JPH09311495A - 光受容部材 - Google Patents
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Abstract
にシリコン原子を母体として水素原子および/またはハ
ロゲン原子を含有する非単結晶材料からなり光導電性を
示す光導電層を有する光受容層とを少なくとも有する光
受容部材において、特に可視レーザー光に適した優れた
電位特性、画像特性を有する光受容部材を提供する。 【解決手段】 光導電層中に、水素含有量が15〜25
原子%、光学的バンドギャップが1.75eV以上1.
80eV以下、光吸収スペクトルから得られる指数関数
裾の特性エネルギーが55meV〜65meVの第一の
層領域と、水素含有量が10〜20原子%、光学的バン
ドギャップ1.65eV以上1.75eV以下、光吸収
スペクトルから得られ指数関数裾の特性ネルギーが45
meV〜55meVの第二の層領域を含むように構成す
る。
Description
光であって、紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線の
ような電磁波を意味する。)に対して感受性のある光受
容部材に関する。
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、光応答性が速く、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受容部材の場
合には、上記の使用時における無害性は重要な点であ
る。
料に水素化アモルファスシリコン(以下、「a−Si:
H」と表記する)があり、例えば、特公昭60−350
59号公報には電子写真用光受容部材としての応用が記
載されている。
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
の成膜法によりa−Siからなる光導電層を形成する。
なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを高周
波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持
体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとし
て実用に付されている。
は、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成原子として含
むa−Si(以下、「a−Si:X」と表記する)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。
この公報においては、a−Siにハロゲン原子を1乃至
40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、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。
−Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材
の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、
光導電的特性および耐湿性等の使用環境特性、さらには
経時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、
シリコン原子およ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設ける技術が記載
されている。
ルファスシリコン、炭素、酸素および弗素を含有してな
る透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体につい
ての技術が記載され、特開昭62−168161号公報
には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と41〜
70原子%の水素原子を構成要素として含む非晶質材料
を用いる技術が記載されている。
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ルギーを0.09eV以下にするこ
とにより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。
電層の作成中に支持体温度を変化させることにより光導
電層内で禁止帯幅を変化させ、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、特開昭58−1
21042号公報には、光導電層の膜厚方向にエネルギ
ーギャップ状態密度を変化させ、表層のエネルギーギャ
ップ状態密度が1017〜1019cm-3とすることによ
り、湿度による表面電位の低下を防止する技術が開示さ
れている。また、特開昭59−143379号公報なら
びに特開昭61−201481号公報には、水素含有量
の異なるa−Si:Hを積層することにより暗抵抗値が
高く高感度の感光体を得る技術が開示されている。
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乃至40℃に維持して
帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行
うことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵
抗の低下と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。
材の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
a−Si系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。
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、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に
性能を延ばすことが求められている。
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。
ピューターの普及と文章画像のデジタル化が進みマルチ
メディア時代に向けて電子写真装置も従来の複写機だけ
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
ジタル化が求められるようになった。デジタル化のため
に用いられる半導体レーザーやLEDは発光強度や価格
の問題からも赤外から赤色可視光までの長波長のものが
主流である。そのため、従来のハロゲン光を用いたアナ
ログ複写機には見られなかった特性が問題となり改善が
求められるようになった。
技術により上記課題についてある程度の特性向上が可能
になってはきたが、さらなる帯電能や画像品質の向上に
関しては未だ充分とはいえない。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、
周囲温度の変化による電子写真特性の変動や光疲労ある
いはブランクメモリーやゴーストのような光メモリーを
低減することがいっそう求められるようになってきた。
また、デジタル化に伴い長波長のレーザーやLEDを用
いることにより、光量・帯電能曲線の変化部分が温度に
よって変化する(感度の温度特性)やその変化部分が直
線から鈍ってくる(感度の直線性)が新たな特性として
注目されるようになってきた。
ために前記特開昭60−95551号公報に記載されて
いるように、複写機内にドラムヒーターを設置して感光
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、いわゆる温度特
性が大きく、複写機内の実際の使用環境下では本来感光
体が有しているよりも帯電能が低い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1
00V程度低下ししてしまっていた。
ドラムヒーターに通電して、帯電器のコロナ放電によっ
て生成するオゾン生成物を夜間に感光体表面に吸着させ
ることによって、画像流れの発生を防止るるようにして
いた。しかし、現在では省資源・省電力のために複写機
の夜間通電を極力行わないようになってきている。この
ような状態で連続複写をすると複写機内の感光体周囲温
度が徐々に上昇し、それにつれて帯電能が低下して、複
写中に画像濃度が変わってしまうという問題が生じてい
た。
記のようにドラムヒーター等により感光体の温度を一定
に制御していない場合、感光体周囲温度が変化すること
によって、感度の温度特性や感度の直線性のために、感
度が変化し画像濃度が変わってしまうという問題が生じ
ていた。
ると、画像露光による感光体の光疲労のために、画像濃
度の低下やかぶりが生じることがあった。また、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
射される、いわゆるブランク露光の影響によって複写画
像上に濃度差が生じるブランクメモリーや、前記の複写
行程の像露光の残像が次回の複写時に画像上に生じる、
いわゆるゴースト等が画像品質を向上させる上で問題に
なってきた。
する際に、上記したような問題が解決されるように電子
写真用光受容部材の層構成、各層の化学的組成等総合的
な観点からの改良を図ると共に、a−Si材料そのもの
の一段の特性改良を図ることが必要とされている。
i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。
の向上と、温度依存性の低減および前記の光メモリーの
低減を高次元で両立させて、得られる画像品質を飛躍的
に向上させることのできる、シリコン原子を母体とした
非単結晶材料で構成された光受容層を有する光受容部材
を提供することにある。
用環境にほとんど影響されることなく実質的に常時安定
しており、耐光疲労に優れ、繰り返し使用に際しては劣
化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位がほ
とんど観測されず、さらに得られる画像の品質が良好
な、シリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成され
た光受容層を有する光受容部材を提供することにある。
に、本発明者は、光導電層のキャリアの挙動に着目し、
a−Si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
ドギャップやバンドギャップ内の局在状態密度の分布を
制御することにより上記目的を達成できるという知見を
得た。すなわち、シリコン原子を母体とし、水素原子お
よび/またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料で構
成された光導電層を有する光受容部材において、その層
構造を特定化するように設計されて作成された光受容部
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べてみてもあらゆる点において凌駕
していること、特に電子写真用の光受容部材としては優
れた特性を有していることを見いだした。
長光(レーザーやLED)に最適化するために、特に光
電変換に関わる光入射部について、水素含有量、光学的
バンドギャップやバンドギャップ内の局在状態密度の分
布を制御することにより感度の温度特性や感度の直線性
を改善するという目的を達成できるという知見を得た。
このようなことから、本発明は次のような特徴を有する
発明を提供するものである。
に、シリコン原子を母体とし水素原子および/またはハ
ロゲン原子を含有する非単結晶材料で構成された光導電
層を有する光受容部材において、前記光導電層中に光吸
収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギ
ー、水素含有量および光学的バンドギャップの異なる複
数の層領域を含み、長波長レーザーを用いた場合に生じ
る感度の温度特性、感度の直線性の問題を解決すると共
に、帯電能、温度特性が向上して、光メモリーの発生が
ない良好な特性を発揮させるようにしたことを特徴とし
ている。
第二の層領域とが積層されて含まれ、第一の層領域にお
ける水素含有量が15〜25原子%、光学的バンドギャ
ップが1.75eV以上1.80eV以下、光吸収スペ
クトルから得られる指数関数裾の特性エネルギーが55
meV〜65meVであり、第二の層領域における水素
含有量が10〜20原子%、光学的バンドギャップが
1.65eV以上1.75eV以下、光吸収スペクトル
から得られる指数関数裾の特性エネルギーが45meV
〜55meVであることを特徴とする前記第1の光受容
部材である。第3に、前記光導電層において、全光導電
層膜厚に占める第二の層領域の割合は、3%以上50%
未満であることを特徴とする前記第1または第2に記載
の光受容部材である。第4に、前記光導電層は、導電性
支持体の表面上における第一の層領域の上に第二の層領
域が積層されていることを特徴とする前記第1〜第3の
いずれかに記載の光受容部材である。第5に、前記光導
電層は、導電性支持体の表面上における第二の層領域の
上に第一の層領域が積層されていることを特徴とする前
記第1〜第3のいずれかに記載の光受容部材である。第
6に、前記光導電層は、導電性支持体の表面上における
第二の層領域の上に第一の層領域が、さらにその上に第
二の層領域が積層されることを特徴とする前記第1〜第
3のいずれかに記載の光受容部材である。第7に、第一
の層領域の表面側に積層された第二の層領域は、像露光
に用いるレーザー波長の光吸収率が80%以上95%以
下になるのに必要な膜厚に積層されるていことを特徴と
する、前記第1〜第4および第6のいずれかに記載の光
受容部材である。第8に、前記光導電層は、その光導電
層中に周期律表第III b族または第Vb族に属する元素
の少なくとも一つを含有することを特徴とする、前記第
1〜第7のいずれかに記載の光受容部材である。第9
に、前記光導電層は、その光導電層中に炭素原子、酸素
原子および窒素原子の少なくとも一つを含むことを特徴
とする、前記第1〜第8のいずれかに記載の光受容部材
である。第10に、前記光導電層は、その表面上に炭素
原子、酸素原子および窒素原子の少なくとも一つを含む
シリコン系非単結晶材料からなる表面層が設けられてい
ることを特徴とする前記第1〜第9のいずれかに記載の
光受容部材である。第11に、前記光導電層は、シリコ
ン原子を母体とし、炭素原子、酸素原子および窒素原子
の少なくとも一つおよび周期律表第III b族または第V
b族から選ばれる元素の少なくとも一つを含む非単結晶
材料からなる電荷注入阻止層の表面上に設けられ、さら
にこの光導電層の表面上に、炭素原子、酸素原子および
窒素原子の少なくとも一つを含むシリコン系非単結晶材
料からなる前記表面層が設けられていることを特徴とす
る前記第10に記載の光受容部材である。第12に、前
記表面層は、その層厚が0.01〜3μmであることを
特徴とする、前記第10または第11に記載の光受容部
材である。第13に、前記電荷注入阻止層は、その層厚
が0.1〜5μmであることを特徴とする前記第11に
記載の光受容部材である。第14に、前記光導電層の層
厚が20〜50μmである前記第1〜第13のいずれか
に記載の光受容部材である。
関数裾」とは、光吸収スペクトルの吸収から低エネルギ
ー側に裾を引いた吸収スペクトルのことを指しており、
また、「特性エネルギー」とは、この指数関数裾の傾き
を意味している。
図1は、横軸に光子エネルギーhν、縦軸に吸収係数α
を自然対数軸として示したa−Siのサブギャップ光吸
収スペクトルの1例である。このスペクトルは大きく二
つの部分に分けられる。すなわち吸収係数αが光子エネ
ルギhνに対して指数関数的、すなわち直線的に変化す
る部分B(指数関数裾またはUrbachテイル)と、
αがhνに対しより緩やかな依存性を示す部分Aであ
る。
準位から伝導帯への光学遷移による光吸収に対応し、B
領域の吸収係数αのhνに対する指数関数的依存性は次
式で表される。
部分の傾きを表すことになる。Euは価電子帯側のテイ
ル準位の指数関数的エネルギー分布の特性エネルギーに
相当するため、Euが小さければ価電子帯側のテイル準
位が少ないことを意味する。
下、「Eg」と略記する)ならびに後述するCPMによ
って測定されたサブバンドギャップ光吸収スペクトルか
ら求められる指数関数裾(アーバックテイル)の特性エ
ネルギー(以下、「Eu」と略記する)と感光体特性と
の相関を種々の条件に亘って調べた結果、Eg、Euと
a−Si感光体の帯電能、温度特性や光メモリーとが緻
密な関係にあることを見いだし、さらに、それらの異な
る膜を積層することによりa−Si感光体が良好な感光
体特性を発揮することを見いだし本発明を完成するに至
った。
光入射部のEg、Euとレーザー光源を用いたときの感
光体特性を詳細に検討した結果、Eg、Euと感度の温
度特性、感度の直線性とが密接な関係にあることを見だ
した。すなわち光入射部のEg、Euおよび水素含有量
を特定の範囲内にすることにより感光体がデジタル化に
適した感光体特性を発揮することを見いだし本発明を完
成するに至った。
く、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域
を光導電層と表面層の界面領域に介在させることによ
り、感度の温度特性および感度の直線性を大幅に改善し
光メモリーのの発生を実質的になくすることができるこ
とが本発明者の実験により明らかになった。
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
電層と阻止層の界面領域に介在させることにより、帯電
能の向上と温度特性および光メモリーの低減とを両立さ
せ、なおかつ密着性向上により小径支持体への積層に伴
う応力増大にも問題なく対応できることも明らかになっ
た。
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
未結合手(ダングリングボンド)等の構造欠陥に起因す
る深い準位が存在する。これらの準位は電子、正孔の捕
獲、再結合中心として働き、素子の特性を低下させる原
因になることが知られている。
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(Co
nstant Photocurrent Method:「CPM」と略記する)
はa−Si:Hの局在準位に基づくサブギャップ光吸収
スペクトルを簡便に測定する方法として有用である。
に帯電能が低下する原因として、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
がら表面に走行し、表面電荷を打ち消してしまうことが
挙げられる。このとき、帯電器を通過する間に表面に到
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は、帯電器
を通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すため
に温度特性として観測される。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、主となる光導電層の
光学的バンドギャップを大きくすることにより熱励起キ
ャリアの生成を抑え、なおかつ深い局在準位を少なくす
ることにより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。
光によって生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在
準位に捕獲され、光導電層内にキャリアが残留すること
によって生じる。すなわち、ある複写行程において生じ
た光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、
次回の帯電時あるいはそれ以降の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、光キャリアの光導電層内の残留を極力少なく
し、光キャリアが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。
と電子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。光入射部内では正孔と電子
が対で生成され、正孔は支持体側へ電子は表面層側へ走
行するが、その移動中に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。その再結合の割合が再捕獲中心からの
熱励起により変化するために、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
変わることになる。したがって、光入射部での再結合の
割合を少なくする、すなわち再捕獲中心となる深い準位
を少なくすることと、正孔と電子の混在領域が小さくな
るように長波長光の光吸収率を大きくし、そしてキャリ
アの走行性も改善しなければならない。
の露光量が多くなるにしたがって、相対的に表面から深
い場所での光生成キャリアが増加し、走行距離が長いキ
ャリア(電子)が増加するために生じる。したがって、
光入射部の光吸収率を高めると共に、光入射部の電子の
走行性とその支持体側の正孔の走行性を改善しバランス
をとらなければならない。
してEgを狭くしつつEuを制御(低減)した層領域を
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
ができるためにキャリアの走行性が飛躍的に改善され
る。Egを小さくすることによって長波長光の吸収が大
きくなり光入射部を小さくできるために、正孔電子混在
領域が縮小できる。またさらなる効果として支持体側光
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。すなわち主たる光導電層には
Chを多くしてEgを拡大しつつEuを制御(低減)し
た層を用いることによって、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にキ
ャリアの走行性が飛躍的に改善される。
領域を設けて、実質的に光を吸収する領域を第二の層領
域とすることにより、特にレーザー光を用いたときの感
度の温度特性、感度の直線性を大幅に改善し、かつ帯電
能、温度特性、光メモリーについても効果が見られ、光
受容部材の最表面側に第一の層領域を設けて、実質的に
光を吸収する領域を第一の層領域とすることにより、特
に帯電能、温度特性、メモリーおよび密着性の点で顕著
な効果が見られる。
レーザー光を用いたときの感度の温度特性、感度の直線
性および帯電能の向上と温度依存性減少ならびに光メモ
リーの低減とを高い次元で両立させ、前記した従来技術
における諸問題の全てを解決することができ、極めて優
れた電気的、光学的、光導電的特性、画像品質、耐久性
および使用環境性を示す光受容部材を得ることができ
る。
材について詳細に説明する。図2は本発明の光受容部材
の層構成を説明するための模式的構成図である。図2
(a)に示す光受容部材200は、光受容部材用として
の支持体201の上に、光受容層202が設けられてい
る。この光受容層202はa−Si:H,Xからなり光
導電性を有する光導電層203で構成され、光導電層2
03は支持体201側から順に第一の層領域211と第
二の層領域212とからなっている。
受容部材用としての支持体201の上に、光受容層20
2が設けられている。この光受容層202はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層203で構成
され、光導電層203は支持体201側から順に第二の
層領域212と第一の層領域211とからなっている。
受容部材用としての支持体201の上に、光受容層20
2が設けられている。この光受容層202はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層203で構成
され、光導電層203は支持体201側から順に第二の
層領域212と第一の層領域211と、さらに第二の層
領域212とからなっている。
受容部材用としての支持体201の上に、光受容層20
2が設けられている。この光受容層202はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層203と、ア
モルファスシリコン系表面層204とから構成されてい
る。光導電層203は支持体201側から順に第一の層
領域211と第二の層領域212とからなっている。第
一の層領域211と第二の層領域212の順番は必要に
応じて入れ替えることができ、さらに、支持体201側
から順に第二の層領域212、第一の層領域211、第
二の層領域212とすることができる。
受容部材用としての支持体201の上に、光受容層20
2が設けられている。この光受容層202は支持体20
1側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層2
05と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層203と、アモルファスシリコン系表面層204
とから構成されている。光導電層203は電荷注入阻止
層205側から順に第一の層領域211と第二の層領域
212とからなっている。第一の層領域211と第二の
層領域212の順番は必要に応じて入れ替えることがで
き、さらに、電荷注入阻止層205側から順に第二の層
領域212、第一の層領域211、第二の層領域212
とすることができる。
体としては、それ自体導電性のものでも電気絶縁性のも
のを導電処理したものであってもよい。導電性支持体と
しては、Al,Cr,Mo,Au,In,Nb,Te,
V,Ti,Pt,Pd,Fe等の金属、およびこれらの
合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエ
ステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロース
アセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシー
ト、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なく
とも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体
も用いることができる。
状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または無端ベル
ト状であることができ、その厚さは、所望通りの光受容
部材200を形成し得るように適宜決定するが、光受容
部材200としての可撓性が要求される場合には、支持
体201としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な
限り薄くすることができる。しかしながら、支持体20
1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以上である。
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201の表面に凹凸を設けてもよい。支
持体201の表面に設けられる凹凸は、特開昭60−1
681156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
より作成される。
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201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
201の表面が光受容部材200に要求される解像力よ
りも微少な凹凸を有し、しかもこの凹凸は、複数の球状
痕跡窪みによるものである。支持体201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作成
される。
光受容層202の一部を構成する光導電層203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法等の数々の薄膜堆積法によって形
成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条
件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される
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にあるこ
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。
成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給し
得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給し
得るH供給用の原料ガスまたは/およびハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、この
反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の
位置に設置されてある所定の支持体201上にa−S
i:H,Xからなる層を形成すればよい。
水素原子または/およびハロゲン原子を含有されること
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。水素原
子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロ
ゲン原子の和の量は、第一の層領域の場合、シリコン原
子と水素原子または/およびハロゲン原子の和に対して
20〜30原子%とされるのが望ましく、第二の層領域
の場合、シリコン原子と水素原子または/およびハロゲ
ン原子の和に対して10〜20原子%とするのが望まし
い。
となり得る物質としては、SiH4,Si2 H6 ,Si3
H8 ,Si4 H10などのガス状態の、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
給効率の良さ等の点でSiH4 ,Si2 H6 が好ましい
ものとして挙げられる。
素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御を
いっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成す
る膜特性を得るために、これらのガスにさらにH2 およ
び/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガ
スも所望量混合して層形成することが好ましい。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。
子供給用の原料ガスとして有効なのは、例えばハロゲン
ガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましくは挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得るハロゲン原子
を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げること
ができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化
合物としては、具体的には弗素ガス(F2 )、BrF,
ClF,ClF3,BrF3 ,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Si
F4 ,Si2 F6 の弗化珪素が好ましいものとして挙げ
ることができる。
たは/およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体201の温度、水素原子または/およびハロゲン
原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器
内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
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203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状態で含有している部分が
あってもよい。
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III b族に属する原子
(以後「第III b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第Vb族に属する原子(以後「第
Vb族原子」と略記する)を用いることができる。
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(S
b)、ビスマス(Bi)等があり、特にP,Asが好適
である。
する原子の含有量としては、好ましくは1×10-2〜1
×102 原子ppm、より好ましくは5×10-2〜50
原子ppm、最適には1×10-1〜1×10原子ppm
とされるのが望ましい。さらに第一の層領域比べて第二
の層領域での伝導性を制御する原子の含有量を多くする
ことが好ましい。
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III b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203を形成するための他のガスと共に導
入してやればよい。第III b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を採用するのが望まし
い。
質としては具体的には、硼素原子導入用としては、B2
H6 ,B4 H10,B5 H9 ,B5 H11,B6 H10,B6
H12,B6 H14等の水素化硼素、BF3 、BCl3 ,B
Br3 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、A
lCl3 ,GaCl3 ,Ga(CH3 )3 ,InCl
3 ,TlCl3 等も挙げることができる。
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 ,PCl
3 ,PCl5 ,PBr3 ,PBr5 、PI3 等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他AsH3 ,AsF3 ,As
Cl3 ,AsBr3 ,AsF5 ,SbH3 ,SbF3,
SbF5 ,SbCl3 ,SbCl5 ,BiH3 ,BiC
l3 ,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。これらの伝導性
を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてH2 お
よび/またはHeにより希釈して使用してもよい。
に炭素原子および/または酸素原子および/または窒素
原子を含有させることも有効である。炭素原子および/
または酸素原子および/または窒素原子の含有量は、シ
リコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に
対して好ましくは1×10-5〜10原子%、より好まし
くは1×10-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原
子%が望ましい。炭素原子および/または酸素原子およ
び/または窒素原子は、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もたせた部分があってもよ
い。
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
とするのが望ましい。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。
体(第一の層領域+第二の層領域)に占める第二の層領
域の膜厚の比は、0.03〜0.5とすることが望まし
い。膜厚比が0.03より小さいと、電荷の注入阻止性
能が不充分である、また特に第二の層領域を表面層側に
位置させるときには、用いるレーザー波長の光吸収率が
80%以上95%以下となるようにその膜厚を決める必
要があり、吸収率が80%未満の膜厚では、正孔の走行
性に有利な層設計をした第一の層領域のかなり深い部分
まで光が到達する。その部分は電子の走行性が小さいの
で感度の温度特性や感度の直線性の改善の効果を充分に
発揮することができない。また、表面側の第二の層領域
の膜厚が光吸収率95%を越えると、第二の層領域中を
多数の正孔がかなりの距離走行しなくてはならない。通
常、表面層側の第二の層領域には、電子の走行性を重視
して、ドーピングをほとんど行わない。そのため第二の
層領域の正孔の走行性は小さく、感度および残留電位の
上昇を招き、本発明の効果を得ることは難しくなる。ま
た、正孔の走行性を大きくするためにこの部分にもドー
ピングした場合は電子の走行性が小さくなり、感度が大
きくなり、また帯電能の減少、暗減衰の増感等本発明の
効果は発揮されない。また、第二の層領域として満足で
きる膜質を得るためには、現状では堆積速度を第一の層
領域よりも若干小さくすることが必要なため、膜厚比が
0.5より大きいと光導電層の作製時間が非常に長くな
って製造コストが高くなる。
合は、レーザー光等の可干渉光であっても、その80%
以上95%以下の光を吸収するので、支持体や下部層に
おいて特別な干渉縞模様対策をする必要がなく、良好な
画像を得ることができる。
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
宜設定すればよい。
はHeの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Si供給用ガスに対してH2 および/また
はHeを、通常の場合3〜20倍、好ましくは4〜15
倍、最適には5〜10倍の範囲に制御することが望まし
い。
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×1
0-4〜10Torr(1.333×10-2〜1.333
×103 Pa)、好ましくは5×10-4〜5Torr
(6.665×10-2〜6.665×102 Pa)、最
適には1×10-3〜1Torr(1.333×10-1〜
1.333×102 Pa)とするのが好ましい。
適宜最適範囲が選択されるが、Si供給用のガスの流量
に対する放電電力の比(W/CC)を、1〜8、好まし
くは1〜6の範囲に設定することが望ましい。また、第
二の層領域のSi供給用のガスの流量に対する放電電力
の比を第一の層領域に比べて小さくし、いわゆるパワー
リミット領域で作成することが好ましい。
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜
330℃、最適には250〜300℃とするのが望まし
い。
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に
決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部
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
値を決めるのが望ましい。
にして支持体201上に形成された光導電層203の上
に、さらにアモルファスシリコン系の表面層204を形
成することが好ましい。この表面層204は自由表面2
06を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気
的耐圧性、使用環境特性、耐久性によい効果を与えるた
めに設けられる。
を構成する光導電層203と表面層204とを形成する
非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成要素
を有しているので、積層界面において化学的な安定性の
確保が充分なされている。
の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子(H)および/またはハロゲン原子(X)
を含有し、さらに炭素原子を含有するアモルファスシリ
コン(以下「a−SiC:H,X」と表記する)、水素
原子(H)および/またはハロゲン原子(X)を含有
し、さらに酸素原子を含有するアモルファスシリコン
(以下「a−SiO:H,X」と表記する)、水素原子
(H)および/またはハロゲン原子(X)を含有し、さ
らに窒素原子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)
および/またはハロゲン原子(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。
するために、表面層204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
数値条件を設定し作成されるのが好ましい。具体的に
は、例えばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CV
D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C
VD法等の数々の薄膜堆積法によって形成することがで
きる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資
下の負荷程度、製造規模、作成される光受容部材に所望
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、光受容部材の生産性から光導電層と同等の堆積法に
よることが好ましい。
C:H,Xよりなる表面層204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、炭素原子(C)を供給し得るC供給用の原料
ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガ
スまたは/およびハロゲン原子(X)を供給し得るX供
給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に所
望のガス状態を導入して、この反応容器内にグロー放電
が生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電
層203を形成した支持体201上にa−SiC:H,
Xからなる層を形成すればよい。
はシリコンを含有するアモルファス材料ならば何れでも
よいが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくと
も1つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特にa
−SiCを主成分としたものが好ましい。
る場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対し
て30原子%から90原子%の範囲が好ましい。
素原子または/およ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
%、好適には35〜65原子%、最適には40〜60原
子%とするのが望ましい。また、ハロゲン原子の含有量
として、通常の場合は0.01〜15原子%、好適には
0.1〜10原子%、最適には0.6〜4原子%とする
のが望ましい。
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充分適用させ得
るものである。すなわち、表面層内に存在する欠陥(主
にシリコン原子や炭素原子のダングリングボンド)は電
子写真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電荷の注入による
帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表
面構造が変化することによる帯電特性の変動、さらにコ
ロナ帯電時や光照射時に光導電層より表面層に電荷が注
入され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされるこ
とにより繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影
響として挙げられる。
制御することにより表面層内の欠陥が大幅に減少し、そ
の結果、従来に比べて電気的特性面および高速連続使用
性において飛躍的な向上を図ることができるが、これ未
満ではその効果は小さい。前記表面層中の水素含有量が
70原子%を越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が格段に
優れた所望の電子写真特性を得る上で非常に重要な因子
の1つである。表面層中の水素含有量は、原料ガスの流
量(比)、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって
制御し得る。
原子%以上の範囲に制御することにより表面層内のシリ
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、表面層中のハロゲン原子
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0.01原子%未満ではこれらの効果は小さ
い。
5原子%を越えると表面層内のシリコン原子と炭素原子
の結合の発生の効果およびコロナ等のダメージによるシ
リコン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほ
とんど認められなくなる。さらに、過剰のハロゲン原子
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現われてくる。したがって、
表面層中のハロゲン原子含有量を前記範囲内に制御する
ことが所望の電子写真特性を得る上で重要な因子の一つ
である。表面層中のハロゲン原子含有量は、水素原子含
有量と同様に原料ガスの流量(比)、支持体温度、放電
パワー、ガス圧等によって制御し得る。
シリコン(Si)供給用ガスとなり得る物質としては、
SiH4 ,Si2 H6 ,Si3 H8 ,Si4 H10等のガ
ス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)
が有効に使用されるものとして挙げられ、さらに層作成
時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH
4 ,Si2 H6 が好ましいものとして挙げられる。ま
た、これらのSi供給用の原料ガスを必要に応じてH
2 ,He,Ar,Neなどのガスにより希釈して使用し
てもよい。
CH4 ,C2 H2 ,C2 H6 ,C3H8 ,C4 H10等の
ガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用
されるものとして挙げられ、さらに層作成時の取り扱い
易さ、Si供給効率の良さ等の点でCH4 ,C2 H2 ,
C2 H6 が好ましいものとして挙げられる。また、これ
らのC供給用の原料ガスを必要に応じてH2 ,He,A
r,Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
としては、NH3 ,NO,N2 O,NO2 ,O2 ,C
O,CO2 ,N2 等のガス状態の、またはガス化し得る
単体または化合物が有効に使用されるものとして挙げら
れる。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必
要に応じてH2 、He,Ar,Ne等のガスにより希釈
して使用してもよい。
れる水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるよ
うに図るために、これらのガスに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。
なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン
を含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン
誘導体等のガス状のまたはガス化し得る単体またはハロ
ゲン化合物が好ましくは挙げられる。また、さらにはシ
リコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の
またはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化
合物も有効なものとして挙げることができる。本発明に
おいて好適に使用し得る単体または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 ,S
i2 F6 の弗化珪素が好ましいものとして挙げることが
できる。
は/およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば支
持体201の温度、水素原子または/およびハロゲン原
子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内
へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有され
れもよいし、表面層の層厚方向に含有量が変化するよう
な不均一な分布をもたせた部分があってもよい。
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204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状態で含有している部分
があってもよい。
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III b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。
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(S
b)、ビスマス(Bi)等があり、特にP,Asが好適
である。
る原子の含有量としては、好ましくは1×10-3〜1×
103 原子ppm、より好ましくは1×10-2〜5×1
02原子ppm、最適には1×10-1〜1×102 原子
ppmとされるのが望ましい。伝導性を制御する原子、
例えば第III b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III b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204を形成するための他
のガスと共に導入してやればよい。第III b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を採用
するのが望ましい。そのような第III b族原子導入用の
原料物質としては具体的には、硼素原子導入用として
は、B2 H6 ,B4 H10,B5 H9 ,B5 H11,B6 H
10,B6 H12,B6 H14等の水素化硼素、BF3 、BC
l3 ,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 ,I
nCl3 ,TlCl3 等も挙げることができる。
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 ,PCl
3 ,PCl5 ,PBr3 ,PBr5 、PI3 等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3 ,AsF3 ,A
sCl3 ,AsBr3 ,AsF5 ,SbH3 ,SbF
3 ,SbF5 ,SbCl3 ,SbCl5 ,BiH3 ,B
iCl3 ,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。
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。
は、通常0.01〜3μm,好適には0.05〜2μ
m、最適には0.1〜1μmとされるのが望ましいもの
である。層厚が0.01μmよりも薄いと光受容部材を
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を越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。
望通りに与えられるように注意深く形成される。すなわ
ち、Si,Cおよび/またはNおよび/またはO,Hお
よび/またはXを構成要素とする物質はその形成条件に
よって構造的には結晶からアモルファスまでの形態をと
り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性までの
間の性質を、また、光導電的性質から非光導電的性質ま
での間の性質を各々示すので、本発明においては、目的
に応じた所望の特性を有する化合物が形成されるよう
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。
な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁性
的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。 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204が設けられる場合には、上記
の電気絶縁性の度合い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。
1の温度、反応容器内のガス圧を適宜設定する必要があ
る。支持体201の温度(Ts)は、層設計にしたがっ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましく
は200〜350℃、より好ましくは230〜330
℃、最適には250〜300℃とするのが望ましい。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1×10-4
〜10Torr(1.333×10-2〜1.333×1
03 Pa)、より好ましくは5×10-4〜5Torr
(6.665×10 -1〜6.665×102 Pa)、最
適には1×10-3〜1Torr(1.333×10-1〜
1.333×102 Pa)とするのが好ましい。
圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられる
が、条件は通常は独立的に別々に決められるものではな
く、所望の特性を有する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のが望まし
い。
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。
に炭素原子および/または酸素原子および/または窒素
原子の含有量が光導電層203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共に光導電層と表面層の界面での光
の反射による干渉の影響をより少なくすることができ
る。
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、
電荷注入素子層は光受容層が一定極性の帯電処理をその
自由表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が
注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処
理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわ
ゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与す
るために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を
光導電層に比べ比較的多く含有させる。
する原子は、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不均一に分布する状態で含有し
ている部分があってもよい。分布濃度が不均一な場合に
は、支持体側に多く分布するように含有させるのが好適
である。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表面
と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく含有
されることが面内方向における特性の均一化を図る点か
らも必要である。
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、前述の第III b族原子、第Vb
族原子を用いることができる。
(ほう素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウ
ム)、In(インジウム)、Ta(タリウム)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P(リン)、As(砒素)、Sb(ア
ンチモン)、Bi(ビスマス)等があり、特にP,As
が好適である。
御する原子の含有量は、所望にしたがって適宜決定され
るが、好ましくは10〜1×104 原子ppm、より好
適には50〜5×103 原子ppm、最適には1×10
2 〜3×103 原子ppmとするのが望ましい。
素原子およ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、この電荷注入阻止層に直接接触して設けら
れる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図るこ
とができる。
は窒素原子または酸素原子はこの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不均一に分
布する状態で含有している部分があってもよい。しかし
ながら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向
においては、均一な分布で万遍なく含有されることが面
内方向における特性の均一化を図る点からも必要であ
る。
に含有される炭素原子および/または窒素原子および/
または酸素原子の含有量は、適宜決定されるが、原子が
一種の場合はその量として、原子が二種以上の場合はそ
の総和として、好ましくは1×10-3〜30原子%、よ
り好適には5×10-3〜20原子%、最適には1×10
-2〜10原子%とするのが望ましい。
る水素原子および/またはハロゲン原子は層内に存在す
る未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注
入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素
原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には1〜50
原子%、より好適には5〜40原子%、最適には10〜
30原子%とするのが望ましい。
所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果
等の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは
0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとするのが望
ましい。層厚が0.1μmより薄くなると、支持体から
の電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電能が得
られなくなり、5μmより厚くしても電子写真特性の向
上は期待できず、作製時間の延長による製造コストの増
加を招くだけである。
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。
成するには、光導電層203と同様に、Si供給用のガ
スと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電
力ならびに支持体201の温度を適宜設定すればよい。
流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択される
が、Si供給用ガスに対しH2 および/またはHeを、
通常の場合0.3〜20倍、好ましくは0.5〜15
倍、最適には1〜10倍の範囲に制御することが望まし
い。
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1×10-4〜10Torr(1.333×10-2〜
1.333×103 Pa)、好ましくは5×10-4〜5
Torr(6.665×10 -1〜6.665×102 P
a)、最適には1×10-3〜1Torr(1.333×
10-1〜1.333×102 Pa)とするのが好まし
い。
適宜最適範囲が選択されるが、Si供給用のガスの流量
に対する放電電力の比を、通常の場合0.5〜8、好ま
しくは0.8〜7、最適には1〜6の範囲に設定するこ
とが望ましい。
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜
330℃、最適には250〜300℃とするのが望まし
い。
するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持
体温度の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げら
れるが、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する層を
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。
光受容層202の前記支持体201側に、少なくともア
ルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または/およ
びハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有す
る層領域を有することが望ましい。
持体201と光導電層203あるいは電荷注入阻止層2
05との間の密着性のいっそうの向上を図る目的で、例
えば、Si3 N4 ,SiO2 ,SiO,あるいはシリコ
ン原子を母体とし、水素原子および/またはハロゲン原
子と、炭素原子および/または酸素原子および/または
窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設
けてもよい。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。
び膜形成方法について詳述する。
周波プラズマCVD法(以後「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。
0、原料ガスの供給装置3200、反応容器3111内
に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311
3、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。
eH4 ,H2 ,CH4 ,B2 H6 ,PH3 等の原料ガス
のボンベ3221〜3226とバルブ3231〜323
6,3241〜3246,3251〜3256およびマ
スフローコントローラ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。
以下のように行うことができる。まず、反応容器311
1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200℃乃至350
℃の所定の温度に制御する。
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ3231〜3
237、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3
118を開いて反応容器3111およびガス配管311
6内を排気する。
Torrになった時点で補助バルブ3260、流出バル
ブ3251〜3256を閉じる。その後、ガスボンベ3
221〜3226より各ガスをバルブ3231〜323
6を開いて導入し、圧力調整器3261〜3266によ
り各ガス圧を2Kg/cm 2 に調整する。次に、流入バ
ルブ3241〜3246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。
後、以下の手順で各層の形成を行う。円筒状支持体31
12が所定の温度になったところで流出バルブ3251
〜3256のうちの必要なものおよび補助バルブ326
0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3114を介して反応容器311
1内に導入する。次にマスフローコントローラー321
1〜3216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1
Torr以下の所定の圧力なるように真空計3119を
見ながらメインバルブ3118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)を所望の電圧に設定して、高周波マッチン
グボックス3115を通じて反応容器3111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。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。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層
構造の光受容部材が形成される。
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を全開にして系内を一
旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
っている間は、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ことも有効である。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。
る。
置を用い、直径80mmと30mmの鏡面加工を施した
アルミニウムシリンダー(支持体)上に、表1に示す条
件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容
部材を作製した。この際、電荷注入阻止層側から第一の
層領域、第二の層領域の順で導電層を形成した。
サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形の
サンプルホルダーを用い、ガラス基板(コーニング社
7059)ならびにSiウエハー上に、上記光導電層の
作成条件で膜厚約1μmのas−Si膜を堆積した。ガ
ラス基板上の堆積膜は、光学的バンドギャップ(Eg)
を測定した後、Crの串型電極を蒸着し、CPMにより
指数関数裾の特性エネルギー(Eu)を測定し、Siウ
エハー上の堆積膜はFTIRにより水素含有量(Ch)
を測定した。
Euはそれぞれ23原子%、1.77eV、60meV
であり、第二の層領域はCh,Eg,Euはそれぞれ1
8原子%、1.73eV、53meVであった。
H2 ガスの混合比、SiH4 ガスと放電電力との比率な
らびに支持体温度を種々変えることによって、第二の層
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、第一の光導電層および第二の層領域の
膜厚はそれぞれ28μmおよび2μmに固定した。
ノン製NP−6550、CLC−200とGP−55を
実験用に改造したもの)にセットして、電位特性の評価
を行った。この際、まずプロセススピード380mm/
sec、前露光(波長700nmのLED)4lux・
sec、像露光(680nmのLEDとハロゲン光が交
換可能)のNP−6550にセットして、電位特性の評
価を行った(感度の温度特性、感度の直線性、帯電
能)。帯電器の電流値1000μAの条件にて、電子写
真装置の現像器位置にセットした表面電位計(TREK
社Model 344)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50℃まで変えて、上記の条件にて帯電能
を測定し、そのときの温度1℃当たりの帯電能の変化を
温度特性とした。また、メモリー電位は、像露光光源に
ハロゲンランプを用い、上述の条件下において同様の電
位センサーにより非露光状態での表面電位と一旦露光し
た後に再度帯電したときとの電位差を測定した。感度の
温度特性は室温と50℃でそれぞれ、表面電位がΔ20
0Vのときの露光量を比較し室温の露光量との差の絶対
値として評価した。感度の直線性は設定電圧/Δ350
の露光量と設定電圧/Δ200の直線を外挿して求めた
Δ350の露光量との差の絶対値で評価した(図1
2)。その後、感度の温度特性、感度の直線性ならびに
画像チェック(干渉縞模様)を680nmの可視レーザ
ーを用いたCLC−200にセットして評価した。ま
た、30mmのシリンダーはGP−55にセットして画
像チェックのみ行った。本例のEuならびにEgと感度
の温度特性、感度の直線性、帯電能、温度特性、メモリ
ーとの関係をそれぞれ図4、図5、図6(A),
(B)、図7(A),(B)、図8(A),(B)に示
す。また、第二の層領域の膜厚と感度の温度特性ならび
に感度の直線性との関係を図9、図10に示す。それぞ
れの特性に関して、光導電層(総膜厚30μm)を第一
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4、図5、図6(A),(B)、図7
(A),(B)、図8(A),(B)、図9ならびに図
10から明らかなように第二の層領域においてEgが
1.65eV以上1.75eV以下、Euが45meV
〜55meVで像露光を80%乃至95%吸収できる膜
厚とする条件において、特に感度の温度特性、感度の直
線性が良好で、かつ帯電能、温度特性、メモリーともに
良好な特性を得られることがわかった。また、可視レー
ザーを用いた場合でも、画像の干渉縞模様は見られなか
った。
置を用い、実施例1と同様の条件で、直径80mmと3
0mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支
持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からな
る光受容部材を作製した。この際、第一の層領域と第二
の層領域の積層順を逆転して、電荷注入阻止層側から第
二の層領域、第一の層領域の順で光導電層を形成した。
このとき第二の層領域の膜厚は2μmとした。
1と同様の電位特性評価を行い、さらに密着性としてφ
60、φ40、φ30、φ25、φ20mmの鏡面加工
を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上にも複数
回成膜し、成膜直後の剥れの有無の割合で評価し、結果
は図11に示す。その結果、第二の層領域においてEg
が1.65eV以上1.75eV以下、Euが45me
V〜55meVの条件において、光導電層を第一の層領
域のみで構成した場合に比べ、帯電能および温度特性、
メモリーが向上し、さらに密着性も向上することがわか
った。感度の温度特性ならびに感度の直線性については
第一の層領域のみで構成した場合と同等で効果は認めら
れなかった。
置を用い、実施例1と同様の条件で、直径80mmと3
0mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支
持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からな
る光受容部材を作製した。この際、電荷注入阻止層側か
ら第二の層領域、第一の層領域、第二の層領域の順で積
層した。支持体側第二の層領域の膜厚は2μmとし、表
面層側第二の層領域の膜厚は実施例1と同様に680n
mの光を80%以上95%以下吸収できる膜厚とした。
1と同様の電位特性評価を行い、さらに密着性としてφ
60、φ40、φ30、φ25、φ20mmの鏡面加工
を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上にも成膜
し、成膜直後の剥れの有無で評価した結果、第二の層領
域においてEgが1.65eV以上1.75eV以下、
Euが45meV〜55meVの条件において、光導電
層を第一の層領域のみで構成した場合に比べ、レーザー
光、LED光およびハロゲン光ともに感度の温度特性、
感度の直線性、帯電能、温度特性、光メモリーおよび密
着性の全てが向上しており、レーザーおよびLED光に
おいて感度の温度特性、感度の直線性が大幅に改善して
いることがわかった。また、可視レーザーを用いた場合
でも、画像に干渉縞模様は見られなかった。
置を用い、直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電
層、表面層からなる光受容部材を作製した。この際、光
導電層を電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層
領域の順とした。
示した。
h,Eg,Euは、それぞれ20原子%、1.77e
V、60meV、第二の層領域のCh,Eg,Euは、
それぞれ19原子%、1.73eV、52emVであっ
た。
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光は680
nmのLEDとハロゲン光が交換可能)にセットして、
電位特性の評価を行ったところ、LED光とハロゲン光
ともに感度の温度特性、感度の直線性、帯電能、温度特
性、メモリーとも良好な特性が得られた。
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。
ら第一の層領域、第二の層領域の順とした場合において
も、光導電層の第一の層領域においてCh,Eg,Eu
をそれぞれ15〜25原子%、1.75eV以上1.8
0eV以下、55meV〜65meVとし、第二の層領
域においてCh,Eg,Euをそれぞれ10〜20原子
%、1.65eV以上1.75eV以下、45meV〜
55meVとすることによって良好な電子写真特性が得
られることがわかった。
域、第一の層領域の順とし、実施例4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。
を示した。
Eu、Egの値はそれぞれ次のようであった。
着性も含めた評価をしたところ、ハロゲン光において同
様に良好な電子写真特性が得られた。
ら第二の層領域、第一の層領域の順とし、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においても、光導電
層の第一の層領域においてCh,Eg,Euをそれぞれ
15〜25原子%、1.75eV以上1.80eV以
下、55meV〜65meVとし、第二の層領域におい
てCh,Eg,Euをそれぞれ10〜20原子%、1.
65eV以上1.75eV以下、45meV〜55me
Vとすることによって良好な電子写真特性が得られるこ
とがわかった。
域、第二の層領域の順とし、実施例4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
に全ての層に弗素原子、硼素原子、炭素原子、酸素原
子、窒素原子を含有させた。
を示した。
領域のCh、Eu、Egの値はそれぞれ次のようであっ
た。
ろ、LED光とハロゲン光双方ともに同様に良好な電子
写真特性が得られた。
ら第一の層領域、第二の層領域の順とし、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、全ての弗素原
子、硼素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子を含有さ
せた場合においても、光導電層の第一の層領域において
Ch,Eg,Euをそれぞれ15〜25原子%、1.7
5eV以上1.80eV、55meV〜65meVと
し、第二の層領域においてCh,Eg,Euをそれぞれ
10〜20原子%、1.65eV以上1.75eV以
下、45meV〜55meVとすることにより良好な電
子写真特性が得られることがわかった。
域、第二の層領域の順とし、支持体と電荷注入阻止層と
の間に、支持体からの反射光による干渉縞模様の発生を
防止するための光吸収層としてIR吸収層を設けた。
を示した。
領域のCh、Eu、Egの値はそれぞれ次のようであっ
た。
ろ、LED光とハロゲン光双方とも同様に良好な電子写
真特性が得られた。
に、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止す
るための光吸収層としてIR吸収層を設け、光導電層の
電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順
とした場合においても、光導電層の第一の層領域におい
てCh,Eg,Euをそれぞれ15〜25原子%、1.
75eV以上1.80eV以下、55meV〜65me
Vとし、第二の層領域においてCh,Eg,Euをそれ
ぞれ10〜20原子%、1.65eV以上1.75eV
以下、45meV〜55meVとすることによって良好
な電子写真特性が得られることがわかった。
域、第一の層領域、第二の層領域とし、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。
を示した。
領域のCh、Eu、Egの値はそれぞれ次のようであっ
た。
ろ、LED光とハロゲン光双方とも同様に良好な電子写
真特性が得られた。
ら第二の層領域、第一の層領域、第二の層領域の順とし
た三層構成とし、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
合においても、光導電層の第一の層領域においてCh,
Eg,Euをそれぞれ15〜25原子%、1.75eV
以上1.80eV以下、55meV〜65meVとし、
第二の層領域においてCh,Eg,Euをそれぞれ10
〜20原子%、1.65eV以上1.75eV以下、4
5meV〜55meVとすることにより良好な電子写真
特性が得られることがわかった。
の層領域を積層して、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)上に光受容層を形成
した。
子写真装置(キャノン製GP−55)にセットして、1
0万枚の耐久画像チェックを行ったところ、環境温度が
変化しても、画像濃度変化および干渉縞模様もなく良好
な画像が得られた。また、膜剥れ等も全く見られなかっ
た。
た場合には、光導電層の第一の層領域において、Ch,
Eg,Euをそれぞれ15〜25原子%、1.75eV
以上1.80eV以下、55meV〜65meVとし、
第二の層領域においてCh,Eg,Euをそれぞれ10
〜20原子%、1.65eV以上1.75eV以下、4
5meV〜55meVで、表面層側に第二の層領域を設
けることによって、可視レーザー光を用いた場合でも干
渉縞もなく良好な画像を安定して得られた。
ような特定の構成としたことにより、a−Siで構成さ
れた従来の電子写真用光受容部材における諸問題を全て
解決することができ、特に極めて優れた電気的特性、光
学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性および使用環
境特性を示す。特に本発明においては、光導電層を光学
的バンドギャップとギャップ内準位の異なる層領域に分
割することによって、特に光入射部を特定化することに
より、デジタル化のための長波長レーザーおよびLED
に対して、感度直線の温度依存(傾きや曲線化)を小さ
く抑え、かつ帯電能が高く、加えて周囲環境の変動に対
する表面電位の変化が抑制され、極めて優れた電位特
性、画像特性を有するという特徴を有する。
域で、特に感度温度特性および感度の直線性ならびに帯
電能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、さらに光受容
層の密着性の向上もなされるために、光受容部材に使用
環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明にで
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
できる電子写真用光受容部材が得られる。
説明するためのa−Siのサブギャップ光吸収スペクト
ルの一例を示す図である。
模式的断面図である。
の装置の一例で、RF帯の高周波電源を用いたグロー放
電法による光受容部材の製造装置の模式的説明図であ
る。
層領域の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。
層領域のアーバックテイルの特性エネルギ(Eu)と感
度の直線性との関係を示す図である。
層領域を、(A)は第二の層領域を表面層側に、(B)
は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層
領域の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。
層領域を、(A)は第二の層領域を表面層側に、(B)
は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層
領域のアーバックテイルの特性エネルギー(Eu)と温
度特性との関係を示す図である。
層領域を、(A)は第二の層領域を表面層側に、(B)
は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層
領域の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。
層領域を露光量の光吸収率に基づいて決めた膜厚と感度
の温度特性をとの関係を示す図である。
の層領域を露光量の光吸収率に基づいて決めた膜厚と感
度の直線性をとの関係を示す図である。
の層領域を支持体側に設置したときの成膜直後の膜剥れ
の割合で示して膜の密着性と支持体の直径の関係を示す
図である。
である。
Claims (14)
- 【請求項1】 シリコン原子を母体とし水素原子および
/またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料で構成さ
れた光導電層を有する光受容部材において、該光導電層
中に光吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エ
ネルギー、水素含有量および光学的バンドギャップの異
なる複数の層領域を含み、帯電能の向上、帯電能および
感度の温度特性ならびに光メモリーを低減して良好な特
性を発揮させるようにしたことを特徴とする光受容部
材。 - 【請求項2】 前記光導電層は、第一の層領域と第二の
層領域とが積層されて含まれ、第一の層領域における水
素含有量が15〜25原子%、光学的バンドギャップが
1.75eV以上1.80eV以下、光吸収スペクトル
から得られる指数関数裾の特性エネルギーが55meV
〜65meVであり、第二の層領域における水素含有量
が10〜20原子%、光学的バンドギャップが1.65
eV以上1.75eV以下、光吸収スペクトルから得ら
れる指数関数裾の特性エネルギーが45meV〜55m
eVであることを特徴とする請求項1に記載の光受容部
材。 - 【請求項3】 前記光導電層において、全光導電層膜厚
に占める第二の層領域の割合は、3%以上50%未満で
あることを特徴とする請求項1または2に記載の光受容
部材。 - 【請求項4】 前記光導電層は、導電性支持体の表面上
における第一の層領域の上に第二の層領域が積層されて
いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の光受容部材。 - 【請求項5】 前記光導電層は、導電性支持体の表面上
における第二の層領域の上に第一の層領域が積層されて
いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の光受容部材。 - 【請求項6】 前記光導電層は、導電性支持体の表面上
における第二の層領域の上に第一の層領域が、さらにそ
の上に第二の層領域が積層されることを特徴とする請求
項1〜3のいずれか1項に記載の光受容部材。 - 【請求項7】 第一の層領域の表面側に積層された第二
の層領域は、像露光に用いるレーザー波長の光吸収率が
80%以上95%以下になるのに必要な膜厚に積層され
ていることを特徴とする、請求項1〜4および請求項6
のいずれか1項に記載の光受容部材。 - 【請求項8】 前記光導電層は、その光導電層中に周期
律表第III b族または第Vb族に属する元素の少なくと
も一つを含有することを特徴とする、請求項1〜7のい
ずれか1項に記載の光受容部材。 - 【請求項9】 前記光導電層は、その光導電層中に炭素
原子、酸素原子および窒素原子の少なくとも一つを含む
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載
の光受容部材。 - 【請求項10】 前記光導電層は、その表面上に炭素原
子、酸素原子および窒素原子の少なくとも一つを含むシ
リコン系非単結晶材料からなる表面層が設けられている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の
光受容部材。 - 【請求項11】 前記光導電層は、シリコン原子を母体
とし、炭素原子、酸素原子および窒素原子の少なくとも
一つおよび周期律表第III b族または第Vb族から選ば
れる元素の少なくとも一つを含む非単結晶材料からなる
電荷注入阻止層の表面上に設けられ、さらに該光導電層
の表面上に、炭素原子、酸素原子および窒素原子の少な
くとも一つを含むシリコン系非単結晶材料からなる前記
表面層が設けられていることを特徴とする請求項10に
記載の光受容部材。 - 【請求項12】 前記表面層は、その層厚が0.01〜
3μmであることを特徴とする、請求項10または11
に記載の光受容部材。 - 【請求項13】 前記電荷注入阻止層は、その層厚が
0.1〜5μmであることを特徴とする請求項11に記
載の光受容部材。 - 【請求項14】 前記光導電層の層厚が20〜50μm
である請求項1〜13のいずれか1項に記載の光受容部
材。
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