JP2002031905A

JP2002031905A - 電子写真用光受容部材、電子写真用光受容部材の評価方法ならびに電子写真装置

Info

Publication number: JP2002031905A
Application number: JP2001115558A
Authority: JP
Inventors: Hironori Owaki; 弘憲大脇; Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Satoshi Furushima; 聡古島; Makoto Aoki; 誠青木; Hiroaki Niino; 博明新納; Nobufumi Tsuchida; 伸史土田; Kunimasa Kawamura; 邦正河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複写プロセスで使用される様々な光源の広い
波長範囲で最大限の特性が得られ、高精細で、ゴースト
現象のない高品位な画像を再現し、かつ生産効率を高め
ることが可能な光受容部材、その評価方法、電子写真装
置を提供する。【解決手段】導電性基体と、シリコン原子を母体と
し、水素原子及び／また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とを備え、光受容部材表
面の相対的な移動速度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、その光受
容部材の表面温度を室温とし、光の単位面積当たりのエ
ネルギー量が同一で波長が５６５ｎｍおよび６６０ｎｍ
の２種類の除電光をその光受容部材に照射したときの、
帯電に使用される帯電部材を流れる電流値（以後、帯電
電流値と称す）と光受容部材の表面電位との相関関係を
各除電光に対して求め、帯電電流値ごとに２種類の除電
光間における表面電位の差分を計算したとき、その差分
の最大値を１２０Ｖ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非結晶物質（主に
非晶質）からなる光受容部材と、その光受容部材特性評
価方法と、その光受容部材を備えた電子写真装置に関
し、特にアモルファスシリコン系感光体（以下、ａ−Ｓ
ｉ感光体と略す）で構成され、露光に使用する光の波長
に依存しにくく、広範囲の波長領域で最大の特性を発揮
することができる光受容部材とその光受容部材諸特性を
評価するための評価方法、ならびにその光受容部材を備
えたレーザビームプリンタ、デジタル複写機等の電子写
真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真などの像形成分野においては、
感光体における感光層を形成する光導電材料に対して、
以下の特性が要求される。先ず、高感度で、ＳＮ比〔光
電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照射する電磁
波（例えば、露光光）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が望まれる。加えて、光応答性
が早く、所望の暗抵抗値を有すること、さらには、使用
時において人体に対して無害であること、等の特性も要
求される。特に、事務機としてオフイスで使用される電
子写真装置では、装置内に組み込まれる感光体の使用時
においての無公害性が、ますます重要な特性として求め
られる。

【０００３】これらの要請を満たし、優れた性質を示す
光導電材料には、アモルフアスシリコン（以下、「ａ−
Ｓｉ」と表記する）があり、その一つである水素化アモ
ルフアスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する）
について、例えば、特公昭６０−３５０５９号公報に電
子写真用感光体に応用した事例が記載されている。

【０００４】この光導電材料としてａ−Ｓｉを利用する
感光体は、一般に、導電性支持体上にａ−Ｓｉからなる
光導電層を形成した構成をとる。例えば、支持体を５０
℃〜３５０℃に加熱し、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法等の堆積法を利用して、支持体表
面にａ−Ｓｉ層を堆積する。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、好適な堆積方法として広く実用化され
ている。

【０００５】また、ハロゲン原子を構成要素として含む
ａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」と表記する）も光導電
材料に利用され、例えば、特開昭５６−８３７４６号公
報には、導電性支持体とａ−Ｓｉ：Ｘの光導電層とから
なる電子写真用感光体が提案されている。特に、ａ−Ｓ
ｉ中にハロゲン原子を１乃至４０原子％含有させること
により、耐熱性が高くなり、電子写真用感光体の光導電
層として良好な電気的、光学的特性を得ることができる
ことが記載されている。

【０００６】また、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導
電層を有する光導電部材について、その暗抵抗値、光感
度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性、耐湿
性等の使用環境特性、さらには経時安定性などの改善が
進められている。例えば、特開昭５７−１１５５５６号
公報には、前記の特性改善を図るため、シリコン原子を
母体としたアモルフアス材料で構成された光導電層上
に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモ
ルフアス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が記
載されている。更に、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルフアスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体
構造が提案され、また、特開昭６２−１６８１６１号公
報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と４１
〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材
料を用いる感光体構造が記載されている。

【０００７】上記の光導電材料や感光体構造の改良のみ
でなく、感光体上への露光方法に関しても様々な工夫が
なされている。具体的には、特開昭６０−１６８１８７
号公報には、画像形成（露光）に近赤外のレーザー光を
用い、除電光に波長６００〜８００ｎｍの光を用いる組
み合わせにより、光メモリーに伴うゴースト現象を防止
する技術が開示されている。また、特開昭５８−１０２
９７０号公報には、露光に波長６００〜７００ｎｍのレ
ーザー光を用いることで、感光体の劣化を防止し、機械
的化学的耐久性を向上させる技術が開示されている。

【０００８】これらの技術改良の結果、電子写真用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質、耐久性がともに向上し
てきている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電子写真装置として
は、従来型のコピー機などのように、光学系を用いて、
複写原稿から反射した光の強度をそのまま光受容部材上
に投影露光し、光受容部材の表面電位に変換して現像す
るアナログ方式に加えて、近年では、原稿の画像情報を
スキヤナで読み取り、適切な画像処理を施し、デジタル
化された画像パターンに変換し、光受容部材上に光ビー
ム照射するデジタル方式も広く利用が進められている。
このデジタル方式は、一旦画像処理を施し、デジタル化
された画像パターンに変換することにより、高画質、高
安定性を図れるという利点から、ますます注目されてき
ている。

【００１０】しかし、従来のアナログ方式用の光受容部
材をデジタル方式の複写機に使用しても最大の効果が発
揮できず、デジタル方式専用の光受容部材を開発する必
要があった。デジタル方式では、デジタル化された画像
パターンの露光に光ビーム照射が利用されている。この
光ビーム照射にはレーザ光などが使用されているが、一
般にその波長はアナログ方式にに用いられる露光光波長
よりも光の波長が長いため、光が光受容部材の光導電材
料層の深くまで進入する。その際、露光に用いる光励起
キャリアは、電子と正孔がともに関与する二キャリアと
なる。また、光の単色性が高い。これらの事から、様々
な界面における光の干渉の問題、感度の直線性が悪くな
る問題などが発生し、これらを防止・改善しなければな
らず、アナログ方式用の光受容部材とは根本的に違う設
計を行わなければならなかった。

【００１１】しかもデジタル方式になると、光受容部材
の設計が機種毎にすべて異なってくる。すなわち、アナ
ログ方式では像露光にはハロゲンランプを用いており、
除電光の波長もほぼ特定されていたため、層設計の考え
方に違いがなかったのに対し、デジタル方式において
は、機種毎に使用する像露光用レーザーや除電光の波長
を使い分けており、機種毎に層設計に大幅な変更が要求
され、開発には時間がかかる場合が多かった。そこで、
様々な波長を持つ光源に対して常に好適な特性が得られ
るような、波長依存性の少ない光受容部材が望まれてき
た。

【００１２】また、生産においては、これまでは多品種
を同時に生産しなければならず、生産効率の点で好まし
くない場合が発生することがあった。そこで、生産性を
向上させ、コストダウンを行う上で、汎用性の高い光受
容部材が切望されてきた。

【００１３】また、デジタル方式ではその特徴を生かす
ため、アナログ方式よりもさらに高画質が要求される。
特に前回の複写結果の履歴が次の画像上に現れてしまう
ゴースト現象（光メモリー）に対しては、アナログ方式
に比べて大幅な特性向上が要求される。一方で、前述し
た２キャリアの影響で帯電能は低下する傾向にあるが、
このゴースト現象と帯電能とはこれまではトレードオフ
の関係にあると考えられており、どちらかを改善しよう
とするともう一方は劣化してしまっていた。デジタル方
式では、このトレードオフの関係にあるゴースト現象と
帯電能とを同時に改善しなければならないという課題が
あり、この課題を解決できる光受容部材が望まれてき
た。

【００１４】そして、上述のような光の波長依存性が少
なく、デジタル方式からアナログ方式までのプロセス条
件に対して使用可能となるような、汎用性の高い光受容
部材を開発・生産するために、像露光や除電光に使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対して所望の特性が
得られる光受容部材の特性を測定できる評価方法の確立
が切望されている。そのような汎用性に関する光受容部
材の特性は、想定されうるすべての条件において、帯電
特性、感度特性、ゴースト特性などの潜像形成プロセス
に関わる基本特性を測定すれば結果を得ることできる
が、そのような評価方法は、膨大な手間と時間がかかり
現実的でない。

【００１５】本発明の目的は、複写プロセスで露光や除
電に使用される様々な光源の波長に対し、広い範囲で最
大限の特性が得られ、そのため使用する波長の異なる様
々な複写プロセスにおいても、高精細で、ゴースト現象
のない高品位な画像を再現し、かつ安定性に優れ、さら
に汎用性に優れ、生産効率を高めることが可能な光受容
部材を提供することと、簡単な方法で、様々な波長の光
に対する汎用性という光受容部材の特性を測定できる評
価方法を提供することと、デジタル電子写真方式を用い
る際にも、帯電能を十分に高い水準に確保し、かつ、ゴ
ースト現象の発生がほとんどない程度に低減されてい
る、高品位な画像が得られる電子写真装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明では、以下のような特徴を持つ電子写真用光
受容部材、光受容部材の評価方法、および電子写真装置
を提供する。

【００１７】本発明の電子写真用光受容部材は、帯電・
露光・現像・転写・除電の工程を繰り返す複写プロセス
において使用される電子写真用光受容部材であって、導
電性基体と、少なくともシリコン原子を母体とし、水素
原子及び／また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とを備え、光受容部材表面の周辺
部材に対する相対的な移動速度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、
その光受容部材の表面温度を室温とし、光の単位面積当
たりのエネルギー量が同一で波長が５６５ｎｍおよび６
６０ｎｍの２種類の除電光をその光受容部材に照射した
ときの、帯電に使用される帯電部材を流れる電流値（以
後、帯電電流値と称す）と光受容部材の表面電位との相
関関係を各除電光に対して求め、帯電電流値ごとに２種
類の除電光間における表面電位の差分を計算したとき、
その差分の最大値が１２０Ｖ以下であることを特徴とす
る。

【００１８】また、導電性基体上に形成されている光導
電層は、その導電性基体側から第１の層領域および第２
の層領域の二つの領域で構成され、第２の層領域の厚さ
が、静電潜像の露光を行う光ビーム照射工程に用いる光
波長ならびに除電光照射工程に用いる光波長の何れの照
射においても、照射される光量の９０％以上が吸収され
る厚さに設定されていることを特徴とする。

【００１９】また、光導電層は、用いられるアモルファ
ス材料中に周期表第１３族元素を含有し、第２の層領域
における周期表第１３族元素の含有量が、第１の層領域
における周期表第１３族元素の含有量に比べて少ないこ
とが好ましく、その場合、光導電層の第１の層領域に用
いられるアモルファス材料において、そのアモルファス
材料母体となるシリコン原子に対する周期表第１３族元
素の添加率が０．２ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲で
選択され、光導電層の第２の層領域に用いられるアモル
ファス材料において、そのアモルファス材料母体となる
シリコン原子に対する周期表第１３族元素の添加率が
０．００５ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下の範囲で選択されて
いることが好ましい。

【００２０】また、第２の層領域の光学的バンドギャッ
プ値が、第１の層領域の光学的バンドギャップ値よりも
狭く設定され、１．６eＶ以上１．８eＶ未満であっても
よく、第２の層領域の水素含有量が、第１の層領域の水
素含有量より少なく、シリコン原子に対して５％以上２
５％未満であってもよい。

【００２１】さらに、光導電層の上に、少なくともシリ
コン原子を母体構成原子として含み、水素原子及び／ま
たはハロゲン原子を含有し、炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも一つを他の母体構成原子として含む非
単結晶材料からなる表面層が設けられ、その表面層と光
導電層との間に、両者を構成する材料組成を連続的に変
化させる変移領域が設けられていてもよく、光受容部材
の最表面に、水素原子及び／またはハロゲン原子を含有
する非単結晶炭素材料からなるオーバーコート層が設け
られ、その下に位置する層との間に両者を構成する材料
組成を連続的に変化させる変移領域が設けられていても
よく、光導電層の上に、水素及び／またはハロゲンを含
む非単結晶炭素からなる表面層が設けられ、かつ、その
光導電層とその表面層との間に、両者を構成する材料組
成を連続的に変化させる変移領域が設けられていてもよ
い。

【００２２】本発明の電子写真用光受容部材の評価方法
は、電子写真用光受容部材に対して、少なくとも、除電
光照射、帯電、表面電位測定の各工程を行うことによっ
てその光受容部材の特性を評価する特性評価方法であっ
て、光の単位面積当たりのエネルギー量が同一で波長の
異なる複数の除電光を光受容部材に照射したときに、帯
電に使用される帯電部材を流れる電流値（以後、帯電電
流値と称す）と光受容部材の表面電位との相関関係を、
それぞれの照射された除電光に対して求め、帯電電流値
ごとに波長の異なる除電光間における表面電位の差分を
計算し、その最大値によって光受容部材の特性を評価す
ることを特徴とする。

【００２３】また、第２の評価方法では、電子写真用光
受容部材に対して、少なくとも、除電光照射、帯電、表
面電位測定の各工程を行うことによってその光受容部材
の特性を評価する特性評価方法であって、表面電位の差
分を計算し、その最大値によって光受容部材の特性を評
価することを特徴とする。

【００２４】また、第３の評価方法では、電子写真用光
受容部材に対して、少なくとも、除電光照射、帯電、表
面電位測定の各工程を行うことによってその光受容部材
の特性を評価する特性評価方法であって、光の単位面積
当たりのフォトン数が同一で波長の異なる複数の除電光
を照射したときの、帯電に使用される帯電部材を流れる
電流値（以後、帯電電流値と称す）と光受容部材の表面
電位との関係を、それぞれの照射された除電光に対して
求め、帯電電流値ごとに波長の異なる除電光間における
表面電位の差分を計算し、その最大値によって光受容部
材の特性を評価することを特徴とする。

【００２５】さらに、第４の評価方法では、電子写真用
光受容部材に対して、少なくとも、除電光照射、帯電、
表面電位測定の各工程を行うことによってその光受容部
材の特性を評価する特性評価方法であって、光の単位面
積当たりのフォトン数が同一で波長の異なる複数の除電
光を照射したときの、その帯電工程において光受容部材
に流れこむ電流値（以後、光受容部材電流値と称す）と
光受容部材の表面電位との関係を、それぞれの照射され
た除電光に対して求め、光受容部材電流値ごとに波長の
異なる除電光間における表面電位の差分を計算し、その
最大値によって光受容部材の特性を評価することを特徴
とする。

【００２６】また、光受容部材に照射される波長の異な
る複数の除電光において、差分が計算される除電光の波
長間の差が５０ｎｍ以上であってもよく、光受容部材に
照射される波長の異なる複数の除電光において、最も長
波長となる除電光の波長が６３０ｎｍ以上７００ｎｍ以
下であってもよい。

【００２７】また、各工程を行うときの光受容部材の表
面温度を室温とすることが好ましい。

【００２８】さらに、光受容部材は、少なくとも、導電
性基体と、シリコン原子を母体とし、水素原子及び／ま
たはハロゲン原子を含有するアモルファス材料からなる
光導電層とを備えることが好ましい本発明の電子写真装
置は、導電性基体と、少なくともシリコン原子を母体と
し、水素原子及び／また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とを備える電子写真用光
受容部材を静電潜像担持体に用い、静電潜像担持体上へ
の静電潜像形成に、少なくとも、除電光照射工程、帯電
工程、及び、画像パターンにしたがって、複数行、複数
列の画素マトリクスの各画素毎に光ビーム照射する工程
を含むデジタル方式を採用する電子写真装置であって、
電子写真用光受容部材が、請求項１から請求項９の何れ
か１項に記載の電子写真用光受容部材であることを特徴
とする。

【００２９】以下に課題を解決するに至った経緯を説明
する。

【００３０】本発明者らは、露光に使用する光の波長に
依存しにくい光受容部材について、様々な角度から検討
を行ってきた。

【００３１】まず、除電光を通常使用される範囲内で光
の単位面積当たりのエネルギー量を一定の値に定め、帯
電工程に先立つ除電光照射工程に用いる除電光の波長を
様々に変えたときに、帯電器を流れる電流（帯電電流）
Ｉｐと、それにより帯電される光受容部材の表面電位Ｖ
ｄとの関係がどのように変化するかを調べた。その結
果、同一の光受容部材に対しても、除電光の波長を変え
ると、図５に模式的に示すように、Ｉｐ−Ｖｄ特性に差
異が存在することを見出した。具体的には、例えば、異
なった波長を持つ除電光源Ａおよび除電光源Ｂを用いた
場合、それぞれ測定されたＩｐ−Ｖｄ（Ａ）とＩｐ−Ｖ
ｄ（Ｂ）の特性図を模式的に示すと、図５に示す二種の
形状を有していた。

【００３２】すなわち、除電光源Ａを用いた際には、図
示するＩｐ−Ｖｄ（Ａ）特性は、３つの領域に分けるこ
とができる。この３つの領域を、それぞれＩｐの小さい
方から、過渡領域、直線領域、蝕和領域と呼ぶこ
とにする。一方、除電光源Ｂを用いた際には、Ｉｐ−Ｖ
ｄ（Ｂ）の特性図には、過渡領域はほとんど見られな
いが、直線領域、蝕和領域は存在している。除電光
源Ａと除電光源Ｂを用いた場合を相互に比較すると、除
電光源Ａを用いた時、直線領域に達した後は、同じＩ
ｐ値における両者の表面電位の差分、ΔＶｄ（Ｂ−Ａ）
＝Ｖｄ（Ｂ）−Ｖｄ（Ａ）は、ほぼ一定となっている。
すなわち、この除電光の波長の違いによる帯電特性の差
は、過渡領域による部分がほとんどを占めている。

【００３３】この観点に立ち、様々な層設計の光受容部
材について、Ｉｐ−Ｖｄ特性を調べたところ、の過渡
領域が除電光の波長に依って大きく変化するものと、変
化が少ないものとがあることを見出した。このＩｐ−Ｖ
ｄ特性が異なる二種の光受容部材を更に比較検討したと
ころ、この二種類の光受容部材間では、他の特性に関し
ても、明確な差異が見出されることが明らかになった。

【００３４】本発明者らは、除電光波長に依存する、こ
の過渡領域の振る舞いに注目し、さらに定量的に調べる
ため、横軸に帯電器を流れる電流Ｉｐ、縦軸に波長の異
なる除電光を用いた際に出現する表面電位の差分ΔＶｄ
をとり、様々な層設計の差異との相関を調べた。

【００３５】その結果、Ｉｐ−ΔＶｄ特性は、帯電電流
Ｉｐの増加とともに差分ΔＶｄの増加は緩やかになり、
おおよそ飽和傾向の特性カーブを示すことがわかった。
また、その飽和値は、光受容部材の層設計の差異に付随
して、比較的大きいものと少ないものに分類が可能であ
ることがわかった。この飽和値は、測定データを適当な
近似曲線でフィッティングしたり、外挿したりする等の
解析手法を用いることで値を特定する事ができるが、よ
り簡易的に特定する為に、測定した帯電電流の範囲内に
おける最大値として表すことができる。そして、複数の
除電光波長に対してＩｐ−Ｖｄ特性を測定し、それらの
差分の最大値を指標として用いることで、光受容部材の
波長依存性を最も反映し、光受容部材の汎用性を最も的
確に示した評価結果が得られることが明らかとなった。

【００３６】また、上述の評価を行う際に、光受容部材
の表面温度を室温としたほうが、より顕著に光受容部材
の波長依存性を最も反映した結果が得られることがわか
った。

【００３７】そして、上述の除電光波長を変えた場合に
おける表面電位の差分の最大値を所望の範囲内となるよ
うな層設計を持つ光受容部材を採用すると、広範囲の波
長領域に対して特性変化を、好ましい範囲内に留めるこ
とができることがわかった。

【００３８】そこで、この特性の変化が少ないグループ
に関してさらに詳細な層設計の検討を進めた。すると、
最終的に、光受容部材の回転に伴う表面の相対速度(プ
ロセススピード)を３００ｍｍ／ｓｅｃとし、室温で測
定したとき、除電光の波長が５６５nｍの時と、６６０n
ｍの時との表面電位の差分の最大値が、１２０Ｖ以下で
あるような層設計を行った場合に、広範囲の波長領域に
対して特性変化を最も少なくすることが可能となること
がわかった。検討の結果、除電光が６６０ｎｍのときに
Ｉｐ−Ｖｄ特性の過渡領域を最小限に抑え、５６５ｎｍ
での過渡領域に近づけた光受容部材では、特異的に他の
波長においても過渡領域が減少することが見出された。
この現象は６６０ｎｍという波長から、エネルギー的に
考えてバンド裾の特性エネルギーが関わっていると考え
られるが、詳しい原因は不明である。

【００３９】また、上述したようにデジタル方式では、
ゴースト現象に対してさらに厳しい要求がなされるが、
このゴースト現象の大小も、前述したＩｐ−Ｖｄ特性に
おける過渡領域の挙動と密接な関連があることが明らか
になった。すなわち、除電光波長を変えた場合における
表面電位の差分の最大値を所望の範囲内にした場合、ゴ
ースト特性が良好であるばかりか、除電光の波長を変え
ても、その良好性は変化しにくいことがわかった。

【００４０】また、上述の過渡領域の挙動は、光受容部
材の帯電特性に表れるものであり、上述のＩｐ−Ｖｄ特
性の代わりに、帯電工程において光受容部材に流れる電
流値Ｉｄと光受容部材の表面電位Ｖｄと相関、すなわ
ち、Ｉｄ−Ｖｄ特性においても観測する事ができた。そ
して、より詳細な検討の結果、Ｉｄ−Ｖｄ特性の方が帯
電工程による影響が少なく、より顕著に光受容部材の特
性差を反映した結果が得られることがわかった。

【００４１】更に、除電光の照射光量に関する設定を、
単位面積あたりのエネルギー量を一定として除電光の波
長違いによる表面電位差を算出する上述の方法ではな
く、単位面積あたりのフォトン数を一定として除電光の
波長違いによる表面電位差を算出する方法を用いた場合
においても、同様の過渡領域の挙動を観測する事ができ
た。そして、より詳細な検討の結果、上述の過渡領域の
挙動は、除電光照射によって生成されるキャリアが関与
している事がわかり、キャリアの生成や拡散、再結合す
る過程による僅かな特性差を検出したり、より厳密に膜
質や層構成の優劣を判別したりする場合には、単位面積
あたりのフォトン数を一定とした方が適していることが
わかった。

【００４２】本発明の、良質で、且つ波長依存性の少な
い光受容部材が得られた理由に関しては、一部推測に基
づく部分を含むものの、おおよそ次に述べる機構に因る
と考えている。

【００４３】除電光照射によって、光導電層内に発生し
たキヤリアが層内に存在している比較的浅い準位にトラ
ップされると、それら比較的浅い準位にトラップされて
いるキヤリアは、帯電器下において電界がかかった時点
で放出されると考えられる。この帯電時に放出される、
トラップされたキャリアの量が多ければ、Ｉｐ−Ｖｄ特
性に過渡領域が現れることになる。

【００４４】これまで本発明者らを含め、多くの研究者
は、除電光が到達する光導電層の上部領域の膜質を向上
させるために、例えば、ガラス基板上に単一組成の薄膜
を様々な堆積条件下で作成し、様々な物性値を測定する
ことで、光受容部材の層設計にフイードバックさせてき
た。しかしながら、これら実験に用いるガラス基板上
と、実際の光受容部材に用いる導電性基体上とでは、下
地の基板の材質の差に起因して、その上に形成する堆積
膜の物性値が微妙に異なる場合がある。

【００４５】この僅かな差異の存在により、ガラス基板
上の薄膜サンプルの結果に基づき、導かれた層設計だけ
では、必ずしも所望の特性を示す光受容部材が得られる
とは限らなかった。

【００４６】それに対し、本発明の評価方法では、実際
に用いる光受容部材の形態で、従来以上に正確に堆積膜
の物性を把握でき、光受容部材の層設計にフイードバッ
クすることで、より良質な特性の光受容部材が得られた
と考えている。具体的には、例えば、下地となる層との
接触における界面、各層間の変化領域における界面など
の存在は、光受容部材の形態にしないとその影響、良否
を判断することは難しい。

【００４７】さらに、各層の堆積速度に差異がある場合
には、それらの膜厚を適切に定めないと、膜厚のムラに
よって、特性が予期せぬ方向にシフトすることもありう
る。また、微量添加元素の量や添加する領域設定の影響
は、光受容部材の様々な特性に敏感に現れるが、ガラス
基板上の薄膜サンプルで得られる物性値から、適切な判
断を下すことは極めて難しい。本発明によって、これら
の従来利用されてきた手法では難しかった層設計の効率
が格段に向上した。

【００４８】本発明者らは、一般に、除電光の波長が短
くなるとＩｐ−Ｖｄ特性の過渡領域が小さくなることを
確認した。この現象は、波長が短くなると除電光の進入
がほとんど最表面部分に限定されるため、除電光による
光キャリアがトラップされにくいことが原因と考えられ
る。一方、波長の長い除電光を用いた場合には、光の進
入領域が大きく無視できないため、波長に応じた進入深
さから得られる領域のトラップ準位を下げなければなら
ない。このことから、波長に依存して層設計が決まるこ
とになり、これまでは単一の層設計では様々な波長に対
応するのは難しいと考えられてきた。

【００４９】また、本発明では、光受容部材の形態でこ
れまで以上に正確に膜の物性を把握でき、層設計にフィ
ードバックすることで良質な特性の光受容部材が得られ
たと考えている。このような総合的な層設計により、光
の到達する領域の膜質を極めて良好にすることができた
ため、Ｉｐ−Ｖｄ特性に代表される帯電特性以外にも、
光受容部材の様々な特性が向上し、特にゴースト特性が
従来の光受容部材よりもさらに向上したと考えられる。
特に本発明では、これまでの物性測定では得ることがで
きなかった波長依存性に関する新たな知見を得ること
で、光の侵入領域の膜質を適切にコントロールすること
ができ、光キャリアの挙動を極めて良好にすることが可
能となったと考えられる。

【００５０】以上の点から、前述した過渡領域の除電光
波長に対する依存性を特定し、総合的な層設計を行う
際、光の単位面積当たりのエネルギー量が同一で波長の
異なる複数の光源を使用した際の表面電位の差分を指標
として用いた場合が、光受容部材の波長依存性を最も反
映し、光受容部材の汎用性を最も的確に示すことが明ら
かとなった。

【００５１】なお、上記の室温は、ＪＩＳＫ００５
０に規定する室温の範囲（５〜３５℃）、なかでも、常
用の１５〜３０℃の範囲（２５℃前後）を意味する。

【００５２】

【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。

【００５３】図１（ａ）は本発明の電子写真用光受容部
材の好適な一例を説明するための模式的断面図である。
図１（ａ）において、１０１は導電性基体、１０３はシ
リコン原子を母体とする光導電層を示している。また、
１０２に示した電荷注入阻止層、１０４（ａ）に示した
表面層を設けてもよい。

【００５４】本発明における光導電層１０３は水素原子
及び／またはハロゲン原子を含有しシリコン原子を主体
とした非単結晶質材料で構成することができる。このシ
リコンを主体とした非単結晶材料には、適宜、導電性制
御物質として、例えば周期表第１３族元素を含有させて
もよい。この光導電層１０３の形成においては、いかな
る周波数の高周波電力、或いはマイクロ波によるグロー
放電プラズマでも好適に使用できる。例えばグロー放電
プラズマによりシリコン原子を含んだ原料ガス等を分解
してこの層を形成できる。

【００５５】本発明の電子写真用光受容部材は、図１
（ａ）に示す構成の他、図１（ｂ）の模式的断面図に示
す構成としたほうが特性改善が容易となり、より好まし
い。図１（ｂ）に示す構成は、図１（ａ）に示す構成の
変形、すなわち図１（ａ）の光導電層１０３を複数構成
にしたものである。また、図（ｃ）には、図１（ｂ）に
加えて表面層１０４ａの上にさらにオーバーコート層１
０４ｂを設けたものである。すなわち、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）に示す構成においては、光導電層１０３は、
少なくともシリコン原子を含む非晶質材料で構成され、
第１の層領域１０３ａと、第２の層領域１０３ｂの２層
が順次積層された構成をもつ。この電子写真用光受容部
材に光を照射すると主として第２の領域１０３ｂにおい
て、光吸収が起こる。その過程で、第２の層領域１０３
ｂで生成された電荷が第１の層領域１０３ａを通って電
荷注入阻止層１０２に入り、導電性基体１０１に至る。
このように、光吸収が主として第２の層領域１０３ｂに
おいて起こる構成では、電荷注入阻止層１０２を省略す
ることも可能となる。すなわち、導電性基体１０１から
の電荷注入による影響は極く僅かとなるので、電荷注入
阻止層１０２を設けることによる特性改善効果は、光導
電層を単一の層とする構成よりも僅かとなる。

【００５６】従って、上述の作用を達成する上で、第２
の層領域１０３ｂの膜厚は、電子写真装置（例えば、複
写機）において用いる、潜像形成用露光光源の波長と除
電光光源の波長の双方について、その波長における第２
の層領域１０３ｂに用いるアモルファス材料の吸収係数
から吸収率を計算して、ともに第２の層領域１０３ｂ内
で光照射光の９０％以上、特に好ましくは９５％以上が
吸収される膜厚範囲に設定するのが望ましい。第２の層
領域１０３ｂ内での光吸収が９０％に満たない膜厚に設
定すると、潜像形成用露光光源の波長と除電光光源の波
長の選択を広い波長領域において行う際、所望の光受容
部材特性がその広い波長領域全体で保持されなくなる場
合もある。特に、ゴースト現象（光メモリー）の発生を
より効果的に抑制するためには、第２の層領域１０３ｂ
内での光吸収が９０％以上となるように膜厚を設定する
ことが好ましい。

【００５７】なお、光導電層１０３に利用する少なくと
もシリコン原子を母体とするアモルファス材料では、一
般にその吸収係数は波長が短くなるにつれ、より大きく
なる。従って、潜像形成用露光光源の波長と除電光光源
の波長とのいずれか長い波長において、第２の層領域１
０３ｂ内で光照射光の９０％以上が吸収されるならば、
残るより短い波長においても、光照射光の９０％以上が
吸収されることになる。

【００５８】また、光導電層を二つの層領域で形成する
際、第２の層領域１０３ｂおよび第１の層領域１０３ａ
の示す導電型を制御するために、同一種の電荷キャリア
を生成する導電性制御物質を添加するとよい。その際、
第２の層領域１０３ｂに添加する導電性制御物質の量
は、第１の層領域１０３ａに添加する導電性制御物質の
量よりも少なくする方が好ましい。光導電層を構成する
アモルファス材料が示すべき導電型は、表面の帯電型に
応じて、決められる。具体的には、正帯電の場合には、
導電性制御物質として、周期表第１３族元素、すなわ
ち、ボロン、アルミニウム、ガリウム、インジウム、な
どを添加する。

【００５９】例えば、第１の層領域１０３ａを構成する
アモルファス材料を形成する際、母体となるシリコン原
子に対して、周期表第１３族元素の添加率を０．２ｐｐ
ｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲に選択すると好ましい。仮
に、添加率が０．２ｐｐｍ未満であっても、通常特に問
題を生ずることはない。しかしながら、場合によって、
例えば、黒ベタパターンなどを反復して複写するなどの
残留電位の蓄積が生じ易い動作条件では、除電光照射後
における残留電位の増大が現れてしまうこともある。一
方０．２ｐｐｍ以上にすることで、残留電位の増大を
防ぐことができる。また、添加率を３０ｐｐｍよりも高
く設定すると、添加率を高くするにつれ、徐々に帯電能
が低下することもある。一方３０ｐｐｍ以下にするこ
とで、帯電能の低下を防ぐことができる。

【００６０】また、第２の層領域１０３ｂへの周期表第
１３族元素の添加率は、第１の層領域１０３ａへの周期
表第１３族元素の添加率より低く選択するとよく、例え
ば、第２の層領域１０３ｂを構成するアモルファス材料
を形成する際、母体となるシリコン原子に対して、周期
表第１３族元素の添加率を０．００５ｐｐｍ以上３ｐｐ
ｍ以下の範囲に選択することが好ましい。添加率を０．
００５ｐｐｍ未満にしても、通常、特に問題はないが、
まれに正孔の走行性が悪くなって、結果的に残留電位の
増大が引き起こされる場合がある。一方０．００５ｐ
ｐｍ以上にすることで、正孔の走行性を良好に保ち、残
留電位の増大を防ぐことができる。また、多くの場合、
添加率を３ｐｐｍより多くしても構わないが、上記の第
一の層領域１０５にむやみに高く添加した場合と同様
に、帯電能を低下させる要因となることもある。加え
て、感光感度がやや劣化する場合もある。一方３ｐｐｍ
以下にすることで、帯電能の低下や感度の劣化を防ぐこ
とができる。

【００６１】また、第２の層領域１０３ｂの光学的バン
ドギャップは、第１の層領域１０３ａの光学的バンドギ
ャップよりも狭いバンドギャップを持つ膜に設計する方
がより好ましい。すなわち、このような範囲に設定する
ことで、第２の層領域１０３ｂでの光の吸収係数を大き
くでき、加えて第２の層領域１０３ｂの膜厚を薄くで
き、最終的にキャリアの発生、輸送を円滑にできるため
より好ましい。特に、第２の層領域での光学的バンドギ
ャップを１．６eＶ以上１．８eＶ未満とした場合、膜の
特性が最も向上し、より好ましい。

【００６２】また、第２の層領域１０３ｂの水素含有量
は、第１の層領域１０３ａの水素含有量と同等かより少
なく、アモルファス材料の母体となるシリコン原子に対
して５％以上２５％未満に設定されることが好ましい。
すなわち、この範囲での水素量では、結合のストレスが
少なく、かつＳｉＨ₂などのように過剰な水素を含みに
くいため、膜の特性が良好となるためより好ましい。

【００６３】また、第１の層領域１０３ａと第２の層領
域１０３ｂとの間には、明確な界面を持たなくてもよ
く、層間の組成等を緩やかに変化させた変化領域を設け
てもよい。更に、この変化領域にある程度の厚さを持た
せることで、更に広範囲な波長に対して特性変化の少な
い光受容部材にすることが可能となることがある。

【００６４】本発明の光受容部材は、表面層１０４ａを
形成する方が、耐久性、オゾンに対する安定性などを向
上する点でより好ましい。

【００６５】表面層１０４ａの材質としては、シリコン
を母体とし、水素及び／またはハロゲンを含み、炭素、
酸素、窒素のうち少なくとも１つを含む非単結晶材料が
好適に使用できる。特に、水素及び／またはハロゲンを
含む非晶質炭化珪素膜が、硬度、生産性、安定性などの
点から好適に使用される。また、水素及び／またはハロ
ゲンを含む非単結晶炭素膜も同様の点から好適に使用さ
れる。

【００６６】また、このような表面層１０４ａを形成す
る際、表面層１０４ａと光導電層１０３とは用いる材料
の組成が異なるので、光導電層１０３から組成を滑らか
に変化させ、明確な界面をできるだけ作らないように作
成する方が、界面における光の干渉、残留電位の発生を
抑えることができる。加えて、界面にバンドギャップの
ステップ状段差の形成に起因して残留電位を発生させる
要因を回避することもできるためより好ましい。この変
化領域における組成変化は、連続的に緩やかな変化が達
成されるならば、直線的でもよいし、例えば曲線的な変
化でも構わない。

【００６７】非単結晶炭素膜は、作成方法によっては吸
収係数が大きくなる場合があるが、その場合には図１
（ｃ）に示したように、表面層１０４（ａ）は非晶質炭
化珪素や非晶質窒化珪素等とし、さらにその上にオーバ
ーコート層１０４（ｂ）として非単結晶炭素膜を作成し
てもよい。図１（ｃ）のような構成にすることで、オゾ
ンに対する安定性やトナーの固着による画像欠陥（以
後、融着と称する）の低減化など、経時的な特性劣化の
抑制を図ることができる。

【００６８】このオーバーコート層１０４（ｂ）として
は、水素及び／またはハロゲンを含む非単結晶炭素膜が
最適に使用でき、光導電層１０３との間に表面層１０４
（ａ）を介在させることでオーバーコート層１０４
（ｂ）自体の膜厚を薄くすることができ、感度などの特
性を維持したまま、オゾンに対する安定性や融着特性を
向上させることができる。また、このオーバーコート層
１０４（ｂ）と表面層１０４（ａ）とを作成する際に
は、その間に明確な界面を作らないように組成を滑らか
に変化させた領域を設けた方が好ましい。

【００６９】また、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すいずれ
の構成においても、光導電層１０３の膜厚は複写機本体
が要求する帯電能、感度及び堆積膜の作成効率を勘案し
て適宜設定されるが、通常は１０〜５０μｍ、好ましく
は１５〜４５μｍ、特に好ましくは２０〜４０μｍの範
囲とされる。これらは帯電能、感度の点から１０μｍ以
上とし、一方堆積膜の工業的生産性の観点からは５０μ
ｍ以下が望ましいという点に基づいて選択される。加え
て、光受容部材の表面形状は、例えば、ＪＩＳ規格ＢＯ
６１で定義される十点平均表面粗さＲｚが０．０５〜４
μｍなる光受容部材とすることが、静電気的特性上、な
らびに、電子写真的特性上、好ましい。表面粗さが増す
と、例えば、融着の増加や、帯電時の静電気的特性低下
などが生じ易くなるので上記の平均表面粗さＲｚの範囲
に留めるとよい。

【００７０】図２は、本発明の電子写真光受容部材の製
造に使用することが可能なプラズマＣＶＤ法による堆積
装置の好適な構成の一例を模式的に示した図である。

【００７１】この装置は大別すると、堆積装置２１０
０、原料ガスの供給装置２２００、反応容器２１０１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２１００中の反応容器２１０１内には
真空処理の対象物であり、アースに接続された導電性基
体２１１２、導電性基体２１１２の加熱用ヒーター２１
１３を内蔵した基体支持体２１２３、原料ガス導入管２
１１４が設置され、さらに高周波マッチングボックス２
１１５を介して高周波電源２１２０が反応容器２１０１
の一部を構成するカソード電極２１１１に接続されてい
る。カソード電極２１１１は碍子２１２１によりアース
電位と絶縁され、基体支持体２１１３を通してアース電
位に維持されるアノード電極を兼ねた導電性基体２１１
２との間に高周波電圧が印加可能となっている。

【００７２】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄、
ＧｅＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ₃等の原料ガ
スのボンベ２２２１〜２２２６と原料ガスボンベバルブ
２２３１〜２２３６、ガス流入バルブ２２４１〜２２４
６、ガス流出バルブ２２５１〜２２５６およびマスフロ
ーコントローラー２２１１〜２２１６とから構成され、
各原料ガスのボンベは補助バルブ２２６０を介して反応
容器２１０１内のガス導入管２１１４に接続されてい
る。

【００７３】本発明に使用されるＳｉ供給用ガスとなり
うる物質としては、ＳｉＨ₄、Ｓｉ ₂Ｈ₆、Ｓｉ
₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態、またはガス化しうる
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、特に層作成時の取り扱いやすさ、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。また、場合によっては上記のシラン
類の水素原子をフッ素原子や塩素原子などのハロゲンで
置換したハロゲン化シラン誘導体も同様に使用可能であ
る。

【００７４】また、形成される光導電層に水素原子を構
造的に導入し、水素原子の導入割合や光学的バンドギャ
ップの値の制御を一層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
に水素及び／またはヘリウムあるいはそれらを含むガス
を所望量混合して層形成することもできる。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。

【００７５】また、本発明では光導電層にハロゲンを積
極的に導入するためにハロゲン供給用の原料ガスを使用
してもよい。例えばハロゲンガス、ハロゲン化合物、ハ
ロゲンを含むハロゲン間化合物などが挙げられ、これを
単体、あるいは水素や希ガスなどで希釈して使用するこ
とが可能である。

【００７６】また、所望の帯電能や感度、ゴースト特性
を実現するために、導電率の調整用に周期表第１３族な
どの導電性制御物質を含むガスを供給することもでき
る。例えばＢ₂Ｈ₆、Ｂ₄Ｈ₁₀等の水素化硼素、Ｂ
Ｆ₃、ＢＣl₃等のハロゲン化硼素などが挙げられる。
その他ＡlＣl₃、ＧaＣl₃、IｎＣl₃等も挙げることが
できる。

【００７７】また、負帯電用の光受容部材を作成する際
には、ＰＨ₃やＰ₂Ｈ₄等に代表される周期表第１５族
の導電性制御物質を用いることができる。

【００７８】これらの導電性制御物質を含むガスを導入
する際には、必要に応じてＨ₂及び／またはＨe等の希
ガスにより希釈して使用してもよい。

【００７９】本発明に用いる導電性基体２１１２は、
使用目的に応じた材質や形状を有するものであればよ
い。例えば、形状に関しては電子写真用光受容部材を製
造する場合には円筒形が望ましいが、必要に応じて平板
状や、その他の形状であってもよい。また、材質に関し
ては、アルミニウムが最適だが、金属なら好適に用いる
ことができ、またポリ塩化ビニル、ガラス等の絶縁材料
に導電性材料を被覆したものでも好適に使用できる。表
面形状としては、バイト切削、ディンプル加工などを適
宜使用できる。

【００８０】以下、図２の装置を用いた光受容部材の形
成方法の手順の一例について説明する。

【００８１】まず、反応容器２１０１内に導電性基体２
１１２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２１０１内を排気する。続いて、基
体支持体２１２３に内蔵された基体加熱用ヒーター２１
１３により導電性基体２１１２の温度を２０℃〜５００
℃の所定の温度に加熱制御する。

【００８２】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１０
１に流入させるには、ガスボンベの原料ガスボンベバル
ブ２２３１〜２２３６、反応容器のリークバルブ２１１
７が閉じられていることを確認し、また、ガス流入バル
ブ２２４１〜２２４６、ガス流出バルブ２２５１〜２２
５６、補助バルブ２２６０が開かれていることを確認し
て、まずメイン排気バルブ２１１８を開いて反応容器２
１０１およびガス配管内２１１６を排気する。

【００８３】次に真空計２１１９の読みが所定の圧力に
なった時点で補助バルブ２２６０、ガス流入バルブ２２
４１〜２２４６、ガス流出バルブ２２５１〜２２５６を
閉じる。

【００８４】その後、原料ガスボンベバルブ２２３１〜
２２３６を開いてガスボンベ２２２１〜２２２６より各
ガスを導入し、圧力調整器２２６１〜２２６６により各
ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ²に調整する。次に、ガス流入バ
ルブ２２４１〜２２４６を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー２２１１〜２２１６内に導入す
る。

【００８５】以上のようにして堆積準備が完了した後、
以下の手順で導電性基体２１１２上に光導電層の形成を
行う。まず、導電性基体２１１２が所定の温度になった
ところでガス流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必
要なものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガス
ボンベ２２２１〜２２２６から所定のガスを原料ガス導
入管２１１４を介して反応容器２１０１内に導入する。
次にマスフローコントローラー２２１１〜２２１６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２１０１内の圧力が所定の値になるよう
に真空計２１１９を見ながらメイン排気バルブ２１１８
の開口を調整する。

【００８６】内圧が安定したところで、高周波電源２１
２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボック
ス２１１５、カソード電極２１１１を通じて反応容器２
１０１内にＲＦ電力を導入し、導電性基体２１１２をア
ノードとして作用させてグロー放電を生起させる。放電
に用いる周波数は１〜５０ＭＨｚのＲＦ帯が好適に使用
できる。また、装置形態が異なるが、光導電層の形成に
は２．４５ＧＨｚに代表されるマイクロ波を用いても構
わない。

【００８７】この放電エネルギーによって反応容器２１
０１内に導入された各原料ガスが分解され、導電性基体
２１１２上に所定のシリコン原子を主成分とする光導電
層が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、高周
波電力の供給を止め、原料ガス供給装置２２００のガス
流出バルブ２２５１〜２２５６を閉じて反応容器２１０
１ヘのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【００８８】次に同様の過程を用いて、必要に応じて導
電性基体と光導電層との間に、下部からの電荷の注入を
抑え、かつ密着性を向上させる目的で、下部阻止層を設
けてもよい。また、同様の過程を用いて光導電層の上に
表面層を適宜堆積させる。場合によってはさらにこの後
にオーバーコート層を堆積させる。

【００８９】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外のガス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２１０
１内、ガス流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器
２１０１に至る配管内に残留することを避けるために、
ガス流出バルブ２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ
２２６０を開き、さらにメイン排気バルブ２１１８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。

【００９０】膜形成の均一化を図るために、層形成を行
なっている間は、導電性基体２１１２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。

【００９１】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。

【００９２】図３に、他のプラズマＣＶＤ法による電子
写真用光受容部材の製造装置の例を示す。図３（ａ）は
それぞれの装置における導電性基体を収納し、導電性基
体に堆積膜を形成する反応容器を横から見た図であり、
図３（ｂ）はそれぞれの装置を真上から見た図である。

【００９３】この装置は大別すると、ガス供給装置（図
示せず）、導電性基体３１９が設置される反応容器３１
０及び反応容器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。

【００９４】図３（ａ）、図３（ｂ）では、反応容器中
央に、ガス導入管３１３が配置され、このガス導入管を
中心軸とし、円周上に基体加熱用ヒーター３１２が配置
され、導電性基体３１９が設置される放電電極を兼ねた
基体支持体３１１を、基体加熱用ヒーター３１２を内包
するように配置されている。さらに基体支持体３１１の
外側の円周上に、導電性基体３１９、基体加熱用ヒータ
ー３１２、基体支持体３１１及びガス導入管３１３を内
包するように防着部材３１７が配置され、さらにその外
側に複数の放電電極３１８が配置されている。

【００９５】図３に示した真空処理装置による従来の堆
積膜形成は、例えば以下のように行われる。

【００９６】所定の構成に組み上げられた反応容器３１
０を大気開放した状態で、反応容器３１０内に導電性基
体３１９が基体支持体３１１と基体上部キャップ（３１
１の一部）により固定される。不図示の排気装置を用い
て反応容器３１０内を真空引きした後、不図示のガス供
給装置内のＨe、Ｎ₂、Ａr、Ｏ₂及びＨ₂のガスボンベ
から供給されるガス内の必要とされる加熱用ガスが、不
図示のバルブ、圧力調整器およびマスフローコントロー
ラーを介することにより適切な流量に調整されてガス配
管３１５、ガス導入管３１３を介して反応容器３１０内
に送り込まれる。

【００９７】加熱用ガス導入後の反応容器３１０内の圧
力は真空計３１６によってモニターされ、スロットルバ
ルブ３２０の開度を調節すること等によって、所定の値
に制御される。導電性基体３１９の所定の加熱環境が整
ったところで、導電性基体３１９は基体加熱用ヒーター
３１２によって間接的に所定の温度にまで加熱される。
導電性基体３１９が所定の温度まで加熱された後、ガス
供給装置内のＳｉＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ
₃等のガスボンベから供給されるガスの内の必要とされ
る堆積膜形成用ガスが、バルブ、圧力調整器及びマスフ
ローコントローラーを介することにより適切な流量に調
節され、ガス導入管３１３を介して、反応容器３１０内
に送り込まれる。

【００９８】堆積膜形成用ガス導入後の反応容器３１０
内の圧力は真空計３１６によってモニターされ、スロッ
トルバルブ３２０の開度を調節すること等によって、所
定の値に制御される。所定の堆積膜形成環境が整ったと
ころで、高周波電源（図示せず）よりマッチングボック
ス３１４及び放電電極３１８を通じて高周波電力が反応
容器３１０内に導入されプラズマを生起する。プラズマ
により堆積膜形成用ガスが分解され、導電性基体３１９
上に堆積膜を形成する。

【００９９】図４は電子写真装置における、画像形成プ
ロセスに係わる要部、すなわち、光受容部材ならびにそ
の周囲に配置される各種部材の構成の一例を示す概略図
である。この図４を参照して、本発明の電子写真装置を
用いて画像を形成するプロセスの概略を以下に説明す
る。

【０１００】中央に配置される光受容部材４０１は、図
面に垂直方向に回転軸を持つた回転円筒状の形状となっ
ており、図示するＸ方向に回転して複写操作を行う。光
受容部材４０１の周辺には、主帯電器４０２、現像器４
０４、転写紙供給系４０５、転写帯電器４０６ａ、分離
帯電器４０６ｂ、クリーニングローラ４０７、搬送系４
０８、除電光源４０９等が配設されている。

【０１０１】以下、さらに具体的に画像形成プロセスを
説明すると、光受容部材４０１は高電圧を印加した主帯
電器４０２により一様に帯電され、これにレーザーユニ
ット４１８から発せられてミラー４１９を経由した光に
よって静電潜像が形成され、この潜像に現像器４０４か
らネガ極性トナーが供給されてトナー像が形成される。
レーザーユニット４１８の制御には、ＣＣＤユニット４
１７からの信号が用いられる。すなわち、ハロゲンラン
プ４１０から発した光が原稿台ガラス４１１上に置かれ
た原稿４１２に反射し、ミラー４１３、４１４、４１５
を経由し、レンズユニット４１６のレンズによって結像
され、ＣＣＤユニット４１７によって電気信号に変換さ
れた信号が導かれている。

【０１０２】一方、転写紙供給系４０５を通って、レジ
ストローラー４２２によって先端タイミングを調整さ
れ、光受容部材４０１方向に供給される転写材Ｐは、高
電圧が印加された転写帯電器４０６（ａ）と光受容部材
４０１との間隙において、背面からトナーとは逆極性の
正電荷を与えられ、これによって光受容部材表面のネガ
極性のトナー像は転写材Ｐに転写される。次いで、高圧
ＡＣ電圧が印加された分離帯電器４０６（ｂ）により、
転写材Ｐは転写搬送系４０８を通って定着装置４２４に
至り、トナー像が定着されて装着外に搬出される。

【０１０３】転写部位において転写に寄与せず、光受容
部材４０１の表面に残留するトナーはクリーニングロー
ラ４０７とクリーニングブレード４２１とによって回収
され、残留する静電潜像は除電光源４０９によって消去
されて、次回の画像形成プロセスに移る。

【０１０４】除電光源４０９から光受容部材４０１に照
射される除電光の単位面積当たりのエネルギー量は、光
受容部材の特性や複写プロセスによって異なるが、主に
帯電能とメモリー（ゴースト現象）とを勘案して決めら
れる。光の単位面積当たりのエネルギー量が小さすぎる
と帯電能が大きくなるがゴースト現象が顕著に表れる可
能性がある。光の単位面積当たりのエネルギー量が大き
すぎるとゴースト現象は抑えられるが帯電能が所望の値
を満足しない可能性がある。通常０．５〜１２μＪ／c
ｍ²、より好ましくは１〜６μＪ／cｍ²程度の範囲内
で適宜決定される。

【０１０５】以下に本発明について、実験例、及び、実
施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに
より何ら限定されるものではない。

【０１０６】《実験例１》図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて表１、２に示した条件により下部阻止層、
光導電層、表面層からなる堆積膜を順次積層し、Ａ〜Ｅ
の５種類の層設計に基づく光受容部材を完成させた。表
１には共通条件として下部阻止層と表面層の作成条件
を、表２にはそれぞれ異なる５種類の光導電層の作成条
件を示した。

【０１０７】

【表１】

【０１０８】

【表２】

【０１０９】表２において、光導電層を第１の層、第２
の層に分割しているものに関しては、第２の層の層厚は
６６０ｎｍの光が９０％吸収する膜厚に設定した。ま
た、作成条件Ｅで作成した光受容部材は従来のアナログ
複写機用として用いられていた光受容部材と同等のもの
である。また、表面層に関しては、簡単のため変化領域
を設けなかったが、レーザー光により干渉縞が存在して
も、電位測定には影響を及ぼさないためここでは無視す
る。

【０１１０】次にキヤノン製複写機ＮＰ６７５０を実験
用として、露光系にレーザーユニット（波長６．５５ｎ
ｍ）を搭載したデジタル複写機に改造した機械を用い、
除電光の光源をピーク波長が５６５ｎｍ、６６０ｎｍ、
６７５ｎｍ、７００ｎｍの４種類のＬＥＤに順次変更し
て実験を行った。除電光の単位面積当たりのエネルギー
量は、光マルチパワーメータ（アドバンテスト社製、Ｑ
８２２１）を用い、それぞれ３μＪ／cｍ²に校正して
使用した。この実験機を用いて、帯電電流値Ｉｐを変化
させたときの表面電位Ｖｄの推移を、現像器の位置に電
位計を配置して測定した。プロセススピードは３００ｍ
ｍ／ｓｅｃ、測定時の光受容部材の表面温度は室温（２
５℃）とした。その結果の一例として、表２のＡ、Ｂ、
及び、Ｅに示した光受容部材の測定結果を図６（ａ）〜
（ｃ）にそれぞれ示す。

【０１１１】図６から明らかなように、５６５ｎｍから
６７５ｎｍの除電光に対しては、波長が長くなるにつれ
過渡領域が広がる事がわかる。また、そのときの直線領
域における帯電特性、すなわち、直線の傾きは、ほとん
ど同等であり除電光波長依存性は小さい。この結果、除
電光の波長違いによる帯電特性の差は、過渡領域による
部分がほとんど占めている事がわかった。一方、７００
ｎｍの除電光を用いた場合は、直線領域における帯電特
性が他の波長の光を用いた場合と異なっており、除電光
照射の影響が直線領域にまで及んでいると推測される。

【０１１２】そこで、過渡領域の広がり具合に着目し、
その除電光波長依存性について詳細に解析するために、
除電光波長が５６５ｎｍのときのデータと６６０ｎｍの
ときのデータとの差分（５６５ｎｍ時の電位−６６０ｎ
ｍ時の電位）を計算し、よこ軸に帯電電流値Ｉｐ、たて
軸に前記差分ΔＶｄをとり、Ａ〜Ｅの５種の光受容部材
ごとにグラフ化したものを図７に示す。

【０１１３】図７から明らかなように、Ｉｐ−ΔＶｄ特
性は、すべての光受容部材に対して、帯電電流Ｉｐの増
加とともに差分ΔＶｄの増加は緩やかになり、おおよそ
飽和傾向の特性カーブを示すことがわかった。また、そ
の飽和値は、光受容部材の光導電層の構成の差異に付随
して、比較的大きいものと少ないものに分類が可能であ
ることがわかった。この飽和値は、測定データを適当な
近似曲線でフィッティングしたり、外挿したりする等の
解析手法を用いることで値を特定する事ができるが、本
実験例ではより簡易的に特定する為に、測定した帯電電
流の範囲内における最大値として表した。その結果を表
３に示す。

【０１１４】また、図７のグラフを作成する際に、５６
５ｎｍ時のデータと６６０ｎｍ時のデータを選択した理
由は、アナログ電子写真の除電光に一般的に用いられる
４７０ｎｍ〜６１０ｎｍの波長帯の光と、デジタル電子
写真でよく用いられる６３０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯
の光となるように選択したものである。従って、それ以
外の波長を用いた場合においても同様の結果が得られる
が、アナログ式とデジタル式の電子写真プロセスにおい
て共通化できる光受容部材の層設計を行うためには、差
分を計算する波長間の差は大きいほうが好ましく、具体
的には、５０ｎｍ以上である事が好ましい。また、過渡
領域の広がり具合に対する除電光波長依存性は、光受容
部材の層設計やプロセス条件によっても異なるため、３
種類以上の波長に対してＩｐ−Ｖｄ特性を測定し、過渡
領域の広がり具合が最も顕著に表れる波長を適宜選択し
ても良い。また、比較する波長のうち最も長波側の光に
は６３０ｎｍ以上の波長の光を用いる事がより好まし
い。更に、これらの傾向は、ドラムヒーターなどよって
温調した状態のほうが表れ難く、室温でしたほうが顕著
に表れるため、測定時の光受容部材の表面温度は室温と
することがより好ましい。また、７００ｎｍの光につい
ては、上述のように直線領域にまで影響がおよぶ場合が
あり、Ｉｐ−ΔＶｄ特性が上述のようなおおよそ飽和傾
向の特性カーブとならない場合があることからあまり好
ましくない。

【０１１５】次に、上記の５本の光受容部材に関して、
以下に示す３種類の評価を行った。

【０１１６】（１）ゴースト電位評価前記のＮＰ６７５０改造機を用い、現像器位置に電位計
を取り付け、通常の帯電・露光・除電のプロセスを行
う。この際、未露光時の帯電電位が４００Ｖになるよう
に帯電電流を固定し、１周毎に白レベル→ハーフトーン
レベル→黒レベル→ハーフトーンレベルの露光を行い、
前後の２回のハーフトーンレベルの露光を行ったときの
電位の差をゴースト電位と定義する。

【０１１７】このような測定を、除電光光源を替え、５
６５ｎｍ、６１０ｎｍ、６３０ｎｍ、６６０ｎｍにおい
て行った。除電光の単位面積当たりのエネルギー量はす
べて３μＪ／cｍ²とした。ゴースト電位が小さいほどゴ
ースト特性が良好であることを示している。得られた結
果はＥに示した従来の光受容部材での除電光５６５ｎｍ
での結果Ｖg[Ｖ]を基準とし、以下のように判断した。

【０１１８】 ◎・・・ゴースト電位が１／２Ｖg[Ｖ]以下の範囲（全
くゴースト現象が現れない） ○・・・ゴースト電位が１／２Ｖg〜Ｖg[Ｖ]の範囲（ほ
とんど画像にゴースト現象がない） △・・・ゴースト電位がＶg〜３／２Ｖg[Ｖ]の範囲（実
用上問題がないレベル）・・・ゴースト電位が３／２Ｖg[Ｖ]以上の範囲（画像
にゴースト現象が現れるレベル）得られた結果を表３に示す。

【０１１９】（２）感度評価前記のＮＰ６７５０改造機を用い、現像器位置に電位計
を取り付け、通常の帯電・露光・除電のプロセスを行
う。このとき、露光強度を変えたときの光受容部材の表
面電位の変化から感度を算出する。具体的には、表面電
位が４００Ｖになるように帯電器に与える電流量を調整
した後、露光強度を変化させ、表面電位が５０Ｖになる
露光強度Ｉeを便宜的に感度と定義する。数字が小さい
ほど感度が良好であることを示している。

【０１２０】このような測定を除電光５６５ｎｍ、６１
０ｎｍ、６３０ｎｍ、６６０ｎｍにおいて行った。除電
光の単位面積当たりのエネルギー量はすべて３μＪ／c
ｍ²とした。得られた結果はＥに示した従来の光受容部
材での除電光５６５ｎｍでの結果Ｉe[μＪ／cｍ²]を基
準とし、以下のように判定した。

【０１２１】 ◎・・・２／３Ｉe[Ｊ／cｍ²]以下の範囲（非常に良好
な感度） ○・・・２／３Ｉe〜Ｉe[Ｊ／cｍ²]範囲（良好な感度） △・・・Ｉe〜４／３Ｉe[Ｊ／cｍ²]以下の範囲（実用上
問題がないレベル）・・・４／３Ｉe[Ｊ／cｍ²]以上の範囲（感度が悪く、
問題あり）得られた結果を表３に示す。（３）暗減衰評価上記のＮＰ６７５０改造機を用い、現像器位置に取り付
けた電位計Ｓｄと、帯電器直後にもう一つ電位計Ｓsを
取り付け、露光は行わずに帯電・除電を繰り返す。この
際、Ｓｄ位置での表面電位を４００Ｖとなるように帯電
電流を決めたときの、Ｓsでの電位とＳｄでの電位の差
を暗減衰と定義する。この数字が小さいほど暗減衰が良
好であることを示している。

【０１２２】このような測定を除電光５６５ｎｍ、６１
０ｎｍ、６３０ｎｍ、６６０ｎｍにおいて行った。除電
光の単位面積当たりのエネルギー量はすべて３μＪ／c
ｍ²とした。得られた結果はＥに示した従来の光受容部
材での除電光５６５ｎｍでの結果Ｖｄｄ[Ｖ]を基準と
し、以下のように判定した。

【０１２３】 ◎・・・Ｖｄｄ[Ｖ]以下の範囲（非常に良好な暗減衰） ○・・・Ｖｄｄ〜３／２Ｖｄｄ[Ｖ]の範囲（良好な暗減
衰） △・・・３／２Ｖｄｄ〜２Ｖｄｄ[Ｖ]の範囲（実用上問
題がないレベル） ×・・・２Ｖｄｄ[Ｖ]以上の範囲（暗減衰が大きく、問
題あり）得られた結果を表３に示す。

【０１２４】

【表３】

【０１２５】表３から、Ｉｐ−Ｖｄ特性の波長差が少な
いＡ〜Ｃの光受容部材に関しては、広い波長範囲におい
て光受容部材としての諸特性が優れており、アナログ複
写機でもデジタル複写機でも良好な特性を示すことがわ
かった。またこの結果から、特に６６０ｎｍでの特性劣
化が少ない場合には、実験したすべての波長領域で良好
な特性を示すことが分かった。

【０１２６】一方、Ｉｐ−Ｖｄ特性の波長差が比較的大
きい光受容部材Ｄ、Ｅでは、特に６６０ｎｍでの結果が
悪く、その他の波長でも結果がよくないことがわかる。
このことから、アナログ複写機には好適に使用できる
が、特にデジタル複写機で用いられる条件下において、
更に改善が必要であることがわかった。

【０１２７】以上の結果、本発明による光受容部材の評
価方法を用いることにより、電子写真プロセスで使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対する汎用性につい
ての知見が得られることがわかる。更に、その知見は、
光受容部材の帯電特性だけでなく、感度特性、ゴースト
特性、暗減衰特性といった電子写真プロセスにおいて最
も重要な基本特性の優劣とも一致することがわかった。

【０１２８】次に、好ましい実施例について以下に示
す。

【０１２９】（実施例１）評価機として、キヤノン製複
写機ＮＰ６７５０をそのままの状態で使用したアナログ
式評価機Ａと、キヤノン製複写機ＮＰ６７５０を実験用
として露光系にレーザーユニット（波長６５５ｎｍ）を
搭載したデジタル複写機に改造したデジタル式評価機Ｂ
を用意した。光受容部材には、実験例１に示した５種類
（Ａ〜Ｅ）の光受容部材を用意した。

【０１３０】それらの５種類の光受容部材を、評価機Ｂ
にセットし、除電光の光源をピーク波長が５６５ｎｍ、
６６０ｎｍの２種類のＬＥＤに順次変更して、実験例１
に示した手順と同様に、Ｉｐ−Ｖｄ特性を、現像器の位
置に電位計を配置して測定した。除電光の単位面積当た
りのエネルギー量は、光マルチパワーメータ（アドバン
テスト社製、Ｑ８２２１）を用い、それぞれ３μＪ／c
ｍ²とした。また、プロセススピードは３２０ｍｍ／ｓ
ｅｃ、測定時の光受容部材の表面温度は室温（２５℃）
とした。このときの、除電光波長が５６５ｎｍのときの
データと６６０ｎｍのときのデータとの差分ΔＶｄ（５
６５ｎｍ時の電位−６６０ｎｍ時の電位）の最大値を表
４に示す。

【０１３１】次に、それらの５種類の光受容部材を、評
価機Ａ及びＢに順次セットし、下記する手順で、帯電能
特性、感度特性、ゴースト特性に関する評価を行った。
その結果、及び、評価時に使用した除電光波長と像露光
光源を表４に示す。・帯電能特性評価像露光オフの状態において、表面電位が４００Ｖになる
よう帯電電流を調整し、調整後の帯電電流値によって帯
電能の評価を行った。この方法では、数値が小さいほど
帯電能が良好であることを示す。得られた値は、光受容
部材Ｅの評価機Ａにおける測定結果ＩｐＥを基準とし、
以下のように判定した。

【０１３２】 ◎・・・２／３ＩｐＥ [μＡ]以下の範囲（非常に良好） ○・・・２／３ＩｐＥ〜ＩｐＥ [μＡ]範囲（良好な感度） △・・・ＩｐＥ〜４／３ＩｐＥ [μＡ]以下の範囲（実用上問題なし） ×・・・４／３ＩｐＥ [μＡ]以上の範囲（実用上問題となる場合あり）・感度特性評価像露光オフの状態において、表面電位が４００Ｖになる
よう帯電電流を調整し、その後像露光の強度を変化さ
せ、表面電位が５０Ｖになる露光強度によって感度の評
価を行った。この方法では、数字が小さいほど感度が良
好であることを示している。得られた値は、光受容部材
Ｅの評価機Ａにおける測定結果ＩeＥを基準とし、以下
のように判定した。

【０１３３】 ◎・・・２／３ＩeＥ [Ｊ／cｍ²]以下の範囲（非常に良好） ○・・・２／３ＩeＥ〜ＩeＥ [Ｊ／cｍ²]範囲（良好） △・・・ＩeＥ〜４／３ＩeＥ [Ｊ／cｍ²]以下の範囲（実用上問題なし） ×・・・４／３ＩeＥ [Ｊ／cｍ²]以上の範囲（実用上問題となる場合あり）・ゴースト特性評価キヤノン製ゴーストテストチャート（部品番号；ＦＹ９
−９０４０）を原稿台の上におき、反射濃度１．１、直
径５ｍｍの黒丸を貼り付けたものを原稿台に置き、その
上にキヤノン製中間調チャート（部品番号：ＦＹ９−９
０４２）を重ねて置き、コピー画像を反復して作成す
る。このコピー画像において、中間調コピー上に認めら
れるゴーストチャートの直径５ｍｍの黒丸の反射濃度と
中間調部分の反射濃度との差を測定、評価した。

【０１３４】 ◎・・・非常に良好 ○・・・良好 △・・・実用上問題なし ×・・・実用上問題となる場合あり

【０１３５】

【表４】

【０１３６】表４から、Ｉｐ−Ｖｄ特性の波長差が少な
いＡ〜Ｃの光受容部材に関しては、広い波長範囲におい
て光受容部材としての諸特性が優れており、アナログ複
写機でもデジタル複写機でも良好な特性を示すことがわ
かった。一方、Ｉｐ−Ｖｄ特性の波長差が比較的大きい
光受容部材Ｄ、Ｅでは、評価機Ｂにおける結果が悪く、
アナログ複写機には好適に使用できるが、デジタル複写
機で用いられる条件下において、更に改善が必要である
ことがわかった。

【０１３７】以上の結果、本発明による光受容部材の評
価方法を用いることにより、電子写真プロセスで使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対する汎用性につい
ての知見が得られることがわかる。更に、その知見は、
光受容部材の帯電特性、感度特性、ゴースト特性といっ
た電子写真プロセスにおいて最も重要な基本特性の優劣
とも一致することが示された。

【０１３８】（実施例２）評価機として、キヤノン製複
写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロセススピードを２
４０ｍｍ／ｓｅｃに改造したアナログ式評価機Ｃと、同
じくキヤノン製複写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロ
セススピードを２４０ｍｍ／ｓｅｃに改造し、更に、露
光系にレーザーユニット（波長６３０ｎｍ）を搭載した
デジタル複写機に改造したデジタル式評価機Ｄを用意し
た。光受容部材には、実験例１に示した５種類（Ａ〜
Ｅ）の光受容部材を用意した。

【０１３９】それらの５種類の光受容部材を、評価機Ｄ
にセットし、除電光の光源をピーク波長が４７０ｎｍ、
６３０ｎｍの２種類のＬＥＤに順次変更して、実験例１
に示した手順と同様に、Ｉｐ−Ｖｄ特性を、現像器の位
置に電位計を配置して測定した。除電光の単位面積当た
りのエネルギー量は、光マルチパワーメータ（アドバン
テスト社製、Ｑ８２２１）を用い、それぞれ３μＪ／c
ｍ²とした。また、測定温度は、室温と光受容部材の表
面温度が４２℃となるようドラムヒーターによって加熱
した状態との２種類について行った。それぞれの状態
で、除電光波長が４７０ｎｍのときのデータと６３０ｎ
ｍのときのデータとの差分ΔＶｄ（４７０ｎｍ時の電位
−６３０ｎｍ時の電位）の最大値を表５に示す。

【０１４０】次に、それらの５種類の光受容部材を、評
価機Ｃ及びＤに順次セットし、実施例１に示した手順
で、帯電能特性、感度特性、ゴースト特性に関する評価
を行った。その結果、及び、評価時に使用した除電光波
長と像露光光源を表５に示す。

【０１４１】

【表５】

【０１４２】表５より、ΔＶｄの最大値に関しては、光
受容部材の温度を高くすると小さくなる事がわかる。し
かしながら、それらの値が光受容部材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅの順に大きくなる傾向は、光受容部材の温度に依存し
ない事がわかる。

【０１４３】また、室温測定時におけるＩｐ−Ｖｄ特性
の波長差が少ないＡ〜Ｃの光受容部材に関しては、広い
波長範囲において光受容部材としての諸特性が優れてお
り、アナログ複写機でもデジタル複写機でも良好な特性
を示すことがわかった。一方、室温測定時におけるＩｐ
−Ｖｄ特性の波長差が比較的大きい光受容部材Ｄ、Ｅで
は、評価機Ｄにおける結果が悪く、アナログ複写機には
好適に使用できるが、デジタル複写機で用いられる条件
下において、更に改善が必要であることがわかった。

【０１４４】以上の結果、本発明による光受容部材の評
価方法を用いることにより、電子写真プロセスで使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対する汎用性につい
ての知見が得られることがわかる。更に、その知見は、
光受容部材の帯電特性、感度特性、ゴースト特性といっ
た電子写真プロセスにおいて最も重要な基本特性の優劣
とも一致することが示された。

【０１４５】（実施例３）評価機として、キヤノン製複
写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロセススピードを４
５０ｍｍ／ｓｅｃに改造したアナログ式評価機Ｅと、同
じくキヤノン製複写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロ
セススピードを４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造し、更に、露
光系にレーザーユニット（波長６７５ｎｍ）を搭載した
デジタル複写機に改造したデジタル式評価機Ｆを用意し
た。光受容部材には、図３に記載のＶＨＦ電源（電源周
波数１０５ＭＨz）を用いたプラズマＣＶＤ装置を用
い、表６、７に示した条件により下部阻止層、光導電
層、表面層からなる堆積膜を順次積層し、Ｆ〜Ｊの５種
類の層設計に基づく光受容部材を成膜した。表６には共
通条件として下部阻止層と表面層の作成条件を、表７に
はそれぞれ異なる５種類の光導電層の作成条件を示し
た。表７において、光導電層を第１の層、第２の層に分
割しているものに関しては、第２の層の層厚は６８０ｎ
ｍの光を９０％吸収する膜厚に設定した。

【０１４６】

【表６】

【０１４７】

【表７】

【０１４８】これらの５種類の光受容部材を、評価機Ｆ
にセットし、除電光の光源をピーク波長が６１０ｎｍ、
６８０ｎｍの２種類のＬＥＤに順次変更して、実験例１
に示した手順と同様に、Ｉｐ−Ｖｄ特性を、現像器の位
置に電位計を配置して測定した。除電光の単位面積当た
りのエネルギー量は、光マルチパワーメータ（アドバン
テスト社製、Ｑ８２２１）を用い、それぞれ３μＪ／c
ｍ²とした。また、測定温度は、室温と光受容部材の表
面温度が４２℃となるようドラムヒーターによって加熱
した状態の２種類行った。それぞれの状態で、除電光波
長が６１０ｎｍのときのデータと６８０ｎｍのときのデ
ータとの差分ΔＶｄ（６１０ｎｍ時の電位−６８０ｎｍ
時の電位）の最大値を表８に示す。

【０１４９】次に、それらの５種類の光受容部材を、評
価機Ｅ及びＦに順次セットし、実施例１に示した手順
で、帯電能特性、感度特性、ゴースト特性に関する評価
を行った。その結果、及び、評価時に使用した除電光波
長と像露光光源を表８に示す。

【０１５０】

【表８】

【０１５１】表８より、ΔＶｄの最大値に関しては、光
受容部材の温度を高くすると小さくなる事がわかる。し
かしながら、それらの値が光受容部材Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、
Ｊの順に大きくる傾向は、光受容部材の温度に依存しな
い事がわかる。

【０１５２】また、室温測定時におけるＩｐ−Ｖｄ特性
の波長差が少ないＦ〜Ｈの光受容部材に関しては、広い
波長範囲において光受容部材としての諸特性が優れてお
り、アナログ複写機でもデジタル複写機でも良好な特性
を示すことがわかった。一方、室温測定時におけるＩｐ
−Ｖｄ特性の波長差が比較的大きい光受容部材Ｉ、Ｊで
は、評価機Ｆにおける結果が悪く、アナログ複写機には
好適に使用できるが、デジタル複写機で用いられる条件
下において、更に改善が必要であることがわかった。

【０１５３】以上の結果、本発明による光受容部材の評
価方法を用いることにより、電子写真プロセスで使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対する汎用性につい
ての知見が得られることがわかる。更に、その知見は、
光受容部材の帯電特性、感度特性、ゴースト特性といっ
た電子写真プロセスにおいて最も重要な基本特性の優劣
とも一致することが示された。

【０１５４】（実施例４）評価機として、キヤノン製複
写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロセススピードを４
００ｍｍ／ｓｅｃに改造したアナログ式評価機Ｇと、同
じくキヤノン製複写機ＮＰ６７５０を実験用としてプロ
セススピードを４００ｍｍ／ｓｅｃに改造し、更に、露
光系にレーザーユニット（波長６５５ｎｍ）を搭載した
デジタル複写機に改造したデジタル式評価機Ｈを用意し
た。光受容部材には、実施例３に示した５種類（Ｆ〜
Ｊ）の光受容部材を用意した。

【０１５５】それらの５種類の光受容部材を、評価機Ｈ
にセットし、除電光の光源をピーク波長が５６５ｎｍ、
６６０ｎｍの２種類のＬＥＤに順次変更して、帯電時に
光受容部材に流れこむ電流値Ｉｄ（以後、光受容部材電
流値と称す）を変化させたときの表面電位の推移を、現
像器の位置に電位計を配置して測定し、Ｉｄ−Ｖｄ特性
を測定した。また、除電光の光量は、単位面積当たりの
フォトン数が一定となるよう、５６５ｎｍのＬＥＤのと
きは、３．３[μＪ／cｍ²]、６６０ｎｍのＬＥＤのと
きは、２．８[μＪ／cｍ²]とした。この条件で、単位面
積当たりのエネルギー量を光のフォトンエネルギーで除
した値が、どちらの光源についても１．５となる。光の
エネルギー量の測定には、光マルチパワーメータ（アド
バンテスト社製、Ｑ８２２１）を用いた。また、測定温
度は、室温と光受容部材の表面温度が４２℃となるよう
ドラムヒーターによって加熱した状態の２種類行った。
それぞれの状態で、除電光波長が５６５ｎｍのときのデ
ータと６６０ｎｍのときのデータとの差分ΔＶｄ（５６
５ｎｍ時の電位−６６０ｎｍ時の電位）の最大値を表９
に示す。

【０１５６】次に、それらの５種類の光受容部材を、評
価機Ｇ及びＨに順次セットし、実施例１に示した手順
で、帯電能特性、感度特性、ゴースト特性に関する評価
を行った。その結果、及び、評価時に使用した除電光波
長と像露光光源を表９に示す。

【０１５７】

【表９】

【０１５８】表９より、ΔＶｄの最大値に関しては、光
受容部材の温度を高くすると小さくなる事がわかる。し
かしながら、それらの値が光受容部材Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、
Ｊの順に大きくなる傾向は、光受容部材の温度に依存し
ない事がわかる。

【０１５９】また、室温測定時におけるＩｄ−Ｖｄ特性
の波長差が少ないＦ〜Ｈの光受容部材に関しては、広い
波長範囲において光受容部材としての諸特性が優れてお
り、アナログ複写機でもデジタル複写機でも良好な特性
を示すことがわかった。一方、室温測定時におけるＩｄ
−Ｖｄ特性の波長差が比較的大きい光受容部材Ｉ、Ｊで
は、評価機Ｈにおける結果が悪く、アナログ複写機には
好適に使用できるが、デジタル複写機で用いられる条件
下において、更に改善が必要であることがわかった。

【０１６０】以上の結果、本発明による光受容部材の評
価方法を用いることにより、電子写真プロセスで使用さ
れうる広範囲におよぶ波長帯の光に対する汎用性につい
ての知見が得られることがわかる。更に、その知見は、
光受容部材の帯電特性、感度特性、ゴースト特性といっ
た電子写真プロセスにおいて最も重要な基本特性の優劣
とも一致することが示された。

【０１６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受容部
材は、導電性基体と、少なくともシリコン原子を母体と
し、水素原子及び／また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とを具えており、各帯電
電流値Ｉｐに対する、除電光波長５６５ｎｍにおける表
面電位Ｖｄと除電光波長６６０ｎｍにおける表面電位Ｖ
ｄの差分の最大値が１２０Ｖ以下とすることにより、広
い波長領域にわたって常に良好な電位特性をもつ汎用性
の高い光受容部材が提供できる。この事により、様々な
光源をもつ複写機に共用可能な光受容部材が実現可能で
あり、開発対象の削減による開発効率の大幅向上、多品
種生産から単一機種生産への転換による生産性の飛躍的
な向上が図れる。

【０１６２】加えて、帯電特性以外にも、様々な特性改
善が得られ、特にゴースト現象がほとんどなく、高品位
な画像が再現性よく得られ、且つその高品位な画像が長
期間にわたって安定して得られる光受容部材を提供でき
る。

【０１６３】また、本発明の光受容部材の測定方法を用
いることにより、像露光や除電光に使用されうる広範囲
におよぶ波長帯の光に対して所望の特性が得られる光受
容部材特性の測定が可能となる。この結果、デジタル方
式からアナログ方式までの様々な電子写真プロセス条件
に対して共用可能となるような、汎用性の高い光受容部
材が実現可能となる。

【０１６４】また、本発明の電子写真装置は、本発明の
光受容部材を用いて装置が構成されているので、デジタ
ル方式による鮮明な画像形成ができ、例えば、ドット再
現性、解像力、階調性といった画質の向上も図ることが
できる。加えて、このような高い画質品位は、長期間の
使用後においても維持され、高耐久性を有する装置とも
なり、総合的に非常に高品質な画像を得ることができ、
耐久性にも優れたデジタル方式の電子写真装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光受容部材の層構成を説明する
ための模式的断面図である。（ａ）は単層型である。
（ｂ）は積層型である。（ｃ）更にオーバーコート層を
有するものである。

【図２】本発明の光受容部材を形成するための装置の一
例で、ＲＦ帯の高周波電源を用いたグロー放電法による
光受容部材の製造装置の模式的断面図である。

【図３】本発明の光受容部材を形成するための装置の一
例で、ＶＨＦ帯の高周波電源を用いたグロー放電法によ
る光受容部材の製造装置の模式的断面図である。

【図４】本発明の光受容部材を好適に使用するための本
発明の電子写真装置の模式的断面図である。

【図５】Ｉｐ−Ｖｄ特性の波長依存性をあらわした模式
的説明図である。

【図６】波長の異なる除電光を同一の光受容部材に照射
したときのＩｐ−Ｖｄ特性の除電光波長依存性をあらわ
した図である。（ａ）は表２のＡに示した光受容部材の
図である。（ｂ）は表２のＢに示した光受容部材の図で
ある。（ｃ）は表２のＥに示した光受容部材の図であ
る。

【図７】５６５ｎｍ及び６６０ｎｍの波長をもつ除電光
を用いた際の表面電位の差分の、帯電電流に対する依存
性を示した図である。

【符号の説明】

１０１導電性基体１０２電荷注入阻止層１０３光導電層１０３（ａ）第１の層領域１０３（ｂ）第２の層領域１０４（ａ）表面層１０４（ｂ）オーバーコート層２１００堆積装置２１０１反応容器２１１１カソード電極２１１２導電性基体２１１３基体加熱用ヒーター２１１４ガス導入管２１１５高周波マッチングボックス２１１６原料ガス配管２１１７リークバルブ２１１８メイン排気バルブ２１１９真空計２１２０高周波電源２１２１碍子２１２３基体支持体２２００ガス供給装置２２１１〜２２１６マスフローコントローラー２２２１〜２２２６ボンベ２２３１〜２２３６バルブ２２４１〜２２４６流入バルブ２２５１〜２２５６流出バルブ２２６０補助バルブ２２６１〜２２６６圧力調整器３１０反応容器３１１基体支持体３１２基体加熱用ヒーター３１３ガス導入管３１４マッチングボックス３１５ガス配管３１６真空計３１７防着部材３１８放電電極３１９導電性基体３２０スロットルバルブ４０１光受容部材４０２主帯電器４０３静電潜像形成部位４０４現像器４０５転写紙供給系４０６（ａ）転写帯電器４０６（ｂ）分離帯電器４０７クリーニングローラー４０８搬送系４０９除電光源４１０ハロゲンランプ４１１原稿台４１２原稿４１３ミラー４１４ミラー４１５ミラー４１６レンズユニット４１７ＣＣＤユニット４１８レーザーユニット４１９ミラー４２０ブランク露光ＬＥＤ４２１クリーニングブレード４２２レジストローラー４２４定着装置

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 (72)発明者新納博明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 (72)発明者河村邦正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 DA12 DA24 DA28 DA37 DA41 2H134 QA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電・露光・現像・転写・除電の工程を
繰り返す複写プロセスにおいて使用される電子写真用光
受容部材であって、導電性基体と、少なくともシリコン原子を母体とし、水
素原子及び／また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とを備え、前記光受容部材表面の周辺部材に対する相対的な移動速
度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、該光受容部材の表面温度を室
温とし、光の単位面積当たりのエネルギー量が同一で波
長が５６５ｎｍおよび６６０ｎｍの２種類の除電光を該
光受容部材に照射したときの、前記帯電に使用される帯
電部材を流れる電流値（以後、帯電電流値と称す）と前
記光受容部材の表面電位との相関関係を各除電光に対し
て求め、帯電電流値ごとに２種類の除電光間における表
面電位の差分を計算したとき、その差分の最大値が１２
０Ｖ以下であることを特徴とする電子写真用光受容部
材。
【請求項２】前記導電性基体上に形成されている前記
光導電層は、該導電性基体側から第１の層領域および第
２の層領域の二つの領域で構成され、前記第２の層領域の厚さが、静電潜像の露光を行う光ビ
ーム照射工程に用いられる光波長ならびに前記除電光照
射工程に用いられる光波長の何れの照射においても、照
射される光量の９０％以上が吸収される厚さに設定され
てい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。
【請求項３】前記光導電層は、用いられるアモルファ
ス材料中に周期表第１３族元素を含有し、前記第２の層
領域における周期表第１３族元素の含有量が、前記第１
の層領域における周期表第１３族元素の含有量に比べて
少ないことを特徴とする請求項２に記載の電子写真用光
受容部材。
【請求項４】前記光導電層の第１の層領域に用いられ
るアモルファス材料において、該アモルファス材料母体
となるシリコン原子に対する周期表第１３族元素の添加
率が０．２ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲で選択され
ていることを特徴とする請求項３に記載の電子写真用光
受容部材。
【請求項５】前記光導電層の第２の層領域に用いられ
るアモルファス材料において、該アモルファス材料母体
となるシリコン原子に対する周期表第１３族元素の添加
率が０．００５ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下の範囲で選択さ
れていることを特徴とする請求項３または請求項４に記
載の電子写真用光受容部材。
【請求項６】前記第２の層領域の光学的バンドギャッ
プ値が、前記第１の層領域の光学的バンドギャップ値よ
りも狭く設定され、１．６eＶ以上１．８eＶ未満である
ことを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に
記載の電子写真用光受容部材。
【請求項７】前記第２の層領域の水素含有量が、前記
第１の層領域の水素含有量より少なく、シリコン原子に
対して５％以上２５％未満であることを特徴とする請求
項２から請求項４の何れか１項に記載の電子写真用光受
容部材。
【請求項８】前記光導電層の上に、少なくともシリコ
ン原子を母体構成原子として含み、水素原子及び／また
はハロゲン原子を含有し、炭素原子、酸素原子、窒素原
子の少なくとも一つを他の母体構成原子として含む非単
結晶材料からなる表面層が設けられ、該表面層と前記光
導電層との間に、両者を構成する材料組成を連続的に変
化させる変移領域が設けられていることを特徴とする請
求項１から請求項７の何れか１項に記載の電子写真用光
受容部材。
【請求項９】前記光受容部材の最表面に、水素原子及
び／またはハロゲン原子を含有する非単結晶炭素材料か
らなるオーバーコート層が設けられ、その下に位置する
層との間に両者を構成する材料組成を連続的に変化させ
る変移領域が設けられていることを特徴とする請求項１
から請求項８の何れか１項に記載の電子写真用光受容部
材。
【請求項１０】前記光導電層の上に、水素及び／また
はハロゲンを含む非単結晶炭素からなる表面層が設けら
れ、かつ、該光導電層と該表面層との間に、両者を構成
する材料組成を連続的に変化させる変移領域が設けられ
ていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか
１項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項１１】電子写真用光受容部材に対して、少な
くとも、除電光照射、帯電、表面電位測定の各工程を行
うことによって該光受容部材の特性を評価する特性評価
方法であって、光の単位面積当たりのエネルギー量が同一で波長の異な
る複数の除電光を前記光受容部材に照射したときに、前
記帯電に使用される帯電部材を流れる電流値（以後、帯
電電流値と称す）と前記光受容部材の表面電位との相関
関係を、それぞれの照射された除電光に対して求め、帯
電電流値ごとに波長の異なる除電光間における表面電位
の差分を計算し、その最大値によって前記光受容部材の
特性を評価することを特徴とする電子写真用光受容部材
の特性評価方法。
【請求項１２】電子写真用光受容部材に対して、少な
くとも、除電光照射、帯電、表面電位測定の各工程を行
うことによって該光受容部材の特性を評価する特性評価
方法であって、光の単位面積当たりのエネルギー量が同一で波長の異な
る複数の除電光を照射したときに、前記帯電工程におい
て前記光受容部材に流れこむ電流値（以後、光受容部材
電流値と称す）と前記光受容部材の表面電位との関係
を、それぞれの照射された除電光に対して求め、光受容
部材電流値ごとに波長の異なる除電光間における表面電
位の差分を計算し、その最大値によって前記光受容部材
の特性を評価することを特徴とする電子写真用光受容部
材の特性評価方法。
【請求項１３】電子写真用光受容部材に対して、少な
くとも、除電光照射、帯電、表面電位測定の各工程を行
うことによって該光受容部材の特性を評価する特性評価
方法であって、光の単位面積当たりのフォトン数が同一で波長の異なる
複数の除電光を照射したときの、前記帯電に使用される
帯電部材を流れる電流値（以後、帯電電流値と称す）と
前記光受容部材の表面電位との関係を、それぞれの照射
された除電光に対して求め、帯電電流値ごとに波長の異
なる除電光間における表面電位の差分を計算し、その最
大値によって前記光受容部材の特性を評価することを特
徴とする電子写真用光受容部材の特性評価方法。
【請求項１４】電子写真用光受容部材に対して、少な
くとも、除電光照射、帯電、表面電位測定の各工程を行
うことによって該光受容部材の特性を評価する特性評価
方法であって、光の単位面積当たりのフォトン数が同一で波長の異なる
複数の除電光を照射したときの、該帯電工程において前
記光受容部材に流れこむ電流値（以後、光受容部材電流
値と称す）と前記光受容部材の表面電位との関係を、そ
れぞれの照射された除電光に対して求め、光受容部材電
流値ごとに波長の異なる除電光間における表面電位の差
分を計算し、その最大値によって前記光受容部材の特性
を評価することを特徴とする電子写真用光受容部材の特
性評価方法。
【請求項１５】前記光受容部材に照射される波長の異
なる前記複数の除電光において、前記差分が計算される
除電光の波長間の差が５０ｎｍ以上であることを特徴と
する請求項１１から請求項１４の何れか１項に記載の電
子写真用光受容部材の特性評価方法。
【請求項１６】前記光受容部材に照射される波長の異
なる前記複数の除電光において、最も長波長となる除電
光の波長が６３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることを
特徴とする請求項１１から請求項１５の何れか１項に記
載の電子写真用光受容部材の特性評価方法。
【請求項１７】前記各工程を行うときの前記光受容部
材の表面温度を室温とすることを特徴とする請求項１１
から請求項１６の何れか１項に記載の電子写真用光受容
部材の特性評価方法。
【請求項１８】前記光受容部材は、少なくとも、導電
性基体と、シリコン原子を母体とし、水素原子及び／ま
たはハロゲン原子を含有するアモルファス材料からなる
光導電層とを備えることを特徴とする請求項１１から請
求項１７の何れか１項に記載の電子写真用光受容部材の
特性評価方法。
【請求項１９】導電性基体と、少なくともシリコン原
子を母体とし、水素原子及び／また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とを備えた電
子写真用光受容部材を静電潜像担持体に用い、前記静電潜像担持体上への静電潜像形成に、少なくと
も、除電光照射工程、帯電工程、及び、画像パターンに
したがって、複数行、複数列の画素マトリクスの各画素
毎に光ビーム照射する工程を含むデジタル方式を採用す
る電子写真装置であって、前記電子写真用光受容部材が、請求項１から請求項１０
の何れか１項に記載の電子写真用光受容部材であること
を特徴とする電子写真装置。