JPH1165146A - 電子写真用光受容部材 - Google Patents

電子写真用光受容部材

Info

Publication number
JPH1165146A
JPH1165146A JP9226621A JP22662197A JPH1165146A JP H1165146 A JPH1165146 A JP H1165146A JP 9226621 A JP9226621 A JP 9226621A JP 22662197 A JP22662197 A JP 22662197A JP H1165146 A JPH1165146 A JP H1165146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
layer region
receiving member
light receiving
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9226621A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobufumi Tsuchida
伸史 土田
Hiroaki Niino
博明 新納
Daisuke Tazawa
大介 田澤
Satoshi Furushima
聡 古島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP9226621A priority Critical patent/JPH1165146A/ja
Priority to US09/137,081 priority patent/US6294299B2/en
Priority to EP98115849A priority patent/EP0898203B1/en
Priority to DE69829340T priority patent/DE69829340T2/de
Publication of JPH1165146A publication Critical patent/JPH1165146A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
    • G03G5/08242Silicon-based comprising three or four silicon-based layers at least one with varying composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感度の温度特性、感度の直線性の改善と光メ
モリーの低減、帯電能の向上ならびに温度特性を高次元
で両立し、特に露光光源に用いる可視レーザーやLED
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】 導電性支持体と、該導電性支持体の表面
上に、シリコン原子を母体とし水素原子及び/またはハ
ロゲン原子及び周期律表第IIIb族に属する元素を含
有する非単結晶材料で構成される光導電層を有する光受
容層とから成る電子写真用光受容部材において、該光導
電層の水素含有量、光学的バンドギャップ、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を特定
し、該光導電層に入射する像露光を一定量吸収する第三
の層領域、前露光を一定量吸収する層領域から第三の層
領域を差し引いた第二の層領域及びその他の第一の素領
域で該周期律表第IIIb族に属する元素の願湯量が異
なることを特徴とする電子写真用光受容部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【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
電子写真用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。
【0003】この様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60−350
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。
【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、該支持体上に
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。
【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。当該公報においては、a−Siにハロゲン原子を1
ないし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、光導電的特性及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、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモ
ルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が記
載されている。更に、特開昭60−67951号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
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。
【0007】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
されており、更に特開昭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IIIb族の原子
を多く含有することが開示されており、特開昭62−1
12166号公報にはB26/SiH4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。
【0008】その他、特開昭60−95551号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を30〜40℃に維持して帯
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。
【0009】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、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0010】
【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。
【0011】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。
【0012】そして、電子写真装置の画像特性向上のた
めに電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装
置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材にお
いても従来以上の画像特性の向上が求められるようにな
った。
【0013】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向上が可能
になってはきたが、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、周囲
温度の変化による電子写真特性の変動やブランクメモリ
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。
【0014】例えば、従来は感光体の画像流れの防止の
ために前記特開昭60−95551号公報に記載されて
いるように、複写機内に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1
00V程度低下してしまっていた。
【0015】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。この
ような状態で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現象が生じていた。
【0016】更に、同一原稿を連続して繰り返し複写す
ると、前回の複写行程での像露光の残像が次回の複写時
に画像上に生じる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
せる上で課題になってきた。
【0017】一方、近年のオフィスや一般家庭へのコン
ピューターの普及が進み、電子写真装置も従来の複写機
としてだけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を
担うためにデジタル化することが求められるようになっ
てきた。そのための露光光源として用いられる半導体レ
ーザーやLEDは、発光強度や価格の点から近赤外から
赤色可視光までの比較的長波長のものが主流である。そ
のため、従来のハロゲン光を用いたアナログ機には見ら
れなかった特性上の課題について改善することが求めら
れるようになった。
【0018】特に露光量と感光体表面電位の関係、いわ
ゆるE−V特性(曲線)が温度によってシフトする(感
度の温度特性)ことや、E−V特性(曲線)が鈍ってそ
の直線性(感度の直線性)が低下することが半導体レー
ザーやLEDを用いることによる特徴的なこととして注
目されるようになってきた。
【0019】即ち、半導体レーザーやLEDを露光光源
として用いたデジタル機では、感光体温度を前述のドラ
ムヒーターによる制御をしない場合、感度の温度特性や
感度の直線性の低下のために、周囲温度によって感度が
変化して画像濃度が変わってしまうという新たな課題が
生じていた。
【0020】そして更に、上述の光メモリーに関しても
露光光源として用いられる半導体レーザーやLEDが近
赤外から赤色可視光までの比較的長波長のため、光キャ
リアが従来のアナログ機で用いられていた時よりも相対
的に表面から深い場所で生成されるため残留し易くな
り、光メモリーが発生し易いという新たな課題が生じて
いた。
【0021】したがって、電子写真用光受容部材を設計
する際に、上記したような課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。
【0022】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。
【0023】即ち、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
する電子写真用光受容部材を提供することにある。
【0024】更に、露光光源として半導体レーザーやL
EDを用いたときの感度の温度特性、感度の直線性及び
光メモリーを改善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
受容層を有する電子写真用光受容部材を提供することに
ある。
【0025】そして、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
する電子写真用光受容部材を提供することにある。
【0026】
【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。即ち、シリコン原子を母体とし、水素原子及び/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。
【0027】また、本発明はデジタル化に対応した長波
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、即ち、像露光及び前露光が入
射する部分とそれ以外の部分との役割を考慮しながら、
水素含有量、光学的バンドギャップや光吸収スペクトル
から得られる指数関数裾の特性エネルギーの分布と導電
性を制御する物質で有る周期律表第IIIb族に属する
元素の分布を関連させながら制御することにより感度の
温度特性、感度の直線性及び光メモリー(ゴーストメモ
リー)を改善し、更に帯電能及び温度特性を改善すると
いう目的を達成できるという知見を得た。
【0028】このようなことから、本発明はつぎのよう
な特徴を有する発明を提供するものである。即ち、本発
明の光受容部材は、第1に、導電性支持体上にシリコン
原子を母体とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び
周期律表第IIIb族に属する元素を含有する非単結晶
材料で構成される光導電層を有する光受容層とから成る
電子写真用光受容部材において、該光導電層は水素含有
量が10〜30原子%、光学的バンドギャップが1.7
5eV〜1.85eV、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
であって、表面側から該導電性支持体側に向かって、該
光導電層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領
域、前露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を
差し引いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有
し、該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第
一の層領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少す
ることを特徴としている。
【0029】第2に、導電性支持体上に、シリコン原子
を母体とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び周期
律表第IIIb族に属する元素を含有する非単結晶材料
で構成される光導電層を有する光受容層とから成る電子
写真用光受容部材において、該光導電層は水素含有量が
10〜20原子%、光学的バンドギャップが1.65e
V〜1.75eV、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50meV〜55meVであ
って、表面側から該導電性支持体側に向かって、該光導
電層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領域、
前露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を差し
引いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有し、
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第一の
層領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少するこ
とを特徴としている。
【0030】第3に、導電性支持体上に、シリコン原子
を母体とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び周期
律表第IIIb族に属する元素を含有する非単結晶材料
で構成される光導電層を有する光受容層とから成る電子
写真用光受容部材において、該光導電層は水素含有量が
25〜40原子%、光学的バンドギャップが1.80e
V〜1.90eV、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50meV〜55meVであ
って、表面側から該導電性支持体側に向かって、該光導
電層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領域、
前露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を差し
引いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有し、
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第一の
層領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少するこ
とを特徴としている。
【0031】第4に、その光導電層は、第三の層領域が
像露光を50%〜90%吸収する層領域であることを特
徴としている。
【0032】第5に、その光導電層は、第二の層領域が
前露光を60%〜90%吸収する層領域から第三の層領
域を差し引いた層領域であることを特徴としている。
【0033】第6に、その光導電層は、第三の層領域の
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコ
ン原子に対して0.03ppm〜5ppmであることを
特徴としている。
【0034】第7に、その光導電層は、第二の層領域の
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコ
ン原子に対して0.2ppm〜10ppmであることを
特徴としている。
【0035】第8に、その光導電層は、第三の層領域の
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量に対する
第二の層領域での該周期律表第IIIb族に属する元素
の含有量の割合が1.2〜200であることを特徴とし
ている。
【0036】第9に、その光導電層は、第一の層領域の
該周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコ
ン原子に対して1ppm〜25ppmであることを特徴
としている。
【0037】第10に、その光導電層は、周期律表第I
IIb族に属する元素の含有量が、前記導電性支持体側
から表面側に向かって階段状に減少していることを特徴
としている。
【0038】第11に、その光導電層は、周期律表第I
IIb族に属する元素の含有量が、前記導電性支持体側
から表面側に向かって滑らかに減少していることを特徴
としている。
【0039】第12に、その光導電層は、光導電層中に
炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含むことを特徴と
している。
【0040】第13に、その光導電層は、その表面上に
炭素、酸素、窒素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
としている。
【0041】第14に、その光導電層は、シリコン原子
を母体として水素原子及び/またはハロゲン原子を含有
し、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つおよび周期律表
第IIIb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、更に該光導電層の表面上に、炭素、酸素、窒素の少
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している。
【0042】第15に、その表面層は、その膜厚が0.
01〜3μmであることを特徴としている。
【0043】第16に、その電荷注入阻止層は、その膜
厚が0.1〜5μmであることを特徴としている。
【0044】第17に、その光導電層の膜厚が20〜5
0μmであることを特徴としている。
【0045】なお、本発明において用られている「指数
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。
【0046】このことを図2を用いて詳しく説明する。
【0047】図2は、横軸に光子エネルギーhν、縦軸
に吸収係数αを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。
【0048】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。 α=αoexp(hν/Eu) この両辺の対数をとると lnα=(1/Eu)・hν+α1 ただし、α1=lnαo 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。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
位が少なく、キャリアの局在準位への捕獲率が小さいこ
とを意味する。
【0049】また、本発明において用いられている感度
の温度特性および感度の直線性について図5を用いて説
明する。
【0050】図5は、室温(ドラムヒーターOFF)と
約45℃(ドラムヒーターON)において、それぞれ感
光体の暗電位として400Vの表面電位に帯電し、次に
露光光源として680nmのLED光を照射して露光量
を変えた時の表面電位(明電位)の変化、いわゆるE−
V特性(曲線)の1例である。
【0051】感度の温度特性は、暗電位と明電位の差が
200Vとなる時(△200)の露光量(半減露光量)
の室温での値と約45℃での値との差である。
【0052】また、感度の直線性は、暗電位と明電位の
差が350Vとなる時(△350)の露光量(実測値)
と、露光なしの点(暗状態)と半減露光量を照射した状
態の点とを結ぶ直線套外挿して△350となる露光量
(計算値)との差である。
【0053】いずれもその値が小さいほど感光体として
良好な特性を示すことを意味する。
【0054】
【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)ならびに一定光電流法(Cons
tant Photo Current Metho
d)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わたって調べた結果、E
g、Euとa−Si感光体の帯電能、温度特性や光メモ
リーとが密接な関係にあることを見いだした。そして更
に、像露光及び前露光の吸収領域と導電性を制御する物
質である周期律表第IIIb族に属する元素の含有量に
ついて詳細に調べた結果、上記特性を特定した膜を像露
光及び前露光の吸収領域により周期律表第IIIb族に
属する元素の含有量を規定し、更に入射光側と反対側の
方が周期律表第IIIb族に属する元素を多い分布状態
にすることでより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。
【0055】特に長波長レーザーに最適化するために、
伝導性制御物質の含有量並びに分布による像露光及び前
露光入射部の正孔と電子の走行性のバランス及びEg、
Euと露光光源として半導体レーザー及びLEDを用い
た時の感光体特性を詳細に検討した結果、伝導性制御物
質の含有量並びに分布及び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事を見出した。
そして、更に光メモリーとも密接な関係にある事を見出
した。即ち、光導電層のEg、Eu及び水素含有量を特
定の範囲内にすると共に像露光及び前露光入射部の吸収
深さにより周期律表第IIIb族に属する元素のシリコ
ン原子に対する含有量を制御し、入射光側と反対側の方
が周期律表第IIIb族に属する元素を多い分布状態に
制御することによりデジタル化に適した良好な感光体特
性を発揮する事を見出し本発明を完成するに至った。
【0056】即ち、水素含有量、光学的バンドギャッ
プ、キャリアの局在準位への捕獲率を規定した光導電層
において、像露光及び前露光入射部の吸収深さにより周
期律表第IIIb族に属する元素のシリコン原子に対す
る含有量を制御し、入射光側と反対側の方が周期律表第
IIIb族に属する元素を多い分布状態にすることで、
感度の温度特性及び感度の直線性を大幅に改善し、更に
光メモリーを実質的になくすことができ、帯電能、温度
特性が向上できることが本発明者の実験により明らかに
なった。
【0057】一方、本発明者は本発明に先立って、水素
含有量、光学的バンドギャップ、キャリアの局在準位へ
の捕獲率を規定した光導電層において、像露光入射部の
吸収深さにより周期律表第IIIb族に属する元素のシ
リコン原子に対する含有量を制御し、光の入射側と反対
側の方で周期律表第IIIb族に属する元素を多い分布
状態にするという発明により、良好な光受容部材が得ら
れることを示した。しかしながら、総合的な特性向上を
図る上で更に改良される余地が存在するのが実状であ
る。そこで、本発明者は更にデジタル化に対応した長波
長光(レーザーやLED)に最適化するために鋭意検討
を重ねた結果、像露光ばかりではなく、前露光が入射す
る部分の役割も考慮して材料設計をすることで光メモリ
ー改善の効果がより大きくなり、デジタル化に適した光
受容部材が得られることが分かった。
【0058】これを更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、Siの
未結合手(ダングリングボンド)等の構造欠陥に起因す
る深い準位が存在する。これらの準位は電子、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。
【0059】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(C
onstant PhotoCurrent Meth
od:以後、「CPM」と略記する)は、a−Si: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。
【0060】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
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。従って、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事によりキャリ
アの走行性を向上させてバランスを取ることが温度特
性、帯電能の向上のために必要である。
【0061】更に、光メモリーは前露光及び像露光によ
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
て生じると考えられる。即ち、ある複写行程において生
じた光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリア
が、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電
界によって掃き出され、像露光の照射された部分とその
他の部分とで電位差が生じ、その結果画像上に濃淡が生
じる。この際、像露光の照射された部分で残留するキャ
リアとしては、像露光の照射されていない部分にも存在
する前露光キャリアに加えて像露光キャリアがある。そ
して、残留する前露光キャリアと像露光キャリアの兼ね
合いで画像の濃淡が決まるが、いずれのキャリアも極力
残留しないことが光メモリーの向上には有効であると考
えられる。従って、光キャリアが光導電層内に極力残留
することなく、1回の複写行程で走行するように、前露
光キャリア及び像露光キャリアの走行性を改善しなけれ
ばならない。そのためには、光導電層の膜質の向上とと
もに伝導性を制御する物質の含有量及び分布を前露光及
び像露光の吸収領域に応じて変化させてバランスを取
り、光キャリアの走行性を改善しなければならない。
【0062】また、感度の温度特性は、光導電層の正孔
と電子では電子の方が正孔よりも走行性が速くて走行性
の違いが大きい上に、その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、電子が対で生成
され、正帯電ドラムでは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、像露光量すなわち
光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
って変わる事になる。更には、前露光で光導電層内に生
じた光キャリアの再結合の割合も温度によって変化し
て、残留する光キャリアも変わるため帯電能が変化し感
度も温度によって影響を受ける事になる。従って、光入
射部での再結合の割合を少なくする、即ち再捕獲中心と
なる深い準位を少なくする事と正孔と電子の混在領域が
小さくなるように、長波長レーザー及びLED光の光吸
収率を大きくし、かつ伝導性を制御する物質の含有量及
び分布を変えて、光入射部の電子の走行性と正孔の走行
性も改善できるようにバランスを取らなければならな
い。
【0063】更に、感度の直線性は長波長レーザー及び
LEDの像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)が増加することに起因する。更に
は、前露光で光導電層内に生じた光キャリアの再結合の
割合も温度によって変化して、残留する光キャリアも変
わるため像露光で生成した光キャリアの走行性に影響を
与えることにも起因している。従って、光入射部の光吸
収率を高めると共に、伝導性を制御する物質の含有量及
び分布を変えて、光入射部の電子の走行性と正孔の走行
性を改善できるようにバランスを取らなければならな
い。
【0064】また、光導電層として水素含有量を小さく
してEgを狭くすると熱励起キャリアの生成はEgを拡
大したものよりも比較的多くなるが、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、更にEuを低減する事で熱励起キャ
リアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合が小さく
なりキャリアの走行性が飛躍的に改善される。一方、水
素含有量を多くしてEgを拡大すると、長波長光の吸収
はEgを狭くしたものよりも小さいので光入射部はEg
を狭くしたものより大きくなり正孔電子混在領域が比較
的広くなるが、Egを拡大すると熱励起キャリアの生成
が抑えられ、なおかつEuを低減す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。
【0065】従って、上述のように水素含有量、Eg及
びEuをバランスを取りつつ制御し、更に像露光及び前
露光入射部の吸収深さにより伝導性を制御する物質であ
る周期律表第IIIb族に属する元素のシリコン原子に
対する含有量を制御してトータルバランスを取ること
で、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とともに電子と正孔の走行性が飛躍
的に改善される。
【0066】つまり、本発明は上記構成によって、露光
光源として半導体レーザー及びLED光を用いた時の感
度の温度特性、感度の直線性および光メモリーの低減、
帯電能の向上と温度特性の減少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。
【0067】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の電子
写真用光受容部材について詳細に説明する。
【0068】図1は、本発明の電子写真用光受容部材の
好適な層構成の一例を説明するための模式的構成図であ
る。
【0069】図1(a)に示す電子写真用光受容部材1
00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。該光受容層102はa
−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層10
3で構成されている。
【0070】図1(b)は、本発明の電子写真用光受容
部材の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図1(b)に示す電子写真用光受容部材100は、
光受容部材用としての支持体101の上に、光受容層1
02が設けられている。該光受容層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。
【0071】図1(c)は、本発明の電子写真用光受容
部材の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図1(c)に示す電子写真用光受容部材100は、
光受容部材用としての支持体101の上に、光受容層1
02が設けられている。該光受容層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、アモルファスシ
リコン系電荷注入阻止層105とから構成されている。
【0072】〈支持体〉本発明において使用される支持
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。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。
【0073】また、電気絶縁性材料としてポリエステ
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、セラミック等を挙げることができる。本発明に
おいてはこれら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て支持体として用いる
ことができる。
【0074】本発明に於いて使用される支持体101の
形状は平滑表面あるいは微少な凹凸表面を有する円筒状
または無端ベルト状であることができ、その厚さは、所
望通りの電子写真用光受容部材100を形成し得るよう
に適宜決定する。電子写真用光受容部材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は製造上および取
り扱い上、機械的強度等の点から通常は10μm以上と
される。
【0075】特にレーザー光などの可干渉性光を用いて
像記録を行う場合には、可視画像において現われる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
るために、支持体101の表面に凹凸を設けてもよい。
支持体101の表面に設けられる凹凸は、特開昭60−
168156号公報、同60−178457号公報、同
60−225854号公報等に記載された公知の方法に
より作成される。
【0076】また、レーザー光などの可干渉光を用いた
場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
る別の方法として、支持体101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。即ち、支持体1
01の表面が電子写真用光受容部材100に要求される
解像力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は、複数
の球状痕跡窪みによるものである。支持体101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。
【0077】〈光導電層〉本発明に於いて、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の少なくとも一部を構成する光導電層10
3は、例えば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、また、使用される原料ガスなどが選択されて作製
される。具体的には、例えばグロー放電法(低周波CV
D法、高周波CVD法またはマイクロ波CVD法等の交
流放電CVD法、あるいは直流放電CVD法等)、スパ
ッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、
光CVD法、熱CVD法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。
【0078】これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資
本投資下の負荷程度、製造規模、作成される電子写真用
光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択
されて採用されるが、所望の特性を有する電子写真用光
受容部材を製造するに当たっての条件の制御が比較的容
易であることから、高周波グロー放電法が好適である。
【0079】グロー放電法によって光導電層103を形
成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給し
得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給し
得るH供給用の原料ガス及び/またはハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置されてある所定の支持体101上にa−Si:
H,Xからなる層を形成すればよい。
【0080】また、本発明において光導電層103中に
水素原子及び/またはハロゲン原子が含有されることが
必要であるが、これは層中のシリコン原子の未結合手を
補償するために含有され、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シリコン原子と水
素原子及び/またはハロゲン原子の和に対して好ましく
は10〜45原子%、より好ましくは10〜40原子%
とされるのが望ましい。
【0081】本発明において使用されるSi供給用ガス
となり得る物質としては、SiH4、Si26、Si3
8、Si410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、更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、Si26が好ましいものとして挙
げられる。
【0082】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はかり、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
/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガス
を所望量混合した雰囲気で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。
【0083】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のは、たとえばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
た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。本発明に於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
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SiF
4、Si26等の弗化珪素が好ましいものとして挙げる
ことができる。
【0084】光導電層103中に含有される水素原子及
び/または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、水素原子及び/またはハロゲン原子
を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ
導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【0085】本発明においては、光導電層103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必
要である。これは光導電層のEgやEuといった物性か
ら得られる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、
温度特性、光メモリー特性、更には感度の温度特性、感
度の直線性を向上させるために必須不可欠であるからで
ある。よって本発明の効果を得るためには、周期律表第
IIIb族に属する元素の含有量は、第一の層領域、第
二の層領域、第三の層領域の順に少なくなり、前記光導
電層の第三の層領域が像露光を50%〜90%吸収する
層領域でシリコン原子に対して0.03ppm〜5pp
mであり、第二の層領域が前露光を60%〜90%吸収
する層領域から第三の層領域を差し引いた層領域でシリ
コン原子に対して0.2ppm〜10ppmであり、第
三の層領域の該周期律表第IIIb族に属する元素の含
有量に対する第二の層領域での該周期律表第IIIb族
に属する元素の含有量の割合が1.2〜200であり、
第一の層領域の該周期律表第IIIb族に属する元素の
含有量がシリコン原子に対して1ppm〜25ppmで
あることが望ましい。上記範囲外の場合、帯電能、残留
電位、温度特性、ゴースト、感度の温度特性及び感度の
直線性の改善に対する効果が充分に現れない。
【0086】前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(以後「第IIIb族原子」と略記する)を用いるこ
とができる。
【0087】第IIIb族原子として具体的には、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。
【0088】伝導性を制御する原子、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。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または、少なく
とも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用され
るのが望ましい。
【0089】そのような第IIIb族原子導入用の原料
物質として具体的には、硼素原子導入用としては、B2
6、B410、B59、B511、B610、B612
61 4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(CH33、InCl3、TlCl3
も挙げることができる。中でもB26は取り扱いの面か
らも好ましい原料物質の一つである。
【0090】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および/またはHeに
より希釈して使用してもよい。
【0091】更に本発明においては、光導電層l03に
炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子を
含有させることも有効である。炭素原子及び/または酸
素原子及び/または窒素原子の含有量はシリコン原子、
炭素原子、酸素原子及び窒素原子の和に対して好ましく
は1×10-4〜10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。炭素原子及び/または酸素原子及び/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良い
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良い。
【0092】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、更に好ま
しくは25〜40μmとするのが望ましい。層厚が20
μmより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が
実用上不充分となる場合があり、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
なることがある。
【0093】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。
【0094】希釈ガスとして使用するH2及び/または
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/またはHe
を、通常の場合3〜30倍、好ましくは4〜25倍、最
適には5〜20倍の範囲に制御することが望ましい。ま
た、その範囲の値で一定になるように制御することが好
ましい。
【0095】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
-2〜2×103Pa、好ましくは5×10-2〜5×1
2Pa、最適には1×10-1〜2×102Paとするの
が好ましい。
【0096】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、0.3〜10、好ましくは
0.5〜9、さらに好ましくは1〜6の範囲に設定する
ことが望ましい。
【0097】更に、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、好ましくは20
0〜350℃、より好ましくは230〜330℃、更に
好ましくは250〜310℃とするのが望ましい。
【0098】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。
【0099】〈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10
6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。
【0100】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
確保が十分なされている。
【0101】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/またはハロゲン原子(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/またはハロゲン原子(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/
またはハロゲン原子(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/またはハロゲ
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。
【0102】本発明に於いて、その目的を効果的に達成
するために、表面層104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、作成される電子写真用光受容部材に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、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。
【0103】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
ガス及び/またはハロゲン原子(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、該反応容器内にグロー放電を
生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層
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。
【0104】本発明に於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
良いが、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。
【0105】特に、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%から90%の範囲が好ましい。
【0106】また、本発明において表面層104中に水
素原子及び/または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などの構成原子の未結
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不可欠である。水素含
有量は、構成原子の総量に対して好ましくは30〜70
原子%、より好ましくは35〜65原子%、更に好まし
くは40〜60原子%とするのが望ましい。また、弗素
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。
【0107】これらの水素及び/または弗素含有量の範
囲内で形成される光受容部材は、実際面に於いて従来に
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。例えぼ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、更にコロナ帯電時や
光照射時に光導電層に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。
【0108】しかしながら表面層内の水素含有量を30
原子%以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減
少し、その結果、従来に比べて電気的特性面及び高速連
続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。
【0109】一方、前記表面層中の水素含有量が71原
子%以上にな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場合がある。従って、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(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。
【0110】また、表面層中の弗素含有量を0.01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、表面層中の弗素原子の働きとし
て、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子
の結合の切断を効果的に防止することができる。
【0111】一方、表面層中の弗素含有量が15原子%
を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の
発生の効果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、過剰の弗素原子が表面層中の
キャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メモ
リーが顕著に認められてくる。従って、表面層中の弗素
含有量を前記範囲内に制御することが所望の電子写真特
性を得る上で重要な因子の一つである。表面層中の弗素
含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量(比)、
支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得
る。
【0112】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、Si26、Si38、Si410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、更に層作成時の取り
扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2
6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。
【0113】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
CH4、C22、C26、C38、C410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、更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、C22、C26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。
【0114】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
2、N2等のガス状態の、また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、酸素供給用の原料ガスを必要に応じてH2、H
e、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよ
い。
【0115】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ものであ
る。
【0116】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲ
ンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラ
ン誘導体等のガス状のまた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混合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。
【0117】本発明に於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
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SiF
4、Si26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。
【0118】表面層104中に含有される水素原子及び
/または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、水素原子及び/またはハロゲン原子を
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。
【0119】炭素原子及び/または酸素原子及び/また
は窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されても
良いし、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良い。
【0120】更に本発明においては、表面層104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104中に
万偏なく均一に分布した状態で含有されても良いし、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。
【0121】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。
【0122】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(G
a)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があ
り、特にB、Al、Gaが好適である。第Vb族原子と
しては、具体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモ
ン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、As
が好適である。
【0123】表面層104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
2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。
【0124】伝導性を制御する原子、たとえば、第II
Ib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104を形成するための他のガスと
ともに導入してやればよい。第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または、少なく
とも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用され
るのが望ましい。そのような第IIIb族原子導入用の
原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、
26、B410、B59、B511、B 610、B
612、B614等の水素化硼素、BF3、BCl3、BB
3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、Al
Cl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3、Tl
Cl3等も挙げることができる。
【0125】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
24等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PC
3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン
化燐が挙げられる。この他、AsH3、ASF3 AsC
3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、Sb
5、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。
【0126】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。
【0127】本発明に於ける表面層104の層厚として
は、好ましくは0.01〜3μm、より好ましくは0.
05〜2μm、更に好ましくは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
失われてしまい易く、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場合がある。
【0128】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とC、Nおよび0からなる群から選択
された少なくとも一つの元素、H及び/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多結
晶や微結晶のような結晶性からアモルファスまでの形態
(総称して非単結晶)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、又、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
合物が形成される様に、所望に従ってその形成条件の選
択が厳密になされる。
【0129】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には、使用環境に於いて電気絶縁性
的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。
【0130】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が設けられる
場合には、上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和さ
れ、照射される光に対してある程度の感度を有する非単
結晶材料として形成される。
【0131】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。
【0132】支持体101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250〜310℃とするのが望まし
い。
【0133】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ま
しくは1×10-2〜2×103Pa、好ましくは5×1
-2〜5×102、最適には1×10-1〜2×102Pa
とするのが好ましい。
【0134】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。
【0135】更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。
【0136】また表面層104と光導電層103との間
に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子
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良い。これにより表面層と光導電
層の密着性を向上させ、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。
【0137】〈電荷注入阻止層〉本発明の電子写真用光
受容部材においては、導電性支持体と光導電層との間
に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きの
ある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的であ
る。すなわち、電荷注入阻止層は光受容層が一定極性の
帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側より光導
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
制御する原字を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
【0138】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、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。
【0139】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はか
る点からも必要である。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III
b族原子」と略記する)を用いることができる。
【0140】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。
【0141】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、より好ましくは50〜5×103原子ppm、更に
好ましくは1×102〜3×103原子ppmとされるの
が望ましい。
【0142】更に、電荷注入阻止層には、炭素原子、窒
素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させること
によって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられる
他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ることが
できる。
【0143】該層に含有される炭素原子または窒素原子
または酸素原子は該層中に万偏なく均一に分布されても
良いし、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はかる
点からも必要である。
【0144】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及び/または窒素原子及び/また
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、一種の場合はその量とし
て、二種以上の場合はその総和として、好ましくは1×
10-3〜50原子%、より好ましくは5×10-3〜30
原子%、更に好ましくは1×10-2〜10原子%とされ
るのが望ましい。
【0145】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子及び/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%、より好ましくは5〜40原子%、更に好ま
しくは10〜30原子%とするのが望ましい。
【0146】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、更に好ましくは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
電能が得られない場合があり、5μmより厚くしても実
質的な電子写真特性の向上よりも、作製時間の延長によ
る製造コスト増を招く。
【0147】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。
【0148】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。
【0149】希釈ガスであるH2及び/または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/またはHeを、好
ましくは1〜20倍、より好ましくは3〜15倍、更に
好ましくは5〜10倍の範囲に制御することが望まし
い。
【0150】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
-2〜2×103Pa、好ましくは5×10-2〜5×1
2、最適には1×10-1〜2×102Paとするのが望
ましい。
【0151】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、好ましくは1〜7、より好ま
しくは2〜6、更に好ましくは3〜5の範囲に設定する
ことが望ましい。
【0152】更に、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、好ましくは20
0〜350℃、より好ましくは230〜330℃、更に
好ましくは250〜310℃とするのが望ましい。
【0153】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、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する表面
層を形成すべく相互的且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。
【0154】このほかに、本発明の電子写真用光受容部
材においては、光受容層102の前記支持体101側
に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素
原子及び/または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。
【0155】また、本発明の電子写真用光受容部材に於
いては、支持体101と光導電層103あるいは電荷注
入阻止層105との間の密着性の一層の向上を図る目的
で、例えば、Si34、SiO2、SiO、あるいはシ
リコン原子を母体とし、水素原子及び/またはハロゲン
原子と、炭素原子及び/または酸素原子及び/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
ても良い。更に、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良い。
【0156】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。
【0157】図3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3に示す製造装置の構成は以下の通
りである。
【0158】この装置は大別すると、堆積装置(310
0)、原料ガスの供給装置(3200)、反応容器(3
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(3100)中の反応容器
(3111)内には円筒状支持体(3112)、支持体
加熱用ヒーター(3113)、原料ガス導入管(311
4)が設置され、更に高周波マッチングボックス(31
15)が接続されている。
【0159】原料ガス供給装置(3200)は、SiH
4、GeH4、H2、CH4、B26、PH3等の原料ガス
のボンベ(3221〜3226)とバルブ(3231〜
3236,3241〜3246,3251〜3256)
およびマスフローコントローラー(3211〜321
6)から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ(32
60)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。
【0160】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。まず、反応容器(3
111)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(3
111)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。
【0161】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器(31
11)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(323
1〜3237)、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、叉、流入バルブ(32
41〜3246)、流出バルブ(3251〜325
6)、補助バルブ(3260)が開かれていることを確
認して、まずメインバルブ(3118)を開いて反応容
器(3111)およびガス配管内(3116)を排気す
る。
【0162】次に真空計(3119)の読みが約1×1
-2Paになった時点で補助バルブ(3260)、流出
バルブ(3251〜3256)を閉じる。
【0163】その後、ガスボンベ(3221〜322
6)より各ガスをバルブ(3231〜3236)を開い
て導入し、圧力調整器(3261〜3266)により各
ガス圧を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ
(3241〜3246)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。
【0164】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。
【0165】円筒状支持体(3112)が所定の温度に
なったところで流出バルブ(3251〜3256)のう
ちの必要なものおよび補助バルブ(3260)を徐々に
開き、ガスボンベ(3221〜3226)から所定のガ
スをガス導入管(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(3
211〜3216)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1.5×102Pa以下の所定の圧力になるよ
うに真空計(3119)を見ながらメインバルブ(31
18)の開口を調整する。内圧が安定したところで、周
波数13.56MHzのRF電源(不図示)を所望の電
力に設定して、高周波マッチングボックス(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。
【0166】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。それぞれ
の層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはす
べて閉じられていることは言うまでもなく、また、それ
ぞれのガスが反応容器(3111)内、流出バルブ(3
251〜3256)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(32
51〜3256)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。
【0167】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(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。
【0168】更に、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。
【0169】上記の方法において堆積膜形成時の支持体
温度は、特に200℃以上350℃以下、好ましくは2
30℃以上330℃以下、より好ましくは250℃以上
310℃以下が望ましい。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。
【0170】それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の
容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体
を搬送する方法が用いられる。
【0171】
【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。
【0172】《実験例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108mm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、光導電層及び表
面層の順に成膜を行って光受容部材を作製した。光導電
層は表面側から支持体側に向かって、680nmの光を
70%吸収できる膜厚に相当する第三の層領域、700
nmの光を90%吸収できる層領域から第三の層領域を
差し引いた膜厚に相当する第二の層領域及びその他の第
一の層領域からなる。また、第IIIb族元素を含有す
るガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対する
第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0173】一方、アルミニウムシリンダーに代えて、
サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形の
サンプルホルダーを用い、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。
【0174】表1の例ではCh、Eg、Euはそれぞれ
23原子%、1.81eV、60meVであった
(a)。
【0175】次いで表1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ならびに
支持体温度を種々変えることによって、光導電層のC
h、Eg、Euはそれぞれ10原子%、1.75eV、
55meV(b)、26原子%、1.83eV、62m
eV(c)及び30原子%、1.85eV、65meV
(d)とChが10〜30原子%、Egが1.75eV
〜1.85eV、Euが55meV〜65meVの種々
の光受容部材を作製した。
【0176】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6650を実験用に改造した物)にセット
して、電位特性の評価を行った。
【0177】この際、プロセススピード380mm/s
ec、前露光(波長700nmのLED)4lux・s
ec、像露光(波長680nmのLED)にセットし
て、帯電器の電流値l000μA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)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、像露光1.
5lux・secの時の表面電位を測定し、それを残留
電位とした。
【0178】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。
【0179】そして、室温と45℃のそれぞれについて
暗電位が400Vとなるように帯電条件を設定し、E−
V特性(曲線)を測定して、感度の温度特性ならびに感
度の直線性を評価した。
【0180】更に、メモリー電位は、上述の条件下にお
いて同様の電位センサーにより非像露光状態での表面電
位と一旦像露光した後に再度帯電した時との電位差を測
定した。
【0181】そしてその後、ハーフトーン画像、文字原
稿及び写真原稿を用いて画像特性の評価を行った。
【0182】それぞれの電位特性に関して、光導電層
(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二の層領域また
は第三の層領域のみで構成した場合を1として帯電能、
残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性及
び感度の直線性について以下のように相対評価を行っ
た。
【0183】[帯電能] ◎:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
20%以上向上 ○:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
10%〜20%向上 △:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合と同等 ×:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
低下
【0184】[残留電位、温度特性、メモリー電位、感
度の温度特性、感度の直線性] ◎:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
30%以上低減 ○:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
10%〜30%低減 △:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合と同等 ×:光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二
の層領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも
増加
【0185】結果を表2、表3及び表4に示す。表2〜
表4から明らかなように帯電能、温度特性、メモリー電
位、感度の温度特性及び感度の直線性いずれについても
光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域、第二の層
領域または第三の層領域のみで構成した場合よりも非常
に良好であり、画像特性においてもハーフトーン画像に
ムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かっ
た。更に文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明
な画像が得られた。そして、写真原稿の複写においても
原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができた。また、像
露光光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680
nm)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0186】
【表1】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、前露光700nmの光を90%吸
収できる層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とし
た。 ***第三の層領域は、像露光680nmの光を70%
吸収できる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0187】
【表2】 光導電層(総膜厚30μm)を第一の層領域のみで構成
した場合との比較
【0188】
【表3】 光導電層(総膜厚30μm)を第二の層領域のみで構成
した場合との比較
【0189】
【表4】 光導電層(総膜厚30μm)を第三の層領域のみで構成
した場合との比較
【0190】《実験例2》図3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の(a)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光68
0nmの光を(a)40%、(b)50%、(c)80
%、(d)90%及び(e)92%吸収できる膜厚に変
化させた。
【0191】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして光導電層(総膜厚30μm)を第一の層
領域のみで構成した場合を1として帯電能、残留電位、
温度特性、メモリー電位、感度の温度特性及び感度の直
線性について相対評価を行った。
【0192】結果を表5に示す。表5から明らかなよう
に第三の層領域が、像露光を50%〜90%吸収できる
層領域において本発明の効果が得られ、画像特性におい
ても実験例1と同様に良好な画像が得られることが分か
った。また、像露光光源をLEDに代えて半導体レーザ
ー(波長680nm)にした場合も同様の結果が得られ
ることが分かった。
【0193】
【表5】
【0194】《実験例3》図3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の(a)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光68
0nmの光を55%吸収できる膜厚に固定して、第二の
層領域が前露光を(a)55%、(b)60%、(c)
80%、(d)90%及び(e)92%吸収できる層領
域から第三の層領域を差し引いた膜厚に変化させた。
【0195】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして光導電層(総膜厚30μm)を第一の層
領域のみで構成した場合を1として帯電能、残留電位、
温度特性、メモリー電位、感度の温度特性及び感度の直
線性について相対評価を行った。
【0196】結果を表6に示す。表6から明らかなよう
に第二の層領域が、前露光を60%〜90%吸収する層
領域から第三の層領域を差し引いた層領域において本発
明の効果が得られ、画像特性においても実験例1と同様
に良好な画像が得られることが分かった。また、像露光
光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0197】
【表6】
【0198】《実験例4》図3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(b)と
同様の条件で、直径108mm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、
光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材を作
製した。但しこの際、シリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を第一の層領域は7ppm、第二の層領
域は6ppmとし、第三の層領域のシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を0.01ppm、0.0
3ppm、0.1ppm、2ppm、5ppm及び5.
5ppmと変化させた。この時、第IIIb族元素を含
有するガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0199】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして実験例4において光導電層(総膜厚30
μm)を第一の層領域のみで構成した場合を基準として
帯電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温
度特性及び感度の直線性について相対評価を行った。
【0200】結果を表7に示す。結果から明らかなよう
に第三の層領域においてシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量を0.03ppm〜5ppmにするこ
とで本発明の結果が得られ、画像特性においても実験例
1と同様に良好な画像が得られることが分かった。ま
た、像露光光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長
680nm)にした場合も同様の結果が得られることが
分かった。
【0201】
【表7】
【0202】《実験例5》図3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(c)と
同様の条件で、直径108mm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、
光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材を作
製した。但しこの際、シリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を第一の層領域は13ppm、第三の層
領域は0.13ppmとし、第二の層領域のシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量を0.15pp
m、0.2ppm、2ppm、10ppm、12ppm
と変化させた。この時、第IIIb族元素を含有するガ
ス種としてはB26を用いてシリコン原子に対する第I
IIb族元素の含有量を調節した。
【0203】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして実験例5において光導電層(総膜厚30
μm)を第一の層領域のみで構成した場合を1として帯
電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度
特性及び感度の直線性について相対評価を行った。
【0204】結果を表8に示す。結果から明らかなよう
に第二の層領域においてシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量を0.2ppm〜10ppmにするこ
とで本発明の結果が得られ、画像特性においても実験例
1と同様に良好な画像が得られることが分かった。ま
た、像露光光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長
680nm)にした場合も同様の結果が得られることが
分かった。
【0205】
【表8】
【0206】《実験例6》図3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(d)と
同様の条件で、直径108mm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、
光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材を作
製した。但しこの際、シリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を第一の層領域は8ppm、第二の層領
域は6ppmに固定し、第三の層領域のシリコン原子に
対する第IIIb族元素の含有量に対する第二の層領域
のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有量の割
合を(a)600、(b)200、(c)80、(d)
3、(e)1.2及び(f)1.1と変化させた。この
時、第IIIb族元素を含有するガス種としてはB26
を用いてシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有
量を調節した。
【0207】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして実験例6において光導電層(総膜厚30
μm)を第一の層領域のみで構成した場合を1として帯
電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度
特性及び感度の直線性について相対評価を行った。
【0208】結果を表9に示す。結果から明らかなよう
に第三の層領域のシリコン原子に対する第IIIb族元
素の含有量に対する第二の層領域のシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量の割合を1.2〜200に
することで本発明の結果が得られ、画像特性においても
実験例1と同様に良好な画像が得られることが分かっ
た。また、像露光光源をLEDに代えて半導体レーザー
(波長680nm)にした場合も同様の結果が得られる
ことが分かった。
【0209】
【表9】
【0210】《実験例7》図3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(d)と
同様の条件で、直径108mm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、
光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材を作
製した。但しこの際、シリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を第二の層領域は0.4ppm、第三の
層領域は0.3ppmに固定し、第一の層領域のシリコ
ン原子に対する第IIIb族元素の含有量を0.5pp
m、1ppm、5ppm、15ppm、25ppm及び
30ppmと変化させた。この時、第IIIb族元素を
含有するガス種としてはB26を用いてシリコン原子に
対する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0211】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にして実験例7において光導電層(総膜厚30
μm)を第二の層領域のみで構成した場合を1として帯
電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度
特性及び感度の直線性について相対評価を行った。
【0212】結果を表10に示す。結果から明らかなよ
うに第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb族
元素の含有量を1ppm〜25ppmにすることで本発
明の結果が得られ、画像特性においても実験例1と同様
に良好な画像が得られることが分かった。また、像露光
光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0213】
【表10】
【0214】《実験例8》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108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を
行って光受容部材を作製した。この際、実験例1の表1
の光導電層について (A)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入阻止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、第二の
層領域、第三の層領域のシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量をそれぞれ0.5ppm、0.1pp
mとした。 (B)第一の層領域、第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.05ppmとし、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.5ppm
から0.3ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。 (C)第一の層領域、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.5ppmとし、第三の層領域のシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体側)
から表面層側(光入射側)に向かって0.4ppmから
0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したように変
化させた。 (D)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入阻止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、それぞ
れに対して第二の層領域のシリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を光導電層側(支持体側)から表面
層側(光入射側)に向かって0.5ppmから0.3p
pmに図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、
更にそれぞれに対して第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.2ppm
から0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。
【0215】作製した光受容部材を実験例1と同様にし
て評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、残留電
位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、感度の
直線性及び画像特性のいずれについても良好な結果が得
られ、画像特性においても実験例1と同様に良好な画像
が得られることが分かった。また、像露光光源をLED
に代えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合
も同様の結果が得られることが分かった。
【0216】《実験例9》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108mm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11に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層及び
表面層の順に成膜を行って光受容部材を作製した。光導
電層は表面側から支持体側に向かって、680nmの光
を70%吸収できる膜厚に相当する第三の層領域、70
0nmの光を90%吸収できる層領域から第三の層領域
を差し引いた膜厚に相当する第二の層領域及びその他の
第一の層領域からなる。また、第IIIb族元素を含有
するガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0217】一方、アルミニウムシリンダーに代えて、
サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形の
サンプルホルダーを用い、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。
【0218】表11の例ではCh、Eg、Euはそれぞ
れ20原子%、1.75eV、55meVであった
(a)。次いで表11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ならびに支
持体温度を種々変えることによって、光導電層のCh、
Eg、Euはそれぞれ10原子%、1.65CV、50
meV(b)、15原子%、1.70eV、52meV
(c)及び18原子%、1.73eV、53meV
(d)とChが10〜20原子%、Egが1.65eV
〜1.75eV、Euが50meV〜55meVの種々
の光受容部材を作製した。そして実験例1と同様にして
(a)〜(d)について評価を行ったところ実験例1と
同様に帯電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感
度の温度特性、感度の直線性及び画像特性のいずれにつ
いても良好であることが分かった。また、露光光源をL
EDに代えて半導体レーザー(波長680nm)にした
場合も同様の結果が得られることが分かった。
【0219】
【表11】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を90%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を70%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0220】《実験例10》図3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9の
(a)と同様の条件で、直径108mm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、表面層の順に成膜を行って光受容部
材を作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光6
80nmの光を(a)40%、(b)50%、(c)8
0%、(d)90%及び(e)92%吸収できる膜厚に
変化させた。
【0221】作製した(a)〜(e)個々の光受容部材
について実験例2と同様にして帯電能、残留電位、温度
特性、メモリー電位、感度の温度特性、感度の直線性及
び画像特性について評価を行ったところ実験例2と同様
に第二の層領域が、像露光を50%〜90%吸収できる
膜厚において本発明の効果が得られ、画像特性において
も良好な画像が得られることが分かった。また、像露光
光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0222】《実験例11》図3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9(b)
と同様の条件で、直径108mm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、表面層の順に成膜を行って光受容部材を
作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光680
nmの光を55%吸収できる膜厚に固定して、第二の層
領域が前露光を(a)55%、(b)60%、(c)8
0%、(d)90%及び(e)92%吸収できる層領域
から第三の層領域を差し引いた膜厚に変化させた。
【0223】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例3と同様に第三の層領
域が、前露光を60%〜90%吸収できる膜厚において
本発明の効果が得られ、画像特性においても良好な画像
が得られることが分かった。また、像露光光源をLED
に代えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合
も同様の結果が得られることが分かった。
【0224】《実験例12》図3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9(b)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を第一の層領域は7ppm、第二の
層領域は6ppmとし、第三の層領域のシリコン原子に
対する第IIIb族元素の含有量を0.01ppm、
0.03ppm、0.1ppm、2ppm、5ppm及
び5.5ppmと変化させた。この時、第IIIb族元
素を含有するガス種としてはB26を用いてシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0225】作製した個々の光受容部材について実験例
4と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例4と同様に第三の層領
域においてシリコン原子に対する第IIIb族元素の含
有量を0.03ppm〜5ppmにすることで本発明の
結果が得られ、画像特性においても良好な画像が得られ
ることが分かった。また、像露光光源をLEDに代えて
半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の
結果が得られることが分かった。
【0226】《実験例13》図3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9(c)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を第一の層領域は13ppm、第三
の層領域は0.13ppmとし、第二の層領域のシリコ
ン原子に対する第IIIb族元素の含有量を0.15p
pm、0.2ppm、2ppm、10ppm、12pp
mと変化させた。この時、第IIIb族元素を含有する
ガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対する第
IIIb族元素の含有量を調節した。
【0227】作製した個々の光受容部材について実験例
5と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例5と同様に第二の層領
域においてシリコン原子に対する第IIIb族元素の含
有量を0.2ppm〜10ppmにすることで本発明の
結果が得られ、画像特性においても実験例1と同様に良
好な画像が得られることが分かった。また、像露光光源
をLEDに代えて半導体レーザー(波長680nm)に
した場合も同様の結果が得られることが分かった。
【0228】《実験例14》図3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9(d)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を第一の層領域は8ppm、第二の
層領域は6ppmに固定し、第三の層領域のシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量に対する第二の層
領域のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有量
の割合を(a)600、(b)200、(c)80、
(d)3、(e)1.2及び(f)1.1と変化させ
た。この時、第IIIb族元素を含有するガス種として
はB26を用いてシリコン原子に対する第IIIb族元
素の含有量を調節した。
【0229】作製した個々の光受容部材について実験例
6と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例6と同様に第三の層領
域のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有量に
対する第二の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量の割合を1.2〜200にすることで本
発明の結果が得られ、画像特性においても実験例1と同
様に良好な画像が得られることが分かった。また、像露
光光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0230】《実験例15》図3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9(d)
と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容部材
を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を第二の層領域は0.4ppm、第
三の層領域は0.3ppmに固定し、第一の層領域のシ
リコン原子に対する第IIIb族元素の含有量を0.5
ppm、1ppm、5ppm、15ppm、25ppm
及び30ppmと変化させた。この時、第IIIb族元
素を含有するガス種としてはB26を用いてシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0231】作製した個々の光受容部材について実験例
7と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性及び感度の直線性について評価を
行ったところ実験例7と同様に第一の層領域のシリコン
原子に対する第IIIb族元素の含有量を1ppm〜2
5ppmにすることで本発明の結果が得られ、画像特性
においても実験例1と同様に良好な画像が得られること
が分かった。また、像露光光源をLEDに代えて半導体
レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果が
得られることが分かった。
【0232】《実験例16》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108mm
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、光導電層及び表面層の順に成膜
を行って光受容部材を作製した。この際、実験例9の表
11の光導電層について (A)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入阻止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、第二の
層領域、第三の層領域のシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量をそれぞれ0.5ppm、0.1pp
mとした。 (B)第一の層領域、第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.05ppmとし、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.5ppm
から0.3ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。 (C)第一の層領域、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.5ppmとし、第三の層領域のシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体側)
から表面層側(光入射側)に向かって0.4ppmから
0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したように変
化させた。 (D)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入阻止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、それぞ
れに対して第二の層領域のシリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を光導電層側(支持体側)から表面
層側(光入射側)に向かって0.5ppmから0.3p
pmに図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、
更にそれぞれに対して第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.2ppm
から0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。
【0233】作製した光受容部材を実験例1と同様にし
て評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、残留電
位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、感度の
直線性及び画像特性いずれについても良好な結果が得ら
れ、画像特性においても実験例1と同様に良好な画像が
得られることが分かった。また、像露光光源をLEDに
代えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合も
同様の結果が得られることが分かった。
【0234】《実験例17》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108mm
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12に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層及
び表面層の順に成膜を行って光受容部材を作製した。光
導電層は表面側から支持体側に向かって、680nmの
光を70%吸収できる膜厚に相当する第三の層領域、7
00nmの光を90%吸収できる層領域から第三の層領
域を差し引いた膜厚に相当する第二の層領域及びその他
の第一の層領域からなる。また、第IIIb族元素を含
有するガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0235】一方、アルミニウムシリンダーに代えて、
サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形の
サンプルホルダーを用い、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。
【0236】表1の例ではCh、Eg、Euはそれぞれ
30原子%、1.84eV、53meVであった
(a)。
【0237】次いで表12においてSiH4ガスとH2
スとの混合比、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、光導電層のC
h、Eg、Euはそれぞれ25原子%、1.80eV、
50meV(b)、33原子%、1.85eV、54m
eV(c)及び40原子%、1.90eV、55meV
(d)とChが25〜40原子%、Egが1.80eV
〜1.90eV、Euが50meV〜55meVの種々
の光受容部材を作製した。そして実験例1と同様にして
(a)〜(d)について評価を行ったところ実験例1と
同様に帯電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感
度の温度特性、感度の直線性及び画像特性のいずれにつ
いても良好であることが分かった。また、露光光源をL
EDに代えて半導体レーザー(波長680nm)にした
場合も同様の結果が得られることが分かった。
【0238】
【表12】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を90%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を70%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0239】《実験例18》図3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17の
(a)と同様の条件で、直径108mm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、表面層の順に成膜を行って光受容部
材を作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光6
80nmの光を(a)40%、(b)50%、(c)8
0%、(d)90%及び(e)92%吸収できる膜厚に
変化させた。
【0240】作製した(a)〜(e)個々の光受容部材
について実験例2と同様にして帯電能、残留電位、温度
特性、メモリー電位、感度の温度特性、感度の直線性及
び画像特性について評価を行ったところ実験例2と同様
に第二の層領域が、像露光を50%〜90%吸収できる
膜厚において本発明の効果が得られ、画像特性において
も良好な画像が得られることが分かった。また、像露光
光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0241】《実験例19》図3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17
(b)と同様の条件で、直径108mm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、表面層の順に成膜を行って光受容部
材を作製した。但しこの際、第三の層領域は、像露光6
80nmの光を55%吸収できる膜厚に固定して、第二
の層領域が前露光を(a)55%、(b)60%、
(c)80%、(d)90%及び(e)92%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚に変化させ
た。
【0242】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例3と同様に第三の層領
域が、前露光を60%〜90%吸収できる膜厚において
本発明の効果が得られ、画像特性においても良好な画像
が得られることが分かった。また、像露光光源をLED
に代えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合
も同様の結果が得られることが分かった。
【0243】《実験例20》図3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17
(b)と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容
部材を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第
IIIb族元素の含有量を第一の層領域は7ppm、第
二の層領域は6ppmとし、第三の層領域のシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量を0.01pp
m、0.03ppm、0.1ppm、2ppm、5pp
m及び5.5ppmと変化させた。この時、第IIIb
族元素を含有するガス種としてはB26を用いてシリコ
ン原子に対する第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0244】作製した個々の光受容部材について実験例
4と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例4と同様に第三の層領
域においてシリコン原子に対する第IIIb族元素の含
有量を0.03ppm〜5ppmにすることで本発明の
結果が得られ、画像特性においても良好な画像が得られ
ることが分かった。また、像露光光源をLEDに代えて
半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の
結果が得られることが分かった。
【0245】《実験例21》図3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17
(c)と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容
部材を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第
IIIb族元素の含有量を第一の層領域は13ppm、
第三の層領域は0.13ppmとし、第二の層領域のシ
リコン原子に対する第IIIb族元素の含有量を0.1
5ppm、0.2ppm、2ppm、10ppm、12
ppmと変化させた。この時、第IIIb族元素を含有
するガス種としてはB26を用いてシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を調節した。
【0246】作製した個々の光受容部材について実験例
5と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例5と同様に第二の層領
域においてシリコン原子に対する第IIIb族元素の含
有量を0.2ppm〜10ppmにすることで本発明の
結果が得られ、画像特性においても実験例1と同様に良
好な画像が得られることが分かった。また、像露光光源
をLEDに代えて半導体レーザー(波長680nm)に
した場合も同様の結果が得られることが分かった。
【0247】《実験例22》図3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17
(d)と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容
部材を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第
IIIb族元素の含有量を第一の層領域は8ppm、第
二の層領域は6ppmに固定し、第三の層領域のシリコ
ン原子に対する第IIIb族元素の含有量に対する第二
の層領域のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含
有量の割合を(a)600、(b)200、(c)8
0、(d)3、(e)1.2及び(f)1.1と変化さ
せた。この時、第IIIb族元素を含有するガス種とし
てはB26を用いてシリコン原子に対する第IIIb族
元素の含有量を調節した。
【0248】作製した個々の光受容部材について実験例
6と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性、感度の直線性及び画像特性につ
いて評価を行ったところ、実験例6と同様に第三の層領
域のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有量に
対する第二の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量の割合を1.2〜200にすることで本
発明の結果が得られ、画像特性においても実験例1と同
様に良好な画像が得られることが分かった。また、像露
光光源をLEDに代えて半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様の結果が得られることが分かっ
た。
【0249】《実験例23》図3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17
(d)と同様の条件で、直径108mm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、光導電層及び表面層の順に成膜を行って光受容
部材を作製した。但しこの際、シリコン原子に対する第
IIIb族元素の含有量を第二の層領域は0.4pp
m、第三の層領域は0.3ppmに固定し、第一の層領
域のシリコン原子に対する第IIIb族元素の含有量を
0.5ppm、1ppm、5ppm、15ppm、25
ppm及び30ppmと変化させた。この時、第III
b族元素を含有するガス種としてはB26を用いてシリ
コン原子に対する第IIIb族元素の含有量を調節し
た。
【0250】作製した個々の光受容部材について実験例
7と同様にして帯電能、残留電位、温度特性、メモリー
電位、感度の温度特性及び感度の直線性について評価を
行ったところ実験例7と同様に第一の層領域のシリコン
原子に対する第IIIb族元素の含有量を1ppm〜2
5ppmにすることで本発明の結果が得られ、画像特性
においても実験例1と同様に良好な画像が得られること
が分かった。また、像露光光源をLEDに代えて半導体
レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果が
得られることが分かった。
【0251】《実験例24》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108mm
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、光導電層及び表面層の順に成膜
を行って光受容部材を作製した。この際、実験例17の
表12の光導電層について (A)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入阻止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、第二の
層領域、第三の層領域のシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量をそれぞれ0.5ppm、0.1pp
mとした。 (B)第一の層領域、第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.05ppmとし、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.5ppm
から0.3ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。 (C)第一の層領域、第二の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量をそれぞれ2ppm、
0.5ppmとし、第三の層領域のシリコン原子に対す
る第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体側)
から表面層側(光入射側)に向かって0.4ppmから
0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したように変
化させた。 (D)第一の層領域のシリコン原子に対する第IIIb
族元素の含有量を電荷注入岨止層側(支持体側)から表
面層側(光入射側)に向かって3ppmから2ppmに
図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、それぞ
れに対して第二の層領域のシリコン原子に対する第II
Ib族元素の含有量を光導電層側(支持体側)から表面
層側(光入射側)に向かって0.5ppmから0.3p
pmに図4の(a)〜(g)に示したように変化させ、
更にそれぞれに対して第三の層領域のシリコン原子に対
する第IIIb族元素の含有量を光導電層側(支持体
側)から表面層側(光入射側)に向かって0.2ppm
から0.1ppmに図4の(a)〜(g)に示したよう
に変化させた。
【0252】作製した光受容部材を実験例1と同様にし
て評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、残留電
位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、感度の
直線性及び画像特性のいずれについても良好な結果が得
られ、画像特性においても実験例1と同様に良好な画像
が得られることが分かった。また、像露光光源をLED
に代えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合
も同様の結果が得られることが分かった。
【0253】
【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。
【0254】《実施例1》本例では、図3に示す製造装
置を用い表13に示した条件で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
した表面層を有する光受容部材を電荷注入阻止層、光導
電層、表面層の順に作製した。この時、第IIIb族元
素を含有するガス種としてはB26を用いてシリコン原
子に対する第IIIb族元素の含有量を調節した。なお
表13の作製条件の光導電層のCh、Eg、Euはそれ
ぞれ25原子%、1.81eV、57meVであった。
【0255】次いで表13においてSiH4ガスとH2
スとの混合比、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、光導電層のC
h、Eg、Euがそれぞれ22原子%、1.81eV、
60meV(a)、10原子%、1.75eV、55m
eV(b)、28原子%、1.83eV、62meV
(c)及び30原子%、1.85eV、65meV
(d)とChが10〜30原子%、Egが1.75〜
1.85e、Euが55meV〜65meVの種々の光
受容部材、またCh、Eg、Euはそれぞれ20原子
%、1.75eV、55meV(e)、10原子%、
1.65eV、50meV(f)、15原子%、1.7
0eV、52meV(g)及び19原子%、1.74e
V、53meV(h)とChが10〜20原子%、Eg
が1.65eV〜1.75eV、Euが50meV〜5
5meVの種々の光受容部材、さらにCh、Eg、Eu
はそれぞれ32原子%、1.85eV、53meV
(i)、25原子%、1.80eV、50meV
(j)、34原子%、1.87eV、54meV(k)
及び40原子%、1.90eV、55meV(l)とC
hが25〜40原子%、Egが1.80eV〜1.90
eV、Euが50meV〜55meVの種々の光受容部
材を作製した。
【0256】作製した(a)〜(l)の光受容部材を実
験例1と同様にして評価を行ったところ実験例1と同様
に帯電能、残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の
温度特性、感度の直線性及び画像特性いずれについても
良好な結果が得られた。また、像露光光源をLEDに代
えて半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同
様の結果が得られることが分かった。即ち、本発明にお
い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場合に
おいても、良好な電子写真特性が得られることがわかっ
た。
【0257】
【表13】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を80%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を80%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0258】《実施例2》本例では、図3に示す製造装
置を用い表11に示した条件で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、窒素原子を含有する
光受容部材を電荷注入阻止層、光導電層、表面層の順に
作製した。この時、第IIIb族元素を含有するガス種
としてはB26を用いてシリコン原子に対する第III
b族元素の含有量を調節した。なお表14の作製条件の
光導電層のCh、Eg、Euはそれぞれ23原子%、
1.82eV、56meVであった。次いで表14にお
いてSiH4ガスとH2ガスとの混合比、SiH4ガスと
放電電力との比率ならびに支持体温度を種々変えること
によって、実施例1と同様にChが10〜30原子%、
Egが1.75eV〜1.85eV、Euが55meV
〜65meVの種々の光受容部材、Chが10〜20原
子%、Egが1.65eV〜1.75eV、Euが50
meV〜55meVの種々の光受容部材及びChが25
〜40原子%、Egが1.80eV〜1.90eV、E
uが50meV〜55meVの種々の光受容部材を作製
した。
【0259】作製した種々の光受容部材を実験例1と同
様にして評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、
残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、
感度の直線性及び画像特性のいずれについても良好な結
果が得られた。また、像露光光源をLEDに代えて半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果
が得られることが分かった。即ち、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、窒素原子を含有
させた表面層を設けた場合においても、良好な電子写真
特性が得られることがわかった。
【0260】
【表14】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を60%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を60%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0261】《実施例3》本例では、図3に示す製造装
置を用い、表15に示した条件で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光受
容部材を電荷注入阻止層、光導電層、表面層の順に作製
した。この時、第IIIb族元素を含有するガス種とし
てはB26を用いてシリコン原子に対する第IIIb族
元素の含有量を調節した。なお表16の作製条件の光導
電層のCh、Eg、Euはそれぞれ28原子%、1.8
3eV、57meVであった。次いで表15においてS
iH 4ガスとH2ガスとの混合比、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、実施例1と同様にChが10〜30原子%、Egが
1.75eV〜l.85eV、Euが55meV〜65
meVの種々の光受容部材、Chが10〜20原子%、
Egが1.65eV〜1.75eV、Euが50meV
〜55meVの種々の光受容部材及びChが25〜40
原子%、Egが1.80eV〜1.90eV、Euが5
0meV〜55meVの種々の光受容部材を作製した。
【0262】作製した種々の光受容部材を実験例1と同
様にして評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、
残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、
感度の直線性及び画像特性のいずれについても良好な結
果が得られた。また、像露光光源をLEDに代えて半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果
が得られることが分かった。即ち、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、良好な電子写真特性を得
られることがわかった。
【0263】
【表15】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を90%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を50%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0264】《実施例4》本例では、図3に示す製造装
置を用い、表16に示した条件で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光受容部
材を電荷注入阻止層、光導電層、表面層の順に作製し
た。この時、第IIIb族元素を含有するガス種として
はB26を用いてシリコン原子に対する第IIIb族元
素の含有量を調節した。なお表16の作製条件の光導電
層のCh、Eg、Euはそれぞれ25原子%、1.82
eV、55meVであった。次いで表16においてSi
4ガスとH2ガスとの混合比、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、実施例1と同様にChが10〜30原子%、Egが
1.75eV〜1.85eV、Euが55meV〜65
meVの種々の光受容部材、Chが10〜20原子%、
Egが1.65eV〜1.75cV、Euが50meV
〜55meVの種々の光受容部材及びChが25〜40
原子%、Egが1.80eV〜1.90eV、Euが5
0meV〜55meVの種々の光受容部材を作製した。
【0265】作製した種々の光受容部材を実験例1と同
様にして評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、
残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、
感度の直線性及び画像特性のいずれについても良好な結
果が得られた。また、像露光光源をLEDに代えて半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果
が得られることが分かった。即ち、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、良好な電子写真特性を得られ
ることがわかった。
【0266】
【表16】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を70%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を65%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0267】《実施例5》本例では、図3に示す製造装
置を用い、表17に示す条件で電荷注入阻止層を削除
し、光導電層として炭素源C22ガスを用いて炭素原子
を含有する光導電層及び表面層を順に形成して光受容部
材を作製した。この時、第IIIb族元素を含有するガ
ス種としてはB26を用いてシリコン原子に対する第I
IIb族元素の含有量を調節した。なお表17の作製条
件の光導電層のCh、Eg、Euはそれぞれ22原子
%、1.82eV、58meVであった。次いで表17
においてSiH4ガスとH2ガスとの混合比、SiH4
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、実施例1と同様にChが10〜30原子
%、Egが1.75eV〜1.85eV、Euが55m
eV〜60meVの種々の光受容部材、Chが10〜2
0原子%、Egが1.65eV〜1.75eV以下、E
uが50meV〜55meVの種々の光受容部材及びC
hが25〜40原子%、Egが1.80eV〜1.90
eV、Euが50meV〜55meV以下の種々の光受
容部材を作製した。
【0268】作製した種々の光受容部材を実験例1と同
様にして評価を行ったところ実験例1と同様に帯電能、
残留電位、温度特性、メモリー電位、感度の温度特性、
感度の直線性及び画像特性のいずれについても良好な結
果が得られた。また、像露光光源をLEDに代えて半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様の結果
が得られることが分かった。すなわち、電荷注入阻止層
を削除し、光導電層として炭素源C22ガスを用いて炭
素原子を含有する光導電層および表面層を形成した場合
においても、良好な電子写真特性を得られることがわか
った。
【0269】
【表17】 *第一の層領域は、30μmから第二の層領域と第三の
層領域の膜厚を引いたものとした。 **第二の層領域は、700nmの光を75%吸収でき
る層領域から第三の層領域を差し引いた膜厚とした。 ***第三の層領域は、680nmの光を55%吸収で
きる膜厚とした。 (サンプルで680nm光、700nm光の吸収率を測
定)
【0270】
【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、特に感度の温度特性及び感度の直線性並びに、
光メモリーの発生を実質的になくすることができるとと
もに温度特性が飛躍的に改善され、更に光受容部材の使
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。
【0271】従って、本発明の電子写真用光受容部材を
前述のごとき特定の構成としたことにより、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。
【0272】特に本発明においては、光導電層の特に光
電変換に関わる前露光及び像露光の光入射部について、
光が一定量吸収する領域とその他の領域との役割を考慮
しながら、水素含有量、光学的バンドギャップや光吸収
スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギーの
分布と導電性を制御する物質である周期律表第IIIb
族に属する元素の分布を関連させながら制御することに
より、デジタル化のための長波長レーザー及びLEDに
対して、感度直線の温度依存(傾きや曲線化)、光メモ
リーを小さく抑え、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光受容部材の好適な実施態様例の層構
成を説明するための模式的層構成図である。
【図2】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a−Siのサブギャップ光吸収スペクト
ルの1例の模式図である。
【図3】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。
【図4】本発明の光受容部材における光導電層に含有さ
れる周期律表第IIIb族に属する原子の分布状態の模
式図である。
【図5】本発明における感度の温度特性および感度の直
線性を説明するためのa−Si感光体の露光量−表面電
位曲線の1例の模式図である。
【符号の説明】
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 110 自由表面 3100 堆積装置 3111 反応容器 3112 円筒状支持体 3113 支持体加熱用ヒーター 3114 原料ガス導入管 3115 マッチングボックス 3116 原料ガス配管 3117 反応容器リークバルブ 3118 メイン排気バルブ 3119 真空計 3200 原料ガス供給装置 3211〜3216 マスフローコントローラー 3221〜3226 原料ガスボンベ 3231〜3236 原料ガスボンベバルブ 3241〜3246 ガス流入バルブ 3251〜3256 ガス流出バルブ 3261〜3266 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 5/08 314 G03G 5/08 314 315 315 316 316 332 332 333 333 334 334 335 335 336 336 (72)発明者 古島 聡 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 (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に、シリコン原子を母体
    とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び周期律表第
    IIIb族に属する元素を含有する非単結晶材料で構成
    される光導電層を有する光受容層とから成る電子写真用
    光受容部材において、該光導電層は水素含有量が10〜
    30原子%、光学的バンドギャップが1.75eV〜
    1.85eV、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であっ
    て、表面側から該導電性支持体側に向かって、該光導電
    層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領域、前
    露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を差し引
    いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有し、該
    周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第一の層
    領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少すること
    を特徴とする電子写真用光受容部材。
  2. 【請求項2】 導電性支持体上に、シリコン原子を母体
    とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び周期律表第
    IIIb族に属する元素を含有する非単結晶材料で構成
    される光導電層を有する光受容層とから成る電子写真用
    光受容部材において、該光導電層は水素含有量が10〜
    20原子%、光学的バンドギャップが1.65eV〜
    1.75eV、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50meV〜55meVであっ
    て、表面側から該導電性支持体側に向かって、該光導電
    層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領域、前
    露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を差し引
    いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有し、該
    周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第一の層
    領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少すること
    を特徴とする電子写真用光受容部材。
  3. 【請求項3】 導電性支持体上に、シリコン原子を母体
    とし水素原子及び/またはハロゲン原子及び周期律表第
    IIIb族に属する元素を含有する非単結晶材料で構成
    される光導電層を有する光受容層とから成る電子写真用
    光受容部材において、該光導電層は水素含有量が25〜
    40原子%、光学的バンドギャップが1.80eV〜
    1.90eV、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50meV〜55meVであっ
    て、表面側から該導電性支持体側に向かって、該光導電
    層に入射する像露光を一定量吸収する第三の層領域、前
    露光を一定量吸収する層領域から第三の層領域を差し引
    いた第二の層領域及びその他の第一の層領域を有し、該
    周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は第一の層
    領域、第二の層領域、第三の層領域の順に減少すること
    を特徴とする電子写真用光受容部材。
  4. 【請求項4】 前記第三の層領域が像露光を50%〜9
    0%吸収する層領域であることを特徴とする請求項1な
    いし3の何れかに記載の電子写真用光受容部材。
  5. 【請求項5】 前記第二の層領域が前露光を60%〜9
    0%吸収する層領域から第三の層領域を差し引いた層領
    域であることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに
    記載の電子写真用光受容部材。
  6. 【請求項6】 前記第三の層領域の該周期律表第III
    b族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.
    03ppm〜5ppmであることを特徴とする請求項4
    または5に記載の電子写真用光受容部材。
  7. 【請求項7】 前記第二の層領域の該周期律表第III
    b族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.
    2ppm〜10ppmであることを特徴とする請求項4
    または5に記載の電子写真用光受容部材。
  8. 【請求項8】 前記第三の層領域の該周期律表第III
    b族に属する元素の含有量に対する第二の層領域での該
    周期律表第IIIb族に属する元素の含有量の割合が
    1.2〜200であることを特徴とする請求項4または
    5に記載の電子写真用光受容部材。
  9. 【請求項9】 前記第一の層領域の該周期律表第III
    b族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して1p
    pm〜25ppmであることを特徴とする請求項4ない
    し8の何れかに記載の電子写真用光受容部材。
  10. 【請求項10】 前記光導電層に含有される前記周期律
    表第IIIb族に属する元素の含有量が、前記導電性支
    持体側から表面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ないし9の何れかに記載の電子写
    真用光受容部材。
  11. 【請求項11】 前記光導電層に含有される前記周期律
    表第IIIb族に属する元素の含有量が、前記導電性支
    持体側から表面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ないし10の何れかに記載の電子
    写真用光受容部材。
  12. 【請求項12】 前記光導電層中に炭素、酸素、窒素の
    少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1ないし
    11の何れかに記載の電子写真用光受容部材。
  13. 【請求項13】 前記光導電層は、その表面上に炭素、
    酸素、窒素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ないし12の何れかに記載の電子写真用光受容
    部材。
  14. 【請求項14】 前記光導電層は、シリコン原子を母体
    として水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、炭
    素、酸素、窒素の少なくとも一つおよび周期律表第II
    Ib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、更
    に該光導電層の表面上に、炭素、酸素、窒素の少なくと
    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1ないし1
    3の何れかに記載の電子写真用光受容部材。
  15. 【請求項15】 前記表面層は、その膜厚が0.01〜
    3μmであることを特徴とする、請求項13または14
    に記載の電子写真用光受容部材。
  16. 【請求項16】 前記電荷注入阻止層は、その膜厚が
    0.1〜5μmであることを特徴とする請求項14に記
    載の電子写真用光受容部材。
  17. 【請求項17】 前記光導電層の膜厚が20〜50μm
    である請求項1ないし16の何れかに記載の電子写真用
    光受容部材。
JP9226621A 1997-08-22 1997-08-22 電子写真用光受容部材 Pending JPH1165146A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9226621A JPH1165146A (ja) 1997-08-22 1997-08-22 電子写真用光受容部材
US09/137,081 US6294299B2 (en) 1997-08-22 1998-08-20 Electrophotographic light-receiving member
EP98115849A EP0898203B1 (en) 1997-08-22 1998-08-21 Electrophotographic light-receiving member
DE69829340T DE69829340T2 (de) 1997-08-22 1998-08-21 Elektrophotographische lichtempfindliche Elemente

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9226621A JPH1165146A (ja) 1997-08-22 1997-08-22 電子写真用光受容部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1165146A true JPH1165146A (ja) 1999-03-05

Family

ID=16848079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9226621A Pending JPH1165146A (ja) 1997-08-22 1997-08-22 電子写真用光受容部材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6294299B2 (ja)
EP (1) EP0898203B1 (ja)
JP (1) JPH1165146A (ja)
DE (1) DE69829340T2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2049089A4 (en) * 2006-08-08 2012-07-04 Accu Break Technologies Inc PHARMACEUTICAL TABLET CONTAINING A PLURALITY OF ACTIVE SEGMENTS
EP2083801A1 (en) * 2006-11-30 2009-08-05 Accu-Break Technologies, Inc. Divisible osmotic dosage forms and methods of use
JP4612913B2 (ja) * 2008-12-26 2011-01-12 キヤノン株式会社 画像形成方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU530905B2 (en) 1977-12-22 1983-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member
US5382487A (en) 1979-12-13 1995-01-17 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic image forming member
JPS57115556A (en) 1981-01-09 1982-07-19 Canon Inc Photoconductive material
JPS5888115A (ja) 1981-11-17 1983-05-26 Canon Inc 光導電部材
US4659639A (en) 1983-09-22 1987-04-21 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Photosensitive member with an amorphous silicon-containing insulating layer
JPS6095551A (ja) 1983-10-31 1985-05-28 Mita Ind Co Ltd 電子写真方法
JPS60168156A (ja) 1984-02-13 1985-08-31 Canon Inc 光受容部材
JPS60178457A (ja) 1984-02-27 1985-09-12 Canon Inc 光受容部材
JPS60225854A (ja) 1984-04-24 1985-11-11 Canon Inc 光受容部材用の支持体及び光受容部材
JPS61231561A (ja) 1985-04-06 1986-10-15 Canon Inc 光導電部材用の支持体及び該支持体を有する光導電部材
JPS625255A (ja) 1985-07-01 1987-01-12 Minolta Camera Co Ltd 感光体
JPH0713742B2 (ja) 1986-01-20 1995-02-15 キヤノン株式会社 電子写真用光受容部材
US4882251A (en) 1987-04-22 1989-11-21 Canon Kabushiki Kaisha Light receiving member having a multilayered light receiving layer composed of a lower layer made of aluminum-containing inorganic material and an upper layer made of non-single-crystal silicon material
US4906542A (en) 1987-04-23 1990-03-06 Canon Kabushiki Kaisha Light receiving member having a multilayered light receiving layer composed of a lower layer made of aluminum-containing inorganic material and an upper layer made of non-single-crystal silicon material
US4906543A (en) 1987-04-24 1990-03-06 Canon Kabushiki Kaisha Light receiving member having a multilayered light receiving layer composed of a lower layer made of aluminum-containing inorganic material and an upper layer made of non-single-crystal silicon material
JP2962851B2 (ja) 1990-04-26 1999-10-12 キヤノン株式会社 光受容部材
EP0605972B1 (en) 1992-12-14 1999-10-27 Canon Kabushiki Kaisha Light receiving member having a multi-layered light receiving layer with an enhanced concentration of hydrogen or/and halogen atoms in the vicinity of the interface of adjacent layers
JP3102725B2 (ja) * 1993-04-09 2000-10-23 キヤノン株式会社 光受容部材及びその製造方法
JP3483375B2 (ja) 1994-12-21 2004-01-06 キヤノン株式会社 光受容部材及びそれを用いた電子写真装置
JP3368109B2 (ja) 1995-08-23 2003-01-20 キヤノン株式会社 電子写真用光受容部材
JP3754751B2 (ja) 1996-05-23 2006-03-15 キヤノン株式会社 光受容部材
JPH1090929A (ja) 1996-09-11 1998-04-10 Canon Inc 電子写真用光受容部材

Also Published As

Publication number Publication date
US6294299B2 (en) 2001-09-25
DE69829340D1 (de) 2005-04-21
EP0898203A1 (en) 1999-02-24
DE69829340T2 (de) 2006-01-26
EP0898203B1 (en) 2005-03-16
US20010009747A1 (en) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3368109B2 (ja) 電子写真用光受容部材
JP2002123020A (ja) 負帯電用電子写真感光体
JP3754751B2 (ja) 光受容部材
JP3559655B2 (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1090929A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1165146A (ja) 電子写真用光受容部材
JP3862334B2 (ja) 電子写真用光受容部材
JP4235593B2 (ja) 電子写真用光受容部材
JP3606395B2 (ja) 電子写真用光受容部材
JP2000171995A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH09297421A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1165147A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1184700A (ja) 電子写真用光受容部材
JP2002311614A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1195468A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH10186699A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH11202515A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH11202514A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1172938A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH11194516A (ja) 電子写真用光受容部材
JPH1172939A (ja) 光受容部材
JP2000187344A (ja) 電子写真方法および電子写真装置
JP2002116569A (ja) 電子写真用光受容部材および電子写真装置
JP2002123021A (ja) 電子写真用光受容部材およびその製造方法
JP2001324828A (ja) 電子写真感光体とその作製方法及び装置