JP2668408B2 - Electrophotographic image forming member - Google Patents

Electrophotographic image forming member

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JP2668408B2 JP20383388A JP20383388A JP2668408B2 JP 2668408 B2 JP2668408 B2 JP 2668408B2 JP 20383388 A JP20383388 A JP 20383388A JP 20383388 A JP20383388 A JP 20383388A JP 2668408 B2 JP2668408 B2 JP 2668408B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、アモルファス炭化シリコン等の非単結晶炭
化シリコンを使用した電子写真用像形成部材及び該電子
写真用像形成部材の製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrophotographic image forming member using non-single-crystal silicon carbide such as amorphous silicon carbide and a method for producing the electrophotographic image forming member. Is.

特に、本発明は、支持体上に非単結晶炭化シリコン光
導電層と非単結晶炭化シリコン表面層とを積層してなる
電子写真用像形成部材及びその製造方法に関するもので
ある。
In particular, the present invention relates to an electrophotographic image forming member comprising a non-single-crystal silicon carbide photoconductive layer and a non-single-crystal silicon carbide surface layer laminated on a support, and a method for producing the same.

〔従来の技術及び解決すべき問題点〕[Conventional technology and problems to be solved]

従来アモルファス炭化シリコン等の非単結晶炭化シリ
コンを電子写真用像形成部材に用いる試みが特開昭57−
119356号公報、同昭56−24354号公報、同昭60−203958
号公報、同昭58−174954号公報等に記載されている。ま
たこれらに加えて電荷注入防止層を設けたものとして
は、特開昭57−122445号公報、同昭60−115940号公報、
同昭60−242465号公報、同昭60−235147号公報、同昭61
−126557号公報等が知られている。更に表面層を有する
ものとしては、特開昭60−115941号公報、同昭61−2758
46号公報、同昭61−159657号公報、同昭60−235153号公
報、同昭62−83753号公報等が知られている。
An attempt to use non-single-crystal silicon carbide such as amorphous silicon carbide for an electrophotographic image forming member has been disclosed in
No. 119356, No. 56-24354, No. 60-203958
And JP-A-58-174954. In addition to those having a charge injection preventing layer, JP-A-57-122445, JP-A-60-115940,
60-242465, 60-235147, 61
-126557 is known. Further, those having a surface layer include those described in JP-A-60-115941 and JP-A-61-2758.
No. 46, No. 61-159657, No. 60-235153, No. 62-83753 and the like are known.

ところでこうした従来の非単結晶炭化シリコンは、水
素化アモルファスシリコンと同様に、高周波プラズマCV
D法で堆積されるのが一般的であり、堆積条件も同様な
条件で堆積されるのが一般的であった。
By the way, such conventional non-single-crystal silicon carbide is similar to hydrogenated amorphous silicon in high-frequency plasma CV.
It was generally deposited by the D method, and the deposition conditions were generally the same.

このような従来技術で堆積された非単結晶炭化シリコ
ン膜中には十分な最適化の行われた近年の水素化アモル
ファスシリコン膜と比べると、水素の関係した欠陥や炭
素同志の2重結合が関係した欠陥が多少なりとも多目に
存在するのが実情である。更に、非単結晶炭化シリコン
膜中の炭素原子はその含有のされ方によっては伝導帯側
のテイルステイトを増加させ、電子の移動度を低下させ
る場合もあるため、高暗抵抗を有する光導電材料と成り
得る利点を有しながらも、電子写真用像形成部材への応
用という点では、その適用範囲が狭められる場合が少な
くなかった。すなわち、非単結晶炭化シリコン膜を用い
た従来の電子写真用像形成部材の電子写真特性は、タン
グステンランプ等の長波長光を含む光源に対して検討さ
れている場合が多く、長波長光の光導電層全体による光
吸収で生じた光励起キャリアによって、一般的な実用特
性を得ていた。また、非単結晶炭化シリコン膜の上下の
少なくとも一方に電荷発生層を設け、該層で発生したキ
ャリア(電荷)を非単結晶炭化シリコン層に注入するこ
とによって潜像形成を行う層構成として使用している場
合が多かった。すなわち、従来の非単結晶炭化シリコン
膜を用いた従来の電子写真用像形成部材は、上述の例の
ように非単結晶炭化シリコン層中の電子または正孔のど
ちらか一方が十分なキャリアレンジを有しておれば、一
般的にはよいことを利用して実用に付される場合が多か
った。
Such a non-single-crystal silicon carbide film deposited by the conventional technique has a hydrogen-related defect and a double bond between carbon atoms in the non-single-crystal silicon carbide film compared with the hydrogenated amorphous silicon film which has been sufficiently optimized in recent years. The reality is that there are more or less related defects. Furthermore, the carbon atoms in the non-single-crystal silicon carbide film may increase the tail state on the conduction band side and decrease the mobility of electrons depending on how they are contained, so that a photoconductive material having a high dark resistance may be used. However, in many cases, its application range is narrowed in terms of application to an electrophotographic image forming member. That is, the electrophotographic characteristics of a conventional electrophotographic image forming member using a non-single-crystal silicon carbide film are often examined for a light source including long-wavelength light such as a tungsten lamp. The photoexcited carriers generated by light absorption by the entire photoconductive layer have obtained general practical characteristics. Further, a charge generation layer is provided on at least one of the upper and lower sides of the non-single-crystal silicon carbide film, and carriers (charges) generated in the layer are injected into the non-single-crystal silicon carbide layer to form a latent image. In many cases. That is, the conventional electrophotographic image forming member using the conventional non-single-crystal silicon carbide film has a carrier range in which either the electron or the hole in the non-single-crystal silicon carbide layer has a sufficient carrier range as in the above-described example. In many cases, it was practically used by taking advantage of the fact that it has.

このような従来の非単結晶炭化シリコン膜は、例えば
これを通常の複写装置又はプリンターなどの感光性の像
形成部材の光導電層として利用する場合などにおいて
は、十分なる実用性を満たし得るものである。しかしOA
関連装置の一層の処理スピードの高速化などに伴って、
これに用いる電子写真用像形成部材に対しても、より一
層の高性能が要求されている昨今の情勢にあっては、従
来のものは必ずしもすべての点で満足できるものではな
いのが実情である。
Such a conventional non-single-crystal silicon carbide film can satisfy sufficient practical use, for example, when it is used as a photoconductive layer of a photosensitive image forming member such as a general copying machine or a printer. Is. But OA
With the further increase in processing speed of related equipment,
In the current situation where even higher performance is required for the electrophotographic image forming member used in this case, the conventional one is not always satisfactory in all respects. is there.

例えば非単結晶炭化シリコンを、より高速の電子写真
装置の像形成部材に適用した場合などにおいては、多数
回帯電、露光を繰り返すとコロナ帯電によるピンホール
が生じ、画像欠陥が問題となることが少なくなかった。
For example, when non-single-crystal silicon carbide is applied to an image forming member of a high-speed electrophotographic apparatus, if charging and exposure are repeated many times, pinholes due to corona charging may occur and image defects may become a problem. Not a few.

また、このような装置においては、1つ前の画像が次
の画像に重なって現れるゴーストとよばれる現象のより
一層の改善も望まれるところであった。
Further, in such an apparatus, it has been desired to further improve a phenomenon called a ghost in which a previous image is superimposed on a next image.

また加えて、このような装置においては、良質な画像
を得るための電子写真プロセスも複雑化するが、その際
にコロナ帯電時の暗減衰特性が問題となり、これのより
一層の改善も望まれるところであった。
In addition, in such an apparatus, the electrophotographic process for obtaining a high quality image is complicated, but at that time, the dark decay characteristic at the time of corona charging becomes a problem, and further improvement thereof is desired. By the way.

また更に加えて、電子写真像形成プロセスは、コロナ
帯電−画像露光−現像−転写−クリーニングなどの各プ
ロセスが連続的に繰り返されるが、コロナ帯電の前に前
回の画像パターンの表面電位を消すために、通常は前露
光と呼ばれる均一露光が行われる。
In addition, in the electrophotographic image forming process, processes such as corona charging-image exposure-development-transfer-cleaning are continuously repeated, but before the corona charging, the surface potential of the previous image pattern is erased. Then, a uniform exposure usually called a pre-exposure is performed.

ところが従来法で得られる非単結晶炭化シリコン光導
電層が構成される電子写真用像形成部材においては、こ
の前露光によって該光導電層中に多量の電子と正孔がト
ラップされる傾向があった。このトラップされた電子と
正孔は、コロナ帯電時にトラップから放出され、その結
果表面電位を減少しコロナ帯電後の暗減衰も増加する傾
向となり好ましくない。
However, in an electrophotographic imaging member having a non-single-crystal silicon carbide photoconductive layer obtained by a conventional method, a large amount of electrons and holes tend to be trapped in the photoconductive layer by this pre-exposure. It was The trapped electrons and holes are released from the trap during corona charging, and as a result, the surface potential decreases and dark decay after corona charging tends to increase, which is not preferable.

さらに前記のトラップされた電子と正孔は、画像露光
時に光励起された電子や正孔と再結合して感度を低下さ
せる原因となり得る。
Further, the trapped electrons and holes can recombine with the photoexcited electrons and holes at the time of image exposure and cause a reduction in sensitivity.

従来の非単結晶炭化シリコンで光導電層を構成した電
子写真用像形成部材をより高速で高機能の電子写真装置
の像形成部材に適用した場合には、上記のトラップされ
た電子と正孔の影響が、無視できないものとなる。
When the conventional electrophotographic image forming member having a photoconductive layer made of non-single-crystal silicon carbide is applied to an image forming member of a high-speed and high-performance electrophotographic apparatus, the trapped electrons and holes The effect of can not be ignored.

また従来提案されている高周波プラズマCVD法で非単
結晶炭化シリコン膜を堆積する場合、堆積速度が80Å/s
ec以上になると非単結晶炭化シリコン膜の電気特性が急
激に低下するという問題点があり、生産性を向上させる
ために、高堆積速度で良質の非単結晶炭化シリコン膜が
得られる方法が望まれている。
In addition, when depositing a non-single crystal silicon carbide film by the conventionally proposed high frequency plasma CVD method, the deposition rate is 80 Å / s.
There is a problem that the electrical characteristics of the non-single-crystal silicon carbide film are sharply deteriorated at ec or more. Therefore, in order to improve the productivity, a method of obtaining a high-quality non-single-crystal silicon carbide film at a high deposition rate is desired. It is rare.

またさらに加えて、従来の非単結晶炭化シリコン光導
電層上に表面層を積層させて、これをより高速の電子写
真装置の像形成部材に適用しようとすると表面層がない
場合と比較して帯電能は上昇するものの、高速であるが
故に回転周期が短くなることに起因して帯電を繰り返す
と次第に表面電位が減少していく、いわゆる表面電位の
「立ち下がり」現象が見られることが多かった。この現
象は光導電層の前回光照射された部分と、前回光照射さ
れなかった部分とで「立ち下がり」の程度に差が生じ、
ゴーストが強く現れるという画像上の弊害にもつながる
ため、解決が望まれていた。
Furthermore, in addition to that, when a surface layer is laminated on a conventional non-single-crystal silicon carbide photoconductive layer and it is applied to an image forming member of a higher speed electrophotographic apparatus, it is compared with the case where the surface layer is not provided. Although the charging ability is increased, the so-called "falling" phenomenon of the surface potential is often observed, in which the surface potential gradually decreases as charging is repeated due to the high speed and the rotation cycle is shortened. It was This phenomenon causes a difference in the degree of “fall” between the previously irradiated part of the photoconductive layer and the previously unirradiated part,
Since it also leads to a bad effect on the image that ghosts appear strongly, a solution has been desired.

また更に、支持体側からの電荷の注入を防止して帯電
特性を更に向上させる目的で電荷注入防止層を設けるこ
とが有効な手段であるが、従来の非単結晶炭化シリコン
で構成された光導電層と電荷注入防止層とを積層させて
これをより高速の電子写真装置の像形成部材に適用しよ
うとすると、高速であるが故に帯電条件などがか酷にな
ることに起因してピンホールが発生しやすくなるという
ような弊害が生じやすくなるという問題があった。
Furthermore, it is an effective means to provide a charge injection prevention layer for the purpose of preventing the injection of charges from the support side and further improving the charging characteristics. However, a photoconductive layer composed of conventional non-single-crystal silicon carbide is used. When a layer and a charge injection prevention layer are laminated and applied to an image forming member of a higher speed electrophotographic apparatus, pinholes are generated due to the high charging speed and the severer charging conditions. There is a problem that a bad effect such as easy occurrence is likely to occur.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明の目的は、前記従来技術の問題点が解決された
非単結晶炭化シリコン膜を光導電層と表面層とに適用し
た電子写真用像形成部材を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrophotographic image forming member in which a non-single-crystal silicon carbide film in which the problems of the prior art are solved is applied to a photoconductive layer and a surface layer.

また本発明の別の目的は、前記問題点が解決された電
子写真用像形成部材を生産性良く製造する電子写真用像
形成部材の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrophotographic image forming member which can produce the electrophotographic image forming member with the above-mentioned problems solved with high productivity.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記の目的を達成する本発明は支持体上に少なくとも
光導電層と、表面層とを積層して構成された電子写真用
像形成部材において、前記光導電層が水素原子を1原子
%〜10原子%、炭素原子を5原子%〜15原子%夫々含有
し、赤外吸収スペクトルによるC−H結合の伸縮モード
とSi−H結合の伸縮モードとの比が0.01〜0.05である非
単結晶炭化シリコンで構成され、かつグラファイト構造
を含まないか又は単位体積当たり1%以下含む層構造を
有し、前記表面層が水素原子を50原子%〜70原子%、炭
素原子を20原子%〜40原子%それぞれ含有する非単結晶
炭化シリコンで構成され、かつグラファイト構造を含ま
ないか又は単位体積当たり1%以下含む層構造を有する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrophotographic image forming member comprising at least a photoconductive layer and a surface layer laminated on a support, wherein the photoconductive layer contains 1 to 10 atomic% of hydrogen atoms. Non-single-crystal carbonization containing 5% by atom to 15% by atom of carbon atom and 0.01 to 0.05 of the stretching mode of C—H bond and the stretching mode of Si—H bond by infrared absorption spectrum It has a layer structure that does not include a graphite structure or contains 1% or less per unit volume of silicon, and the surface layer has 50 to 70 atomic% of hydrogen atoms and 20 to 40 atomic% of carbon atoms. % Of non-single-crystal silicon carbide, and has a layer structure not containing a graphite structure or containing 1% or less per unit volume.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

第1図に本発明の電子写真用像形成部材の層構成を示
す。
FIG. 1 shows the layer structure of the electrophotographic image forming member of the present invention.

第1図−Aは、本発明の基本的層構成を示す図であ
り、本発明の電子写真用像形成部材は下部より支持体10
1、非単結晶炭化シリコンで構成された光導電層103、非
単結晶炭化シリコンで構成された表面層104の順序で構
成される。
FIG. 1-A is a view showing the basic layer structure of the present invention. The electrophotographic image forming member of the present invention is a support 10 from the bottom.
1. The photoconductive layer 103 made of non-single-crystal silicon carbide and the surface layer 104 made of non-single-crystal silicon carbide are arranged in this order.

又第1図−Bは、本発明の好ましい一実施態様例を示
す図であり、第1図−Aに加えて支持体101と非単結晶
炭化シリコンで構成された光導電層103との間に電荷注
入防止層102を設けたものである。
FIG. 1B is a view showing a preferred embodiment of the present invention. In addition to FIG. 1A, the gap between the support 101 and the photoconductive layer 103 made of non-single-crystal silicon carbide is shown. In which a charge injection preventing layer 102 is provided.

上記本発明の像形成部材は、光導電層水素原子を1原
子%〜10原子%含有し、炭素原子を5原子%〜15原子%
含有し、赤外吸収スペクトルによるC−H結合の伸縮モ
ードとSi−H結合の伸縮モードとの比が0.01〜0.05の範
囲であり、かつ、単位体積当たりのグラファイト構造が
1%以下の特性を有する非単結晶炭化シリコンからなる
層を用い、又、表面層水素原子を50原子%〜70原子%含
有し、炭素原子を20原子%〜40原子%含有し、更に単位
体積当たりのグラファイト構造が1%以下の特性を有す
る非単結晶炭化シリコンを用い、これを第1図のように
積層させて構成される。
The image forming member of the present invention contains 1 atom% to 10 atom% of hydrogen atoms and 5 atom% to 15 atom% of carbon atoms in the photoconductive layer.
The ratio of the C—H bond stretching mode and the Si—H bond stretching mode according to the infrared absorption spectrum is 0.01 to 0.05, and the graphite structure per unit volume has a characteristic of 1% or less. Using a layer made of non-single-crystal silicon carbide, the surface layer contains 50 to 70 atomic% hydrogen atoms, contains 20 to 40 atomic% carbon atoms, and has a graphite structure per unit volume. Non-single-crystal silicon carbide having a characteristic of 1% or less is used, which is laminated as shown in FIG.

以下、このような本発明の構成を構成要素毎に順を追
って具体的に説明する。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be specifically described step by step for each component.

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良い。導電性支持体としては、
たとえば、NiCr,ステンレス,A,Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,P
t,Pb等の金属またはこれらの合金が挙げられる。
Support The support used in the present invention may be either conductive or electrically insulating. As the conductive support,
For example, NiCr, stainless steel, A, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, P
Metals such as t and Pb or alloys thereof are exemplified.

電気絶縁性支持体としては、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、ポリ塩化ビニリデン、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、紙などが挙げられる。
これらの電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその
一方の表面を導電処理し、該導電処理された表面側に光
受容層を設けるのが望ましい。
Examples of the electrically insulating support include synthetic resin films such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, and polyamide, or sheets, glass, ceramic, and paper.
It is preferable that at least one surface of these electrically insulating supports is subjected to a conductive treatment, and a light-receiving layer is provided on the conductive-treated surface side.

たとえばガラスであれば、その表面に、NiCr,Al,Cr,M
o,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd,InO3,ITO(In2O3+Sn)等か
ら成る薄膜を設けることによって導電性を付与し、ある
いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルムであれ
ば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Tl,Pt
等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ
リング等でその表面に設け、または前記金属でその表面
をラミネート処理して、その表面に導電性を付与する。
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の板状無端ベ
ルト状または円筒状等であることができ、その厚さは所
望通りの電子写真用光受容部材を形成し得るように適宜
決定するが、電子写真用光受容部材としての可撓性が要
求される場合には、支持体としての機能が充分発揮され
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、支持体の製造上および取り扱い上、機械的強度等
の点から、通常は10μ以上とされる。
For example, in the case of glass, NiCr, Al, Cr, M
Provide conductivity by providing a thin film composed of o, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, InO 3 , ITO (In 2 O 3 + Sn), or synthetic resin such as polyester film For film, NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Tl, Pt
A thin film of such a metal is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like, or the surface is laminated with the metal to impart conductivity to the surface.
The shape of the support may be a plate-shaped endless belt shape or a cylindrical shape having a smooth surface or an uneven surface, and the thickness thereof is appropriately determined so that a desired electrophotographic light-receiving member can be formed. When flexibility as an electrophotographic light-receiving member is required, it can be made as thin as possible within a range in which the function as a support is sufficiently exhibited. However, it is usually 10 μm or more in terms of mechanical strength and the like in manufacturing and handling the support.

電荷注入防止層 本発明においては、第1図−Aに示すような構成を必
須構成とするが、第1図−Bの102のように支持体と非
単結晶炭化シリコンで構成される光導電層間に支持体か
らの電荷の注入を防止する層を設けることによって電子
写真特性を更に向上させることができる。
Charge Injection Prevention Layer In the present invention, the structure shown in FIG. 1-A is essential, but a photoconductive layer composed of a support and non-single-crystal silicon carbide as indicated by 102 in FIG. 1-B is used. By providing a layer for preventing charge injection from the support between the layers, the electrophotographic properties can be further improved.

このような電荷注入防止層としては、アモルファスシ
リコン等の非単結晶シリコン膜、非単結晶酸化シリコン
膜、非単結晶窒化シリコン膜、非単結晶炭化シリコン膜
等に価電子制御剤をドーピングしたものなどが適してい
る。中でも、本発明の非単結晶炭化シリコン膜に価電子
制御剤をドーピングしたものが最も良好な特性を示す。
As such a charge injection prevention layer, a non-single-crystal silicon film such as amorphous silicon, a non-single-crystal silicon oxide film, a non-single-crystal silicon nitride film, a non-single-crystal silicon carbide film, or the like is doped with a valence electron controlling agent. Are suitable. Above all, those obtained by doping the non-single-crystal silicon carbide film of the present invention with a valence electron controlling agent show the best characteristics.

このような本発明の好ましい構成要素として用いられ
る電荷注入防止層は、次のような作用、効果を発揮する
ものと考えられる。すなわち、本発明の電子写真用像形
成部材では、非単結晶炭化シリコン膜中の欠陥が極めて
少ないために、支持体側からの欠陥準位を介した電荷の
注入が減少し、そのため帯電特性が向上する。またより
高速の電子写真装置に適用するためにコロナ帯電量を増
加させた場合、従来の非単結晶炭化シリコン膜を用いた
電子写真用像形成部材では、欠陥準位を介した電荷の注
入が増加し、それがコロナ帯電の電界で加速され、注入
電荷が過剰なエネルギーを得る。この過剰なエネルギー
をもった注入電荷が欠陥や格子と相互作用して欠陥にト
ラップされている電荷を励起し、バンド内の電荷がなだ
れ的に増加する。その結果、非単結晶炭化シリコン膜中
を非常に大きな電流が流れ、局所的にピンホールが生じ
るという現象が生じやすくなる。
It is considered that the charge injection prevention layer used as such a preferable constituent element of the invention exhibits the following actions and effects. That is, in the electrophotographic image forming member of the present invention, since the number of defects in the non-single-crystal silicon carbide film is extremely small, the injection of charges from the support side through the defect levels is reduced, and the charging characteristics are improved. To do. In addition, when the corona charge is increased in order to apply to a higher-speed electrophotographic apparatus, in a conventional electrophotographic image forming member using a non-single-crystal silicon carbide film, charge injection via defect levels is not performed. Increase, which is accelerated by the corona charged electric field, and the injected charge gains excess energy. The injected charge having excess energy interacts with the defect or lattice to excite the charge trapped in the defect, and the charge in the band avalanchely increases. As a result, a very large current flows in the non-single-crystal silicon carbide film, and the phenomenon that pinholes locally occur is likely to occur.

一方、本発明の非単結晶炭化シリコン膜を光導電層に
用い、これを電荷注入防止層と積層させた構成を有する
電子写真用像形成部材では、光導電層中の欠陥が非常に
少ないためにより高速の電子写真装置に用いたとして
も、前記ピンホールは生じにくくなっている。また更
に、欠陥が少ないために本発明の非単結晶炭化シリコン
膜は、シリコン原子と炭素原子がそれぞれまたはお互い
同志強固に結合しており、一層ピンホールが生じにくい
ものとなっていると考えられる。
On the other hand, since the non-single crystal silicon carbide film of the present invention is used as a photoconductive layer and is laminated with a charge injection preventing layer, the electrophotographic image forming member has very few defects in the photoconductive layer. Therefore, even when used in a high-speed electrophotographic apparatus, the pinhole is hardly generated. Furthermore, since the number of defects is small, in the non-single-crystal silicon carbide film of the present invention, silicon atoms and carbon atoms are firmly bonded to each other or to each other, and it is considered that pinholes are less likely to occur. .

前述のように本発明の好ましい構成要素である電荷注
入防止層は、非単結晶シリコン膜、非単結晶酸化シリコ
ン膜、非単結晶窒化シリコン膜、非単結晶炭化シリコン
膜等に価電子制御剤として機能する原子を含有させて形
成される。例えば電荷注入防止層をp型に制御して使用
する場合には、上記層中に周期律表の第III族の原子を
含有させれば良く、又n型に制御しようとする場合は、
周期律表の第V族の原子を含有させれば良い。これら第
III族、又は第V族の原子は、第III族原子としてはB,A
l,Ca,In,Tlなどの原子が利用でき、第V族原子として
は、P,As,Sb,Biなどの原子が利用できる。これら価電子
制御のドーピング量としては実効的に200原子ppm〜1000
0原子ppmが好ましく、最適には300原子ppm〜5000原子pp
mである。ここで実効的という意味は、ドナーまたはア
クセプターとして働いている割合である。ドナーとアク
セプター両方入れた場合は、その差が実効的なドーピン
グ量となる。又、これら価電子制御剤に加えて欠陥密度
を減少させ同時に膜の安定性を更に向上させるなどの目
的で、H原子あるいはF,Clなどのハロゲン原子をそれぞ
れ含有させても良い。
As described above, the charge injection preventing layer, which is a preferred component of the present invention, is a non-single-crystal silicon film, a non-single-crystal silicon oxide film, a non-single-crystal silicon nitride film, a non-single-crystal silicon carbide film, and the like. It is formed by containing atoms functioning as. For example, when the charge injection preventing layer is used while being controlled to be p-type, it is sufficient that the layer contains an atom of Group III of the periodic table.
What is necessary is just to include the atom of Group V of a periodic table. These
Group III or Group V atoms are B, A as Group III atoms.
Atoms such as l, Ca, In, and Tl can be used, and atoms such as P, As, Sb, and Bi can be used as Group V atoms. The doping amount for controlling these valence electrons is effectively 200 atom ppm to 1000.
0 atomic ppm is preferred, and optimally 300 atomic ppm to 5000 atomic pp
m. The term “effective” here means the ratio of working as a donor or an acceptor. If both donor and acceptor are included, the difference is the effective doping amount. Further, in addition to these valence electron controlling agents, H atoms or halogen atoms such as F and Cl may be contained for the purpose of reducing the defect density and simultaneously improving the stability of the film.

上記H,ハロゲン原子の膜中への含有量としてはHにつ
いては1〜40原子%、ハロゲンについては10ppm〜5原
子%がそれぞれ好ましい含有量の範囲である。
The content of H and halogen atoms in the film is preferably 1 to 40 atomic% for H and 10 ppm to 5 atomic% for halogen, respectively.

上記電荷注入防止層を構成する原子、すなわちSi,O,
N,C,第III族原子,第V族原子,H,F,Clなどの原子は層中
に一様な濃度で含有されるのが基本的であるが、目的に
応じて一定の濃度分布となるように層内で含有量を変化
させて使用することもできる。
The atoms constituting the charge injection prevention layer, that is, Si, O,
Atoms such as N, C, Group III atoms, Group V atoms, H, F, Cl, etc. are basically contained in a layer at a uniform concentration, but a certain concentration distribution depends on the purpose. It can also be used by changing the content in the layer so that

本発明の好ましい構成要素である電荷注入防止層は前
述の第1図−Bのように支持体上に直接設けられる形態
を基本形態とするが、支持体との間に更に、密着性を向
上させる層や、長波長光を吸収する反射防止層などを付
加的に設けることもでき、これらは求められる電子写真
感光体特性に応じて適宜選択されて設けられる。
The charge injection preventing layer, which is a preferred component of the present invention, is basically provided directly on the support as shown in FIG. 1-B, but further improves the adhesion between the support and the support. It is also possible to additionally provide a layer to be formed, an antireflection layer for absorbing long-wavelength light, and the like, which are appropriately selected and provided according to the required characteristics of the electrophotographic photosensitive member.

光導電層 本発明の光導電層は、第1図−A103のように前記支持
体101上に設けられる形態を基本形態とする。該光導電
層103は水素原子を1原子%〜10原子%含有し、炭原子
紙を5原子%〜15原子%含有し、赤外吸収スペクトルに
よるC−H結合の伸縮モードとSi−H結合の伸縮モード
との比が0.01〜0.05の範囲であり、かつ単位体積当たり
のグラファイト構造が1%以下の特性を有する非単結晶
炭化シリコンで構成される。
Photoconductive Layer The photoconductive layer of the present invention has a basic mode in which it is provided on the support 101 as shown in FIG. 1-A103. The photoconductive layer 103 contains 1 atom% to 10 atom% of hydrogen atoms, 5 atom% to 15 atom% of carbon atom paper, and has a C—H bond stretching mode according to an infrared absorption spectrum and a Si—H bond. Is in the range of 0.01 to 0.05 and the graphite structure per unit volume is made of non-single-crystal silicon carbide having a characteristic of 1% or less.

本発明は電子写真用像形成部材の電気的特性を評価す
る上で最も適当な手段の一つであるところの、表面電位
の光減衰過程を詳細に検討し、光導電層として上記のよ
うな必須構成をとることにより、前記本発明の目的が達
せられることを見い出したことに基づいている。
The present invention examines in detail the light decay process of the surface potential, which is one of the most suitable means for evaluating the electrical characteristics of the electrophotographic image forming member, and as a photoconductive layer, It is based on the finding that the above-mentioned object of the present invention can be achieved by taking the essential constitution.

以下に、本発明者らが行った光導電層の光減衰過程の
検討結果を示し、あわせて本発明の光導電層の作用、効
果並びに具備すべき条件等についてさらに詳しく説明す
る。
In the following, the results of a study of the light attenuation process of the photoconductive layer performed by the present inventors will be described, and the operation, effects, conditions to be provided, and the like of the photoconductive layer of the present invention will be described in further detail.

光導電層の光減衰は、たとえば正帯電では次のように
考えられる。
The light attenuation of the photoconductive layer is considered as follows in the case of positive charging, for example.

光導電層中を流れる正孔の一次光電流は次のように表
される。
The primary photocurrent of holes flowing in the photoconductive layer is expressed as follows.

ここで、Jhは正孔による電流、Lは光導電層の層厚、
は正孔の平均的な移動距離、Fは照射光量、eは電気
素量である。
Where J h is the current due to holes, L is the layer thickness of the photoconductive layer,
Is the average hole moving distance, F is the irradiation light amount, and e is the elementary charge.

また前記層中で光励起された正孔の数は、 で減衰すると仮定する。The number of holes photo-excited in the layer is Suppose that

ここで、η(x)は、層中のある位置xでの正孔の
数、Whは正孔のレンジ(μτhE積に等しい、μh:正孔
の移動度、τh:正孔の寿命、E:電界)、ηohは初期励起
された正孔の数である。
Here, η h (x) is the number of holes at a certain position x in the layer, W h is the range of holes (equal to μ h τ h E product, μ h : mobility of holes, τ h : lifetime of holes, E: electric field), ηo h is the number of holes initially excited.

そうすると、前記層中xまでのところでの平均移動距
離は、 である。
Then, the average moving distance up to x in the layer is It is.

したがって、正孔による電流Jhは、 となる。Therefore, the current J h due to holes is Becomes

更に、前記層中での光吸収がF=Foexp(−αx)(F
o:照射光量、α:吸光係数、x:ある位置)で表される場
合、正孔の光電流Jhは、 となる。
Furthermore, the light absorption in the layer is F = F o exp (−αx) (F
o : irradiation light amount, α: extinction coefficient, x: a certain position), the photocurrent J h of the hole is Becomes

同様に電子による電流Jeは、 と表される。Similarly, the current J e due to electrons is It is expressed as

ここでWeは電子のレンジ(μτhE積、μe:電子の移
動度、τe:電子の寿命、E:電界) である。
Here, We is an electron range (μ e τ h E product, μ e : electron mobility, τ e : electron lifetime, E: electric field).

したがって全電流Jは、 J=Je+Jh となる。Thus the total current J becomes J = J e + J h.

以上より表面電位の光減衰は、 (ここでCは層の容量、Vは表面電位、tは時間であ
る。)より、 (ここでVoは、初期の表面電位である。)より求まる。
From the above, the light attenuation of the surface potential is (Where C is the capacitance of the layer, V is the surface potential, and t is time). (Where V o is the initial surface potential).

従来の非単結晶炭化シリコン膜で構成された電子写真
用像形成部材の典型的な光減衰曲線の例を第2図(正帯
電)、第3図(負帯電)に示す。光減衰特性の測定は、
例えばPHOTOGRAPHIC SCIENCE AND ENGINEERING Volume
24,No.5,Sept/Oct,1980,P.251等に示されているような
一般的な方法により行った。
FIGS. 2 (positive charge) and 3 (negative charge) show typical examples of typical light decay curves of an electrophotographic image forming member composed of a conventional non-single-crystal silicon carbide film. The measurement of light attenuation characteristics
For example PHOTOGRAPHIC SCIENCE AND ENGINEERING Volume
24, No. 5, Sept / Oct, 1980, page 251 and the like.

図において、正帯電の方が負帯電よりも、露光波長が
短い場合において、光減衰が小さくなっている。しか
し、タングステンランプ等の長波長光を含む光に対して
は良好に光減衰を示すものと考えられる。
In the figure, the positive charge has a smaller light attenuation than the negative charge when the exposure wavelength is shorter. However, it is considered that light attenuation is excellent for light including long-wavelength light such as a tungsten lamp.

第2図、第3図を、前記(1)式、(2)式、(3)
式に基づいて検討したところ、正孔の移動度と寿命との
積(以下「μτ積」という)が、電子よりも小さいこと
が推定された。
FIGS. 2 and 3 show the equations (1), (2), and (3).
As a result of investigation based on the equation, it was estimated that the product of the mobility of holes and the lifetime (hereinafter referred to as “μτ product”) was smaller than that of electrons.

一方本発明の非単結晶炭化シリコン膜で構成された電
子写真用像形成部材の典型的な光減衰曲線の一例を第4
図(正帯電)、第5図(負帯電)に示す。
On the other hand, an example of a typical light decay curve of the electrophotographic image forming member formed of the non-single crystal silicon carbide film of the present invention
FIG. 5 (positive charge) and FIG. 5 (negative charge).

第4図、第5図を前記(1)式、(2)式、(3)式
に基づいて検討したところ、正孔のμτ積が、前記従来
の非単結晶炭化シリコン膜で構成された電子写真用像形
成部材より改善されていることがわかった。
FIG. 4 and FIG. 5 were examined based on the above equations (1), (2), and (3). The μτ product of holes was constituted by the conventional non-single-crystal silicon carbide film. It was found to be improved over the electrophotographic imaging member.

従来アモルファスシリコン等の非単結晶膜において、
水素原子はシリコンの未結合手の補償原子として重要な
働きをしていることが知られている。しかしながら一方
必要以上に含有された水素原子は、シリコン原子間また
は、シリコン原子と炭素原子間等の3次元的なネットワ
ークを作るに必要な結合を切断し、非単結晶膜の構造の
強度を低下させることがある。また、シリコン原子と結
合した水素原子は価電子帯の上部近傍に結合性軌道を形
成し、禁制帯幅を増加させる働きがある。しかし、多量
の水素原子は、禁制帯幅を増加させるのみならず、価電
子帯にバンド構造の乱れを生じさせ、価電子帯内での正
孔の移動度を減少させる。また、価電子帯のバンド構造
の乱れにともなって、価電子帯から禁制帯内に向かって
テイルステイトと呼ばれる欠陥準位を増加させる。これ
らの欠陥準位は、正孔のトラップとして働くのみなら
ず、電子の再結合中心として働くため、光励起キャリア
の輸送に多大な影響を与える。
Conventionally, in non-single-crystal films such as amorphous silicon,
It is known that a hydrogen atom plays an important role as a compensating atom for dangling bonds of silicon. However, more than necessary hydrogen atoms break the bonds necessary to create a three-dimensional network between silicon atoms or between silicon atoms and carbon atoms, reducing the structural strength of the non-single-crystal film. There is something to do. Further, hydrogen atoms bonded to silicon atoms form bonding orbitals near the upper part of the valence band, and have a function of increasing the forbidden band width. However, a large amount of hydrogen atoms not only increases the forbidden band width, but also causes disorder of the band structure in the valence band, and decreases the mobility of holes in the valence band. Further, with the disorder of the band structure of the valence band, a defect level called a tail state increases from the valence band toward the forbidden band. These defect levels not only act as traps for holes but also act as recombination centers for electrons, which greatly affect the transport of photoexcited carriers.

更に、非単結晶炭化シリコン膜の場合、上記の点に加
えて炭素原子を含有するための特別な困難さがある。炭
素原子は、有機化学でよく知られているように、SP,S
P2,SP3等の多くの混成軌道がとれる。そして、炭素原子
は、グラファイト構造をとることが通常最も安定であ
る。そのため炭素原子内の電子のとる軌道によって非単
結晶炭化シリコン膜中の欠陥の量が左右される。欠陥を
極力減少させるためには非単結晶炭化シリコン膜中の炭
素原子を4配位(SP3)となるようにして形成しなけれ
ばならない。
Further, in the case of a non-single-crystal silicon carbide film, there is a special difficulty in containing carbon atoms in addition to the above points. The carbon atoms are, as is well known in organic chemistry, SP, S
Many hybrid orbits such as P 2 and SP 3 can be taken. The carbon atom is usually most stable when it has a graphite structure. Therefore, the amount of defects in the non-single-crystal silicon carbide film depends on the orbit taken by the electrons in the carbon atoms. In order to reduce defects as much as possible, the carbon atoms in the non-single-crystal silicon carbide film must be formed so as to be four-coordinate (SP 3 ).

また、炭素原子と水素原子の結合エネルギーは、シリ
コン原子と水素原子の結合エネルギーより大きいため、
通常非単結晶炭化シリコン膜中に炭素−水素の結合状態
で水素原子が残る割合が大きい。そのため、炭素とシリ
コンの結合が阻害される場合があった。
Also, since the bond energy between carbon and hydrogen atoms is larger than the bond energy between silicon and hydrogen atoms,
Usually, the ratio of hydrogen atoms remaining in a non-single-crystal silicon carbide film in a carbon-hydrogen bond state is large. For this reason, the bond between carbon and silicon was sometimes hindered.

以上の考えに基づき、非単結晶炭化シリコン膜の構成
原子の割合、水素原子の結合状態および炭素原子の結合
状態を検討した。その結果、非単結晶炭化シリコン膜中
の水素原子の含有率は1原子%〜10原子%が好ましく、
3原子%〜7原子%が最適であった。
Based on the above considerations, the proportion of constituent atoms of the non-single-crystal silicon carbide film, the bonding state of hydrogen atoms and the bonding state of carbon atoms were examined. As a result, the content of hydrogen atoms in the non-single-crystal silicon carbide film is preferably 1 atomic% to 10 atomic%,
3 to 7 atomic% was optimal.

前記したように水素含有率がこの範囲よりも少ない
と、シリコン原子と炭素原子に関係した未結合手が多く
なり、非単結晶炭化シリコン膜中の欠陥が増加する傾向
となる。また、この範囲よりも多くなると、価電子帯側
の欠陥が増加し、また、炭素原子と結合する水素原子の
割合が増加し、3次元的なネットワークができにくくな
る傾向となる。
As described above, if the hydrogen content is less than this range, the number of dangling bonds related to silicon atoms and carbon atoms increases, and the number of defects in the non-single-crystal silicon carbide film tends to increase. On the other hand, if it exceeds this range, defects on the valence band side increase, and the ratio of hydrogen atoms bonded to carbon atoms increases, which tends to make it difficult to form a three-dimensional network.

また更に、非単結晶炭化シリコン膜中の結合している
水素原子は、シリコン原子に水素原子が1つついた、い
わゆるSi−H結合が好ましく、炭素原子についても炭素
原子に水素原子が1つついたC−H結合が好ましい。そ
して、赤外吸収スペクトルによるC−H結合の伸縮モー
ドとSi−H結合の伸縮モードとの比が0.01〜0.05の範囲
であることが良い。この範囲であれば、水素原子は未結
合手を十分補償し、水素原子に関係した欠陥も十分に減
少させることができる。非単結晶炭化シリコン膜中の炭
素原子の含有率は、本発明の目的を達成するための重要
な因子である。前述のとおり、炭素原子は多くの電子軌
道をとれるために、非単結晶炭化シリコン膜中に欠陥を
作りやすい。
Furthermore, the bonded hydrogen atom in the non-single-crystal silicon carbide film is preferably a so-called Si-H bond in which one hydrogen atom is attached to a silicon atom, and a carbon atom is also one hydrogen atom is attached to a carbon atom. CH bonds are preferred. The ratio between the C—H bond expansion mode and the Si—H bond expansion mode in the infrared absorption spectrum is preferably in the range of 0.01 to 0.05. Within this range, hydrogen atoms can sufficiently compensate dangling bonds, and defects related to hydrogen atoms can be sufficiently reduced. The content of carbon atoms in the non-single crystal silicon carbide film is an important factor for achieving the object of the present invention. As described above, since carbon atoms can take many electron orbitals, defects are easily formed in a non-single-crystal silicon carbide film.

本発明者らは、炭素含有率について、詳細に検討した
結果、炭素原子同志が接触することなく、均一にSi原子
中に分散していることが必要であることを見い出した。
その含有率は、パーコレーション理論によれば、40原子
%前後であることが示されている。しかし、40原子%近
傍では炭素原子から成るクラスターが形成されているの
で、今回目標としているような極めて良好な電気特性は
得られなかった。本発明者らはこの点に付き鋭意検討し
た結果、最適な炭素含有率は5原子%〜15原子%である
ことを見い出した。
The present inventors have studied the carbon content in detail, and as a result, have found that it is necessary for carbon atoms to be uniformly dispersed in Si atoms without contact.
According to the percolation theory, its content is shown to be around 40 atomic%. However, at around 40 atomic%, clusters composed of carbon atoms were formed, so that the extremely good electrical characteristics as aimed at this time could not be obtained. As a result of intensive studies on this point, the present inventors have found that the optimum carbon content is 5 to 15 atomic%.

また更に膜の電気的特性に多大な影響を与えるグラフ
ァイト構造は単位体積当たり1%以下にすることが必要
である。グラファイト構造が多くなると、非単結晶炭化
シリコン膜の暗抵抗が低下し、電子写真用像形成部材の
帯電能の低下を引き起こす傾向にある。そして、グラフ
ァイト構造は欠陥となりやすく、光励起キャリアの輸送
能が低下し、電子写真用像形成部材の光感度が悪くなる
傾向となる。
Further, it is necessary that the graphite structure, which greatly affects the electrical characteristics of the film, be 1% or less per unit volume. When the graphite structure increases, the dark resistance of the non-single-crystal silicon carbide film tends to decrease, and the charging ability of the electrophotographic image forming member tends to decrease. Then, the graphite structure tends to become a defect, the transport ability of photoexcited carriers is reduced, and the optical sensitivity of the electrophotographic image forming member tends to be deteriorated.

本発明者らによれば、上述の範囲のどれを逸脱しても
本発明の目的を達成することができないものである。
According to the inventors, the object of the present invention cannot be achieved even if any of the above ranges is deviated.

以上詳述したような本発明の光導電層は、目的に応じ
てドーピングによりp,n制御を行うことができる。例え
ば光導電層をp型に制御しようとする場合は、該層に周
期律表の第III族の原子を含有させれば良く、又n型に
制御しようとする場合は、周期律表の第V族の原子を含
有させれば良い。これら第III族又は第V族の含有原子
としては、第III族原子としては、B,Al,Ga,In,Tlが利用
でき、第V族原子としては、P,As,Sb,Biが利用できる。
これら価電子制御剤のドーピング量としては実効的に0.
01原子ppm〜100原子ppmが好ましく、最適には0.1原子pp
m〜10原子ppmである。
The photoconductive layer of the present invention as described in detail above can control p and n by doping according to the purpose. For example, when the photoconductive layer is to be controlled to be p-type, the layer may contain an atom of Group III of the periodic table. A group V atom may be contained. As group III or group V atoms, B, Al, Ga, In, and Tl can be used as group III atoms, and P, As, Sb, and Bi can be used as group V atoms. it can.
The doping amount of these valence electron controlling agents is effectively 0.
01 atomic ppm to 100 atomic ppm is preferred, and optimally 0.1 atomic pp
m to 10 atomic ppm.

又、本発明の光導電層は上記のような添加物の他、該
層の光吸収特性あるいは抵抗値などを制御する目的で、
O,Nなどの原子を、又、欠陥密度を更に減少させ同時に
膜の安定性を更に向上させるなどの目的で、F,Clなどの
ハロゲン原子をそれぞれ含有させることもできる。
Further, the photoconductive layer of the present invention, in addition to the above additives, for the purpose of controlling the light absorption characteristics or resistance value of the layer,
For the purpose of further reducing the defect density and at the same time further improving the stability of the film, halogen atoms such as F and Cl can be contained, respectively, for atoms such as O and N.

表面層 本発明においては、前記光導電層上に第1図の104の
ような表面層を設ける。該表面層は水素原子を50原子%
〜70原子%含有し、炭素原子を20原子%〜40原子%含有
し、更に、グラファイト構造が1%以下である非単結晶
炭化シリコン膜により構成される。
Surface Layer In the present invention, a surface layer such as 104 in FIG. 1 is provided on the photoconductive layer. The surface layer contains 50 atomic% of hydrogen atoms
It is composed of a non-single-crystal silicon carbide film containing up to 70 at%, containing 20 to 40 at% of carbon atoms, and having a graphite structure of 1% or less.

このような本発明の構成要素として用いられる表面層
は次のような作用、効果を発揮するものと思われる。す
なわち、従来技術の非単結晶炭化シリコンで構成された
光導電層上に、たとえば該光導電層と組成が異なり、実
質的に光導電性のない非単結晶炭化シリコンで構成され
る表面層を積層して成る電子写真用像形成部材では、光
導電層の表面近傍及び表面層の欠陥に起因した表面電位
の「立ち下がり」現象が見られる場合がある。この「立
ち下がり」現象は光導電層と表面層との界面近傍に電荷
がトラップされ、前記界面近傍の電界分布を修飾し、自
由表面からの電荷の注入を促進する現象に起因して生じ
るものと考えられる。このような「立ち下がり」現象
は、非単結晶炭化シリコン膜中に存在する禁制帯内の深
い準位が関係しているものと考えられる。このような非
単結晶炭化シリコン膜中の禁制帯内の「深い準位」に起
因した電子写真用像形成部材の立ち下がり現象は、通常
の電子写真装置などにおいては何ら問題とはならないも
のの、より高速の電子写真装置においては、その影響
が、より顕著に現れるところとなる。
It is considered that such a surface layer used as a component of the present invention exerts the following actions and effects. That is, for example, on the photoconductive layer composed of non-single-crystal silicon carbide of the prior art, for example, a surface layer composed of non-single-crystal silicon carbide having a composition different from that of the photoconductive layer and having substantially no photoconductivity. In a laminated electrophotographic image forming member, a "falling" phenomenon of the surface potential due to defects in the vicinity of the surface of the photoconductive layer and in the surface layer may be observed. This "falling" phenomenon is caused by the phenomenon that charges are trapped near the interface between the photoconductive layer and the surface layer, modify the electric field distribution near the interface, and promote the injection of charges from the free surface. it is conceivable that. It is considered that such a “falling” phenomenon is related to a deep level in the forbidden band existing in the non-single-crystal silicon carbide film. The fall phenomenon of the electrophotographic image forming member caused by the `` deep level '' in the forbidden band in the non-single-crystal silicon carbide film is not a problem in a normal electrophotographic apparatus, but In a higher speed electrophotographic apparatus, the influence becomes more prominent.

その点、本発明の非単結晶炭化シリコンで構成される
光導電層と表面層とを有する電子写真用像形成部材で
は、光導電層中及び表面層中の欠陥が極めて少ないため
これをより高速の電子写真装置などに適用した場合にお
いても従来技術に見られるような「立ち下がり」現象は
生ぜず良好な帯電特性を示す。又、非単結晶炭化シリコ
ンで構成される表面層は、前述の50原子%〜70原子%の
範囲の水素含有量とすることによって構造的柔軟性を増
すことができる。また炭素原子量が20原子%〜40原子%
であり、単位体積当たりのグラファイト構造が1%以下
であるため、炭素原子に水素原子が十分に結合してお
り、欠陥の少ないものとなっている。その結果、光導電
層と表面層との界面近傍の深い欠陥が減少することか
ら、良好な特性を示し、より高速の電子写真装置用の像
形成部材としてふさわしいものとなる。
On the other hand, in the electrophotographic imaging member having the photoconductive layer composed of the non-single-crystal silicon carbide and the surface layer according to the present invention, the defects in the photoconductive layer and the surface layer are extremely small, so that the speed of the formation can be increased. When it is applied to the electrophotographic apparatus, the "falling" phenomenon as seen in the prior art does not occur and good charging characteristics are exhibited. In addition, the surface layer composed of non-single-crystal silicon carbide can increase the structural flexibility by setting the hydrogen content in the range of 50 to 70 atomic% described above. The carbon atom weight is 20 to 40 atomic%
Since the graphite structure per unit volume is 1% or less, hydrogen atoms are sufficiently bonded to carbon atoms, and defects are small. As a result, since the number of deep defects near the interface between the photoconductive layer and the surface layer is reduced, it exhibits good characteristics and is suitable for an image forming member for a higher-speed electrophotographic apparatus.

本発明の構成要素である表面層は、前述の必須構成要
素以外に欠陥密度を減少させ同時に膜の安定性を更に向
上させるなどの目的で、F,Clなどのハロゲン原子を含有
させても良いものである。上記ハロゲン原子の膜中への
含有量は10原子ppm〜5原子%が好ましい範囲である。
The surface layer, which is a constituent element of the present invention, may contain halogen atoms such as F and Cl for the purpose of reducing the defect density and at the same time further improving the stability of the film, in addition to the above essential constituent elements. It is a thing. The content of the halogen atoms in the film is preferably in a range of 10 atomic ppm to 5 atomic%.

堆積膜形成方法 本発明の目的を達し得る非単結晶炭化シリコン膜を堆
積するに適した堆積膜形成装置及び、堆積膜形成方法を
説明する。該堆積膜形成装置及び方法は、本発明独特の
ものである。
A method for forming a deposited film and a method for forming a deposited film suitable for depositing a non-single-crystal silicon carbide film that can achieve the object of the present invention will be described. The deposited film forming apparatus and method are unique to the present invention.

第6図、第7図は、本発明の非単結晶炭化シリコン電
子写真用像形成部材を製造するに適する堆積膜形成装置
の側面断面図と平面断面図である。
6 and 7 are a side sectional view and a plan sectional view of a deposited film forming apparatus suitable for manufacturing the non-single-crystal silicon carbide electrophotographic image forming member of the present invention.

本発明で使用した堆積膜形成装置は、減圧にし得る反
応炉容器601,701、アルミナセラミックス製のマイクロ
波導入窓602,702、マイクロ波の導波管603、排気管604,
704、円筒状支持体605,705(小さい支持体の場合、円筒
状支持体表面に溝をほり、その溝に小さい支持体を密着
させてその小さい支持体上に堆積膜を形成する)、支持
体加熱用ヒーター607,707、ガス導入用パイプ(側面ガ
スパイプ)608,708、ガス導入用パイプ(中央ガスパイ
プ)611にDC,AC,RFバイアスを印加するためのバイアス
電源612、支持体回転用モータ610から構成されている。
不図示ではあるが、ガス導入用パイプ608,611,708はSiH
4,CH4,B2H6などの前記原料ガスのボンベに、バルブとマ
スフローコントローラを介して接続されている。又、排
気管604は、不図示の拡散ポンプに接続されている。
The deposited film forming apparatus used in the present invention includes reactor vessels 601, 701 capable of reducing pressure, microwave introduction windows 602, 702 made of alumina ceramics, microwave waveguide 603, exhaust pipe 604,
704, cylindrical supports 605, 705 (in the case of a small support, dig a groove in the surface of the cylindrical support, adhere a small support to the groove to form a deposited film on the small support), heat the support Heaters 607, 707, gas introduction pipes (side gas pipes) 608, 708, gas introduction pipes (central gas pipe) 611, bias power supply 612 for applying DC, AC, and RF biases, and support body rotation motor 610 .
Although not shown, the gas introduction pipes 608, 611, and 708 are SiH
A cylinder of the raw material gas such as 4 , CH 4 , B 2 H 6 or the like is connected through a valve and a mass flow controller. The exhaust pipe 604 is connected to a diffusion pump (not shown).

本発明の電子写真用像形成部材は、上記の堆積膜形成
装置を用い、以下のような手順に従い製造する。
The image forming member for electrophotography of the present invention is manufactured by using the above-described deposited film forming apparatus according to the following procedure.

電荷注入防止層の形成 まず、反応炉容器601,701内に円筒状支持体605,705を
設置し、支持体回転用モータ610で支持体を回転し、拡
散ポンプ(不図示)で10-6Torr以下の真空度に排気す
る。続いて、円筒状支持体加熱用ヒーター607,707で円
筒状支持体の温度を好ましい温度範囲200℃から400℃に
制御する。円筒状支持体605,705が所定の温度に達した
後、ガスボンベ(不図示)から電荷注入防止層形成用ガ
スをガス導入パイプ608,708又は611に導入し、ガス放出
ノズル608′,708′から放電空間606,706内に放出する。
次に放電空間606,706の圧力を所定の値に調整する。内
圧が安定した後マイクロ波電源(不図示)から導波管、
マイクロ波導入窓を介して放電空間606,706内にマイク
ロ波エネルギーを導入する。このとき、必要に応じてガ
ス導入パイプ611にバイアス印加用電源612から直流(D
C)または/及び、高周波(RF)を印加する。このよう
な状態を所定の時間維持し、支持体上に電荷注入防止層
を形成する。その後一旦マイクロ波エネルギー及び原料
ガスの導入を止め引続き光導電層の形成に移行する。
Formation of Charge Injection Prevention Layer First, the cylindrical supports 605, 705 are set in the reactor vessels 601, 701, the support is rotated by the support rotating motor 610, and a vacuum of 10 -6 Torr or less is applied by a diffusion pump (not shown). Exhaust every time. Then, the temperature of the cylindrical support is controlled by the heaters 607 and 707 for heating the cylindrical support in a preferable temperature range of 200 ° C to 400 ° C. After the cylindrical supports 605, 705 have reached a predetermined temperature, a gas cylinder (not shown) introduces a charge injection prevention layer forming gas into the gas introduction pipes 608, 708 or 611, and the gas discharge nozzles 608 ', 708' discharge spaces 606, 706. Release into.
Next, the pressure in the discharge spaces 606 and 706 is adjusted to a predetermined value. After the internal pressure stabilizes, the microwave power supply (not shown)
Microwave energy is introduced into the discharge spaces 606 and 706 through the microwave introduction window. At this time, if necessary, a DC (D
C) or / and high frequency (RF) is applied. This state is maintained for a predetermined time, and the charge injection prevention layer is formed on the support. Thereafter, the introduction of the microwave energy and the raw material gas is temporarily stopped, and the process shifts to the formation of the photoconductive layer.

電荷注入防止層の形成に用いられる原料ガスとして
は、電荷注入防止層を非単結晶シリコン膜で形成する場
合には、SiH4,Si2H6,Si3H8,SiF4,Si2F6などが主原料ガ
スとして用いられる。電荷注入防止層を酸化シリコン系
膜、窒化シリコン系膜、炭化シリコン系膜で形成する場
合には酸化シリコン系膜の場合にはO2,NO,NO2,N2O,CO,C
O2などのガスを、窒化シリコン系膜の場合にはN2,NH3
どのガスを、又炭化シリコン系膜の場合にはCH4,C2H6,C
3H8,C2H4,C3H6,C2H2,C6H6,CF4などのガスを、それぞれ
前記シリコン系ガスと混合して用いる。又、価電子制御
のためのドーピングガスとしては、前記原料ガスに周期
律表の第III族原子(p型にする場合)第V族原子(n
型にする場合)を含有するガスを添加すれば良い。
As the source gas used for forming the charge injection preventing layer, when the charge injection preventing layer is formed of a non-single-crystal silicon film, SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , SiF 4 , Si 2 F 6 etc. are used as the main source gas. When the charge injection prevention layer is formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon carbide film, O 2 , NO, NO 2 , N 2 O, CO, C is used for a silicon oxide film.
A gas such as O 2 , a gas such as N 2 , NH 3 for a silicon nitride film, and a CH 4 , C 2 H 6 , C
Gases such as 3 H 8 , C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 2 H 2 , C 6 H 6 , CF 4 and the like are mixed with the silicon-based gas and used. In addition, as a doping gas for controlling valence electrons, a group III atom (when p-type) or a group V atom (n
A gas containing (in the case of forming a mold) may be added.

第III族原子としてはB,Al,Ga,In,Tlなどの原子が利用
でき、それらの供給用原料ガスとしてはB2H6,B4H10,B5H
9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H4等の水素化硼素が挙げられ
る。この他AlCl3,GaCl3,Ga(CH33,InCl3,TlCl3等も挙
げる事ができる。
As group III atoms, atoms such as B, Al, Ga, In, and Tl can be used, and B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H
9, B 5 H 11, B 6 H 10, B 6 H 12, boron hydride such as B 6 H 4 and the like. Other examples include AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 , and TlCl 3 .

第V族原子としては、P,As,Sb,Biなどの原子が利用で
きる。それらの供給用原料ガスとしては、PH3,P2H4等の
水素化燐、その他AsH3,SbH3,BiH3等を挙げることができ
る。H原子及びハロゲン原子についは、前記各ガスがこ
れらの原子を含んだものである場合は、自動的に含有さ
れるところとなるが、比較的多量に含ませて使用するよ
うな場合には、H原子の場合にはH2ガスを又ハロゲン原
子についてはF2,HF,HCl,Cl2などを添加ガスとして用い
ても良い。
As group V atoms, atoms such as P, As, Sb, and Bi can be used. Examples of the feed gas for the supply include phosphorus hydride such as PH 3 and P 2 H 4 , and others such as AsH 3 , SbH 3 and BiH 3 . H atoms and halogen atoms are automatically contained when each of the above gases contains these atoms, but when used in a relatively large amount, In the case of H atoms, H 2 gas may be used as an additive gas, and as for halogen atoms, F 2 , HF, HCl, Cl 2 or the like may be used as an additive gas.

光導電層の形成 上述のような電荷注入防止層の形成後、同一装置内で
引続き光導電層の形成を行う。
Formation of Photoconductive Layer After the formation of the charge injection preventing layer as described above, the formation of the photoconductive layer is continued in the same device.

光導電層の形成の際にはガス導入パイプ608,708から
は炭素含有ガスを主に流出させ、ガス導入管611からは
シリコン含有ガス、水素ガスと価電子制御剤を流出させ
るのが良い。炭素含有ガスはプラズマ内で長時間プラズ
マにさらされることなく、なるべく短い時間で支持体上
に堆積した方が良い。なぜなら、プラズマ内で炭素含有
ガスの分解が進み、炭素原子が存在するようになると、
炭素原子は非常に反応性が高いために、未分解の炭素含
有ガスと反応したり堆積した炭素原子と反応して、堆積
膜中にグラファイト構造を持ち込みやすいと考えられる
ためである。
When the photoconductive layer is formed, it is preferable that the carbon-containing gas mainly flows out from the gas introduction pipes 608 and 708, and the silicon-containing gas, hydrogen gas, and the valence control agent flow out from the gas introduction pipe 611. The carbon-containing gas should not be exposed to the plasma for a long time in the plasma, and should be deposited on the support in the shortest possible time. Because, when the decomposition of the carbon-containing gas in the plasma progresses and carbon atoms are present,
This is because carbon atoms are very reactive, and are considered to easily react with undecomposed carbon-containing gas or with deposited carbon atoms to bring a graphite structure into the deposited film.

一方、電子写真用像形成部材のように層厚が数10μm
も必要とするデバイスでは、生産性の観点から高速堆積
が要求される。その場合、原料となるシリコン原料ガス
に十分なエネルギーを与えることが必要となる。また、
更に堆積膜の欠陥を減少させ、電気的特性を向上させる
ために、水素ガスの添加が必要となる。水素ガスはH2
いう形ではあまり特性向上には役に立たず、水素ラジカ
ルになった場合に特性向上に役立つ。そいて、水素ラジ
カルはできるだけ多く存在した方が特性が向上する。同
様に価電子制御剤においても、有効に価電子制御剤を利
用するためには、プラズマ内で価電子制御剤用の原料ガ
スに十分なエネルギーを与えることが必要である。
On the other hand, the layer thickness is several tens μm like an electrophotographic image forming member.
Devices that also require high speed deposition from a productivity standpoint. In that case, it is necessary to give sufficient energy to the silicon source gas as the source. Also,
Further, in order to reduce defects in the deposited film and improve electric characteristics, it is necessary to add hydrogen gas. Hydrogen gas is not very useful for improving characteristics in the form of H 2 , and is useful for improving characteristics when converted to hydrogen radicals. In addition, the more hydrogen radicals are present, the better the characteristics. Similarly, in the valence electron controlling agent, in order to effectively use the valence electron controlling agent, it is necessary to supply sufficient energy to the source gas for the valence electron controlling agent in the plasma.

以上の理由から本発明者らは新たにガス導入方法を検
討し、良質な非単結晶炭化シリコン膜を形成するに適し
た前記のようなガス導入方法を見い出したものである。
For the above reasons, the present inventors have studied a new gas introduction method, and have found a gas introduction method suitable for forming a high-quality non-single-crystal silicon carbide film as described above.

このようにしてガスを導入して、放電空間内606,706
の圧力を0.1Torr以下の所定の圧力に調整する。放電空
間内の圧力が安定した後、マイクロ波電源(図示せず)
から導波管603、マイクロ波導入窓602を介して放電空間
606,706にマイクロ波エネルギーを導入する。マイクロ
波エネルギーは、堆積速度が飽和するに必要なエネルギ
ーの1.1倍以上を導入する。このようなマイクロ波エネ
ルギーを与えることによって、初めて堆積膜形成用の原
料ガス及び水素ガスに十分なエネルギーを与えることが
できるものである。
The gas is introduced in this way, and 606,706 in the discharge space
Is adjusted to a predetermined pressure of 0.1 Torr or less. After the pressure in the discharge space is stabilized, a microwave power supply (not shown)
From the discharge space through the waveguide 603 and the microwave introduction window 602
Microwave energy is introduced into 606,706. Microwave energy introduces more than 1.1 times the energy required to saturate the deposition rate. Only by providing such microwave energy, sufficient energy can be provided to the source gas for forming the deposited film and the hydrogen gas.

更にガス導入パイプ611にバイアス印加用電源612から
直流(DC)または/及び高周波(RF)を印加する。DCバ
イアスは、ガス導入パイプ611を正としなければならな
い。ガス導入パイプを負にすると電流はほとんど流れ
ず、DCバイアスの効果は現れない。
Further, a direct current (DC) and / or a high frequency (RF) is applied to the gas introduction pipe 611 from the bias applying power source 612. The DC bias must make the gas introduction pipe 611 positive. When the gas introduction pipe is made negative, almost no current flows, and the effect of DC bias does not appear.

DCバイアスを印加することによって、プラズマ内のイ
オンに十分にエネルギーが与えられ、かつ支持体表面で
の堆積膜の再配置が促進されることで、堆積膜の電気特
性が向上する。
By applying a DC bias, the ions in the plasma are sufficiently energized and the redistribution of the deposited film on the support surface is promoted, so that the electrical characteristics of the deposited film are improved.

またDCバイアスの代わりにRFバイアスを印加してもDC
バイアスと同様の効果が現れる。RFバイアス(たとえば
13.56MHz)を印加すると、特に10-3Torr近傍の圧力での
プラズマ放電の安定性が向上する。特に、本発明の良質
な非単結晶炭化シリコン膜を形成するために必要なガス
導入パイプ611から導入されるシリコン系のガスに十分
なエネルギーを与え、ガス導入パイプ608,708から導入
される炭素系ガスには分解しすぎず、適度なエネルギー
を与え、できるだけ早く反応させるために、前記のよう
にDCバイアスやRFバイアスを印加することが重要なこと
である。
Also, even if an RF bias is applied instead of a DC bias, the DC
An effect similar to that of the bias appears. RF bias (for example,
13.56MHz) improves the stability of plasma discharge especially at pressures near 10 -3 Torr. In particular, the silicon-based gas introduced from the gas introduction pipe 611 necessary for forming the high-quality non-single-crystal silicon carbide film of the present invention is given sufficient energy, and the carbon-based gas introduced from the gas introduction pipes 608 and 708 is provided. It is important to apply the DC bias or the RF bias as described above in order to give an appropriate energy and to react as quickly as possible without excessively decomposing.

本発明の良質な非単結晶炭化シリコン膜を堆積するた
めには、放電空間606,706の圧力は、好ましくは0.1Torr
以下、最適には0.0005〜0.01Torrとされる。
In order to deposit the high quality non-single-crystal silicon carbide film of the present invention, the pressure of the discharge spaces 606 and 706 is preferably 0.1 Torr.
Below, it is optimally set to 0.0005 to 0.01 Torr.

また本発明の良質の非単結晶炭化シリコン膜を堆積す
るために、ガス導入パイプ611に印加されるバイアスの
電力は放電空間606,706に導入されるマイクロ波パワー
の1/5倍〜1.5倍が好ましく、さらに最適には1/4倍〜1
倍が良い。バイアスの電力が上記の範囲より小さいと、
バイアスの効果が現れない。またバイアスの電力が上記
の範囲より大きいと、堆積膜中の欠陥が非常に増加す
る。このことは、非単結晶炭化シリコン膜の堆積速度と
プラズマ内の気相反応ならびに支持体上の表面反応の間
に密接な関係があって、極めて良質な非単結晶炭化シリ
コン膜はその中の特別な範囲でだけしか得られないこと
に起因するものであると考えられる。
In addition, in order to deposit a high-quality non-single-crystal silicon carbide film of the present invention, the power of the bias applied to the gas introduction pipe 611 is preferably 1/5 to 1.5 times the microwave power introduced into the discharge spaces 606, 706. , More optimally 1/4 to 1
Good times. If the bias power is smaller than the above range,
No bias effect appears. When the bias power is larger than the above range, the number of defects in the deposited film is greatly increased. This means that there is a close relationship between the deposition rate of the non-single-crystal silicon carbide film, the gas phase reaction in the plasma, and the surface reaction on the support. It is thought to be due to the fact that it can be obtained only in a special range.

バイアスを印加するガス導入パイプ611の材質はプラ
ズマの強いところに置かれるため、良質な堆積膜を形成
するために非常に重要である。特に前記材質には、融点
が高いこと、スパッターされにくいこと、堆積膜形成用
の原料ガスとの反応性が低いこと等が要求される。
Since the material of the gas introduction pipe 611 to which a bias is applied is placed in a place where plasma is strong, it is very important to form a high-quality deposited film. In particular, the material is required to have a high melting point, to be difficult to be sputtered, and to have low reactivity with a source gas for forming a deposited film.

このような条件を満たす材料には、ステンレス、ニッ
ケル、モリブデン、タンタル、白金等が適している。
Suitable materials satisfying such conditions include stainless steel, nickel, molybdenum, tantalum, and platinum.

本発明の目的を達し得る非単結晶炭化シリコン膜を堆
積するに適する原料ガスは次のようなものである。
The source gases suitable for depositing the non-single-crystal silicon carbide film that can achieve the object of the present invention are as follows.

シリコン系の原料ガスには、SiH4,Si2H6,Si3H8,…SiF
4,Si2F6…などのシラン系のガスが利用できる。
The raw material gas of silicon, SiH 4, Si 2 H 6 , Si 3 H 8, ... SiF
Silane-based gas such as 4 , Si 2 F 6 ... Can be used.

炭素系の原料ガスには、CH4,C2H6,C3H8,…C2H4,C3H6,
…C2H2,…C6H6,CF4,…などのガスが利用できる。また、
シリコンと炭素を共に含む原料ガスとしては、(CH34
Si…などのガスが利用できる。
CH 4 , C 2 H 6 ,, C 3 H 8 , ... C 2 H 4 ,, C 3 H 6 ,
Gases such as… C 2 H 2 ,… C 6 H 6 , CF 4 ,… can be used. Also,
The source gas containing both silicon and carbon is (CH 3 ) 4
Gases such as Si ... can be used.

上記シリコン系原料ガスと炭素系原料ガスの混合比と
しては好ましくは10/5〜100/1、最適には10/2〜100/5と
される。
The mixing ratio between the silicon-based source gas and the carbon-based source gas is preferably 10/5 to 100/1, and most preferably 10/2 to 100/5.

上記各種原料ガスは複数種混合して使用することもで
きる。
The above-mentioned various source gases can be used as a mixture of a plurality of types.

又本発明においては前記原料ガスと水素ガスとを混合
して使用することが、良質な非単結晶炭化シリコン膜を
形成する上で重要なことである。
In the present invention, it is important to use the raw material gas and the hydrogen gas as a mixture in order to form a high quality non-single-crystal silicon carbide film.

前述のとおり本発明においては、非単結晶炭化シリコ
ン膜にドーピングを行って価電子制御をすることができ
るが、この際には前記原料ガスに周期律表の第III族原
子(p型にする場合)第V族原子(n型にする場合)を
含有するガスを添加すれば良い。
As described above, in the present invention, valence electrons can be controlled by doping a non-single-crystal silicon carbide film. In this case, the source gas is a group III atom of the periodic table (p-type). Case) A gas containing a Group V atom (when it is made n-type) may be added.

第III族原子としては、B,Al,Ga,In,Tlなどの原子が利
用でき、それらの供給用原料ガスとしては、B2H6,B
4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H4等の水素化硼素が挙
げられる。
As the group III atoms, atoms such as B, Al, Ga, In, and Tl can be used, and as a source gas for supplying them, B 2 H 6 , B
4 H 10, B 5 H 9 , B 5 H 11, B 6 H 10, B 6 H 12, boron hydride such as B 6 H 4 and the like.

この他AlCl3,GaCl3,Ga(CH33,InCl3,TlCl3等も挙げ
ることができる。
In addition to these, AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like can be mentioned.

第V族原子としては、P,As,Sb,Biなどの原子が利用で
きる。それらの供給用原料ガスとしては、PH3,P2H4等の
水素化燐、その他AsH3,SbH3,BiH3等を挙げることができ
る。
As group V atoms, atoms such as P, As, Sb, and Bi can be used. Examples of the feed gas for the supply include phosphorus hydride such as PH 3 and P 2 H 4 , and others such as AsH 3 , SbH 3 and BiH 3 .

更にまた本発明においては前述のとおり目的に応じて
O,N,F,Clなどの原子を含有させることができるがこれら
原子の導入用ガスとしては、O原子については、O2,NO,
NO2,N2O,CO,CO2などのガスが、N原子については、N2,N
H3などのガスが、F原子については、SiF4,Si2F6,F2,CF
4,HFなどが、又Cl原子については、HCl,Cl2,SiCl4など
がそれぞれ好適なものとして挙げられる。
Furthermore, in the present invention, as described above,
Although atoms such as O, N, F, and Cl can be contained, as a gas for introducing these atoms, O 2 , NO,
Gases such as NO 2 , N 2 O, CO, CO 2 are N 2 , N
Gases such as H 3 are F atoms, SiF 4 , Si 2 F 6 , F 2 , CF
4 , HF and the like, and for Cl atom, HCl, Cl 2 , SiCl 4 and the like can be mentioned as preferable examples.

表面層の形成 上述のような光導電層の形成後、同一装置内で引続き
表面層の形成を行う。表面層の形成は、前記光導電層の
形成と同様の方法及び手順で所定のガスを流し、所定
圧、所定の放電パワーの元で、所定時間放電を生じさせ
て行う。
Formation of Surface Layer After forming the photoconductive layer as described above, the surface layer is continuously formed in the same apparatus. The surface layer is formed by flowing a predetermined gas by the same method and procedure as the formation of the photoconductive layer and causing discharge for a predetermined time under a predetermined pressure and a predetermined discharge power.

本発明に適した非単結晶炭化シリコン膜で構成される
表面層は、非単結晶炭化シリコン膜中の炭素含有量が20
原子%〜40原子%となるようにシリコン含有原料ガスに
対して炭素含有原料ガスの流量比を多くし、また支持体
温度を20℃〜150℃とし、更に水素ガスの流量を前記の
非単結晶炭化シリコンで構成される光導電層形成時より
も少なくすることによって形成する。
The surface layer composed of the non-single-crystal silicon carbide film suitable for the present invention has a carbon content of 20% in the non-single-crystal silicon carbide film.
The flow rate ratio of the carbon-containing source gas to the silicon-containing source gas is increased so as to be at least 40 atomic%, the support temperature is set to 20 ° C. to 150 ° C., and the flow rate of the hydrogen gas is set to It is formed by making it less than when the photoconductive layer made of crystalline silicon carbide is formed.

本発明の目的を達し得る非単結晶炭化シリコンで構成
される表面層を堆積するに適する原料ガスは、次のよう
なものである。
Source gases suitable for depositing a surface layer composed of non-single-crystal silicon carbide that can achieve the object of the present invention are as follows.

シリコン系の原料ガスには、SiH4,Si2H6,Si3H8,…SiF
4,Si2F6…などのシラン系のガスが利用できる。
The raw material gas of silicon, SiH 4, Si 2 H 6 , Si 3 H 8, ... SiF
Silane-based gas such as 4 , Si 2 F 6 ... Can be used.

炭素系の原料ガスには、CH4,C2H6,C3H8,…C2H4,C3H6,
…C2H2,…C6H6,CF4,…などのガスが利用できる。
CH 4 , C 2 H 6 ,, C 3 H 8 , ... C 2 H 4 ,, C 3 H 6 ,
Gases such as… C 2 H 2 ,… C 6 H 6 , CF 4 ,… can be used.

また、シリコンと炭素を共に含む原料ガスとしては、
(CH34Si…などのガスが利用できる。
Also, as a source gas containing both silicon and carbon,
Gases such as (CH 3 ) 4 Si… can be used.

上記原料ガスは複数種混合して使用しても良い。また
本発明においては、前記原料ガスと水素ガスとを混合し
て使用することが良質な非単結晶炭化シリコン膜を作る
上で必要なことである。
The raw material gas may be used as a mixture of a plurality of types. Further, in the present invention, it is necessary to mix and use the source gas and the hydrogen gas in order to form a high quality non-single-crystal silicon carbide film.

本発明においては前述のとおり、F,Clなどのハロゲン
原子を表面層中に含有させることができるが、これらの
原子の導入用ガスとしては、F原子については、SiF4,S
i2F6,F2,HFなどが、又Cl原子については、HCl,Cl2,SiCl
4などがそれぞれ好適なものとして使用される。
In the present invention, as described above, halogen atoms such as F and Cl can be contained in the surface layer. As a gas for introducing these atoms, for F atoms, SiF 4 , S
i 2 F 6 , F 2 , HF etc., and for Cl atom, HCl, Cl 2 , SiCl
4 and the like are each preferably used.

以上のようにして、本発明の電子写真用像形成部材を
製造する。
The electrophotographic image forming member of the present invention is manufactured as described above.

以下、実験例及び実施例に基づいて本発明をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定され
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Experimental Examples and Examples, but the present invention is not limited thereto.

<実験例1及び比較実験例1> 第6図、第7図に示すようなマイクロ波プラズマCVD
装置(2.45GHz)を用いて、先に詳述した手順に従い、
第1表に示すような本発明の範囲の堆積膜形成条件及び
本発明の範囲外の堆積膜形成条件でそれぞれ数種の光導
電層用の非単結晶炭化シリコン膜を形成した。
<Experimental Example 1 and Comparative Experimental Example 1> Microwave plasma CVD as shown in FIGS. 6 and 7
Using the device (2.45GHz) and following the procedure detailed above,
Several kinds of non-single-crystal silicon carbide films for photoconductive layers were formed under the conditions for forming a deposited film within the scope of the present invention and the conditions for forming a deposited film outside the scope of the present invention as shown in Table 1.

非単結晶炭化シリコン膜は、コーニング社製7059ガラ
ス上及びSiウェハー上に形成した。7059ガラス及びSiウ
ェハーは、外径φ108mm、長さ360mm、厚さ5mmの円筒形A
lシリンダー(サンプルホルダー)に1inch×2inchの溝
を堀ってセットした。7059ガラス、Siウェハーをセット
した上記サンプルホルダーを第6図に示す605の位置に
設置した。
The non-single crystal silicon carbide film was formed on Corning 7059 glass and on a Si wafer. 7059 glass and Si wafer have a cylindrical shape A with an outer diameter of φ108 mm, a length of 360 mm and a thickness of 5 mm.
l Set a 1 inch x 2 inch groove in the cylinder (sample holder). The sample holder set with 7059 glass and Si wafer was set at the position 605 shown in FIG.

膜の形成されたサンプルの特性についての測定結果を
第2表に示す。
The measurement results of the characteristics of the film-formed sample are shown in Table 2.

尚、上記特性の測定及び評価の項目は以下の通りに行
った。
The items for measuring and evaluating the above properties were as follows.

(1) 膜の組成及び構造の確認としては、 膜中におけるH量の定量(及びIRの強度比)はSiウ
ェハーサンプルを用いFIR(Nicolet 60SXB)を用いて従
来の一般の方法に従って行った。
(1) In order to confirm the composition and structure of the film, the amount of H in the film (and the IR intensity ratio) was quantified in accordance with a conventional general method using a Si wafer sample and FIR (Nicolet 60SXB).

膜中C量の定量は、XMA(日立製X−650)を用いて
測定した。
The quantification of the amount of C in the film was measured using XMA (X-650 manufactured by Hitachi).

膜中のグラファイト量の定量は以下のようにして測
定した。
The quantification of the amount of graphite in the film was measured as follows.

非単結晶炭化シリコン膜を堆積したシリコンウェハー
をレーザーラマン分光光度計(Laser Raman Spectropho
tometer,日本分光JAPAN SPECTROSCOPIC CO.LTD製NR−11
00)にセットしてラマンスペクトルを測定した。
A silicon wafer on which a non-single-crystal silicon carbide film is deposited is processed by a laser Raman spectrophotometer.
tometer, NR-11 manufactured by JASCO JAPAN SPECTROSCOPIC CO. LTD
00) and the Raman spectrum was measured.

グラファイト構造の割合(%)はシリコンのTOモード
(Transverse Optical mode)に関係した480cm-1〜520c
m-1間のピーク面積を100%とし、グラファイトに関係し
た1450cm-1〜1710cm-1間に現れる全ピークの面積を上記
シリコンのTOモードのピーク面積と比較して算出した。
The percentage of graphite structure is related to the TO mode (Transverse Optical mode) of silicon 480 cm -1 ~ 520c
The peak area between m -1 is 100%, the total peak area of appearing between 1450cm -1 ~1710cm -1 related to graphite was calculated by comparing the peak area of the TO mode of the silicon.

(2) 形成された膜の膜質の評価としては、7059ガラ
ス上のサンプルについてPDS法(Photo thermal deflect
ion spectroscopy)でテイルステイトを測定した。PDS
法はSEMICONDUCTORS AND SEMIMETALS Volume 21,P83 1
984 ACADEMIC PRESS,INCに記されている方法で行った。
(2) The PDS method (Photo thermal deflector) was applied to the sample on 7059 glass to evaluate the quality of the formed film.
Tail state was measured by ion spectroscopy). PDS
Law is SEMICONDUCTORS AND SEMIMETALS Volume 21, P83 1
984 ACADEMIC PRESS, INC.

測定された吸光係数は、アーバックテイルについて
は、 で表される。
The measured extinction coefficient is It is represented by

テイルステイトの広がりは、特性エネルギーEcが小さ
いほど少ないものとなる。
The expansion of the tail state becomes smaller as the characteristic energy Ec becomes smaller.

すなわち、特性エネルギーEcが小さいほど良質膜であ
るということができる。尚、第2表におけるサンプルN
o.001〜014は第1表のサンプルNo.に対応している。
That is, it can be said that the smaller the characteristic energy Ec, the better the film. Sample N in Table 2
o.001 to 014 correspond to the sample numbers in Table 1.

本発明の堆積膜形成方法による堆積膜、すなわち、水
素原子1原子%〜10原子%、炭素原子5原子%〜15原子
%、CH/SiH=0.01〜0.05、グラファイト構造が1%以下
であることがすべて満たされた非単結晶炭化シリコン膜
(Sample No.011,012,013,014)は、いずれも特性エネ
ルギーEcが比較実験例のものと比べて低く、より良好な
膜質のものであることが確認された。
Deposited film by the deposited film forming method of the present invention, that is, 1 atomic% to 10 atomic% of hydrogen atom, 5 atomic% to 15 atomic% of carbon atom, CH / SiH = 0.01 to 0.05, and graphite structure is 1% or less. It was confirmed that each of the non-single-crystal silicon carbide films (Sample No. 011, 012, 013, 014) satisfying the above conditions had a characteristic energy Ec lower than that of the comparative experimental example and had better film quality.

<比較実験例2> 高周波(以下「RF」と略記)(13.56MHz)グロー放電
分解法によって第3表のサンプルNo.015の条件で前記実
験例1と同様のサンプルホルダーを用い、ガラス基板上
に非単結晶炭化シリコン膜を形成した。
<Comparative Experimental Example 2> A high frequency (hereinafter abbreviated as "RF") (13.56 MHz) glow discharge decomposition method was used on a glass substrate under the conditions of Sample No. 015 in Table 3 using the same sample holder as in Experimental Example 1. Then, a non-single-crystal silicon carbide film was formed.

第8図に本比較実験例に用いた従来技術のRFグロー放
電分解法による電子写真用像形成部材の製造装置を示
す。
FIG. 8 shows an apparatus for manufacturing an image forming member for electrophotography by the conventional RF glow discharge decomposition method used in this comparative experimental example.

図中803は、実験例1で用いたものと同じアルミニウ
ム製サンプルホルダーである。
In the figure, reference numeral 803 denotes the same aluminum sample holder used in Experimental Example 1.

まず、排気バルブ805を開き、不図示の真空ポンプに
より反応容器801を排気した。
First, the exhaust valve 805 was opened, and the reaction container 801 was exhausted by a vacuum pump (not shown).

次に真空計804の読みが1×10-3Torrになった時点で
原料ガスを供給バルブ807を介して反応容器801内に導入
した。
Next, when the reading of the vacuum gauge 804 became 1 × 10 −3 Torr, the raw material gas was introduced into the reaction vessel 801 through the supply valve 807.

また、反応容器801内に設置された円筒状サンプルホ
ルダー803の温度は加熱ヒーター806によりコントロール
した。
The temperature of the cylindrical sample holder 803 installed in the reaction container 801 was controlled by the heater 806.

以上のようにして成膜の準備が完了した後、不図示の
RF電源からRFパワーを導入して、円筒状Alシリンダー上
に溝を掘ってセットされた1inch×2inchのコーニング社
製7059ガラス上に第3表のような膜形成条件で堆積膜の
形成を行った。特性の評価の結果を第4表に示す。
After the preparation for film formation is completed as described above,
RF power is introduced from the RF power source, and a deposited film is formed on the 1inch × 2inch Corning 7059 glass set by digging a groove on a cylindrical Al cylinder under the film formation conditions shown in Table 3. It was Table 4 shows the results of the evaluation of the characteristics.

第4表に見られるように、RFグロー放電分解法で非単
結晶炭化シリコン膜を形成すると膜中にとりこまれるH
量が増加し、グラファイト構造も多くなることがわか
る。
As shown in Table 4, when a non-single-crystal silicon carbide film is formed by the RF glow discharge decomposition method, H
It can be seen that the amount increases and the graphite structure also increases.

<実験例2及び比較実験例3> 前記実験例1及び比較実験例1と同様の第6図、第7
図に示すようなマイクロ波プラズマCVD装置を用いて、
表面層用の非単結晶炭化シリコン膜を堆積した。
<Experimental Example 2 and Comparative Experimental Example 3> FIGS. 6 and 7 similar to Experimental Example 1 and Comparative Experimental Example 1 above.
Using a microwave plasma CVD device as shown in the figure,
A non-single-crystal silicon carbide film for the surface layer was deposited.

非単結晶炭化シリコン膜は、コーニング社製7059ガラ
ス上及びSiウェハー上に形成した。7059ガラス及びSiウ
ェハーは、円筒形Alシリンダーに1inch×2inchの溝を掘
ってセットした。7059ガラス、Siウェハーをセットした
円筒形Alシリンダーを第6図に示す605の位置に設置し
た。非単結晶炭化シリコン膜は、第5表に示すような条
件で行った。
The non-single crystal silicon carbide film was formed on Corning 7059 glass and on a Si wafer. The 7059 glass and Si wafer were set by digging a groove of 1 inch × 2 inch in a cylindrical Al cylinder. A cylindrical Al cylinder on which 7059 glass and a Si wafer were set was set at a position 605 shown in FIG. The non-single-crystal silicon carbide film was formed under the conditions shown in Table 5.

それらのサンプルの特性を実験例1及び比較実験例1
と同様にして測定した。測定結果を第6表に示す。
The characteristics of those samples were measured in Experimental Example 1 and Comparative Experimental Example
The measurement was performed in the same manner as described above. Table 6 shows the measurement results.

第6表のサンプルNo.101〜107は第5表のサンプルNo.
に対応している。第6表から本発明の表面層用の堆積膜
形成方法で作製したサンプル(Sample No.105〜107)
は、いずれも特性エネルギーEcがその他のものと比べて
低く、より良好な膜質のものであることが確認された。
Sample Nos. 101 to 107 in Table 6 are sample Nos.
It corresponds to. From Table 6, samples prepared by the method for forming a deposited film for a surface layer of the present invention (Sample Nos. 105 to 107)
In each case, the characteristic energy Ec was lower than those of the others, and it was confirmed that the films had better film quality.

<実施例1及び比較例1> 前記実験例1,2、比較実験例1,2と同一の条件の非単結
晶炭化シリコン膜を用いて支持体として長さ360mm、外
径φ108mm、厚さ5mmのアルミ製シリンダーを用い、光導
電層と表面層とから成る電子写真用像形成部材を作製し
た。
<Example 1 and Comparative Example 1> A non-single-crystal silicon carbide film under the same conditions as those of Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Experimental Examples 1 and 2 was used as a support, having a length of 360 mm, an outer diameter of 108 mm, and a thickness of 5 mm. An aluminum cylinder was used to produce an electrophotographic image forming member comprising a photoconductive layer and a surface layer.

電子写真用像形成部材の層構成は、第1図Aに示すよ
うに支持体101上に、非単結晶炭化シリコンで構成され
る光導電層(第1層)103、非単結晶炭化シリコンで構
成される表面層(第2層)104から構成されている。
The layer configuration of the electrophotographic image forming member is such that a photoconductive layer (first layer) 103 made of non-single-crystal silicon carbide and a non-single-crystal silicon carbide are formed on a support 101 as shown in FIG. 1A. The surface layer (second layer) 104 is configured.

本実施例における電子写真用像形成部材について、光
導電層103の層厚は25μm、表面層104の層厚は0.5μm
とし、第7表、第8表に示す条件で作製した。
Regarding the electrophotographic image forming member in this example, the layer thickness of the photoconductive layer 103 was 25 μm, and the layer thickness of the surface layer 104 was 0.5 μm.
And manufactured under the conditions shown in Tables 7 and 8.

以上のようにして作製した電子写真用像形成部材を帯
電能、暗減衰、光感度及びゴーストが評価できるように
改造すると同時に毎分90枚(A−4)のコピーが可能と
なるようにプロセススピードを増大させる改造を施した
複写機(キヤノン製NP8570改)で評価した。前露光には
波長700mの光を20erg照射した。帯電能、暗減衰、光感
度及びゴーストは以下のようにして評価した。
The electrophotographic image forming member produced as described above is modified so that the charging ability, dark decay, photosensitivity and ghost can be evaluated, and at the same time, 90 sheets (A-4) can be copied per minute. Evaluation was made with a copier (Canon NP8570 modified) that was modified to increase speed. For the pre-exposure, light having a wavelength of 700 m was irradiated at 20 erg. The charging ability, dark decay, light sensitivity and ghost were evaluated as follows.

電子写真用像形成部材は、コロナ帯電、光露光によっ
て、第9図(a)のように変化する。0からP1まではコ
ロナ帯電による表面電位の上昇であり表面電位Vsとな
る。次に画像露光部まで移動する(P2)。この間に表面
電位は暗減衰してVdとなる。P2で画像露光され、表面電
位が減衰してP3のところでVeとなる。
The electrophotographic image forming member changes as shown in FIG. 9 (a) by corona charging and light exposure. 0 and P 1 is the surface potential Vs a rise of the surface potential by corona charging. Next, it moves to the image exposure section (P 2 ). During this period, the surface potential is darkly attenuated to Vd. Image exposure is performed at P 2 , and the surface potential decays to Ve at P 3 .

本実施例において帯電能は、一定コロナ電流における
Vdで評価し、暗減衰は表面電位Vdを一定にした場合のVs
−Vdで評価した。また光感度は、表面電位Vd一定とした
場合Vdの10%の表面電位Veとなるに必要な露光量(波長
500nm光)で評価した。
In this embodiment, the charging ability is the constant corona current
Evaluated by Vd, dark decay is Vs when surface potential Vd is constant
-Vd evaluated. The light sensitivity is the exposure (wavelength) required to achieve a surface potential Ve of 10% of Vd when the surface potential Vd is constant.
(500 nm light).

更にゴーストは、次のように評価した。第9図(b)
は、表面電位0の状態にある電子写真用像形成部材にス
テップ関数的にコロナ帯電を行った場合の表面電位の変
化を示している。電子写真用像形成部材は帯電器の下で
回転しているため複数回帯電される。第9図(b)は1
回目の帯電Vg1と2回目の帯電Vg2を示している。ゴース
トは、Vg2−Vg1で評価した。
Further, the ghost was evaluated as follows. FIG. 9 (b)
Shows the change of the surface potential when the electrophotographic image forming member having the surface potential of 0 is subjected to corona charging stepwise. The electrophotographic imaging member is charged a plurality of times as it rotates beneath the charger. FIG. 9 (b) shows 1
A first charging Vg 1 and a second charging Vg 2 are shown. The ghost was evaluated by Vg 2 −Vg 1 .

以上の評価結果を第9表に示す。表において、すべて
相対比較を行っているが、帯電能は数値が大きい方が良
い、暗減衰は数値が小さい方が良い、光減衰、ゴースト
も数値が小さい方が良いものであることをそれぞれ示し
ている。
Table 9 shows the above evaluation results. In the table, all the relative comparisons are performed, but it is shown that the larger the numerical value, the better the chargeability, the smaller the numerical value of the dark decay is better, and the smaller the numerical values of the light decay and ghost are, the better. ing.

以上より支持体上に本発明のマイクロ波プラズマCVD
法による光導電層及び表面層を設けた電子写真用像形成
部材(Sample No.211,212,213,214)は比較例と比べる
と格段に改良されたものであることが確認され、特に高
速用の電子写真用像形成部材として最適なものであるこ
とが実証された。
From the above, the microwave plasma CVD of the present invention on the support
It was confirmed that the electrophotographic image forming member (Sample No. 211, 212, 213, 214) provided with the photoconductive layer and the surface layer by the method was significantly improved as compared with the comparative example, and especially for high speed electrophotographic images. It was proved that it was optimal as a forming member.

また、従来技術の電子写真用像形成部材(Sample No.
201〜210,215)では、表面電位の「立ち下がり」が見ら
れたが、本発明の電子写真用像形成部材(Sample No.21
1,212,213,214)では、表面電位の「立ち下がり」は見
られなかった。
In addition, a conventional electrophotographic image forming member (Sample No.
201 to 210, 215), the "falling" of the surface potential was observed, but the electrophotographic image forming member of the present invention (Sample No. 21).
1,212,213,214), no “fall” of the surface potential was observed.

<実施例2及び比較例2> 実験例1,2及び比較実験例1,2と同一条件の非単結晶炭
化シリコン膜を用いて第1図−Bのような支持体101上
に電荷注入防止層(第1層)102、光導電層(第2層)1
03、及び表面層(第3層)104から成る電子写真用像形
成部材を作製した。
<Example 2 and Comparative Example 2> Prevention of charge injection on the support 101 as shown in FIG. 1-B using a non-single-crystal silicon carbide film under the same conditions as in Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Experimental Examples 1 and 2. Layer (first layer) 102, photoconductive layer (second layer) 1
03 and an electrophotographic image forming member comprising the surface layer (third layer) 104 were produced.

本実施例における電子写真用像形成部材について、電
荷注入防止層102の層厚は3μm、光導電層103の層厚は
25μm、表面層104の層厚は0.5μmとし、第10表、第11
表に示す条件で堆積膜を作製した。
In the image forming member for electrophotography according to the present embodiment, the layer thickness of the charge injection preventing layer 102 is 3 μm, and the layer thickness of the photoconductive layer 103 is
25 μm, the thickness of the surface layer 104 was 0.5 μm, and Table 10 and 11
A deposited film was produced under the conditions shown in the table.

以上のようにして作製した電子写真用像形成部材を、
実施例1と同様に改造した複写機(キヤノン製NP8570
改)で帯電能、暗減衰、光感度及びゴーストを評価し
た。その結果を第12表に示す。
The electrophotographic image forming member produced as described above,
Copy machine modified in the same manner as in Example 1 (Canon NP8570
In the above section, the charging ability, dark decay, light sensitivity, and ghost were evaluated. Table 12 shows the results.

以上により電荷注入防止層上に本発明のマイクロ波プ
ラズマCVD法による光導電層及び表面層を設けた電子写
真用像形成部材(Sample No.311,312,313,314)は比較
例と比べると格段に改良されたものであることが確認さ
れた。
As described above, the electrophotographic image forming member (Sample No. 311, 312, 313, 314) provided with the photoconductive layer and the surface layer by the microwave plasma CVD method of the present invention on the charge injection preventing layer is much improved as compared with the comparative example. Was confirmed.

また従来技術の電子写真用像形成部材(Sample No.30
1〜310,315)では、表面電位の「立ち下がり」が見られ
たが、本発明の電子写真用像形成部材(Sample No.311
〜314)では表面電位の「立ち下がり」は見られなかっ
た。
In addition, a conventional electrophotographic image forming member (Sample No. 30)
1 to 310, 315), "falling" of the surface potential was observed, but the electrophotographic image forming member of the present invention (Sample No. 311).
314), no “fall” of the surface potential was observed.

<実施例3及び比較例3> 実験例1,2及び比較実験例1と同一条件の非単結晶炭
化シリコン膜を用いて支持体101上に電荷注入防止層
(第1層)102、光導電層(第2層)103、及び表面層
(第3層)104から成る電子写真用像形成部材を作製し
た。
<Example 3 and Comparative Example 3> Using a non-single-crystal silicon carbide film under the same conditions as in Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Experimental Example 1, a charge injection preventing layer (first layer) 102 An electrophotographic image forming member including a layer (second layer) 103 and a surface layer (third layer) 104 was prepared.

本実施例における電子写真用像形成部材について、電
荷注入防止層102の層厚は3μm、光導電層103の層厚は
25μm、表面層104の層厚は0.5μmとし、第13表に示す
条件で堆積膜を作製した。
In the image forming member for electrophotography according to the present embodiment, the layer thickness of the charge injection preventing layer 102 is 3 μm, and the layer thickness of the photoconductive layer 103 is
The thickness of the surface layer 104 was 0.5 μm, and a deposited film was produced under the conditions shown in Table 13.

以上のようにして作製した電子写真用像形成部材を、
実施例1と同様に改造した複写機(キヤノン製NP8570
改)で帯電能、暗減衰、光感度及びゴーストを評価し
た。その結果を第14表に示す。
The electrophotographic image forming member produced as described above,
Copy machine modified in the same manner as in Example 1 (Canon NP8570
In the above section, the charging ability, dark decay, light sensitivity, and ghost were evaluated. Table 14 shows the results.

以上により電荷注入防止層上に本発明のマイクロ波プ
ラズマCVD法による光導電層及び表面層を設けた電子写
真用像形成部材(Sample No.411,412,413,414)は比較
例と比べると格段に改良されたものであることが確認さ
れた。
As described above, the electrophotographic image forming member (Sample No. 411, 412, 413, 414) in which the photoconductive layer and the surface layer by the microwave plasma CVD method of the present invention are provided on the charge injection preventing layer is significantly improved as compared with the comparative example. Was confirmed.

また従来技術の電子写真用像形成部材(Sample No.40
1〜410)では、表面電位の「立ち下がり」が見られた
が、本発明の電子写真用像形成部材(Sample No.411〜4
14)では表面電位の「立ち下がり」は見られなかった。
In addition, a conventional electrophotographic image forming member (Sample No. 40
1 to 410), the "falling" of the surface potential was observed, but the electrophotographic image forming member (Sample No. 411 to 4) of the present invention was observed.
In 14), no “fall” of the surface potential was observed.

<実施例4及び比較例4> 実験例1,2及び比較実験例1と同一条件の非単結晶炭
化シリコン膜を用いて支持体101上に電荷注入防止層
(第1層)102、光導電層(第2層)103、及び表面層
(第3層)104から成る電子写真用像形成部材を作製し
た。
Example 4 and Comparative Example 4 Using a non-single-crystal silicon carbide film under the same conditions as in Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Experimental Example 1, a charge injection preventing layer (first layer) 102 and a photoconductive layer were formed on a support 101. An electrophotographic image forming member including a layer (second layer) 103 and a surface layer (third layer) 104 was prepared.

本実施例における電子写真用像形成部材について、電
荷注入防止層102の層厚は3μm、光導電層103の層厚は
25μm、表面層104の層厚は0.5μmとし、第15表に示す
条件で堆積膜を作製した。
In the image forming member for electrophotography according to the present embodiment, the layer thickness of the charge injection preventing layer 102 is 3 μm, and the layer thickness of the photoconductive layer 103 is
The deposited film was manufactured under the conditions shown in Table 15 with a thickness of 25 μm and a thickness of the surface layer 104 of 0.5 μm.

以上のようにして作製した電子写真用像形成部材を、
実施例1と同様に改造し、さらに帯電極性を逆にする改
造を施した複写機(キヤノン製NP8570改)で帯電能、暗
減衰、光感度及びゴーストを評価した。その結果を第16
表に示す。
The electrophotographic image forming member produced as described above,
The charging ability, dark decay, photosensitivity and ghost were evaluated using a copying machine (Canon NP8570 modified) which was modified in the same manner as in Example 1 and was modified to reverse the charging polarity. Result 16
It is shown in the table.

以上により電荷注入防止層上に本発明のマイクロ波プ
ラズマCVD法による光導電層及び表面層を設けた電子写
真用像形成部材(Sample No.511,512,513,514)は比較
例と比べると格段に改良されたものであることが確認さ
れた。
As described above, the electrophotographic image forming member (Sample No. 511, 512, 513, 514) provided with the photoconductive layer and the surface layer by the microwave plasma CVD method of the present invention on the charge injection preventing layer is significantly improved as compared with the comparative example. Was confirmed.

また従来技術の電子写真用像形成部材(Sample No.50
1〜510)では、表面電位の「立ち下がり」が見られた
が、本発明の電子写真用像形成部材(Sample No.511〜5
14)では表面電位の「立ち下がり」は見られなかった。
In addition, a conventional electrophotographic image forming member (Sample No. 50
1 to 510), the "falling" of the surface potential was observed, but the electrophotographic image forming member (Sample No. 511 to 5) of the present invention was observed.
In 14), no “fall” of the surface potential was observed.

<実施例5及び比較例5> 第17表の条件で、支持体101上に電荷注入防止層(第
1層)102、光導電層(第2層)103、及び表面層(第3
層)104から成る電子写真用像形成部材を作製した。
<Example 5 and Comparative Example 5> Under the conditions shown in Table 17, a charge injection preventing layer (first layer) 102, a photoconductive layer (second layer) 103, and a surface layer (third layer) were formed on a support 101.
An electrophotographic image forming member consisting of layer 104) was prepared.

本実施例における電子写真用像形成部材について、電
荷注入防止層102の層厚は3μm、光導電層103の層厚は
25μm、表面層104の層厚は0.5μmとし、第17表に示す
条件で堆積膜を作製した。
In the image forming member for electrophotography according to the present embodiment, the layer thickness of the charge injection preventing layer 102 is 3 μm, and the layer thickness of the photoconductive layer 103 is
The deposited film was manufactured under the conditions shown in Table 17 with a thickness of 25 μm and a thickness of the surface layer 104 of 0.5 μm.

以上のようにして作製した電子写真用像形成部材を、
実施例1と同様に改造した複写機(キヤノン製NP8570
改)で帯電能、暗減衰、光感度及びゴーストを評価し
た。その結果を第18表に示す。
The electrophotographic image forming member produced as described above,
Copy machine modified in the same manner as in Example 1 (Canon NP8570
In the above section, the charging ability, dark decay, light sensitivity, and ghost were evaluated. Table 18 shows the results.

第18表からわかる通り電荷注入防止層上に本発明のマ
イクロ波プラズマCVD法による光導電層及び表面層を設
けた電子写真用像形成部材(Sample No.605,606,607)
は比較例と比べると格段に改良されたものであることが
確認された。
As can be seen from Table 18, an electrophotographic image forming member provided with a photoconductive layer and a surface layer by the microwave plasma CVD method of the present invention on the charge injection preventing layer (Sample Nos. 605, 606, 607)
It was confirmed that was significantly improved as compared with the comparative example.

<実施例6及び比較例6> プラズマCVD法を用いて、第19表の条件で支持体上に
電荷注入防止層(第1層)102、光導電層(第2層)10
3、及び表面層(第3層)104から成る電子写真用像形成
部材を作製した。
<Example 6 and Comparative Example 6> Using a plasma CVD method, a charge injection preventing layer (first layer) 102 and a photoconductive layer (second layer) 10 were formed on a support under the conditions shown in Table 19.
3 and an electrophotographic image forming member comprising the surface layer (third layer) 104.

本実施例における電子写真用像形成部材について、電
荷注入防止層102の層厚は3μm、非単結晶炭化シリコ
ン光導電層103の層厚は25μm、表面層104の層厚は0.5
μmとし、第19表に示す条件で堆積膜を作製した。
In the electrophotographic image forming member in this embodiment, the thickness of the charge injection preventing layer 102 is 3 μm, the thickness of the non-single-crystal silicon carbide photoconductive layer 103 is 25 μm, and the thickness of the surface layer 104 is 0.5 μm.
μm, and a deposited film was produced under the conditions shown in Table 19.

以上のようにして形成した電子写真用像形成部材を、
実施例4と同様に改造した複写機(キヤノン製NP8570
改)で帯電能、暗減衰、光感度及びゴーストを評価し
た。その結果を第20表に示す。
The electrophotographic image forming member formed as described above,
Copy machine modified in the same manner as in Example 4 (Canon NP8570
In the above section, the charging ability, dark decay, light sensitivity, and ghost were evaluated. The results are shown in Table 20.

以上により電荷注入防止層上に本発明のマイクロ波プ
ラズマCVD法による光導電層及び表面層を設けた電子写
真用像形成部材(Sample No.705,706,707)はその他の
ものと比べると格段に改良されたものであることが確認
された。
As described above, the electrophotographic image forming member (Sample No. 705, 706, 707) provided with the photoconductive layer and the surface layer by the microwave plasma CVD method of the present invention on the charge injection preventing layer was remarkably improved as compared with the others. Was confirmed.

〔発明の効果〕 本発明のマイクロ波プラズマCVD法によって形成した
本発明の非単結晶炭化シリコンで構成された電子写真用
像形成部材によれば、これをより高速の電子写真装置に
用いた場合においても帯電能、暗減衰、光感度、ゴース
トなどの点について、従来の非単結晶炭化シリコンで構
成された電子写真用像形成部材よりも格段に優れた特性
を得ることができる。
According to the electrophotographic image forming member formed of the non-single-crystal silicon carbide of the present invention formed by the microwave plasma CVD method of the present invention, when this is used in a higher-speed electrophotographic apparatus Also, in regard to charging ability, dark decay, photosensitivity, ghost, and the like, characteristics far superior to those of an electrophotographic image forming member composed of conventional non-single-crystal silicon carbide can be obtained.

更に本発明の光導電層と表面層とを積層させた電子写
真用像形成部材によれば、より高速の電子写真装置にお
いて生じる表面電位の立ち下がり現象をより軽減するこ
とができる。
Further, according to the electrophotographic image forming member of the present invention in which the photoconductive layer and the surface layer are laminated, it is possible to further reduce the fall of the surface potential which occurs in a higher-speed electrophotographic apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の電子写真用像形成部材の模式的断面
を示す図である。図において、101……支持体、102……
電荷注入防止層、103……光導電層、104……表面層。 第2図、第3図は、従来技術によるマイクロ波プラズマ
CVD法による電子写真用像形成部材の時間に対する表面
電位の光減衰曲線を示す。 第4図、第5図は、本発明によるマイクロ波プラズマCV
D法による電子写真用像形成部材の表面電位の光減衰曲
線を示す。 第6図、第7図は、本発明におけるマイクロ波プラズマ
CVD法による堆積膜形成装置の側面断面図及び平面断面
図の模式的説明図である。 図において、601,701……反応炉容器、602,702……マイ
クロ波導入窓、603,703……導波管、604,704……排気
管、605,705……円筒状支持体、606,706……放電空間、
607,707……支持体加熱用ヒーター、608,708……ガス導
入用パイプ、609,709……移動フランジ、610,710……回
転用モーター、611,711……ガス導入用パイプ、612……
バイアス電源、608′,708′……ガス放出ノズル。 第8図は、比較例における従来技術のRFグロー放電分解
法による電子写真用像形成部材の製造装置の側面断面図
を示す。 図において、801……反応容器、802……ガス導入用パイ
プ、803……円筒状Alシリンダー、804……真空計、805
……排気バルブ、806……加熱ヒーター、807……原料ガ
ス供給バルブ。 第9(a)図、第9(b)図は、本発明における電子写
真用像形成部材の評価法の模式的説明図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of an electrophotographic image forming member of the present invention. In the figure, 101 ... support, 102 ...
Charge injection preventing layer 103 photoconductive layer 104 surface layer 2 and 3 show microwave plasma according to the prior art.
3 shows a light decay curve of a surface potential with respect to time of an electrophotographic image forming member by a CVD method. 4 and 5 show a microwave plasma CV according to the present invention.
3 shows a light decay curve of the surface potential of an electrophotographic image forming member according to Method D. 6 and 7 show a microwave plasma according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory view of a side cross-sectional view and a plan cross-sectional view of a deposition film forming apparatus using a CVD method. In the figure, 601, 701 ... Reactor vessel, 602, 702 ... Microwave introduction window, 603, 703 ... Waveguide, 604, 704 ... Exhaust pipe, 605, 705 ... Cylindrical support, 606, 706 ... Discharge space,
607,707 …… Supporter heating heater, 608,708 …… Gas introduction pipe, 609,709 …… Movement flange, 610,710 …… Rotating motor, 611,711 …… Gas introduction pipe, 612 ……
Bias power supply, 608 ', 708' ... Gas discharge nozzle. FIG. 8 shows a side sectional view of an apparatus for manufacturing an electrophotographic image forming member by a conventional RF glow discharge decomposition method in a comparative example. In the figure, 801 ... Reaction container, 802 ... Gas introduction pipe, 803 ... Cylindrical Al cylinder, 804 ... Vacuum gauge, 805
... exhaust valve, 806 ... heater, 807 ... source gas supply valve. 9 (a) and 9 (b) are schematic explanatory views of the evaluation method of the electrophotographic image forming member in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−85752(JP,A) 特開 昭63−123051(JP,A) 特開 平1−133060(JP,A) 特開 平1−40837(JP,A) ───────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-85752 (JP, A) JP-A-63-123051 (JP, A) JP-A-1-133060 (JP, A) JP-A-1- 40837 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】支持体上に少なくとも光導電層と、表面層
とを積層して構成された電子写真用像形成部材におい
て、前記光導電層が水素原子を1原子%〜10原子%、炭
素原子を5原子%〜15原子%夫々含有し、赤外吸収スペ
クトルによるC−H結合の伸縮モードとSi−H結合の伸
縮モードとの比が0.01〜0.05である非単結晶炭化シリコ
ンで構成され、かつグラファイト構造を含まないか又は
単位体積当たり1%以下含む層構造を有し、前記表面層
が水素原子を50原子%〜70原子%、炭素原子を20原子%
〜40原子%含有する非単結晶炭化シリコンで構成され、
かつグラファイト構造を含まないか又は単位体積当たり
1%以下含む層構造を有することを特徴とする電子写真
用像形成部材。
1. An electrophotographic image forming member comprising at least a photoconductive layer and a surface layer laminated on a support, wherein the photoconductive layer contains 1 to 10 atomic% of hydrogen atoms and carbon It is composed of non-single-crystal silicon carbide containing 5 to 15 atomic% of atoms and having a ratio of the C—H bond stretching mode and the Si—H bond stretching mode in the infrared absorption spectrum of 0.01 to 0.05. And a layer structure not containing a graphite structure or containing 1% or less per unit volume, wherein the surface layer contains 50 atom% to 70 atom% of hydrogen atoms and 20 atom% of carbon atoms.
Composed of non-single-crystal silicon carbide containing up to 40 atomic%,
An image forming member for electrophotography, which has a layered structure containing no graphite structure or containing 1% or less per unit volume.
【請求項2】前記支持体と光導電層との間に、電荷注入
防止層を更に有する請求項1に記載の電子写真用像形成
部材。
2. The image forming member for electrophotography according to claim 1, further comprising a charge injection preventing layer between the support and the photoconductive layer.
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