JPH0882943A

JPH0882943A - 電子写真感光体及びその製造方法並びに画像形成方法

Info

Publication number: JPH0882943A
Application number: JP21702694A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yagi; 茂八木; Masao Watabe; 雅夫渡部
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性基板上にアモルファスシリコン光導電
層と表面層とを備えた電子写真感光体において、表面層
中の水素量を低く抑えて、低温での表面層の作製を可能
にし、高硬度で耐摩耗性に優れ、光学特性、電気特性に
優れ、また、低摩擦力表面でかつ低エネルギー表面にお
いて耐酸化性がある表面層を備えた電子写真感光体、及
び、その製造方法、並びに、画像形成方法を提供しよう
とするものである。【構成】前記表面層が窒素含有アモルファスシリコン
か、窒素並びに第III 族元素及び／又は第Ｖ族元素を含
有するアモルファスシリコンからなり、表面層の赤外ス
ペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を
有し、かつ、水素量が１〜７原子％の範囲にあることを
特徴とする電子写真感光体、及び、その製造方法、並び
に、画像形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アモルファスシリコン
光導電層を備えた電子写真感光体、及び、その製造方
法、並びに、それらの感光体を使用して画像を形成する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アモルファスシリコンを主成分と
する光導電層を備えた電子写真感光体が提案されてい
る。このようなアモルファスシリコン感光体は、セレン
系感光体や有機感光体に比べて硬度が優れ、また、熱安
定性、化学的安定性等に優れ、高感度で長寿命の感光体
の開発が期待されている。

【０００３】しかし、アモルファスシリコン感光体は、
電子写真プロセスで用いると、帯電工程でオゾンにより
酸化され、さらに、窒素酸化物や水蒸気の吸着などによ
り、表面の電気抵抗が低下し、荷電電荷の横流れを発生
する。露光工程において静電潜像の横流れが発生し、そ
のままでは電子写真感光体として使用できなくなる。ま
た、現像像の転写後の、残留トナーのクリーニング工程
では、トナーや外添材に用いる微粒子が感光体表面にフ
ィルミングして画像のかぶりや汚れ、白ぬけの発生原因
となり、画像品質を低下させるなどの不都合が生ずる。

【０００４】これらの問題を解消するために、表面層材
料として、ａ−ＳｉＮ_x、ａ−ＳｉＣ_x、ａ−ＳｉＯ_x
などのアモルファスシリコン系の材料、ａ−Ｃ：Ｈ、ａ
−Ｃ：Ｈ，Ｆなどのアモルファス炭素やダイアモンドカ
ーボンなどの材料、有機表面層などが提案されている。
しかし、アモルファスシリコンの特徴を損なわずに、上
記の問題点を解消した電子写真感光体は未だ完成されて
いない。実用に供されている方法は、感光体を加熱して
常時乾燥状態を保持するものであるが、感光体表面に異
物が付かないように、研磨材で研磨する工程が必要とさ
れている。

【０００５】上記の方法は、常時加熱するためのエネル
ギーのムダや、複写機やプリンターに電源を入れてから
稼働可能までの時間が長いなどの問題があり、さらに
は、感光体の温度が高いため、現像機内温度が夏期や高
気温地域で４５℃以上になり、現像剤がブロッキングし
て搬送の不均一化をもたらし、白筋や黒筋の画像欠陥が
発生しやすく、トナーの材料が制限される。これらは、
省エネルギーが要求され、低温定着トナーが普及する近
年の傾向に逆行することになる。

【０００６】また、感光体表面のクリーニングにおい
て、前記の表面材料は硬く、摩耗量は極く僅かであるた
め、アモルファスシリコン感光体をプラズマＣＶＤで作
製する場合に、１０μｍ以上半球状の突起欠陥の発生を
完全に抑えることができない。また、ＩＲ用に基板を粗
面化して表面に凹凸を発生させるが、微小の研磨で局部
的な研磨が発生して、白点や黒点の発生を引き起こし易
くなる。近年のプリンターは、特に黒点に対する要求仕
様が従来の複写機と比べて０．１ｍｍの黒点の発生も問
題とされるほど厳しくなっており、研磨的なクリーニン
グは長寿命での信頼性に問題があった。

【０００７】さらに、高湿化での画像ぼけを解決する表
面保護層の材料としては、ＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｎ₂ガスを
用いた膜中元素結合量がＳｉ−Ｎ＞Ｓｉ−Ｈ＞Ｎ−Ｈで
あるａ−ＳｉＮ_x膜は、ＳｉＨ₄／ＮＨ₃より作製した
ａ−ＳｉＮ_x膜と異なり、撥水性に優れていると報告さ
れている（特開平５─１５０５３２号公報、特開平５─
１８８６１８号公報参照）。

【０００８】しかし、Ｎ₂／Ｈ₂ガス比が４：１で高周
波放電によりアンモニアが合成可能であることが報告さ
れている（日本化学会５，８８０，１９８９参照）。こ
のように、ＳｉＨ₄とＨ₂、Ｎ₂を用いると、結果的に
は、ＮＨ₃を使用したと同様の結果となり、基板温度が
３００℃以上でなければ表面層に適した膜は得られず、
このような高温では光導電層の特性が劣化したり、基板
が高温加熱により寸法精度が低下するという問題があっ
た。また、ＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｎ₂ガスを用いたａ−Ｓｉ
Ｎ_x膜は水素含有量が高いため、耐酸化性が劣り経時安
定性に欠けるという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、導
電性基板上に少なくともアモルファスシリコンからなる
光導電層と表面層とを備えた電子写真感光体における上
記の欠点を解消し、表面層中の水素量を低く抑えて、低
温での表面層の作製を可能にし、高硬度で耐摩耗性に優
れ、光学特性、電気特性に優れ、また、低摩擦力表面で
かつ低エネルギー表面において耐酸化性がある表面層を
備えた電子写真感光体を提供しようとするものである。

【００１０】また、本発明は、ドラムヒータを不用と
し、残留トナーのクリーニングを容易にし、低コストで
小型化可能なアモルファスシリコン感光体を提供しよう
とするものである。さらに、本発明は、長寿命で、信頼
性が高く、高品質の画質を実現できるアモルファスシリ
コン感光体、及びその製造方法、該感光体を用いた画像
形成方法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成を採
用することにより、上記の課題の解決を可能にしたもの
である。 (1) 導電性基板上に少なくともアモルファスシリコンか
らなる光導電層と表面層とを備えた電子写真感光体にお
いて、前記表面層が窒素を含有するアモルファスシリコ
ンからなり、表面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度
がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有し、かつ、水素量が１〜
７原子％の範囲にあることを特徴とする電子写真感光
体。

【００１２】(2) 導電性基板上に少なくともアモルファ
スシリコンからなる光導電層と表面層とを備えた電子写
真感光体において、前記表面層が窒素並びに第III 族元
素及び／又は第Ｖ族元素を含有するアモルファスシリコ
ンからなり、表面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度
がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有し、かつ、水素量が１〜
７原子％の範囲にあることを特徴とする電子写真感光
体。

【００１３】(3) 表面層が純水との接触角が８５°〜１
４０°の範囲にあることを特徴とする上記(1) 又は(2)
記載の電子写真感光体。 (4) 表面層と光導電層の間に中間層を設けたことを特徴
とする上記(1) 〜(3)のうちいずれか１つに記載の電子
写真感光体。

【００１４】(5) 導電性基板上に少なくともアモルファ
スシリコンからなる光導電層と表面層を形成する電子写
真感光体の製造方法において、前記表面層にアモルファ
スシリコン光導電層を形成した後、水素化けい素ガス及
び／又はハロゲン化けい素ガス並びに窒素ガスを原料に
し、水素ガスを添加せずに、基板温度を１５０〜３００
℃の範囲に加熱しながらグロー放電法で分解し、赤外ス
ペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を
有し、水素量が１〜７原子％の範囲にある表面層を形成
することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。

【００１５】(6) 導電性基板上に少なくともアモルファ
スシリコンからなる光導電層と表面層を形成する電子写
真感光体の製造方法において、前記表面層にアモルファ
スシリコン光導電層を形成した後、水素化けい素ガス及
び／又はハロゲン化けい素ガス、並びに、第III 族元素
及び／又は第Ｖ族元素を添加した窒素ガスを原料にし、
水素ガスを添加せずに、基板温度を１５０〜３００℃の
範囲に加熱しながらグロー放電法で分解し、赤外スペク
トル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有
し、水素量が１〜７原子％の範囲にある表面層を形成す
ることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。

【００１６】(7) 像形成部材を帯電する工程、該像形成
部材に潜像を形成する工程、該像形成部材上の潜像を現
像する工程を有する画像形成方法において、上記(1) 〜
(4)のうちいずれか１つに記載の電子写真感光体を使用
することを特徴とする画像形成方法。

【００１７】

【作用】図１〜５は、本発明の１具体例である電子写真
感光体の模式的断面図である。図１は、導電性基板１の
上にアモルファスシリコンを主体とする光導電層２と、
表面層３を積層した構造を有している。図２は、図１の
電子写真感光体の導電性基板１と光導電層２の間に電荷
注入阻止層４を設けた構造を有している。図３は、図２
の電子写真感光体の光導電層２と表面層３の間に中間層
５を設けた構造を有している。図４は、図３の中間層５
を２層に分割して中間層７、８としたものである。図５
は、光導電層２と中間層６の間に電荷トラップ層６を設
けた構造を有している。

【００１８】本発明で使用する導電性基板としては、ア
ルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、クロム等
の金属及びその合金を挙げることができる。また、基板
表面に導電化処理を施した絶縁性基板を使用することも
できる。絶縁性基板としては、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリイミ等の高分子フィルム又はシートや、ガラス、セ
ラミック等を挙げることができる。導電化処理は、上記
の金属又は金、銀、銅等を蒸着法、スパッター法、イオ
ンプレーティング法などにより成膜して行う。

【００１９】本発明で使用する導電性支持体は、オース
テナイト系ステンレス鋼であるＣｒ−Ｎｉ含有鋼で形成
することができ、その表面にＭｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｗ又は
Ｔｉを主成分とする導電層を形成することが好ましい。
これらの導電層は、メッキ法、スパッタリング法、蒸着
法などにより形成することができる。また、本発明で使
用する導電性支持体は、アルミニウム基板上にＣｒ，Ｔ
ｉ，Ｗ又はＭｏを主成分とする導電層を形成したものを
使用することができる。さらに、Ｍｏ，Ｗ又はＴｉから
構成される導電性支持体を用いることもできる。導電性
支持体の厚さは、０．５〜５０ｍｍ、好ましくは１〜２
０ｍｍの範囲が適している。

【００２０】本発明で使用する導電性支持体は、その表
面を研磨して使用してもよい。研磨は、バフ研磨、砥石
研磨等により、研磨剤の粗さを粗粒から微粒に変えなが
ら繰り返し実施することにより平滑な表面を得ることが
できる。表面の粗さは、Ｒｓで２Ｓから０．０２Ｓの範
囲、好ましくは０．５Ｓから０．０３Ｓの範囲が適して
いる。表面は完全鏡面であっても、細い筋で曇り状にな
っていてもよいが、全体としては平滑で、旋盤切削にお
いて切削ピッチの境界面に凸状部が残留していないこと
が必要である。

【００２１】導電性支持体上には、所望により電荷注入
阻止層を設けることができる。電荷注入阻止層は、第II
I 族元素又は第Ｖ族元素を添加したアモルファスシリコ
ンよりなる。添加物として第III 族元素を用いるか、第
Ｖ族元素を用いるかは、感光体の帯電極性によって決定
される。電荷注入阻止層には、第III 族元素又は第Ｖ族
元素に加えて、窒素、酸素、炭素及びハロゲンのうち、
少なくとも１つを含有させてもい。膜厚は、０．１〜１
０μｍ、好ましくは０．１〜５μｍである。

【００２２】電荷注入阻止層と導電性支持体との間に
は、接着層として作用する補助層を設けてもよい。補助
層は、例えば、窒素、炭素、酸素の元素のうち少なくと
も１種を含有するアモルファスシリコンで形成すること
ができる。膜厚は、０．０５〜６μｍ、好ましくは０．
１〜１μｍの範囲が適している。

【００２３】光導電層は、水素及び／又はハロゲンを含
有するアモルファスシリコンを主体として形成される。
水素及び／又はハロゲンの含有量は３〜４０原子％の範
囲である。光導電層には、導電性を制御する不純物元素
として第III 族元素若しくは第Ｖ族元素を含有させるこ
とが好ましい。その添加量は感光体の帯電符号、必要な
分光感度によって決定され、０．０１〜１０００ｐｐｍ
の範囲で用いられる。アモルファスシリコンを主体とす
る光導電層には、帯電性の向上、暗減衰の低減、感度の
向上等の目的で、さらに、窒素、炭素、酸素等の元素を
添加することが可能である。また、この光導電層には、
ゲルマニウム及び／又は錫を含有させることもできる。
光導電層の膜厚は１〜１００μｍ、好ましくは５〜６０
μｍの範囲が適している。なお、光導電層は電荷発生層
と電荷輸送層との二層で構成してもよい。

【００２４】光導電層の上には、表面層との界面におけ
る電荷の横流れによる画像ぼけを防止するために、電荷
トラップ層を設けてもよい。電荷トラップ層は、第III
族又は第Ｖ族元素から選ばれた少なくとも１種の元素を
含有するアモルファスシリコンで構成することができ
る。第III 族又は第Ｖ族元素は、感光体の帯電極性に応
じて選択され、感光体が正帯電性の場合は第III 族元素
を、また、負帯電性の場合は第Ｖ族元素を含有させる。
第Ｖ族元素の含有量は０．０１〜１０００ｐｐｍの範囲
で、また、第III 族元素の含有量は５〜１００００ｐｐ
ｍの範囲で膜厚に応じて適宜設定される。電荷トラップ
層の膜厚は、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜
５μｍの範囲が適している。

【００２５】本発明の特徴である表面層は、水素ガスを
添加せずに、水素化けい素ガス及び／又はハロゲン化け
い素ガス、並びに、窒素ガス、又は、第III 族元素及び
／又は第Ｖ族元素成分を添加した窒素ガスを原料にして
グロー放電法で分解して形成される、窒素を含有するア
モルファスシリコンか、又は、第III 族元素及び／又は
第Ｖ族元素並びに窒素を含有するアモルファスシリコン
からなり、表面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度が
Ｎ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有するものである。前記吸光
度がＮ−Ｈ＜Ｓｉ−Ｈであると、表面の濡れ性が劣り、
また経時変化があるので好ましくはない。

【００２６】本発明の表面層は、ＳｉとＮの組成比が
１：０．３〜１：１．３、好ましくは１：０．４〜１：
１．２、より好ましくは１：０．５〜１：１．１の範囲
が適しており、水素量は１〜７原子％、好ましくは２〜
７原子％、より好ましくは２〜５原子％の範囲が適して
いる。ＳｉとＮの組成比が１：０．３を下回ると、可視
域から赤外域の吸収が増加してしまい、光導電層の吸収
量が低下し、感光体感度が低下し易い。また、１：１．
３を上回ると、表面層の抵抗が高くなり、残留電位が上
昇し易くなる。

【００２７】また、水素量が１原子％を下回ると、ダン
グリングボンドが増加するために濡れ性が増加し、高湿
時にコロナ放電が発生して画像ぼけが発生し易い。７原
子％を上回ると、接触角の経時劣化が発生して画像ぼけ
の原因となり易い。そして、表面層における純水との接
触角は、８５〜１４０°、好ましくは９０〜１４０°、
より好ましくは９５〜１４０°の範囲が適している。接
触角が８５°を下回ると、高湿時にコロナ放電が発生し
て画像ぼけが発生し易い。

【００２８】表面層の電荷注入阻止能を向上させ、帯電
性を改善するため、また、電気抵抗を制御し、光露光後
の残留電位の安定化や低下のため、第III 族や第Ｖ族の
元素を含ませても良い。第III 族元素及び第Ｖ族元素
は、感光体の帯電極性に応じて選択して添加される。感
光体が正帯電性であるときは第Ｖ族元素を、負帯電性で
あるときには第III 族元素を含有させる。

【００２９】第Ｖ族元素の含有量は、０．０１〜１００
０ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１００ｐｐｍ、より好ま
しくは、０．５〜１００ｐｐｍの範囲が適している。こ
の範囲を上回ると、表面層の濡れ性が増加し、経時変化
が大きくなりやすく、下回ると、電荷注入阻止能が不十
分となりやすい。また、第III 族元素の含有量は０．０
１〜１０００ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１００ｐｐ
ｍ、より好ましくは０．５〜１００ｐｐｍの範囲が適し
ている。この範囲を上回ると表面層の濡れ性が増加し、
経時変化が大きくなりやすく、下回ると電荷注入阻止能
がふじゅんぶんとなりやすい。

【００３０】なお、表面層には、電荷注入阻止性の制
御、表面硬度の向上等の目的で、酸素及び／又は炭素を
含有させることができる。酸素及び／又は炭素の好まし
い含有量は０．１〜１０原子％の範囲である。また、表
面層の膜厚は、０．０１〜１μｍ、好ましくは０．１〜
１μｍの範囲が適している。０．０１μｍを下回ると、
電荷注入阻止性が不足し、１μｍを越えると、残留電荷
が高くなり、繰り返し電位安定性が悪くなる。

【００３１】中間層は、炭素、酸素、窒素、第III 族元
素及び／又は第Ｖ族元素を添加して構成され、複数層と
して形成することも可能である。第１の中間層の炭素、
酸素及び／又は窒素の原子濃度は、第２の中間層の炭
素、酸素及び／又は窒素の原子濃度より低く、ケイ素原
子に対する原子比（Ｃ，Ｏ及びＮの合計量／Ｓｉ量）で
０．１〜１．０の範囲で、膜厚は０．０１〜０．１μｍ
の範囲が適しているのに対し、第２の中間層は、炭素、
酸素及び／又は窒素の原子濃度がケイ素原子に対する原
子比で０．１〜１．０の範囲で、膜厚は０．０５〜１μ
ｍの範囲が適している。第III 族元素又は第Ｖ族元素に
関しては帯電極性によって、正帯電の場合にはＶ族元素
を負帯電極性の場合に第III 族元素を添加すればよい。

【００３２】次に、導電性支持体上に、上記各層を形成
する方法について説明する。導電性支持体上の各層は、
プラズマＣＶＤ法によるグロー放電分解法、スパッタリ
ング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等により
形成することができる。その際、原料ガスとしてはケイ
素原子を含む主原料ガスが用いられる。

【００３３】以下、グロー放電分解法を例にして説明す
る。原料ガスとしては、上記の主原料ガスに添加物元素
を含むガスを加えて混合ガスとして用いる。そして、必
要に応じて、水素、又は、ヘリウム、アルゴン、ネオン
等の不活性ガスをキャリアガスとして使用することがで
きる。グロー放電分解法は、直流放電、交流放電のいず
れを採用してもよく、成膜条件としては、周波数０〜５
ＧＨｚ、反応器内圧０．００１〜１３３３Ｐａ、放電電
力１０〜３０００Ｗであり、支持体温度は３０〜３００
℃の範囲で適宜設定することができる。膜厚は、放電時
間を調節して適宜設定することができる。

【００３４】アモルファスシリコンからなる層を形成す
る場合は、ケイ素原子を含む主原料ガスとして、シラン
類、特にＳｉＨ₄及び／又はＳｉ₂Ｈ₆が使用される。
また、窒素を含む原料ガスとしては、Ｎ₂単体ガス、Ｎ
Ｈ₃、Ｎ₂Ｈ₄、ＨＮ ₃等の水素化窒素化合物のガスを
用いることができる。炭素を含む原料ガスとしては、メ
タン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン等の一般式
Ｃ_nＨ_2n+2で示されるパラフィン系炭化水素、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、ペンテン等の一般式Ｃ_nＨ
_2nで示されるオレフィン系炭化水素、アセチレン、アリ
レン、ブチン等の一般式Ｃ_nＨ_2n-2で示されるアセチレ
ン系炭化水素等の脂肪族炭化水素、シクロプロパン、シ
クロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロ
ヘプタン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキ
セン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ナフタリン、アントラセン等の芳香族炭化水素、又
はそれらの置換体を挙げることができる。これらの炭化
水素化合物は、枝分かれ構造があってもよく、また、ハ
ロゲン置換体であってもよい。例えば、四塩化炭素、ク
ロロホルム、四フッ化炭素、トリフルオロメタン、クロ
ロトリフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ブ
ロモトリフルオロメタン、パーフルオロエタン、パーフ
ルオロプロパン等のハロゲン化炭化水素を用いることが
できる。上記の炭素原料は常温でガス状であっても、固
体状又は液状であってもよい。固体状又は液状である場
合には気化して用いる。また、酸素を含む原料ガスとし
ては、Ｏ₂、Ｎ₂Ｏ、ＣＯ、ＣＯ₂等を使用することが
できる。

【００３５】第III 族元素を含む原料ガスとしては、典
型的にはジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）が挙げられるが、Ｂ₄Ｈ
₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁などの他に、ＡｌＨ₃等も使用
できる。また、第Ｖ族元素ガスを含む原料ガスとして
は、典型的には、ＰＨ₃、ＡｓＨ₃、ＳｂＨ₃、ＢｉＨ
₃などを用いることができる。

【００３６】表面層の作製は、原料ガスとして、ＳｉＨ
₄、Ｓｉ₂Ｈ₆等の水素化ケイ素ガスや、ＳｉＨ₃Ｆ、
ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨＦ₃、ＳｉＦ₄等のハロゲン化水
素とＮ₂を用いる。シリコンを含むガスは１００％でも
よいし、Ｎ₂で希釈してもよい。ケイ素を含むガスのケ
イ素と窒素の比は、１：１０〜１：５０の範囲が適して
おり、基板温度は１００〜３００℃、好ましくは１５０
〜２７０℃の範囲が適している。基板温度が上記の範囲
より低いと、膜の強度が不足しやすくなり、上記範囲よ
り高いと、光導電層の特性が劣化しやすい。また、周波
数は０〜５ＧＨｚ、反応器の内圧は０．１〜１３３３Ｐ
ａ、放電電力は１００〜３０００Ｗが適している。

【００３７】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例で詳しく説
明する。〔実施例１〕支持体として、厚さ４ｍｍＲ_max０．０５
μｍの表面粗度のＡｌ製円筒状支持体を使用し、その上
にｐ型の電荷注入阻止層、光導電層、及び合計厚さ０．
３μｍのＳｉＮ_xよりなる２つの中間層と、膜厚０．３
μｍの表面層を順次設けたアモルファスシリコン感光体
を作製した。

【００３８】反応器内を十分に排気した後、シランガ
ス、窒素ガス及びジボランガスの混合ガスを導入し、グ
ロー放電分解することにより、上記円筒状支持体上に膜
厚２μｍの電荷注入阻止層を形成した。その際の成膜条
件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：９０ｃｍ³／ｍｉｎ２００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：９０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：２００Ｗ放電時間：６０ｍｉｎ放電周波数：１３．５６ＭＨｚ支持体温度：２５０℃ （なお、以下において、各層の製造条件における放電周
波数及び支持体温度は上記の値に固定した。）

【００３９】電荷注入阻止層作製後、反応器内を十分に
排気した後、シランガス、水素ガス及びジボランガスの
混合ガスを導入し、グロー放電分解することにより、電
荷注入阻止層の上に、膜厚２０μｍの光導電層を形成し
た。その際の成膜条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：１６２ｃｍ³／ｍｉｎ２０ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：１８ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２００ｍｉｎ

【００４０】光導電層作製後、反応器内を十分に排気し
た後、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、グ
ロー放電分解することにより、光導電層の上に、膜厚
０．１５μｍの第１の中間層を形成した。その際の成膜
条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：１００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００４１】第１の中間層作製後、反応器内を十分に排
気した後、シランガス及びアンモニアガスの混合ガスを
導入し、グロー放電分解することにより、第１の中間層
の上に、膜厚０．１５μｍの第２の中間層を形成した。
その際の成膜条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％アンモニアガス流量：１５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００４２】第２の中間層作製後、反応器内を十分に排
気した後、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入
し、グロー放電分解することにより、第２の中間層の上
に、膜厚０．１μｍの表面層を形成した。得られた表面
層は、ＳｉとＮの原子比は１：１．１であり、水素量は
４原子％であった。表面層の赤外スペクトル伸縮振動の
吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係（相対比が３：１）を
有していた。なお、その際の成膜条件は次のとおりであ
った。なお、電子比は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を
用いて測定し、水素量、吸光度は赤外分光光度計（ＦＴ
−ＩＲ）を用いて、Ｎ−Ｈ及びＧｅ−Ｈの伸縮振動を測
定し、定法により水素量を求めた。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％窒素ガス流量：２５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２０ｍｉｎ

【００４３】上記のようにして作製された電子写真感光
体の表面の純水との接触角は９５°であった。この感光
体を実験用に改造した富士ゼロックス社製ＸＰ−１１プ
リンターに組み込み、プリントテストを行った。このプ
リンターにはドラムヒーターは無く、また、クリーニン
グはブレードクリーニングである。帯電電位は−４５０
Ｖで残留電位は−５０Ｖであった。また、繰り返しによ
っても電気特性は安定していた。現像剤として１成分現
像剤を使用し、磁気ブラシ現像を行った。得られた画像
は鮮明であり、しかも、カブリは全く認められなかっ
た。１０万枚プリント後も画像ボケや感光体表面トナー
のフィルミングによる画像ムラも認められなかった。

【００４４】〔実施例２〕実施例１と同じ支持体の上に
ｎ型の電荷注入阻止層、光導電層及び膜厚０．５μｍの
表面層を順次設けてアモルファスシリコン感光体を作製
した。まず、反応器内を十分に排気した後、シランガス
及び窒素ガスの混合ガスを導入し、グロー放電分解する
ことにより、上記円筒状支持体上に電荷注入阻止層を形
成した。その際の成膜条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：２０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：５０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：３０ｍｉｎ放電周波数：１３．５６ＭＨｚ支持体温度：２５０℃ （なお、以下において、各層の製造条件における放電周
波数及び支持体温度は上記の値に固定した。）

【００４５】電荷注入阻止層作製後、反応器内を十分に
排気した後、シランガス、水素ガス及びジボランガスの
混合ガスを導入し、グロー放電分解することにより、電
荷注入阻止層の上に、膜厚２０μｍの光導電層を形成し
た。その際の成膜条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：１７８ｃｍ³／ｍｉｎ２０ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：２ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：３００Ｗ放電時間：２００ｍｉｎ

【００４６】光導電層作製後、反応器内を十分に排気し
た後、シランガス及び窒素ガスの混合ガスを導入し、グ
ロー放電分解することにより、光導電層の上に、膜厚
０．５μｍの表面層を形成した。得られた表面層は、Ｓ
ｉとＮの原子比が：であり、水素量は原子
％であった。表面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度
がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有していた。その際の成膜
条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：１０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％水素ガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ（本発明は、水素ガスを添加しない点を特徴にしている
と、８月１０日付メモで説明されていますが、上記の例
は本発明の実施例といってよいのでしょうか。）

【００４７】上記のようにして作製された電子写真感光
体の表面の純水との接触角は９９°であった。実施例１
と同様に、プリントテストを行った。帯電電位は−５０
０Ｖで残留電位は−７０Ｖであった。また、繰り返しに
よっても電気特性は安定していた。得られた画像は鮮明
であり、しかも、カブリは全く認められなかった。１０
万枚プリント後も画像ボケや感光体表面トナーのフィル
ミングによる画像ムラも認められなかった。

【００４８】〔実施例３〕表面層にホウ素をドーピング
した以外は、実施例２と同じ電子写真感光体を実施例２
と同様に作製した。得られた表面層は、ＳｉとＮの原子
比が１：０．９であり、水素量は７原子％であった。表
面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ
−Ｈの関係（相対比が３：１）を有していた。表面層の
成膜条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：１０ｃｍ³／ｍｉｎ窒素ガス希釈１０００ｐｐｍＢ₂Ｈ₆ ガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００４９】上記のようにして作製された電子写真感光
体の表面の純水との接触角は９５°であった。実施例１
と同様に、プリントテストを行った。帯電電位は−５５
０Ｖで残留電位は−２０Ｖであった。これは、ほう素を
添加することにより、帯電特性が良好となり、残留電位
が低下したものと考えられる。また、繰り返しによって
も電気特性は安定していた。得られた画像は鮮明であ
り、しかも、カブリは全く認められなかった。１０万枚
プリント後も画像ボケや感光体表面トナーのフィルミン
グによる画像ムラも認められなかった。

【００５０】〔実施例４〕実施例２と同様の方法で光導
電層作製の後、反応器を排気し、次いで、シランガス、
ジボランガス及びエチレンガスの混合ガスを導入し、グ
ロー放電分解することにより、約０．５μｍの膜厚を有
する中間層を形成したこの時の成膜条件は次のとおりで
あった。１００％シランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ１００％エチレンガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ２００ｐｐｍ水素希釈ジボランガス流量：１８０ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：１３３．３Ｐａ放電電力：２００Ｗ放電時間：１０ｍｉｎ

【００５１】上記の中間層作製後、反応器内を十分に排
気した後、シランガス、ＳｉＦ₄ガス及び窒素ガス希釈
Ｂ₂Ｈ₆ガスの混合ガスを導入し、グロー放電分解する
ことにより、光導電層の上に、膜厚０．３μｍの表面層
を形成した。得られた表面層は、ＳｉとＮの原子比が
１：１．２であり、水素量は２原子％であった。表面層
の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈ
（相対比が３：１）の関係を有していた。その際の成膜
条件は次のとおりであった。１００％シランガス流量：５ｃｍ³／ｍｉｎ１００％ＳｉＦ₄ガス流量：５ｃｍ³／ｍｉｎ１０００ｐｐｍ窒素希釈Ｂ₂Ｈ₆ ガス流量：２００ｃｍ³／ｍｉｎ反応器内圧：６６．６Ｐａ放電電力：４００Ｗ放電時間：５ｍｉｎ

【００５２】上記のようにして作製された電子写真感光
体の表面の純水との接触角は１０５°であった。実施例
１と同様に、プリントテストを行った。帯電電位は−５
５０Ｖで残留電位は−２０Ｖであった。これは、ほう素
を添加することにより、帯電特性が良好となり、残留電
位が低下したものと考えられる。また、繰り返しによっ
ても電気特性は安定していた。得られた画像は鮮明であ
り、しかも、カブリは全く認められなかった。１０万枚
プリント後も画像ボケや感光体表面トナーのフィルミン
グによる画像ムラも認められなかった。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、表面層中の水素量を低く抑え、低温での表面層の
作製を可能にし、高硬度で耐摩耗性に優れ、光学特性、
電気特性に優れ、また、低摩擦力表面でかつ低エネルギ
ー表面において耐酸化性がある表面層を備えた電子写真
感光体の提供を可能にした。本発明の表面層を備えた電
子写真感光体は、高湿下において、長期間の使用におい
ても、画像ぼけやトナーフィルミングを起こさず、帯電
特性や光導電特性が良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の１例である模式的断
面図である。

【図２】本発明の電子写真感光体の他の１例である模式
的断面図である。

【図３】本発明の電子写真感光体の他の１例である模式
的断面図である。

【図４】本発明の電子写真感光体の他の１例である模式
的断面図である。

【図５】本発明の電子写真感光体の他の１例である模式
的断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基板上に少なくともアモルファス
シリコンからなる光導電層と表面層とを備えた電子写真
感光体において、前記表面層が窒素を含有するアモルフ
ァスシリコンからなり、表面層の赤外スペクトル伸縮振
動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有し、かつ、水
素量が１〜７原子％の範囲にあることを特徴とする電子
写真感光体。
【請求項２】導電性基板上に少なくともアモルファス
シリコンからなる光導電層と表面層とを備えた電子写真
感光体において、前記表面層が窒素並びに第III 族元素
及び／又は第Ｖ族元素を含有するアモルファスシリコン
からなり、表面層の赤外スペクトル伸縮振動の吸光度が
Ｎ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を有し、かつ、水素量が１〜７
原子％の範囲にあることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項３】表面層が純水との接触角が８５°〜１４
０°の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載
の電子写真感光体。
【請求項４】表面層と光導電層との間に中間層を設け
たことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に
記載の電子写真感光体。
【請求項５】導電性基板上に少なくともアモルファス
シリコンからなる光導電層と表面層を形成する電子写真
感光体の製造方法において、前記表面層にアモルファス
シリコン光導電層を形成した後、水素化けい素ガス及び
／又はハロゲン化けい素ガス並びに窒素ガスを原料に
し、水素ガスを添加せずに、基板温度を１５０〜３００
℃の範囲に加熱しながらグロー放電法で分解し、赤外ス
ペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を
有し、水素量が１〜７原子％の範囲にある表面層を形成
することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【請求項６】導電性基板上に少なくともアモルファス
シリコンからなる光導電層と表面層を形成する電子写真
感光体の製造方法において、前記表面層にアモルファス
シリコン光導電層を形成した後、水素化けい素ガス及び
／又はハロゲン化けい素ガス、並びに、第III 族元素及
び／又は第Ｖ族元素成分を添加した窒素ガスを原料に
し、水素ガスを添加せずに、基板温度を１５０〜３００
℃の範囲に加熱しながらグロー放電法で分解し、赤外ス
ペクトル伸縮振動の吸光度がＮ−Ｈ＞Ｓｉ−Ｈの関係を
有し、水素量が１〜７原子％の範囲にある表面層を形成
することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【請求項７】像形成部材を帯電する工程、該像形成部
材に潜像を形成する工程、該像形成部材上の潜像を現像
する工程を有する画像形成方法において、請求項１〜４
のうちいずれか１項に記載の電子写真感光体を使用する
ことを特徴とする画像形成方法。