JP2001337472A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電能、感度、光メモリー等の電子写真特性
を改善し、画像流れを抑制する。 【解決手段】 支持体１０１と、シリコン原子を母体と
して水素原子及び／又はハロゲン原子を含有するアモル
ファス材料からなる光導電層１０３とを備えた電子写真
感光体において、光導電層１０３は、電荷を輸送する層
領域１１１と、光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
ップの異なる二つの層領域からなる層領域１１２を有す
る。層領域１１２は、層領域１１１側に位置し且つ光学
的バンドギャップが１．５５〜１．７５ｅＶである層領
域１１３と、表面層側１０４に位置し且つ光学的バンド
ギャップが１．８〜１．９ｅＶであって周期律表第III
ｂ族に属する少なくとも１つの元素を膜厚方向に不均一
な分布状態で含有する層領域１１４と、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体、プ
ロセスカートリッジ及び電子写真装置に係わり、特に光
（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。）のような電磁波に対
して感受性のある感光体およびそれを用いたプロセスカ
ートリッジ及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像形成分野において、感光体における光
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、事務機としてオフィスで使
用される電子写真装置内に組み込まれる感光体の場合に
は、上記の使用時における無公害性は重要な点である。

【０００３】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６０−３５０
５９号公報には電子写真感光体としての応用が記載され
ている。

【０００４】このような感光体は、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、イオンプレーティング法、熱
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法に
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。

【０００５】また、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ャリアの移動距離を
短くしてトラップによる残像発生を抑止する技術が開示
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。

【０００６】さらに、特許第２７７２６８５号公報に
は、光導電層上にシリコン原子と炭素原子と周期律表第
IIIｂ族に属する原子を含む潜像保持層とシリコン原子
と炭素原子とを含む顕像保持層を順次設けて絶縁性トナ
ーを用いることにより安定で良好な画像を長期にわたっ
て得る技術が開示されている。

【０００７】そして、特開平６−８３０９０号公報に
は、高湿時でも充分な帯電を行うために、光導電層上に
ドーピングしたａ−Ｓｉからなる電荷トラップ層および
電荷注入層を設けて接触帯電する負帯電用感光体が開示
されている。さらに、特開平６−２４２６２３号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の光導電層と表面層の
間に５０ｐｐｍ未満のホウ素を含有するかまたは伝導性
を支配する元素を含まない正孔捕獲層を設けることによ
り帯電性や画像流れの良好な負帯電用感光体を得る技術
が開示され、特開平６−２７３９５４号公報には、表面
層に周期律表第III 族元素を含有させた負帯電用のアモ
ルファスシリコン感光体についての技術が開示されてい
る。

【０００８】これらの技術により、電子写真感光体の電
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
感光体は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、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】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、電子写真感光体においては電気的
特性や光導電特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。

【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、更なる画像品質の向上に関しては未
だ充分とはいえない。

【００１２】したがって、電子写真感光体を設計する際
に、上記したような問題が解決されるように電子写真感
光体の層構成、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。

【００１３】特に、コンピューターの普及とオフィスの
ネットワーク化が進んだことにより、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。

【００１４】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、ａ−ＳｉＧｅ光導電層やμｃ−Ｓｉ
光導電層を用いることが提案されている。しかしなが
ら、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充分である。またμ
ｃ−Ｓｉの場合は、作成時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、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いるために、
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充分になってしまうことがあっ
た。

【００１５】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
を充分に低減することが難しく、特に光メモリーを劇的
に低減することが困難である。

【００１６】かかる観点から、本発明者らは先に特開平
９−３１１４９５号公報ならびに特開平１１−９５４６
８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
電能や感度を向上させる技術を提案している。

【００１７】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り、露光
光源の波長領域に対して充分な光吸収により電荷を生成
するとともに、表面側からの電荷の注入阻止を効果的に
行うような層設計をすることが求められる。

【００１８】一方、デジタル化された情報の大量のフル
カラー出力のためにアモルファスシリコン感光体を用い
たカラーシステムが要望されるとともに、有機感光体と
のシステムの共用による本体コストの低減を図るため
に、負帯電用アモルファスシリコン感光体への要望も強
まってきている。

【００１９】しかしながら、従来の負帯電用アモルファ
スシリコン感光体をデジタルシステムで用いた場合に
は、以下のような現象が生じることがあった。

【００２０】すなわち、表面からの電荷注入を阻止する
ために、表面層とは別に不純物を含有する表面電荷注入
阻止層（以下ＴＢＬと略記する）を設けた場合、ＴＢＬ
による光の吸収により感度の低下や光メモリーの発生を
招くことがあったり、ＴＢＬの界面近傍で電荷の横流れ
が生じて、画像流れが観測されることがあった。特に、
高画質化のために露光のドット径が小さくなってきてい
ることから、いっそう画像流れに対して厳しい状況にあ
る。

【００２１】また、ＴＢＬを設けずに表面層に直接電気
導電性を制御する元素を含有させる場合には、表面層の
役割である保護層としての硬度を確保しつつ電荷の注入
阻止能を向上させることは困難であった。

【００２２】また、ハロゲン光を光源とするアナログシ
ステムでは層界面での反射による干渉模様が画像に現れ
ることは少ないが、デジタルシステムの場合にはレーザ
ーに代表される可干渉光を光源として用いるために、Ｔ
ＢＬ界面での反射によって干渉模様が画像上で観測され
ることがある。

【００２３】したがって、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感光体に
おける諸問題を解決することを目的とするものである。

【００２４】すなわち、本発明の主たる目的は、充分な
帯電能を確保するとともに感度を向上し、ゴーストに代
表される光メモリーを低減して画像品質を飛躍的に向上
させた、負帯電用アモルファスシリコン感光体を提供す
ることにある。

【００２５】さらに、本発明の目的は、画像流れの発生
もなく、可干渉光を用いたシステムであっても干渉縞が
観測されない負帯電用アモルファスシリコン感光体を提
供することにある。

【００２６】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負帯電用アモル
ファスシリコン感光体、及び電子写真感光体を有するプ
ロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することに
ある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、ａ−Ｓｉのバンドギャップおよび局
在状態密度分布と帯電能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、光学
的バ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。さらに、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ともに画
像流れについても改善できるという知見を得た。

【００２８】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層を有する感光体において、その
層構造を特定化するように設計されて作成された感光体
は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来
の感光体と比べてみても多くの点において凌駕している
こと、特にデジタルシステム用の負帯電感光体として優
れた特性を有していることを見いだした。

【００２９】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。

【００３０】すなわち、本発明の電子写真感光体は、第
１に、少なくとも支持体と、該支持体上に、水素原子お
よび／またはハロゲン原子を含有し、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および表面
層を備えた電子写真感光体において、前記光導電層は、
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の層領域とを有し、該第２の層領域は、光
学的バンドギャップが異なる二つの層領域からなり、該
二つの層領域のうちの表面層側に位置する層領域には膜
厚方向に不均一な分布状態で周期律表第IIIｂ族に属す
る元素を含有することを特徴としている。

【００３１】第２に本発明の電子写真感光体の光導電層
の第２の層領域は、該第２の層領域中の前記第１の層領
域側に位置し且つ光学的バンドギャップが１．５５〜
１．７５ｅＶである第３の層領域と、表面層側に位置し
且つ光学的バンドギャップが１．８〜１．９ｅＶである
第４の層領域と、からなることを特徴としている。

【００３２】第３に本発明の電子写真感光体の第４の層
領域は、周期律表第IIIｂ族に属する元素を１０ｐｐｍ
以上１０００ｐｐｍ以下含有し、該第４の層領域中で含
有量の極大値をもつとともに表面層との界面から０．０
５μｍの間においては周期律表第IIIｂ族に属する元素
を実質的に含有しないことを特徴としている。

【００３３】第４に本発明の電子写真感光体の第４の層
領域は、厚さが０．１〜５μｍであることを特徴として
いる。

【００３４】第５に本発明の電子写真感光体の第２の層
領域は、厚さが０．３〜１０μｍであって、露光波長の
８０％以上を吸収することを特徴としている。

【００３５】第６に本発明の電子写真感光体の第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） ｌｎα＝（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である
ことを特徴としている。

【００３６】また本発明のプロセスカートリッジは、上
記本発明の電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電さ
せる帯電手段、静電潜像の形成された電子写真感光体を
トナーで現像する現像手段、及び転写工程後の電子写真
感光体上に残余するトナーを回収するクリーニング手段
からなる群より選ばれた少なくとも一つの手段と共に一
体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを
特徴としている。

【００３７】また本発明の電子写真装置は、上記本発明
の電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電
手段、帯電した電子写真感光体に対し露光を行い静電潜
像を形成する露光手段、静電潜像の形成された電子写真
感光体にトナーで現像する現像手段、及び電子写真感光
体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段を有する
ことを特徴としている。

【００３８】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。

【００３９】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一例である。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、吸収係数αが光子エネルギーｈνに対しより緩やか
な依存性を示す部分Ａである。

【００４０】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の光子エネルギーｈνに対する指数関
数的依存性は次式で表される。

【００４１】α＝α₀ ｅｘｐ（ｈν／Ｅｕ） この両辺の対数をとると ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α１ ただし、α１＝ｌｎα₀ 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。 〔作用〕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（Constant Photo
current Method;一定光電流法）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
件に渡って調べた結果、Ｅｇ、Ｅｕとａ−Ｓｉ感光体の
帯電能、感度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IIIｂ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。

【００４２】すなわち、光導電層を、実質的に露光を吸
収してキャリアを生成する第２の層領域と、生成したキ
ャリアを輸送する第１の層領域とに分割し、第２の層領
域をＥｇの充分に小さな第３の層領域とＥｇが大きく周
期律表第IIIｂ族に属する元素を含有する第４の層領域
の二重構造とすることによ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。

【００４３】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ャリア
の生成・輸送の点で優れた効果が見られる。

【００４４】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
によって比較的長波長光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。

【００４５】また、光学的バンドギャップが大きく、キ
ャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を表面
側に設け、含有する周期律表第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、さらに帯電能を向上させつつ画像流れが向上する
ことが本発明者らの実験により明らかになった。

【００４６】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。

【００４７】すなわち、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
奥深くにまで侵入し、広い範囲で光キャリアが生成され
る。短波長光に比べて帯電電荷と逆極性の電荷の走行距
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、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
とにより帯電電荷と逆極性の電荷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、この部分の欠陥を制御（低減）することが求
められる。

【００４８】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ャリアがバンドギャップ内の局在
準位に捕獲され、光導電層内にキャ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
た光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、
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層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、キャリアの走
行性を改善することが求められる。

【００４９】このようなことから、光導電層を実質的に
露光を吸収してキャ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の層領域を更に二つの
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ャ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、キャリアの生
成領域を薄くすることができるとともに熱励起キャリア
の生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリ
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。

【００５０】つまり、光導電層の第２の層領域を膜質の
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、メモリーについて顕著な効果が見ら
れる。

【００５１】また、ＴＢＬを設けたときに見られる画像
流れに関しては、ＴＢＬそのものよりもＴＢＬと表面層
との界面領域における電荷の横流れの影響が大きいこと
から、周期律表第IIIｂ族に属する元素をＥｇの広い第
４の層領域に含有し、表面層との界面付近の領域では実
質的に周期律表第IIIｂ族に属する元素を含有しないよ
うな不均一な分布状態にすることにより、帯電能ならび
に画像流れの点で効果が見られる。

【００５２】また、本発明においては、感度低下の要因
となりうるＴＢＬを用いることなく負帯電を実現してい
るので、ＴＢＬにおける光の吸収による感度低下を回避
することができる。

【００５３】本発明は上記構成によって、負帯電時の帯
電能および感度の向上と光メモリーの低減とを高い次元
で両立させ、なおかつ画像流れを大幅に低減させて、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感光体を得るこ
とができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の感光
体について詳細に説明する。

【００５５】図１は、本発明の感光体の層構成を説明す
るための模式的構成図である。

【００５６】図１（ａ）に示す感光体１００は、感光体
用としての支持体１０１の上に、光受容層１０２が設け
られている。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１
１１と第２の層領域１１２とからなり、第２の層領域１
１２は第３の層領域１１３と第４の層領域１１４とから
なっている。

【００５７】図１（ｂ）に示す感光体１００は、感光体
用としての支持体１０１の上に、光受容層１０２が設け
られている。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１０５と、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は電荷注入阻止層１０
５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。

【００５８】また、図２は、本発明の感光体の光導電層
の第４の層領域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ィルムまたはシー
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
も用いることができる。

【００５９】本発明にお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ベ
ルト状であることができ、その厚さは、所望通りの感光
体１００を形成し得るように適宜決定するが、感光体１
００としての可撓性が要求される場合には、支持体１０
１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１０１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１
０μｍ以上とされる。 〈光導電層〉本発明において、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。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、作成される感光体に所望される
特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、所
望の特性を有する感光体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Ｒ
Ｆ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。

【００６０】グロー放電法によって光導電層１０３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
置に設置されてある所定の支持体１０１上にａ−Ｓｉ：
Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００６１】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
に求められるからである。

【００６２】よ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。

【００６３】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、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ
₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀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。

【００６４】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、水素原子の導入割合の制御が
いっそう容易になるように図り、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望ましい。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。

【００６５】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、例えばハロゲン
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。本発明にお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、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ₃ 、ＢｒＦ₅ 、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 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 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。

【００６６】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。

【００６７】本発明において、光導電層の第４の層領域
１１４には周期律表第IIIｂ族に属する元素を層厚方向
に不均一な分布状態で含有することが好ましい。これ
は、負帯電時の電荷注入阻止能の調整と画像流れを高次
でバランスさせるために求められるものである。特に層
中に含有量の極大値を有し、表面層側から０．０５μｍ
の間では周期律表第IIIｂ族に属する元素を含有しない
ような分布状態にすることが好ましい。

【００６８】周期律表第IIIｂ族に属する元素の含有量
は、層中平均として、１０〜１０００ｐｐｍとするのが
望ましく、極大値としては３０〜３０００ｐｐｍとする
のが好ましい。

【００６９】このような第IIIｂ族原子としては、具体
的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム
（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等が
あり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。

【００７０】第IIIｂ族原子を構造的に導入するには、
層形成の際に、第IIIｂ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。

【００７１】そのような第IIIｂ族原子導入用の原料物
質として具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ₂ Ｈ
₆ 、Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅ Ｈ₉ 、Ｂ₅ Ｈ₁₁、Ｂ₆ Ｈ₁₀、Ｂ₆ Ｈ
₁₂、Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃ 、ＢＢ
ｒ₃ 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、Ａｌ
Ｃｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、Ｇａ（ＣＨ₃ ）₃ 、ＩｎＣｌ₃、
ＴｌＣｌ₃ 等も挙げることができる。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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を超えると第２の層領域の大部分を
占めるＥｇの小さい第３の層領域の割合が増えるのでフ
リーキャリアが増加して帯電能低下の要因となりうる。

【００７５】そして、第４の層領域の膜厚は、０．１〜
５μｍとすることが望ましい。その膜厚が０．１μｍよ
り薄いと負帯電時の電荷注入阻止性能が不充分となり、
５μｍを超えるとＥｇが広いために第２の層領域全体と
しての露光の吸収量が少なくなって帯電能や感度を改善
することが困難になる。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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１×１
０^-2〜１×１０³ Ｐａ、好ましくは５×１０^-2〜５×１
０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×１０² Ｐａ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、７０〜５×１０² Ｐａとするのが好
ましい。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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感光体を
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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】本発明において、その目的を効果的に達成
するために、表面層１０４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。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、作成される感光体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、感光体の
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。

【００８５】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。

【００８６】本発明にお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。

【００８７】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％から９０％の範囲が好ましい。

【００８８】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
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０．１〜１０原子％、最適には０．６〜
４原子％とされるのが望ましい。

【００８９】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感光体は、実際面において従来にな
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）は電子写真感光
体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。

【００９０】しかしながら表面層内の水素含有量を３０
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。

【００９１】一方、前記表面層中の水素含有量が７０原
子％を超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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀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Ｓｉ
Ｈ ₄ 、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、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用し
てもよい。

【００９５】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ₄ 、Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₆ 、Ｃ₃Ｈ₈ 、Ｃ₄ Ｈ₁₀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 、Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｃ
₂ Ｈ₆ 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、Ａ
ｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。

【００９６】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、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ 、Ｏ₂ 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ₂ 、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 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用
してもよい。

【００９７】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。

【００９８】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。本発明において好適に
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、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃ 、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 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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よりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μ
ｍを超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。

【０１０２】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。

【０１０３】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、使用環境において電気絶縁性
的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。

【０１０４】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。

【０１０５】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
容器内のガス圧を所望にしたがって、適宜設定する。

【０１０６】支持体１０１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。

【０１０７】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^-2〜１×１０³ Ｐａ、より好ましくは５
×１０^-1〜５×１０² Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×
１０² Ｐａとするのが好ましい。

【０１０８】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感光体を形
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。

【０１０９】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、光キャ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〉本発明の感光体においては、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
光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた
際、支持体側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多く含有させる。

【０１１０】電荷注入阻止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。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。

【０１１１】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図る
点からも望ましい。

【０１１２】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、本発明の負帯電用感光体におい
ては、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。

【０１１３】第Ｖｂ族原子としては、具体的にはＰ（リ
ン）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビス
マス）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。

【０１１４】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１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐ
ｍ、より好適には５０〜５×１０³ 原子ｐｐｍ、最適に
は１×１０² 〜３×１０³ 原子ｐｐｍとされるのが望ま
しい。

【０１１５】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一層図ることが
できる。

【０１１６】電荷注入阻止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
化を図る点からも望ましい。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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１×１
０^-2〜１×１０³ Ｐａ、好ましくは５×１０^-1〜５×１
０²Ｐａ、最適には１×１０^-1〜１×１０² Ｐａとする
のが好ましい。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】このほかに、本発明の感光体においては、
光受容層１０２の前記支持体１０１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。

【０１２８】また、本発明の感光体においては、支持体
１０１と光導電層１０３あるいは電荷注入阻止層１０５
との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例えば、Ｓ
ｉ₃Ｎ₄ 、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等で構成される密着層を設けても良
い。

【０１２９】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。

【０１３０】図４はＲＦ高周波プラズマＣＶＤ法（以後
「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）による感光体の製造装
置の一例を示す模式的な構成図である。図４に示す製造
装置の構成は以下の通りである。

【０１３１】この装置は大別すると、堆積装置４１０
０、原料ガスの供給装置４２００、反応容器４１１１内
を減圧に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４１００中の反応容器４１１１内には
円筒状支持体４１１２、支持体加熱用ヒーター４１１
３、原料ガス導入管４１１４が設置され、更に高周波マ
ッチングボックス４１１５が接続されている。

【０１３２】原料ガス供給装置４２００は、ＳｉＨ₄ 、
Ｈｅ、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆ 、ＰＨ₃ 等の原料ガスの
ボンベ４２２１〜４２２６とバルブ４２３１〜４２３
６，４２４１〜４２４６，４２５１〜４２５６およびマ
スフローコントローラー４２１１〜４２１６から構成さ
れ、各原料ガスのボンベはバルブ４２６０を介して反応
容器４１１１内のガス導入管４１１４に接続されてい
る。

【０１３３】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行うことができる。

【０１３４】まず、反応容器４１１１内に円筒状支持体
４１１２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４１１１内を排気する。続いて、支
持体加熱用ヒーター４１１３により円筒状支持体４１１
２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御す
る。

【０１３５】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器４１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ４２３１〜４
２３６、反応容器のリークバルブ４１１７が閉じられて
いることを確認し、また、流入バルブ４２４１〜４２４
６、流出バルブ４２５１〜４２５６、補助バルブ４２６
０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ４
１１８を開いて反応容器４１１１およびガス配管内４１
１６を排気する。

【０１３６】次に真空計４１１９の読みが約５×１０^-4
Ｐａになった時点で補助バルブ４２６０、流出バルブ４
２５１〜４２５６を閉じる。

【０１３７】その後、ガスボンベ４２２１〜４２２６よ
り各ガスをバルブ４２３１〜４２３６を開いて導入し、
圧力調整器４２６１〜４２６６により各ガス圧を調整す
る。次に、流入バルブ４２４１〜４２４６を徐々に開け
て、各ガスをマスフローコントローラー４２１１〜４２
１６内に導入する。

【０１３８】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。

【０１３９】円筒状支持体４１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ４２５１〜４２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ４２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ４２２１〜４２２６から所定のガスをガス導入管４
１１４を介して反応容器４１１１内に導入する。次にマ
スフローコントローラー４２１１〜４２１６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４１１１内の圧力が１００Ｐａ以下の所定の圧
力になるように真空計４１１９を見ながらメインバルブ
４１１８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４１１５を
通じて反応容器４１１１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４
１１２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、
電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガ
スの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１４０】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。

【０１４１】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４１１１
内、流出バルブ４２５１〜４２５６から反応容器４１１
１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４２５１〜４２５６を閉じ、補助バルブ４２６０を
開き、さらにメインバルブ４１１８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。

【０１４２】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４１１２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。

【０１４３】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層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。

【０１４４】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℃以下３１０℃以下が望ま
しい。

【０１４５】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。

【０１４６】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。 〔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。 《実験例１》図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による感光体
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、表面層からなる感光体を
作製した。

【０１４７】

【表１】 一方、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（Fourier Transform InfraRed spectrosc
opy；フーリエ変換赤外吸収分光法）により水素含有量
（Ｃｈ）を測定した。

【０１４８】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１．６９ｅＶ、５４ｍｅＶであ
り、第４の層領域のＥｇ、Ｅｕは、それぞれ３５原子
％、１．８４ｅＶ、５５ｍｅＶであった。

【０１４９】次いで第３の層領域においてＳｉＨ₄ ガス
とＨ₂ 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
異なる種々の感光体を作製した。

【０１５０】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とした。

【０１５１】作製した感光体を電子写真装置（キヤノン
製ＮＰ−６５５０を実験用に改造）にセットして、負帯
電時の電位特性の評価を行った。

【０１５２】この際、プロセススピード３８０ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）７ｌｕｘ・ｓ
ｅｃ、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
社 Ｍｏｄｅｌ ３４４）の電位センサーにより感光体
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６５０ｎｍ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。

【０１５３】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（総膜厚約３０μｍ）を第１の層領域と
第４の層領域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、Ｅｇが１．５５〜１．７ｅＶ、Ｅｕが５０〜６
０ｍｅＶ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。 《実験例２》図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による感光体
の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０
ｍｍ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
感光体を作製した。

【０１５４】次いで第４の層領域においてＳｉＨ₄ ガス
とＨ₂ ガスとの混合比、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の異なる種々の感光体を作製し
た。

【０１５５】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。

【０１５６】作製した個々の感光体について実験例１と
同様の電位特性評価を行った。

【０１５７】本例のＥｕならびにＥｇと帯電能ならびに
感度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。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、帯電能の向上と感
度の向上を両立することができることがわかった。 《実験例３》図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による感光体
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、表面層からなる感光体を
作製した。

【０１５８】

【表２】 ここで、第４の層領域に含有する周期律表第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
（ａ）となるようにし、ＳｉＨ₄ に対するＢ₂ Ｈ₆量を
変えることによって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を変えて種々の感光体
を作製した。また、第４の層領域の表面層側のホウ素原
子の含有されない領域の厚さを変えて種々の感光体を作
製した。

【０１５９】作製した個々の感光体について実験例１と
同様の電位特性評価ならびに画像特性（画像流れ）評価
を行った。

【０１６０】画像流れの評価は、図５に示した黒色部と
白色部が一定の幅ａで並んだテストチャートを用意し、
線幅ａを狭めていった時に複写画像上において再現し、
解像しうる最小の線幅ａにより行った。即ち、線幅ａを
狭めていった時に、ある線幅以下になると画像上の隣り
合う黒色部の輪郭が画像流れにより重なり合い、事実上
解像不可となる時の線幅ａを画像流れの程度を表す指標
とした。したがって、線幅ａの値が小さいほど画像流れ
のレベルは良好である。

【０１６１】本例の第４の層領域のホウ素含有量、なら
びに第４の層領域の表面側のホウ素を含有しない領域の
厚さと帯電能、感度ならびに画像流れとの関係をそれぞ
れ図１０、図１１および図１２に示す。

【０１６２】それぞれの特性に関して、光導電層の第４
の層領域全体にホウ素原子を含有し、その含有量を１０
０ｐｐｍ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、光導電層の第
４の層領域において周期律表第IIIｂ族に属する元素の
含有量を１０〜１０００ｐｐｍとし、第４の層領域にお
いて表面側から０．０５μｍの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ようにす
ることによって、帯電能、感度および画像流れのいずれ
も良好な特性を得られることがわかった。

【０１６３】図１３に本発明の電子写真感光体を有する
プロセスカートリッジを用いた電子写真装置の概略構成
を示す。

【０１６４】図において、１はドラム状の本発明の電子
写真感光体であり、軸２を中心に矢印方向に所定の周速
度で回転駆動される。感光体１は、回転過程において、
一次帯電手段３によりその周面に正又は負の所定電位の
均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービー
ム走査露光等の露光手段（不図示）から出力される目的
の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強
調変調された露光光４を受ける。こうして感光体１の周
面に対し、目的の画像情報に対応した静電潜像が順次形
成されていく。

【０１６５】形成された静電潜像は、次いで現像手段５
によりトナー現像され、不図示の給紙部から感光体１と
転写手段６との間に感光体１の回転と同期して取り出さ
れて給紙された転写材７に、感光体１の表面に形成担持
されているトナー画像が転写手段６により順次転写され
ていく。

【０１６６】トナー画像の転写を受けた転写材７は、感
光体面から分離されて像定着手段８へ導入されて像定着
を受けることにより画像形成物（プリント、コピー）と
して装置外へプリントアウトされる。

【０１６７】像転写後の感光体１の表面は、クリーニン
グ手段９によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面
化され、更に前露光手段（不図示）からの前露光光１０
により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用され
る。なお、一次帯電手段３が帯電ローラー等を用いた接
触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではな
い。

【０１６８】本発明においては、上述の電子写真感光体
１、一次帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段
９等の構成要素のうち、複数のものを容器１１に納めて
プロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、こ
のプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリ
ンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在に構成し
てもよい。例えば、一次帯電手段３、現像手段５及びク
リーニング手段９の少なくとも一つを感光体１と共に一
体に支持してカートリッジ化して、装置本体のレール等
の案内手段１２を用いて装置本体に着脱自在なプロセス
カートリッジとすることができる。

【０１６９】また、露光光４は、電子写真装置が複写機
やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過
光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、こ
の信号に従って行われるレーザービームの走査、ＬＥＤ
アレイの駆動及び液晶シャッターアレイの駆動等により
照射される光である。

【０１７０】本発明の電子写真感光体は、電子写真複写
機に利用するのみならず、レーザービームプリンター、
ＣＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、ＦＡＸ、液晶プ
リンター及びレーザー製版等の電子写真応用分野にも広
く用いることができる。

【０１７１】

【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。 《実施例１》図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による感光体
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、表面層からなる感光体を作製した。

【０１７２】表３にこのときの感光体の作製条件を示し
た。

【０１７３】

【表３】 また、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（ｂ）と
なるようにした。第４の層領域におけるホウ素原子を含
有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１７４】本例では、光導電層の第３の層領域のＥ
ｇ、Ｅｕは、それぞれ１．６５ｅＶ、５３ｍｅＶ、第４
の層領域のＥｇ、Ｅｕは、それぞれ１．８３ｅＶ、５２
ｍｅＶという結果が得られた。作製した感光体を前露光
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）にセットして負帯電により電位特性の評価
を行ったところ、帯電能、感度、メモリーとも良好な特
性が得られた。

【０１７５】また、作製した感光体の画像評価をしたと
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）についても良好であった。 《実施例２》本例では、実施例１の表面層に代えて、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
に不均一な分布状態とした表面層を設けた。

【０１７６】表４に、このときの感光体の作製条件を示
した。

【０１７７】

【表４】 また、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（ｃ）と
なるようにした。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１７８】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ６６０ｎｍのＬＥＤおよび６５５ｎｍのレーザーとし
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。 《実施例３》本例では、全ての層にフッ素原子、リン原
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態とした表面層を
設けた。

【０１７９】表５に、このときの感光体の作製条件を示
した。

【０１８０】

【表５】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１８１】作製した感光体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。 《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態とし
た表面層を設けた。

【０１８２】表６に、このときの感光体の作製条件を示
した。

【０１８３】

【表６】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１８４】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ６６０ｎｍ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。 《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。

【０１８５】表７にこのときの感光体の作製条件を示し
た。

【０１８６】

【表７】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１８７】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ６６０ｎｍおよび６６０ｎｍ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。 《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態とした表面層を設けた。

【０１８８】表８にこのときの感光体の作製条件を示し
た。

【０１８９】

【表８】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１９０】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ６６０ｎｍのＬＥＤおよび６５５ｎｍのレーザーとし
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。 《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態とした表面層を設け
た。

【０１９１】表９に、このときの感光体の作製条件を示
した。

【０１９２】

【表９】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１９３】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ７００ｎｍのＬＥＤおよび６８０ｎｍのレーザーとし
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。 《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態とした表面層を設けた。

【０１９４】表１０に、このときの感光体の作製条件を
示した。

【０１９５】

【表１０】 また、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。その際、第４の層領域におけるホウ素
原子を含有しない領域の厚さは０．０５μｍとした。

【０１９６】作製した感光体を前露光と像露光をそれぞ
れ６６０ｎｍおよび６６０ｎｍ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。

【０１９７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、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な分布状態で含有することによっ
て、負帯電時の帯電能および感度が高く、光メモリーを
低減して画像流れがなく、極めて優れた電位特性、画像
特性を有する電子写真感光体を得ることができる。

【０１９８】したがって、本発明の電子写真感光体を前
述のごとき特定の構成としたことにより、ａ−Ｓｉで構
成された従来の電子写真感光体における諸問題をすべて
解決することができ、特にきわ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】本発明の感光体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】本発明の感光体の好適な実施態様例の第４の層
領域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。

【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
ルの一例の模式図である。

【図４】本発明の感光体の光受容層を形成するための装
置の一例で、ＲＦグロー放電法による感光体の製造装置
の模式的説明図である。

【図５】本発明における画像流れの評価に用いるテスト
チャートの一例を説明するための模式図である。

【図６】本発明の感光体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）と帯電能との関係を示
す図である。

【図７】本発明の感光体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】本発明の感光体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】本発明の感光体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）と感度との関係を示す
図である。

【図１０】本発明の感光体における光導電層の第４の層
領域における周期律表第IIIｂ族に属する元素の含有量
および表面層側の周期律表第IIIｂ族に属する元素を含
有しない領域の膜厚と帯電能との関係を示す図である。

【図１１】本発明の感光体における光導電層の第４の層
領域における周期律表第IIIｂ族に属する元素の含有量
および表面層側の周期律表第IIIｂ族に属する元素を含
有しない領域の膜厚と感度との関係を示す図である。

【図１２】本発明の感光体における光導電層の第４の層
領域における周期律表第IIIｂ族に属する元素の含有量
および表面層側の周期律表第IIIｂ族に属する元素を含
有しない領域の膜厚と画像流れとの関係を示す図であ
る。

【図１３】本発明の電子写真感光体を有するプロセスカ
ートリッジを用いた電子写真装置の概略構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１００ 感光体 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 ４１００ 堆積装置 ４１１１ 反応容器 ４１１２ 円筒状支持体 ４１１３ 支持体加熱用ヒーター ４１１４ 原料ガス導入管 ４１１５ マッチングボックス ４１１６ 原料ガス配管 ４１１７ 反応容器リークバルブ ４１１８ メイン排気バルブ ４１１９ 真空計 ４２００ 原料ガス供給装置 ４２１１〜４２１６ マスフローコントローラー ４２２１〜４２２６ 原料ガスボンベ ４２３１〜４２３６ 原料ガスボンベバルブ ４２４１〜４２４６ ガス流入バルブ ４２５１〜４２５６ ガス流出バルブ ４２６１〜４２６６ 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 土田 伸史 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 DA03 DA24 DA28 DA34 DA35 DA37 DA43 DA44 FA16 FA27 FC05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも支持体と、該支持体上に、水
   素原子および／またはハロゲン原子を含有し、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お
   よび表面層を備えた電子写真感光体において、 前記光導電層は、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の層領域とを有し、該
   第２の層領域は、光学的バンドギャップが異なる二つの
   層領域からなり、該二つの層領域のうちの表面層側に位
   置する層領域には膜厚方向に不均一な分布状態で周期律
   表第IIIｂ族に属する元素を含有することを特徴とする
   電子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記光導電層の第２の層領域は、該第２
   の層領域中の前記第１の層領域側に位置し且つ光学的バ
   ンドギャップが１．５５〜１．７５ｅＶである第３の層
   領域と、表面層側に位置し且つ光学的バンドギャップが
   １．８〜１．９ｅＶである第４の層領域と、からなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記第４の層領域は、周期律表第IIIｂ
   族に属する元素を１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下含
   有し、該第４の層領域中で含有量の極大値をもつととも
   に表面層との界面から０．０５μｍの間においては周期
   律表第IIIｂ族に属する元素を実質的に含有しないこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真
   感光体。
4. 【請求項４】 前記第４の層領域は、厚さが０．１〜５
   μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの
   請求項に記載の電子写真感光体。
5. 【請求項５】 前記第２の層領域は、厚さが０．３〜１
   ０μｍであって、露光波長の８０％以上を吸収すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかの請求項に記載の
   電子写真感光体。
6. 【請求項６】 前記光導電層の第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） ｌｎα＝（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である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの請求項に記
   載の電子写真感光体。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の電子写
   真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、静
   電潜像の形成された電子写真感光体をトナーで現像する
   現像手段、及び転写工程後の電子写真感光体上に残余す
   るトナーを回収するクリーニング手段からなる群より選
   ばれた少なくとも一つの手段と共に一体に支持し、電子
   写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセ
   スカートリッジ。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の電子写
   真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯
   電した電子写真感光体に対し露光を行い静電潜像を形成
   する露光手段、静電潜像の形成された電子写真感光体に
   トナーで現像する現像手段、及び電子写真感光体上のト
   ナー像を転写材上に転写する転写手段を有することを特
   徴とする電子写真装置。