JP3559655B2 - 電子写真用光受容部材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に用いられる電子写真用光受容部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成分野において、光受容部材の光受容層を形成する光導電材料は、次のような特性が要求される。高感度であること、ＳＮ比（光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ））が高いこと、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早いこと、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害であること等である。特に、光受容部材が、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる場合は、上記の使用時における無害性は重要である。
【０００３】
上記の特性が優れている光導電材料としては、水素化アモルファスシリコンが挙げられ、例えば、特公昭６０−３５０５９号公報には電子写真用光受容部材としての応用が記載されている。
【０００４】
このような光受容部材の作製は、一般的には、導電性支持体を５０〜３５０℃に加熱し、この支持体上に、真空蒸着法・スパッタリング法・イオンプレーティング法・熱ＣＶＤ法・光ＣＶＤ法・プラズマＣＶＤ法等の成膜法によってアモルファスシリコンからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマＣＶＤ法による製造方法が好適であり、実用されている。このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスを高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、導電性支持体上にアモルファスシリコンの堆積膜を形成するものである。
【０００５】
また、特開昭５４−８３７４６号公報においては、ハロゲン原子を含むアモルファスシリコンからなる光導電層を導電性支持体上に形成した電子写真用光受容部材が提案されている。この公報においては、アモルファスシリコンにハロゲン原子を１〜４０原子％含有させることによって、耐熱性が高くなり、且つ電子写真用光受容部材の光導電層として良好な電気的・光学的特性を得ることができるとしている。
【０００６】
特開昭５７−１１５５５６号公報には、暗抵抗値・光感度・光応答性等の電気的・光学的・光導電的特性、及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を形成する技術が記載されている。
【０００７】
特開昭６２−１６８１６１公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
【０００８】
特開昭６２−８３４７０号公報には、電子写真用感光体の光導電層において光吸収スペクトルの指数関数裾の特性エネエルギーを０．０９ｅＶ以下にすることによって、残像現象のない高品質の画像を得る技術が開示されている。
【０００９】
特開昭５８−２１２５７号公報には、光導電層の作製中に支持体温度を変化させ、光導電層内で禁止帯幅を変化させることによって、高抵抗であって光感度領域の広い感光体を得る技術が開示されている。
【００１０】
特開昭５９−１４３３７９号公報および特開昭６１−２０１４８１号公報には、水素含有量の異なる水素化アモルファスシリコンを積層することによって、暗抵抗が高く高感度の感光体を得る技術が開示されている。
【００１１】
一方、特開昭６０−９５５５１号公報には、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を３０〜４０℃に維持しながら帯電・露光・現像・転写の画像形成行程を行うことによって、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下、及びそれに伴って発生する画像流れを防止する技術が開示されている。
【００１２】
これらの技術により、電子写真用光受容部材の電気的特性・光学的特性・光導電特性および使用環境特性が向上し、それらに伴って画像品質も向上してきた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アモルファスシリコン系材料で構成された光導電層を有する従来の電子写真用光受容部材は、電気的特性・光学的特性・光導電特性・使用環境特性・耐久性においてこれらの個々では性能の向上が図られてはいるが、総合的には不十分であり、さらに改良すべき余地があった。
【００１４】
特に、電子写真装置の高画質化・高速化・高耐久化は急速に進んでおり、電子写真用光受容部材においては電気的特性や光導電特性のさらなる向上とともに、帯電能や感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を高めることが求められている。そして、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置・現像装置・転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
【００１５】
このような状況において、前述した従来技術により上記課題についてある程度の特性の向上が可能になってはきたが、さらなる帯電能や画像品質の向上に関しては未だ十分とはいえない。特にアモルファスシリコン系光受容部材のさらなる高画質化への課題として、周囲の温度変化による電子写真特性（帯電能など）の変動を抑えること（使用環境特性の改善）、及びブランクメモリーやゴーストといった光メモリーを低減すること（光導電特性の改善）がいっそう求められるようになってきた。
【００１６】
例えば、従来は感光体の画像流れの防止のために、前記特開昭６０−９５５５１号公報に記載されているように、複写機内に設置したドラムヒーターによって感光体の表面温度を４０℃程度に保っていた。しかしながら、従来の感光体では前露光キャリアや熱励起キャリアの生成に起因した帯電能の温度依存性が大きいため、複写機内の実際の使用環境下では、感光体が本来有しているよりも低い帯電能の状態で使用せざるを得なかった。例えば、室温での使用時に比べて、ドラムヒーターで４０℃程度に加熱している状態では帯電能が１００Ｖ程度低下してしまっていた。
【００１７】
また、従来は複写機を使用しない間（例えば夜間など）でもドラムヒーターに通電することによって、帯電器のコロナ放電により生成するオゾン生成物が感光体表面に吸着することにより発生する画像流れを防止していた。しかし、現在では省電力化のために複写機を使用しない夜間などの通電は極力行わないようになってきている。通電を行わない状態で複写を行うと、複写機内の感光体周囲の温度が徐々に上昇し、それにともなって帯電能が低下するため、複写中に画像濃度が変わってしまうという現象が生じていた。
【００１８】
さらに、同一原稿を連続して繰り返し複写すると、前回の複写行程での像露光の残像が次回の複写時に画像上に生じる現象（ゴースト）や、トナーを節約するために連続複写時の紙間において感光体に照射するブランク露光の影響により複写画像上に濃度差が生じる現象（ブランクメモリー）等が画像品質を向上させる上で問題になってきた。
【００１９】
一方、近年のオフィスや一般家庭へのコンピュータの普及が進み、電子写真装置も従来の複写機としてだけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を担うためにデジタル化することが求められるようになってきた。そのための露光光源として用いられる半導体レーザーやＬＥＤは、発光強度や価格の点から近赤外から赤色可視光までの比較的長波長のものが主流である。そのため、従来のハロゲン光を用いたアナログ機には見られなかった特性上の問題を解決することが求められるようになった。
【００２０】
特に、露光量と感光体表面電位の関係、いわゆるＥ−Ｖ特性（曲線）が温度によってシフトすること（感度の温度特性）や、Ｅ−Ｖ特性（曲線）の直線性（感度の直線性）が低下することが、半導体レーザーやＬＥＤを用いた場合の特徴として注目されるようになってきた。すなわち、半導体レーザーやＬＥＤを露光光源として用いたデジタル機においては、感光体温度を前述のドラムヒーターにより制御を行わない場合、感度の温度特性や感度の直線性の低下のために、周囲の温度によって感度が変化して画像濃度が変わってしまうという新たな問題が生じていた。
【００２１】
したがって、電子写真用光受容部材を設計する際に、上記のような問題が解決されるように、層構成や各層の化学的組成などの総合的な観点からの改良を図ると共に、アモルファスシリコン系材料そのものの一段の特性の改良を図ることが必要とされている。
【００２２】
そこで本発明の目的は、上述した従来のアモルファスシリコン系材料で構成された光受容層を有する電子写真用光受容部材における諸問題を解決することを目的とするものである。
【００２３】
すなわち、本発明の主たる目的は、帯電能の向上と、その温度特性の向上および光メモリーの低減とが高次元で両立・達成され、画像品質が飛躍的に向上した電子写真用光受容部材を提供することである。
【００２４】
また、像露光光源として半導体レーザーやＬＥＤを用いたときの感度の温度特性や感度の直線性が改善され、画像品質が飛躍的に向上した電子写真用光受容部材を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは、光導電層のキャリアの挙動に着目し、アモルファスシリコン系材料（以下「ａ−Ｓｉ」という。）のバンドギャップ内の局在状態密度分布と温度特性や光メモリーとの関係について鋭意検討した。その結果、光導電層の厚さ方向において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって上記目的を達成できるという知見を得た。
【００２６】
すなわち、水素原子または／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層を有する電子写真用光受容部材において、その層構造が特定化された光受容部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の光受容部材と比較してあらゆる点において優れていること、特に電子写真用の光受容部材として優れた特性を有していることを見い出した。
【００２７】
また、本発明者らは、像露光光源として長波長光（半導体レーザーやＬＥＤ）を用いた場合の光電変換に関わる光入射部において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって感度の温度特性や感度の直線性をも改善することができるという知見を得た。
【００２８】
さらに、本発明者らは、支持体あるいは阻止層との界面領域において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって支持体あるいは阻止層との密着性が向上すると共に画像濃度の均一性（いわゆるガサツキ）をも改善することができるという知見を得た。
【００２９】
これらの知見から、本発明者らは以下の発明を完成した。
【００３０】
第１の発明は、少なくとも導電性支持体と、水素原子または／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層とを備えた電子写真用光受容部材において、光子エネルギー（ｈν）を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数（α）を従属変数とする式（Ｉ）
ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α1 （Ｉ）
で表される関数の直線関係部分（指数関数裾）から得られる特性エネルギー（Ｅｕ）が５５ｍｅＶ以下であり、水素原子または／及びハロゲン原子の含有量（Ｃｈ）が２５原子％以上４０原子％未満であり、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）が１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満である第１の層領域と、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下であり、Ｃｈが１０原子％以上２５原子％未満であり、Ｅｇが１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満である第２の層領域とを前記光導電層が有し、該光導電層は前記第２の層領域の上に前記第１の層領域が配設され、さらにその上に前記第２の層領域が配設され、且つ、該光導電層全体の厚さに占める前記第２の層領域の厚さの割合が０．０３〜０．５であることを特徴とする電子写真用光受容部材に関する。
【００３４】
第２の発明は、光導電層中に、周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つが含有された第１の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３６】
第３の発明は、光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた第１又は第２の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３７】
第４の発明は、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つ及び周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つを含む、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の上に光導電層が設けられ、該光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた第１〜第３のいずれかの発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３８】
第５の発明は、電荷注入阻止層の厚さが０．１〜５μｍである第４の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３９】
第６の発明は、表面層の厚さが０．０１〜３μｍである第３、第４又は第５の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００４０】
第７の発明は、光導電層の厚さが２０〜５０μｍである第１〜第６のいずれかの発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００４１】
上記本発明における「光」とは、広義の光であって、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線などのような電磁波をいう。
【００４２】
上記本発明における「指数関数裾」および「特性エネルギー」については、図２を用いて詳しく説明する。
【００４３】
図２に、横軸に光子エネルギーｈν、対数軸である縦軸に吸収係数αをとった場合のａ−Ｓｉのサブバンドギャップ光吸収スペクトルの一例を示す。このスペクトルは大きく二つの領域に分けられる。すなわち、吸収係数αが光子エネルギーｈνに対して指数関数的、すなわち図２において直線的に変化する領域Ｂ（「指数関数裾」または「アーバックテイル」）と、吸収係数αが光子エネルギーｈνに対してより緩やかな依存性を示す領域Ａである。
【００４４】
上記の領域Ｂは、ａ−Ｓｉ中の価電子帯側のテイル準位から伝導帯への光学遷移による光吸収に対応し、領域Ｂの吸収係数αの光子エネルギーｈνに対する指数関数的依存性は次式で表される。
【００４５】
α＝α。ｅｘｐ（ｈν／Ｅｕ）
この両辺の対数をとると
ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α１
ただし、α１＝ｌｎα。（定数）
となり、特性エネルギーＥｕの逆数（１／Ｅｕ）が、領域Ｂの傾きを表すことになる。Ｅｕは、価電子帯側のテイル準位の指数関数的エネルギー分布の特性エネルギーに相当するため、Ｅｕが小さければ価電子帯側のテイル準位が少ないことを意味する。
【００４６】
次に、本発明における感度の温度特性および感度の直線性について図３を用いて説明する。
【００４７】
図３は、室温（ドラムヒーターＯＦＦ）と約４５℃（ドラムヒーターＯＮ）において、それぞれ感光体の暗電位として４００Ｖの表面電位に帯電し、次に露光光源として６８０ｎｍのＬＥＤ光を照射して露光量を変えた時の表面電位（明電位）の変化、いわゆるＥ−Ｖ特性（Ｅ−Ｖ曲線）の一例である。なお、露光量は、表面電位が下限となる露光量を１としたときの相対値で示した。
【００４８】
感度の温度特性は、暗電位と明電位の差が２００Ｖ（Δ２００）となるときの露光量（半減露光量）の室温での値と約４５℃での値との差である。
【００４９】
また、感度の直線性は、暗電位と明電位の差が３５０Ｖ（Δ３５０）となるときの露光量（実測値）と、露光なしの点（暗状態）と半減露光量を照射した状態の点とを結ぶ直線を外挿してΔ３５０となるときの露光量（計算値）との差である。
【００５０】
感度の温度特性および感度の直線性のいずれもその値が小さいほど感光体として良好な特性を示す。
【００５１】
本発明者らは、光学的バンドギャップ（以下「Ｅｇ」という。）及び上記指数関数裾の特性エネルギー（以下「Ｅｕ」という。）と感光体特性との相関を種々の条件において調べた結果、Ｅｇ及びＥｕと、ａ−Ｓｉ感光体の帯電能、温度特性および光メモリーとが密接な関係にあることを見い出し、さらに、Ｅｇの異なる層を積層することによって良好な感光体特性が発揮されることを見い出し本発明を完成するに至った。
【００５２】
特に、像露光光源として半導体レーザーやＬＥＤを用いたときの光入射部のＥｇ及びＥｕと感光体特性とを詳細に検討した結果、Ｅｇ及びＥｕと感度の温度特性および感度の直線性とが密接な関係にあることを見い出し、これにより、光入射部のＥｇ及びＥｕを特定の範囲内に制御することによって半導体レーザーやＬＥＤといった長波長光に適した感光体特性が発揮されることを見い出し本発明を完成するに至った。
【００５３】
すなわち、Ｅｇが大きく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を主たる光導電層とすることにより、帯電能を向上させつつ温度特性を向上させ且つ光メモリーを実質的になくすことができること、そして、Ｅｇが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を光導電層の表面側に配設して光電変換部とすることによって、感度の温度特性および感度の直線性を大幅に改善することができることが本発明者らの実験により明らかになった。
【００５４】
また、Ｅｇが大きく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を主たる光導電層とし、光学的バンドギャップが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を支持体あるいは阻止層側に配設することによって、帯電能の向上と、その温度特性の向上および光メモリーの低減とを両立させ、さらに密着性の向上により小径の支持体への積層に伴う応力の増大にも十分対応できると共に、画像濃度の微少領域での均一性（いわゆるガサツキ）をも改善することができることも明らかになった。
【００５５】
以下、これらをさらに詳しく説明する。一般的に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱れに基づくテイル（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダングリングボンド）等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの準位は電子や正孔の捕獲、再結合中心として働き、素子の特性を低下させる原因になることが知られている。
【００５６】
このようなバンドギャップ内の局在準位の状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温容量過渡分光法、光熱偏向分光法、光音響分光法、一定光電流法等が用いられている。中でも一定光電流法（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ、以下「ＣＰＭ」と略記する。）は、ａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基づくサブバンドギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法として有用である。
【００５７】
ドラムヒーター等で感光体を加熱したときに帯電能が低下する原因（帯電能の温度依存性）として次のようなことが挙げられる。熱励起されたキャリアが、帯電時の電界に引かれて、バンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局在準位への捕獲・放出を繰り返しながら表面に走行することによって、表面電荷を打ち消してしまう。この時、帯電器を通過する間（帯電中）に表面に到達したキャリアについては帯電能の低下にはほとんど影響がないが、深い準位に捕獲されたキャリアについては、帯電器を通過した後（帯電後）に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度特性（帯電能の低下）として観測される。また、帯電器を通過した後に熱励起されたキャリアも表面電荷を打ち消し帯電能の低下を引き起こす。したがって、光学的バンドギャップを大きくすることによって熱励起キャリアの生成を抑える、あるいはキャリアの走行性を向上させることが温度特性の向上のために必要である。
【００５８】
光メモリーは、ブランク露光や像露光により生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在準位に捕獲され、光導電層内にキャリアが残留することによって生じる。すなわち、ある複写行程において生じた光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他の部分よりも低くなり、その結果、画像上に濃淡が生じる。したがって、光キャリアが光導電層内に極力残留することなく、１回の複写行程で走行するように、キャリアの走行性を改善しなければならない。
【００５９】
感度の温度特性は、光導電層の電子と正孔の走行性の違いが大きい上に走行性が温度によって変化するために生じる。光入射部ではキャリア（電子−正孔対）が生成され、正帯電の場合、電子は表面層側へ正孔は支持体側へと走行するが、半導体レーザーやＬＥＤではその波長とａ−Ｓｉの吸収係数との関係から光が深くまで進入してキャリアの生成領域が厚くなってしまう。そして、その光入射部で正孔と電子が混在すると、支持体や表面に達するまでに再結合をしてしまう割合が多くなる。この再結合の割合が捕獲中心からの熱励起によって変化するために、露光量すなわち光生成キャリアの数と表面電位を打ち消すキャリア数が温度によって変化することになり、その結果、感度が温度によって変わることとなる。したがって、光入射部での再結合の割合を少なくする、すなわち捕獲中心となる深い準位を減らし、正孔と電子の混在領域が極力少なくなるように、光の吸収率を大きくし且つキャリアの走行性を改善しなければならない。
【００６０】
感度の直線性は、半導体レーザーやＬＥＤの露光量が多くなるにしたがって、表面から深い場所での光生成キャリアの数が相対的に増加し、表面電荷を打ち消すのに必要なキャリア（正帯電の場合は電子）の走行距離が増加するために生じる。したがって、光入射部の光の吸収率を高めると共に、光入射部の電子の走行性と正孔の走行性を改善しバランスを取らなければならない。
【００６１】
したがって、Ｃｈを少なくしてＥｇを小さくしつつＥｕを制御（低減）した層領域（第２の層領域）を光入射部として設けることにより、熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が改善される。そして、Ｅｇを小さくすることで長波長光の吸収が大きくなり光入射部を薄くすることができるため、正孔−電子の混在領域が縮小できる。また、支持体側の光導電層は、主たるキャリアを正孔としてその走行性を改善した層設計が可能となる。一方、Ｃｈを多くしてＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）した層領域（第１の層領域）を主たる光導電層として支持体側へ設けることによって、熱励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。
【００６２】
つまり、第１の層領域を主たる光導電層として支持体側に設けることによって帯電能、温度特性、光メモリーについて顕著な効果が認められ、第２の層領域を表面側に設けて実質的に光を吸収する層領域とすることによって特に半導体レーザーやＬＥＤを像露光光源として用いたときの感度の温度特性および感度の直線性が大幅に改善される。
【００６３】
本発明は上記構成によって、帯電能の向上と温度特性の向上および光メモリーの低減と、さらに半導体レーザーやＬＥＤを像露光光源として用いた時の感度の温度特性および感度の直線性とを高い次元で両立させ、前記した従来技術における諸問題の全てを解決することができ、極めて優れた電気的・光学的・光導電的特性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す電子写真用光受容部材を得ることができる。
【００６４】
他の層構成として、Ｃｈを多くしてＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）した層領域（第１の層領域）を主たる光導電層として表面側へ設けることによって、熱励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。一方、Ｃｈを少なくしてＥｇを小さくしつつＥｕを制御（低減）した層領域（第２の層領域）を支持体側に設けることによって、熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善されて微少な画像濃度のムラ（ガサツキ）が改善されるとともに、支持体あるいは電荷注入阻止層との密着性が向上して従来よりも小径の支持体への適用が容易になる。
【００６５】
つまり、光導電層の表面側に第１の層領域を設けて実質的に光を吸収する領域とし、第２の層領域を支持体側に設けることによって、帯電能、温度特性、光メモリー、ガサツキ及び密着性の点で顕著な効果が認められる。
【００６６】
本発明は上記構成によって、帯電能の向上と温度特性の向上および光メモリーの低減とを高い次元で両立させ、前記した従来技術における諸問題を解決することができ、極めて優れた電気的・光学的・光導電的特性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す電子写真用光受容部材を得ることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の電子写真用光受容部材について詳細に説明する。
【００６８】
図１は、本発明の電子写真用光受容部材の層構成を説明するための模式的構成図である。
【００６９】
図１（ａ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、水素原子または／及びハロゲン原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ」という。）からなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。
【００７０】
図１（ｂ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第２の層領域（１１２）と第１の層領域（１１１）で構成されている。
【００７１】
図１（ｃ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第２の層領域（１１２）と第１の層領域（１１１）、さらに第２の層領域（１１２）とで構成されている。
【００７２】
図１（ｄ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層（１０３）と、ａ−Ｓｉ系表面層（１０４）とから構成されている。該光導電層は支持体側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。本構成において、第１の層領域と第２の層領域の積層順は必要に応じて入れ替えてもよく、また、支持体側から順に第２の層領域、第１の層領域および第２の層領域で構成してもよい。
【００７３】
図１（ｅ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は支持体側から順にａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層（１０５）と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層（１０３）と、ａ−Ｓｉ系表面層（１０４）とから構成されている。該光導電層は電荷注入阻止層側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。本構成において、第１の層領域と第２の層領域の積層順は必要に応じて入れ替えてもよく、また、電荷注入阻止層側から順に第２の層領域、第１の層領域および第２の層領域で構成してもよい。
【００７４】
支持体
本発明において使用される支持体としては、導電性支持体、又は電気絶縁性部材の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体を用いることができる。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、導電処理した支持体の電気絶縁性部材としては、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、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、セラミック等が挙げられる。
【００７５】
本発明において使用される支持体の形状は、平滑表面あるいは凹凸表面を有する円筒状または無端ベルト状などにすることができる。その厚さは、所望通りの光受容部材を形成し得るように適宜決定するが、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できる範囲内で可能な限り薄くすることが好ましい。しかしながら、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【００７６】
特にレーザー光（例えば７８８ｎｍ）などの可干渉性光を用いて像記録を行う場合には、可視画像において現われる、いわゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するために、支持体の表面に凹凸を設けてもよい。支持体の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法により形成される。
【００７７】
また、レーザー光（例えば７８８ｎｍ）などの可干渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する別の方法として、支持体の表面に複数の球状痕跡窪みによる凹凸を設けてもよい。すなわち、支持体の表面が、光受容部材に要求される解像力よりも微少である凹凸であって複数の球状痕跡窪みによる凹凸を有する。このような支持体の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により形成される。
【００７８】
光導電層
本発明において、その目的を効果的に達成するために、支持体上に形成され光受容層の一部を構成する光導電層は、真空堆積膜形成方法によって所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定される。具体的には、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ法など）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択採用されるが、所望の特性を有する光受容部材を製造するための条件の制御が比較的容易であることから、グロー放電法、特にＲＦ帯またはＶＨＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
【００７９】
グロー放電法によって光導電層を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された所定の支持体上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成する。
【００８０】
また、本発明において光導電層中に水素原子または／及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であるからである。よって水素原子もしくはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子との合計量は、第１の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／及びハロゲン原子との合計量に対して２５原子％以上４０原子％未満とするのが望ましく、第２の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／及びハロゲン原子の合計量に対して１０原子％以上２５原子％未満とするのが望ましい。
【００８１】
本発明において使用されるＳｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さやＳｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えない。
【００８２】
そして、形成される光導電層中に水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御がいっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成する膜特性を得るために、上記のガスにさらにＨ２ガス、Ｈ２とＨｅの混合ガス、あるいは水素原子を含む珪素化合物のガス等を所望量混合して層形成することが必要である。
【００８３】
本発明において使用されるハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものは、例えば、ハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましくものとして挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ２）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、例えばＳｉＦ４、Ｓｉ２Ｆ６等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【００８４】
光導電層中に含有される水素原子または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【００８５】
本発明においては、光導電層には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有されている部分があってもよい。
【００８６】
上記伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周期律表第ＩＩＩｂ族に属する原子（以下「第ＩＩＩｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原子」という。）を用いることができる。
【００８７】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【００８８】
光導電層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、好ましくは１×１０−２〜１００原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０−２〜５０原子ｐｐｍ、最適には１×１０−１〜１０原子ｐｐｍである。
【００８９】
伝導性を制御する原子、例えば第ＩＩＩｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、光導電層を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。
【００９０】
第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状の、又は少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが望ましい。そのような第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質としては、硼素原子導入用としてＢ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣｌ３、ＴｌＣｌ３等も挙げることができる。第Ｖｂ族原子導入用の原料物質としては、燐原子導入用としてＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化燐、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロゲン化燐などが挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、ＳｂＦ５、ＳｂＣｌ３、ＳｂＣｌ５、ＢｉＨ３、ＢｉＣｌ３、ＢｉＢｒ３等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ２又は／及びＨｅにより希釈して使用してもよい。
【００９１】
さらに本発明においては、光導電層に炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子を含有させることも有効である。炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子の含有量は、シリコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の合計量に対して１×１０−５〜１０原子％が好ましく、１×１０−４〜８原子％がより好ましく、１×１０−３〜５原子％が最適である。炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含有されてもよいし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布を有する部分があってもよい。
【００９２】
本発明において、光導電層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、より好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍの範囲である。層厚が２０μｍより薄くなると帯電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となり、５０μｍより厚くなると光導電層の作製時間が長くなって製造コストが高くなる。
【００９３】
また、本発明において、光導電層（第１の層領域＋第２の層領域）厚さに占める第２の層領域の厚さの割合は、光導電層の厚さを１として０．０３〜０．５とすることが望ましい。その割合が０．０３より小さいと、第２の層領域を表面層側に位置させたときには、前露光や像露光を十分に吸収することができず、感度の温度特性や感度の直線性の改善効果が充分に発揮されない。第２の層領域を支持体側に位置させたときには、密着性の向上やガサツキ改善の効果が十分に発揮されない。一方、光導電層全体（第１の層領域＋第２の層領域）に占める第２の層領域の厚さの割合が０．５を超えると、帯電能の向上や帯電能の温度特性の向上の効果が十分に発揮されない。
【００９４】
本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有する光導電層を形成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。
【００９５】
希釈ガスとして使用するＨ２又は／及びＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、第１の層領域の場合、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅの流量を、通常の場合４〜２０倍、好ましくは５〜１５倍、最適には６〜１０倍の範囲に制御し、第２の層領域の場合、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅの流量を、通常の場合０．５〜１０倍、好ましくは１〜８倍、最適には２〜６倍の範囲に制御する。
【００９６】
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、好ましくは５×１０−２〜５×１０２Ｐａ、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａの範囲に制御する。
【００９７】
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、第１の層領域の場合、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比（Ｗ／ＳＣＣＭ）を好ましくは３〜１０、より好ましくは４〜９、最適には５〜８の範囲に設定し、第２の層領域の場合、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比を好ましくは０．３〜５、より好ましくは０．５〜４、最適には１〜３の範囲に設定する。特に、第１の層領域のＳｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比を第２の層領域のそれに比べて大きくし、いわゆるフローリミット領域で形成することが好ましい。
【００９８】
支持体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃に設定する。
【００９９】
以上のガス混合比、反応容器内のガス圧、放電電力および支持体温度の望ましい数値範囲は、独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく、相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めることが望ましい。
【０１００】
表面層
本発明においては、上述のようにして支持体上に形成された光導電層の上に、さらにａ−Ｓｉ系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面（１１０）を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性等において本発明の目的を達成するために設けられる。
【０１０１】
また、本発明においては、光受容層を構成する光導電層および表面層を形成するそれぞれの非晶質材料がシリコン原子という共通の構成要素を有しているため、積層界面において化学的な安定性が十分に確保されている。
【０１０２】
表面層は、ａ−Ｓｉであればいずれの材質でも使用可能であるが、例えば、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子（Ｃ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに酸素原子（Ｏ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに窒素原子（Ｎ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子・酸素原子・窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）等の材料が好適に用いられる。
【０１０３】
本発明において、その目的を効果的に達成するために、表面層は真空堆積膜形成方法によって所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて形成される。具体的には、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択採用されるが、光受容部材の生産性から光導電層と同様な堆積法によることが好ましい。
【０１０４】
例えば、グロー放電法によってａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる表面層を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスとを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層が形成された支持体上にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる層を形成する。
【０１０５】
本発明における表面層の材質としては、アモルファスシリコン材料ならば何れでもよいが、炭素・窒素・酸素から選ばれた元素を少なくとも１つ含むアモルファスシリコン材料が好ましく、特にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘが好ましい。
【０１０６】
表面層をａ−ＳｉＣを主成分として構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の合計量に対して３０〜９０％の範囲が好ましい。
【０１０７】
また、本発明において表面層中に水素原子または／及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠である。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合３０〜７０原子％、好ましくは３５〜６５原子％、より好ましくは４０〜６０原子％とする。また、弗素原子の含有量は、通常の場合は０．０１〜１５原子％、好ましくは０．１〜１０原子％、より好ましくは０．６〜４原子％とする。
【０１０８】
これらの水素または／及びハロゲン含有量の範囲内で形成される光受容部材は、実際面において、従来にない格段に優れたものとして十分適用できるものである。
【０１０９】
表面層内に存在する欠陥（主にシリコン原子や炭素原子のダングリングボンド）は電子写真用光受容部材としての特性に悪影響を及ぼすことが知られている。例えば、自由表面からの電荷の注入による帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い湿度の下で表面構造が変化することによる帯電特性の変動、コロナ帯電時や光照射時に光導電層から表面層に電荷が注入され前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることによる、繰り返し使用時の残像現象の発生などがこの悪影響として挙げられる。しかしながら表面層内の水素含有量を３０原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減少し、その結果、従来に比べて電気的特性および高速連続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。一方、前記表面層中の水素含有量が７０原子％を超えると表面層の硬度が低下するために、繰り返し使用に耐えられなくなる。したがって、表面層中の水素含有量を前記の範囲内に制御することは、格段に優れた所望の電子写真特性を得る上で非常に重要である。表面層中の水素含有量は、原料ガスの流量（比）、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御することができる。
【０１１０】
また、表面層中の弗素含有量を０．０１原子％以上に制御することによって、表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成することが可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとして、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を効果的に防止することができる。しかし、表面層中の弗素含有量が１５原子％を超えると、表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生の効果、及びコロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほとんど認められなくなる。さらに、過剰の弗素原子が表面層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メモリーが顕著に認められてくる。したがって、表面層中の弗素含有量を前記範囲内に制御することが所望の電子写真特性を得る上で重要である。表面層中の弗素含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量（比）、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御することができる。
【０１１１】
本発明の表面層の形成において使用されるＳｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１２】
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１３】
窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、ＮＨ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２等のガス状態の又はガス化し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。また、これらの窒素または酸素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１４】
また、表面層中に導入される水素原子の導入割合の制御をいっそう容易するために、これらのガスにさらに水素ガス、又は水素原子を含む珪素化合物のガスを所望量混合して層形成することが好ましい。なお、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えない。
【０１１５】
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ２）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、例えばＳｉＦ４、Ｓｉ２Ｆ６等の弗化珪素を好ましいものとして挙げることができる。
【０１１６】
表面層中に含有される水素原子または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【０１１７】
炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されてもよいし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布を有した部分があってもよい。
【０１１８】
さらに本発明においては、表面層には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【０１１９】
伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える第ＩＩＩｂ族原子またはｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族原子を用いることができる。
【０１２０】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【０１２１】
表面層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、好ましくは１×１０−３〜１×１０３原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０−２〜５×１０２原子ｐｐｍ、最適には１×１０−１〜１×１０２原子ｐｐｍの範囲である。
【０１２２】
伝導性を制御する原子、例えば第ＩＩＩｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、表面層を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。
【０１２３】
第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状の、又は少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが望ましい。そのような第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質としては、硼素原子導入用としてＢ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣｌ３、ＴｌＣｌ３等も挙げることができる。第Ｖｂ族原子導入用の原料物質としては、燐原子導入用としてＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化燐、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロゲン化燐などが挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、ＳｂＦ５、ＳｂＣｌ３、ＳｂＣｌ５、ＢｉＨ３、ＢｉＣｌ３、ＢｉＢｒ３等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１２４】
本発明における表面層の層厚は、通常０．０１〜３μｍ、好ましくは０．０５〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。層厚が０．０１μｍよりも薄いと光受容部材を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。
【０１２５】
本発明における表面層は、その要求される特性が所望通りに得られるように注意深く形成する。すなわち、Ｓｉと、Ｃ又は／及びＮ又は／及びＯと、Ｈ又は／及びＸとを構成要素とする物質は、その形成条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの形態（総称して「非単結晶」という。）を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を有し、また光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質を各々示すので、本発明においては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成されるように所望にしたがってその形成条件の選択が厳密になされる。
【０１２６】
例えば、表面層を耐圧性の向上を主な目的として設ける場合には、使用環境において電気絶縁性的挙動の顕著な非単結晶材料として形成される。また、連続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として表面層を設ける場合には、上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される光に対してある程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
【０１２７】
本発明の目的を達成し得る特性を有する表面層を形成するには、支持体の温度、反応容器内のガス圧を所望にしたがって適宜設定する必要がある。支持体の温度（Ｔｓ）は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とする。反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、より好ましくは５×１０−２〜５×１０２、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａとする。本発明においては、表面層を形成するための支持体温度やガス圧の望ましい数値範囲は上記範囲が挙げられるが、これらの条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【０１２８】
さらに、本発明においては、光導電層と表面層との間に、炭素原子・酸素原子・窒素原子の含有量を表面層より減らしたブロッキング層（下部表面層）を設けることも帯電能等の特性をさらに向上させるためには有効である。
【０１２９】
また、表面層と光導電層との間に、炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子の含有量が光導電層に向かって減少するように変化する領域を設けてもよい。これにより、表面層と光導電層の密着性を向上させ、光キャリアの表面への移動がスムーズになるとともに、光導電層と表面層との界面での光の反射による干渉の影響をより少なくすることができる。
【０１３０】
電荷注入阻止層
本発明の光受容部材においては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止層は、光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側から光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。
【０１３１】
このような機能を付与するためには、電荷注入阻止層に伝導性を制御する原子を光導電層より比較的多く含有させる。伝導性を制御する原子は、層中に万偏なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。濃度分布が不均一な場合には、支持体側に多く分布するように含有させるのが好ましい。但しいずれの場合も、支持体の表面と平行面内の方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【０１３２】
電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周期律表第ＩＩＩｂ族に属する原子（以下「第ＩＩＩｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原子」という。）を用いることができる。
【０１３３】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。これらの原子の導入用の原料物質は前記光導電層において用いられるものと同様な原料物質を用いることができる。
【０１３４】
本発明における電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定され、好ましくは１０〜１×１０４原子ｐｐｍ、より好ましくは５０〜５×１０３原子ｐｐｍ、最適には１×１０２〜３×１０３原子ｐｐｍである。
【０１３５】
さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられる他の層との間の密着性をよりいっそう向上させることができる。炭素原子・窒素原子・酸素原子は層中に万偏なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。但しいずれの場合にも、支持体の表面と平行面内方向においては均一な分布で万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【０１３６】
本発明における電荷注入阻止層の全層領域に含有される炭素原子または／及び窒素原子または／及び酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決定され、一種の場合はその量として二種以上の場合はその総和量として、好ましくは１×１０−３〜３０原子％、より好ましくは５×１０−３〜２０原子％、最適には１×１０−２〜１０原子％である。
【０１３７】
また、本発明における電荷注入阻止層に含有される水素原子または／及びハロゲン原子は層内に存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素原子とハロゲン原子との和の含有量は、好ましくは１〜５０原子％、より好ましくは５〜４０原子％、最適には１０〜３０原子％である。
【０１３８】
本発明における電荷注入阻止層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍである。層厚が０．１μｍより薄くなると、支持体からの電荷の注入阻止能が不十分になって十分な帯電能が得られなくなり、また５μｍより厚くしても電子写真特性の向上は期待できず、作製時間の延長による製造コストの増加を招くだけである。
【０１３９】
本発明において電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積法が採用される。本発明の目的を達成し得る特性を有する電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層と同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力および支持体の温度を適宜設定することが必要である。
【０１４０】
希釈ガスとして使用するＨ２又は／及びＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅを、通常の場合０．３〜２０倍、好ましくは０．５〜１５倍、最適には１〜１０倍の範囲に制御する。
【０１４１】
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、好ましくは５×１０−２〜５×１０２Ｐａ、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａの範囲に制御する。
【０１４２】
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比（Ｗ／ＳＣＣＭ）を、通常の場合０．５〜８、好ましくは０．８〜７、最適には１〜６の範囲に設定する。
【０１４３】
支持体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃に設定する。
【０１４４】
本発明においては、電荷注入阻止層を形成するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力および支持体温度の望ましい数値範囲は、独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する電荷注入阻止層を形成すべく、相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めることが望ましい。
【０１４５】
この他に、本発明の光受容部材においては、光受容層の前記支持体側に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または／及びハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有する層領域を設けることが望ましい。また、本発明の光受容部材においては、支持体と光導電層あるいは電荷注入阻止層との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例えば、Ｓｉ３Ｎ４・ＳｉＯ２・ＳｉＯあるいはシリコン原子を母体とし、水素原子または／及びハロゲン原子と、炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けてもよい。さらに、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けてもよい。
【０１４６】
光受容層形成装置および膜形成方法
次に、光受容層を形成するための装置および膜形成方法について詳述する。
【０１４７】
図４は、ＲＦ帯の電源周波数を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）による光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。図４に示す製造装置の構成は以下の通りである。
【０１４８】
この装置は大別すると、堆積装置（４１００）、原料ガス供給装置（４２００）、及び反応容器（４１１１）内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積装置（４１００）中の反応容器（４１１１）内には円筒状支持体（４１１２）、支持体加熱用ヒーター（４１１３）、原料ガス導入管（４１１４）が設置され、さらに高周波マッチングボックス（４１１５）が接続されている。
【０１４９】
原料ガス供給装置（４２００）は、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３等の原料ガスボンベ（４２２１〜４２２６）、バルブ（４２３１〜４２３６，４２４１〜４２４６，４２５１〜４２５６）及びマスフローコントローラー（４２１１〜４２１６）から構成され、各原料ガスボンベはバルブ（４２６０）を介して反応容器（４１１１）内のガス導入管（４１１４）に接続されている。
【０１５０】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。
【０１５１】
まず、反応容器（４１１１）内に円筒状支持体（４１１２）を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター（４１１３）により円筒状支持体の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。
【０１５２】
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（４１１１）に流入させるには、まず、原料ガスボンベバルブ（４２３１〜４２３６）及び反応容器リークバルブ（４１１７）が閉じられていることを確認し、また、ガス流入バルブ（４２４１〜４２４６）、ガス流出バルブ（４２５１〜４２５６）及び補助バルブ（４２６０）が開かれていることを確認し、その後にメインバルブ（４１１８）を開いて反応容器及びガス配管内（４１１６）を排気する。
【０１５３】
次に、真空計（４１１９）の読みが約１×１０−２Ｐａになった時点で補助バルブ及びガス流出バルブを閉じる。
【０１５４】
その後、原料ガスボンベから各ガスをバルブ（４２３１〜４２３６）を開いて導入し、圧力調整器（４２６１〜４２６６）により各ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ２に調整する。次いでガス流入バルブ（４２４１〜４２４６）を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー内に導入する。
【０１５５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。
【０１５６】
円筒状支持体が所定の温度になったところでガス流出バルブ（４２５１〜４２５６）のうちの必要なもの及び補助バルブ（４２６０）を徐々に開き、原料ガスボンベから所定のガスをガス導入管を介して反応容器内に導入する。次にマスフローコントローラーによって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器内の圧力が１．５×１０２Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計を見ながらメインバルブの開口を調整する。内圧が安定したところで、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックスを通じて反応容器内にＲＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【０１５７】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【０１５８】
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器内や、ガス流出バルブから反応容器に至る配管内に残留することを避けるために、ガス流出バルブを閉じ、補助バルブを開き、さらにメインバルブを全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
【０１５９】
また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行なっている間は、円筒状支持体を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。
【０１６０】
さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の形成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【０１６１】
堆積膜形成時の支持体温度は、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃である。
【０１６２】
支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱体を用いればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体や気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。これら以外にも、反応容器の外部に加熱専用の容器を設け、そこで加熱した後、反応容器内へ真空下で支持体を搬送する方法が用いられる。
【０１６３】
【実験例】
以下、実験例により本発明の効果を具体的に説明する。
【０１６４】
実験例１
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、表１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順で光導電層を形成した。
【０１６５】
一方、アルミニウムシリンダーに代えて、サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形のサンプルホルダーを設置し、ガラス基板（コーニング社 ７０５９）及びＳｉウエハー上にそれぞれ上記光導電層の形成条件で膜厚約１μｍのａ−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜は、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）を測定した後、Ｃｒの串型電極を蒸着し、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネルギー（Ｅｕ）を測定した。Ｓｉウエハー上の堆積膜は、ＦＴＩＲにより水素含有量（Ｃｈ）を測定した。
【０１６６】
表１の例では第１の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕはそれぞれ３５原子％、１．８６ｅＶ、５５ｍｅＶであり、第２の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕはそれぞれ１５原子％、１．７３ｅＶ、５３ｍｅＶであった。
【０１６７】
次いで、第２の層領域においてＳｉＨ４ガス流量、ＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとの混合比、ＳｉＨ４ガス流量と放電電力との比率、ならびに支持体温度を種々変えることによって、第２の層領域のＥｇ（Ｃｈ）、Ｅｕの異なる種々の光受容部材を作製した。なお、第１の光導電層および第２の層領域の膜厚はそれぞれ２０μｍおよび１０μｍに固定した。
【０１６８】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造）にセットして、電位特性の評価を行った。その際、プロセススピード３８０ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長７００ｎｍのＬＥＤ）４ ｌｕｘ・ｓｅｃ、帯電器の電流値１０００μＡの条件において、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅｌ ３４４）の電位センサーにより光受容部材の表面電位を測定し、それを帯電能とした。また、光受容部材に内蔵したドラムヒーターにより、温度を室温（約２５℃）から４５℃まで変えて、上記条件にて各温度での帯電能を測定し、そのときの温度１℃当たりの帯電能の変化の割合を帯電能の温度特性とした。そして、室温と４５℃のそれぞれについて暗電位が４００Ｖとなるように帯電条件を設定し、像露光光源に６８０ｎｍのＬＥＤを用いてＥ−Ｖ特性（曲線）を測定して、感度の温度特性および感度の直線性を評価した。また、光メモリーについては、感度と同様に像露光光源に６８０ｎｍのＬＥＤを用い、上述の条件下において同様の電位センサーによって、非露光状態での表面電位と一旦露光した後に再度帯電した時の表面電位との電位差を測定し、その値をメモリー電位とした。
【０１６９】
本例のＥｇ、Ｅｕと、帯電能、帯電能の温度特性、光メモリー、感度の温度特性および感度の直線性との関係をそれぞれ図５、図６、図７、図８、図９に示す。それぞれの特性は、光導電層（膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図５、図６、図７、図８、図９から明らかなように、第２の層領域においてＥｇが１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下の条件において、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性および感度の直線性いずれも良好な特性を得られることがわかった。
【０１７０】
また、露光光源をＬＥＤに代えて半導体レーザー（波長６８０ｎｍ）にした場合も同様の結果が得られることがわかった。
【０１７１】
【表１】
【０１７２】
実験例２
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製し、その際、光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）を変えて作製した。
【０１７３】
作製した個々の光受容部材について実験例１と同様にして電位特性の評価を行った。
【０１７４】
本例の光導電層に占める第２の層領域の割合と、帯電能、感度の温度特性および感度の直線性との関係を、それぞれ図１０、図１１及び図１２に示す。それぞれの特性は、光導電層（総膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図１０、図１１及び図１２から明らかなように、第２の層領域を表面側に配設した場合、光導電層全体の厚さに占める第２の層領域の厚さの割合（光導電層に占める第２の層領域の割合）が０．１５〜０．５において、帯電能、感度の温度特性および感度の直線性いずれも良好な特性を得られることがわかった。
【０１７５】
実験例３
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、第１の層領域と第２の層領域の積層順を逆転して、電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順で光導電層を形成した。
【０１７６】
作製した個々の光受容部材について前露光光源を波長５６５ｎｍのＬＥＤに代え、像露光光源をハロゲンランプに代えた以外は実験例１と同様にして電位特性の評価を行い、さらに画像特性としてベタ黒画像による濃度分布いわゆるガサツキについて調べた。その結果、第２の層領域においてＥｇが１．７以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下の条件において、光導電層を第１の層領域のみで構成した場合に比べ、帯電能および帯電能の温度特性が向上し、さらにガサツキレベルも向上することがわかった。
【０１７７】
実験例４
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例３と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。そして、光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）を変えて光導電層を形成した。
【０１７８】
作製した個々の光受容部材について実験例３と同様の特性評価を行った。
【０１７９】
本例の光受容部材において、その光導電層に占める第２の層領域の割合と帯電能の温度特性およびガサツキレベルとの関係を図１３および図１４に示す。このとき、光導電層（総膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図１３および図１４から明らかなように、第２の層領域を支持体側に配設した場合、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件において、帯電能の温度特性およびガサツキレベルが良好であることがわかった。
【０１８０】
さらに、支持体の直径を６０ｍｍ、３０ｍｍと小さくして光受容部材を作製したところ、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件においていずれも膜剥れによる画像欠陥は認められなかった。
【０１８１】
実験例５
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。この際、電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順で積層した。
【０１８２】
作製した個々の光受容部材について実験例１と同様の評価を行い、さらに実験例３と同様の画像評価を行ったところ、第２の層領域においてＥｇが１．７ｅｖ以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下とし、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件において、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性、感度の直線性およびガサツキレベルの全てにおいて特性の改善が認められた。
【０１８３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。
【０１８４】
参考例１
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とした。表２に光受容部材の作製条件を示した。
【０１８５】
本例の光受容部材において、その光導電層の第１の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ３５原子％、１．８４ｅＶ、５５ｍｅＶであり、第２の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ２０原子％、１．７５ｅＶ、５４ｍｅＶであった。
【０１８６】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性および感度の直線性ともに良好な結果が得られた。
【０１８７】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されずその他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好な電子写真特性が得られた。
【０１８８】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とした場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１８９】
【表２】
【０１９０】
参考例２
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表３に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９１】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１９２】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１９３】
【表３】
【０１９４】
参考例３
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１のＨ2に代えてＨｅを使用し、また参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表４に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９５】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１９６】
すなわち、Ｈ２に代えてＨｅを使用し、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１９７】
【表４】
【０１９８】
参考例４
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子を含有させた。表５に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９９】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０２００】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子を含有させた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２０１】
【表５】
【０２０２】
参考例５
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表６に光受容部材の作製条件を示した。
【０２０３】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光はハロゲンランプ。）にセットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリーともに良好な結果が得られた。
【０２０４】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好であり、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２０５】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２０６】
【表６】
【０２０７】
参考例６
本例では、参考例１〜５で用いた支持体に代えて直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、光導電層と表面層との間に、炭素原子の含有量を表面層より減らし伝導性を制御する原子を含有させた中間層（上部阻止層）を設けた。表７に光受容部材の作製条件を示した。
【０２０８】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６０３０を実験用に改造。像露光はハロゲンランプ。）にセットして、参考例５と同様の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリーともに良好な結果が得られた。
【０２０９】
また、作製した光受容部材を負帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好であり、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２１０】
すなわち、直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、光導電層と表面層との間に、炭素原子の含有量を表面層より減らし、伝導性を制御する原子を含有させた中間層（上部阻止層）を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２１１】
【表７】
【０２１２】
実施例１
本例では、直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順とし、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表８に光受容部材の作製条件を示した。
【０２１３】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６０３０を実験用に改造。）にセットして、像露光としてハロゲンランプ、ＬＥＤ（波長６８０ｎｍ）及びレーザー（波長６８０ｎｍ）を用いて電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性、感度の直線性ともに良好な結果が得られた。
【０２１４】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好な電子写真特性が得られ、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２１５】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順とした構成とし、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２１６】
【表８】
【０２１７】
参考例７
本例では、参考例１に対して、Ｈ2に加えてＨｅを使用し、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子を表面層に含有させた。表９に光受容部材の作製条件を示した。
【０２１８】
作製した光受容部材を参考例１と同様の評価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０２１９】
すなわち、光導電層をＨ２に加えてＨｅを使用し、電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子を含有させた表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２２０】
【表９】
【０２２１】
【発明の効果】
本発明によれば、光受容部材の使用温度領域での帯電能および感度の温度特性が飛躍的に改善されるとともに光メモリーの発生を実質的になくすることができるために、光受容部材の使用環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明に出てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ることができる。
【０２２２】
したがって、本発明の電子写真用光受容部材を前述のごとき特定の構成とすることによって、ａ−Ｓｉで構成された従来の電子写真用光受容部材における諸問題を解決することができ、特に、きわめて優れた電気的・光学的・光導電特性、画像特性、耐久性および使用環境特性を示す。
【０２２３】
本発明によれば、光導電層に光学的バンドギャップの異なる層領域を設け、表面側に光学的バンドギャップの小さい層領域を配設することによって、半導体レーザーやＬＥＤを露光光源に用いたときの周囲環境の変動に対する感度の変化が抑制され、極めて優れた電位特性および画像特性が得られる。
【０２２４】
また、光導電層に光学的バンドギャップの異なる層領域を設け、支持体側に光学的バンドギャップの小さい層領域を配設することによって、画像濃度の微少なムラが抑制されて極めて優れた電位特性および画像特性を有するとともに小径の支持体への適用が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真用光受容部材の層構成の模式的説明図である。
【図２】本発明における指数関数裾の特性エネルギーを説明するためのアモルファスシリコンのサブバンドギャップ光吸収スペクトルの一例を示す説明図である。
【図３】本発明における感度の温度特性および感度の直線性を説明するためのアモルファスシリコン感光体の露光量−表面電位曲線の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の電子写真用光受容部材の製造装置の一例であり、ＲＦ帯の高周波電源を用いた高周波プラズマＣＶＤ法による光受容部材の製造装置の模式的構成図である。
【図５】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能との関係を示す図である。
【図６】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能の温度特性との関係を示す図である。
【図７】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）とメモリーとの関係を示す図である。
【図８】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と感度の温度特性との関係を示す図である。
【図９】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と感度の直線性との関係を示す図である。
【図１０】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と帯電能との関係を示す図である。
【図１１】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と感度の温度特性との関係を示す図である。
【図１２】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と感度の直線性との関係を示す図である。
【図１３】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と帯電能の温度特性との関係を示す図である。
【図１４】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）とベタ黒画像による濃度分布（ガサツキ）との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 支持体
１０２ 光受容層
１０３ 光導電層
１０４ 表面層
１０５ 電荷注入阻止層
１１１ 第１の層領域
１１２ 第２の層領域
１１０ 自由表面
４１００ 堆積装置
４１１１ 反応容器
４１１２ 円筒状支持体
４１１３ 支持体加熱用ヒーター
４１１４ 原料ガス導入管
４１１５、５１１６ マッチングボックス
４１１６ 原料ガス配管
４１１７ 反応容器リークバルブ
４１１８ メイン排気バルブ
４１１９ 真空計
４２００ 原料ガス供給装置
４２１１〜４２１６ マスフローコントローラー
４２２１〜４２２６ 原料ガスボンベ
４２３１〜４２３６ 原料ガスボンベバルブ
４２４１〜４２４６ ガス流入バルブ
４２５１〜４２５６ ガス流出バルブ
４２６１〜４２６６ 圧力調整器
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に用いられる電子写真用光受容部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成分野において、光受容部材の光受容層を形成する光導電材料は、次のような特性が要求される。高感度であること、ＳＮ比（光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ））が高いこと、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早いこと、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害であること等である。特に、光受容部材が、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる場合は、上記の使用時における無害性は重要である。
【０００３】
上記の特性が優れている光導電材料としては、水素化アモルファスシリコンが挙げられ、例えば、特公昭６０−３５０５９号公報には電子写真用光受容部材としての応用が記載されている。
【０００４】
このような光受容部材の作製は、一般的には、導電性支持体を５０〜３５０℃に加熱し、この支持体上に、真空蒸着法・スパッタリング法・イオンプレーティング法・熱ＣＶＤ法・光ＣＶＤ法・プラズマＣＶＤ法等の成膜法によってアモルファスシリコンからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマＣＶＤ法による製造方法が好適であり、実用されている。このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスを高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、導電性支持体上にアモルファスシリコンの堆積膜を形成するものである。
【０００５】
また、特開昭５４−８３７４６号公報においては、ハロゲン原子を含むアモルファスシリコンからなる光導電層を導電性支持体上に形成した電子写真用光受容部材が提案されている。この公報においては、アモルファスシリコンにハロゲン原子を１〜４０原子％含有させることによって、耐熱性が高くなり、且つ電子写真用光受容部材の光導電層として良好な電気的・光学的特性を得ることができるとしている。
【０００６】
特開昭５７−１１５５５６号公報には、暗抵抗値・光感度・光応答性等の電気的・光学的・光導電的特性、及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を形成する技術が記載されている。
【０００７】
特開昭６２−１６８１６１公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
【０００８】
特開昭６２−８３４７０号公報には、電子写真用感光体の光導電層において光吸収スペクトルの指数関数裾の特性エネエルギーを０．０９ｅＶ以下にすることによって、残像現象のない高品質の画像を得る技術が開示されている。
【０００９】
特開昭５８−２１２５７号公報には、光導電層の作製中に支持体温度を変化させ、光導電層内で禁止帯幅を変化させることによって、高抵抗であって光感度領域の広い感光体を得る技術が開示されている。
【００１０】
特開昭５９−１４３３７９号公報および特開昭６１−２０１４８１号公報には、水素含有量の異なる水素化アモルファスシリコンを積層することによって、暗抵抗が高く高感度の感光体を得る技術が開示されている。
【００１１】
一方、特開昭６０−９５５５１号公報には、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を３０〜４０℃に維持しながら帯電・露光・現像・転写の画像形成行程を行うことによって、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下、及びそれに伴って発生する画像流れを防止する技術が開示されている。
【００１２】
これらの技術により、電子写真用光受容部材の電気的特性・光学的特性・光導電特性および使用環境特性が向上し、それらに伴って画像品質も向上してきた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アモルファスシリコン系材料で構成された光導電層を有する従来の電子写真用光受容部材は、電気的特性・光学的特性・光導電特性・使用環境特性・耐久性においてこれらの個々では性能の向上が図られてはいるが、総合的には不十分であり、さらに改良すべき余地があった。
【００１４】
特に、電子写真装置の高画質化・高速化・高耐久化は急速に進んでおり、電子写真用光受容部材においては電気的特性や光導電特性のさらなる向上とともに、帯電能や感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を高めることが求められている。そして、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置・現像装置・転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
【００１５】
このような状況において、前述した従来技術により上記課題についてある程度の特性の向上が可能になってはきたが、さらなる帯電能や画像品質の向上に関しては未だ十分とはいえない。特にアモルファスシリコン系光受容部材のさらなる高画質化への課題として、周囲の温度変化による電子写真特性（帯電能など）の変動を抑えること（使用環境特性の改善）、及びブランクメモリーやゴーストといった光メモリーを低減すること（光導電特性の改善）がいっそう求められるようになってきた。
【００１６】
例えば、従来は感光体の画像流れの防止のために、前記特開昭６０−９５５５１号公報に記載されているように、複写機内に設置したドラムヒーターによって感光体の表面温度を４０℃程度に保っていた。しかしながら、従来の感光体では前露光キャリアや熱励起キャリアの生成に起因した帯電能の温度依存性が大きいため、複写機内の実際の使用環境下では、感光体が本来有しているよりも低い帯電能の状態で使用せざるを得なかった。例えば、室温での使用時に比べて、ドラムヒーターで４０℃程度に加熱している状態では帯電能が１００Ｖ程度低下してしまっていた。
【００１７】
また、従来は複写機を使用しない間（例えば夜間など）でもドラムヒーターに通電することによって、帯電器のコロナ放電により生成するオゾン生成物が感光体表面に吸着することにより発生する画像流れを防止していた。しかし、現在では省電力化のために複写機を使用しない夜間などの通電は極力行わないようになってきている。通電を行わない状態で複写を行うと、複写機内の感光体周囲の温度が徐々に上昇し、それにともなって帯電能が低下するため、複写中に画像濃度が変わってしまうという現象が生じていた。
【００１８】
さらに、同一原稿を連続して繰り返し複写すると、前回の複写行程での像露光の残像が次回の複写時に画像上に生じる現象（ゴースト）や、トナーを節約するために連続複写時の紙間において感光体に照射するブランク露光の影響により複写画像上に濃度差が生じる現象（ブランクメモリー）等が画像品質を向上させる上で問題になってきた。
【００１９】
一方、近年のオフィスや一般家庭へのコンピュータの普及が進み、電子写真装置も従来の複写機としてだけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を担うためにデジタル化することが求められるようになってきた。そのための露光光源として用いられる半導体レーザーやＬＥＤは、発光強度や価格の点から近赤外から赤色可視光までの比較的長波長のものが主流である。そのため、従来のハロゲン光を用いたアナログ機には見られなかった特性上の問題を解決することが求められるようになった。
【００２０】
特に、露光量と感光体表面電位の関係、いわゆるＥ−Ｖ特性（曲線）が温度によってシフトすること（感度の温度特性）や、Ｅ−Ｖ特性（曲線）の直線性（感度の直線性）が低下することが、半導体レーザーやＬＥＤを用いた場合の特徴として注目されるようになってきた。すなわち、半導体レーザーやＬＥＤを露光光源として用いたデジタル機においては、感光体温度を前述のドラムヒーターにより制御を行わない場合、感度の温度特性や感度の直線性の低下のために、周囲の温度によって感度が変化して画像濃度が変わってしまうという新たな問題が生じていた。
【００２１】
したがって、電子写真用光受容部材を設計する際に、上記のような問題が解決されるように、層構成や各層の化学的組成などの総合的な観点からの改良を図ると共に、アモルファスシリコン系材料そのものの一段の特性の改良を図ることが必要とされている。
【００２２】
そこで本発明の目的は、上述した従来のアモルファスシリコン系材料で構成された光受容層を有する電子写真用光受容部材における諸問題を解決することを目的とするものである。
【００２３】
すなわち、本発明の主たる目的は、帯電能の向上と、その温度特性の向上および光メモリーの低減とが高次元で両立・達成され、画像品質が飛躍的に向上した電子写真用光受容部材を提供することである。
【００２４】
また、像露光光源として半導体レーザーやＬＥＤを用いたときの感度の温度特性や感度の直線性が改善され、画像品質が飛躍的に向上した電子写真用光受容部材を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは、光導電層のキャリアの挙動に着目し、アモルファスシリコン系材料（以下「ａ−Ｓｉ」という。）のバンドギャップ内の局在状態密度分布と温度特性や光メモリーとの関係について鋭意検討した。その結果、光導電層の厚さ方向において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって上記目的を達成できるという知見を得た。
【００２６】
すなわち、水素原子または／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層を有する電子写真用光受容部材において、その層構造が特定化された光受容部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の光受容部材と比較してあらゆる点において優れていること、特に電子写真用の光受容部材として優れた特性を有していることを見い出した。
【００２７】
また、本発明者らは、像露光光源として長波長光（半導体レーザーやＬＥＤ）を用いた場合の光電変換に関わる光入射部において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって感度の温度特性や感度の直線性をも改善することができるという知見を得た。
【００２８】
さらに、本発明者らは、支持体あるいは阻止層との界面領域において、水素含有量、光学的バンドギャップ及びバンドギャップ内の局在状態密度分布を制御することによって支持体あるいは阻止層との密着性が向上すると共に画像濃度の均一性（いわゆるガサツキ）をも改善することができるという知見を得た。
【００２９】
これらの知見から、本発明者らは以下の発明を完成した。
【００３０】
第１の発明は、少なくとも導電性支持体と、水素原子または／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層とを備えた電子写真用光受容部材において、光子エネルギー（ｈν）を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数（α）を従属変数とする式（Ｉ）
ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α1 （Ｉ）
で表される関数の直線関係部分（指数関数裾）から得られる特性エネルギー（Ｅｕ）が５５ｍｅＶ以下であり、水素原子または／及びハロゲン原子の含有量（Ｃｈ）が２５原子％以上４０原子％未満であり、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）が１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満である第１の層領域と、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下であり、Ｃｈが１０原子％以上２５原子％未満であり、Ｅｇが１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満である第２の層領域とを前記光導電層が有し、該光導電層は前記第２の層領域の上に前記第１の層領域が配設され、さらにその上に前記第２の層領域が配設され、且つ、該光導電層全体の厚さに占める前記第２の層領域の厚さの割合が０．０３〜０．５であることを特徴とする電子写真用光受容部材に関する。
【００３４】
第２の発明は、光導電層中に、周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つが含有された第１の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３６】
第３の発明は、光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた第１又は第２の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３７】
第４の発明は、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つ及び周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つを含む、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の上に光導電層が設けられ、該光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた第１〜第３のいずれかの発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３８】
第５の発明は、電荷注入阻止層の厚さが０．１〜５μｍである第４の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００３９】
第６の発明は、表面層の厚さが０．０１〜３μｍである第３、第４又は第５の発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００４０】
第７の発明は、光導電層の厚さが２０〜５０μｍである第１〜第６のいずれかの発明の電子写真用光受容部材に関する。
【００４１】
上記本発明における「光」とは、広義の光であって、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線などのような電磁波をいう。
【００４２】
上記本発明における「指数関数裾」および「特性エネルギー」については、図２を用いて詳しく説明する。
【００４３】
図２に、横軸に光子エネルギーｈν、対数軸である縦軸に吸収係数αをとった場合のａ−Ｓｉのサブバンドギャップ光吸収スペクトルの一例を示す。このスペクトルは大きく二つの領域に分けられる。すなわち、吸収係数αが光子エネルギーｈνに対して指数関数的、すなわち図２において直線的に変化する領域Ｂ（「指数関数裾」または「アーバックテイル」）と、吸収係数αが光子エネルギーｈνに対してより緩やかな依存性を示す領域Ａである。
【００４４】
上記の領域Ｂは、ａ−Ｓｉ中の価電子帯側のテイル準位から伝導帯への光学遷移による光吸収に対応し、領域Ｂの吸収係数αの光子エネルギーｈνに対する指数関数的依存性は次式で表される。
【００４５】
α＝α。ｅｘｐ（ｈν／Ｅｕ）
この両辺の対数をとると
ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α１
ただし、α１＝ｌｎα。（定数）
となり、特性エネルギーＥｕの逆数（１／Ｅｕ）が、領域Ｂの傾きを表すことになる。Ｅｕは、価電子帯側のテイル準位の指数関数的エネルギー分布の特性エネルギーに相当するため、Ｅｕが小さければ価電子帯側のテイル準位が少ないことを意味する。
【００４６】
次に、本発明における感度の温度特性および感度の直線性について図３を用いて説明する。
【００４７】
図３は、室温（ドラムヒーターＯＦＦ）と約４５℃（ドラムヒーターＯＮ）において、それぞれ感光体の暗電位として４００Ｖの表面電位に帯電し、次に露光光源として６８０ｎｍのＬＥＤ光を照射して露光量を変えた時の表面電位（明電位）の変化、いわゆるＥ−Ｖ特性（Ｅ−Ｖ曲線）の一例である。なお、露光量は、表面電位が下限となる露光量を１としたときの相対値で示した。
【００４８】
感度の温度特性は、暗電位と明電位の差が２００Ｖ（Δ２００）となるときの露光量（半減露光量）の室温での値と約４５℃での値との差である。
【００４９】
また、感度の直線性は、暗電位と明電位の差が３５０Ｖ（Δ３５０）となるときの露光量（実測値）と、露光なしの点（暗状態）と半減露光量を照射した状態の点とを結ぶ直線を外挿してΔ３５０となるときの露光量（計算値）との差である。
【００５０】
感度の温度特性および感度の直線性のいずれもその値が小さいほど感光体として良好な特性を示す。
【００５１】
本発明者らは、光学的バンドギャップ（以下「Ｅｇ」という。）及び上記指数関数裾の特性エネルギー（以下「Ｅｕ」という。）と感光体特性との相関を種々の条件において調べた結果、Ｅｇ及びＥｕと、ａ−Ｓｉ感光体の帯電能、温度特性および光メモリーとが密接な関係にあることを見い出し、さらに、Ｅｇの異なる層を積層することによって良好な感光体特性が発揮されることを見い出し本発明を完成するに至った。
【００５２】
特に、像露光光源として半導体レーザーやＬＥＤを用いたときの光入射部のＥｇ及びＥｕと感光体特性とを詳細に検討した結果、Ｅｇ及びＥｕと感度の温度特性および感度の直線性とが密接な関係にあることを見い出し、これにより、光入射部のＥｇ及びＥｕを特定の範囲内に制御することによって半導体レーザーやＬＥＤといった長波長光に適した感光体特性が発揮されることを見い出し本発明を完成するに至った。
【００５３】
すなわち、Ｅｇが大きく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を主たる光導電層とすることにより、帯電能を向上させつつ温度特性を向上させ且つ光メモリーを実質的になくすことができること、そして、Ｅｇが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を光導電層の表面側に配設して光電変換部とすることによって、感度の温度特性および感度の直線性を大幅に改善することができることが本発明者らの実験により明らかになった。
【００５４】
また、Ｅｇが大きく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を主たる光導電層とし、光学的バンドギャップが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を支持体あるいは阻止層側に配設することによって、帯電能の向上と、その温度特性の向上および光メモリーの低減とを両立させ、さらに密着性の向上により小径の支持体への積層に伴う応力の増大にも十分対応できると共に、画像濃度の微少領域での均一性（いわゆるガサツキ）をも改善することができることも明らかになった。
【００５５】
以下、これらをさらに詳しく説明する。一般的に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱れに基づくテイル（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダングリングボンド）等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの準位は電子や正孔の捕獲、再結合中心として働き、素子の特性を低下させる原因になることが知られている。
【００５６】
このようなバンドギャップ内の局在準位の状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温容量過渡分光法、光熱偏向分光法、光音響分光法、一定光電流法等が用いられている。中でも一定光電流法（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ、以下「ＣＰＭ」と略記する。）は、ａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基づくサブバンドギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法として有用である。
【００５７】
ドラムヒーター等で感光体を加熱したときに帯電能が低下する原因（帯電能の温度依存性）として次のようなことが挙げられる。熱励起されたキャリアが、帯電時の電界に引かれて、バンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局在準位への捕獲・放出を繰り返しながら表面に走行することによって、表面電荷を打ち消してしまう。この時、帯電器を通過する間（帯電中）に表面に到達したキャリアについては帯電能の低下にはほとんど影響がないが、深い準位に捕獲されたキャリアについては、帯電器を通過した後（帯電後）に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度特性（帯電能の低下）として観測される。また、帯電器を通過した後に熱励起されたキャリアも表面電荷を打ち消し帯電能の低下を引き起こす。したがって、光学的バンドギャップを大きくすることによって熱励起キャリアの生成を抑える、あるいはキャリアの走行性を向上させることが温度特性の向上のために必要である。
【００５８】
光メモリーは、ブランク露光や像露光により生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在準位に捕獲され、光導電層内にキャリアが残留することによって生じる。すなわち、ある複写行程において生じた光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他の部分よりも低くなり、その結果、画像上に濃淡が生じる。したがって、光キャリアが光導電層内に極力残留することなく、１回の複写行程で走行するように、キャリアの走行性を改善しなければならない。
【００５９】
感度の温度特性は、光導電層の電子と正孔の走行性の違いが大きい上に走行性が温度によって変化するために生じる。光入射部ではキャリア（電子−正孔対）が生成され、正帯電の場合、電子は表面層側へ正孔は支持体側へと走行するが、半導体レーザーやＬＥＤではその波長とａ−Ｓｉの吸収係数との関係から光が深くまで進入してキャリアの生成領域が厚くなってしまう。そして、その光入射部で正孔と電子が混在すると、支持体や表面に達するまでに再結合をしてしまう割合が多くなる。この再結合の割合が捕獲中心からの熱励起によって変化するために、露光量すなわち光生成キャリアの数と表面電位を打ち消すキャリア数が温度によって変化することになり、その結果、感度が温度によって変わることとなる。したがって、光入射部での再結合の割合を少なくする、すなわち捕獲中心となる深い準位を減らし、正孔と電子の混在領域が極力少なくなるように、光の吸収率を大きくし且つキャリアの走行性を改善しなければならない。
【００６０】
感度の直線性は、半導体レーザーやＬＥＤの露光量が多くなるにしたがって、表面から深い場所での光生成キャリアの数が相対的に増加し、表面電荷を打ち消すのに必要なキャリア（正帯電の場合は電子）の走行距離が増加するために生じる。したがって、光入射部の光の吸収率を高めると共に、光入射部の電子の走行性と正孔の走行性を改善しバランスを取らなければならない。
【００６１】
したがって、Ｃｈを少なくしてＥｇを小さくしつつＥｕを制御（低減）した層領域（第２の層領域）を光入射部として設けることにより、熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が改善される。そして、Ｅｇを小さくすることで長波長光の吸収が大きくなり光入射部を薄くすることができるため、正孔−電子の混在領域が縮小できる。また、支持体側の光導電層は、主たるキャリアを正孔としてその走行性を改善した層設計が可能となる。一方、Ｃｈを多くしてＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）した層領域（第１の層領域）を主たる光導電層として支持体側へ設けることによって、熱励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。
【００６２】
つまり、第１の層領域を主たる光導電層として支持体側に設けることによって帯電能、温度特性、光メモリーについて顕著な効果が認められ、第２の層領域を表面側に設けて実質的に光を吸収する層領域とすることによって特に半導体レーザーやＬＥＤを像露光光源として用いたときの感度の温度特性および感度の直線性が大幅に改善される。
【００６３】
本発明は上記構成によって、帯電能の向上と温度特性の向上および光メモリーの低減と、さらに半導体レーザーやＬＥＤを像露光光源として用いた時の感度の温度特性および感度の直線性とを高い次元で両立させ、前記した従来技術における諸問題の全てを解決することができ、極めて優れた電気的・光学的・光導電的特性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す電子写真用光受容部材を得ることができる。
【００６４】
他の層構成として、Ｃｈを多くしてＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）した層領域（第１の層領域）を主たる光導電層として表面側へ設けることによって、熱励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。一方、Ｃｈを少なくしてＥｇを小さくしつつＥｕを制御（低減）した層領域（第２の層領域）を支持体側に設けることによって、熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるため、キャリアの走行性が飛躍的に改善されて微少な画像濃度のムラ（ガサツキ）が改善されるとともに、支持体あるいは電荷注入阻止層との密着性が向上して従来よりも小径の支持体への適用が容易になる。
【００６５】
つまり、光導電層の表面側に第１の層領域を設けて実質的に光を吸収する領域とし、第２の層領域を支持体側に設けることによって、帯電能、温度特性、光メモリー、ガサツキ及び密着性の点で顕著な効果が認められる。
【００６６】
本発明は上記構成によって、帯電能の向上と温度特性の向上および光メモリーの低減とを高い次元で両立させ、前記した従来技術における諸問題を解決することができ、極めて優れた電気的・光学的・光導電的特性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す電子写真用光受容部材を得ることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の電子写真用光受容部材について詳細に説明する。
【００６８】
図１は、本発明の電子写真用光受容部材の層構成を説明するための模式的構成図である。
【００６９】
図１（ａ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、水素原子または／及びハロゲン原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ」という。）からなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。
【００７０】
図１（ｂ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第２の層領域（１１２）と第１の層領域（１１１）で構成されている。
【００７１】
図１（ｃ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる光導電性を有する光導電層（１０３）で構成され、該光導電層は支持体側から順に第２の層領域（１１２）と第１の層領域（１１１）、さらに第２の層領域（１１２）とで構成されている。
【００７２】
図１（ｄ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層（１０３）と、ａ−Ｓｉ系表面層（１０４）とから構成されている。該光導電層は支持体側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。本構成において、第１の層領域と第２の層領域の積層順は必要に応じて入れ替えてもよく、また、支持体側から順に第２の層領域、第１の層領域および第２の層領域で構成してもよい。
【００７３】
図１（ｅ）に示す電子写真用光受容部材は、電子写真用光受容部材用としての支持体（１０１）上に光受容層（１０２）が設けられている。該光受容層は支持体側から順にａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層（１０５）と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層（１０３）と、ａ−Ｓｉ系表面層（１０４）とから構成されている。該光導電層は電荷注入阻止層側から順に第１の層領域（１１１）と第２の層領域（１１２）で構成されている。本構成において、第１の層領域と第２の層領域の積層順は必要に応じて入れ替えてもよく、また、電荷注入阻止層側から順に第２の層領域、第１の層領域および第２の層領域で構成してもよい。
【００７４】
支持体
本発明において使用される支持体としては、導電性支持体、又は電気絶縁性部材の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体を用いることができる。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、導電処理した支持体の電気絶縁性部材としては、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、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、セラミック等が挙げられる。
【００７５】
本発明において使用される支持体の形状は、平滑表面あるいは凹凸表面を有する円筒状または無端ベルト状などにすることができる。その厚さは、所望通りの光受容部材を形成し得るように適宜決定するが、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できる範囲内で可能な限り薄くすることが好ましい。しかしながら、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【００７６】
特にレーザー光（例えば７８８ｎｍ）などの可干渉性光を用いて像記録を行う場合には、可視画像において現われる、いわゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するために、支持体の表面に凹凸を設けてもよい。支持体の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法により形成される。
【００７７】
また、レーザー光（例えば７８８ｎｍ）などの可干渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する別の方法として、支持体の表面に複数の球状痕跡窪みによる凹凸を設けてもよい。すなわち、支持体の表面が、光受容部材に要求される解像力よりも微少である凹凸であって複数の球状痕跡窪みによる凹凸を有する。このような支持体の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により形成される。
【００７８】
光導電層
本発明において、その目的を効果的に達成するために、支持体上に形成され光受容層の一部を構成する光導電層は、真空堆積膜形成方法によって所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定される。具体的には、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ法など）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択採用されるが、所望の特性を有する光受容部材を製造するための条件の制御が比較的容易であることから、グロー放電法、特にＲＦ帯またはＶＨＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
【００７９】
グロー放電法によって光導電層を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された所定の支持体上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成する。
【００８０】
また、本発明において光導電層中に水素原子または／及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であるからである。よって水素原子もしくはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子との合計量は、第１の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／及びハロゲン原子との合計量に対して２５原子％以上４０原子％未満とするのが望ましく、第２の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／及びハロゲン原子の合計量に対して１０原子％以上２５原子％未満とするのが望ましい。
【００８１】
本発明において使用されるＳｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さやＳｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えない。
【００８２】
そして、形成される光導電層中に水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御がいっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成する膜特性を得るために、上記のガスにさらにＨ２ガス、Ｈ２とＨｅの混合ガス、あるいは水素原子を含む珪素化合物のガス等を所望量混合して層形成することが必要である。
【００８３】
本発明において使用されるハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものは、例えば、ハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましくものとして挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ２）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、例えばＳｉＦ４、Ｓｉ２Ｆ６等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【００８４】
光導電層中に含有される水素原子または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【００８５】
本発明においては、光導電層には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有されている部分があってもよい。
【００８６】
上記伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周期律表第ＩＩＩｂ族に属する原子（以下「第ＩＩＩｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原子」という。）を用いることができる。
【００８７】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【００８８】
光導電層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、好ましくは１×１０−２〜１００原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０−２〜５０原子ｐｐｍ、最適には１×１０−１〜１０原子ｐｐｍである。
【００８９】
伝導性を制御する原子、例えば第ＩＩＩｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、光導電層を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。
【００９０】
第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状の、又は少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが望ましい。そのような第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質としては、硼素原子導入用としてＢ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣｌ３、ＴｌＣｌ３等も挙げることができる。第Ｖｂ族原子導入用の原料物質としては、燐原子導入用としてＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化燐、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロゲン化燐などが挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、ＳｂＦ５、ＳｂＣｌ３、ＳｂＣｌ５、ＢｉＨ３、ＢｉＣｌ３、ＢｉＢｒ３等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ２又は／及びＨｅにより希釈して使用してもよい。
【００９１】
さらに本発明においては、光導電層に炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子を含有させることも有効である。炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子の含有量は、シリコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の合計量に対して１×１０−５〜１０原子％が好ましく、１×１０−４〜８原子％がより好ましく、１×１０−３〜５原子％が最適である。炭素原子および／又は酸素原子および／又は窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含有されてもよいし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布を有する部分があってもよい。
【００９２】
本発明において、光導電層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、より好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍの範囲である。層厚が２０μｍより薄くなると帯電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となり、５０μｍより厚くなると光導電層の作製時間が長くなって製造コストが高くなる。
【００９３】
また、本発明において、光導電層（第１の層領域＋第２の層領域）厚さに占める第２の層領域の厚さの割合は、光導電層の厚さを１として０．０３〜０．５とすることが望ましい。その割合が０．０３より小さいと、第２の層領域を表面層側に位置させたときには、前露光や像露光を十分に吸収することができず、感度の温度特性や感度の直線性の改善効果が充分に発揮されない。第２の層領域を支持体側に位置させたときには、密着性の向上やガサツキ改善の効果が十分に発揮されない。一方、光導電層全体（第１の層領域＋第２の層領域）に占める第２の層領域の厚さの割合が０．５を超えると、帯電能の向上や帯電能の温度特性の向上の効果が十分に発揮されない。
【００９４】
本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有する光導電層を形成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。
【００９５】
希釈ガスとして使用するＨ２又は／及びＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、第１の層領域の場合、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅの流量を、通常の場合４〜２０倍、好ましくは５〜１５倍、最適には６〜１０倍の範囲に制御し、第２の層領域の場合、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅの流量を、通常の場合０．５〜１０倍、好ましくは１〜８倍、最適には２〜６倍の範囲に制御する。
【００９６】
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、好ましくは５×１０−２〜５×１０２Ｐａ、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａの範囲に制御する。
【００９７】
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、第１の層領域の場合、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比（Ｗ／ＳＣＣＭ）を好ましくは３〜１０、より好ましくは４〜９、最適には５〜８の範囲に設定し、第２の層領域の場合、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比を好ましくは０．３〜５、より好ましくは０．５〜４、最適には１〜３の範囲に設定する。特に、第１の層領域のＳｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比を第２の層領域のそれに比べて大きくし、いわゆるフローリミット領域で形成することが好ましい。
【００９８】
支持体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃に設定する。
【００９９】
以上のガス混合比、反応容器内のガス圧、放電電力および支持体温度の望ましい数値範囲は、独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく、相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めることが望ましい。
【０１００】
表面層
本発明においては、上述のようにして支持体上に形成された光導電層の上に、さらにａ−Ｓｉ系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面（１１０）を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性等において本発明の目的を達成するために設けられる。
【０１０１】
また、本発明においては、光受容層を構成する光導電層および表面層を形成するそれぞれの非晶質材料がシリコン原子という共通の構成要素を有しているため、積層界面において化学的な安定性が十分に確保されている。
【０１０２】
表面層は、ａ−Ｓｉであればいずれの材質でも使用可能であるが、例えば、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子（Ｃ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに酸素原子（Ｏ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに窒素原子（Ｎ）を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子・酸素原子・窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）等の材料が好適に用いられる。
【０１０３】
本発明において、その目的を効果的に達成するために、表面層は真空堆積膜形成方法によって所望の特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて形成される。具体的には、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択採用されるが、光受容部材の生産性から光導電層と同様な堆積法によることが好ましい。
【０１０４】
例えば、グロー放電法によってａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる表面層を形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス又は／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスとを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層が形成された支持体上にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる層を形成する。
【０１０５】
本発明における表面層の材質としては、アモルファスシリコン材料ならば何れでもよいが、炭素・窒素・酸素から選ばれた元素を少なくとも１つ含むアモルファスシリコン材料が好ましく、特にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘが好ましい。
【０１０６】
表面層をａ−ＳｉＣを主成分として構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の合計量に対して３０〜９０％の範囲が好ましい。
【０１０７】
また、本発明において表面層中に水素原子または／及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠である。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合３０〜７０原子％、好ましくは３５〜６５原子％、より好ましくは４０〜６０原子％とする。また、弗素原子の含有量は、通常の場合は０．０１〜１５原子％、好ましくは０．１〜１０原子％、より好ましくは０．６〜４原子％とする。
【０１０８】
これらの水素または／及びハロゲン含有量の範囲内で形成される光受容部材は、実際面において、従来にない格段に優れたものとして十分適用できるものである。
【０１０９】
表面層内に存在する欠陥（主にシリコン原子や炭素原子のダングリングボンド）は電子写真用光受容部材としての特性に悪影響を及ぼすことが知られている。例えば、自由表面からの電荷の注入による帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い湿度の下で表面構造が変化することによる帯電特性の変動、コロナ帯電時や光照射時に光導電層から表面層に電荷が注入され前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることによる、繰り返し使用時の残像現象の発生などがこの悪影響として挙げられる。しかしながら表面層内の水素含有量を３０原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減少し、その結果、従来に比べて電気的特性および高速連続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。一方、前記表面層中の水素含有量が７０原子％を超えると表面層の硬度が低下するために、繰り返し使用に耐えられなくなる。したがって、表面層中の水素含有量を前記の範囲内に制御することは、格段に優れた所望の電子写真特性を得る上で非常に重要である。表面層中の水素含有量は、原料ガスの流量（比）、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御することができる。
【０１１０】
また、表面層中の弗素含有量を０．０１原子％以上に制御することによって、表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成することが可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとして、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を効果的に防止することができる。しかし、表面層中の弗素含有量が１５原子％を超えると、表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生の効果、及びコロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほとんど認められなくなる。さらに、過剰の弗素原子が表面層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メモリーが顕著に認められてくる。したがって、表面層中の弗素含有量を前記範囲内に制御することが所望の電子写真特性を得る上で重要である。表面層中の弗素含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量（比）、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御することができる。
【０１１１】
本発明の表面層の形成において使用されるＳｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１２】
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等のガス状態の又はガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層形成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、これらの炭素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１３】
窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、ＮＨ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２等のガス状態の又はガス化し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。また、これらの窒素または酸素供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１１４】
また、表面層中に導入される水素原子の導入割合の制御をいっそう容易するために、これらのガスにさらに水素ガス、又は水素原子を含む珪素化合物のガスを所望量混合して層形成することが好ましい。なお、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えない。
【０１１５】
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ２）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、例えばＳｉＦ４、Ｓｉ２Ｆ６等の弗化珪素を好ましいものとして挙げることができる。
【０１１６】
表面層中に含有される水素原子または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【０１１７】
炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されてもよいし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布を有した部分があってもよい。
【０１１８】
さらに本発明においては、表面層には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【０１１９】
伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える第ＩＩＩｂ族原子またはｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族原子を用いることができる。
【０１２０】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。
【０１２１】
表面層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、好ましくは１×１０−３〜１×１０３原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０−２〜５×１０２原子ｐｐｍ、最適には１×１０−１〜１×１０２原子ｐｐｍの範囲である。
【０１２２】
伝導性を制御する原子、例えば第ＩＩＩｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、表面層を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。
【０１２３】
第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状の、又は少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが望ましい。そのような第ＩＩＩｂ族原子導入用の原料物質としては、硼素原子導入用としてＢ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣｌ３、ＴｌＣｌ３等も挙げることができる。第Ｖｂ族原子導入用の原料物質としては、燐原子導入用としてＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化燐、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロゲン化燐などが挙げられる。この他、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、ＳｂＦ５、ＳｂＣｌ３、ＳｂＣｌ５、ＢｉＨ３、ＢｉＣｌ３、ＢｉＢｒ３等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。
【０１２４】
本発明における表面層の層厚は、通常０．０１〜３μｍ、好ましくは０．０５〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。層厚が０．０１μｍよりも薄いと光受容部材を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。
【０１２５】
本発明における表面層は、その要求される特性が所望通りに得られるように注意深く形成する。すなわち、Ｓｉと、Ｃ又は／及びＮ又は／及びＯと、Ｈ又は／及びＸとを構成要素とする物質は、その形成条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの形態（総称して「非単結晶」という。）を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を有し、また光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質を各々示すので、本発明においては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成されるように所望にしたがってその形成条件の選択が厳密になされる。
【０１２６】
例えば、表面層を耐圧性の向上を主な目的として設ける場合には、使用環境において電気絶縁性的挙動の顕著な非単結晶材料として形成される。また、連続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として表面層を設ける場合には、上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される光に対してある程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
【０１２７】
本発明の目的を達成し得る特性を有する表面層を形成するには、支持体の温度、反応容器内のガス圧を所望にしたがって適宜設定する必要がある。支持体の温度（Ｔｓ）は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とする。反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、より好ましくは５×１０−２〜５×１０２、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａとする。本発明においては、表面層を形成するための支持体温度やガス圧の望ましい数値範囲は上記範囲が挙げられるが、これらの条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【０１２８】
さらに、本発明においては、光導電層と表面層との間に、炭素原子・酸素原子・窒素原子の含有量を表面層より減らしたブロッキング層（下部表面層）を設けることも帯電能等の特性をさらに向上させるためには有効である。
【０１２９】
また、表面層と光導電層との間に、炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子の含有量が光導電層に向かって減少するように変化する領域を設けてもよい。これにより、表面層と光導電層の密着性を向上させ、光キャリアの表面への移動がスムーズになるとともに、光導電層と表面層との界面での光の反射による干渉の影響をより少なくすることができる。
【０１３０】
電荷注入阻止層
本発明の光受容部材においては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止層は、光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側から光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。
【０１３１】
このような機能を付与するためには、電荷注入阻止層に伝導性を制御する原子を光導電層より比較的多く含有させる。伝導性を制御する原子は、層中に万偏なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。濃度分布が不均一な場合には、支持体側に多く分布するように含有させるのが好ましい。但しいずれの場合も、支持体の表面と平行面内の方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【０１３２】
電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周期律表第ＩＩＩｂ族に属する原子（以下「第ＩＩＩｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原子」という。）を用いることができる。
【０１３３】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。これらの原子の導入用の原料物質は前記光導電層において用いられるものと同様な原料物質を用いることができる。
【０１３４】
本発明における電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定され、好ましくは１０〜１×１０４原子ｐｐｍ、より好ましくは５０〜５×１０３原子ｐｐｍ、最適には１×１０２〜３×１０３原子ｐｐｍである。
【０１３５】
さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられる他の層との間の密着性をよりいっそう向上させることができる。炭素原子・窒素原子・酸素原子は層中に万偏なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。但しいずれの場合にも、支持体の表面と平行面内方向においては均一な分布で万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一化を図る点からも必要である。
【０１３６】
本発明における電荷注入阻止層の全層領域に含有される炭素原子または／及び窒素原子または／及び酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決定され、一種の場合はその量として二種以上の場合はその総和量として、好ましくは１×１０−３〜３０原子％、より好ましくは５×１０−３〜２０原子％、最適には１×１０−２〜１０原子％である。
【０１３７】
また、本発明における電荷注入阻止層に含有される水素原子または／及びハロゲン原子は層内に存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素原子とハロゲン原子との和の含有量は、好ましくは１〜５０原子％、より好ましくは５〜４０原子％、最適には１０〜３０原子％である。
【０１３８】
本発明における電荷注入阻止層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から、好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍである。層厚が０．１μｍより薄くなると、支持体からの電荷の注入阻止能が不十分になって十分な帯電能が得られなくなり、また５μｍより厚くしても電子写真特性の向上は期待できず、作製時間の延長による製造コストの増加を招くだけである。
【０１３９】
本発明において電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積法が採用される。本発明の目的を達成し得る特性を有する電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層と同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力および支持体の温度を適宜設定することが必要である。
【０１４０】
希釈ガスとして使用するＨ２又は／及びＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ２又は／及びＨｅを、通常の場合０．３〜２０倍、好ましくは０．５〜１５倍、最適には１〜１０倍の範囲に制御する。
【０１４１】
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合１×１０−２〜２×１０３Ｐａ、好ましくは５×１０−２〜５×１０２Ｐａ、最適には１×１０−１〜２×１０２Ｐａの範囲に制御する。
【０１４２】
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、Ｓｉ供給用のガス流量に対する放電電力の比（Ｗ／ＳＣＣＭ）を、通常の場合０．５〜８、好ましくは０．８〜７、最適には１〜６の範囲に設定する。
【０１４３】
支持体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択され、通常の場合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃に設定する。
【０１４４】
本発明においては、電荷注入阻止層を形成するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力および支持体温度の望ましい数値範囲は、独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する電荷注入阻止層を形成すべく、相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めることが望ましい。
【０１４５】
この他に、本発明の光受容部材においては、光受容層の前記支持体側に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または／及びハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有する層領域を設けることが望ましい。また、本発明の光受容部材においては、支持体と光導電層あるいは電荷注入阻止層との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例えば、Ｓｉ３Ｎ４・ＳｉＯ２・ＳｉＯあるいはシリコン原子を母体とし、水素原子または／及びハロゲン原子と、炭素原子または／及び酸素原子または／及び窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けてもよい。さらに、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けてもよい。
【０１４６】
光受容層形成装置および膜形成方法
次に、光受容層を形成するための装置および膜形成方法について詳述する。
【０１４７】
図４は、ＲＦ帯の電源周波数を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）による光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。図４に示す製造装置の構成は以下の通りである。
【０１４８】
この装置は大別すると、堆積装置（４１００）、原料ガス供給装置（４２００）、及び反応容器（４１１１）内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積装置（４１００）中の反応容器（４１１１）内には円筒状支持体（４１１２）、支持体加熱用ヒーター（４１１３）、原料ガス導入管（４１１４）が設置され、さらに高周波マッチングボックス（４１１５）が接続されている。
【０１４９】
原料ガス供給装置（４２００）は、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３等の原料ガスボンベ（４２２１〜４２２６）、バルブ（４２３１〜４２３６，４２４１〜４２４６，４２５１〜４２５６）及びマスフローコントローラー（４２１１〜４２１６）から構成され、各原料ガスボンベはバルブ（４２６０）を介して反応容器（４１１１）内のガス導入管（４１１４）に接続されている。
【０１５０】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。
【０１５１】
まず、反応容器（４１１１）内に円筒状支持体（４１１２）を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター（４１１３）により円筒状支持体の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。
【０１５２】
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（４１１１）に流入させるには、まず、原料ガスボンベバルブ（４２３１〜４２３６）及び反応容器リークバルブ（４１１７）が閉じられていることを確認し、また、ガス流入バルブ（４２４１〜４２４６）、ガス流出バルブ（４２５１〜４２５６）及び補助バルブ（４２６０）が開かれていることを確認し、その後にメインバルブ（４１１８）を開いて反応容器及びガス配管内（４１１６）を排気する。
【０１５３】
次に、真空計（４１１９）の読みが約１×１０−２Ｐａになった時点で補助バルブ及びガス流出バルブを閉じる。
【０１５４】
その後、原料ガスボンベから各ガスをバルブ（４２３１〜４２３６）を開いて導入し、圧力調整器（４２６１〜４２６６）により各ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ２に調整する。次いでガス流入バルブ（４２４１〜４２４６）を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー内に導入する。
【０１５５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。
【０１５６】
円筒状支持体が所定の温度になったところでガス流出バルブ（４２５１〜４２５６）のうちの必要なもの及び補助バルブ（４２６０）を徐々に開き、原料ガスボンベから所定のガスをガス導入管を介して反応容器内に導入する。次にマスフローコントローラーによって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器内の圧力が１．５×１０２Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計を見ながらメインバルブの開口を調整する。内圧が安定したところで、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックスを通じて反応容器内にＲＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【０１５７】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【０１５８】
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器内や、ガス流出バルブから反応容器に至る配管内に残留することを避けるために、ガス流出バルブを閉じ、補助バルブを開き、さらにメインバルブを全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
【０１５９】
また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行なっている間は、円筒状支持体を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。
【０１６０】
さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の形成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【０１６１】
堆積膜形成時の支持体温度は、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃である。
【０１６２】
支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱体を用いればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体や気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。これら以外にも、反応容器の外部に加熱専用の容器を設け、そこで加熱した後、反応容器内へ真空下で支持体を搬送する方法が用いられる。
【０１６３】
【実験例】
以下、実験例により本発明の効果を具体的に説明する。
【０１６４】
実験例１
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、表１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順で光導電層を形成した。
【０１６５】
一方、アルミニウムシリンダーに代えて、サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形のサンプルホルダーを設置し、ガラス基板（コーニング社 ７０５９）及びＳｉウエハー上にそれぞれ上記光導電層の形成条件で膜厚約１μｍのａ−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜は、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）を測定した後、Ｃｒの串型電極を蒸着し、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネルギー（Ｅｕ）を測定した。Ｓｉウエハー上の堆積膜は、ＦＴＩＲにより水素含有量（Ｃｈ）を測定した。
【０１６６】
表１の例では第１の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕはそれぞれ３５原子％、１．８６ｅＶ、５５ｍｅＶであり、第２の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕはそれぞれ１５原子％、１．７３ｅＶ、５３ｍｅＶであった。
【０１６７】
次いで、第２の層領域においてＳｉＨ４ガス流量、ＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとの混合比、ＳｉＨ４ガス流量と放電電力との比率、ならびに支持体温度を種々変えることによって、第２の層領域のＥｇ（Ｃｈ）、Ｅｕの異なる種々の光受容部材を作製した。なお、第１の光導電層および第２の層領域の膜厚はそれぞれ２０μｍおよび１０μｍに固定した。
【０１６８】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造）にセットして、電位特性の評価を行った。その際、プロセススピード３８０ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長７００ｎｍのＬＥＤ）４ ｌｕｘ・ｓｅｃ、帯電器の電流値１０００μＡの条件において、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅｌ ３４４）の電位センサーにより光受容部材の表面電位を測定し、それを帯電能とした。また、光受容部材に内蔵したドラムヒーターにより、温度を室温（約２５℃）から４５℃まで変えて、上記条件にて各温度での帯電能を測定し、そのときの温度１℃当たりの帯電能の変化の割合を帯電能の温度特性とした。そして、室温と４５℃のそれぞれについて暗電位が４００Ｖとなるように帯電条件を設定し、像露光光源に６８０ｎｍのＬＥＤを用いてＥ−Ｖ特性（曲線）を測定して、感度の温度特性および感度の直線性を評価した。また、光メモリーについては、感度と同様に像露光光源に６８０ｎｍのＬＥＤを用い、上述の条件下において同様の電位センサーによって、非露光状態での表面電位と一旦露光した後に再度帯電した時の表面電位との電位差を測定し、その値をメモリー電位とした。
【０１６９】
本例のＥｇ、Ｅｕと、帯電能、帯電能の温度特性、光メモリー、感度の温度特性および感度の直線性との関係をそれぞれ図５、図６、図７、図８、図９に示す。それぞれの特性は、光導電層（膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図５、図６、図７、図８、図９から明らかなように、第２の層領域においてＥｇが１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下の条件において、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性および感度の直線性いずれも良好な特性を得られることがわかった。
【０１７０】
また、露光光源をＬＥＤに代えて半導体レーザー（波長６８０ｎｍ）にした場合も同様の結果が得られることがわかった。
【０１７１】
【表１】
実験例２
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製し、その際、光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）を変えて作製した。
【０１７３】
作製した個々の光受容部材について実験例１と同様にして電位特性の評価を行った。
【０１７４】
本例の光導電層に占める第２の層領域の割合と、帯電能、感度の温度特性および感度の直線性との関係を、それぞれ図１０、図１１及び図１２に示す。それぞれの特性は、光導電層（総膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図１０、図１１及び図１２から明らかなように、第２の層領域を表面側に配設した場合、光導電層全体の厚さに占める第２の層領域の厚さの割合（光導電層に占める第２の層領域の割合）が０．１５〜０．５において、帯電能、感度の温度特性および感度の直線性いずれも良好な特性を得られることがわかった。
【０１７５】
実験例３
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、第１の層領域と第２の層領域の積層順を逆転して、電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順で光導電層を形成した。
【０１７６】
作製した個々の光受容部材について前露光光源を波長５６５ｎｍのＬＥＤに代え、像露光光源をハロゲンランプに代えた以外は実験例１と同様にして電位特性の評価を行い、さらに画像特性としてベタ黒画像による濃度分布いわゆるガサツキについて調べた。その結果、第２の層領域においてＥｇが１．７以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下の条件において、光導電層を第１の層領域のみで構成した場合に比べ、帯電能および帯電能の温度特性が向上し、さらにガサツキレベルも向上することがわかった。
【０１７７】
実験例４
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例３と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。そして、光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）を変えて光導電層を形成した。
【０１７８】
作製した個々の光受容部材について実験例３と同様の特性評価を行った。
【０１７９】
本例の光受容部材において、その光導電層に占める第２の層領域の割合と帯電能の温度特性およびガサツキレベルとの関係を図１３および図１４に示す。このとき、光導電層（総膜厚３０μｍ）を第１の層領域のみで構成した場合を１としたときの相対値で示した。図１３および図１４から明らかなように、第２の層領域を支持体側に配設した場合、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件において、帯電能の温度特性およびガサツキレベルが良好であることがわかった。
【０１８０】
さらに、支持体の直径を６０ｍｍ、３０ｍｍと小さくして光受容部材を作製したところ、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件においていずれも膜剥れによる画像欠陥は認められなかった。
【０１８１】
実験例５
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実験例１と同様の条件で、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。この際、電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順で積層した。
【０１８２】
作製した個々の光受容部材について実験例１と同様の評価を行い、さらに実験例３と同様の画像評価を行ったところ、第２の層領域においてＥｇが１．７ｅｖ以上１．８ｅＶ未満、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下とし、光導電層に占める第２の層領域の割合が０．０３以上０．５以下の条件において、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性、感度の直線性およびガサツキレベルの全てにおいて特性の改善が認められた。
【０１８３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。
【０１８４】
参考例１
図４に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上に、電荷注入阻止層、光導電層および表面層を形成して光受容部材を作製した。その際、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とした。表２に光受容部材の作製条件を示した。
【０１８５】
本例の光受容部材において、その光導電層の第１の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ３５原子％、１．８４ｅＶ、５５ｍｅＶであり、第２の層領域のＣｈ、Ｅｇ、Ｅｕは、それぞれ２０原子％、１．７５ｅＶ、５４ｍｅＶであった。
【０１８６】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性および感度の直線性ともに良好な結果が得られた。
【０１８７】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されずその他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好な電子写真特性が得られた。
【０１８８】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とした場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１８９】
【表２】
参考例２
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表３に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９１】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１９２】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１９３】
【表３】
参考例３
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１のＨ2に代えてＨｅを使用し、また参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表４に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９５】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１９６】
すなわち、Ｈ２に代えてＨｅを使用し、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０１９７】
【表４】
参考例４
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子を含有させた。表５に光受容部材の作製条件を示した。
【０１９９】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光は６８０ｎｍの半導体レーザー及び６８０ｎｍのＬＥＤ。）にセットして、参考例１と同様の評価をしたところ、参考例１と同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０２００】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子を含有させた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２０１】
【表５】
参考例５
本例では、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、参考例１の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表６に光受容部材の作製条件を示した。
【０２０３】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６５５０を実験用に改造。像露光はハロゲンランプ。）にセットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリーともに良好な結果が得られた。
【０２０４】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好であり、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２０５】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２０６】
【表６】
参考例６
本例では、参考例１〜５で用いた支持体に代えて直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、光導電層と表面層との間に、炭素原子の含有量を表面層より減らし伝導性を制御する原子を含有させた中間層（上部阻止層）を設けた。表７に光受容部材の作製条件を示した。
【０２０８】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６０３０を実験用に改造。像露光はハロゲンランプ。）にセットして、参考例５と同様の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリーともに良好な結果が得られた。
【０２０９】
また、作製した光受容部材を負帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好であり、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２１０】
すなわち、直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域の順とし、光導電層と表面層との間に、炭素原子の含有量を表面層より減らし、伝導性を制御する原子を含有させた中間層（上部阻止層）を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２１１】
【表７】
実施例１
本例では、直径３０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順とし、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。表８に光受容部材の作製条件を示した。
【０２１３】
作製した光受容部材を電子写真装置（キヤノン製ＮＰ−６０３０を実験用に改造。）にセットして、像露光としてハロゲンランプ、ＬＥＤ（波長６８０ｎｍ）及びレーザー（波長６８０ｎｍ）を用いて電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、メモリー、感度の温度特性、感度の直線性ともに良好な結果が得られた。
【０２１４】
また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されず、その他の画像特性（ポチ、画像流れ）についても良好な電子写真特性が得られ、特にガサツキは非常に良好なレベルであった。
【０２１５】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順とした構成とし、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２１６】
【表８】
参考例７
本例では、参考例１に対して、Ｈ2に加えてＨｅを使用し、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子を表面層に含有させた。表９に光受容部材の作製条件を示した。
【０２１８】
作製した光受容部材を参考例１と同様の評価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０２１９】
すなわち、光導電層をＨ２に加えてＨｅを使用し、電荷注入阻止層側から第１の層領域、第２の層領域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子を含有させた表面層を設けた場合、光導電層のＥｕを５５ｍｅＶ以下とし、第１の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ２５原子％以上４０原子％未満、１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満とし、第２の層領域においてＣｈ、Ｅｇをそれぞれ１０原子％以上２５原子％未満、１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満とすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【０２２０】
【表９】
【発明の効果】
本発明によれば、光受容部材の使用温度領域での帯電能および感度の温度特性が飛躍的に改善されるとともに光メモリーの発生を実質的になくすることができるために、光受容部材の使用環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明に出てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ることができる。
【０２２２】
したがって、本発明の電子写真用光受容部材を前述のごとき特定の構成とすることによって、ａ−Ｓｉで構成された従来の電子写真用光受容部材における諸問題を解決することができ、特に、きわめて優れた電気的・光学的・光導電特性、画像特性、耐久性および使用環境特性を示す。
【０２２３】
本発明によれば、光導電層に光学的バンドギャップの異なる層領域を設け、表面側に光学的バンドギャップの小さい層領域を配設することによって、半導体レーザーやＬＥＤを露光光源に用いたときの周囲環境の変動に対する感度の変化が抑制され、極めて優れた電位特性および画像特性が得られる。
【０２２４】
また、光導電層に光学的バンドギャップの異なる層領域を設け、支持体側に光学的バンドギャップの小さい層領域を配設することによって、画像濃度の微少なムラが抑制されて極めて優れた電位特性および画像特性を有するとともに小径の支持体への適用が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真用光受容部材の層構成の模式的説明図である。
【図２】本発明における指数関数裾の特性エネルギーを説明するためのアモルファスシリコンのサブバンドギャップ光吸収スペクトルの一例を示す説明図である。
【図３】本発明における感度の温度特性および感度の直線性を説明するためのアモルファスシリコン感光体の露光量−表面電位曲線の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の電子写真用光受容部材の製造装置の一例であり、ＲＦ帯の高周波電源を用いた高周波プラズマＣＶＤ法による光受容部材の製造装置の模式的構成図である。
【図５】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能との関係を示す図である。
【図６】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能の温度特性との関係を示す図である。
【図７】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）とメモリーとの関係を示す図である。
【図８】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と感度の温度特性との関係を示す図である。
【図９】本発明の光受容部材における光導電層の第２の層領域の光学的バンドギャップ（Ｅｇ）及びアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と感度の直線性との関係を示す図である。
【図１０】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と帯電能との関係を示す図である。
【図１１】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と感度の温度特性との関係を示す図である。
【図１２】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と感度の直線性との関係を示す図である。
【図１３】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）と帯電能の温度特性との関係を示す図である。
【図１４】本発明の光受容部材における光導電層に占める第２の層領域の割合（層厚比）とベタ黒画像による濃度分布（ガサツキ）との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 支持体
１０２ 光受容層
１０３ 光導電層
１０４ 表面層
１０５ 電荷注入阻止層
１１１ 第１の層領域
１１２ 第２の層領域
１１０ 自由表面
４１００ 堆積装置
４１１１ 反応容器
４１１２ 円筒状支持体
４１１３ 支持体加熱用ヒーター
４１１４ 原料ガス導入管
４１１５、５１１６ マッチングボックス
４１１６ 原料ガス配管
４１１７ 反応容器リークバルブ
４１１８ メイン排気バルブ
４１１９ 真空計
４２００ 原料ガス供給装置
４２１１〜４２１６ マスフローコントローラー
４２２１〜４２２６ 原料ガスボンベ
４２３１〜４２３６ 原料ガスボンベバルブ
４２４１〜４２４６ ガス流入バルブ
４２５１〜４２５６ ガス流出バルブ
４２６１〜４２６６ 圧力調整器
Claims (7)
- 少なくとも導電性支持体と、水素原子または／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層とを備えた電子写真用光受容部材において、光子エネルギー（ｈν）を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数（α）を従属変数とする式（Ｉ）
ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α1 （Ｉ）
で表される関数の直線関係部分（指数関数裾）から得られる特性エネルギー（Ｅｕ）が５５ｍｅＶ以下であり、水素原子または／及びハロゲン原子の含有量（Ｃｈ）が２５原子％以上４０原子％未満であり、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）が１．８ｅＶ以上１．９ｅＶ未満である第１の層領域と、Ｅｕが５５ｍｅＶ以下であり、Ｃｈが１０原子％以上２５原子％未満であり、Ｅｇが１．７ｅＶ以上１．８ｅＶ未満である第２の層領域とを前記光導電層が有し、該光導電層は前記第２の層領域の上に前記第１の層領域が配設され、さらにその上に前記第２の層領域が配設され、且つ、該光導電層全体の厚さに占める前記第２の層領域の厚さの割合が０．０３〜０．５であることを特徴とする電子写真用光受容部材。 - 光導電層中に、周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つが含有された請求項１に記載の電子写真用光受容部材。
- 光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた請求項１又は２に記載の電子写真用光受容部材。
- 炭素・酸素・窒素の少なくとも一つ及び周期律表第IIIｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つを含む、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の上に光導電層が設けられ、該光導電層の上に、炭素・酸素・窒素の少なくとも一つを含有しシリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる表面層が設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真用光受容部材。
- 電荷注入阻止層の厚さが０．１〜５μｍである請求項４に記載の電子写真用光受容部材。
- 表面層の厚さが０．０１〜３μｍである請求項３、４又は５記載の電子写真用光受容部材。
- 光導電層の厚さが２０〜５０μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真用光受容部材。
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