JPH11194516A - 電子写真用光受容部材 - Google Patents
電子写真用光受容部材Info
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- JPH11194516A JPH11194516A JP180598A JP180598A JPH11194516A JP H11194516 A JPH11194516 A JP H11194516A JP 180598 A JP180598 A JP 180598A JP 180598 A JP180598 A JP 180598A JP H11194516 A JPH11194516 A JP H11194516A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯電能の向上と、温度特性の低減および光メ
モリーの低減とを高次元で両立して画像品質が向上され
た電子写真用光受容部材を提供する。 【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体の表面
上に、水素原子および/又はハロゲン原子、並びに周期
律表第IIIb族に属する元素を含有し、シリコン原子を母
体とするアモルファス材料からなる光導電層を備えた電
子写真用光受容部材において、該光導電層は、特定の水
素原子の含有量、光学的バンドギャップ(Eg)及び特
性エネルギーをそれぞれ有する第1の層領域と第2の層
領域とを有し、かつ、該光導電層の光の入射側の領域に
おける周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が、該光
導電層の支持体側の領域より少ない構成とする。
モリーの低減とを高次元で両立して画像品質が向上され
た電子写真用光受容部材を提供する。 【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体の表面
上に、水素原子および/又はハロゲン原子、並びに周期
律表第IIIb族に属する元素を含有し、シリコン原子を母
体とするアモルファス材料からなる光導電層を備えた電
子写真用光受容部材において、該光導電層は、特定の水
素原子の含有量、光学的バンドギャップ(Eg)及び特
性エネルギーをそれぞれ有する第1の層領域と第2の層
領域とを有し、かつ、該光導電層の光の入射側の領域に
おける周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が、該光
導電層の支持体側の領域より少ない構成とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】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
などを意味する。)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。
の光であって、紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線
などを意味する。)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。
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】このような点に優れた性質を示す光導電材
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60−35
059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。
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60−35
059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
の成膜法によりa−Si(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、
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。
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(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、
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。
【0005】また、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(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。
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(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。
【0006】また、特開昭57−115556号公報に
は、a−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。さらに、特開昭60−6795
1号公報には、アモルファスシリコン、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。そ
して、特開昭58−88115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、光導電層に
おいて支持体側で周期律表第III族の原子を多く含有す
ることが開示されており、特開昭62−112166号
公報には、SiH4に対するB2H6の流量比を3.3×
10-7以上に保ってキャリア輸送層の生成を行い残像現
象をなくす技術が開示されている。
は、a−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。さらに、特開昭60−6795
1号公報には、アモルファスシリコン、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。そ
して、特開昭58−88115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、光導電層に
おいて支持体側で周期律表第III族の原子を多く含有す
ることが開示されており、特開昭62−112166号
公報には、SiH4に対するB2H6の流量比を3.3×
10-7以上に保ってキャリア輸送層の生成を行い残像現
象をなくす技術が開示されている。
【0007】さらに、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。
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。
【0008】そして、特開昭58−21257号号公報
には、光導電層の作製中に支持体温度を変化させするこ
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59−143379号公報ならびに特開昭61−2
01481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が高く高感度の感光体を
得る技術が開示されている。
には、光導電層の作製中に支持体温度を変化させするこ
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59−143379号公報ならびに特開昭61−2
01481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が高く高感度の感光体を
得る技術が開示されている。
【0009】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工程を行
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。
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工程を行
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。
【0010】これらの技術により、電子写真用光受容部
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。
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。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
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、及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。
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、及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。
【0012】特に、電子写真装置の高画質、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更なる向上ととも
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。
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更なる向上ととも
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。
【0013】そして、電子写真装置の画像特性の向上の
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。
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。
【0014】このような状況下において、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図
られてはきたが、更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
系光受容部材の更なる高画質化への課題として、帯電能
および感度の向上や、周囲温度の変化による電子写真特
性の変動あるいは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がいっそう求められるように
なってきた。
技術により上記課題についてある程度の特性の向上が図
られてはきたが、更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
系光受容部材の更なる高画質化への課題として、帯電能
および感度の向上や、周囲温度の変化による電子写真特
性の変動あるいは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がいっそう求められるように
なってきた。
【0015】例えば、従来、感光体の画像流れの防止の
ためには、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
をえなかった。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。
ためには、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
をえなかった。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。
【0016】また、従来は、複写機を使用しない夜間で
もドラムヒーターに通電して、帯電器のコロナ放電によ
って生成されたオゾン生成物が夜間に感光体表面に吸着
することによって発生する画像流れを防止するようにし
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。ま
た、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。
もドラムヒーターに通電して、帯電器のコロナ放電によ
って生成されたオゾン生成物が夜間に感光体表面に吸着
することによって発生する画像流れを防止するようにし
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。ま
た、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。
【0017】さらに、同一原稿を連続して繰り返し複写
すると、画像上に前回の複写工程での像露光の残像が生
じるいわゆるゴーストや、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
ブランクメモリー等が画像品質を向上させる上で問題に
なってきた。
すると、画像上に前回の複写工程での像露光の残像が生
じるいわゆるゴーストや、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
ブランクメモリー等が画像品質を向上させる上で問題に
なってきた。
【0018】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電子写
真用光受容部材の層構成、各層の化学的組成など、総合
的な観点からの改良を図るとともに、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。
する際に、上記の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、各層の化学的組成など、総合
的な観点からの改良を図るとともに、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。
【0019】本発明は、上述した従来のa−Si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。
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。
【0020】すなわち、本発明の主たる目的は、帯電能
の向上と、温度特性の低減および光メモリーの低減とを
高次元で両立して画像品質を飛躍的に向上させた、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。
の向上と、温度特性の低減および光メモリーの低減とを
高次元で両立して画像品質を飛躍的に向上させた、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。
【0021】特に、電気的、光学的、光導電的特性が使
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
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、更に画像品質の良好な、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。
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
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、更に画像品質の良好な、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。
【0022】
【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、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、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。そして、伝導性を制御する物質である周期律
表第IIIb族に属する元素の含有状態を制御することによ
り、より効果的に上記目的を達成できるという知見を得
た。
に、本発明者らは、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、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。そして、伝導性を制御する物質である周期律
表第IIIb族に属する元素の含有状態を制御することによ
り、より効果的に上記目的を達成できるという知見を得
た。
【0023】さらに、本発明者らは、阻止層との界面領
域の水素含有量、光学的バンドギャップ、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を
大幅に向上することができると共に、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、さらに
り阻止層との密着性を向上することができるという知見
を得た。
域の水素含有量、光学的バンドギャップ、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を
大幅に向上することができると共に、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、さらに
り阻止層との密着性を向上することができるという知見
を得た。
【0024】すなわち、シリコン原子を母体とし、水素
原子および/又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製された光受
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
て優れた特性を有していることを見い出した。
原子および/又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製された光受
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
て優れた特性を有していることを見い出した。
【0025】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。
特徴を有する発明を提供するものである。
【0026】第1に、本発明は、少なくとも導電性支持
体と、該導電性支持体の表面上に、水素原子および/又
はハロゲン原子、並びに周期律表第IIIb族に属する少な
くとも1つの元素を含有し、シリコン原子を母体とする
アモルファス材料からなる光導電層を備えた電子写真用
光受容部材において、該光導電層は、水素原子の含有量
(Ch)が15〜30原子%、光学的バンドギャップ
(Eg)が1.75〜1.85eV、及び光子エネルギ
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(A) lnα=(1/Eu)・hν+α1 (A) 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55〜65meVである
第1の層領域と、Chが25〜40原子%、Egが1.
8〜1.9eV、及びEuが50〜55meVである第
2の層領域とを有し、かつ、該光導電層の光の入射側の
領域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量
が、該光導電層の支持体側の領域における周期律表第II
Ib族に属する元素の含有量より少ないことを特徴とする
電子写真用光受容部材に関する。
体と、該導電性支持体の表面上に、水素原子および/又
はハロゲン原子、並びに周期律表第IIIb族に属する少な
くとも1つの元素を含有し、シリコン原子を母体とする
アモルファス材料からなる光導電層を備えた電子写真用
光受容部材において、該光導電層は、水素原子の含有量
(Ch)が15〜30原子%、光学的バンドギャップ
(Eg)が1.75〜1.85eV、及び光子エネルギ
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(A) lnα=(1/Eu)・hν+α1 (A) 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55〜65meVである
第1の層領域と、Chが25〜40原子%、Egが1.
8〜1.9eV、及びEuが50〜55meVである第
2の層領域とを有し、かつ、該光導電層の光の入射側の
領域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量
が、該光導電層の支持体側の領域における周期律表第II
Ib族に属する元素の含有量より少ないことを特徴とする
電子写真用光受容部材に関する。
【0027】第2に本発明は、上記第1の発明におい
て、光導電層は、光の入射側の領域では周期律表第IIIb
族に属する元素を実質的に含有しないか又は0.3pp
m以下含有し、その領域の厚さが0.05μm〜5μm
であって、その他の領域では周期律表第IIIb族に属する
元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向かって滑
らかに減少していることを特徴とする電子写真用光受容
部材に関する。
て、光導電層は、光の入射側の領域では周期律表第IIIb
族に属する元素を実質的に含有しないか又は0.3pp
m以下含有し、その領域の厚さが0.05μm〜5μm
であって、その他の領域では周期律表第IIIb族に属する
元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向かって滑
らかに減少していることを特徴とする電子写真用光受容
部材に関する。
【0028】第3に本発明は、上記第1の発明におい
て、前記光導電層は、光の入射側の領域では周期律表第
IIIb族に属する元素を実質的に含有しないか又は0.3
ppm以下含有し、その領域の厚さが0.05μm〜5
μmであって、その他の領域では周期律表第IIIb族に属
する元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向かっ
て階段状に減少していることを特徴とする電子写真用光
受容部材に関する。
て、前記光導電層は、光の入射側の領域では周期律表第
IIIb族に属する元素を実質的に含有しないか又は0.3
ppm以下含有し、その領域の厚さが0.05μm〜5
μmであって、その他の領域では周期律表第IIIb族に属
する元素の含有量が、支持体側から光の入射側に向かっ
て階段状に減少していることを特徴とする電子写真用光
受容部材に関する。
【0029】第4に本発明は、上記第1、第2又は第3
の発明において、前記光導電層は、周期律表第IIIb族に
属する元素の含有量の層中の平均量が0.05〜3pp
m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。
の発明において、前記光導電層は、周期律表第IIIb族に
属する元素の含有量の層中の平均量が0.05〜3pp
m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。
【0030】第5に本発明は、上記第1〜4のいずれか
の発明において、前記光導電層全体に占める第2の層領
域の厚さの割合が0.01〜0.3であることを特徴と
する電子写真用光容部材に関する。
の発明において、前記光導電層全体に占める第2の層領
域の厚さの割合が0.01〜0.3であることを特徴と
する電子写真用光容部材に関する。
【0031】第6に本発明は、上記第1〜5のいずれか
の発明において、前記光導電層は、第1の層領域の上に
第2の層領域が積層されていることを特徴とする電子写
真用光受容部材に関する。
の発明において、前記光導電層は、第1の層領域の上に
第2の層領域が積層されていることを特徴とする電子写
真用光受容部材に関する。
【0032】第7に本発明は、上記第1〜第5のいずれ
かの発明において、前記光導電層は、第2の層領域の上
に第1の層領域が積層されていることを特徴とする電子
写真用光受容部材に関する。
かの発明において、前記光導電層は、第2の層領域の上
に第1の層領域が積層されていることを特徴とする電子
写真用光受容部材に関する。
【0033】第8に本発明は、上記第1〜第5のいずれ
かの発明において、前記光導電層は、第2の層領域の上
に第1の層領域が積層され、さらにその上に第2の層領
域が積層されていることを特徴とする電子写真用光受容
部材に関する。
かの発明において、前記光導電層は、第2の層領域の上
に第1の層領域が積層され、さらにその上に第2の層領
域が積層されてい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9に本発明は、上記第1〜第8のいずれ
かの発明において、前記光導電層は、その光導電層中に
炭素、酸素、窒素の少なくとも1つを含むことを特徴と
する電子写真用光受容部材に関する。
かの発明において、前記光導電層は、その光導電層中に
炭素、酸素、窒素の少なくとも1つを含むことを特徴と
する電子写真用光受容部材に関する。
【0035】第10に本発明は、上記第1〜第9のいず
れかの発明において、前記光導電層の表面上に、炭素、
酸素、窒素の少なくとも1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
電子写真用光受容部材に関する。
れかの発明において、前記光導電層の表面上に、炭素、
酸素、窒素の少なくとも1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
電子写真用光受容部材に関する。
【0036】第11に本発明は、上記第1〜第9のいず
れかの発明において、前記光導電層は、シリコン原子を
母体とし、炭素、酸素、窒素の少なくとも1つ及び周期
律表第IIIb族または第Vb族から選ばれる元素の少なく
とも1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、更に該光導電層の表面上に、炭素、
酸素、窒素の少なくとも1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
電子写真用光受容部材に関する。
れかの発明において、前記光導電層は、シリコン原子を
母体とし、炭素、酸素、窒素の少なくとも1つ及び周期
律表第IIIb族または第Vb族から選ばれる元素の少なく
とも1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、更に該光導電層の表面上に、炭素、
酸素、窒素の少なくとも1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
電子写真用光受容部材に関する。
【0037】第12に本発明は、上記第1〜第11のい
ずれかの発明において、前記光導電層は、その層厚が2
0〜50μmである電子写真用光受容部材に関する。
ずれかの発明において、前記光導電層は、その層厚が2
0〜50μmである電子写真用光受容部材に関する。
【0038】第13に本発明は、上記第10又は第11
の発明において、前記表面層は、その層厚が0.01〜
3μmである電子写真用光受容部材に関する。
の発明において、前記表面層は、その層厚が0.01〜
3μmである電子写真用光受容部材に関する。
【0039】第14の発明は、上記第11の発明におい
て、前記電荷注入阻止層は、その層厚が0.1〜5μm
である電子写真用光受容部材に関する。
て、前記電荷注入阻止層は、その層厚が0.1〜5μm
である電子写真用光受容部材に関する。
【0040】次に、本発明における「指数関数裾」およ
び「特性エネルギー」について図3を用いて詳しく説明
する。
び「特性エネルギー」について図3を用いて詳しく説明
する。
【0041】図3は、横軸に光子エネルギーhν、縦軸
に対数軸として吸収係数αを示したa−Siのサブギャ
ップ光吸収スペクトルの一例である。このスペクトルは
大きく2つの部分に分けられる。すなわち吸収係数αが
光子エネルギー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。
に対数軸として吸収係数αを示したa−Siのサブギャ
ップ光吸収スペクトルの一例である。このスペクトルは
大きく2つの部分に分けられる。すなわち吸収係数αが
光子エネルギー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。
【0042】B領域は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、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。
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。
【0043】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。となり、特性エネルギーEuの
逆数(1/Eu)が、B部分の傾きを表すことになる。
この特性エネルギー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。
逆数(1/Eu)が、B部分の傾きを表すことになる。
この特性エネルギー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。
【0044】次に、本発明において用いられている感度
の直線性について図4を用いて説明する。
の直線性について図4を用いて説明する。
【0045】図4は、感光体の暗電位として400Vの
表面電位に帯電し、次に像露光を照射し、その露光量を
変えた時の表面電位(明電位)の変化、いわゆるE−V
特性(曲線)の一例である。
表面電位に帯電し、次に像露光を照射し、その露光量を
変えた時の表面電位(明電位)の変化、いわゆるE−V
特性(曲線)の一例である。
【0046】感度の直線性は、暗電位と明電位の差が3
50Vとなる時(△350)の露光量(実測値)と、非
露光状態(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△350となる露光量(計算値)
との差である。
50Vとなる時(△350)の露光量(実測値)と、非
露光状態(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△350となる露光量(計算値)
との差である。
【0047】すなわち、その値が小さいほど感光体とし
て良好な特性を示すことを意味する。
て良好な特性を示すことを意味する。
【0048】
【作用】本発明者らは、光学的バンドギャップ(以下
「Eg」と略記する。)、及びCPM(一定光電流法)
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渡って調べた結果、Eg、E
uとa−Si感光体の帯電能、温度特性、光メモリーと
が密接な関係にあることを見い出し、それらの異なる膜
を積層し、さらに伝導性を制御する物質である周期律表
第IIIb族に属する元素の含有量およびその含有パターン
を制御することにより良好な感光体特性を発揮すること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
「Eg」と略記する。)、及びCPM(一定光電流法)
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渡って調べた結果、Eg、E
uとa−Si感光体の帯電能、温度特性、光メモリーと
が密接な関係にあることを見い出し、それらの異なる膜
を積層し、さらに伝導性を制御する物質である周期律表
第IIIb族に属する元素の含有量およびその含有パターン
を制御することにより良好な感光体特性を発揮すること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
【0049】すなわち、光学的バンドギャップEu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、光導電層と表面層の界面領域に介在させることに
より、帯電能を大幅に向上させつつ温度特性を低減さ
せ、なおかつ光メモリー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。
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、光導電層と表面層の界面領域に介在させることに
より、帯電能を大幅に向上させつつ温度特性を低減さ
せ、なおかつ光メモリー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。
【0050】また、光学的バンドギャップEu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、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、なおかつガサツキが低減されることも明ら
かになった。そして、周期律表第IIIb族に属する元素の
含有量とその含有パターンを特定範囲に制御することに
より上記の特性向上に加えて感度およびその直線性が大
幅に向上することが明らかになった。
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、なおかつガサツキが低減されることも明ら
かになった。そして、周期律表第IIIb族に属する元素の
含有量とその含有パターンを特定範囲に制御することに
より上記の特性向上に加えて感度およびその直線性が大
幅に向上することが明らかになった。
【0051】これをさらに詳しく説明すると、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もとづくテイル(裾)準位と、S
i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、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。
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もとづくテイル(裾)準位と、S
i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、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。
【0052】このようなバンドギャップ中の局在準位の
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 Me
thod:以下「CPM」と略記する。)は、a−S
i:Hの局在準位にもと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。
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 Me
thod:以下「CPM」と略記する。)は、a−S
i:Hの局在準位にもと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。
【0053】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。この時、帯電器を通過する間に表面に到達
する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、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。
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。この時、帯電器を通過する間に表面に到達
する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、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。
【0054】さらに、光メモリーは、ブランク露光や像
露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、ある複写工程において生
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回の複写工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。
露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、ある複写工程において生
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回の複写工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。
【0055】したがって、水素の含有量Chを多くして
光学的バンドギャップEgを拡大しつつ特性エネルギー
Euを制御(低減)した層領域を設けることにより、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。
光学的バンドギャップEgを拡大しつつ特性エネルギー
Euを制御(低減)した層領域を設けることにより、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。
【0056】つまり、光受容部材の最表面側に第2の層
領域を設けて、この第2の層領域を実質的に光を吸収す
る領域とすることにより、特に帯電能、温度特性、光メ
モリーについて顕著な効果が見られ、光受容部材の最表
面側に第1の層領域を設けて、この第1の層領域を実質
的に光を吸収する領域とすることにより、特に帯電能、
温度特性、ガサツキの点で顕著な効果が見られる。
領域を設けて、この第2の層領域を実質的に光を吸収す
る領域とすることにより、特に帯電能、温度特性、光メ
モリーについて顕著な効果が見られ、光受容部材の最表
面側に第1の層領域を設けて、この第1の層領域を実質
的に光を吸収する領域とすることにより、特に帯電能、
温度特性、ガサツキの点で顕著な効果が見られる。
【0057】そして、周期律表第IIIb族に属する元素を
支持体(または電荷注入阻止層)側に多く含有し、表面
側に向けて含有量が減少するようにし、さらに表面側の
光を吸収する領域では実質的に周期律表第IIIb族に属す
る元素を含有しないようにすることにより、帯電能、感
度および感度の直線性の点で効果が見られる。
支持体(または電荷注入阻止層)側に多く含有し、表面
側に向けて含有量が減少するようにし、さらに表面側の
光を吸収する領域では実質的に周期律表第IIIb族に属す
る元素を含有しないようにすることにより、帯電能、感
度および感度の直線性の点で効果が見られる。
【0058】したがって、本発明は上記構成によって、
帯電能および感度の向上と温度特性および光メモリーの
低減とを高い次元で両立させ、なおかつ感度およびその
直線性を大幅に向上させて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。
帯電能および感度の向上と温度特性および光メモリーの
低減とを高い次元で両立させ、なおかつ感度およびその
直線性を大幅に向上させて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。
【0059】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。
に従って詳細に説明する。
【0060】図1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1(a)に示す光
受容部材100は、光受容部材用としての支持体101
の上に、光受容層102が設けられている。この光受容
層102はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する
光導電層103で構成され、光導電層103は支持体1
01側から順に第1の層領域111と第2の層領域11
2とからなっている。
明するための模式的構成図である。図1(a)に示す光
受容部材100は、光受容部材用としての支持体101
の上に、光受容層102が設けられている。この光受容
層102はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する
光導電層103で構成され、光導電層103は支持体1
01側から順に第1の層領域111と第2の層領域11
2とからなっている。
【0061】図1(b)に示す光受容部材100は、光
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層103で構成
され、光導電層103は支持体101側から順に第2の
層領域112と第1の層領域111と第2の層領域11
2とからなっている。
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層103で構成
され、光導電層103は支持体101側から順に第2の
層領域112と第1の層領域111と第2の層領域11
2とからなっている。
【0062】図1(c)に示す光受容部材100は、光
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層103と、ア
モルファスシリコン系表面層104とから構成されてい
る。また、光導電層103は支持体101側から順に第
1の層領域111と第2の層領域112とからなってい
る。
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102はa−Si:
H,Xからなり光導電性を有する光導電層103と、ア
モルファスシリコン系表面層104とから構成されてい
る。また、光導電層103は支持体101側から順に第
1の層領域111と第2の層領域112とからなってい
る。
【0063】図1(d)に示す光受容部材100は、光
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102は支持体10
1側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層1
05と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層103と、アモルファスシリコン系表面層104
とから構成されている。また、光導電層103は電荷注
入阻止層105側から順に第1の層領域111と第2の
層領域112とからなっている。
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102は支持体10
1側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層1
05と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層103と、アモルファスシリコン系表面層104
とから構成されている。また、光導電層103は電荷注
入阻止層105側から順に第1の層領域111と第2の
層領域112とからなっている。
【0064】図1(e)に示す光受容部材100は、光
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102は支持体10
1側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層1
05と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層103と、アモルファスシリコン系表面層104
とから構成されている。また、光導電層103は電荷注
入阻止層105側から順に第2の層領域112、第1の
層領域111、第2の層領域112とからなっている。
受容部材用としての支持体101の上に、光受容層10
2が設けられている。この光受容層102は支持体10
1側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層1
05と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層103と、アモルファスシリコン系表面層104
とから構成されている。また、光導電層103は電荷注
入阻止層105側から順に第2の層領域112、第1の
層領域111、第2の層領域112とからなっている。
【0065】また、図2は、本発明の光受容部材の光導
電層における周期律表第IIIb族に属する元素の分布状態
を説明するための模式図である。縦軸は周期律表第IIIb
族に属する元素の分布量を示し、横軸は光導電層中の支
持体側から光入射側にかけての分布位置を示す。
電層における周期律表第IIIb族に属する元素の分布状態
を説明するための模式図である。縦軸は周期律表第IIIb
族に属する元素の分布量を示し、横軸は光導電層中の支
持体側から光入射側にかけての分布位置を示す。
【0066】<支持体>本発明においで使用される支持
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。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
ルム又はシート、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。
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。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
ルム又はシート、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。
【0067】本発明において使用される支持体101の
形状は、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100を形成し得るように適宜決定するが、光
受容部材100としての可撓性が要求される場合には、
支持体101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
101の厚さは、製造上、取り扱い上、機械的強度等の
点から通常は10μm以上とすることが望ましい。
形状は、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100を形成し得るように適宜決定するが、光
受容部材100としての可撓性が要求される場合には、
支持体101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
101の厚さは、製造上、取り扱い上、機械的強度等の
点から通常は10μm以上とすることが望ましい。
【0068】<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101上に形成され、光
受容層102を構成する光導電層103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作製される。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CV
D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。
効果的に達成するために支持体101上に形成され、光
受容層102を構成する光導電層103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作製される。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CV
D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。
【0069】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であることからグロ
ー放電法、特にRF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。グロー放電法によって光導電層
103を形成するには、基本的にはシリコン原子(S
i)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、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た所定の支持体101上にa−
Si:H,Xからなる層を形成すればよい。
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であることからグロ
ー放電法、特にRF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。グロー放電法によって光導電層
103を形成するには、基本的にはシリコン原子(S
i)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、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た所定の支持体101上にa−
Si:H,Xからなる層を形成すればよい。
【0070】また、本発明において光導電層103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。このよ
うな効果を得るためには、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の和の量
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和に対して15〜30原子%
とされるのが望ましく、第2の層領域の場合、シリコン
原子と水素原子または/及びハロゲン原子との和に対し
て25〜40原子%とされるのが望ましい。
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。このよ
うな効果を得るためには、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の和の量
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和に対して15〜30原子%
とされるのが望ましく、第2の層領域の場合、シリコン
原子と水素原子または/及びハロゲン原子との和に対し
て25〜40原子%とされるのが望ましい。
【0071】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、Si3H
8、Si4H10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、さらに層作製時の取り扱い易さ、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。
となり得る物質としては、SiH4、Si2H6、Si3H
8、Si4H10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、さらに層作製時の取り扱い易さ、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。
【0072】そして、形成される光導電層103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、これらのガスに更にH2及び/
又は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必要である。また、各ガ
スは、単独種のみでなく所望の混合比で複数種混合して
も差し支えない。
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、これらのガスに更にH2及び/
又は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必要である。また、各ガ
スは、単独種のみでなく所望の混合比で複数種混合して
も差し支えない。
【0073】また、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、ハロゲンをふくむハロゲン
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いものと
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(F
2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、I
F3、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、
たとえば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。
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、ハロゲンをふくむハロゲン
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いものと
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(F
2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、I
F3、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、
たとえば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。
【0074】光導電層103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101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
への導入量、放電電力等を制御すればよい。
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101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
への導入量、放電電力等を制御すればよい。
【0075】本発明において、光導電層103には伝導
性を制御する原子を光導電層103の層厚方向に不均一
な分布状態で含有することが好ましい。これは、光導電
層のキャリアの走行性を調整し、また或は補償して走行
性を高次でバランスさせることにより、帯電能の向上、
光メモリーの低減、感度の向上、さらには感度の直線性
向上を図ることができるからである。
性を制御する原子を光導電層103の層厚方向に不均一
な分布状態で含有することが好ましい。これは、光導電
層のキャリアの走行性を調整し、また或は補償して走行
性を高次でバランスさせることにより、帯電能の向上、
光メモリーの低減、感度の向上、さらには感度の直線性
向上を図ることができるからである。
【0076】上記伝導性を制御する原子の含有量は、層
中の平均として、0.05〜3ppmとするのが望まし
い。さらに、光導電層の光の入射側から露光の50%〜
90%を吸収するのに要する領域では、その部分の正孔
と電子の走行性を高次でバランスさせるため、実質的に
含有しないかあるいは0.3ppm以下に制御するのが
望ましい。
中の平均として、0.05〜3ppmとするのが望まし
い。さらに、光導電層の光の入射側から露光の50%〜
90%を吸収するのに要する領域では、その部分の正孔
と電子の走行性を高次でバランスさせるため、実質的に
含有しないかあるいは0.3ppm以下に制御するのが
望ましい。
【0077】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」と略記する。)を用いることが
できる。
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」と略記する。)を用いることが
できる。
【0078】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。
(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。
【0079】伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb
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をガス状態で反応容器中に、光
導電層103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。
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をガス状態で反応容器中に、光
導電層103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。
【0080】第IIIb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採用されるのが望
ましい。そのような第IIIb族原子導入用の原料物質は、
硼素原子導入用としては、B 2H6、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(C
H3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができ
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採用されるのが望
ましい。そのような第IIIb族原子導入用の原料物質は、
硼素原子導入用としては、B 2H6、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(C
H3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができ
る。
【0081】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及び/又はHeにより
希釈して使用してもよい。
用の原料物質を必要に応じてH2及び/又はHeにより
希釈して使用してもよい。
【0082】さらに本発明においては、光導電層103
に、炭素原子、酸素原子、窒素原子から選ばれる一種以
上を含有させてもよい。炭素原子、酸素原子、窒素原子
から選ばれの一種以上の原子の含有量は、シリコン原
子、炭素原子、酸素原子及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1×1
0-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原子%が望ま
しい。炭素原子、酸素原子、窒素原子から選ばれる一種
以上の原子は、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。
に、炭素原子、酸素原子、窒素原子から選ばれる一種以
上を含有させてもよい。炭素原子、酸素原子、窒素原子
から選ばれの一種以上の原子の含有量は、シリコン原
子、炭素原子、酸素原子及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1×1
0-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原子%が望ま
しい。炭素原子、酸素原子、窒素原子から選ばれる一種
以上の原子は、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。
【0083】本発明において、光導電層103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とされるのが望ましい。層厚が20
μm以上であれば、帯電能や感度等の電子写真特性が実
用上充分となり、50μmより厚くなると、厚くなるに
従って光導電層の作製時間が長くなり製造コストが高く
なる。
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とされるのが望ましい。層厚が20
μm以上であれば、帯電能や感度等の電子写真特性が実
用上充分となり、50μmより厚くなると、厚くなるに
従って光導電層の作製時間が長くなり製造コストが高く
なる。
【0084】また、本発明において、光導電層103全
体(第1の層領域+第2の層領域)に占める第2の層領
域の膜厚の比は、0.01〜0.3とすることが望まし
い。その割合が0.01以上であれば、電荷の注入阻止
性能が充分となり、また特に第2の層領域を表面層側に
位置させた時には、前露光や像露光の長波長成分を充分
に吸収することができ、温度特性や光メモリー低減の効
果を充分に発揮することができる。また、第2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1の層領域よりも若干小さくすることが必要なた
め、0.3より大きい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1の層領域+第2の層領域)に占める第2の層領
域の膜厚の比は、0.01〜0.3とすることが望まし
い。その割合が0.01以上であれば、電荷の注入阻止
性能が充分となり、また特に第2の層領域を表面層側に
位置させた時には、前露光や像露光の長波長成分を充分
に吸収することができ、温度特性や光メモリー低減の効
果を充分に発揮することができる。また、第2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1の層領域よりも若干小さくすることが必要なた
め、0.3より大きい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。
【0085】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層103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。
する光導電層103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。
【0086】希釈ガスとして使用するH2及び/又はH
e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H2及び/又は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。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1×10-2〜1×103P
a、好ましくは5×10-2〜5×102Pa、最適には
1×10-1〜1×102Paとするのが好ましい。
e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H2及び/又は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。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1×10-2〜1×103P
a、好ましくは5×10-2〜5×102Pa、最適には
1×10-1〜1×102Paとするのが好ましい。
【0087】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るが、Si供給用のガスの流量
に対する放電電力の比を、3〜8、好ましくは4〜6の
範囲に設定することが望ましい。また、第2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1の
層領域に比べて大きくし、いわゆるフローリミット領域
で作製することが好ましい。
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、3〜8、好ましくは4〜6の
範囲に設定することが望ましい。また、第2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1の
層領域に比べて大きくし、いわゆるフローリミット領域
で作製することが好ましい。
【0088】さらに、支持体201の温度は、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。
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。
【0089】本発明においては、光導電層を形成するた
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、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。
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。
【0090】<表面層>本発明においては、上述のよう
にして支持体101上に形成された光導電層103の上
に、更にアモルファスシリコン系の表面層104を形成
することが好ましい。この表面層104は自由表面11
0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、耐久性において本発明の目的を
達成するために設けられる。
にして支持体101上に形成された光導電層103の上
に、更にアモルファスシリコン系の表面層104を形成
することが好ましい。この表面層104は自由表面11
0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、耐久性において本発明の目的を
達成するために設けられる。
【0091】また、本発明においては、光受容層102
を構成する光導電層103と表面層104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
確保が十分成されている。
を構成する光導電層103と表面層104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
確保が十分成されている。
【0092】表面層104は、アモルファスシリコン系
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)及び/又はハロゲン原子(X)を含
有し、更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)及び/又はハロゲン原子(X)を含有し、更に
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)及び
/又はハロゲン原子(X)を含有し、更に窒素原子を含
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)及び/又はハロゲ
ン原子(X)を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも1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。
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)及び/又はハロゲン原子(X)を含
有し、更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)及び/又はハロゲン原子(X)を含有し、更に
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)及び
/又はハロゲン原子(X)を含有し、更に窒素原子を含
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)及び/又はハロゲ
ン原子(X)を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも1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。
【0093】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204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作製される。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。
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作製される。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。
【0094】例えば、グロー放電法によってa−Si
C:H,Xよりなる表面層104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、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た光導電層
103を形成した支持体101上にa−SiC:H,X
からなる層を形成すればよい。
C:H,Xよりなる表面層104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、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た光導電層
103を形成した支持体101上にa−SiC:H,X
からなる層を形成すればよい。
【0095】本発明において用いる表面層の材質として
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。
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。
【0096】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和に対し
て30〜90原子%の範囲が好ましい。
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30〜90原子%の範囲が好ましい。
【0097】また、本発明において表面層104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からである。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40〜6
0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
されるのが望ましい。ここで、ハロゲン原子としては、
フッ素原子が好ましいものとして挙げられる。
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からである。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40〜6
0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
されるのが望ましい。ここで、ハロゲン原子としては、
フッ素原子が好ましいものとして挙げられる。
【0098】これらの水素原子または/及びハロゲン原
子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。この理由は次の通りである。
子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。この理由は次の通りである。
【0099】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。この悪影響としては、例えば、自由表面から電荷の
注入による帯電特性の劣化、高い湿度等の使用環境のも
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等がこ
の悪影響として挙げられる。
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。この悪影響としては、例えば、自由表面から電荷の
注入による帯電特性の劣化、高い湿度等の使用環境のも
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等がこ
の悪影響として挙げられる。
【0100】しかしながら、表面層内の水素含有量を3
0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%以内であ
れば表面層の硬度が低下することなく、繰り返し使用に
耐えられる。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。
0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%以内であ
れば表面層の硬度が低下することなく、繰り返し使用に
耐えられる。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。
【0101】また、表面層中のハロゲン含有量を0.0
1原子%以上の範囲に制御することで表面層内のシリコ
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。一方、表面層中のハロゲン含有量が15原子%を超
えて多くなると、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大き
く低下していく。さらに、過剰のハロゲン原子多くなる
と表面層中のキャリアの走行性を阻害するようになるた
め、残留電位や画像メモリーの抑制効果が大きく低下す
るようになってくる。したがって、表面層中のハロゲン
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1つである。表面層中のハロ
ゲン含有量は、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
御し得る。
1原子%以上の範囲に制御することで表面層内のシリコ
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。一方、表面層中のハロゲン含有量が15原子%を超
えて多くなると、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大き
く低下していく。さらに、過剰のハロゲン原子多くなる
と表面層中のキャリアの走行性を阻害するようになるた
め、残留電位や画像メモリーの抑制効果が大きく低下す
るようになってくる。したがって、表面層中のハロゲン
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1つである。表面層中のハロ
ゲン含有量は、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
御し得る。
【0102】本発明の表面層の形成において使用される
シリコン(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、さらに層作製時の取り
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。また、これらの
Si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。
シリコン(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、さらに層作製時の取り
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。また、これらの
Si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。
【0103】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、さらに層作製時の取り扱い易さ、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C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。
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、さらに層作製時の取り扱い易さ、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C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。
【0104】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、C
O2、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。
としては、NH3、NO、N2O、NO2、O2、CO、C
O2、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。
【0105】また、形成される表面層104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になるよ
うに図るために、これらのガスに更に、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。
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、これらのガスに更に、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。
【0106】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。
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。
【0107】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)、Br
F、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF
7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、たとえばS
iF4、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。
化合物としては、具体的には弗素ガス(F2)、Br
F、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF
7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、たとえばS
iF4、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。
【0108】表面層104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101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。
は/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば、支
持体101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。
【0109】表面層中に含有される上記の炭素原子、酸
素原子、窒素原子は、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
な分布をもたせた部分があってもよい。
素原子、窒素原子は、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
な分布をもたせた部分があってもよい。
【0110】さらに本発明においては、表面層204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204中
に万偏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。
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
に万偏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。
【0111】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IIIb族に属する原子
(以後「第IIIb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。
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IIIb族に属する原子
(以後「第IIIb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。
【0112】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)等が挙げられ、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)等が挙げられ、特にP、A
sが好適である。
(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イ
ンジウム(In)、タリウム(Tl)等が挙げられ、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)等が挙げられ、特にP、A
sが好適である。
【0113】表面層204に含有される伝導性を制御す
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p
pmとされるのが望ましい。
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p
pmとされるのが望ましい。
【0114】伝導性を制御する原子、たとえば、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204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。
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204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。
【0115】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採用されるのが望ましい。
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採用されるのが望ましい。
【0116】そのような第IIIb族原子導入用の原料物質
としては、具体的に、硼素原子導入用として、B2H6、
B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H
14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、Ga
Cl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙
げることができる。
としては、具体的に、硼素原子導入用として、B2H6、
B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H
14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、Ga
Cl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙
げることができる。
【0117】第Vb族原子導入用の原料物質として、有
効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3,
P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PC
l3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン
化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsC
l3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、Sb
F5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、B
iBr3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。
効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3,
P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PC
l3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン
化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsC
l3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、Sb
F5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、B
iBr3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。
【0118】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。
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。
【0119】本発明における表面層104の層厚として
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。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う虞があり、3
μm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。
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。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う虞があり、3
μm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。
【0120】本発明による表面層104は、その要求さ
れる特性が所望通りに与えられるように注意深く形成さ
れる。即ち、Si、C及び/又はN及び/又はO、H及
び/又は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、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、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になされ
る。
れる特性が所望通りに与えられるように注意深く形成さ
れる。即ち、Si、C及び/又はN及び/又はO、H及
び/又は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、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、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になされ
る。
【0121】例えば、表面層104を耐圧性の向上を主
な目的として設ける場合は、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製される。
な目的として設ける場合は、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製される。
【0122】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104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有る程度の感度を有する非単結晶材
料として形成される。
性の向上を主たる目的として表面層104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有る程度の感度を有する非単結晶材
料として形成される。
【0123】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層104を形成するには、支持体101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。
面層104を形成するには、支持体101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。
【0124】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。
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。
【0125】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1×10-2〜1×103Pa、より好ましくは5
×10-1〜5×102Pa、最適には1×10-1〜1×
102Paとするのが好ましい。
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1×10-2〜1×103Pa、より好ましくは5
×10-1〜5×102Pa、最適には1×10-1〜1×
102Paとするのが好ましい。
【0126】本発明においては、表面層を形成するため
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、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。
【0127】さらに本発明においては、光導電層と表面
層の間に、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更に向上させるためには有効
である。
層の間に、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更に向上させるためには有効
である。
【0128】また表面層104と光導電層103との間
に、炭素原子および/又は酸素原子および/又は窒素原
子の含有量が光導電層103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。
に、炭素原子および/又は酸素原子および/又は窒素原
子の含有量が光導電層103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。
【0129】<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、光受容層が一定の極性の帯電処理を
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。
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、光受容層が一定の極性の帯電処理を
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。
【0130】この電荷注入阻止層に含有される伝導性を
制御する原子は、この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。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。
制御する原子は、この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。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。
【0131】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
る点からも望ましい。
表面と平行面内方向においては、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
る点からも望ましい。
【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(以後「第IIIb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。
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(以後「第IIIb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。
【0133】第IIIb族原子としては、具体的には、B
(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。
(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。
【0134】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、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
決定されるが、好ましくは10〜1×104原子pp
m、より好適には50〜5×103原子ppm、最適に
は1×102〜3×103原子ppmとされるのが望まし
い。
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、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
決定されるが、好ましくは10〜1×104原子pp
m、より好適には50〜5×103原子ppm、最適に
は1×102〜3×103原子ppmとされるのが望まし
い。
【0135】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも1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。
窒素原子および酸素原子の少なくとも1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。
【0136】電荷注入阻止層に含有される炭素原子また
は窒素原子または酸素原子は、この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。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望ましい。
は窒素原子または酸素原子は、この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。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望ましい。
【0137】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および/又は窒素原子および/又
は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るが、1種の場合はその量とし
て、2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%とされるのが望
ましい。
に含有される炭素原子および/又は窒素原子および/又
は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るが、1種の場合はその量とし
て、2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%とされるのが望
ましい。
【0138】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。
有される水素原子および/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。
【0139】本発明において、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とされるのが
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
得られなくなる虞があり、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。
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とされるのが
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
得られなくなる虞があり、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。
【0140】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。
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。
【0141】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105を形成するには、光導電層103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101の温度
を適宜設定することが必要である。
荷注入阻止層105を形成するには、光導電層103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101の温度
を適宜設定することが必要である。
【0142】希釈ガスであるH2及び/又は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H2及び/又は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。
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及び/又は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。
【0143】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1×1
0-2〜1×103Pa、好ましくは5×10-1〜5×1
02Pa、最適には1×10-1〜1×102Paとするの
が好ましい。
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×1
0-2〜1×103Pa、好ましくは5×10-1〜5×1
02Pa、最適には1×10-1〜1×102Paとするの
が好ましい。
【0144】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。
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。
【0145】さらに、支持体101の温度は、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。
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。
【0146】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、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、これらの層作製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
作製ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
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、これらの層作製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
作製ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
【0147】この他に、本発明の光受容部材において
は、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/
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
する層領域を有することが望ましい。
は、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/
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
する層領域を有することが望ましい。
【0148】また、本発明の光受容部材においては、支
持体101と光導電層103あるいは電荷注入阻止層1
05との間の密着性のより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、水素原子および/又はハロゲン原子
と、炭素原子および/又は酸素原子および/又は窒素原
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。
持体101と光導電層103あるいは電荷注入阻止層1
05との間の密着性のより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、水素原子および/又はハロゲン原子
と、炭素原子および/又は酸素原子および/又は窒素原
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。
【0149】<膜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。
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。
【0150】図5は、電源周波数としてRF帯を用いた
高周波プラズマ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5に示す製造装置の構成は以下
の通りである。
高周波プラズマ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5に示す製造装置の構成は以下
の通りである。
【0151】この装置は大別すると、堆積装置(510
0)、原料ガスの供給装置(5200)、反応容器(5
111)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(5100)中の反応容器
(5111)内には円筒状支持体(5112)、支持体
加熱用ヒーター(5113)、原料ガス導入管(511
4)が設置され、さらに高周波マッチングボックス(5
115)が接続されている。
0)、原料ガスの供給装置(5200)、反応容器(5
111)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(5100)中の反応容器
(5111)内には円筒状支持体(5112)、支持体
加熱用ヒーター(5113)、原料ガス導入管(511
4)が設置され、さらに高周波マッチングボックス(5
115)が接続されている。
【0152】原料ガス供給装置(5200)は、SiH
4、H2、CH4、B2H6、NO等の原料ガスのボンベ
(5221〜5226)、バルブ(5231〜523
6,5241〜5246,5251〜5256)及びマ
スフローコントローラー(5211〜5216)から構
成され、各原料ガスのボンベはバルブ(5260)を介
して反応容器(5111)内のガス導入管(5114)
に接続されている。
4、H2、CH4、B2H6、NO等の原料ガスのボンベ
(5221〜5226)、バルブ(5231〜523
6,5241〜5246,5251〜5256)及びマ
スフローコントローラー(5211〜5216)から構
成され、各原料ガスのボンベはバルブ(5260)を介
して反応容器(5111)内のガス導入管(5114)
に接続されている。
【0153】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。
以下のように行なうことができる。
【0154】まず、反応容器(5111)内に円筒状支
持体(5112)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(5111)内を排気す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター(5113)により
円筒状支持体(5112)の温度を200〜350℃の
所定の温度に制御する。
持体(5112)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(5111)内を排気す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター(5113)により
円筒状支持体(5112)の温度を200〜350℃の
所定の温度に制御する。
【0155】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器(51
11)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(523
1〜5236)及び反応容器のリークバルブ(511
7)が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ
(5241〜5246)、流出バルブ(5251〜52
56)及び補助バルブ(5260)が開かれていること
を確認して、まずメインバルブ(5118)を開いて反
応容器(5111)及びガス配管(5116)内を排気
する。
11)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(523
1〜5236)及び反応容器のリークバルブ(511
7)が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ
(5241〜5246)、流出バルブ(5251〜52
56)及び補助バルブ(5260)が開かれていること
を確認して、まずメインバルブ(5118)を開いて反
応容器(5111)及びガス配管(5116)内を排気
する。
【0156】次に、真空計(5119)の読みが約5×
10-4Paになった時点で補助バルブ(5260)及び
流出バルブ(5251〜5256)を閉じる。
10-4Paになった時点で補助バルブ(5260)及び
流出バルブ(5251〜5256)を閉じる。
【0157】その後、ガスボンベ(5221〜522
6)より各ガスをバルブ(5231〜5236)を開い
て導入し、圧力調整器(5261〜5266)により各
ガス圧を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ
(5241〜5246)を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー(5211〜5216)内に導入
する。
6)より各ガスをバルブ(5231〜5236)を開い
て導入し、圧力調整器(5261〜5266)により各
ガス圧を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ
(5241〜5246)を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー(5211〜5216)内に導入
する。
【0158】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。
後、以下の手順で各層の形成を行う。
【0159】円筒状支持体(5112)が所定の温度に
なったところで流出バルブ(5251〜5256)のう
ちの必要なものおよび補助バルブ(5260)を徐々に
開き、ガスボンベ(5221〜5226)から所定のガ
スをガス導入管(5114)を介して反応容器(511
1)内に導入する。
なったところで流出バルブ(5251〜5256)のう
ちの必要なものおよび補助バルブ(5260)を徐々に
開き、ガスボンベ(5221〜5226)から所定のガ
スをガス導入管(5114)を介して反応容器(511
1)内に導入する。
【0160】次に、マスフローコントローラー(521
1〜5216)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(5111)内の圧
力が100Pa以下の所定の圧力になるように真空計
(5119)を見ながらメイン排気バルブ(5118)
の開口を調整する。
1〜5216)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(5111)内の圧
力が100Pa以下の所定の圧力になるように真空計
(5119)を見ながらメイン排気バルブ(5118)
の開口を調整する。
【0161】内圧が安定したところで、周波数13.5
6MHz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(5115)を通じて反
応容器(5111)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(51
12)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。
6MHz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(5115)を通じて反
応容器(5111)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(51
12)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。
【0162】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。
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【0163】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開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(511
1)内、流出バルブ(5251〜5256)から反応容
器(5111)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(5251〜5256)を閉じ、補助
バルブ(5260)を開き、さらにメイン排気バルブ
(5118)を全開にして系内を1旦高真空に排気する
操作を必要に応じて行う。
ス以外の流出バルブはすべて開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(511
1)内、流出バルブ(5251〜5256)から反応容
器(5111)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(5251〜5256)を閉じ、補助
バルブ(5260)を開き、さらにメイン排気バルブ
(5118)を全開にして系内を1旦高真空に排気する
操作を必要に応じて行う。
【0164】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、支持体(5112)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。
成を行なっている間は、支持体(5112)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。
【0165】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作製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。
各々の層の作製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。
【0166】堆積膜形成時の支持体温度は、特に200
〜350℃以下、好ましくは230〜330℃以、より
好ましくは250〜310℃が望ましい。
〜350℃以下、好ましくは230〜330℃以、より
好ましくは250〜310℃が望ましい。
【0167】支持体の加熱方法は、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。加熱手段の表面の材質
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。
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。加熱手段の表面の材質
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。
【0168】上記の方法以外にも、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
支持体を搬送する方法を用いてもよい。
専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で
支持体を搬送する方法を用いてもよい。
【0169】
【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。
説明する。
【0170】<実験例1>図5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、光受容部材を作製した。
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、光受容部材を作製した。
【0171】
【表1】 一方、アルミニウムシリンダー(支持体)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
ンプルホルダーを用い、ガラス基板(コーニング社 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
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 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
【0172】表1の例では、第1の層領域のCh、E
g、Euはそれぞれ23原子%、1.77eV、60m
eV、第2の層領域のCh、Eg、Euはそれぞれ35
原子%、1.83eV、53meVであった。
g、Euはそれぞれ23原子%、1.77eV、60m
eV、第2の層領域のCh、Eg、Euはそれぞれ35
原子%、1.83eV、53meVであった。
【0173】次いで、第2の層領域において、SiH4
ガスとH2ガスとの混合比、SiH4ガスと放電電力との
比率、及び支持体温度を種々変えることによって、第2
の層領域のCh、Eg、Euの異なる種々の光受容部材
を作製した。
ガスとH2ガスとの混合比、SiH4ガスと放電電力との
比率、及び支持体温度を種々変えることによって、第2
の層領域のCh、Eg、Euの異なる種々の光受容部材
を作製した。
【0174】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29μm及び1μmに固定した。
の膜厚は、それぞれ29μm及び1μmに固定した。
【0175】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造した装置)にセッ
トして、電位特性の評価を行った。
ノン製NP−6550を実験用に改造した装置)にセッ
トして、電位特性の評価を行った。
【0176】この際、プロセススピード380mm/s
ec、前露光(波長565nmのLED)4 lux・
sec、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(TRE
K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時との電位差を測定した。
ec、前露光(波長565nmのLED)4 lux・
sec、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(TRE
K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時との電位差を測定した。
【0177】本実験例のEu及びEgと、帯電能、温度
特性およびメモリーとの関係をそれぞれ図6、図7及び
図8に示す。それぞれの特性に関して、光導電層(総膜
厚30μm)を第1の層領域のみで構成した場合に対す
る相対値で示した。
特性およびメモリーとの関係をそれぞれ図6、図7及び
図8に示す。それぞれの特性に関して、光導電層(総膜
厚30μm)を第1の層領域のみで構成した場合に対す
る相対値で示した。
【0178】図6、図7及び図8から明らかなように、
第2の層領域において、Chが25〜40原子%、Eg
が1.8〜1.9eV、Euが50〜55meVの条件
において、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。
第2の層領域において、Chが25〜40原子%、Eg
が1.8〜1.9eV、Euが50〜55meVの条件
において、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。
【0179】<実験例2>図5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、光受容部材を作製した。この
際、光導電層は、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構成とし
た。
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、光受容部材を作製した。この
際、光導電層は、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構成とし
た。
【0180】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様の電位特性評価を行い、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
いて調べたところ、第2の層領域において、Chが25
〜40原子%、Egが1.8〜1.9eV、Euが50
〜55meV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、温度特性、光メモ
リー及びガサツキレベルの全てにわたって特性が向上す
ることがわかった。
1と同様の電位特性評価を行い、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
いて調べたところ、第2の層領域において、Chが25
〜40原子%、Egが1.8〜1.9eV、Euが50
〜55meV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、温度特性、光メモ
リー及びガサツキレベルの全てにわたって特性が向上す
ることがわかった。
【0181】<実験例3>図5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2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、光受容部材を作製した。
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2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、光受容部材を作製した。
【0182】
【表2】 一方、アルミニウムシリンダー(支持体)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
ンプルホルダーを用い、ガラス基板(コーニング社 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
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 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
【0183】表2の例では、第1の層領域のCh、E
g、Euはそれぞれ29原子%、1.79eV、63m
eV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ3
5原子%、1.86eV、55meVであった。
g、Euはそれぞれ29原子%、1.79eV、63m
eV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ3
5原子%、1.86eV、55meVであった。
【0184】ここで、光導電層に含有される周期律表第
IIIb族に属する元素であるホウ素原子の含有パターン
が、図2(a)に示す分布状態となるように、光導電層
の第1の層領域全体にわたってSiH4に対するB2H6
量を変化させ、また、第1の層領域および第2の層領域
の層厚を変えることによって光導電層全体に占める第2
の層領域の割合を変え、さらに、第1の層領域での初期
B2H6量を変えることによって光導電層に含有される周
期律表第IIIb族に属する元素であるホウ素原子含有量の
層中の平均が異なる光受容部材を作製した。
IIIb族に属する元素であるホウ素原子の含有パターン
が、図2(a)に示す分布状態となるように、光導電層
の第1の層領域全体にわたってSiH4に対するB2H6
量を変化させ、また、第1の層領域および第2の層領域
の層厚を変えることによって光導電層全体に占める第2
の層領域の割合を変え、さらに、第1の層領域での初期
B2H6量を変えることによって光導電層に含有される周
期律表第IIIb族に属する元素であるホウ素原子含有量の
層中の平均が異なる光受容部材を作製した。
【0185】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造した装置)にセッ
トして、電位特性の評価を行った。
ノン製NP−6550を実験用に改造した装置)にセッ
トして、電位特性の評価を行った。
【0186】この際、プロセススピード380mm/s
ec、前露光(波長565nmのLED)4 lux・
sec、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(TRE
K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時との電位差を測定した。
ec、前露光(波長565nmのLED)4 lux・
sec、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(TRE
K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時との電位差を測定した。
【0187】本実験例の第2の層領域の割合およびホウ
素原子の層中の平均量と、帯電能、光メモリー及び感度
の直線性との関係をそれぞれ図9、図10及び図11に
示す。それぞれの特性に関して、光導電層の全ての層領
域を第1の層領域のみで構成し、ホウ素原子含有量を
1.5ppm(均一)にした場合に対する相対値で示し
た。
素原子の層中の平均量と、帯電能、光メモリー及び感度
の直線性との関係をそれぞれ図9、図10及び図11に
示す。それぞれの特性に関して、光導電層の全ての層領
域を第1の層領域のみで構成し、ホウ素原子含有量を
1.5ppm(均一)にした場合に対する相対値で示し
た。
【0188】図9、図10及び図11から明らかなよう
に、光導電層全体に占める第2の層領域の割合を0.0
1〜0.3とし、光導電層における周期律表第IIIb族に
属する元素の含有量の層中の平均量を0.05〜3pp
mとすることによって、帯電能、光メモリー及び感度の
直線性のいずれも良好な特性を得られることがわかっ
た。
に、光導電層全体に占める第2の層領域の割合を0.0
1〜0.3とし、光導電層における周期律表第IIIb族に
属する元素の含有量の層中の平均量を0.05〜3pp
mとすることによって、帯電能、光メモリー及び感度の
直線性のいずれも良好な特性を得られることがわかっ
た。
【0189】<実験例4>図5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3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、光受容部材を作製した。
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3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、光受容部材を作製した。
【0190】
【表3】 一方、アルミニウムシリンダー(支持体)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
ンプルホルダーを用い、ガラス基板(コーニング社 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
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 7
059)及びSiウエハー上に、上記光導電層の作製条
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、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。
【0191】表3の例では、第1の層領域のCh、E
g、Euはそれぞれ19原子%、1.76eV、58m
eVであり、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それ
ぞれ29原子%、1.81eV、50meVであった。
g、Euはそれぞれ19原子%、1.76eV、58m
eVであり、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それ
ぞれ29原子%、1.81eV、50meVであった。
【0192】ここで、光導電層に含有される周期律表第
IIIb族に属する元素であるホウ素原子の含有パターン
が、図2(a)に示す分布状態となるように、光導電層
の第1の層領域全体にわたってSiH4に対するB2H6
量を変化させ、さらに、光入射側の領域のホウ素原子含
有量、及びその領域の厚さを変えて種々の光受容部材を
作製した。
IIIb族に属する元素であるホウ素原子の含有パターン
が、図2(a)に示す分布状態となるように、光導電層
の第1の層領域全体にわたってSiH4に対するB2H6
量を変化させ、さらに、光入射側の領域のホウ素原子含
有量、及びその領域の厚さを変えて種々の光受容部材を
作製した。
【0193】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様の電位特性評価を行った。本実験例の光入射側
のホウ素含有量およびその領域の厚さと、帯電能、光メ
モリー及び感度の直線性との関係をそれぞれ図12、図
13及び図14に示す。それぞれの特性に関して、光導
電層を第1及び第2の二つの領域で構成し、光導電層の
全ての層領域でホウ素含有量を1ppm(均一)にした
場合に対する相対値で示した。
3と同様の電位特性評価を行った。本実験例の光入射側
のホウ素含有量およびその領域の厚さと、帯電能、光メ
モリー及び感度の直線性との関係をそれぞれ図12、図
13及び図14に示す。それぞれの特性に関して、光導
電層を第1及び第2の二つの領域で構成し、光導電層の
全ての層領域でホウ素含有量を1ppm(均一)にした
場合に対する相対値で示した。
【0194】図12、図13及び図14から明らかなよ
うに、光入射側の領域の周期律表第IIIb族に属する元素
の含有量を、実質的に含有されないか又は0.3ppm
以下とし、その領域の厚さを0.05〜5μmとするこ
とによって、帯電能、メモリー、感度の直線性のいずれ
も良好な特性を得られることがわかった。
うに、光入射側の領域の周期律表第IIIb族に属する元素
の含有量を、実質的に含有されないか又は0.3ppm
以下とし、その領域の厚さを0.05〜5μmとするこ
とによって、帯電能、メモリー、感度の直線性のいずれ
も良好な特性を得られることがわかった。
【0195】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
説明する。
【0196】<実施例1>図3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、
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1の層領域、第2の層領域の順で形成し
た。
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、
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1の層領域、第2の層領域の順で形成し
た。
【0197】表4にこのときの光受容部材の作製条件を
示す。
示す。
【0198】
【表4】 また、光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(b)に示
す分布状態となるようにした。
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(b)に示
す分布状態となるようにした。
【0199】本実施例では、光導電層の第1の層領域の
Ch、Eg、Euは、それぞれ20原子%、1.77e
V、60meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、
それぞれ31原子%、1.83eV、52meVという
結果が得られた。
Ch、Eg、Euは、それぞれ20原子%、1.77e
V、60meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、
それぞれ31原子%、1.83eV、52meVという
結果が得られた。
【0200】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製 NP−6550を実験用に改造した装置)にセ
ットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、温
度特性、メモリーとも良好な特性が得られた。
ノン製 NP−6550を実験用に改造した装置)にセ
ットして、電位特性の評価を行ったところ、帯電能、温
度特性、メモリーとも良好な特性が得られた。
【0201】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。
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。
【0202】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の層領域の順で形成した場合に
おいても、光導電層の第1の層領域においてCh、E
g、Euをそれぞれ15〜30原子%、1.75〜1.
85eV、55〜65meVとし、第2の層領域におい
てCh、Eg、Euをそれぞれ25〜40原子%、1.
8〜1.9eV、50〜55meV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。
から第1の層領域、第2の層領域の順で形成した場合に
おいても、光導電層の第1の層領域においてCh、E
g、Euをそれぞれ15〜30原子%、1.75〜1.
85eV、55〜65meVとし、第2の層領域におい
てCh、Eg、Euをそれぞれ25〜40原子%、1.
8〜1.9eV、50〜55meV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。
【0203】<実施例2>本実施例では、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
で形成し、また、実施例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。
電荷注入阻止層側から第2の層領域、第1の層領域の順
で形成し、また、実施例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。
【0204】表5に、このときの光受容部材の作製条件
を示す。
を示す。
【0205】
【表5】 また、光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(c)に示
す分布状態となるようにした。
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(c)に示
す分布状態となるようにした。
【0206】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0207】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の層領域の順で形成し、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1の層領域においてCh、Eg、Euをそれ
ぞれ15〜30原子%、1.75〜1.85eV、55
〜65meVとし、第2の層領域においてCh、Eg、
Euをそれぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9e
V、50〜55meV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。
ら第2の層領域、第1の層領域の順で形成し、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1の層領域においてCh、Eg、Euをそれ
ぞれ15〜30原子%、1.75〜1.85eV、55
〜65meVとし、第2の層領域においてCh、Eg、
Euをそれぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9e
V、50〜55meV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。
【0208】<実施例3>本実施例では、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
で形成し、また、実施例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こ不均
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。
電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順
で形成し、また、実施例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こ不均
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。
【0209】表6に、このときの光受容部材の作製条件
を示す。
を示す。
【0210】
【表6】 また、光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(d)に示
す分布状態となるようにした。
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(d)に示
す分布状態となるようにした。
【0211】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0212】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の層領域の順で形成し、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においても、光導電層の第1
の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜3
0原子%、1.75〜1.85eV、55〜65meV
とし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞ
れ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜55
meV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。
ら第2の層領域、第1の層領域の順で形成し、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においても、光導電層の第1
の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜3
0原子%、1.75〜1.85eV、55〜65meV
とし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞ
れ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜55
meV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。
【0213】<実施例4>本実施例では、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
の層領域の順で形成し、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。
荷注入阻止層側から第2の層領域、第1の層領域、第2
の層領域の順で形成し、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。
【0214】表7に、このときの光受容部材の作製条件
を示す。
を示す。
【0215】
【表7】 また、光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(e)に示
す分布状態となるようにした。
元素であるホウ素原子の含有パターンを図2(e)に示
す分布状態となるようにした。
【0216】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0217】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1の層領域においてCh、
Eg、Euをそれぞれ15〜30原子%、1.75〜
1.85eV、55〜65meVとし、第2の層領域に
おいてCh、Eg、Euをそれぞれ25〜40原子%、
1.8〜1.9eV、50〜55meV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。
ら第2の層領域、第1の層領域、第2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1の層領域においてCh、
Eg、Euをそれぞれ15〜30原子%、1.75〜
1.85eV、55〜65meVとし、第2の層領域に
おいてCh、Eg、Euをそれぞれ25〜40原子%、
1.8〜1.9eV、50〜55meV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。
【0218】<実施例5>本実施例では、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
で形成し、また、表面層を、構成原子として炭素原子の
代わりに窒素原子を含有させて設けた。
電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順
で形成し、また、表面層を、構成原子として炭素原子の
代わりに窒素原子を含有させて設けた。
【0219】表8にこのときの光受容部材の作製条件を
示す。
示す。
【0220】
【表8】 光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する元素で
あるホウ素原子の含有パターンを図2(f)に示す分布
状態となるようにした。
あるホウ素原子の含有パターンを図2(f)に示す分布
状態となるようにした。
【0221】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0222】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の層領域の順で形成し、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においても、光導電層の第
1の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜
30原子%、1.75〜1.85eV、55〜65me
Vとし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそれ
ぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜5
5meV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。
ら第1の層領域、第2の層領域の順で形成し、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においても、光導電層の第
1の層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜
30原子%、1.75〜1.85eV、55〜65me
Vとし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそれ
ぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜5
5meV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。
【0223】<実施例6>本実施例では、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
で形成し、表面層に窒素原子および酸素原子を含有させ
た。
電荷注入阻止層側から第2の層領域、第1の層領域の順
で形成し、表面層に窒素原子および酸素原子を含有させ
た。
【0224】表9にこのときの光受容部材の作製条件を
示す。
示す。
【0225】
【表9】 光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する元素で
あるホウ素原子の含有パターンを図2(g)に示す分布
状態となるようにした。
あるホウ素原子の含有パターンを図2(g)に示す分布
状態となるようにした。
【0226】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0227】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の層領域の順で形成し、表面層を
構成する原子として、窒素原子および酸素原子を含有さ
せた表面層を設けた場合においても、光導電層の第1の
層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜30
原子%、1.75eV〜1.85eV、55meV〜6
5meVとし、第2の層領域においてCh、Eg、Eu
をそれぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、5
0〜55meV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。
ら第2の層領域、第1の層領域の順で形成し、表面層を
構成する原子として、窒素原子および酸素原子を含有さ
せた表面層を設けた場合においても、光導電層の第1の
層領域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜30
原子%、1.75eV〜1.85eV、55meV〜6
5meVとし、第2の層領域においてCh、Eg、Eu
をそれぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、5
0〜55meV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。
【0228】<実施例7>本実施例では、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
で形成し、実施例1のH2に代えてHeを使用し、全て
の層にフッ素原子を含有させた。
電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順
で形成し、実施例1のH2に代えてHeを使用し、全て
の層にフッ素原子を含有させた。
【0229】表10に、このときの光受容部材の作製条
件を示す。
件を示す。
【0230】
【表10】 光導電層に含有される周期律表第IIIb族に属する元素で
あるホウ素原子の含有パターンを図2(h)に示す分布
状態となるようにした。
あるホウ素原子の含有パターンを図2(h)に示す分布
状態となるようにした。
【0231】作製した光受容部材を実施例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。
価をしたところ、同様に良好な電子写真特性が得られ
た。
【0232】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、表面層を構成
する原子として、窒素原子および酸素原子を含有させた
表面層を設けた場合においても、光導電層の第1の層領
域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜30原子
%、1.75eV〜1.85eV、55meV〜65m
eVとし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそ
れぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜
55meV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。
ら第2の層領域、第1の層領域の順とし、表面層を構成
する原子として、窒素原子および酸素原子を含有させた
表面層を設けた場合においても、光導電層の第1の層領
域においてCh、Eg、Euをそれぞれ15〜30原子
%、1.75eV〜1.85eV、55meV〜65m
eVとし、第2の層領域においてCh、Eg、Euをそ
れぞれ25〜40原子%、1.8〜1.9eV、50〜
55meV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。
【0233】
【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電子写真用光受容部材が得られ
る。
領域で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電子写真用光受容部材が得られ
る。
【0234】本発明の電子写真用光受容部材は、前述の
ごとき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すべ
て解決することができ、特にきわ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。
ごとき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すべ
て解決することができ、特にきわ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。
【0235】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複数の層領
域を設け、さらに周期律表第IIIb族に属する元素の含有
状態を不均一に制御することによって、帯電能および感
度が高く、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
る光受容部材が得られる。
的バンドギャップとギャップ内準位の異なる複数の層領
域を設け、さらに周期律表第IIIb族に属する元素の含有
状態を不均一に制御することによって、帯電能および感
度が高く、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
る光受容部材が得られる。
【図1】本発明の光受容部材の好適な実施の形態の層構
成を説明するための模式的層構成図である。
成を説明するための模式的層構成図である。
【図2】本発明の光受容部材の好適な実施の形態の光導
電層における周期律表第IIIb族に属する元素の分布状態
を説明するための模式図である。
電層における周期律表第IIIb族に属する元素の分布状態
を説明するための模式図である。
【図3】本発明における指数関数裾の特性エネルギーを
説明するための図であり、アモルファスシリコンのサブ
ギャップ光吸収スペクトルの一例の模式図である。
説明するための図であり、アモルファスシリコンのサブ
ギャップ光吸収スペクトルの一例の模式図である。
【図4】本発明における感度の直線性を説明するための
図であり、アモルファスシリコン感光体の露光量特性
(E−V特性)の一例の模式図である。
図であり、アモルファスシリコン感光体の露光量特性
(E−V特性)の一例の模式図である。
【図5】本発明の光受容部材の光受容層を形成するため
の装置の一例を示す図であり、RF帯の高周波を用いた
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。
の装置の一例を示す図であり、RF帯の高周波を用いた
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。
【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。
【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。
【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。
【図9】本発明の光受容部材における光導電層に占める
第2の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律表
第IIIb族に属する元素の層中の平均量と帯電能との関係
を示す図である。
第2の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律表
第IIIb族に属する元素の層中の平均量と帯電能との関係
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の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律
表第IIIb族に属する元素の層中の平均量と光メモリーと
の関係を示す図である。
る第2の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律
表第IIIb族に属する元素の層中の平均量と光メモリーと
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の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律
表第IIIb族に属する元素の層中の平均量と感度の直線性
との関係を示す図である。
る第2の層領域の割合および光導電層に含まれる周期律
表第IIIb族に属する元素の層中の平均量と感度の直線性
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の入射側の領
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量およ
びその領域の厚さと帯電能との関係を示す図である。
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量およ
びその領域の厚さと帯電能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の入射側の領
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量およ
びその領域の厚さと光メモリーとの関係を示す図であ
る。
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量およ
びその領域の厚さと光メモリー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の入射側の領
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量なら
びにその領域の厚さと感度の直線性との関係を示す図で
ある。
域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量なら
びにその領域の厚さと感度の直線性との関係を示す図で
ある。
100 光受容部材 101 導電性支持体 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 5100 堆積装置 5111 反応容器 5112 円筒状支持体 5113 支持体加熱用ヒーター 5114 原料ガス導入管 5115 マッチングボックス 5116 原料ガス配管 5117 反応容器リークバルブ 5118 メイン排気バルブ 5119 真空計 5200 原料ガス供給装置 5211〜5216 マスフローコントローラー 5221〜5226 原料ガスボンベ 5231〜5236 原料ガスボンベバルブ 5241〜5246 ガス流入バルブ 5251〜5256 ガス流出バルブ 5260 補助バルブ 5261〜5266 圧力調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03G 5/08 316 G03G 5/08 316 331 331 (72)発明者 田澤 大介 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内
Claims (14)
- 【請求項1】 少なくとも導電性支持体と、該導電性支
持体の表面上に、水素原子および/又はハロゲン原子、
並びに周期律表第IIIb族に属する少なくとも1つの元素
を含有し、シリコン原子を母体とするアモルファス材料
からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材におい
て、 該光導電層は、水素原子の含有量(Ch)が15〜30
原子%、光学的バンドギャップ(Eg)が1.75〜
1.85eV、及び光子エネルギー(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(A) lnα=(1/Eu)・hν+α1 (A) 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55〜65meVである
第1の層領域と、Chが25〜40原子%、Egが1.
8〜1.9eV、及びEuが50〜55meVである第
2の層領域とを有し、かつ、該光導電層の光の入射側の
領域における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量
が、該光導電層の支持体側の領域における周期律表第II
Ib族に属する元素の含有量より少ないことを特徴とする
電子写真用光受容部材。 - 【請求項2】 前記光導電層は、光の入射側の領域では
周期律表第IIIb族に属する元素を実質的に含有しないか
又は0.3ppm以下含有し、その領域の厚さが0.0
5μm〜5μmであって、その他の領域では周期律表第
IIIb族に属する元素の含有量が、支持体側から光の入射
側に向かって滑らかに減少していることを特徴とする請
求項1記載の電子写真用光受容部材。 - 【請求項3】 前記光導電層は、光の入射側の領域では
周期律表第IIIb族に属する元素を実質的に含有しないか
又は0.3ppm以下含有し、その領域の厚さが0.0
5μm〜5μmであって、その他の領域では周期律表第
IIIb族に属する元素の含有量が、支持体側から光の入射
側に向かって階段状に減少していることを特徴とする請
求項1記載の電子写真用光受容部材。 - 【請求項4】 前記光導電層は、周期律表第IIIb族に属
する元素の含有量の層中の平均量が0.05〜3ppm
であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電子
写真用光受容部材。 - 【請求項5】 前記光導電層全体に占める第2の層領域
の厚さの割合が0.01〜0.3であることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用光容
部材。 - 【請求項6】 前記光導電層は、第1の層領域の上に第
2の層領域が積層されていることを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1項に記載の電子写真用光受容部材。 - 【請求項7】 前記光導電層は、第2の層領域の上に第
1の層領域が積層されていることを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1項に記載の電子写真用光受容部材。 - 【請求項8】 前記光導電層は、第2の層領域の上に第
1の層領域が積層され、さらにその上に第2の層領域が
積層されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
か1項に記載の電子写真用光受容部材。 - 【請求項9】 前記光導電層は、その光導電層中に炭
素、酸素、窒素の少なくとも1つを含むことを特徴とす
る請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真用光受
容部材。 - 【請求項10】 前記光導電層の表面上に、炭素、酸
素、窒素の少なくとも1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項に記載の電子写真用光受容部
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、酸素、窒素の少なくとも1つ及び周期律表
第IIIb族または第Vb族から選ばれる元素の少なくとも
1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、更に該光導電層の表面上に、炭素、酸
素、窒素の少なくとも1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項に記載の電子写真用光受容部
材。 - 【請求項12】 前記光導電層は、その層厚が20〜5
0μmである請求項1〜11のいずれか1項に記載の電
子写真用光受容部材。 - 【請求項13】 前記表面層は、その層厚が0.01〜
3μmである請求項10又は11記載の電子写真用光受
容部材。 - 【請求項14】 前記電荷注入阻止層は、その層厚が
0.1〜5μmである請求項11記載の電子写真用光受
容部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP180598A JPH11194516A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電子写真用光受容部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP180598A JPH11194516A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電子写真用光受容部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11194516A true JPH11194516A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11511801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP180598A Pending JPH11194516A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電子写真用光受容部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11194516A (ja) |
-
1998
- 1998-01-07 JP JP180598A patent/JPH11194516A/ja active Pending
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