JP2001324829A - 電子写真用光受容部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い波長範囲にわたって帯電能を向上し、温
度特性ならびに光メモリーを低減して、優れた電位特
性、画像特性を有する光受容部材を提供する。 【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体の表面
上に、シリコン原子を母体として水素原子および／また
はハロゲン原子ならびに周期率表第IIIｂ族に属する少
なくとも１つの元素とを含有する非単結晶材料からなる
光導電層を有する光受容層とを有する光受容部材におい
て、光導電層は、電荷を輸送する第１の層領域と、光吸
収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギー
が５０〜６０ｍｅＶであってバンドギャップの異なるこ
つの層領域からなる電荷を生成する第２の層領域を有
し、第２の層領域は、支持体側に位置する第３の層領域
と表面側に位置する第４の層領域とからなり、それぞれ
の光学的バンドギャップが１．５５〜１．７５ｅＶ、
１．８〜１．９ｅＶとなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光（ここでは広義の
光であって、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線な
どを意味する。）このような電磁波に対して感受性のあ
る光受容部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】像形成分野において、光受容部材におけ
る光受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、
ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクト
ルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有
すること、使用時において人体に対して無害であること
等の特性が要求される。特に、事務機としてオフイスで
使用される電子写真装置内に組み込まれる光受容部材の
場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点で
ある。この様な点に優れた性質を示す光導電材料に水素
化アモルファスシリコン（以下、[ａ−Ｓｉ：Ｈ］と表
記する）があり、例えば、特公昭６０−３５０５９号公
報には電子写真用光受容部材としての応用が記載されて
いる。

【０００３】このような光受容部材は、一般的には、導
電性支持体を５０〜３５０℃に加熱し、該支持体上に真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテイング
法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成
膜によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。なかで
もプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを高周波ある
いはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上に
ａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用
に付されている。

【０００４】また、特開昭５８−１８９６４３号公報あ
るいは特開昭６２−２２６９号公報には、ａ−Ｓｉ半導
体層とａ−ＳｉＧｅ光導電層あるいはμｃ−Ｓｉ光導電
層とａ−Ｓｉ光導電層を順次積層することにより、可視
光から近赤外線領域において高感度にする技術が開示さ
れている。

【０００５】さらに、特開平６−１９４８５５号公報に
は、ある波長より長波長の光に対しては光導電性を示さ
ない１５μｍ以上の電荷輸送層と長波長の光に対しても
光導電性を示す１〜１０μｍの光導電層とを組み合わせ
ることにより帯電電荷と結合するキヤリアの移動距離を
短くしてトラップによる残像発生を防止する技術が開示
され、特公平７−８９２３２号公報には、電荷発生層を
２層構成とし、表面側の電荷発生層のバンドギャップを
大きくし、各層の価電子帯のバンド端からフェルミレベ
ルまでのエネルギーを実質的に等しくすることにより、
広い波長範囲に亘って感度を向上させる技術が開示され
ている。そして、特開昭５８−８８１１５号公報には、
アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、
光導電層において支持体側で周期律表第IIIｂ族の原子
を多く含有することが開示されており、特開昭６２−１
１２１６６号公報には、ＳｉＨ₄に対するＢ₂Ｈ₆の流量
比を３．３×１０^-7以上に保ってキヤリア輸送層の生成
を行い残像現象をなくす技術が開示されている。

【０００６】さらに、特開昭６２−８３４７０号公報に
は、電子写真用感光体の光導電層において光吸収スペク
トルの指数関数裾の特性エネルギーを０．０９ｅＶ以下
にすることにより残像現象のない高品質の画像を得る技
術が開示されている。

【０００７】一方、特開昭６０−９５５５１号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を３０〜４０℃に維持して帯
電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行う
ことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗
の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術
が開示されている。

【０００８】これらの技術により、電子写真用光受容部
材の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ａ−Ｓｉ系材料で構成された光導電層を有する電子写真
用光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光受容性等の電気
的、光学的、光導電特性、および使用環境特性の点、さ
らには経時安定性および耐久性の点において、各々個々
には特性の向上が図られてはいるが、総合的な特性向上
を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情で
ある。

【００１０】特に、電子写真装置の高画質、高速化、高
耐久化は急速に進んでおり、電子写真用光受容部材にお
いては電気的特性や光導電性の更なる向上とともに、帯
電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を
延ばすことが求められている。そして、電子写真装置の
画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、
現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真
用光受容部材においても従来以上の画像特性の向上が求
められるようになった。

【００１１】このような状況下において、前述した従来
技術により上記課題についてある程度の特性向上が可能
になってはきたが、更なる帯電能や画像品質の向上に関
しては未だ充分とはいえない。特にアモルファスシリコ
ン系光受容部材の更なる高画質化への課題として、帯電
能および感度の向上や、周囲温度の変化による電子写真
特性の変動あるいはゴーストに代表される光メモリーを
低減することがいっそう求められるようになってきた。

【００１２】例えば、従来は感光体の画像流れの防止の
ために前記特開昭６０−９５５５１号公報に記載されて
いるように、複写機内にドラムヒーターを設置して感光
体の表面温度を４０℃程度に保っていた。しかしなが
ら、従来の感光体では前露光キャリアや熱励起キヤリア
の生成に起因した帯電能の温度依存性、いわゆる温度特
性が大きく、複写機内の実際の使用環境下では本来感光
体が有しているよりも帯電能が低い状態で使用せざるを
えなかった。例えば、室温での使用時に比べてドラムヒ
ーターで４０℃程度に加熱している状態では帯電能が１
００Ｖ程度低下してしまっていた。

【００１３】また、従来は複写機を使用しない夜間でも
ドラムヒーターに通電して、帯電器のコロナ放電によっ
て生成されたオゾン生成物が夜間に感光体表面に吸着す
ることによって発生する画像流れを防止するようにして
いた。しかし、現在では省資源・省電力のために複写機
の夜間通電を極力行わないようになってきている。この
ような状態で連続複写をすると複写機内の感光体周囲温
度が徐々に上昇し、それにつれて帯電能が低下して、複
写中に画像濃度が変わってしまうという間題が生じてい
た。

【００１４】さらに、同一原稿を連続して繰り返し複写
すると、画像上に前回の複写行程での像露光の残像が生
じるいわゆるゴーストや、トナーを節約するために連続
複写時の紙間において感光体に照射される、いわゆるブ
ランク露光の影響によって複写画像上に濃度差が生じる
ブランクメモリー等が画像品質を向上させる上で問題に
なってきた。したがって、電子写真用光受容部材を設計
する際に、上記したような問題が解決されるように電子
写真用光受容部材の層構成、各層の化学的組成など総合
的な観点からの改良を図るとともに、ａ−Ｓｉ材料その
ものの一段の特性改良を図ることが必要とされている。

【００１５】一方、オフィスや一般家庭へのコンピュー
ターの普及が進み、電子写真装置も従来の複写機として
だけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を担うた
めにデジタル化することが求められるようになってき
た。そのための露光光源として用いられる半導体レーザ
ーやＬＥＤは、発光強度や価格の点から、赤色可視光領
域から近赤外領域までの比較的長波長のものが主流であ
る。

【００１６】そのため、従来のハロゲン光を用いたアナ
ログ機には見られなかった特性上の課題について改善す
ることが求められるようになった。特に、露光量と感光
体表面電位の関係、いわゆるＥ−Ｖ特性（曲線）が温度
によってシフトする（感度の温度特性）ことや、Ｅ−Ｖ
特性（曲線）が鈍ってその直線性（感度の直線性）が低
下することが半導体レーザーやＬＥＤを用いることによ
る特徴的なこととして表面化してきた。

【００１７】すなわち、半導体レーザーやＬＥＤを露光
光源として用いた時、前述のドラムヒーターによる感光
体温度の制御をしない場合には、感度の温度特性や感度
の直線性の低下のために、周囲温度によって感度が変化
して画像濃度が変わってしまうという新たな課題が生じ
てしまう場合がある。このような比較的長波長光に対し
て感度を向上させるために、前述の従来技術ではａ−Ｓ
ｉＧｅ光導電層やμｃ−Ｓｉ光導電層を用いている。ａ
−ＳｉＧｅの場合にはＧｅを含有しているために欠陥を
充分に低減することが困難であり、そのために帯電能向
上や光メモリー低減の点で不十分である。またμｃ−Ｓ
ｉの場合は、特に非常に高い電力を必要とするために構
造欠陥が発生しやすくなってしまう。また、その作成条
件が通常のａ−Ｓｉとはあまりにかけ離れており、連続
して層形成をする場合の条件変化が大きくなって界面部
分での膜特性が不十分になってしまう。

【００１８】また、阻止能向上のために表面層との界面
領域にバンドギャップの大きな層を設ける場合、その層
には窒素および／または酸素および／または炭素を含有
させてバンドギャップを拡大しているために、構造欠陥
を低減することが難しく、そのため特に光メモリーを充
分に低減することが困難である。

【００１９】かかる観点から、本発明者らは先に特開平
９−３１１４９５公報ならびに特願平９−２５２０２９
号公報において、光導電層に光学的バンドギャップの異
なる層領域を設け、光の入射側に光学的バンドギャップ
が小さくかつ欠陥の少ない層領域を配設することによっ
て、半導体レーザーやＬＥＤを光源に用いた場合に帯電
能や感度（温度特性、直線性）を向上させる技術を提案
している。

【００２０】しかし、電子写真装置が高速化あるいは小
型化するにつれ帯電能への要求はますます高まるととも
に、デジタル機用とアナログ機用の感光体を共通化して
コスト低減を行うために、露光光源の波長に依存しない
層設計が求められている。

【００２１】すなわち、複写機のみならずプリンターと
して考えた場合、露光光源としては約５５０ｎｍから約
８００ｎｍまでの広い波長に対応しつつ、高速なプロセ
ススピードにおいて十分な帯電能を確保しなければなら
ない。そのためには、広い波長領域に光に対して十分に
光吸収をして電荷を生成するとともに、表面側からの電
荷の注入を阻止するような層設計をすることが必要であ
る。

【００２２】本発明は、上述した従来のａ−Ｓｉで構成
された光受容層を有する電子写真用光受容部材における
諸問題を解決することを目的とするものである。すなわ
ち、本発明の主たる目的は、特に露光光源の波長が短波
長から長波長にわたって充分な帯電能を確保するととも
に感度を向上し、温度特性の低減および光メモリーの低
減を高次元で両立して画像品質を飛濯的に向上させた、
シリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成された光
受容層を有する光受容部材を提供することにある。

【００２３】特に、電気的、光学的、光導電的特性が使
用環境にほとんど依存することなく実質的に常時安定し
ており、耐光疲労に優れ、繰り返し使用に際しては劣化
現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位がほと
んど観測されず、更に画像品質の良好な、シリコン原子
を母体とした非単結晶材料で構成された光受容層を有す
る光受容部材を提供することにある。

【００２４】

【課題を角牢決するための手段】上記課題を解決するた
めに、本発明者は、光導電層のキヤリアの挙動に着目
し、ａ−Ｓｉのバンドギャップ内の局在状態度密度分布
と温度特性や光メモリーとの関係について鋭意検討した
結果、光導電層の厚さ方向において、水素含有量、光学
的バウンドギャップやバンドギャップ内の局在状態密度
の分布を制御することにより上記目的を達成できるとい
う知見を得た。そして、伝導性を制御する物質である周
期律表第IIIｂ族に属する元素の含有状態を制御するこ
とにより、より効果的に上記目的を達成できるという知
見を得た。

【００２５】すなわち、シリコン原子を母体とし、水素
原子および／またはハロゲン原子を含有する非単結晶材
料で構成された光導電眉を有する光受容部材において、
その層構造を特定化するように設計されて作成された光
受容部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでな
く、従来の光受容部材と比べてみてもあらゆる点におい
て凌駕していること、特に電子写真用の光受容部材とし
て優れた特性を有していることを見いだした。

【００２６】このようなことから、本発明はつぎのよう
な特徴を有する発明を提供するものである。すなわち、
本発明の光受容部材は、第１に、少なくとも導電性支持
体と、該導電性支持体の表面上に、水素原子および／ま
たはハロゲン原子ならびに周期律表第IIIｂ族に属する
少なくとも１つの元素とを含有するシリコン原子を母体
とするアモルファス材料からなる光導電層とを備えた電
子写真用光受容部材において、該光導電層は、前記支持
体側から自由表面側に向けて、実質的に電荷を輸送する
第１の層領域と、実質的に光を吸収して電荷を生成する
第２の層領域とを順次積層し、第２の層領域は、光子エ
ネルギー（ｈν）を独立変数とし光吸収スペクトルの吸
収係数（α）を従属変数とする式（Ａ） Ｉｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α１ （Ａ） で表される関数の直線関係部分（指数関数裾）から得ら
れる特性エネルギー（Ｅｕ）が５０〜６０ｍｅＶであっ
て、バンドギャップの異なる２つの層領域からなること
を特徴としている。

【００２７】第２に、その光導電層の第２の層領域は、
該層領域中の支持体側に位置する第３の層領域と表面側
に位置する第４の層領域とからなり、それぞれの光学的
バンドギャップが１．５５〜１．７５ｅＶ、１．８〜
１．９ｅＶであることを特徴とするとしている。

【００２８】第３に、その光導電層は、第２の層領域の
厚さは、０．３〜１０μｍであることを特徴としてい
る。

【００２９】第４に、その光導電層は、周期律表第III
ｂ族に属する元素を層中平均で０．０５〜５ｐｐｍ含有
し、支持体側から自由表側に向けて含有量が減少してい
ることを特徴としている。

【００３０】第５に、その光導電層は、光の入射側では
周期律表第IIIｂ族に属する元素を実質的に含有しない
かまたは０．３ｐｐｍ以下含有し、周期律表第IIIｂ族
に属する元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向
かって階段状に減少していることを特徴としている。

【００３１】第６に、その光導電層は、光の入射側にお
いて周期律表第IIIｂ族に属する元素を実質的に含有し
ないかまたは０．３ｐｐｍ以下含有し、周期律表第III
ｂ族に属する元素の含有量が、支持体側から光の表面側
に向かって滑らかに減少していることを特徴としてい
る。

【００３２】次に、本発明における「指数関数裾」およ
び「特性エネルギー」について図３を用いて詳しく説明
する。

【００３３】図３は、横軸に光子エネルギーｈν、縦軸
に吸収係数αを対数軸として示したａ−Ｓｉのサブギャ
ップ光吸収スペクトルの１例である。このスペクトルは
大きく２つの部分に分けられる。すなわち吸収係数αが
光子エネルギーｈνに対して指数関数的、すなわち直線
的に変化する部分Ｂ（指数関数裾またはＵｒｂａｃｈテ
イル）と、αがｈνに対しより緩やかな依存性を示す部
分Ａである。Ｂ領域はａ−Ｓｉ中の価電子帯側のテイル
準位から伝導帯への光学遷移による光吸収に対応し、Ｂ
領域の吸収係数αのｈνに対する指数関数的依存性は次
式で表される。 α＝α。ｅｘｐ（ｈν／Ｅｕ） この両辺の対数をとると、 Ｉｎα＝（１／Ｅｕ）ｈν＋α１ ただし、α１＝１ｎα。となり、特性エネルギーＥｕの
逆数（１／Ｅｕ）が、Ｂ部分の傾きを表すことになる。
Ｅｕは価電子帯側のテイル準位の指数関数的エネルギー
分布の特性エネルギーに相当するため、Ｅｕが小さけれ
ば価電子帯側のテイル準位が少ないことを意味する。

【００３４】また、本発明において用いられている感度
の直線性について図４を用いて説明する。

【００３５】図４は、感光体の暗電位として４００Ｖの
表面電位に帯電し、次に像露光を照射し、その露光量を
変えた時の表面電位（明電位）の変化、いわゆるＥ−Ｖ
特性（曲線）の１例である。

【００３６】感度の直線性は、暗電位と明電位の差が３
５０Ｖとなる時（△３５０）の露光量（実測値）と、非
露光状態（暗状態）と半減露光量を照射した状態の点と
を結ぶ直線を外挿して△３５０となる露光量（計算値）
との差である。すなわち、その値が小さいほど感光体と
して良好な特性を示すことを意味する。

【００３７】以下、本発明の作用について概略説明す
る。

【００３８】本発明者らは、光学的バンドギャップ（以
下、「Ｅｇ」と略記する）ならびにＣＰＭによって測定
されたサブバンドギャップ光吸収スペクトルから求めら
れる指数関数裾（アーバックテイル）の特性エネルギー
（以下、「Ｅｕ」と略記する）と感光体特性との相関を
種々の条件にわたって調べた結果、Ｅｇ、Ｅｕとａ−Ｓ
ｉ感光体の帯電能、感度、温度特性や光メモリーとが密
接な関係にあることを見いだし、それらの異なる膜を積
層し、さらに伝導性を制御する物質である周期律表第II
Iｂ族に属する元素の含有量およびその含有パターンを
制御することにより良好な感光体特性を発揮することを
見いだし本発明を完成するに至った。

【００３９】すなわち、光導電層を、実質的に露光を吸
収してキヤリアを生成する第２の層領域と、生成したキ
ヤリアを輸送する第１の層領域とに分割し、第２の層領
域をＥｇの小さい第３の層領域とＥｇの大きい第４の層
領域の２重構造とすることによって、広い波長領域にわ
たって充分な光吸収と表面側からの電荷の注入阻止性能
が得られ、特に帯電能および感度の著しい向上が見られ
る。

【００４０】また、本発明においては、第２の層領域を
欠陥の少ないａ−Ｓｉのみで構成しているので従来のａ
−ＳｉＧｅやμｃ−Ｓｉを用いた場合に比べてキヤリア
の生成・輸送の点で優れた効果が見られる。すなわち、
Ｅｇが充分に小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を
小さくした層領域を設けることによって、広い波長範圃
に対して帯電能と感度の向上が認められ、ゴーストに代
表される光メモリーの発生を実質的になくすることがで
きることが本発明者の実験により明らかになった。ま
た、光学的バンドギャップが大きく、キヤリアの局在準
位への捕獲率を小さくした層領域を表面側に設けること
により、さらに帯電能を向上させつつ温度特性を低減さ
せることができることが本発明者の実験により明らかに
なった。そして、周期律表第IIIｂ族に属する元素の含
有量とその含有パターンを特定範囲に制御することによ
り、上記の特性向上に加えて感度およびその直線性が大
幅に向上することが明らかになった。

【００４１】これをさらに詳しく説明すると、一般的
に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ内には、Ｓｉ−Ｓｉ
結合の構造的な乱れにもとづくテイル（裾）準位と、Ｓ
ｉの未結合手（ダングリングボンド）等の構造欠陥に起
因する深い準位が存在する。これらの準位は電子、正孔
の捕獲、再結合中心として働き素子の特性を低下させる
原因になることが知られている。

【００４２】このようなバンドギャップ中の局在準位の
状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温
容量過渡分光法、光熱偏向分光法、光音響分光法、一定
光電流法等が用いられている。中でも一定光電流法（Ｃ
ｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈ
ｏｄ：以後「ＣＰＭ」と略記する）は、ａ−Ｓｉ：Ｈの
局在準位にもとづくサブギャップ光吸収スペクトルを簡
便に測定する方法として有用である。

【００４３】ドラムヒーター等で感光体を加熱したとき
に帯電能が低下する原因として、熱励起されたキヤリア
が帯電時の電界に引かれてバンド裾の局在準位やバンド
ギャップ内の深い局在準位への捕獲、放出を繰り返しな
がら表面に走行し、表面電荷を打ち消してしまうことが
挙げられる。この時、帯電器を通過する間に表面に到達
したキヤリアについては帯電能の低下にはほとんど影響
がないが、深い準位に捕獲されたキヤリアは、帯電器を
通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために
温度特性として観測される。また、帯電器を通過した後
に熱励起されたキヤリアも表面電荷を打ち消し帯電能の
低下を引き起こす。したがって、光学的バンドギャップ
を大きくすることにより熱励起キヤリアの生成を抑え、
なおかつキヤリアの走行性を向上させることが温度特性
の向上のために必要である。

【００４４】また、露光波長とａ−Ｓｉの吸収係数との
関係から、長波長光を含む露光の場合は、光導電層の奥
深くまで侵入し、広い範囲で光キヤリアが生成される。
短波長光に比べて電子（正帯電の場合）の走行距離が増
えると共に深いトラップへの捕獲確率も高くなり、表面
電荷を打ち消すことによって帯電能の低下を引き起こ
す。したがって、Ｅｇを小さくして光の吸収領域を極力
薄くすることにより電子の走行距離を短くすることが望
ましい。もちろん、短波長の光あるいは露光の短波長成
分は、Ｅｇの広い層領域でも吸収されて電荷を生成する
ため、この部分の欠陥を低減することは必要不可欠であ
る。

【００４５】さらに、光メモリーはブランク露光や像露
光によって生じた光キヤリアがバンドギヤツプ内の局在
準位に捕獲され、光導電層内にキヤリアが残留すること
によって生じる。すなわち、ある複写行程において生じ
た光キヤリアのうち光導電層内に残留したキヤリアが、
次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界に
よって掃き出され、光の照射された部分の電位が他の部
分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じる。し
たがって、光キャリアが光導電届内に極力残留すること
なく、１回の複写行程で走行するように、キヤリアの走
行性を改善しなければならない。

【００４６】したがって、光導電層を、実質的に露光を
吸収してキヤリアを生成する領域と生成されたキャリア
を輸送する領域とし、第２の層領域を更にこつの領域に
分割して、Ｅｇを狭めつつＥｕを制御（低減）した層領
域を主に光を吸収してキヤリアを生成する領域とし、さ
らにその表面側にＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）
した層領域を設けることにより、キヤリアの生成領域を
薄くすることができるとともに熱励起キヤリアの生成が
抑えられ、なおかつ熱励起キヤリアや光キヤリアが局在
準位に捕獲される割合を小さくすることができるため
に、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。つまり、
光導電層の第２の層領域を膜質が良好であってＥｇの異
なる２つの領域に分割することにより、特に帯電能、温
度特性、メモリーについて顕著な効果が見られる。

【００４７】そして、周期律表第IIIｂ族に属する元素
を支持体（または電荷注入阻止層）側に多く含有し、表
面側に向けて含有量が減少するようにし、さらに表面側
の光を吸収する領域では実質的に周期律表第IIIｂ族に
属する元素を含有しないようにすることにより、帯電
能、感度ならびに感度の直線性の点で効果が見られる。

【００４８】本発明は上記構成によって、広い波長範囲
にわたって帯電能および感度の向上と温度特性ならびに
光メモリーの低減とを高い次元で両立させ、なおかつ感
度ならびにその直線性を大幅に向上させて、前記した従
来技術における諸問題の全てを解決することができ、極
めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、画像品質、
耐久性および使用環境性を示す光受容部材を得ることが
できる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の光受
容部材について詳細に説明する。

【００５０】図１は、本発明の光受容部材の層構成を説
明するための模式的構成図である。

【００５１】図１（ａ）に示す光受容部材１００は、光
受容部材用としての支持体１０１上に、光受容層１０２
が設けられている。該光受容層１０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，
Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０３で構成さ
れ、光導電層１０３は支持体１０１側から順に第１の層
領域１１１と第２の層領域１１２とからなり、第２の層
領域１１２は第３の層領域１１３と第４の層領域１１４
とからなっている。

【００５２】図１（ｂ）に示す光受容部材１００は、光
受容部材用としての支持体１０１の上に、光受容層１０
２が設けられている。該光受容層１０２はａ−Ｓｉ：
Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０３と、ア
モルファスシリコン系表面層１０４とから構成されてい
る。また、光導電層１０３は支持体１０１側から順に第
１の層領域１１１と第２の層領域１１２とからなり、第
２の層領域１１２は第３の層領域１１３と第４の層領域
１１４とからなっている。

【００５３】図１（ｃ）に示す光受容部材１００は、光
受容部材用としての支持体１０１の上に、光受容層１０
２が設けられている。該光受容層１０２は支持体１０１
側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層１０
５と、ａ−Ｓｌ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導
電層１０３と、アモルファスシリコン系表面層１０４と
から構成されている。また光導電層１０３は電荷注入阻
止層１０５側から順に第１の層領域１１１と第２の層領
域１１２とからなり、第２の層領域１１２は第３の層領
域１１３と第４の層領域１１４とからなっている。

【００５４】また、図２は、本発明の光受容部材の光導
電層における周期律表第IIIｂ族に属する元素の分布状
態を説明するための模式図である。 〈支持体〉本発明において使用される支持体としては、
導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体と
しては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの
合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエ
ステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロース
アセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフイルムまたはシー
ト、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なく
とも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体
を用いることもできる。

【００５５】本発明に於いて使用される支持体１０１の
形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または無端べ
ルト状であることができ、その厚さは、所望通りの光受
容部材１００を形成し得るように適宜決定するが、光受
容部材１００としての可撓性が要求される場合には、支
持体１０１としての機能が充分発揮できる範囲内で可能
な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体１
０１は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から
通常は１０μｍ以上とされる。 〈光導電層〉本発明に於いて、その目的を効果的に達成
するために支持体１０１上に形成され、光受容層１０２
の１部を構成する光導電層１０３は真空堆積膜形成方法
によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメー
ターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、
例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法
またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、ある
いは直流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸
着法、イオンプレーテイング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ
法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができ
る。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下
の負荷程度、製造規模、作成される光受容部材に所望さ
れる特性等の要因によって適宜選択されて採用される
が、所望の特性を有する光受容部材を製造するに当たっ
ての条件の制御が比較的容易であることから、グロー放
電法、特にＲＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放
電法が好適である。グロー放電法によって光導電層１０
３を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を
供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を
供給し得るＨ供給用の原料ガスまたは／およびハロゲン
原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部が
減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、
該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定
の位置に設置されてある所定の支持体１０１上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００５６】また、本発明において光導電層１０３中に
水素原子または／およびハロゲン原子が含有されること
が必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を
向上させるために不可欠であるからである。

【００５７】従って水素原子またはハロゲン原子の含有
量、または水素原子とハロゲン原子の和の量は、第１の
層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／および
ハロゲン原子の和に対して１５〜３０原子％とされるの
が望ましい。また、第３の層領域の場合、シリコン原子
と水素原子または／およびハロゲン原子の和に対して５
〜１５原子％とされるのが望ましく、第４の層領域の場
合、シリコン原子と水素原子または／およびハロゲン原
子の和に対して２５〜４０原子％とされるのが望まし
い。

【００５８】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ
₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態の、またはガス化し得る水素
化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げ
られ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良
さ等の点でＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましいものとして挙
げられる。

【００５９】そして、形成される光導電層１０３中に水
素原子を構造的に導入し、水素原子導入割合の制御をい
っそう容易になるようにはかり、本発明の目的を達成す
る膜特性を得るために、これらのガスに更にＨ₂および
／またはＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合物のガス
も所望量混合して層形成することが必要である。また、
各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合し
ても差し支えないものである。

【００６０】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。本発明に於いて好適に使用し得るハロゲン
化合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ₂）、Ｂｒ
Ｆ、ＣＩＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ₃、ＢｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ
₇等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲ
ン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換
されたシラン誘導体としては、具体的には、たとえばＳ
ｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が好ましいものとして挙
げることができる。

【００６１】光導電層１０３中に含有される水素原子ま
たは／およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体１０１の温度、水素原子または／およびハロゲン
原子を含有させるために使用される原料物質を反応容器
内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。

【００６２】本発明において、光導電層１０３には伝導
性を制御する原子を光導電層１０３の層厚方向に不均一
な分布状態で含有することが好ましい。これは、光導電
層のキャリアの走行性を調整し、また或は補償して走行
性を高次でバランスさせることにより、帯電能の向上、
光メモリー低減、感度の向上、さらには感度の直線性向
上のために有効である。

【００６３】伝導性を制御する原子の含有量は、層中平
均として、０．０５〜５ｐｐｍとするのが望ましい。さ
らに、光導電層の第２の層領域においては、電子と正孔
の走行性を高次でバランスさせるため、伝導性を制御す
る原子を実質的に含有しないかあるいは０．３ｐｐｍ以
下含有するように制御するのが望ましい。前記伝導性を
制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる
不純物を挙げることができ、ｐ型伝動特性を与える周期
律表第IIIｂ族に属する原子（以後「第IIIｂ族原子」と
略記する）を用いることができる。

【００６４】第IIIｂ族原子としては、具体的には、
Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ等があり、特にＢ、Ａｌ、
Ｇａが好適である。

【００６５】伝導性を制御する原子、たとえば、第III
ｂ族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第II
Iｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中
に、光導電層１０３を形成するための他のガスとともに
導入してやればよい。第IIIｂ族原子導入用の原料物質
となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、
少なくとも層形成条件下で容易にガス化しうるものが採
用されるのが望ましい。

【００６６】そのような第IIIｂ族原子導入用の原料物
質としては具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ₂
Ｈ₆、Ｂ₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁、Ｂ₆Ｈ₁₀、Ｂ₆Ｈ₁₂、
Ｂ₆Ｈ_{1 4}等の水素化硼素、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＢＢｒ₃等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ₃、
ＧａＣｌ₃、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＩｎＣｌ₃、ＴＩＣｌ₃等
も挙げることができる。

【００６７】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてＨ₂および／またはＨｅに
より希釈して使用してもよい。

【００６８】本発明において、光導電層１０３の層厚は
所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等
の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは２
０〜５０μｍ、より好ましくは２３〜４５μｍ、最適に
は２５〜４０μｍとされるのが望ましい。層厚が２０μ
ｍより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が実
用上不充分となり、５０μｍより厚くなると、光導電層
の作製時間が長くなって製造コストが高くなる。

【００６９】また、本発明において、第２の層領域の膜
厚は、その光学的バンドギャップと使用する露光（前露
光、像露光）波長との関係から導かれる光の吸収量に応
じて適宜設定することができるが、好ましくは０．３〜
１０μｍとすることが望ましい。その膜厚が０．３μｍ
より薄いと光の吸収や電荷の注入阻止性能が不充分とな
ったり、光メモリー低減の効果を充分に発揮することが
できない。１０μｍを越えると第２の層領域の大部分を
占める第３の層領域の膜厚が増えるので温度特性低減の
効果を充分に発揮することができなくなる。

【００７０】そして、第４の層領域の膜厚は、第３の層
領域に比べて膜厚を薄くすることが必要である。特に露
光の長波長成分を充分吸収するためには第３の層領域を
厚めにする必要があり、第４の層領域を厚くした場合、
長波長成分を十分吸収することができずに帯電能やメモ
リーの効果を発揮することができなくなる。

【００７１】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層１０３を形成するには、Ｓｉ供給用のガス
と希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力
ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。

【００７２】希釈ガスとして使用するＨ₂および／また
はＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂および／または
Ｈｅを、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５
倍、最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望まし
い。また、特に第３の層領域においては希釈ガスとして
主としてＨｅを用い、Ｓｉ供給用ガスに対して２０〜１
００倍の希釈率とすることが望ましい。

【００７３】反応容器内のガス庄も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１
０^-2〜１×１０³Ｐａ、好ましくは５×１０^-2〜５×１
０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×１０²Ｐａとするの
が好ましい。また、特に第３の層領域においては、その
他の領域よりガス圧を高く設定することが望ましく、そ
の範囲としては、７０〜５×１０²Ｐａとするのが好ま
しい。

【００７４】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力の比を、０．５〜８、好ましくは２〜
６の範囲に設定することが望ましい。また、第４の層領
域においては、Ｓｉ供給用のガスの流量に対する放電電
力の比をその他の層領域に比べて大きくし、いわゆるフ
ローリミット領域で作成することが好ましい。

【００７５】さらに、支持体２０１の温度は、層設計に
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜
３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【００７６】本発明においては、光導電層を形成するた
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に
決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部
材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適
値を決めるのが望ましい。 〈表面層〉本発明においては、上述のようにして支持体
１０１上に形成された光導電層１０３の上に、更にアモ
ルファスシリコン系の表面層１０４を形成することが好
ましい。この表面層１０４は自由表面１１０を有し、主
に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用
環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するため
に設けられる。

【００７７】また、本発明においては、光受容層１０２
を構成する光導電層１０３と表面層１０４とを形成する
非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成要素
を有しているので、積層界面において化学的な安定性の
確保が十分成されている。

【００７８】表面層１０４は、アモルファスシリコン系
の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）
を含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコ
ン（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原
子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、
更に酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下
「ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）
および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素
原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）および／ま
たはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸素
原子、窒素原子の少なくとも１つを含有するアモルファ
スシリコン（以下「ａ−ＳＩＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記す
る）等の材料が好適に用いられる。

【００７９】本発明に於いて、その目的を効果的に達成
するために、表面層２０４は真空堆積膜形成方法によっ
て、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの
数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えば
グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法または
マイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直
流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーディング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など
の数々の薄膜堆積法によって形成することができる。

【００８０】これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資
本投資下の負荷程度、製造規模、作成される光受容部材
に所望される特性等の要因によって適宜選択されるが、
光受容部材の生産性から光導電層と同等の堆積法による
ことが好ましい。

【００８１】例えば、グロー放電法によってａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，Ｘよりなる表面層１０４を形成するには、基本
的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の
原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の原
料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料
ガスまたは／およびハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ
供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に
所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電
を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電
層１０３を形成した支持体１０１上にａ−ＳｉＣ：Ｈ、
Ｘからなる層を形成すればよい。

【００８２】本発明に於いて用いる表面層の材質として
はシリコンを含有するアモルファス材料ならば何れでも
良いが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくと
も１つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特にａ
−ＳｉＣを主成分としたものが好ましい。

【００８３】表面層をａ−ＳｉＣを主成分として構成す
る場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対し
て３０〜９０％の範囲が好ましい。

【００８４】また、本発明において表面層１０４中に水
素原子または／およびハロゲン原子が含有されることが
必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特
性を向上させるために不可欠である。水素含有量は、構
成原子の総量に対して通常の場合３０〜７０原子％、好
適には３５〜６５原子％、最適には４０〜６０原子％と
するのが望ましい。また、弗素原子の含有量として、通
常の場合は０．０１〜１５原子％、好適には０．１〜１
０原子％、最適には０．６％〜４原子％とされるのが望
ましい。

【００８５】これらの水素および／または弗素含有量の
範囲内で形成される光受容部材は、実際面に於いて従来
にない格段に優れたものとして充分適用させ得るもので
ある。すなわち、表面層内に存在する欠陥（主にシリコ
ン原子や炭素原子のダングリングボンド）は電子写真用
光受容部材としての特性に悪影響を及ぼすことが知られ
ている。例えば自由表面から電荷の注入による帯電特性
の劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表面構造が
変化することによる帯電特性の変動、更にコロナ帯電時
や光照射時に光導電層より表面層に電荷が注入され、前
記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることにより繰
り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響として挙
げられる。

【００８６】しかしながら、表面層内の水素含有量を３
０原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に
減少し、その結果、従来に比べて電気的特性面および高
速連続使用性において飛躍的な向上を図ることができ
る。

【００８７】一方、前記表面層中の水素含有量が７０原
子％を越えると表面層の硬度が低下するために、繰り返
し使用に耐えられなくなる、従って、表面層中の水素含
有量を前記の範囲内に制御することが格段に優れた所望
の電子写真特性を得る上で非常に重要な因子の１つであ
る。表面層中の水素含有量は、原料ガスの流量（比）、
支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得
る。

【００８８】また、表面層中の弗素含有量を０．０１原
子％以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン原
子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成すること
が可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとし
て、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子
の結合の切断を効果的に防止することができる。

【００８９】一方、表面層中の弗素含有量が１５原子％
を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の
発生の効果およびコロナ等のダメージによるシリコン原
子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほとんど認
められなくなる。さらに、過剰の弗素原子が表面層中の
キャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メモ
リーが顕著に認められてくる。従って、表面層中の弗素
含有量を前記範囲内に制御することが所望の電子写真特
性を得る上で重要な因子の１つである。表面層中の弗素
含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量（比）、
支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得
る。

【００９０】本発明の表面層の形成において使用される
シリコン（Ｓｉ）供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態
の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効
に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り
扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ₄、Ｓｉ₂
Ｈ₆が好ましいものとして挙げられる。また、これらの
Ｓｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ₂、Ｈｅ、Ａ
ｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。

【００９１】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₄Ｈ₁₀等のガス状態
の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるも
のとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ
供給効率の良さ等の点でＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₆が好ま
しいものとして挙げられる。また、これらのＣ供給用の
原料ガスを必要に応じてＨ₂、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガ
スにより希釈して使用してもよい。

【００９２】窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質
としては、ＮＨ₃、ＮＯ、Ｎ₂Ｏ、ＮＯ₂、Ｏ₂、ＣＯ、Ｃ
Ｏ₂、Ｎ₂等のガス状態の、またはガス化し得る化合物が
有効に使用されるものとして挙げられる。また、これら
の窒素、酸素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ₂、Ｈ
ｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよ
い。

【００９３】また、形成される表面層１０４中に導入さ
れる水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるよ
うに図るために、これらのガスに更に水素ガスまたは水
素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成
することが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく
所定の混合比で複数種混合しても差し支えないものであ
る。

【００９４】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン
をふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラ
ン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合
物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子
とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス
化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効
なものとして挙げることができる。本発明に於いて好適
に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素
ガス（Ｆ₂）、ＢｒＦ、ＣＩＦ、ＣＩＦ₃、ＢｒＦ₃、Ｂ
ｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ₇等のハロゲン間化合物を挙げるこ
とができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる
ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には、例えばＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が好ま
しいものとして挙げることができる。

【００９５】表面層１０４中に含有される水素原子また
は／およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば支
持体１０１の温度、水素原子または／およびハロゲン原
子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内
へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。

【００９６】炭素原子および／または酸素原子および／
または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有され
ても良いし、表面層の層厚方向に含有量が変化するよう
な不均一な分布をもたせた部分があっても良い。

【００９７】さらに本発明においては、表面層２０４に
は必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させること
が好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層２０４中
に万遍なく均一に分布した状態で含有されても良いし、
あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している
部分があってもよい。

【００９８】前記の伝導性を制御する原子としては、半
導体分野における、いわゆる不純物を挙げることがで
き、Ｐ型伝動特性を与える周期律表IIIｂ族に属する原
子（以後「第IIIｂ族原子」と略記する）またはｎ型伝
導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以後
「第Ｖｂ族原子」と略記する）を用いることができる。

【００９９】表面層２０４に含有される伝導性を制御す
る原子の含有量としては、好ましくは１×１０^-3〜１０
³原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０^-2〜５×１０²原
子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０²原子ｐｐｍ
とされるのが望ましい。

【０１００】本発明における表面層１０４の層厚として
は、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μ
ｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいもの
である。層厚が０．０１μｍよりも薄いと光受容部材を
使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、
３μｍを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低
下がみられる。

【０１０１】本発明による表面層１０４は、その要求さ
れる特性が所望通りに与えられるように注意深く形成さ
れる。即ち、Ｓｉ、Ｃおよび／またはＮおよび／または
Ｏ、Ｈおよび／またはＸを構成要素とする物質はその形
成条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの
形態を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁
性までの間の性質を、また、光導電的性質から非光導電
的性質までの間の性質を各々示すので、本発明において
は、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成され
る様に、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になさ
れる。

【０１０２】例えば、表面層１０４を耐圧性の向上を主
な目的として設けるには、使用環境に於いて電気絶縁性
的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。また、
連続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる目
的として表面層１０４が設けられる場合には、上記の電
気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される光に対
してある程度の感度を有する非単結晶材料として形成さ
れる。

【０１０３】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層１０４を形成するには、支持体１０１の温度、反応
容器内のガス庄を所望にしたがって、適宜設定する必要
がある。

【０１０４】支持体２０１の温度（Ｔｓ）は、層設計に
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜
３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１０５】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ま
しくは１×１０^-2〜１×１０³Ｐａ、より好ましくは５
×１０^-1〜５×１０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×
１０²Ｐａとするのが好ましい。

【０１０６】本発明においては、表面層を形成するため
の支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記し
た範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決
められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材
を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値
を決めるのが望ましい。

【０１０７】また表面層１０４と光導電層１０３との間
に炭素原子および／または酸素原子および／または窒素
原子の含有量が光導電層１０３に向かって減少するよう
に変化する領域を設けても良い。これにより表面層と光
導電層の密着性を向上させ、光キヤリアの表面への移動
がスムーズになるとともに、光導電層と表面層の界面で
の光の反射による干渉の影響をより少なくすることがで
きる。 〈電荷注入阻止層〉本発明の光受容部材においては、導
電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの
電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設け
るのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止
層は光受容層が１定極性の帯電処理をその自由表面に受
けた際、支持体側により光導電層側に電荷が注入される
のを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた
際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性依
存性を有している。そのような機能を付与するために、
電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に
比べ比較的多く含有させる。

【０１０８】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万遍なく均−に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万遍なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。

【０１０９】しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく
含有されることが面内方向における特性の均一化をはか
る点からも必要である。電荷注入阻止層に含有される伝
導性を制御する原子としては、半導体分野における、い
わゆる不純物を挙げることができ、Ｐ型伝導特性を与え
る周期律表第IIIｂ族に属する原子（以後「第IIIｂ族原
子」と略記する）またはｎ型伝導特性を与える周期律表
第Ｖｂ族に属する原子（以後「第Ｖｂ族原子」と略記す
る）を用いることができる。

【０１１０】第IIIｂ族原子としては、具体的には、
Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔａ等があり、特にＢ，Ａｌ，
Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には
Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ等があり、特にＰ，Ａｓが好適で
ある。

【０１１１】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜
決定されるが、好ましくは１０¹〜×１０⁴原子ｐｐｍ、
より好適には５０〜５×１０ ³原子ｐｐｍ、最適には１
×１０²〜３×１０²原子ｐｐｍとされるのが望ましい。

【０１１２】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも１種を含有させる
ことによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けら
れる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図るこ
とができる。

【０１１３】該層に含有される炭素原子または窒素原子
または酸素原子は該層中に万遍なく均一に分布されても
良いし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはい
るが、不均一に分布する状態で含有している部分があっ
てもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表
面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく含
有されることが面内方向における特性の均一化をはかる
点からも必要である。

【０１１４】本発明における電荷注入阻止層の全層領域
に含有される炭素原子および／または窒素原子および／
または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達
成されるように適宜決定されるが、１種の場合はその量
として、２種以上の場合はその総和として、好ましくは
１×１０^-3〜３０原子％、より好適には５×１０^-3〜２
０原子％、最適には１×１０^-2〜１０原子％とされるの
が望ましい。

【０１１５】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子および／またはハロゲン原子は層内に
存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。
電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるい
は水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には１
〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最適には
１０〜３０原子％とするのが望ましい。

【０１１６】本発明において、電荷注入阻止層の層厚
は、所望の電子写真特性が得られること、および経済的
効果等の点から好ましくは０．１〜５μｍ、より好まし
くは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされる
のが望ましい。層厚が０．１μｍより薄くなると、支持
体からの電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電
能が得られなくなり、５μｍより厚くしても電子写真特
性の向上は期待できず、作製時間の延長による製造コス
トの増加を招くだけである。

【０１１７】本発明において電荷注入阻止層を形成する
には、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積
法が採用される。

【０１１８】本発明の目的を達成し得る特性を有する電
荷注入阻止層１０５を形成するには、光導電層１０３と
同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応
容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体１０１の温度
を適宜設定することが必要である。

【０１１９】希釈ガスであるＨ₂および／またはＨｅの
流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択される
が、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂および／またはＨｅを、
通常の場合０．３〜２０倍、好ましくは０．５〜１５
倍、最適には１〜１０倍の範囲に制御することが望まし
い。反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適
宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０^-2〜１
０³Ｐａ、好ましくは５×１０^-1〜１０²Ｐａ、最適には
１×１０^-1〜１×１０²Ｐａとするのが好ましい。

【０１２０】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力の比を、通常の場合０．５〜８、好ま
しくは０．８〜７、最適には１〜６の範囲に設定するこ
とが望ましい。

【０１２１】さらに、支持体１０１の温度は、層設計に
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜
３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１２２】本発明においては、電荷注入阻止層を形成
するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持
体温度の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げら
れるが、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する表面
層を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて各層
作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。

【０１２３】このほかに、本発明の光受容部材において
は、光受容層２０２の前記支持体２０１側に、少なくと
もアルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または／
およびハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含
有する層領域を有することが望ましい。

【０１２４】また、本発明の光受容部材に於いては、支
持体１０１と光導電層１０３あるいは電荷注入阻止層１
０５との間の密着性の１層の向上を図る目的で、例え
ば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、あるいはシリコン原
子を母体とし、水素原子および／またはハロゲン原子
と、炭素原子および／または酸素原子および／または窒
素原子とを含む非晶質材料などで構成される密着層を設
けても良い。更に、支持体からの反射光による干渉模様
の発生を防止するための光吸収層を設けても良い。

【０１２５】次に、光受容層を形成するための装置およ
び膜形成方法について詳述する。

【０１２６】図５は電源周波数としてＲＦ帯の高周波プ
ラズマＣＶＤ法（以後「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）
による光受容部材の製造装置の１例を示す模式的な構成
図である。図５に示す製造装置の構成は以下の通りであ
る。

【０１２７】この装置は大別すると、堆積装置（５１０
０）、原料ガスの供給装置（５２００）、反応容器（５
１１１）内を減圧するための排気装置（図示せず）から
構成されている。堆積装置（５１００）中の反応容器
（５１１１）内には円筒状支持体（５１１２）、支持体
加熱用ヒーター（５１１３）、原料ガス導入管（５１１
４）が設置され、更に高周波マッチングボックス（５１
１５）が接続されている。

【０１２８】原料ガス供給装置（５２００）は、ＳｉＨ
₄，ＧｅＨ₄，Ｈ₂，ＣＨ₄，Ｂ₂Ｈ₆，ＰＨ₃等の原料ガス
ボンべ（５２２１〜５２２６）とバルブ（５２３１〜５
２３６、５２４１〜５２４６、５２５１〜５２５６）お
よびマスフローコントローラー（５２１１〜５２１６）
から構成され、各原料ガスのボンべはバルブ（５２６
０）を介して反応容器（５１１１）内のガス導入管（５
１１４）に接続されている。

【０１２９】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行なうことができる。まず、反応容器（５
１１１）内に円筒状支持体（５１１２）を設置し、不図
示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器（５
１１１）内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター
（５１１３）により円筒状支持体（５１１２）の温度を
２００℃〜３５０℃の所定の温度に制御する。

【０１３０】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（５１
１１）に流入させるには、ガスボンべのバルブ（５２３
１〜５２３７）、反応容器のリークバルブ（５１１７）
が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ（５
２４１〜５２４６）、流出バルブ（５２５１〜５２５
６）、補助バルブ（５２６０）が開かれていることを確
認して、まずメインバルブ（５１１８）を開いて反応容
器（５１１１）およびガス配管内（５１１６）を排気す
る。

【０１３１】次に真空計(５１１９）の読みが約５×１
０^-4Ｐａになった時点で補助バルブ（５２６０）、流出
バルブ（５２５１〜５２５６）を閉じる。その後、ガス
ボンべ（５２２１〜５２２６）より各ガスをバルブ（５
２３１〜５２３６）を開いて導入し、圧力調整器（５２
６１〜５２６６）により各ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ²に調
整する。次に、流入バルブ（５２４１〜５２４６）を徐
々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー（５２
１１〜５２１６）内に導入する。

【０１３２】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。円筒状支持体（５
１１２）が所定の温度になったところで流出バルブ（５
２５１〜５２５６）の内の必要なものおよび補助バルブ
（５２６０）を徐々に開き、ガスボンベ（５２２１〜５
２２６）から所定のガスをガス導入管（５１１４）を介
して反応容器（５１１１）内に導入する。次にマスフロ
ーコントローラー（５２１１〜５２１６）によって各原
料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反
応容器（５１１１）内の圧力が１００Ｐａ以下の所定の
圧力になるように真空計（５１１９）を見ながらメイン
バルブ（５１１８）の開口を調整する。内圧が安定した
ところで、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図
示）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボック
ス（５１１５）を通じて反応容器（５１１１）内にＲＦ
電力を導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネ
ルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解
され、円筒状支持体（５１１２）上に所定のシリコンを
主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の
膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出
バルブを閉じて反応容器へのガス流入を止め、堆積膜の
形成を終える。同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【０１３３】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器（５１１
１）内、流出バルブ（５２５１〜５２５６）から反応容
器（５１１１）に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ（５２５１〜５２５６）を閉じ、補助
バルブ（５２６０）を開き、さらにメインバルブ（５１
１８）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を
必要に応じて行う。また、膜形成の均一化を図るため
に、層形成を行っている間は、支持体（５１１２）を駆
動装置（不図示）によって所定の速度で回転させること
も有効である。さらに、上述のガス種およびバルブ操作
は各々の操作の作成条件にしたがって変更が加えられる
ことは言うまでもない。

【０１３４】堆積膜形成時の支持体温度は、特に２００
℃以上３５０℃以下、好ましくは２３０℃以上３３０℃
以下、より好ましくは２５０℃以上３１０℃以下が望ま
しい。

【０１３５】支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱
体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻
き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等
の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の
熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手
段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質
は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属
類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用すること
ができる。それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の容
器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体を
搬送する方法が用いられる。

【０１３６】実験例 以下、実験例により本発明の効果を具体的に説明する。

【０１３７】実験例１ 図５に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー（支持体）上に、表１に示す条件で電荷注
入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製
した。

【０１３８】

【表１】

【０１３９】ー方、アルミニウムシリンダーに代えて、
サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形の
サンプルホルダーを用い、ガラス基板（コーニング社
７０５９）ならびにＳｉウエハー上に、上記光導電層の
作成条件で膜厚約１μｍのａ−Ｓｉ膜を堆積した。ガラ
ス基板上の堆積膜は、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）を
測定した後、Ｃｒの串型電極を蒸着し、ＣＰＭにより指
数関数裾の特性エネルギー(Ｅｕ）を測定し、Ｓｉウエ
ハー上の堆積膜はＦＴＩＲにより水素含有量（Ｃｈ）を
測定した。

【０１４０】表１の例では光導電層の第３の層領域のＥ
ｇ、Ｅｕは、それぞれ１．７ｅＶ、５５ｍｅＶであり、
第４の層領域のＥｇ、Ｅｕは、それぞれ３５原子％、
１．８３ｅＶ、５３ｍｅＶであった。

【０１４１】次いで第３の層領域においてＳｉＨ₄ガス
とＨｅガスおよび／またはＨｅガスとの混合比、ＳｉＨ
₄ガスと放電電力との比率ならびに反応容器内の圧力を
種々変えることによって、第３の層領域のＥｇ、Ｅｕの
異なる種々の光受容部材を作製した。その際、第３の層
領域および第４の層領域の膜厚はそれぞれ５μｍおよび
０．３μｍとした。

【０１４２】作製した光受容部材を電子写真装置（キヤ
ノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造）にセットして、
電位特性の評価を行った。この際、プロセススピード３
８０ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）
７１ｕｘ・ｓｅｃ、帯電器の電流値１０００μＡの条件
にて、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位
計（ＴＲＥＫ Ｍｏｄｅｌ ３４４）の電位センサーに
より光受容部材の表面電位を測定し、それを帯電能とし
た。また、メモリー電位は、像露光光源に波長６５０ｎ
ｍのＬＥＤを用い、上述の条件下において同様の電位セ
ンサーにより非露光状態での表面電位と一旦露光した後
に再度帯電した時との電位差をメモリー電位とした。

【０１４３】本例のＥｇ、Ｅｕと帯電能、メモリーとの
関係をそれぞれ図６、図７に示す。それぞれの特性に関
して、光導電層（層膜厚約３０μｍ）を第１の層領域の
みで構成した場合に対する相対値で示した。図６ならび
に図７から明らかなように、第３の層領域において、Ｅ
ｇが１．５５〜１．７ｅＶ、Ｅｕが５０〜６０ｍｅＶの
条件において、帯電能の向上とメモリーの低減を両立す
ることができることがわかった。

【０１４４】実験例２ 図５に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡
面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上
に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容
部材を作製した。

【０１４５】次いで第４の層領域においてＳｉＨ₄ガス
とＨ₂ガスの混合比、ＳｉＨ₄ガスと放電電力との比率な
らびに支持体温度を種々変えることによって、第４の層
領域のＥｇ、Ｅｕの異なる種々の光受容部材を作製し
た。その際、第３の層領域および第４の層領域の膜厚は
それぞれ５μｍおよび０．５μｍに固定した。

【０１４６】作製した個々の光受容部材について実験例
１と同様の電位特性の評価を行った。本例のＥｕならび
にＥｇと帯電能ならびに温度特性との関係をそれぞれ図
８、図９に示す。それぞれの特性に関して、光導電層
（総膜厚約３０μｍ）を第１の層領域と第３の層領域の
みで構成した場合に対する相対値で示した。

【０１４７】図８ならびに図９から明らかなように、第
４の層領域において、Ｅｇが１．８〜１．９ｅＶ、Ｅｕ
が５０〜６０ｍｅＶの条件において、帯電能の向上とメ
モリーの低減を両立することができることがわかった。

【０１４８】実験例３ 図５に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡
面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上
に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容
部材を作製した。

【０１４９】次いで、第４の層領域の膜厚を０．１μｍ
に固定して、第３の層領域の膜厚を変えることによって
第２の層領域の膜厚の異なる光受容部材を作製した。作
製したここの光受容部材について光源（前露光・像露
光）の波長を５００ｎｍから７５０ｎｍの範囲で変えて
実験例１と同様の評価を行ったところ、第２の層領域の
膜厚が０．３〜１０μｍの条件において、露光光源の波
長によらず帯電能、温度特性、光メモリーの全てに渡っ
て特性が向上することがわかった。

【０１５０】実験例４ 図５に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー（支持体）上に、表２に示す条件で電荷注
入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製
した。

【０１５１】

【表２】

【０１５２】ここで、光導電層に含有される周期律表第
IIIｂ族に属する元素であるホウ素原子の含有パターン
が図２（ｂ）となるように、光導電層の第１の層領域全
体にわたってＳｉＨ₄に対するＢ₂Ｈ₆量を変化させた。
また、第１の層領域におけるＳｉＨ₄に対するＢ₂Ｈ₅量
を変えることによって光導電層に含有される周期律表第
IIIｂ族に属する元素であるホウ素原子含有量（光導電
層中の平均値）を変え、さらに、第２の層領域のホウ素
原子含有量を変えて種々の光受容部材を作製した。

【０１５３】作製した個々の光受容部材について実験例
１と同様の電位特性評価を行った。本例の光導電層のホ
ウ素含有量（層中平均）と帯電能、メモリー、感度（直
線性）との関係をそれぞれ図１０、図１１、および図１
２に示す。それぞれの特性に関して、光導電層の全ての
層領域を第１の層領域のみで構成し、ホウ素原子含有量
を１ｐｐｍ（均一）にした場合に対する相対値で示し
た。図１０、図１１、および図１２から明らかなよう
に、光導電層の支持体側から表面側に向けて周期律表第
IIIｂ族に属する元素の含有量が徐々に減少する分布状
体として光導電層中の平均値を０．０５〜３ｐｐｍと
し、第２の層領域において周期律表第IIIｂ族に属する
元素が実質的に含有されないかまたは０．３ｐｐｍ以下
含有することによって、帯電能、メモリー、感度の直線
性のいずれも良好な特性を得られることがわかった。

【０１５４】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【０１５５】実施例１ 図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装
置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電
層、表面層からなる光受容部材を作製した。表３にこの
ときの光受容部材の作成条件を示した。

【０１５６】

【表３】

【０１５７】また、光導電層に含有される周期律表第II
Iｂ族に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを
図２（ａ）となるようにした。本例では、光導電層の第
１の領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ２０原子％、
１．７７ｅＶ、６０ｍｅＶ、第３の層領域のＣｈ、Ｅ
ｇ、Ｅｕは、それぞれ８原子％、１．６５ｅＶ、５３ｍ
ｅＶ、第４の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ３
１原子％、１．８３ｅＶ、５２ｍｅＶ、という結果が得
られた。作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン
製ＮＰ−６５５０を実験用に改造）にセットして、電位
特性の評価を行ったところ、帯電能、温度特性、メモリ
ーとも良好な特性が得られた。また、作製した光受容部
材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メ
モリーは観測されずその他の画像特性（ポチ、画像流
れ）についても良好な電子写真特性が得られた。

【０１５８】実施例２ 本例では、実施例１の表面層に変えて、表面層のシリコ
ン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分
布状体とした表面層を設けた。表４に、このときの光受
容部材の作製条件を示した。

【０１５９】

【表４】

【０１６０】また、光導電層に含有される周期律表第II
Iｂ族に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを
図(２ｂ）となるようにした。作製した光受容部材を前
露光と像露光をそれぞれ６６０ｎｍおよび６５０ｎｍの
ＬＥＤとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０
を実験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価
をしたところ、同様に良好な電子写真特性得られた。

【０１６１】実施例３ 本例では、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原
子、酸素原子、窒素原子を含有させるとともに、表面層
のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不
均一な分布状体とした表面層を設けた。表５に、このと
きの光受容部材の作製条件を示した。

【０１６２】

【表５】

【０１６３】また、光導電層に含有させる周期律表第II
Iｂ族に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを
図２（ｃ）となるようにした。作製した光受容部材を前
露光と像露光をそれぞれ７００ｎｍおよび６８０ｎｍの
ＬＥＤとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０
を実験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価
をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。

【０１６４】実施例４ 本例では、第１の層領域において希釈ガスとしてＨ₂と
Ｈｅの混合ガスを用い、シリコン原子および炭素原子の
含有量を層厚方向に不均一な分布状体とした表面層を設
けた。表６に、このときの光受容部材の作製条件を示し
た。

【０１６５】

【表６】

【０１６６】光導電層に含有される周期律表第IIIｂ族
に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを図２
（ｄ）となるようにした。作製した光受容部材を前露光
と像露光をそれぞれ７６０ｎｍおよび７４０ｎｍのＬＥ
Ｄとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実
験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価をし
たところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。

【０１６７】実施例５ 本例では、表面層を構成する原子として炭素原子の代わ
りに窒素原子を含有させた表面層を設けた。表７にこの
ときの光受容部材の作製条件を示した。

【０１６８】

【表７】

【０１６９】毎光導電層に含有される周期律表第IIIｂ
族に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを図２
（ｅ）となるようにした。作製した光受容部材を実施例
１と同様の評価をしたところ、同様に良好な電子写真特
性が得られた。

【０１７０】実施例６ 本例では、窒素原子および酸素原子を含有させて、シリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状体とした表面層を設けた。表８にこのときの光受
容部材の作製条件を示した。

【０１７１】

【表８】

【０１７２】光導電層に含有される周期律表第IIIｂ族
に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを図２
（ｆ）となるようにした。作製した光受容部材を前露光
と像露光をそれぞれ６６０ｎｍおよび６５０ｎｍのＬＥ
Ｄとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実
験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価をし
たところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。

【０１７３】実施例７ 本例では、光導電層の全ての層領域にフッ素原子を含有
させ、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向
に不均一な分布状体とした表面層を設けた。表９に、こ
のときの光受容部材の作製条件を示した。

【０１７４】

【表９】

【０１７５】光導電層に含有される周期律表第IIIｂ族
に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを図２
（ｇ）となるようにした。作製した光受容部材を前露光
と像露光をそれぞれ７００ｎｍおよび６８０ｎｍのＬＥ
Ｄとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実
験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価をし
たところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。

【０１７６】実施例８ 本例では、電荷注入阻止層に炭素原子を含有させ、シリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状体とした表面層を設けた。表１０に、このときの
光受容部材の作製条件を示した

【０１７７】

【表１０】

【０１７８】光導電層に含有される周期律表第IIIｂ族
に属する元素であるホウ素原子の含有パターンを図２
（ｈ）となるようにした。作製した光受容部材を前露光
と像露光をそれぞれ７６０ｎｍおよぴ７４０ｎｍのＬＥ
Ｄとした電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実
験用に改造）にセットして、実施例１と同様の評価をし
たところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。

【０１７９】

【発明の効果】本発明によれば、光導電層を実質的にキ
ャリアを輸送する第１の層領域とキャリアを生成する第
２の層領域とに分割するとともに、第２の層領域を光学
的バンドギャップの異なる層領域に分割し、さらに周期
律表第IIIｂ族に属する元素の含有状態を不均一にする
ことによって、広い波長範囲にわたって帯電能および感
度が高く光メモリーがなく、加えて周囲環境の変動に対
する表面電位の変化が抑制され、極めて優れた電位特
性、画像特性を有するという特徴を有する。

【０１８０】したがって、本発明の電子写真用光受容部
材を前述のごとき特定の構成としたことにより、ａ−Ｓ
ｉで構成された従来の電子写真用光受容部材における諸
問題を全て解決することができ、特に極めて優れた電気
的特性、光学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性お
よび使用環境特性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光受容部材の好適な実施態様例の層構
成を説明するための模式的層構成図である。

【図２】本発明の光受容部材の好適な実施態様例の周期
律表第IIIｂ族に属する元素の分布状体を説明するため
の模式図である。

【図３】本発明における指数関数裾の特性エネルギーを
説明するためのａ−Ｓｉのサブギャップ光吸収スペクト
ルの１例の模式図である。

【図４】本発明における感度の直線性を説明するための
ａ−Ｓｉ感光体の露光量特性（Ｅ−Ｖ）の１例の模式図
である。

【図５】本発明の光受容部材の光受容層を形成するため
の装置の１例で、ＲＦグロー放電法による光受容部材の
製造装置の模式的説明図である。

【図６】本発明の光受容部材における光導電層の第３の
光学的バンドギャップ（Ｅｇ）ならびにアーバックテイ
ルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能との関係を示す図
である。

【図７】本発明の光受容部材における光導電層の第３の
層領域の光学的バンドギャップ(Ｅｇ）ならびにアーバ
ックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）とメモリーとの関
係を示す図である。

【図８】本発明の光受容部材における光導電層の第４の
層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）ならびにアーバ
ックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能との関係
を示す図である。

【図９】本発明の光受容部材における光導電層の第４の
層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）ならびにアーバ
ックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）とメモリーとの関
係を示す図である。

【図１０】本発明の光受容部材における光導電層の周期
律表第IIIｂ族に属する元素の含有量と帯電能との関係
を示す図である。

【図１１】本発明の光受容部材における光導電層の周期
律表第IIIｂ族に属する元素の含有量とメモリーとの関
係を示す図である。

【図１２】本発明の光受容部材における光導電膚の周期
律表第IIIｂ族に属する元素の含有量と感度との関係を
示す図である。

【符号の説明】

１００ 光受容部材 １０１ 導電性支持体 １０２ 光受容層 １０３ 光導電層 １０４ 表面層 １０５ 電荷注入阻止層 １１１ 第１の層領域 １１２ 第２の層領域 １１３ 第３の層領域 １１４ 第４の層領域 １１０ 自由表面 ５１００ 堆積装置 ５１１１ 反応容器 ５１１２ 円筒状支持体 ５１１３ 支持体加熱用ヒーター ５１１４ 原料ガス導入管 ５１１５ マッチングボックス ５１１６ 原料ガス配管 ５１１７ 反応容器リークバルブ ５１１８ メイン排気バルブ ５１１９ 真空計 ５２００ 原料ガス供給装置 ５２１１〜５２１６ マスフローコントローラー ５２２１〜５２２６ 原料ガスボンべ ５２３１〜５２３６ 原料ガスボンべバルブ ５２４１〜５２４６ ガス流入バルブ ５２５１〜５２５６ ガス流出バルブ ５２６１〜５２６６ 圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古島 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 青木 誠 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 DA24 DA28 DA34 DA35 DA37 DA38 DA42 DA43

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも導電性支持体と、該導電性支
   持体の表面上に、水素原子および／またはハロゲン原子
   ならびに周期律表第IIIｂ族に属する少なくとも１つの
   元素とを含有するシリコン原子を母体とするアモルファ
   ス材料からなる光導電層とを備えた電子写真用光受容部
   材において、該光導電層は、前記支持体側から自由表面
   側に向けて、実質的に電荷を輸送する第１の層領域と、
   実質的に光を吸収して電荷を生成する第２の層領域とを
   順次積層し、第２の層領域は、光子エネルギー（ｈν）
   を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数（α）を従
   属変数とする式（Ａ） Ｉｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α１ （Ａ） で表される関数の直線関係部分（指数関数裾）から得ら
   れる特性エネルギー（Ｅｕ）が５０〜６０ｍｅＶであっ
   て、バンドギャップの異なる２つの層領域からなること
   を特徴とする電子写真用光受容部材。
2. 【請求項２】 前記光導電層の第２の層領域は、該層領
   域中の支持体側に位置する第３の層領域と表面側に位置
   する第４の層領域とからなり、それぞれの光学的バンド
   ギャップが１．５５〜１．７５ｅＶ、１．８〜１．９ｅ
   Ｖであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用
   光受容部材。
3. 【請求項３】 前記第２の層領域の厚さは、０．３〜１
   ０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載
   の電子写真用光受容部材。
4. 【請求項４】 前記光導電層は、周期律表第IIIｂ族に
   属する元素を層中平均で０．０５〜５ｐｐｍ含有し、支
   持体側から自由表面側に向けて該元素の含有量が減少し
   ていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
   電子写真用光受容部材。
5. 【請求項５】 前記光導電層は、光の入射側において周
   期律表第IIIｂ族に属する元素を実質的に含有しないか
   または０．３ｐｐｍ以下含有し、周期律表第IIIｂ族に
   属する元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向か
   って階段状に減少していることを特徴とする請求項４に
   記載の電子写真用光受容部材。
6. 【請求項６】 前記光導電層は、光の入射側において周
   期律表第IIIｂ族に属する元素を実質的に含有しないか
   または０．３ｐｐｍ以下含有し、周期律表第IIIｂ族に
   属する元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向か
   って滑らかに減少していることを特徴とする請求項４に
   記載の電子写真用光受容部材。