導電層33と；水素化無定形ホウ素の電荷
輸送層35と；場合によつてはさらにオーバーコート37
（例えば、プラズマ付着窒化ケイ素、炭化ケイ素、また
は無定形炭素からなる）とからなる本発明の光応答性画
像形成部材が示されている。代わりに、第４図の画像形
成部材は、水素化無定形ケイ素と支持基体との間に水素
化無定形ホウ素からなる電荷輸送層が配置されることも
可能である。

第５図には、支持基体41と；水素化無定形ホウ素からな
る電荷輸送層43と；水素化無定形ケイ素などの光発生顔
料からなる光発生層45と；例えば、窒化ケイ素（好まし
くは過剰のケイ素を有する、即ち非化学量論的窒化ケイ
素）、炭化ケイ素、および水素化無定形炭素からなる群
から選択された成分などのオーバーコート層50とからな
る本発明の光応答性または光導電性部材が示されてい
る。さらに、上記画像形成部材のいくつかについては、
例えば水素化無定形ケイ素からなる光発生層には、得ら
れる部材を赤外波長エネルギーに対して応答性にするこ
とができる各種物質を添加することができる。従つて、
例えば、光発生性水素化無定形ケイ素層には約40原子％
までのゲルマニウムを添加できる。

第１図〜第５図の画像形成部材を参照してさらに説明す
ると、オーバーコート層（窒化ケイ素または炭化ケイ素
から成つていてもよい）は非化学量論的組成SiN_xSiC
_y（但し、ｘは約１〜約1.3の数であり、ｙは0.7〜約1.3
の数である）が得られるように形成されることによつて
導電性にされてもよい［米国特許第4,544,617号（その
開示は全体的に参考のために本願明細書に組み入れられ
る）参照］。さらに、本発明には、約0.5〜約５％の燐
またはホウ素をドープされた窒化ケイ素、炭化ケイ素、
または無定形炭素からなるトツプオーバーコート層を有
する旨説明されているものと実質的に均等な光応答性画
像形成部材も包含され、このドーピングはオーバーコー
トを一部導電性にして画質をさらに向上させることがで
きる。また、水素化無定形炭素またはハロゲン化無定形
ケイ素層はその中にｐまたはｎ型の様々なドーパントを
含有することができる。これ等ドーパントは例えば1ppm
〜約1,000ppmの量を存在する。

本発明の画像形成部材、特に図面に示されている画像形
成部材については、水素化無定形ホウ素の代わりとして
ハロゲン化無定形ホウ素を選択することができる。ハロ
ゲン化成分の例はフツ素および塩素である。また、本発
明の目的が達成される限り或る種の非水素化無定形ホウ
素も有効であろう。

ここに示されている光応答性デバイスの各々についての
支持基体は不透明であつてもよいし又は実質的に透明で
あつてもよく、必要な機械的性質を有する様々な適する
材料から達成できる。従つて、基体は本発明の目的が達
成される限り多数の物質から構成され得る。基体の具体
例は無機または有機の重合体組成物のような絶縁性材
料；インジウム錫酸化物のような半導電性表面層を有す
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、ニツケル、黄銅、ステンレス鋼などのよう
な導電性材料である。基体は可撓性であつてもよいし又
は剛性であつてもよく、例えばプレートや円筒ドラムや
スクロールや可撓性無端ベルトなどを含む多数の様々な
構造をもつことができる。好ましくは、基体は円筒ドラ
ムまたは可撓性無端ベルトの形態である。場合によつて
は、特に基体が有機重合体材料である場合には、基体の
背面に例えばマクロロンの名で市販されているポリカー
ボネート材のようなカール防止層をコートすることが望
ましい。

さらに、基体層の厚さは経済的要因や要求される機械的
性質を含めて多数の因子に依存する。従つて、例えば、
この層は約0.01インチ（254μ）〜約0.2インチ（5,080
μ）の厚さがあることができる。好ましくは約0.05イン
チ（1,270μ）〜約0.15インチ（3,810μ）の厚さを有す
る。一態様においては、支持基体は約１ミル〜約10ミル
の厚さの酸化ニツケルからなる。

本発明の画像形成部材の一つの重要な成分は水素化また
はハロゲン化無定形ホウ素である。従つて、本発明に有
効であり、光発生特性および正孔輸送特性を有するとこ
ろの、約５〜約30原子％水素を有する水素化無定形ホウ
素；および約５〜30原子％のハロゲンを有するハロゲン
化無定形ホウ素は例えば、ジボランとアルゴンのような
不活性ガスとの混合ガス中でのdcグロー放電分解と純粋
ホウ素のスパツタリングを組み合わせた混成技術によつ
て得ることができる。この成分はまた、ジボランのrfグ
ロー放電分解によつても生成することができる。また、
コントロールされた水素化はプロセス中に分子または原
子の水素を導入することによつて達成することができ
る。本発明に有効な水素化またはハロゲン化無定形ホウ
素は公知のグロー放電分解によつても製造することがで
きる。また、赤外線に対して感光性である光応答性画像
形成部材が望まれる態様においては、約１〜約２電子ボ
ルトのバンドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素が提
供される。

従つて、具体的には、光導電性を有する水素化またはハ
ロゲン化無定形ホウ素はジボランガスのグロー放電また
はプラズマ付着によつて製造できる。一具体的態様にお
ける製造方法は第一基体電極手段と対向電極手段を有す
る容器を用意し；第一電極手段上に円筒表面を設け；第
一電極手段を回転させながら第一電極手段内に含有され
ている加熱手段によつて円筒表面を加熱し；円筒部材に
対して直角の角度でジボランガスのような無定形ホウ素
源を反応容器内へ導入し；第一電極手段との間に電圧を
印加し；そして第二電極手段に電流を流して、ジボラン
ガスを分解して円筒表面上に約1.0〜約３電子ボルトの
バンドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素の付着を生
じさせるものである。ジボランガスは無定形ホウ素光導
電性物質を提供するために反応チヤンバー内を通つて流
される。例えば、約100sccm〜約1,000sccmのメタンまた
はエタンガスが反応チヤンバーを通つて流れる。上記ガ
スは高周波（rf）または直流（dc）電場の作用によつて
分解されることができ、それによつて縮合性遊離基を生
じる。これ等遊離基は電極の表面上で再結合して光導電
性無定形ホウ素フイルムの形成を可能にさせる。さら
に、水素またはハロゲン含量は電極に伝えられる電力
量；選択されたガスの流量；前駆体ガス（単数または複
数）の組成；分解時の選択圧力；およびその他の類似反
応パラメーターを含めて様様なプロセス条件によつてコ
ントロールされ得る。さらに、高い電力、高い基体温
度、および低い圧力などプロセスパラメーターを注意深
く選択することによつて、比較的少ない水素含量で低い
バンドギヤツプを有する無定形ホウ化を得ることができ
る。しかながら、一般に、無定形ホウ素は本発明の目的
が達成される限り水素約５原子％〜約30原子％またはそ
れ以上を含有する。

本発明の光応答性画像形成部材を製造するのに有効な方
法および装置は米国特許第4,466,380号（その開示は全
体的に参考のために本願明細書に組み入れられる）に具
体的に開示されている。一般に、この特許に開示されて
いる装置は電気絶縁性回転軸上に固定された回転円筒第
一電極手段３と；第一電極手段３内に位置するラジアン
ト加熱素子２と；接続ワイヤ６と；中空軸回転可能真空
フイードスルー４と；加熱源８と；第一電極手段３を収
容している中空ドラム基体５（このドラム基体は第一電
極手段３の部分であるエンドフランジによつて固定され
ている）と；フランジを有する第二中空対向電極手段７
と；スリツトまたは垂直スロツト10および11と；チヤン
バー15内にモジユールを装着するためのフランジ９のた
めの受け17および18を一体部分として有している容器ま
たはチヤンバー手段15と；容量型真空センサー23;ゲー
ジ25と；スロツトルバルブ29を有する真空ポンプ27と；
マスフローコントローラー31と；ゲージおよびセツトポ
イントボツクス33と；ガス圧容器34,35、および36（例
えば；例えばメタンガスの圧力容器34;ホスフインガス
の圧力容器35;および例えばジボランガスの圧力容器3
6）と；第一電極手段のための電源手段37と；第二対向
電極手段７とからなる。チヤンバー15はガス源材料のた
めの入口９と未使用ガス源材料のための出口21を有して
いる。一般に、操作においては、チヤンバー15は真空ポ
ンプ27によつて適切な低圧にまで排気される。次いで、
例えば、容器36からのジボランガスは入口19からチヤン
バー15内へ導入されるが、そのガス流量はマスフローコ
ントローラー31によつてコントロールされる。このガス
は横切る方向に入口19から導入される、即ち、ガスは第
一電極手段３上に収容されている円筒基体15の軸に垂直
方向に流れる。このガスの導入に先だつて、第一電極手
段はモーターによつて回転させられ、ラジアント加熱要
素２には加熱源８によつてパワーが供給され、その間、
電源37によつて第一電極手段と第二対向電極手段には電
圧が印加される。一般に、加熱源８からはドラム５を約
100℃〜約300℃範囲の温度、好ましくは約200℃〜250℃
の温度に維持するのに十分なパワーが供給される。チヤ
ンバー15の圧力はゲージ25で特定された設定に対応する
ようにスロツトルバルブ29によつて自動的に調節され
る。第一電極手段３と第二対向電極手段７との間に生じ
た電場がジボランガスをグロー放電分解によって分解さ
せ、それによつて水素約５〜約30原子％を含有する無定
形ホウ素が第一電極手段３上に収容されている円筒手段
５の表面に均一厚さで付着する。

好ましい一態様においては、1.0〜３電位ボルトのバン
ドギヤツプを有する水素化無定形ホウ素光導電性成分は
米国特許第4,466,380号（その開示は全体的に参考のた
めに本願明細書に組み入れられる）に説明されている詳
細に従つて200/sccmの流量でジボランまたはデカボラン
ガスを反応チヤンバーに導入することによつて製造する
ことができる。より詳しくは、選択された反応チヤンバ
ーを室温に維持し、そして回転円筒電極に高周波パワー
100ワツトを印加してガスを発光させ；そして750ミリト
ルの圧力で一部分解させる。このプロセスを約３時間続
行し、そして対向電極と円筒ドラムの上に付着したそれ
ぞれ陽極フイルムと陰極フイルムをチヤンバーから取り
出す。これ等フイルムのバンドギヤツプを光学的方法に
よつて測定すると、陽極フイルムと陰極フイルムとでは
性質がかなり異なつている。例えば、陽極フイルムは約
３電子ボルトのバンドギヤツプを有しているのに対し、
水素化無定形ホウ素の陰極フイルムは１電子ボルトのバ
ンドギヤツプを有している。

窒化ケイ素または炭化ケイ素のオーバーコートもまた米
国特許第4,544,617号に記載されている装置でシランと
アンモニアもしくは窒素ガスとの混合物、またはシラン
とメタンのような炭化水素ガスとの混合物のグロー放電
付着によつて製造することができる。無定形炭素はグロ
ー放電用にメタンのような炭化水素を選択すること以外
は同様の方法でオーバーコートとして付着される。

本発明の水素化無定形光導電性ホウ素を生成するために
選択されることができる具体例は例えばジボランB₂H₆、
トリボランB₃H₈、デカボランB₁₀H₁₄などである。さら
に、これ等ガスの混合物（例えば、ジボランガス約５〜
約90容量％とデカボランガス約95〜約10容量％）も選択
できる。ここに特に挙げられていないその他のガスも本
発明の目的が達成される限り選択可能である。

光導電性水素化無定形ホウ素はまた米国特許第4,376,68
8号および第4,416,755号（それ等の開示は全体的に参考
のために本願明細書に組み入れられる）に説明されてい
るようにして製造することもできる。特に、これ等特許
には、チヤンバー内に収容されているスパツタリングタ
ーゲツドにプラズマからのイオンビームを向けて加速す
るための手段を有している、基体上に無定形ケイ素フイ
ルムを作製する方法が開示されており、そのチヤンバー
はスパツタリングターゲツトに比べて低いスパツタリン
グ効率を有するシールド手段も含有している。シールド
手段は漂遊イオンビームを真空チヤンバー表面との間に
位置する。特に、水素化無定形ケイ素を生成するための
イオンビーム法は水素ガスのプラズマを発生させ；プラ
ズマのイオンビームを減圧下の真空チヤンバー内に存在
するホウ素スパツタリングターゲツトに向けて加速し；
ホウ素シールドによつて真空表面を漂遊イオンビームか
ら遮ることによつて、プラズマによる真空チヤンバー表
面のスパツタリングを最小にし；ホウ素のターゲツトを
イオンビームでスパツタリングし；そしてスパツタされ
たターゲツト材料を、プラズマ発生工程およびスパツタ
リング工程から物理的に隔離されている基体上に無定形
ホウ素のフイルムとして集めることを包含する。

別法として、水素化またはハロゲン化無定形ホウ素光導
電性物質およびその画像形成部材は基体を一方の電極上
に取り付け、ホウ素源からなるターゲツトを第二の電極
上に置いて行うスパツタリング技術によつても製造する
ことができる。これ等電極は高圧電源に接続されてお
り、そして電極間にガス（アルゴンと水素の混合物であ
つてもよい）が導入されて、グロー放電またはプラズマ
を開始させ維持させることを可能にする媒体が提供され
る。グロー放電は、ホウ素ターゲツトをたたいて運動力
の転写によつて主に中性のターゲツト原子を飛び出させ
るイオンを提供する。飛び出したターゲツト原子は次い
で基体電極上に薄膜として凝縮する。また、グロー放電
は水素を活性化させることによつて水素がホウ素源と反
応して付着無定形ホウ素フイルム中に導入されるように
する作用も果す。この活性化水素もやはり無定形ホウ素
のダングリングボンドに配位する。その他の製造方法は
公知のrfスパツタリング法やdcスパツタリング法などで
ある。さらに、光導電性無定形ホウ素を用いた本発明の
画像形成部材を得るためには直接イオンビーム付着を選
択することもできる。直接イオンビーム付着のために選
択される付着装置はイオンビームスパツタ付着法に使用
されたものと実質的に同じようなものである。一つの主
要な相違点はプラズマイオン銃において不活性ガス／水
素混合物ではなくジヒドロボロンまたはフルオロボロン
を選択することにある。

本発明の光応答性画像形成部材を参考にさらに説明する
と、光発生体／電荷輸送層は約１〜約25μの厚さを有す
るものである；しかしながら、本発明の目的が達成され
る限りその他の厚さが選択されてもよい。また、水素約
10〜約40原子％の水素化無定形ケイ素のような光発生層
が選択される場合のこれ等部材については、この層は約
0.5〜約５μの厚さを有するものである。さらに、本発
明の光応答性画像形成部材が光発生層と、ここに示され
ている水素化無定形ホウ素を電荷輸送層として有してい
る場合には、輸送層は約１〜約25μの厚さを有するもの
である。また、選択されるオーバーコートは約200nm〜
約１μの厚さを有するものである。

次に、本発明を具体的にその好ましい実施例によつて更
に詳しく説明するが、これ等実施例は単なる例示である
と云うことが理解されよう。本発明はこれ等実施例中に
引用されている材料、条件、またはプロセスパラメータ
に限定されるものではない。部および％は別に指定され
ていない限り重量による。

実施例１水素化無定形ホウ素光受容体は米国特許第4,466,380号
（その開示は全体に参考のために本願明細書に組み入れ
られている）に示されている装置およびプロセス条件に
よつて製造することができる。圧力10^-4トル未満の該特
許の真空チヤンバー内のマンドレル上に外径3.3イン
チ、長さ15インチのアンモニウムドラム基体を装着し
た。それから、ドラムおよびマンドレルを５回転／分で
回転させ、次いで200sccmのジボランガスを真空チヤン
バーに導入した。圧力は適切なスロツトルバルブによつ
て100ミリトルに維持した。それから、直径4.8インチ、
ガス流入および流出スロツト0.5インチ幅、および長さ
約16インチを有する電気的に接地された対向電極を基準
にして−1,000ボルトのd.c.電圧をアルミニウムドラム
に印加した。３時間後、マンドレルの電圧を切断し、ガ
ス流を停止した。その後、その得られたドラムを真空チ
ヤンバーから取り出した。こうして、厚さ約５ミルのア
ルミニウムと、厚さ約15μの水素化無定形ホウ素層から
なる画像形成部材が得られた。

得られた光応答性画像形成部材をゼロツクス・コーポレ
ーシヨン3100^Rの名で市販されている電子写真画像形成
装置に組み込み、20ボルト／μの電場で画像を形成し
た。それから、これ等画像はスチレンｎ−ブチルメタク
リレート共重合体90重量％とカーボンブラツク粒子10重
量％とからなるトナー組成物で現像できた。

実施例２以下の点を除いて実施例１の手順を繰り返すことによつ
て光応答性画像形成部材を作製した。まず、反応チヤン
バーにシランガスを導入することによつて、アルミニウ
ムドラム上にまず水素化無定形ケイ素が厚さ0.5μで付
着された。（米国特許第4,466,380号参照、その開示は
上記の通り全体的に参考のために本願明細書中に組み入
れられている）。次いで、１トルで、無定形ケイ素上に
0.01ワット／cm²のパワーレベルで水素化（25原子％水
素）無定形ホウ素が厚さ25μで付着された。合わせたガ
ス流量は500sccmであつた。約２時間で無定形水素化ホ
ウ素層が形成された。

得られた光応答性画像形成部材をゼロツクス・コーポレ
ーシヨン3100^Rの名で市販されている電子写真画像形成
装置に組み込み、20ボルト／μの電場で画像を形成し
た。これ等画像はスチレンｎ−ブチルメタクリレート共
重合体とカーボンブラツク粒子からなるトナー組成物に
よつて現像できた。

実施例３以下の点を除いて実施例１の手順を繰り返すことによつ
て光応答性画像形成部材を作製した。ジボラン１重量％
を含有するデカボランガス200sccmが真空チヤンバーに
導入され、圧力は100ミリトルではなく200ミリトルに維
持された。また、−1,000ボルトのd.c.電圧の代わり
に、0.01ワツト／cm²の高周波電圧が選択された。

得られた光応答性画像形成部材をゼロツクス・コーポレ
ーシヨン3100^Rの名で市販されている電子写真画像形成
装置に組み込み、20ボルト／μの電場で画像形成した。

これ等画像はスチレンｎ−ブチルメタクリレート90重量
％とカーボンブラツク10重量％からなるトナー組成物に
よつて現像できた。

実施例４ジボランとアルゴンガスの混合物を添加したこと以外が
実施例３の手順を繰り返すことによつて光応答性画像形
成部材を作製した。

また、本願明細書中に説明されている、特に、上記の同
時係属米国出願および米国特許（それ等の開示は全体的
に参考のために本願明細書に組み入れられている）に説
明されているプロセスパラメーターに従つて、水素化無
定形ケイ素の光発生層と、水素化無定形ホウ素の電荷輸
送層とを有する光応答性画像形成部材も製造することが
できた。同様に、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または無定
形炭素のオーバーコート層を有する画像形成部材は例え
ば米国特許第4,544,617号（その開示は全体的に参考の
ために本願明細書に組み入れられる）の記載に従つて作
製できた。

本発明を具体的な好ましい実施例によつて記載したが、
本発明はこれ等に限定されるものではなく、本発明の思
想の範囲内および特許請求の範囲内にある様々な変形お
よび変更が可能であることが当業者には認識されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光応答性画像形成部材の部分概略断面
図であり；第２図は本発明の別の光応答性画像形成部材の部分概略
断面図であり；第３図は本発明の光応答性画像形成部材のさらに別の態
様を図示しており；そして第４図および第５図は本発明の範囲に包含されるさらに
別の光応答性画像形成部材の部分概略断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−57135（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−115558（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−118250（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−111153（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１〜３電子ボルトのバンドギャップを有す
る水素化無定形ホウ素または１〜３電子ボルトのバンド
ギャップを有するハロゲン化無定形ホウ素からなる単一
の光発生層を含む、光応答性画像形成部材。
【請求項２】支持基体と無定形ホウ素光導電層とオーバ
ーコート層を含み、無定形ホウ素は支持基体から無定形
ホウ素光導電層とオーバーコート層との間に位置する界
面へ向かって水素が10原子％から30原子％の遷移勾配を
もって存在している、光応答性画像形成部材。
【請求項３】１〜３電子ボルトのバンドギャップを有す
る光発生性の水素化無定形ホウ素層と、それと接触して
いる水素化無定形ケイ素の光発生層とを含み、前記層の
厚さが５〜25μであり、そして５〜30原子％の水素を含
有する、光応答性画像形成部材。
【請求項４】支持基体と、光発生層と、１〜３電子ボル
トのバンドギャップを有する水素化無定形ホウ素の厚さ
５〜25μの電荷輸送層と、オーバーコート層を含む、光
応答性画像形成部材。