JPS6382421A - 電子写真感光体の製法 - 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の製法に関し、特に正極性に帯電
可能な電子写真感光体の製法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、電子写真感光体め進歩は目覚ましく、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１０９Ω・ｃｌｌ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１０１ｚΩ・ｃｍ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ＩＱＩＩΩ・ｃｍ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−５ｉ
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１ｒＩｉ
（１）の上にキャリア注入阻止層（２）　、ａ−Ｓｔ光
導電Ｎ（３）及び表面保護層（４）が順次積層されてい
る。

この積層型感光体によれば、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−Ｓｉ光導電層（３）を保
護して耐湿性等を向上させるものであるが、両者の層（
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、そのためにこ乳らの層
を光導電性にする必要はない。

このように従来周知のａ−３ｉ電子写真感光体は光キヤ
リア発生層をａ−Ｓｉ光導電層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Ｎ（２
）及び表面保護Ｎ（４）はａ−Ｓｉ光導電層自体が有す
る欠点を補完するものであり、ａ−５ｉ光導電層（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、アセチ
レン及びケイ素含有ガスが一定の比率に設定された混合
ガスをグロー放電分解して得られたアモルファスシリコ
ンカーバイド（以下、ａ−３ｉＣと略す）は光導電性を
存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・ｃｎ＋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の製法を提供することに
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−ＳｉＣか
ら成る電子写真感光体の製法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
光体の製法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は高速成膜を達成した電子写真感
光体の製法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、少なくともアセチレン（ＣＪｚ）及び
ケイ素（Ｓｔ）含有ガスから成ると共にこのガス組成比
が０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定され、且つ１
０−ｈ乃至１モルχの周期律表第ＩＩＩａ族元素含有ガ
スを含むａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー放電分解して基
板上に正極性に帯電可能なａ−５ｉＣｌｉを形成するこ
とを特徴とする電子写真感光体の製法が提供される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の製法によれば、グロー放電分解法によってＣＪ
ｚガス及びＳｌ含有ガスから基板上に光導電性ａ−Ｓｉ
ＣＪｉ！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族元素ガスを１０−”乃至１モル％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、グロー放
電分解法によって光導電性ａ−３ｉＣ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
ＩＩＩａ族元素（以下、Ｉｎａ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１０１３ｃｍ・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−５
ｉＣ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−３ｉＣ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−ＳｉＣ層（５）に１ｉｒａ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ＩＩＩａ族元素のドーピング左≠チテ牛＝４
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−ＳｉＣＪｉ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があるが、就中、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好ましく、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。

上記のようにＩＩＩａ族元素をドーピングさせるに当た
っては、ａ−３ｉＣ生成用ガスに１０−ｈ乃至１モルχ
、好適には１０−６乃至０．１モルχのＨａ族元素ガス
を含有させるとよく、これによって上記の所要の範囲内
にドーピングさせることが可能となる。

また、ＩＩＩａ族元素をドープするに当たってはｌ１ｈ
Ｈｂ、ＢＰｓ、ＡＩ（ＣＨ３）ｓ＋Ｇａ（ＣＨりｓ＋Ｉ
ｎ（ＣＨｓ）ｓ＋等が用いられ、就中、ＢＪｉが好まし
い。

更に本発明者等は上記の電子写真感光体を製作するに当
たって、グロー放電分解法に基いてＣｇＨｚガス及びＳ
ｉ含有ガスを所定の比率で混合させるとよく、これによ
り、ａ−３ｉＣ層が高速に成膜され、且つ光導電性を有
することを見い出した。

即ち、ＣｔＨｔとＳｉ含有ガスをグロー放電領域に導入
するに当たってこのガス組成比を０．０１：１乃至３：
ｌの範囲内に、好適には０．０５：１乃至１：１、最適
には０．０５：１乃至０．３：１の範囲内に設定すれば
よく、０．０１：１の比率から外れた場合には暗抵抗率
が１０１１Ω・ｃｓ以下となって電荷保持能力が十分で
なく、大きな帯電電位を得ることができなくなり、３：
１の比率から外れた場合には膜中のダングリングボンド
が増加して暗抵抗率がＩＱＩＩΩ・ｃｍ以下となる。

前記Ｓｉ含有ガスとして５ｉＨｅ＋５ｆＪｉ、ＳｉＪ□
Ｓｉｎ、。

５ｉＣ１＋、５ｉＨＣ１ｓ等々があり、就中、５ｉＨａ
＋５ｉＪａ＋はそれ自身Ｓｔが■と結合しているため膜
中にＨが取り込まれ易いので膜中のダングリングボンド
が低減し、これによって光導電性を向上させる点で望ま
しい。

また、前記ダングリングボンド終端用元素としてＨを用
いる場合には、ＨｔガスはＣＪｚガス及びＳｉＨ４ガス
の流量合計値に対して３倍以下、好適には２倍以下に配
合すればよく、これから外れると膜中の水素が過剰とな
って感光体に要求される電気的特性が劣化する。

本発明の製法によれば、上述した通りの製造条件によっ
てａ−３ｉＣ層を生成するに当たっては、グロー放電用
の高周波電力、反応室内部のガス圧及び基板温度を次の
通りに設定するのがよい。

即ち、高周波電力は０．０５乃至０．５Ｗ／ｃｍ”の範
囲に設定すればよ＜　、０．０５Ｗ／ｃｍ”未満である
と成膜速度が小さくなり、０．５Ｗ／ｃ＋＋＋”を越え
るとプラズマダメージによって膜質が低下してキャリア
移動度が小さくなる。また、ガス圧は０．１乃至２．０
Ｔｏｒｒの範囲に設定すればよ＜　、０．ＩＴｏｒｒ未
満であると成膜速度が小さくなり、２．０Ｔｏｒｒを越
えると放電が不安定となる。更に、基板温度はｇ−Ｓｉ
：Ｈ膜の成膜形成に比べて３０乃至８０℃位高くするの
がよく、望ましくは２００乃至４００℃の範囲がよい。

この基板温度が２００℃未満であれば、ＳｉとＣのネッ
トワーク化が阻害され、４００℃を越えると水素の脱離
が著しくなって暗抵抗率が小さくなる。

本発明の製法によって得られたａ−ＳｉＣ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
グリングボンドを終端させるべ（Ｈ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χ、
好適には巨乃至４０原子χ、最適には１ｏ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−ＳｉＣ層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０．０１
乃至５０原子χ、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、Ｃ１，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
５ａ請以上あればよく、これによって表面電位が一２０
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■、好適には１０乃至５０μＩの範囲内に設定すると
よい。

そして、このａ−ＳｉＣｊｉｉ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６７０
ｎｍ　）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−ＳｉＣ層だけで十分
に実用と成り得る電子写真感光体が提供される。

次に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Ｎ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、本発明の製法においては、グロー放電分解法によ
る成膜中に炭素又はＩＩＩａ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の製法が得られる。

以下、本発明に係る電子写真感光体の製法の態様を第３
図乃至２４図により説明する。

茅上■履槙 第１の態様によれば、ａ−３ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−ＳｔＣ層を
基板上に形成した電子写真感光体の製法にあって、前記
ガスはＣ，ｌｈ及びＳｉ含有ガスから成り、そのガス組
成比を０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、且つ
ＩＩＩａ族元素含有ガスを含有させると共に成膜中にこ
の含有比率を小さくしたことを特徴とする電子写真感光
体の製法が提供される。

即ち、この第１の態様によれば、第１図に示した単一組
成の光導電性ａ−ＳｉＣｉｉに対してＩＩＩａ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Ｎ９ｉ域及び第２の層領域を生成さ
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の層領域（７）を順次形成し、両者の層領
域が一体化した光導電性ａ−３ｉＣ層（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ＩＩＩａ族元素が多く含まれていること
が重要である。

第２の層領域（７）はＩＩＩａ族元素の含有量が０．１
乃至１０．０００ｐｐｎ＋の範囲内で、好適には０．１
乃至１゜０００　ｐｐｍの範囲内で適宜決められ、これ
によって負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Ｎ？
ｆＩ域よりもＩＩＩａ族元素を多（含有した第１の層領
域（６）を形成すると、光導電性ａ−３ｉＣ層（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−ＳｉＣ
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
−５ｉ電子写真感光体のキャリア注入阻止層（２）と区
別し得る。

即ち、第１の層領域（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−３ｉ電子写真感光体によれば、前記キ
ャリア注入阻止層（２）の層厚をａ−５ｔ光導電層（３
）に対して１１５倍以下に設定するのに対して、本発明
の製法によれば、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
好適な層厚比は１／２以下、最適には１／４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
層領域を表している。

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の層領域で炭素含有量を少なくし
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Ｎ　Ｊｉｉ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の層領域（６）には酸素や窒素の少なく
とも一種を含有させてもよ（、これによってａ−５ｉＣ
層（５ａ）の基板（１）に対する密着性が向上する。

遍ｌ」すｌ遥 第２の態様によれば、ａ−５ｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−ＳｉＣ層を
基板上に形成した電子写真感光体の製法であって、前記
ガスはＣｚｌｂ及びＳｉ含有ガスから成りそのガス組成
比を０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、成膜中
にＣｚＨｚ含有組成比を変えて前記ａ−３ｉＣ層に少な
くとも第１の領域、第２のＮ９Ｎ域及び第３の領域を具
備させ、第１の層領域は第２のＮ領域より基板側に、第
２の層領域は第３の層領域より基板側にそれぞれ配置さ
れ、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、且つ前記第２の層領域の形成時に前記ａ−ＳｉＣ
生成用ガスに１０−ｈ乃至１モルχのＩＩＩａ族元素含
有ガスを含むとともに第１の層領域の形成時にａ−３ｉ
Ｃ生成用ガス中におけるＩＩＩａ族元素含有ガスの占め
る割合が第２の層領域の形成時に比べて大きいことを特
徴とする電子写真感光体の製法が提供される。

即ち、この第２の態様によれば、第１Ｏ図に示す通り、
第１の態様にて示した第２のＮ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Ｎ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−
ＳｉＣ層（５ｂ）とした。

この第３の層領域（８）を形成すると、ａ−３ｉＣ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。

この第３の層領域（８）は光導電性ａ−５ｉＣＪｉｉ（
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護層（４）とは全
く区別し得るものである。また、光キヤリア発生層とキ
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１０００
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の層領域（７）に比
べて１倍以下、好ましくは１／２倍以下、最適には１７
４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［（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。

第３の態様 第３のＢ様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー放
電分解して正極性に帯電可能な光導電性ａ−Ｓｉｃｍを
基板上に形成した電子写真感光体の製法であって、前記
ガスはＣ，Ｈ，及びＳｉ含有ガスから成り、そのガス組
成比を０．０１：１乃至３：ｌの範囲内に設定し、成膜
中にＣｚＨｚ含有組成比を変えて前記ａ−５ｉＣ層に少
なくとも第１のＮ’ｐＭ域、第２のＮ領域、第３のＮ領
域及び第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の層境域に比べて、
第４のＦｌ　８Ｍ域は第３の層領域に比べてそれぞれ炭
素が多く含まれ前記第２のＮ’ｐＭ域の形成時に前記ａ
−３ｉＣ生成用ガスに１０−ｈ乃至１モルχのＩＩＩａ
族元素含有ガスを含むとともに第１のＮ　？ｉＪｉ域の
形成時にａ−３ｉＣ生成用ガス中におけるＩＩＩａ族元
素含有ガスの占める割合が第２の１！　？ｉＩ域の形成
時に比べて大きいことを特徴とする電子写真感光体の製
法が提供される。

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ＩＷＴＪ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Ｎ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の層領域（
９）を実質上一体化して光導電性ａ−５ｉＣ層（５Ｃ）
とした。

この第４のＮ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。

本発明の製法によれば、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Ｎ領域、第２のＮｅＸ域、第３のＮ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。

第４の態様 第４図の態様によれば、ａ−ＳｉＣ生成用ガスをグロー
放電分解して正極性に帯電可能な光導電性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
体の製法にあって、前記光導電性ａ−ＳｉＣ生成用ガス
はＣ２Ｈ４及びＳｉ含有ガスから成り、そのガス組成比
を０．０１：１乃至３：１の範囲内に設定し、成膜中に
ＣｔＨｚ含有組成比を変えて前記ａ−５ｉＣ層に少なく
とも第１の層領域、第２の層領域及び第３の層領域を具
備させ、第１の層領域は第２のＮ領域より基板側に、第
２の層領域は第３の層領域より基板側にそれぞれ配置さ
れ、第３の層領域は第２の領域に比べて炭素が多く含ま
れ、且つ前記第２の層領域の形成時に前記ａ−ＳｉＣ生
成用ガスに１０−６乃至１モル２のＩＩＩａ族元素含有
ガスを含むとともに第１のＮ領域の形成時にａ−５ｉＣ
生成用ガス中におけるＩＩＩａ族元素含有ガスの占める
割合が第２ＯＮｊＩ域の形成時に比べて大きいことを特
徴とする電子写真感光体の製法が提供される。

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１Ｍ域（８）の上に更にａ
−ＳｉＣ表面保１１Ｊｌ！（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−
ＳｉＣｊＥＪ（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表面保護層（１０）はａ−ＳｉＣから成ると
いう点では光導電性ａ−ＳｉＣ層（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−５ｉＣ表面保護層（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−３
ｉＣ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）　（１０）
に示すそれぞれの範囲は第１のＮ　ｉＪｌ域、第２のＭ
領域、第３の層領域及びａ−３ｉＣ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−５ｉＣ層は、いずれも光導電性ａ−
ＳｉＣ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，Ｓ
ｉｎｇ、　Ｓｉｎ、　Ａｌ　ｚＯ！＋　ｓｔｃ、　Ｓ１
３Ｎｍ＋　ａ−Ｓｉ　、　ａ−３ｉ　：Ｈ，ａ−Ｓｔ：
Ｆ、ａ−ＳｉＣ：）１．　；ａ−５ｉＣ：Ｆなどの無機
材料を用いることができる。

次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）　（１
６）には、それぞれＳｉＨ４＋Ｃｚｌｈ＋ＢＪ、（Ｈｚ
ガス希釈で０．２χ含有）、ＢｔＨｉ（Ｉｈガス希釈で
３８ｐｐｍ含有）、Ｈｌ、ＮＯガスが密封されており、
Ｈｌ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）　（２Ｂ）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５０賀
乃至３に％１が、また周波数はＩＭＨｚ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）が試料保持第（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−
３ｉＣ膜形成時に高度の真空状態（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（
３８）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−３ｉＣ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）　（１Ｂ）　（１９）　（２１）を開いてそれぞ
れより５ｉＨａ＋ＣｚＨｔ、ＢｔＨｈ　Ｈｚガスを放出
する。放出量はマスフローコントローラ（２３）　（２
４）　（２５）　（２７）により制御され、Ｓｉ！（ａ
＋ＣｔＨｚ＋ＢｚＨｈ＋Ｈｚの混合ガスは第１主管（２
９）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３Ｋｗ　
、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
含有したａ−３ｉＣ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−ＳｉＣ層をアルミニウム
製成膜基板に生成し、そのＣ！）Ｉ！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ＳｉＨ４ガスを１０Ｑ
ｓｃｃｍの流量で、第５タンク（１５）よりＨ２ガスを
３０Ｑｓｃｃｎ＋の流量で放出し、第２タンク（１２）
よりＣ２Ｈ２ガスを１０〜１０１００５ｅの流量で放出
し、グロー放電分解法に基いて約５μｍの厚みのａ−Ｓ
ｉＣ膜を製作し、その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０．４５Ｔ
ｏｒｒ、高周波電力を１５０−に設定した。

第２６図によれば、横軸にｃＪｚガス流！（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、Ｑ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・
ｃｍ）−’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ＢｚＨｈガス（又は
Ｐｌｈ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５ｋＨａとＣｚＨｚの合計流量に対するＢ
、Ｈ。

純量（これはＨｔガスの希釈比率より換算して求められ
るＢ、Ｈ，の絶対流量のことである）である。尚、ａｚ
ｕｈＮ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、
○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　Ｊ？３Ｂをドーピングし
たａ−５ｉＣ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１）中ＣｚＨｔガス流量を１０５
ＣＣＩＩ＋に設定して得られたａ−５ｉＣＪｉＩ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ｇｅ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。

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、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１）中ＣＪｚガス流量を１０１０
５ｃに設定して得られたａ−３ｉＣ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、６５０
ｎｍ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、Ｌｇ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−ｓｔｃ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、画像濃度が高く、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（１工）より５ｉＨａガスを
、第２タンク（１２）よりＣｔＨｔガスを、第３タンク
（１３）よりＢＪｈガスを、第５タンク（１５）より１
１□ガスを、第６タンク（１６）よりＮｏ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
．６ＫＶ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・・・０．３８ｃがｅｒｇ−’ 残留電位・・・２５Ｖ （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・・・０．４０ＣＩｌｔｅｒｇ−１残留電位・・
・３０Ｖ （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・・・０．４２Ｃ１ｅｒｇ−１ 残留電位・・・３５Ｖ 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曲線である。

第３０図より明らかな通り、表面電位が約＋８２０ｖ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・・・＋８７０■ 光感度・・・０．４２ｃｌ１２ｅｒｇ−１（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。

盟遺粂住 ＲＦ電力・・・１５０Ｗ ガス圧力・・・０．４５ＴＯｒｒ 基板温度・・・３００℃ ５ｉｎ４ガス流量・・・１００ｓｃｃ＋ｗＵＺガス流量
・・・３００ｓｅｃｍ 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、ＣＪｔ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請／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Ｃ
，Ｈ，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、Ｏ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、ＣｔＨｚ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の製法によれば、
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
実質上表面保護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。

また、本発明の製法によれば、Ｃ冨ＨｔガスとＳｔ含有
ガスを組合せてグロー放電分解すると著しい高い成膜速
度が得られ、これによって製造効率及び製造コストが改
善される。

更に本発明の製法によれば、層厚方向に亘って炭素及び
■ａ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Ｎ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、本発明の製法によれば、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−Ｓｔ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（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、本発明の製法によれば、ａ
−Ｓｔ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、高品質且つ高信頼性の
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の製法によれば、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。

更に本発明の製法により得られる電子写真感光体を、従
来のａ−Ｓｔ感光体と比較して場合、このａ−５ｉ悪感
光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−Ｓ　ｉ　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製法に係る電
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の製法はａ−３ｔ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感も可能にな
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製法に係る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
の層領域を示す説明図、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１０図は本発
明に係る第２の態様の感光体のＪＷ　６ｉ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Ｂ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ｉ領域を示す説明図、第１８図
、第１９図、第２０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２６図はＣｔＨ２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ＢｔＨ
＊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Ｃｔｌｌ、ガス
の流量比率に対する成膜速度を示す線図、第３２図はＣ
よＨ□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。 工・・・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護層 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）少なくともアセチレン及びケイ素含有ガスから成
   ると共にこのガス組成比が０．０１：１乃至３：１の範
   囲内に設定され、且つ１０＾−＾６乃至１モル％の周期
   律表第IIIａ族元素含有ガスを含むアモルファスシリコ
   ンカーバイド生成用ガスをグロー放電分解して基板上に
   正極性に帯電可能なアモルファスシリコンカーバイド層
   を形成することを特徴とする電子写真感光体の製法。
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の製法。
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
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   電子写真感光体の製法。