JPH04352167A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPH04352167A
JPH04352167A JP15379791A JP15379791A JPH04352167A JP H04352167 A JPH04352167 A JP H04352167A JP 15379791 A JP15379791 A JP 15379791A JP 15379791 A JP15379791 A JP 15379791A JP H04352167 A JPH04352167 A JP H04352167A
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JP
Japan
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atoms
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photoconductive layer
receiving member
light
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JP15379791A
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English (en)
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Junichiro Hashizume
淳一郎 橋爪
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Original Assignee
Canon Inc
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Priority to EP92109024A priority patent/EP0531625B1/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光(ここでは広義の光で
あって、紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線等を意
味する)のような電磁波に対して感受性のある光受容部
材に関する。
【0002】
【従来の技術】像形成分野において、光受容部材におけ
る光受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクト
ルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有
すること、使用時において人体に対して無害であること
等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで
使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真用光
受容部材の場合には、上記の使用時における無公害性は
重要な点である。
【0003】このような点に立脚して最近注目されてい
る光導電材料にアモルファスシリコン(以下、「A−S
i」と表記する)があり、例えば独国公開第27469
67号公報、同第2855718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】図2は、従来の電子写真用光受容部材の層
構成を模式的に示す断面図である。電子写真用光受容部
材200は、一般的には、導電性支持体201を50℃
〜400℃に加熱し、該支持体201上に真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD
法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりA
−Siからなる感光層202を作製する。なかでもプラ
ズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波
あるいはマイクロ波グロー放電によって、分解し、支持
体上にA−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとし
て実用に付されている。
【0005】特開昭56−83746号公報においては
、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含む
A−Si光導電層からなる電子写真用光受容部材が提案
されている。該公報においては、A−Siにハロゲン原
子を1〜40原子%含有させることにより、ダングリン
グボンドを補償してエネルギーギャップ内の局在準位密
度を低減し、電子写真用光受容部材の光導電層として好
適な電気的、光学的特性を得ることができるとしている
【0006】一方、アモルファス炭化シリコン(以下、
「A−SiC」と表記する)について、耐熱性や表面硬
度が高いこと、A−Siと比較して高い暗抵抗率を有す
ること、炭素の含有量により光学的バンドギャップが1
.6〜2.8eVの範囲にわたって変えられること等が
知られている。このようなA−SiCによって光導電層
を構成する電子写真用光受容部材が、特開昭54−14
5540号公報において提案されている。該公報におい
ては、炭素を化学修飾物質として0.1〜30原子%含
むA−Siを電子写真用光受容部材の光導電層として使
用すると、暗抵抗が高く、光感度の良好な優れた電子写
真特性を示すことが示されている。
【0007】さらに、特公昭63−35026号公報に
おいては導電性支持体上に、炭素原子と水素原子および
/または弗素原子を構成要素として含むA−Si(以後
A−SiC(H,F)と表記する)中間層と、A−Si
光導電層からなる電子写真感光体が提案されており、少
なくとも水素原子および/または弗素原子を含むA−S
iC中間層によって光導電特性を損なうことなく、A−
Si光導電層のクラックや剥離を低減することを図って
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
A−Si材料で構成された光導電層を有する電子写真用
光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的
、光学的、光導電特性、および使用環境特性の点、さら
には経時安定性および耐久性の点において、各々個々に
は特性の向上が図られてはいるが、総合的な特性向上を
図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情であ
る。
【0009】特に近年、電子写真装置はさらに高画質、
高速、高耐久性が望まれている。その結果、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、高帯電能、高感度を維持しつつあらゆ
る環境下で大幅に耐久性能を延ばすことが求められてい
る。
【0010】例えば、A−Si材料を電子写真用光受容
部材に適用した場合に、高感度化、高暗抵抗化を同時に
図ろうとすると、従来においては、その使用時において
残留電位が残る場合が度々観測され、この種の光受容部
材は長期間使用し続けると、繰り返し使用による疲労が
蓄積して残像が生ずるいわゆる「ゴースト」現象が起る
ようになる等の不都合な点が少なくなかった。また、従
来は、高帯電能と画像流れの防止とを高いレベルで両立
することが難しかった。
【0011】また、A−Si材料で光受容層を構成する
場合には、その電気的、光導電的特性の改良を図るため
に、水素原子(H)、あるいは弗素原子(F)や塩素原
子(Cl)等のハロゲン原子(X)、および電気的伝導
型の制御のために硼素原子(B)や燐原子(P)等が、
あるいはその他の特性改良のために他の原子が各々構成
原子として光導電層中に含有されるが、これらの構成原
子の含有の仕方如何によっては、形成した層の電気的あ
るいは光導電的特性やその均一性に問題が生じる場合が
あった。すなわち、光導電層の電荷輸送能力に不均一な
部分があると画像濃度にむらが生じ、特にハーフトーン
画像においてそれが顕著に現われるため、組織構造的、
電気的、光学的な膜質の高度な均一性が求められている
【0012】また、近年、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系、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。特に、画像の解像力が向上した結果、俗に「
ガサツキ」と呼ばれる画像濃度の微細な領域における不
均一性の減少や、俗に「ポチ」と呼ばれる、黒点状また
は白点状の画像欠陥の減少、特には従来はあまり問題に
されなかった微少な大きさの「ポチ」の減少が求められ
るようになってきた。
【0013】特に、「ポチ」に関しては、その原因のほ
とんどが球状突起と呼ばれる膜の異常成長であり、その
発生数を減らすことが重要である。また、連続して大量
に画像形成を行なった場合に、初期画像より「ポチ」が
増加する現象がみられることがあり、このような長期間
の使用による「ポチ」の増加も低減することが求められ
ている。この原因の一つとして、連続して画像形成を行
なうことによって転写紙の紙粉の一部が分離帯電器の帯
電ワイヤーに堆積して異常放電を誘発し、光受容部材の
一部が絶縁破壊することによって発生する、いわゆる「
リークポチ」が挙げられる。さらに、光受容部材の表面
に異常成長が存在することにより、連続して画像形成を
繰り返すうちにクリーニングブレードを傷つけ、クリー
ニング不良を起こして画像品質を低下させることになる
とともに分離帯電器への残留トナーの飛散により分離帯
電器の帯電ワイヤーにトナーが堆積して異常放電を誘発
しやすくなってこれも「リークポチ」発生の原因となる
。さらに、光受容部材が転写紙やクリーニングブレード
と摺擦することによって、比較的大きな異常成長部が欠
落することも「ポチ」が増加する原因となる。
【0014】したがって、画像形成装置の耐久性という
点からも、電子写真用光受容部材においては電気的特性
や光導電特性を高い状態で維持しつつ、画像欠陥の原因
となる異常成長の発生を防止し、あらゆる環境下で大幅
に耐久性能を延ばすことが求められている。
【0015】さらに、近年、電子写真用光受容部材の製
造コストを低減するために、例えば、後述のマイクロ波
プラズマCVD法等の堆積膜作製方法によって堆積速度
を速くした状態で電子写真用光受容部材の光導電層を形
成すると、膜質に不均一性が生じたり、膜内部の応力に
よってA−Si膜に微少なクラックやはがれが生じ、生
産性における歩留まりが減少するという問題点があった
【0016】したがって、A−Si材料そのものの特性
改良が図られる一方で、電子写真用光受容部材を設計す
る際に、上記したような問題が解決されるように層構成
、各層の化学的組成、作成法等が総合的な観点から改良
を図ることが必要とされている。
【0017】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
って、上述のごときシリコン原子を母体とする材料で構
成された従来の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
【0018】すなわち、本発明の主たる目的は、電気的
、光学的、光電的特性が使用環境にほとんど依存するこ
となく実質的に常時安定ししており、耐光疲労に優れ、
繰り返し使用に際しても劣化現象を起こさず、長期の使
用において画像欠陥や画像流れの変化が全くなく、濃度
が高く、特に非常に耐久性、耐湿性に優れ残留電位が殆
ど観測されない、シリコン原子を母体とする材料で構成
された光受容層を有する電子写真用光受容部材を提供す
ることにある。
【0019】本発明の他の目的は、支持体上に設けられ
る層と支持体との間や積層される層の各層間における密
着性に優れ、均一で層品質の高いシリコン原子を母体と
する材料で構成された光受容層を有する電子写真用光受
容部材を提供することにある。
【0020】本発明のさらに他の目的は、電子写真用光
受容部材として適用した場合、静電像形成のための帯電
処理の際の電荷保持能力が十分であり、ハーフトーンが
鮮明にでて、かつ解像度の高い高品質画像を容易に得る
ことができ、通常の電子写真法がきわめて有効に適用さ
れ得る優れた電子写真特性を示す、シリコン原子を母体
とする材料で構成された光受容層を有する電子写真用光
受容部材を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の光受容部材は、
導電性支持体上に第2の光導電層、第1の光導電層と表
面層からなる光受容層を有し、前記第2の光導電層はシ
リコン原子(Si)を母体とし、少なくとも全層にわた
って炭素原子(C)、水素原子(H)、弗素原子(F)
を含有する非単結晶材料(以後「nc−SiC(H,F
)」と表記する)で構成され、該炭素原子の含有率は、
層の厚み方向には不均一であって、膜厚方向の各点いお
いて前記導電性支持体側が高く、前記第1の光導電層側
が低く分布し、かつ前記支持体が設けてある側の表面ま
たは表面近傍で該炭素原子の含有量が0.5〜50原子
%、前記第1の光導電層が設けてある側の表面または表
面近傍で該炭素含有量が実質的に0原子%であり、かつ
、該水素原子の含有量は、1〜40原子%、該弗素原子
の含有量が95原子ppm以下である光導電層であり、
また前記第1の光導電層は、シリコン原子(Si)を母
体とし、水素原子(H)を1〜40原子%含有する非単
結晶材料で構成され、さらに、前記表面層が炭素原子、
窒素原子および酸素原子を同時に含有し、さらに水素原
子およびハロゲン原子を含有し、該炭素原子および酸素
原子および窒素原子の含有量の和が40〜90原子%で
あり、該ハロゲン原子の含有量は20原子%以下、かつ
前記水素原子とハロゲン原子の含有量の和が30〜70
原子%である電子写真用光受容部材が提供される。
【0022】
【作用】このように、本発明は、第2光導電層において
導電性支持体側から炭素原子を連続的に変化させること
によって、電荷(フォトキャリア)の発生と、該発生し
た電荷の輸送という電子写真用光受容部材にとっての重
要な機能をなめらかに接続させることが可能となり、従
来の電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能
分離型光受容部材で問題となる、電荷発生層と電荷輸送
層の間の光学的エネルギーギャップの差による電荷の走
行不良を防ぎ、光感度の向上および残留電位の低減に貢
献する。さらに表面層側に炭素原子を含まない第1の光
導電層を設けることにより、長波光の吸収効率が向上し
、さらなる光感度の向上が達成できる。
【0023】また、光導電層に炭素が含有されているこ
とにより、光受容層の誘電率を小さくすることができる
ために、層厚当りの静電容量を減少させることができて
高い帯電能と光感度において著しい改善がみられ、さら
に高電圧に対する耐圧性も向上する。
【0024】そして、炭素を多く含む層を支持体側に設
置することにより、支持体からの電荷の注入を阻止する
ことにより帯電能が改善され、さらに支持体と光導電層
との密着性が向上し、膜の剥離や微少な欠陥の発生を抑
制することができる。
【0025】さらに加えて、本発明においては、少なく
とも第2の導電層中に弗素原子(F)を微量(〜95原
子ppm)含有させることによって、堆積膜の均一性を
向上させるため、A−SiC中でのキャリアの走行性が
均一化され、ゴーストやガサツキ等の画像特性が改善さ
れる。また酸素原子(O)を10〜5000原子ppm
の範囲で含有させてもよく、この場合、弗素原子と酸素
原子の相乗効果によって、堆積膜のストレスをより効果
的に緩和して膜の構造欠陥を抑制するために、A−Si
C中でのキャリアの走行性が改善され、電位シフト等の
表面電位特性が改善される。
【0026】本発明の光導電層を用いることにより、高
帯電能、高感度、低残留電位で、ゴーストやガサツキの
ない優れた電気特性を維持したままで耐久性を飛躍的に
向上させることができる。
【0027】すなわち、膜の密着性が向上するため、連
続して大量に画像形成を行なってもクリーニングブレー
ドや分離爪へのダメージが少なく、クリーニング性およ
び転写紙の分離性も良好になる。したがって、画像形成
装置としての耐久性を飛躍的に向上することができる。 さらに誘電率の低下により高電圧に対する耐久性も向上
するため光受容部材の一部が絶縁破壊することによって
起こる「リークポチ」がさらに発生しにくくなる。
【0028】以上のような効果は、例えばマイクロ波C
VD法のような堆積速度を速くして層形成を行なったと
きに特に顕著に現われる。
【0029】また、本発明の表面層は、炭素原子、酸素
原子、窒素原子を同時に含有させることにより、従来の
表面層にはない、緻密で機械的強度の高い膜質を得るこ
とができる。またッハロゲン原子を〜20原子%含有す
ることにより、光受容体表面の撥水性を高めているため
耐湿性が向上し、高温、多湿の環境においても画像流れ
が発生にくい。
【0030】さらに膜質が緻密になるため、帯電処理を
受けた際に表面より電荷が注入されるのを効果的に阻止
でき、帯電能、使用環境特性、耐久性および電気的耐圧
性を向上することができる。また、表面層中での光の吸
収が減少するために感度の向上を図ることができる。さ
らに、光導電層と表面層の界面におけるキャリアの蓄積
が減少させることができるために、帯電能を高い状態に
維持しても画像流れを抑制することができる。
【0031】
【実施例】以下、図面にしたがって本発明の電子写真用
光受容部材について構成概念および実施例を挙げて詳細
に説明する。
【0032】図1は、本発明の電子写真用光受容部材の
好適な層構成を説明するために模式的に示した構成図で
ある。図1に示す電子写真用光受容部材1100は、導
電性の支持体1101の上に、nc−SiC(H,F)
で構成される第2の光導電層1102と、シリコン原子
と水素原子を構成要素とする非単結晶材料(以下nc−
Si:Hと記す)とで構成される第1の光導電層110
3、保護層や電荷注入阻止層としての表面層1104か
らなる層構成を有する光受容層1105とを有し、光受
容層1105は自由表面1106を有する構成のもので
ある。
【0033】支持体1101は、例えば、Al,Cr,
Mo,Au,In,Nb,Te,V,Ti,Pt,Pd
,Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレ
ス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミッ
ク等の電気絶縁性支持体の少なくとも光受容層1105
を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いること
ができる。さらに、光導電層を形成する側とは反対側の
表面も導電処理することがより好ましい。
【0034】支持体1101の形状は平滑表面あるいは
凹凸表面の円筒状または板状無端ベルト状であることが
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
の機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くするこ
とができる。しかしながら、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。
【0035】特にレーザー光等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解消するために、支持
体の表面に凹凸を設けてもよい。
【0036】支持体1101の表面に設けられる凹凸は
、特開昭60−168156号公報、同60−1784
57号公報、同60−225854号等に記載された公
知の方法により作成される。
【0037】また、レーザー光等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解消する別の方法とし
て、支持体1101の表面に複数の球状痕跡窪みによる
凹凸形状を設けてもよい。すなわち、支持体1101の
表面が電子写真用光受容部材に要求される解像力よりも
微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪
みによるものである。支持体1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61−23156
1号公報に記載された公知の方法により作成される。
【0038】第2の光導電層1102は、支持体110
1側より、構成要素としてシリコン原子と炭素原子、水
素原子、弗素原子を含むnc−SiC(H,F)からな
り、所望の光導電特性、特に電荷保持特性、電荷輸送特
性を有する。
【0039】前記第2の光導電層1102に含有される
炭素原子の分布は、層の厚み方向には不均一であって、
膜厚方向の各点において前記導電性の支持体1101側
が高く、前記第1の光導電層1103側が低く分布して
いる。炭素原子の含有率は、前記支持体1101が設け
られている側の表面または表面近傍で0.5%以下であ
れば前述の支持体1101との密着性向上および、電荷
の注入素子の機能が悪化し、さらに静電容量の減少によ
る帯電能向上の効果が無くなる。また50%以上では残
留電位が発生してしまう。このため、実用的には0.5
〜50原子%、好ましくは1〜40原子%であり、最適
には1〜30原子%とされるのが好ましい。また、本発
明においては光導電層中に水素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。特に炭素
原子が含有された場合、その膜質を維持するためにより
多くの水素原子が必要となるため、炭素含有量にしたが
って含有される水素量が調整されることが望ましい。 よって、支持体表面側の水素原子の含有量は望ましくは
1〜40原子%、より好ましくは5〜35原子%、最適
には10〜30原子%とされるのが好ましい。第2の光
導電層1102に含有される弗素原子については、第2
の光導電層1102に含有される炭素原子、水素原子の
凝集を抑制し、バンドギャップ中の局在準位密度を低減
させるため、ゴースト、ガサツキを改善し、層品質の均
一性の向上に効果を発揮する。弗素含有量が1原子pp
mより少ないと、弗素原子によるゴースト、ガサツキの
改善効果が充分発揮されず、また、95原子ppmを越
えると逆に膜質が低下し、ゴースト現象を生じるように
なってしまう。したがって、弗素原子の含有量は実用的
には1〜95原子ppm、より好ましくは3〜80原子
ppm、最適には5〜50原子ppmとするのが好まし
い。
【0040】特に、第2の光導電層1102に前述のご
とき範囲で炭素原子を含有せしめたときに、弗素原子の
含有量を上記の範囲に設定することにより、光導電特性
、画像特性および耐久性が著しく向上することが実験に
より確認された。
【0041】さらに、本発明においては前記第2の光導
電層1102に酸素原子を含有させることも可能であり
、この場合、相乗効果によって、堆積膜のストレスをよ
り効果的に緩和して膜の構造欠陥を抑制する。このため
に、A−SiC中でのキャリアの走行性が改善されるた
め、特にA−SiC系の光導電層で問題となる電位にシ
フトが減少する。
【0042】該酸素原子は、第2の光導電層1102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。酸素含有量が10原子ppmより
少ないと、より以上の膜の密着性の向上および異常成長
の発生の抑制を図ることが充分にはできず電位シフトも
大きくなる。5000原子ppmを越えると電子写真の
高速化に対応するための電気的特性が充分ではなくなる
。したがって、酸素原子の含有量としては10〜500
0原子ppmとするのが好ましい。
【0043】本発明において、第2の光導電層1102
は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるよ
うに適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成
される。具体的には、例えばグロー放電法(低周波CV
D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法等の数数の薄膜堆積法によって
形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条
件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される
電子写真用光受容部材に所望される特性等の要因によっ
て適宜選択されて採用されるが、所望の特性を有する電
子写真用光受容部材を製造するに当たっての条件の制御
が比較的容易であることからしてグロー放電法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法が好適である。そ
してこれらの方法を同一装置系内で併用して形成しても
よい。例えば、グロー放電法によってnc−SiC(H
,F)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、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供給用の原料ガスと、弗素原子
(F)を供給し得るF供給用の原料ガスとを、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、予め所定の位置に
設置されてある所定の支持体表面上にnc−SiC(H
,F)からなる層を形成すればよい。
【0044】本発明において使用されるSi供給用ガス
となり得る物質としては、SiH4,Si2 H6 ,
Si3 H8 ,Si4 H10等のガス状態の、また
はガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用さ
れるものとして挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易
さ、Si供給効率のよさ等の点でSiH4 ,Si2 
H6 が好ましいものとして挙げられる。また、これら
のSi供給用の原料ガスを必要に応じてH2 ,He,
Ar,Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0045】本発明において、炭素原子導入用の原料物
質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは
、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが
採用されるのが望ましい。
【0046】炭素原子(C)導入用の原料ガスになり得
るものとして有効に使用される出発物質は、CとHとを
構成原子とする、例えば炭素数1〜5の飽和炭化水素、
炭素数2〜4のエチレン系炭化水素、炭素数2〜3のア
セチレン系炭化水素等が挙げられる。
【0047】具体的には、飽和炭化水素としては、メタ
ン(CH4 )、エタン(C2 H6 )、プロパン(
C3 H8 )、n−ブタン(n−C4 H10),ペ
ンタン(C5 H12)、エチレン系炭化水素としては
、エチレン(C2 H4 )、プロピレン(C3 H6
)、ブテン−1(C4 H8 )、ブテン−2(C4 
H8 )、イソブチレン(C4 H8 )、ペンテン(
C5 H10)、アセチレン系炭化水素としては、アセ
チレン(C2 H2 )、メチルアセチレン(C3 H
4 )、ブチン(C4 H6 )等が挙げられる。
【0048】また、SiとCとを構成原子とする原料ガ
スとしては、Si(CH3 )4 ,Si(C2 H5
 )4等のケイ化アルキルを挙げることができる。
【0049】この他に、炭素原子(C)の導入に加えて
、弗素原子の導入も行なえるという点から、CF4 ,
CF3 ,C2 F6 ,C3 F8 ,C4 F8 
等のフッ化炭素化合物を挙げることができる。
【0050】本発明において使用される弗素供給用ガス
として有効なのは、例えば弗素ガス、弗素化物、弗素を
含むハロゲン間化合物、弗素で置換されたシラン誘導体
等のガス状のまたはガス化し得る弗素化合物が好ましく
挙げられる。また、さらにはシリコン原子と弗素原子と
を構成要素とするガス状のまたはガス化し得る、弗素原
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。
【0051】本発明において好適に使用し得る弗素化合
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。
【0052】弗素原子を含む珪素化合物、いわゆる弗素
原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、
例えばSiF4 ,Si2 F6 等のフッ化珪素が好
ましいものとして挙げることができる。このような弗素
原子を含む珪素化合物を採用してグロー放電等によって
本発明の特徴的な電子写真用光受容部材を形成する場合
には、Si供給用ガスとしての水素化珪素ガスを使用し
なくても、所定の支持体上に弗素原子を含む第2の光導
電層を形成することができるが、形成される第2の光導
電層1102中に導入される水素原子の導入割合の制御
を一層容易になるように図るために、これらのガスにさ
らに水素ガスまたは水素原子を含む珪素化合物のガスも
所望量混合して層形成することが好ましい。また、各ガ
スは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても
差し支えないものである。
【0053】本発明においては、弗素原子供給用ガスと
して上記されたフッ化物あるいは弗素を含む珪素化合物
が有効なものとして使用されるものであるが、その他に
、HF,SiF3 F,SiH2 F2 ,SiHF3
 等の弗素置換水素化珪素、等々のガス状態のあるいは
ガス化し得る物質も有効な第2の光導電層形成用の原料
物質として挙げることができる。これらの物質の内、水
素原子を含む弗素化物は、第2の光導電層1102形成
の際に層中に弗素原子の導入と同時に、電気的あるいは
光電的特性の制御にきわめて有効な水素原子も導入され
るので、本発明においては好適な弗素原子供給用ガスと
して使用される。
【0054】本発明においては酸素原子(O)導入用の
ガスとなり得るものとして有効に使用される出発物質は
、例えば、酸素(O2 )、オゾン(O3 )、一酸化
窒素(NO)、二酸化窒素(NO2 )、一二酸化窒素
(N2 O)、三二酸化窒素(N2 O3 )、四三酸
化窒素(N2 O4 )、五二酸化窒素(N2 O5 
)等を挙げることができる。
【0055】この他に、炭素原子(C)の導入に加えて
、酸素原子の導入も行なえるという点から、CO,CO
2 等の化合物を挙げることができる。
【0056】水素原子(H)を第2の光導電層1102
中に構造的に導入するには、上記の他にH2 ,あるい
はSiH4 ,Si2 H6 ,Si3 H8 ,Si
4 H10等の水素化珪素とSiを供給するためのシリ
コンまたはシリコン化合物とを反応容器中に共存させて
放電を生起させることでも行なうことができる。
【0057】第2の光導電層1102中に含有される水
素原子および/または弗素原子の量を制御するには、例
えば支持体温度、水素原子あるいは弗素原子を含有させ
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。
【0058】さらに本発明においては、第2の光導電層
1102には必要に応じて伝導性を制御する原子(M)
を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は
、第2の光導電層1102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。
【0059】前記の伝導性を制御する原子としては、半
導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ
、p型伝導特性を与える周期律表III 族に属する原
子(以後「第III 族原子」と略記する)またはn型
伝導特性を与える周期律表V族に属する原子(以後「第
V族原子」と略記する)を用いることができる。
【0060】第III 族原子としては、具体的には、
B(硼素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)
、In(インジウム)、Tl(タリウム)等があり、特
にB,Al,Gaが好適である。第V族原子としては、
具体的にはP(燐)、As(砒素)、Sb(アンチモン
)、Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適で
ある。
【0061】光導電層に含有される伝導性を制御する原
子(M)の含有量としては、好ましくは1×10−3〜
5×104 原子ppm、より好ましくは1×10−2
〜1×104 原子ppm、最適には1×10−1〜5
×103 原子ppmとされるのが望ましい。特に、光
導電層において炭素原子(C)の含有量が1×103 
原子ppm以下の場合は、光導電層に含有される原子(
M)の含有量としては好ましくは1×10−3〜1×1
03 原子ppmとされるのが望ましく、炭素原子(C
)の含有量が1×103 原子ppmを越える場合は、
原子(M)の含有量としては、好ましくは1×10−1
〜5×104 原子ppmとされるのが望ましい。
【0062】第2の光導電層1102中に、伝導性を制
御する原子、例えば、第III 族原子あるいは第V族
原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第III
 族原子導入用の原料物質あるいは第V族原子導入用の
原料物質をガス状態で反応容器中に、第2の光導電層を
形成するための他のガスとともに導入してやればよい。 第III族原子導入用の原料物質あるいは第V族原子導
入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガ
ス状のまたは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化
し得るものが採用されるのが望ましい。そのような第I
II 族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素
原子導入用としては、B2 H6 ,B4 H10,B
5 H9 ,B5 H11,B6 H10,B6 H1
2,B6 H14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。
【0063】第V族原子導入用の原料物質として本発明
において、有効に使用されるのは、燐原子導入用として
は、PH3 ,P2 H4 等の水素化燐、PH4 I
,PF3 ,PF5 ,PCl3 ,PCl5 ,PB
r3 ,PBr5 ,PI3 等のハロゲン化燐が挙げ
られる。この他、AsH3 ,AsF3 ,AsCl3
 ,AsBr3,AsF5 ,SbH3 ,SbF3 
,SbF5 ,SbCl3 ,SbCl5 ,BiH3
 ,BiCl3 ,BiBr3 等も第V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。
【0064】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。
【0065】さらに本発明の光受容部材の第2の光導電
層1102には、周期律表第Ia族、IIa族、VIa
族、VIII族から選ばれる少なくとも1種の元素を0
.1〜10000原子ppm程度含有してもよい。前記
元素は前記第2の光導電層中に万遍なく均一に分布され
てもよいし、あるいは該第2の光導電層中に万遍なく含
有されてはいるが、層厚方向に対し不均一に分布する状
態で含有している部分があってもよい。しかしながら、
いずれの場合においても支持体1101の表面と平行な
面内方向においては、均一な分布で万遍なく含有されて
いることが、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。第Ia族原子としては、具体的には、
Li(リチウム)、Na(ナトリウム)、K(カリウム
)を挙げることができ、第IIa族原子としては、Be
(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシ
ウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)等
を挙げることができる。
【0066】また、第VIa族原子としては、具体的に
は、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タング
ステン)等を挙げることができ、第VIII族原子とし
ては、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル
)等を挙げることができる。
【0067】本発明において、第2の光導電層1102
の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済
的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、第2
の光導電層1102については、好ましくは5〜50μ
m、より好ましくは10〜40μm、最適には20〜3
0μmとされるのが望ましい。
【0068】本発明の目的を達成し得る特性を有するn
c−SiC(H,F)からなる第2の光導電層1102
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。
【0069】支持体1101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20〜500℃、より好ましくは50〜4
80℃、最適には100〜450℃とするのが望ましい
【0070】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1×10−5〜10Torr、好ましくは5×1
0−5〜3Torr、最適には1×10−4〜1Tor
rとするのが好ましい。
【0071】本発明においては、前記各層を作成するた
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、これらの層作成ファクターは
通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の
特性を有する第2の光導電層1102を形成すべく相互
的かつ有機的関連性に基づいて、各層作成ファクターの
最適値を決めるのが望ましい。
【0072】さらに本発明の光受容部材においては、第
2の光導電層1102の前記支持体1101側に、少な
くともアルミニウム原子、シリコン原子、炭素原子およ
び水素原子が層厚方向に不均一な状態で含有する層領域
を有することが望ましい。
【0073】第1の光導電層1103は、構成要素とし
てシリコン原子、水素原子を含むnc−Si:Hからな
り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性、電荷輸送特
性を有する。
【0074】第1の光導電層1103は、シリコン原子
、水素原子からなる非単結晶質であり、水素原子を1〜
40原子%含有している。この第1の光導電層1103
は光キャリアを効率よく生成し、長波長の光の吸収を高
めるため、感度の向上のために設けられる。また、他の
効果としては、帯電極性と逆極性のキャリアの走行性が
第2の光導電層1102よりよいため、ゴーストが軽減
されるという予期せぬ効果も得られる。  本発明にお
いて、第1の光導電層1103は真空堆積膜形成方法に
よって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメータ
ーの数値条件が設定されて作成される。具体的には、例
えばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法ま
たはマイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるい
は直流放電CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着
法、イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法
等の数数の薄膜堆積法によって形成することができる。 これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負
荷程度、製造規模、作成される電子写真用光受容部材に
所望される特性等の要因によって適宜選択されて採用さ
れるが、所望の特性を有する電子写真用光受容部材を製
造するに当たっての条件の制御が比較的容易であること
からしてグロー放電法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法が好適である。そしてこれらの方法を同一
装置系内で併用して形成してもよい。例えば、グロー放
電法によってnc−Si:H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
の原料ガスとを、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、予め所定の位置に設置されてある所定の支持体
表面上にnc−Si:Hからなる層を形成すればよい。
【0075】本発明において使用されるSi供給用ガス
となり得る物質としては、SiH4,Si2 H6 ,
Si3 H8 ,Si4 H10等のガス状態の、また
はガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用さ
れるものとして挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易
さ、Si供給効率のよさ等の点でSiH4 ,Si2 
H6 が好ましいものとして挙げられる。また、これら
のSi供給用の原料ガスを必要に応じてH2 ,He,
Ar,Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0076】形成される第1の光導電層中に導入される
水素原子の導入割合の制御を一層容易になるように図る
ために、これらのガスにさらに水素ガスまたは水素原子
を含む硅素化合物のガスも所望量混合して層形成するこ
とが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく所定の
混合比で複数種混合しても差し支えないものである。水
素原子を第1の光導電層1103中に構造的に導入する
には、上記の他にH2 ,あるいはSiH4 ,Si2
 H6 ,Si3 H8 ,Si4 H10等の水素化
珪素とSiを供給するためのシリコンまたはシリコン化
合物とを反応容器中に共存させて放電を生起させること
でも行なうことができる。
【0077】第1の光導電層1103中に含有される水
素原子の量を制御するには、例えば支持体温度、水素原
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。
【0078】さらに本発明においては、第1の光導電層
1103には必要に応じて伝導性を制御する原子(M)
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。
【0079】前記の伝導性を制御する原子としては、半
導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ
、p型伝導特性を与える周期律表III 族に属する原
子(以後「第III 族原子」と略記する)またはn型
伝導特性を与える周期律表V族に属する原子(以後「第
V族原子」と略記する)を用いることができる。
【0080】第III 族原子としては、具体的には、
B(硼素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)
、In(インジウム)、Tl(タリウム)等があり、特
にB,Al,Gaが好適である。第V族原子としては、
具体的にはP(燐)、As(砒素)、Sb(アンチモン
)、Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適で
ある。
【0081】第1の光導電層1103に含有される伝導
性を制御する原子(M)の含有量としては、好ましくは
1×10−2〜5×104 原子ppm、より好ましく
は1×10−2〜1×104 原子ppm、最適には1
×10−1〜5×103 原子ppmとされるのが望ま
しい。
【0082】第1の光導電層1103中に、伝導性を制
御する原子、例えば、第III 族原子あるいは第V族
原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第III
 族原子導入用の原料物質あるいは第V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。第II
I 族原子導入用の原料物質あるいは第V族原子導入用
の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状
のまたは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得
るものが採用されるのが望ましい。そのような第III
 族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子
導入用としては、B2 H6 ,B4 H10,B5 
H11,B6 H10,B6 H12,B6 H14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。
【0083】第V族原子導入用の原料物質として本発明
において、有効に使用されるのは、燐原子導入用として
は、PH3 ,P2 H4 等の水素化燐、PH4 I
,PF3 ,PF5 ,PCl3 ,PCl5 ,PB
r3 ,PBr5 ,PI3 等のハロゲン化燐が挙げ
られる。この他、AsH3 ,AsF3 ,AsCl3
 ,AsBr3,AsF5 ,SbH3 ,SbF3 
,SbF5 ,SbCl3 ,SbCl5 ,BiH3
 ,BiCl3 ,BiBr3 等も第V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。
【0084】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。
【0085】さらに本発明の光受容部材の第2の光導電
層1102には、周期律表第Ia族、IIa族、VIa
族、VIII族から選ばれる少なくとも1種の元素を0
.1〜10000原子ppm程度含有してもよい。前記
元素は前記第1の光導電層1103中に万遍なく均一に
分布されてもよいし、あるいは該第1の光導電層110
3中に万遍なく含有されてはいるが、層厚方向に対し不
均一に分布する状態で含有している部分があってもよい
。しかしながら、いずれの場合においても支持体110
1の表面と平行な面内方向においては、均一な分布で万
遍なく含有されていることが、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。第Ia族原子として
は、具体的には、Li(リチウム)、Na(ナトリウム
)、K(カリウム)を挙げることができ、第IIa族原
子としては、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム
)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、B
a(バリウム)等を挙げることができる。
【0086】また、第VIa族原子としては、具体的に
は、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タング
ステン)等を挙げることができ、第VIII族原子とし
ては、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル
)等を挙げることができる。
【0087】本発明において、第1の光導電層1103
の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済
的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、第1
の光導電層については、好ましくは0.5〜15μm、
より好ましくは1〜10μm、最適には1〜5μmとさ
れるのが望ましい。
【0088】本発明の目的を達成し得る特性を有するn
c−Si:Hからなる第1の光導電層1103を形成す
るには、支持体1101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。
【0089】支持体1101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20〜500℃、より好ましくは50〜4
80℃、最適には100〜450℃とするのが望ましい
【0090】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1×10−5〜10Torr、好ましくは5×1
0−5〜3Torr、最適には1×10−4〜1Tor
rとするのが好ましい。
【0091】本発明においては、前記各層を作成するた
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、これらの層作成ファクターは
通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の
特性を有する第2の光導電層1102を形成すべく相互
的かつ有機的関連性に基づいて、各層作成ファクターの
最適値を決めるのが望ましい。
【0092】本発明の光受容部材においては、第1の光
導電層1103の表面層との間に、組成を連続的に変化
させた層領域を設けてもよい。該層領域を設けることに
より各層間での密着性をより向上させることができる。
【0093】表面層は1104、構成要素としてシリコ
ン原子と炭素原子、窒素原子および酸素原子を同時に含
有し、さらに水素原子およびハロゲン原子とを含有する
非単結晶材料で構成される。表面層1104には光導電
層中に含有されるような伝導性を制御する物質は実質的
に含有されない。
【0094】該表面層1104に含有される炭素原子お
よび酸素原子および窒素原子は該層中に万遍なく均一に
分布されてもよいし、あるいは層厚方向には万遍なく含
有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有してい
る部分があってもよい。しかしながら、いずれの場合の
支持体1101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。
【0095】本発明における表面層1104の全層領域
に含有される炭素原子、酸素原子、窒素原子は、同時に
含有されるときに著しい高暗抵抗化、高硬度化等の効果
を奏する。表面層中1104に含有される炭素原子およ
び酸素原子および窒素原子の含有量の和は、好適には4
0〜90原子%、より好適には45〜85原子%、最適
には50〜80原子%とされるのが望ましい。本発明に
おける効果をより一層発揮するには、酸素原子、窒素原
子の含有量の和は10原子%以下が好ましい。
【0096】また、本発明における表面層1104に含
有される水素原子およびハロゲン原子はnc−SiC,
O,N(H,X)内に存在する未結合手を補償し膜質の
向上に効果を奏し、光導電層と表面層1104の界面に
トラップされるキャリアーを減少させるため、画像流れ
を改善する。さらにハロゲン原子は表面層1104の撥
水性を向上させるので、水蒸気の吸着による高湿流れを
も減少させる。表面層中のハロゲン原子の含有量は20
原子%以下であり、さらに水素原子とハロゲン原子の含
有量の和は好適には30〜70原子%、より好適には3
5〜65原子%、最適には40〜60原子%とするのが
望ましい。
【0097】さらに本発明において表面層1104に、
周期律表第Ia族、IIa族、VIa族、VIII族か
ら選ばれる少なくとも1種の元素を含有してもよい。前
記元素は前記光導電層中に万遍なく均一に分布されても
よいし、あるいは該光導電層中に万遍なく含有されては
いるが、層厚方向に対し不均一に分布する状態で含有し
ている部分があってもよい。しかしながら、いずれの場
合においても支持体1101の表面と平行な面内方向に
おいては、均一な分布で万遍なく含有されていることが
、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。
【0098】第Ia族原子としては、具体的には、Li
(リチウム)、Na(ナトリウム)、K(カリウム)を
挙げることができ、第IIa族原子としては、Be(ベ
リリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム
)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)等を挙
げることができる。
【0099】また、第VIa族原子としては、具体的に
は、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タング
ステン)等を挙げることができ、第VIII族原子とし
ては、Fe(鉄)、Co(コバルト)、Ni(ニッケル
)等を挙げることができる。
【0100】本発明において、表面層1104の層厚は
所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果
等の点から好ましくは0.01〜30μm、より好まし
くは0.05〜20μm、最適には0.1〜10μmと
されるのが望ましい。
【0101】本発明においてnc−SiC,O,N(H
,X)で構成される表面層1104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。
【0102】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層1104を形成する場合には、支持体1101の温
度、ガス圧が前記表面層1104の特性を左右する重要
な要因である。支持体温度は適宜最適範囲が選択される
が、好ましくは20〜500℃、より好ましくは50〜
480℃、最適には100〜450℃とするのが望まし
い。
【0103】反応容器内のガス圧も適宜最適範囲が選択
されるが、好ましくは1×10−5〜10Torr、よ
り好ましくは5×10−5〜3Torr、最適には1×
10−4〜1Torrとするのが好ましい。
【0104】本発明においては、表面層1104を形成
するための支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲とし
て前記した範囲が挙げられるが、これらの層作成ファク
ターは通常は独立的に別々に決められるものではなく、
所望の特性を有する表面層1104を形成すべく相互的
かつ有機的関連性に基づいて、各層作成ファクターの最
適値を決めるのが望ましい。
【0105】以下、高周波プラズマCVD法およびマイ
クロ波プラズマCVD法によって堆積膜を形成するため
の装置および形成方法について詳述する。
【0106】図3は高周波プラズマCVD(以下「RF
−PCVD」と表記する)法による電子写真用光受容部
材の製造装置の一例を示す模式的な構成図、図4(a)
はマイクロ波プラズマCVD(以下「μW−PCVD」
と表記する)法による電子写真用光受容部材の製造装置
の部分縦断面図、図4(b)はその横断面図、図5は図
4に示す堆積装置4100と原料ガス供給装置3200
の説明図、図6〜図8は光導電層の炭素含有量の変化パ
ターン、図9、図10は光導電層の炭素含有量の分布パ
ターンである。
【0107】図3に示すRF−PCVD法による堆積膜
の製造装置の構成は以下の通りである。この装置は大別
すると、堆積装置3100、原料ガスの供給装置320
0、反応容器3111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3100中の
反応容器3111内には円筒状支持体3112、支持体
加熱用ヒーター3113、原料ガス導入管3114が設
置され、さらに高周波マッチングボックス3115が接
続されている。
【0108】原料ガス供給装置3200、SiH4 ,
H2 ,CH4 ,CO2,NH3 ,SiF4 等の
原料ガスのボンベ3221〜3226とバルブ3231
〜3236,3241〜3246,3251〜3256
およびマスフローコントローラー3211〜3216か
ら構成され、各原料ガスのボンベはバルブ3260を介
して反応容器3111内のガス導入管3114に接続さ
れている。
【0109】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。
【0110】まず、反応容器3111内に円筒状支持体
3112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3111内を排気する。続いて、支持体
加熱用ヒーター3113により円筒状支持体3112の
温度を20℃〜500℃の所定の温度に制御する。
【0111】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器311
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ3231〜3
236、反応容器のリークバルブ3117が閉じられて
いることを確認し、また、流入バルブ3241〜324
6、流出バルブ3251〜3256。補助バルブ326
0が開かれていることを確認して、まず、メインバルブ
3118を開いて反応容器3111およびガス配管内3
116を排気する。
【0112】次に真空計3119の読みが約5×10−
6Torrになった時点で補助バルブ3260、流出バ
ルブ3251〜3256を閉じる。
【0113】その後、ガスボンベ3221〜3226よ
り各ガスをバルブ3231〜3236を開いて導入し、
圧力調整器3261〜3266により各ガス圧を2Kg
/cm2 に調整する。次に、流入バルブ3241〜3
246を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントロー
ラー3211〜3216内に導入する。
【0114】以上のようにして成膜の準備が完了した後
、円筒状支持体3112上に光導電層、表面層の各層の
形成を行なう。
【0115】円筒状支持体3112が所定の温度になっ
たところで流出バルブ3251〜3256のうち必要な
ものおよび補助バルブ3260を徐々に開き、ガスボン
ベ3221〜3226から所定のガスをガス導入管31
14を介して反応容器3111内に導入する。次にマス
フローコントローラー3211〜3216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3111内の圧力が1Torr以下の所定の圧力
になるように真空計3119を見ながらメインバルブ3
118の開口を調整する。内圧が安定したところで、R
F電源(不図示)を所望の電力に設定し、高周波マッチ
ングボックス3115を通じて反応容器3111内にR
F電力を導入し、RFグロー放電を生させる。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3112上に所定のシリコンを
主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の
膜厚の形成が行なわれた後、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。
【0116】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。
【0117】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全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3111内、
流出バルブ3251〜3256から反応容器3111に
至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
3251〜3256を閉じ、補助バルブ3260を開き
、さらにメインバルブ3118を全開にして系内に一旦
高真空を排気する操作を必要に応じて行なう。
【0118】また、膜形成の均一化を図る場合は、膜形
成を行なっている間は、円筒状支持体3112を駆動装
置(不図示)によって所定の速度で回転させる。
【0119】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うま
でもない。
【0120】円筒状支持体3112の加熱方法は、真空
仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース
状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミ
ックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤
外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温
媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手
段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム
、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を
使用することができる。また、それ以外にも、反応容器
以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内
に真空中で支持体を搬送する等の方法が用いられる。
【0121】次に、μW−PCVD法によって形成され
る電子写真用光受容部材の製造方法について説明する。
【0122】図3に示した製造装置におけるRF−PC
VD法による堆積装置3100を第図4(a)、(b)
に示す堆積装置4100に交換して原料ガス供給装置3
200と接続することにより、図5に示すμW−PCV
D法による以下の構成の電子写真用光受容部材製造装置
を得ることができる。
【0123】この装置は、真空気密化構造をなした減圧
にし得る反応容器4111、原料ガスの供給装置320
0、および反応容器内を減圧にするための排気装置(不
図示)から構成されている。反応容器4111内にはマ
イクロ波電力を反応容器内に効率よく透過し、かつ、真
空気密を保持し得るような材料例えば石英ガラス、アル
ミナセラミックス等で形成されたマイクロ波導入窓41
12、スタブチューナ(図示せず)およびアイソレータ
(図示せず)を介してマイクロ波電源(図示せず)に接
続されているマイクロ波の導波管4113、堆積膜を形
成すべき円筒状支持体4115、支持体加熱用ヒーター
4116、原料ガス導入管4117、プラズマ電位を制
御するための外部電気バイアルを与えるための電極41
18が設置されており、反応容器4111内は排気管4
121を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。 原料ガス供給装置3200は、SiH4,H2 ,CH
4 ,CO2,NH3 ,SiF4 等の原料ガスのボ
ンベ3221〜3226とバルブ3231〜3236,
3241〜3246,3251〜3256およびマスフ
ローコントローラー3211〜3216から構成され、
各原料ガスのボンベはバルブ3260を介して反応容器
内のガス導入管4117に接続されている。また、円筒
状支持体4115によって取り囲まれた空間4130が
放電空間を形成している。  μW−PCVD法による
この装置での堆積膜の形成は、以下のように行なうこと
ができる。
【0124】まず、反応容器4111内に円筒状支持体
4115を設置し、駆動装置4120によって支持体4
115を回転し、不図示の排気装置例えば真空ポンプに
より反応容器4111内を排気管4121を介して排気
し、反応容器4111内の圧力を1×10−6Torr
以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒーター411
6により円筒状支持体4115の温度を20℃〜500
℃の所定の温度に加熱保持する。
【0125】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器411
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ3231〜3
236、反応容器のリークバルブ(不図示)が閉じられ
ていることを確認し、また、流入バルブ3241〜32
46、流出バルブ3251〜3256、補助バルブ32
60が開かれていることを確認して、まず、メインバル
ブ(不図示)を開いて反応容器4111およびガス配管
4122内を排気する。
【0126】次に真空計(不図示)の読みが約5×10
−6Torrになった時点で補助バルブ3260、流出
バルブ3251〜3256を閉じる。
【0127】その後、ガスボンベ3221〜3226よ
り各ガスをバルブ3231〜3236を開いて導入し、
圧力調整器3261〜3266により各ガス圧を2Kg
/cm2 に調整する。次に、流入バルブ3241〜3
246を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントロー
ラー(3211〜3216)内に導入する。
【0128】以上のようにして成膜の準備が完了した後
、円筒状支持体4115上に光導電層、表面層の各層の
形成を行なう。
【0129】円筒状支持体4115が所定の温度になっ
たところで流出バルブ3251〜3256のうち必要な
ものおよび補助バルブ3260を徐々に開き、ガスボン
ベ3221〜3226から所定のガスをガス導入管41
17を介して反応容器4111内の放電空間4130に
導入する。次にマスフローコントローラー3211〜3
216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、放電空間4130内の圧力が1Tor
r以下の所定の圧力になるように真空計(不図示)を見
ながらメインバルブ(不図示)の開口を調整する。圧力
が安定した後、マイクロ波電源(不図示)により周波数
500MHz以上の、好ましくは2.45GHzのマイ
クロ波を発生させ、マイクロ波電源(不図示)を所望の
電力に設定し、導波管4113、マイクロ波導入窓41
12を介して放電空間4130にμWエネルギーを導入
して、μWグロー放電を生起させる。それと同時併行的
に、電源4119から電極4118に例えば直流等の電
気バイアスを印加する。かくして支持体4115により
取り囲まれた放電空間4130において、導入された原
料ガスは、マイクロ波のエネルギーにより励起されて解
離し、円筒状支持体4115上に所定の堆積膜が形成さ
れる。このとき、層形成の均一化を図るため支持体回転
モーター4120によって、所望の回転速度で回転させ
る。
【0130】所望の膜厚の形成が行なわれた後、μW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。
【0131】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。
【0132】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全て閉じられていることは言うまで
もなく、また、それぞれのガスが反応容器4111内、
流出バルブ3251〜3256から反応容器4111に
至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
3251〜3256を閉じ、補助バルブ3260を開き
、さらにメインバルブ(不図示)を全開にして系内に一
旦高真空を排気する操作を必要に応じて行なう。
【0133】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うま
でもない。
【0134】円筒状支持体4115の加熱方法は、真空
仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース
状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミ
ックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤
外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温
媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手
段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム
、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を
使用することができる。また、それ以外にも、反応容器
以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内
に真空中で支持体を搬送する等の方法が用いられる。
【0135】μW−PCVD法においては、放電空間内
の圧力としては、好ましくは1×10−3Torr以上
1×10−1Torr以下、より好ましくは3×10−
3Torr以上5×10−2Torr以下、最も好まし
くは5×10−3Torr以上3×10−2Torr以
下に設定することが望ましい。
【0136】放電空間外の圧力は、放電空間内の圧力よ
りも低ければよいが、放電空間内の圧力が1×10−1
Torr以下では、また、特に顕著には5×10−2T
orr以下では、放電空間内の圧力が放電空間外の圧力
の3倍以上のとき、特に堆積膜特性向上の効果が大きい
【0137】マイクロ波の反応容器4111までの導入
方法としては導波管4113による方法が挙げられ、反
応容器4111内への導入は、1つまたは複数の誘電体
窓4112から導入する方法が挙げられる。このとき、
反応容器4111内へのマイクロ波の導入窓4113の
材質としてはアルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミ
ニウム(AlN)、窒化ボロン(BN)、窒化珪素(S
iN)、炭化珪素(SiC)、酸化珪素(SiO2 )
、酸化ベリリウム(BeO)、テフロン、ポリスチレン
等マイクロ波の損失の少ない材料が通常使用される。
【0138】電極4118と円筒状支持体4115間に
発生させる電界は直流電界が好ましく、また、電界の向
きは電極4118から円筒状支持体4115に向けるの
がより好ましい。電界を発生させるために電極に印加す
る直流電圧の平均の大きさは、15V以上300V以下
、好ましくは30V以上200V以下が適する。直流電
圧波形としては、特に制限はなく、種々の波形のものが
本発明では有効である。つまり、時間によって電圧の向
きが変化しなければいずれの場合でもよく、例えば、時
間に対して大きさの変化しない定電圧はもちろん、パル
ス状の電圧、および整流器により整流された時間によっ
て大きさが変化する脈動電圧でも有効である。
【0139】また、交流電圧を印加することも有効であ
る。交流の周波数は、いずれの周波数でも問題はなく、
実用的には低周波では50Hzまたは60Hz、高周波
では13.56MHzが適する。交流の波形としてはサ
イン波でも矩形波でも、他のいずれの波形でもよいが、
実用的には、サイン波が適する。ただし、このとき電圧
はいずれの場合も実効値を言う。
【0140】電極4118の大きさおよび形状は、放電
を乱さないならばいずれのものでもよいが、実用上は直
径0.1cm以上5cm以下の円筒状の形状が好ましい
。このとき、電極4118の長さも、円筒状支持体41
15に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定でき
る。
【0141】電極4118の材質としては、表面が導電
性となるものならばいずれのものでもよく、例えば、ス
テンレス、Al,Cr,Mo,Au,In,Nb,Te
,V,Ti,Pt,Pd,Fe等の金属、これらの合金
または表面を導電処理したガラス、セラミック、プラス
チック等が通常使用される。
【0142】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらによって何等限定されるも
のではない。 実施例1 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表1に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作
製した。本実施例では、図1に示す第2の光導電層11
02中の炭素含有量の変化パターンを図6のように変化
させるために第2の光導電層1102の形成時に導入す
るCH4の流量を変化させた。第2の光導電層1102
の支持体1101側表面での炭素含有量は、30原子%
となるようにした。なお、炭素含有量の測定にはラザフ
ォード後方散乱法による元素分析を行った。
【0143】作製した電子写真用光受容層部材を実験用
に改造した電子写真装置に設置し、帯電能、感度、残留
電位について評価を行った。各項目は、以下の方法で評
価した。 (1)帯電能・感度・残留電位 帯電能      :電子写真用光受容部材を実験装置
に設置し、帯電器に+6kVの高圧を印加しコロナ帯電
を行ない、表面電位計により電子写真用光受容部材の暗
部表面電位を測定する。
【0144】感度        :電子写真用光受容
部材を、一定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ち
に光像を照射する。光像はキセノンランプ光源を用い、
フィルターを用いて550nm以下の波長域の光を除い
た光を照射した。このとき表面電位計により電子写真用
光受容部材の明部表面電位を測定する。明部表面電位が
所定の電位になるよう露光量を調整し、このときの露光
量をもって感度とする。
【0145】残留電位    :電子写真用光受容部材
を、一定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに一
定光量の比較的強い光を照射する。光像はキセノンラン
プ光源を用い、フィルターを用いて550nm以下の波
長域の光を除いた光を照射した。このとき表面電位計に
より電子写真用光受容部材の明部表面電位を測定する。
【0146】それぞれについて、 ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題なし」 ×は「実用上問題あり」 を用いて、評価した。
【0147】
【表1】 比較例1 実施例1と同様にして、表2に示す条件で第2の光導電
層1102中の炭素量が一定の、いわゆる機能分離型電
子写真用光部材を作製し、得られた電子写真用光受容部
材の評価を実施例1と同様に行なった。
【0148】
【表2】 実施例1、比較例1の結果を合わせて表3に示す。本発
明による層構成の電子写真用光受容部材では帯電能、感
度が向上し、なおかつ残留電位は変化していない。
【0149】
【表3】 実施例2 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシンダー上に、
さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法を
用いる以外は実施例1と同様にして、表4に示す作製条
件で電子写真用光受容部材を作製した。作製した電子写
真用光受容部材は実施例1と同様の評価を行なった。
【0150】
【表4】 比較例2 実施例2と同様にして、表5に示す条件で第2の光導電
層中の炭素含有量が一定の、いわゆる機能分離型電子写
真用光受容部材を作製し、得られた電子写真用光受容部
材の評価は実施例2と同様に行なった。
【0151】実施例2、比較例2の評価結果は実施例1
の結果と全く同じであった。
【0152】
【表5】 実施例3および比較例3 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表6に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作
製した。本実施例では、第1の光導電層1103の膜厚
を0〜20μmの範囲で変化させた。第1の光導電層1
103の膜厚に対する610nmの一定光量の光を照射
したときの光感度を、第1の光導電層の膜厚が0μmの
ときを100%として、評価した結果を表7に示す。 この結果から、第1の光導電層1103を設けると、長
波感度が向上することが判る。
【0153】
【表6】
【0154】
【表7】 実施例4および比較例4 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、実施例3と同様に
μWグロー放電法により表8に示す作製条件で電子写真
用光受容部材を作製した。第1の光導電層1103の膜
厚に対する610nmの一定光量の光を照射したときの
光感度を、第1の光導電層1103の膜厚が0μmのと
きを100%として、評価した結果は表7と全く同様で
あった。
【0155】
【表8】 実施例5 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表9に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作
製した。本実施例では第2の光導電層中1102の炭素
含有量の変化パターンを図6〜図8のように変化させる
ために、第2の光導電層1102の形成時に導入するC
H4の流量を変化させた。いずれのパターンにおいても
第2の光導電層1102の支持体1101側表面での炭
素含有量は、30原子%となるようにした。なお、炭素
含有量の測定にはラザフォード後方散乱法による元素分
析で行なった。
【0156】作製した電子写真用光受容部材を実験用に
改造した電子写真装置に設置し、帯電能、感度、残留電
位について評価を行なった。各項目は、実施例1と同様
の方法で評価した。
【0157】
【表9】 比較例5 実施例3と同様にして、図9、図10に示す炭素含有量
パターンで電子写真用光受容部材を作製した。評価は実
施例4と同様に行なった。
【0158】実施例5、比較例5の結果を合わせて表1
0に示す。本発明によるところの第2の光導電層110
2の炭素量変化パターンでは帯電能、感度が向上し、な
おかつ残留電位は悪化していない。
【0159】
【表10】 実施例6 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
法を用いる以外は実施例5と同様にして、表11に示す
作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。本実施例
では、第2の光導電層中1102の炭素含有量の変化パ
ターンを図6〜図8のように変化させるために、第2の
光導電層1102の形成時に導入するCH4 の流量を
変化させた。いずれのパターンにおいても第2の光導電
層の支持体1101側表面での炭素含有量は、30原子
%となるようにした。なお、炭素含有量の測定にはラザ
フォード後方散乱法による元素分析で行なった。作製し
た電子写真用光受容部材は実施例3と同様の評価を行な
った。
【0160】
【表11】 比較例6 実施例6と同様にして、図9、図10に示す炭素含有量
パターンで電子写真用光受容部材を作製した。得られた
電子写真用光受容部材の評価は実施例6と同様に行なっ
た。
【0161】実施例6、比較例6の評価結果は実施例5
の結果と全く同じであった。 実施例7および比較例7 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表12に示す作製条件で電子写真用光受容部材を
作製した。本実施例では第2の光導電層中の炭素含有量
の変化パターンを図6を用い、支持体側表面の炭素含有
量を第2の光導電層1102の形成時に導入するCH4
 の流量を変化させた。そして第2の光導電層1102
の支持体1101側表面での炭素含有量は、ラザフォー
ド後方散乱法による元素分析で同定した。
【0162】
【表12】 作製した電子写真用光受容部材を実験用に改造した電子
写真装置に設置し、帯電能、感度、残留電位、白ポチ、
ガサツキ、ゴースト等の電子写真特性および、電子写真
用光受容部材表面の球状突起の発生数について評価を行
なった。各項目は、以下の方法で評価した。 (1)帯電能・感度・残留電位 実施例1と同様にして評価した。 (2)白ポチ・ガサツキ・ゴースト 白ポチ      :キャノン製全面黒チャート(部品
番号:FY9−9073)を原稿台に置きコピーしたと
きに得られたコピー画像の同一面積内にある直径0.2
mm以下の白ポチについて、評価した。
【0163】ガサツキ    :キャノン製中間調チャ
ート(部品番号:FY9−9042)を原稿台に置きコ
ピーしたときに得られたコピー画像上で直径0.05m
mの円形領域を1単位として100点の画像濃度を測定
し、その画像濃度のばらつきを評価した。
【0164】ゴースト    :キャノン製ゴーストチ
ャート(部品番号:FY9−9040)に反射濃度1,
1、φ5mmの黒丸を貼り付けたものを原稿台の画像先
端部に置き、その上に、キャノン製中間調チャートを重
ねておいた際のコピー画像において中間調コピー上に認
められるゴーストチャートのφ5mmの反射濃度と中間
調部分の反射濃度との差を測定した。
【0165】それぞれについて、 ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題なし」 ×は「実用上問題あり」 を表わしている。 (3)球状突起の数 作製した電子写真用光受容部材の表面全域を光学顕微鏡
で観察し、100cm2 の面積内での直径20μm以
上の球状突起の個数を調べた。各電子写真用光受容部材
について結果を出し、最も球状突起の数の多かったもの
を100%として相対比較をした。その結果を以下のよ
うに分類した。
【0166】◎は60%未満 ○は80〜60% △は100〜80% このようにして得た結果をまとめて表13に示す。この
結果から、第2の光導電層の支持体1102側表面の炭
素量としては、0.5〜50原子%で性能の向上が見ら
れ、さらに1〜30原子%できわめて良好な結果が得ら
れている。
【0167】
【表13】 実施例8および比較例8 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例7と同様にして、表14に示す作
製条件で電子写真用光受容部材を作製した。本実施例で
は第2の光導電層1102中の炭素含有量の変化パター
ンを図6を用い、支持体1101側表面の炭素含有量を
第2の光導電層1102の形成時に導入するCH4 の
流量を変えることにより変化させた。そして実施例7と
同様にして評価した結果、表13と同じ結果が得られた
【0168】
【表14】 実施例9および比較例9 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表15に示す作製条件で電子写真用光受容部材を
作製した。本実施例では、光導電層中の弗素含有量を変
化させるように、第2の光導電層1102の形成時に導
入するSiF4 の流量を変化させた。そして第2の光
導電層1102中の弗素含有量は、SIMS(CAME
CA  IMS−3F)による元素分析で行なった。
【0169】
【表15】 (I)作製した電子写真用光受容部材を実験用に改造し
た電子写真装置に設置し、加速耐久試験を行なう前の白
ポチ、ガサツキ、ゴースト等の電子写真特性について評
価を行なった。各項目は、実施例1および実施例7と同
様の方法で評価した。
【0170】この結果を表16にまとめて示す。
【0171】
【表16】 (II)次に、作製した電子写真用光受容部材を実験用
に改造した電子写真装置に設置し250万枚相当の加速
耐久試験を行なった。そして、白ポチ、ガサツキ、ゴー
スト等の電子写真特性の評価を(I)と同様に行なった
【0172】以上の結果を表17にまとめて示す。
【0173】
【表17】 表16、表17の結果から、光導電層中の弗素含有量を
1〜95原子ppmの範囲に設定することが画像特性お
よび耐久性に関して非常に効果的であることが明らかに
なった。 実施例10および比較例10 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例9と同様にして、表18に示す作
製条件で電子写真用光受容部材を作製した。作製した電
子写真用光受容部材は実施例9と同じ手順で評価した。 その結果は表16,17と全く同様であった。
【0174】
【表18】 実施例11 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表19に示す作製条件で電子写真用光受容部材を
作製した。本実施例では、第2の光導電層1102中の
弗素含有量を30原子ppmとし、酸素含有量を変化さ
せるように、第2の光導電1102層の形成時に導入す
るCO2の流量を変化させた。そして第2の光導電層1
102中の酸素含有量は、SIMS(CAMECA  
IMS−3F)による元素分析で行なった。
【0175】
【表19】 作製した電子写真用光受容部材を実験用に改造した電子
写真装置に設置し、帯電能、感度、残留電位、電位シフ
ト等の電子写真特性について評価を行なった。 (1)帯電能、感度、残留電位 実施例1と同様に評価した。 (2)電位シフト 電位シフト:電子写真用光受容部材を、実験装置に設置
し帯電器に+6kVの高電圧を印加しコロナ帯電を行な
い、表面電位計により電子写真用光受容部材の暗部表面
電位を測定する。このとき帯電器に電圧を印加し始めた
ときの暗部表面電位をVd0 とし、2分経過後の暗部
表面電位をVdとする。そして、Vd0 とVdとの差
をもって電位シフト量とする。
【0176】それぞれについて、 ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題なし」 ×は「実用上問題あり」 を用いて、評価した。
【0177】この結果を第20表にまとめて示す。
【0178】
【表20】 実施例12 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例11と同様に、表21に示す作製
条件で電子写真用光受容部材を作製した。作製した電子
写真用光受容部材は実施例11と同じ手順で評価した。 その結果は表20と全く同様であった。
【0179】
【表21】 実施例13 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表22に示す作製条件で電子写真用光受容部材を
作製した。本実験では表面層に含有される炭素量、酸素
量、窒素量の和が40〜90原子%となるよう変化させ
るため、表面層形成時に導入するパワー、CH4 流量
、CO2 流量、NH3 流量を変化させた。
【0180】
【表22】 作製した電子写真用光受容部材を実験用に改造した電子
写真装置に設置して、帯電能、感度、残留電位、画像流
れ、耐久前の画像評価、250万枚相当の加速耐久試験
の画像評価を以下に示す方法で行なった。
【0181】帯電能:実施例1と同様に行なった。
【0182】感  度:電子写真用光受容部材を、一定
の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに光像を照射
する。光像はキセノンランプ光源を用い、フィルターを
用いて550nm以下の波長域の光を除いた光を照射し
た。このとき表面電位計により電子写真用光受容部材の
明部表面電位を測定する。表面電位が所定の電位になる
よう露光量を調整し、このときの露光量をもって感度と
する。評価表示は下記とする。
【0183】◎  特に良好 ○  良好 △  実用上問題なし ×  実用上問題あり 残留電位:電子写真用光受容部材を、一定の暗部表面電
位に帯電させる。そして直ちに光像を照射する。光像は
キセノンランプ光源を用い、フィルターを用いて550
nm以下の波長域の光を除いた光を一定量照射した。こ
のとき表面電位計により電子写真用光受容部材の明部表
面電位を測定する。評価表示は下記とする。
【0184】◎  特に良好 ○  良好 △  実用上問題なし ×  実用上問題あり 画像流れ:白地に全面文字よりなるキャノン製テストチ
ャート(部品番号:FY9−9058)を原稿台に置き
通常の露光量の2倍の露光量で照射しコピーをとる。得
られたコピー画像を観察し、画像上の細線が途切れずに
つながっているか評価した。ただし、このとき画像上で
むらがあるときは、全画像領域で評価し一番悪い部分の
結果を示した。評価表示は下記とする。
【0185】◎  良好 ○  一部途切れあり △  途切れは多いが文字として認識でき、実用上問題
ない ×  実用上問題あり 画像評価:白ポチ、擦傷それぞれについて5段階の限度
見本を作製し、評価結果の合計を次の4段階に分類した
【0186】◎  特に良好 ○  良好 △  実用上問題なし ×  実用上問題あり 比較例11 表面層に含有される炭素原子、酸素原子、窒素原子の含
有量の和を40原子%未満、および90原子%より多く
した以外は実施例13と同様にして電子写真用光受容部
材をそれぞれ作製し、実施例13と同様の評価を行なっ
た。 比較例12 表面層形成時にCH4 を用いずに、表面層に含有され
る酸素原子、窒素原子の含有量の和を60原子%とした
以外は実施例13と同様にして電子写真用光受容部材を
それぞれ作製し、実施例13と同様に評価を行なった。 比較例13 表面層形成時にCO2 を用いずに、表面層に含有され
る酸素原子、窒素原子の含有量の和を60原子%とした
以外は実施例13と同様にして電子写真用光受容部材を
それぞれ作製し、実施例13と同様に評価を行なった。 比較例14 表面層形成時にNH3 を用いずに、表面層に含有され
る酸素原子、窒素原子の含有量の和を60原子%とした
以外は実施例13と同様にして電子写真用光受容部材を
それぞれ作製し、実施例13と同様に評価を行なった。
【0187】実施例13および比較例11〜14の結果
をまとめて表23に示す。炭素含有量が40〜90原子
%で帯電能、耐久性に著しい改善がみられ、さらに炭素
原子、酸素原子、窒素原子の和が10原子%以下のとき
にきわめて良好な結果が得られている。
【0188】
【表23】 実施例14 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例13と同様に、表24に示す作製
条件で電子写真用光受容部材を作製した。本実験では表
面層1104に含有される炭素量、酸素量、窒素量の和
が40〜90原子%となるように変化させるため、表面
層1104形成時導入するパワー、CH4 流量、CO
2 流量、NH3 流量を変化させた。評価は実施例1
3と同様に行なった。
【0189】
【表24】 比較例15 表面層1104に含有される酸素原子、窒素原子の含有
量の和を40原子%未満、および90原子%より多くし
た以外は実施例14と同様にして電子写真用光受容部材
をそれそれ作製し、実施例14と同様の評価を行なった
。 比較例16 表面層1104形成時にCH4 を用いずに、表面層1
104に含有される酸素原子、窒素原子の含有量の和を
60原子%とした以外は実施例14と同様にして電子写
真用光受容部材をそれそれ作製し、実施例14と同様の
評価を行なった。 比較例17 表面層1104形成時にCO2 を用いずに、表面層1
104に含有される酸素原子、窒素原子の含有量の和を
60原子%とした以外は実施例14と同様にして電子写
真用光受容部材をそれそれ作製し、実施例14と同様の
評価を行なった。 比較例18 表面層1104形成時にNH3 を用いずに、表面層1
104に含有される酸素原子、窒素原子の含有量の和を
60原子%とした以外は実施例14と同様にして電子写
真用光受容部材をそれそれ作製し、実施例14と同様の
評価を行なった。実施例14および比較例15〜18の
結果は、第23表と全く同様であった。 実施例15 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表25の作製条件で電子写真用光受容部材を作製
した。本実験では表面層1104に含有される弗素原子
の含有量を20原子%以下とし、かつ水素原子と弗素原
子の含有量の和が30〜70原子%となるように、表面
層1104形成時導入するパワー、H2 および/また
はSiF4 の流量を変化させた。
【0190】作製した電子写真用光受容部材を実験用に
改造した電子写真装置に設置して、実施例9と同様にし
て、残留電位・感度・画像流れの3項目について評価を
行なった。
【0191】
【表25】 比較例19 表面層1104に含有される水素原子および弗素原子の
含有量の和を30原子%未満、および70原子%より多
くした以外は実施例15と同様にして電子写真用光受容
部材をそれそれ作製し、実施例15と同様の評価を行な
った。 比較例20 表面層1104に含有される弗素原子の含有量を20原
子%より多くした以外は実施例15と同様にして電子写
真用光受容部材をそれそれ作製し、実施例15と同様の
評価を行なった。 比較例21 表面層1104形成時にSiF4 を用いなかった以外
は実施例15と同様にして電子写真用光受容部材をそれ
それ作製し、実施例15と同様の評価を行なった。
【0192】実施例15、および比較例19〜21の結
果を表26に示す。表26より明らかなように、表面層
中の、水素含有量と弗素含有量の和を30〜70原子%
とし、かつ弗素の含有量を20原子%以下の範囲とする
ことによって、残留電位、感度のいずれも良好な結果が
得られ、さらに強露光での画像流れが大幅に抑制できる
ことが判った。
【0193】
【表26】 実施例16 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例15と同様に、表27に示す作製
条件で電子写真用光受容部材を作製した。作製した電子
写真用光受容部材は実施例15と同じ手順で評価した。
【0194】
【表27】 比較例22 表面層1104に含有される水素原子および弗素原子の
含有量の和を30原子%未満、および70原子%以上に
したい以外は実施例15と同様にして電子写真用光受容
部材をそれそれ作製し、実施例15と同様の評価を行な
った。 比較例23 表面層1104に含有される弗素原子の含有量を20原
子%より多くした以外は実施例15と同様にして電子写
真用光受容部材をそれそれ作製し、実施例15と同様の
評価を行なった。 比較例24 表面層1104形成時にSiF4 を用いなかった以外
は実施例15と同様にして電子写真用光受容部材をそれ
それ作製し、実施例15と同様の評価を行なった。  
実施例16、および比較例22〜24の結果は、表26
と全く同様であった 。実施例17 図3に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、RFグロー放電法
により表28に示す作製条件で電子写真用光受容部材を
作製した。本実験では、第1および第2の光導電層中の
硼素原子含有量を表29のように変化させた。原料ガス
としては水素ベースのジボラン(10ppm  B2 
H6 /H2 )を用いた。
【0195】
【表28】
【0196】
【表29】 作製した電子写真用光受容部材を実験用に改造した電子
写真装置に設置し、帯電能・感度・残留電位について評
価を行なった。各項目は、以下の方法で評価した。 (1)帯電能・感度・残留電位 実施例1と同様に評価した。
【0197】結果を第30表に示す、硼素をドーピング
することにより、特に残留電位と感度が向上することが
判る。
【0198】
【表30】 実施例18 図5に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、鏡
面加工を施した直径108mmのアルミシリンダー上に
、さきに詳述した手順にしたがって、μWグロー放電法
を用いる以外は実施例17と同様に、表31に示す作製
条件で電子写真用光受容部材を作製した。硼素の変化パ
ターンは表29と同様にした。作製した電子写真用光受
容部材は実施例17と同じ手順で評価した。その結果、
第30表と全く同様の結果が得られた。
【0199】
【表31】
【0200】
【発明の効果】本発明の電子写真用光受容部材を前述の
ごとき特定の層構成としたことにより次のような効果が
ある。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
優れた電気特性、光学特性、光導電特性、画像特性、耐
久性および使用環境特性を示す。
【0201】特に本発明に置いては、非結晶質シリコン
からなる第2の光導電層に、炭素原子を導電性支持体側
から第1の光導電層側に向かって連続的に減少するよう
に含有させることによって、電荷(フォトキャリア)の
発生と該発生した電荷の輸送という電子写真用光受容部
材にとっての重要な機能をなめらかに接続でき、光感度
の優れたものができる。また、第2の光導電層に炭素が
含有されていることにより光受容層の誘電率を小さくす
ることができるため、層厚当たりの静電容量を減少させ
ることができて高い帯電能、および光感度において著し
い改善がみられ、さらに高電圧に対する耐圧性も向上し
耐久性も向上する。
【0202】また、非結晶質シリコンからなる第1の光
導電層を0.5〜15μm設けることにより、より長波
光の感度が向上し、帯電極性と逆のキャリアの層構成が
向上するのでゴーストをなくする。
【0203】さらに加えて、本発明においては、第2の
光導電層中に弗素原子(F)を微量(〜95原子ppm
)含有させることによって画像特性例えば、前述の「ガ
サツキ」、「ゴースト」に関して著しい改善がみられる
とともに、それらの優れた特性を維持した状態で、電子
写真プロセスの中で飛躍的に耐久性をのばすことができ
る。
【0204】また、本発明の表面層は、撥水性に富むた
め、耐湿性が向上し、さらに機械的強度や電気的耐圧性
が向上し、また帯電処理を受けた際に表面より電荷が注
入されるのを効果的に阻止でき、帯電能、使用環境特性
、耐久性および電気的耐圧性を向上することができる。 さらに、表面層中での光の吸収が減少するために感度の
向上を図ることができ、光導電層と表面層の間でのキャ
リの蓄積が減少するために、帯電能を高い状態に維持し
たままで画像流れを抑制することができる。
【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好適な実施態
様例の層構成を説明するための模式的層構成図である。
【図2】従来の電子写真用光受容部材の層構成を模式的
に示す断面図である。
【図3】高周波(RF)を用いたグロー放電法による電
子写真用光受容部材の製造装置の模式的説明図である。
【図4】(a)マイクロ波グロー放電法による電子写真
用光受容部材の製造装置の部分縦断面図、(b)はその
横断面図である。
【図5】図4に示す堆積装置4100と原料ガス供給装
置3200の説明図である。
【図6】本発明の光導電層での炭素含有量の変化パター
ンである。
【図7】本発明の光導電層での炭素含有量の変化パター
ンである。
【図8】本発明の光導電層での炭素含有量の変化パター
ンである。
【図9】本発明外の光導電層での炭素含有量の分布パタ
ーンである。
【図10】本発明外の光導電層での炭素含有量の分布パ
ターンである。
【符号の説明】
1100,200    光受容部材 1101,201    導電性支持体1102   
 第2の光導電層 202    光導電層 1103    第1の光導電層 1104    表面層 1105    光受容層 1106,203    自由表面 3100    堆積装置 3111    反応容器 3112    円筒状支持体 3113    支持体加熱用ヒーター3114   
 原料ガス導入管 3115    マッチングボックス 3116    原料ガス配管 3117    反応容器リークバルブ3118   
 マイン排気バルブ 3119    真空計 3200    原料ガス供給装置 3211〜3216    マスフローコントローラ3
221〜3226    原料ガスボンベ3231〜3
236    原料ガスボンベバルブ3241〜324
6    ガス流入バルブ3251〜3256    
ガス流出バルブ3260    バルブ 3261〜3266    圧力調整器4100   
 堆積装置 4111    反応容器 4112    マイクロ波導入窓 4113    導波管 4114    支持体ホルダー 4115    円筒状支持体 4116    支持体加熱用ヒーター4117   
 原料ガス導入管 4118    バイアス電極 4119    バイアス電源 4120    支持体回転用モーター4121   
 排気管 4130    放電空間

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  導電性支持体上に、シリコン原子を母
    体とする非単結晶材料で構成された第2の光導電層、第
    1の光導電層、および表面層を順次積層せしめた光受容
    部材であって、前記第2の光導電層は、全層にわたって
    炭素原子を含有し、該炭素原子の含有率は、膜厚方向に
    は、前記導電性支持体側が高く、前記第1の光導電層側
    が低く分布し、かつ前記支持体が設けられている側の表
    面または表面近傍で炭素原子の含有量が0.5〜50原
    子%、前記第1の光導電層が設けられている側の表面ま
    たは表面近傍で炭素原子の含有量が実質的に0%であり
    、また前記第2の光導電層は水素原子と弗素原子を含有
    し、その含有量は水素原子が1〜40原子%、弗素原子
    は95原子ppm以下であり、前記第1の光導電層は水
    素原子を1〜40原子%含有し、前記表面層は炭素原子
    、窒素原子、酸素原子を同時に含有し、さらに水素原子
    およびハロゲン原子を含有し、該炭素原子、酸素原子お
    よび窒素原子の含有量の和は40〜90原子%であり、
    ハロゲン原子の含有量は20原子%以下、かつ水素原子
    とハロゲン原子の含有量の和が30〜70原子%である
    光受容部材。
  2. 【請求項2】  前記第1と第2の光導電層とも、また
    は第2の光導電層が、少なくとも一部の周期律表の第I
    II 族または第V族に属する元素を含有する請求項1
    に記載の光受容部材。
  3. 【請求項3】  前記第2の光導電層が酸素原子を含有
    する請求項1または2に記載の光受容部材。
  4. 【請求項4】  前記酸素原子の含有量が10〜500
    0原子ppmである請求項3に記載の光受容部材。
  5. 【請求項5】  前記第2の光導電層中の弗素原子含有
    量が5〜50原子ppmである請求項1乃至4のいずれ
    か一項に記載の光受容部材。
  6. 【請求項6】  前記表面層中の酸素原子、および窒素
    原子の含有量の和が10原子%以下である請求項1乃至
    5のいずれか一項に記載の光受容部材。
  7. 【請求項7】  前記第1、第2の光導電層が、前記第
    III 族または第V族に属する元素を、層厚方向に不
    均一な分布状態で含有する部分を有する請求項2乃至6
    のいずれか一項に記載の光受容部材。
  8. 【請求項8】  前記第1の光導電層の膜厚が0.5乃
    至15μmであり、前記第2の光導電層の膜厚が5乃至
    50μmである請求項1乃至7のいずれか一項に記載の
    光受容部材。
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