JPH1184700A - 電子写真用光受容部材 - Google Patents

電子写真用光受容部材

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JPH1184700A
JPH1184700A JP24553497A JP24553497A JPH1184700A JP H1184700 A JPH1184700 A JP H1184700A JP 24553497 A JP24553497 A JP 24553497A JP 24553497 A JP24553497 A JP 24553497A JP H1184700 A JPH1184700 A JP H1184700A
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Nobufumi Tsuchida
伸史 土田
Daisuke Tazawa
大介 田澤
Hiroaki Niino
博明 新納
Satoshi Furushima
聡 古島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特
性、感度の直線性、感度ムラを改善可能な電子写真用受
容部材を提供する。 【解決手段】 光導電層は水素原子及び/またはハロゲ
ン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(E
g)が特定範囲の導電性支持体側の第1の層領域と表面
側の第2の層領域からなり、光エネルギー(hν)を独
立変数として光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属
変数とする式(I) 1nα=(1/Eu)・hν+α1 (I) で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得ら
れる特性エネルギー(Eu)が第1、第2の層領域が特
定の範囲からなり、該第1の層領域のEgが第2の層領
域のEgより大きいことを特徴とする。

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、電子写真用光受容
部材における光受容層を形成する光導電材料としては、
高感度で、SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕
が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸
収スペクトルを有すること、光応答性が早く、所望の暗
抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害
であること、等の特性が要求される。特に、事務機とし
てオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる
電子写真用光受容部材の場合には、上記の使用時におけ
る無公害性は重要な点である。
【0003】この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60-3505
9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】このような電子写真用光受容部材は、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CV
D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
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】そして、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
らには経時的安定性について改善を図るため、シリコン
原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電
層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性の
アモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術
が記載されている。更に、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4
1〜70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】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
術が記載されている。
【0008】そして、特開昭58−21257号号公報
には、光導電層の作成中に支持体温度を変化させること
により光導電層内で禁止帯幅を変化させ、高抵抗であっ
て光感度領域の広い感光体を得る技術が記載され、特開
昭58−67022号公報には、SiH4ガスとH2ガス
の混合比の異なる層を積層することにより、帯電能が高
く高感度の感光体を得る技術が記載され、特開昭59−
143379号公報ならびに特開昭61−201481
号公報には、水素含有量の異なるa−Si:Hを積層す
ることにより暗抵抗が高く高感度の感光体を得る技術が
記載されている。
【0009】さらに、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
い残像現象を無くす技術が開示されている。
【0010】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
術が記載されている。
【0011】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。
【0012】
【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。
【0013】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。
【0014】そして、電子写真装置の画像特性向上のた
めに電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装
置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材にお
いても従来以上の画像特性の向上が求められるようにな
った。
【0015】このような状況下において、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。
【0016】例えば、従来は感光体の画像流れの防止の
ために前記特開昭60−95551号公報に記載されて
いるように、複写機内に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。そして複写機
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、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
せる上で問題になってきた。
【0018】また、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。そして、そのための露光用光源としで主に用いられ
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露光用光源に用
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。
【0019】特に半導体レーザーに比べて発光波長に分
布を有するLEDを用いることによる特徴的なこととし
て、露光量(E)と感光体表面電位(V)の関係、いわ
ゆるE−V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曲線の直線性(感度の直線性)が
鈍ることが注目されるようになってきた。
【0020】すなわち、LEDを露光用光源として用い
たデジタル機では、感度の温度特性の増加や感度の直線
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。
【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】すなわち、本発明の主たる目的は、帯電能
の向上、帯電能の温度特性及び光メモリーの低減ならび
に像露光用光源として主としてLEDを用いたときの感
度の温度特性や感度の直線性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。
【0024】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。
【0025】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。
【0026】すなわち、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
在状態密度分布と帯電能、帯電能の温度特性、感度の温
度特性や感度の直線性ならびに光メモリーとの関係につ
いて鋭意検討した結果、光導電層の厚さ方向において、
水素含有量、光学的バンドギャップやバンドギャップ内
の局在状態密度の分布を制御することにより上記目的を
達成できるという知見を得た。すなわち、シリコン原子
を母体とし、水素原子及び/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電子写
真用光受容部材において、その層構造を特定化するよう
に設計されて作成された電子写真用光受容部材は、実用
上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の電子写
真用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だした。
【0027】特に、像露光用光源として長波長光(半導
体レーザーやLED)を用いた場合の光電変換に関わる
光入射部について、水素含有量、光学的バンドギャップ
やバンドギャップ内の局在状態密度の分布を制御するこ
とにより帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、
感度の直線性、さらには感度ムラを改善することができ
るという知見を得た。
【0028】そしてさらに、光電変換に関わる光入射部
について、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、伝導性を制御する物質である周期律表
第IIIb族の元素の分布を行うことで光メモリーをよ
り改善することができるという知見を得て完成したもの
で、少なくとも導電性支持体と、水素原子及び/または
ハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単
結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部
材において、該光導電層は、水素原子及び/またはハロ
ゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(E
g)がそれぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7
eV以上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の
層領域と10原子%以上20原子%以下、1.65eV
以上1.75eV以下である表面側の第2の層領域から
なり、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収ス
ペクトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I) 1nα=(1/Eu)=hν+α1(I) で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得ら
れる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50m
eV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60
meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領
域のEgが該第2の層領域のEgより大きいことを特徴
とする電子写真用光受容部材を提案するものであり、少
なくとも導電性支持体と、水素原子及び/またはハロゲ
ン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単結晶材
料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材にお
いて、該光導電層は、水素原子及び/またはハロゲン原
子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(Eg)が
それぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7eV以
上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の層領域
と10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上
1.75eV以下である表面側の第2の層領域からな
り、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収スペ
クトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I) 1nα=(1/Eu)・hν+α1(I) で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得ら
れる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50m
eV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60
meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領
域のEgが該第2の層領域のEgより大きく、さらに該
第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含
有量が該第1の層領域より少ないことを特徴とする電子
写真用光受容部材を提案するものであり、前記光導電層
は、第2の層領域を、像露光のピーク波長光を50%以
上90%以下吸収する領域とすること、前記光導電層
は、第1の層領域の周期律表第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以上30
ppm以下であること、前記光導電層は、第2の層領域
の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコ
ン原子に対して0.01ppm以上10ppm以下であ
ること、前記光導電層は、周期律表第IIIb族に属す
る元素の含有量が、支持体側から表面側に向かって減少
していること、前記光電層は、炭素、酸素、窒素の少な
くとも一つを含むこと、前記光電層は、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、前記光電
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族または第Vb族から選ば
れる元素の少なくとも一つを含む非単結晶材料からなる
電荷注入阻止層の表面上に設けられ、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、前記表面層は、層厚が0.01〜3μmであ
ること、前記電荷注入阻止層は、層厚が0.1〜5μm
であること、前記光導電層は、層厚が20〜50μmで
あることを含む。
【0029】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。
【0030】このことを図1を用いて詳しく説明する。
【0031】図1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。
【0032】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。
【0033】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いことを意味する。
【0034】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2を用いて説
明する。
【0035】図2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の表面電位となるように帯
電し、次に露光光源としてピーク波長が680nmのL
ED光を照射して、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1例
である。
【0036】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℃での値との差で定義する。
【0037】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を外挿して全350となる露光量
(計算値)との差で定義する。
【0038】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。
【0039】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CPMによつて測定
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。
【0040】その結果、像露光光源として半導体レーザ
ーやLEDを用いた時の光入射部のEg、Euと帯電
能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性
および感度ムラとが密接な関係にある事を見いだし、光
入射部のEg、Euを特定の範囲内に制御することによ
り比較的長波長の光に適した感光体特性を発揮すること
を見いだし本発明を完成するに至った。
【0041】すなわち、光導電層として光学的バンドギ
ャップが比較的小さい層領域(第2の層領域)を表面側
に配設して主たる光電変換部とし、且つ、支持体側にキ
ャリアの局在準位への捕獲率を小さくし、第2の層領域
より大きい光学的バンドギャップ層領域(第1の層領
域)を配設して熱励起キャリアを減少させ、キャリアの
走行性を良くすることで、帯電能、帯電能の温度特性、
感度の温度特性、感度の直線性および感度ムラを改善す
ることができ、さらに光メモリーを低減できることが本
発明者らの実験により明らかになった。
【0042】また、光導電層として光学的バンドギャッ
プが比較的小さい層領域(第2の層領域)を表面側に配
設して主たる光電変換部とし、支持体側にキャリアの局
在準位ヘの捕獲率を小さくし、第2の層領域より大きい
光学的バンドギャップ層領域(第1の層領域)を配設
し、さらに伝導性を制御する物質である周期律表第II
Ib族の元素の分布を行うことで光メモリーがよりいっ
そう改善できることも明らかになった。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】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帯電能及
び帯電能の温度特性の向上のために必要である。
【0046】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、ある複写行程において生じた光キャ
リアのうち光導電層内に残留したキャリアが、次回の帯
電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界によって掃
き出され、光の照射された部分の電位が他の部分よりも
低くなり、その結果画像上に濃淡が生じる。したがっ
て、光キャリアが光導電層内に極力残留することなく、
1回の複写行程で走行するように、キャリアの走行性を
改善しなければならない。
【0047】また、感度の温度特性は、光導電層の電子
と正孔の走行性の違いが大きい上に、走行性が温度によ
って変化するために生じる。光入射部ではキャリア(電
子−正孔対)が生成され、正帯電の場合、電子は表面層
側へ正孔は支持体側へと走行するが、半導体レーザーや
LEDではその波長とa−Siの吸収係数の関係から光
が深くまで進入してキャリアの生成領域が厚くなってし
まう。そして、その光入射部で正孔と電子が混在する
と、支持体や表面に達するまでに再結合をしてしまう割
合が多くなる。その再結合の割合が再結合中心からの熱
励起により変化するために、露光量すなわち光生成キャ
リアの数と表面電位を打ち消すキャリア数が温度によっ
て変化することになり、その結果感度が温度によって変
わることとなり、感度ムラの原因ともなる。したがっ
て、光入射部での再結合の割合を少なくする、すなわち
再結合中心となる深い準位を減らし、正孔と電子の混在
領域が極力少なくなるように光の吸収率を大きく、かつ
キャリアの走行性も改善しバランスを取らなければなら
ない。
【0048】さらに、感度の直線性は長波長の半導体レ
ーザーやLEDの露光量が多くなるにしたがって、相対
的に表面から深い場所での光生成キャリアの数が増加
し、表面電荷を打ち消すに必要なキャリア(正帯電の場
合は電子)の走行距離が増加するために生じる。したが
って、光入射部の光の吸収率を高めると共に、光入射部
で生成した電子の走行性と正孔の走行性を改善しバラン
スを取らなければならない。
【0049】したがって、Chを少なくしてEgを小さ
くした第2の層領域を表面側に設けることにより長波長
光の吸収が大きくなって光入射部を薄くすることができ
るために、正孔−電子の混在領域が縮小でき、且つ、E
gを第2の層領域のEgより大きくした第1の層域を支
持体側に設けることで熱励起キャリアが減少し、且つE
uを低減す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。
【0050】つまり、上述のようにCh、Eg及びEu
をバランスを取りつつ制御することで、特に半導体レー
ザーやLEDを像露光用光源として用いた時の帯電能、
帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性さら
には感度ムラが大幅に改善されるという効果が認められ
る。
【0051】さらに、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
有量を規定し、入射光側と反対側の方が周期律表第II
Ib族に属する元素を多い分布状態にすることで光入射
部で生成した電子の走行性と正孔の走行性のバランスが
大きく改善され、光メモリーがより改善されるという効
果が認められる。
【0052】すなわち本発明は、上記構成によって、帯
電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性の低減、感度
の直線性、感度ムラの改善、および光メモリーの低減を
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。
【0053】
【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。
【0054】図3は、本発明の電子写真用光受容部材の
層構成を説明するための模式的構成図である。
【0055】図3(a)に示す電子写真用光受容部材3
00は、電子写真用光受容部材用としての支持体301
の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層
302はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層303で構成され、光導電層303は支持体30
1側から順に第1の層領域311と第2の層領域312
とからなっている。
【0056】図3(b)に示す電子写真用光受容部材3
00は、電子写真用光受容部材用としての支持体301
の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層
302はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する光
導電層303と、アモルファスシリコン系表面層304
とから構成されている。また、光導電層303は支持体
301側から順に第1の層領域311と第2の層領域3
12とからなっている。
【0057】図3(c)に示す電子写真用光受容部材3
00は、電子写真用光受容部材用としての支持体301
の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層
302は支持体301側から順にアモルファスシリコン
系電荷注入阻止層305と、a−Si:H,Xからなり
光導電性を有する光導電層303と、アモルファスシリ
コン系表面層304とから構成されている。また、光導
電層303は電荷注入阻止層305側から順に第1の層
領域311と第2の層領域312とからなっている。 〈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。また、ポリエ
ステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロース
アセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシー
ト、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なく
とも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体
も用いることができる。
【0058】本発明に於いて使用される支持体301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300を形成し得るように適宜決定するが、光受
容部材300としての可撓性が要求される場合には、支
持体301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3
01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。 〈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301上に形成され、光受容層302
の一部を構成する光導電層303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。
【0059】グロー放電法によって光導電層303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供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置されてある所定の支持体301上にa−Si:
H,Xからなる層を形成すればよい。
【0060】また、本発明において光導電層303中に
水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが
必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を
向上させるために必須不可欠であるからである。よって
水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子
とハロゲン原子の和の量は、第1の層領域は10原子%
以上25原子%以下、第2の層領域は10原子%以上2
0原子%以下とされるのが望ましい。
【0061】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。
【0062】そして、形成される光導電層303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およ
び/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガ
スも所望量混合して層形成することが必要である。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。
【0063】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
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、C
lF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等の
ハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子
を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換された
シラン誘導体としては、具体的には、たとえばSi
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。
【0064】光導電層303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301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。
【0065】本発明においては、光導電層303には必
要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好
ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層303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。
【0066】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)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。
【0067】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)、硼素(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。
【0068】光導電層303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1×10-2〜1
00原子ppm、より好ましくは1×10-2〜50原子
ppm、最適には1×10-2〜30原子ppmとされる
のが望ましい。
【0069】また特に、本発明において光導電層303
中に伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族
に属する元素を第2の層領域312よりも第1の層領域
311の方が多くなるように含有させると、より光メモ
リーの改善が顕著になるが、これは光導電層のEgやE
uといった物性から得られるキャリアの走行性を調整し
て走行性を高次でバランスさせることによると考えられ
る。そしてより光メモリーの改善を行う場合、正孔電子
対が主に生成する部分である第2の層領域312は露光
波長のピーク波長光を50%以上90%以下を吸収する
領域とし、周期律表第IIIb族に属する元素の含有量
は、第1の層領域311にはシリコン原子に対して0.
2ppm以上30ppm以下に制御するのが望ましく、
そして第2の層領域312には0.01ppm以上10
ppm以下に制御するのが望ましい。
【0070】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族原料導入用の原料物質
あるいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反
応容器中に、光導電層303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。
【0071】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、B
612、B614等の水素化側素、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。
【0072】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、P2
4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3
PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が
挙げられる。この他、AsH 3、AsF3、AsCl3
AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、S
bCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3
等も第Vb族原子導入用の出発物質の有効なものとして
挙げることができる。
【0073】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。
【0074】さらに本発明においては、光導電層303
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1×10-5〜10原子%、より好ましくは1×1
-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。
【0075】本発明において、光導電層303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20μm
より薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が実用
上不充分となり、50μmより厚くなると、光導電層の
作製時間が長くなって製造コストが高くなる。
【0076】また、本発明において、光導電層における
表面側に配設された第2の層領域は、露光波長のピーク
波長光を50%以上90%以下を吸収する領域とするこ
とが望ましい。上記範囲外では、前露光や像露光の吸収
領域と生成するキャリアの走光性のバランスから、帯電
能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線
性、感度ムラ、光メモリーの改善の効果を充分に発揮す
ることができない。
【0077】また本発明において、光導電層303中に
伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族に属
する元素を第2の層領域312よりも第1の層領域31
1の方が多くなるように含有させてより光メモリーの改
善が顕著に得られるようにするには、光導電層303に
占める第2の層領域312の領域を、入射光のピーク波
長光を50%以上90%以下吸収する膜厚にすることが
望ましい。上記範囲外では、前露光ゃ像露光の吸収領域
と伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族に
属する元素の分布によるキャリアの走光性のバランスか
ら、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度
の直線性、感度ムラ、光メモリーの改善の効果が薄れ
る。
【0078】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層303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。
【0079】希釈ガスとして使用するH2および/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、、第1の層領域の場合、Si供給用ガスに
対しH2および/またはHeの流量を、通常の場合0.
5〜10倍、好ましくは1〜8倍、最適には2〜6倍の
範囲に制御することが望ましく、第2の層領域の場合、
Si供給用ガスに対しH2および/またはHeの流量
を、通常の場合0.1〜4倍、好ましくは0.2〜3.
5倍、最適には0.5〜3倍の範囲に制御することが望
ましい。
【0080】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。
【0081】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0.3〜5、好ましくは0.5
〜4、最適には1〜3の範囲に設定することが望まし
い。
【0082】さらに、支持体301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210〜
340℃、最適には220〜330℃とするのが望まし
い。
【0083】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。 〈表面層〉本発明においては、上述のようにして支持体
301上に形成された光導電層303の上に、更にアモ
ルファスシリコン系の表面層304を形成することが好
ましい。この表面層304は自由表面310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。
【0084】又、本発明においては、光受容層302を
構成する光導電層303と表面層304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。
【0085】表面層304は、アモルファスシリコン系
の材料であれば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−Si
O: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。
【0086】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304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。
【0087】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304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
ガスまたは/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、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
303を形成した支持体301上にa−SiC:H,X
からなる層を形成すればよい。
【0088】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。
【0089】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。
【0090】また、本発明において表面層304中に水
素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必
要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、
層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を
向上させるために必須不可欠である。水素含有量は、構
成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子%、好
適には35〜65原子%、最適には40〜60原子%と
するのが望ましい。また、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0.1〜1
0原子%、最適には0.6〜4原子%とされるのが望ま
しい。
【0091】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。例えば自由表面から電荷の注入による帯電特性の
劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表面構造が変
化することによる帯電特性の劣化、更にコロナ帯電時や
光照射時に光導電層より表面層に電荷が注入され、前記
表面層内の欠陥に電荷がトラップされることにより繰り
返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響として挙げ
られる。
【0092】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。
【0093】一方、前記表面層中の水素含有量が70原
子%を越えると表面層の硬度が低下するために、繰り返
し使用に耐えられなくなる。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(比)、
支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得
る。
【0094】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。
【0095】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。
【0096】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。
【0097】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。
【0098】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。
【0099】また,形成される表面層304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。
【0100】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、B
rF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げるこ
とができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる
ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には、たとえばSiF4、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。
【0101】表面層304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301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。
【0102】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。
【0103】さらに本発明においては、表面層304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304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。
【0104】前記の伝導性を制御する原子としでは、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。
【0105】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)、硼素(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。
【0106】表面層304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。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304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、B26、B410、B59、B511、B
610、B612、B614等の水素化硼素、BF3、BC
3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この
他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl
3、TlCl3等も挙げることができる。
【0107】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。 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。
【0108】本発明に於ける表面層304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もの
である。層厚が0.01μmよりも薄いと光受容部材を
使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、
3μmを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低
下がみられる。
【0109】本発明による表面層304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/またはN及び/またはO、
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、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。
【0110】例えば、表面層304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。
【0111】又、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304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。
【0112】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層304を形成するには、ガスの混合比、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
を有する電荷注入阻止層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。
【0113】さらに本発明に於いては、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。
【0114】また表面層304と光導電層303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303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、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。 〈電荷注入阻止層〉本発明の光受容部材においては、導
電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの
電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設け
るのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止
層は光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受
けた際、支持体側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。
【0115】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。
【0116】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。
【0117】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V
b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。
【0118】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。
【0119】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子ppm、最適には
1×102〜3×103原子ppmとされるのが望まし
い。
【0120】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させるこ
とによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられ
る他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ること
ができる。
【0121】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。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/または窒素原子お
よび/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1×10-3〜30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。
【0122】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。
【0123】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。
【0124】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。
【0125】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305を形成するには、ガスの混合比、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
望の特性を有する電荷注入阻止層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。
【0126】このほかに、本発明の光受容部材において
は、光受容層302の前記支持体301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。
【0127】また、本発明の光受容部材に於いては、支
持体301と光導電層303あるいは電荷注入阻止層3
05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。
【0128】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。
【0129】図4は、RF帯の電源周波数を用いた高周
波プラズマCVD法(以後「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4に示す製造装置の構成は以下の通り
である。
【0130】この装置は大別すると、堆積装置(410
0)、原料ガスの供給装置(4200)、反応容器(4
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(4100)中の反応容器
(4111)内には円筒状支持体(4112)、支持体
加熱用ヒーター(4113)、原料ガス導入管(411
4)が設置され、更に高周波マッチングボックス(41
15)が接続されている。
【0131】原料ガス供給装置(4200)は、SiH
4、GeH4、H2、CH4、B26、PH3等の原料ガス
のボンベ(4221〜4226)とバルブ(4231〜
4236,4241〜4246,4251〜4256)
およびマスフローコントローラー(4211〜421
6)から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ(42
60)を介して反応容器(4111)内のガス導入管
(4114)に接続されている。
【0132】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。
【0133】まず、反応容器(4111)内に円筒状支
持体(4112)を設置し、不図示の排気装置(例えば
真空ポンプ)により反応容器(4111)内を排気す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター(4113)により
円筒状支持体(4112)の温度を200℃乃至350
℃の所定の温度に制御する。
【0134】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器(41
11)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(423
1〜4237)、反応容器のリークバルブ(4117)
が閉じられていることを確認し、叉、流入バルブ(42
41〜4246)、流出バルブ(4251〜425
6)、補助バルブ(4260)が開かれていることを確
認して、まずメインバルブ(4118)を開いて反応容
器(4111)およびガス配管内(4116)を排気す
る。
【0135】次に真空計(4119)の読みが約1×1
-2Paになった時点で補助バルブ(4260)、流出
バルブ(4251〜4256)を閉じる。
【0136】その後、ガスボンベ(4221〜422
6)より各ガスをバルブ(4231〜4236)を開い
て導入し、圧力調整器(4261〜4266)により各
ガス圧を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ
(4241〜4246)を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー(4211〜4216)内に導入
する。
【0137】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。
【0138】円筒状支持体(4112)が所定の温度に
なったところで流出バルブ(4251〜4256)のう
ちの必要なものおよび補助バルブ(4260)を徐々に
開き、ガスボンベ(4221〜4226)から所定のガ
スをガス導入管(4114)を介して反応容器(411
1)内に導入する。次にマスフローコントローラー(4
211〜4216)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(4111)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(4119)を見ながらメインバルブ(41
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(4115)
を通じて反応容器(4111)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(4112)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。
【0139】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。
【0140】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(411
1)内、流出バルブ(4251〜4256)から反応容
器(4111)に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ(4251〜4256)を閉じ、補助
バルブ(4260)を開き、さらにメインバルブ(41
18)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。
【0141】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(4112)を駆動装置
(不図示)によつて所定の速度で回転させることも有効
である。
【0142】さらに、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。
【0143】いずれの方法においても、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210℃以上340℃以下、より好ましくは220
℃以上330℃以下が望ましい。
【0144】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。
【0145】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。
【0146】以下、実験例、実施例により本発明の効果
を具体的に説明するが、本発明はこれによって何等限定
されるものではない。 〈実験例〉 《実験例1》図4に示す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、表面層からなる光受容部材を作製した。
この際、電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層
領域の順で光導電層を形成した。
【0147】
【表1】 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、上記光導電層の各層領域の作
成条件にて、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。
【0148】表1の例では第1の層領域はCh、Eg、
Euはそれぞれ15原子%、1.72eV、52meV
であり、第2の層領域のCh、Eg、Euはそれぞれ2
0原子%、1.65eV、69meVであった。
【0149】次いで、各層領域の厚さは変えずに、Si
4ガス流量、SiH4ガスとH2ガスとの混合比、Si
2ガス流量と放電電力との比率ならびに支持体温度を
種々変えることによって、第1の層領域のEg(C
h)、Euの異なる種々の光受容部材を作製した。
【0150】作製した光受容部材を電子写真装置(キャ
ノン製NP−6550を実験用に改造)にセットして、
電位特性の評価を行った。
【0151】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、コロナ帯電器の帯電ワイヤーの電流値1000μ
A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暗状態での表面電位(暗電
位)を測定し帯電能とした。次に、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4
5℃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帯電能、帯電能
の温度特性とした。また、光受容部材の表面温度を室温
および45℃において暗電位が400Vとなるように帯
電条件を設定し、像露光光源としてピーク波長680n
mのLEDを用い、その露光量を変えて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。感度ムラは、先ずドラムヒーターにょり光受
容部材の表面温度を45℃まで昇温させて、暗電位が4
00Vとなるように帯電条件を設定する。そして次に、
像露光光源としてピーク波長680nmのLEDを用
い、電位が50Vになる光量を光受容部材の軸方向に1
0点測定して最大値と最小値の差を感度ムラとした。光
メモリー電位は、感度の測定と同様に像毎光半源に68
0nmのLEDを用い、上述の条件下において同様の電
位センサーにより非露光状態での表面電位と、一旦露光
した後に再度帯電したときの電位との差を測定した。
【0152】本実験例のEg、Euと帯電能、帯電能の
温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラな
らびに光メモリーとの関係をそれぞれ図5、図6、図
7、図8、図9ならびに図10に示す。それぞれの特性
に関して、光導電層を全て第2の層領域のみで構成した
場合を1としたときの相対値で示した6図5、図6、図
7、図8、図9ならびに図10から明らかなように、第
1の層領域においてEgが1.7eV以上1.8eV以
下、Euが50meV以上55meV以下において、帯
電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線
性、感度ムラならびに光メモリーのいずれも良好な特性
を得られることがわかった。また、像露光光源をLED
から半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同
様な結果が得られることがわかった。 《実験例2》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例1と同様に表1に示す条件で、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、表面層からなる光受容
部材を作製した。その際、光導電層の第2の層領域にお
けるピーク波長680nmのLEDの吸収率を40%〜
95%まで変化させて作製した。
【0153】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った。
【0154】本実験例の光導電層における第2の層領域
の光吸収率と、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度
特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの
関係をそれぞれ図11、図12、図13、図14、図1
5ならびに図16に示す。それぞれの特性に関して、光
導電層を第2の層領域のみで構成した場合を1としたと
きの相対値で示した。図11、図12、図13、図1
4、図15ならびに図16から明らかなように、光導電
層における第2の層領域の光吸収率が50%以上90%
以下の場合に、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度
特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーいず
れも良好な特性を得られることがわかった。また、像露
光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)
にした場合も同様な結果が得られることがわかった。 《実験例3》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例1の表1において光導電層における第1の層領域
の執原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を2
ppmに変更し、第2の層領域の層厚はピーク波長68
0nmのLEDを85%吸収できる厚さとし、光導電層
の全層厚は30μmとした以外は全て実験例1と同じ条
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、
表面層からなる光受容部材を作製した。結果は、第1の
層領域はCh、Eg、Euはそれぞれ15原子%、1.
72eV、52meVであり、第2の層領域のCh、E
g、Euはそれぞれ20原子%、1.65eV、69m
eVであった(実験例3−A)。次いで、各層領域の厚
さは変えずに、SiH4ガス流量、SiH4ガスとH2
スとの混合比、SiH4ガス流量と放電電力との比率な
らびに支持体温度を種々変えることによって、第1の層
領域のEg(Ch)、Euの異なる種々の光受容部材を
作製した。
【0155】作製した個々の光受容部材について実験例
1と同様にEg、Euと帯電能、帯電能の温度特性、感
度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモ
リーとの関係を調べたところ、実験例1と同様の傾向を
示し、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有
量を光導電層で分布させた場合も、第1の層領域におい
てEgが1.7eV以上1.8eV以下、Euが50m
eV以上55meV以下において、帯電能、帯電能の温
度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラなら
びに光メモリーのいずれも良好な特性を得られることが
わかった。特に、光メモリーの改善が顕著であり実験例
1で作製したものよりも良好な結果が得られた。また、
像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680n
m)にした場合も同様な結果が得られることがわかっ
た。 《実験例4》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例3−Aにおいて第2の層領域がピーク波長680
nmのLEDの吸収率を40%〜95%まで変化させた
以外は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容部材を作製し
た。
【0156】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特
性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関
係を調べたところ、第2の層領域の光吸収率を50%以
上90%以下にして作製したものは実験例3と同様に良
好な結果を示し、第2の層領域の光吸収率を50%以上
90%以下にすることで本発明の効果が得られることが
わかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザ
ー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られ
ることがわかった。 《実験例5》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例3−Aにおいて光導電層におけるSi原子に対す
る第IIIb族元素(B)の含有量を第2の層領域は
0.1ppmに固定して、第1の層領域において、0.
15ppm、0.2ppm、5ppm、10ppm、2
0ppm、30ppmおよび35ppmに変更した以外
は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0157】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特
性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関
係を調べたところ、第1の層領域において、Si原子に
対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.2ppm
以上30ppm以下にして作製したものは実験例3と同
様に良好な結果を示し、第1の層領域においてSi原子
に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.2pp
m以上30ppm以下にすることで本発明の効果が得ら
れることがわかった。また、像露光光源をLEDから半
導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結
果が得られることがわかった。 《実験例6》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例3−Aにおいて光導電層におけるSi原子に対す
る第IIIb族元素(B)の含有量を第1の層領域は1
2ppmに固定して、第2の層領域において、0.00
5ppm、0.01ppm、0.5ppm、1ppm、
5ppm、10ppmおよび11ppmに変更した以外
は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0158】作製した個々の光受容部材について実験例
3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特
性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関
係を調べたところ、第2の層領域において、樹原子に対
する第IIIb族元素(B)の含有量を0.01ppm
以上10ppm以下にして作製したものは実験例3と同
様に良好な結果を示し、第1の層領域においてSi原子
に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.01p
pm以上10ppm以下にすることで本発明の効果が得
られることがわかった。また、像露光光源をLEDから
半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な
結果が得られることがわかった。 《実験例7》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、
実験例3−Aにおいて光導電層における樹原子に対する
第IIIb族元素(B)の含有量を (1)第1の層領
域は10ppm→2ppmに図13の(a)〜(g)に
示したように変化させ、それぞれに対して第2の層領域
は1.5ppm→0.5ppmに図13の(a)〜
(b)に示した用に変化させた。
【0159】(2)第1の層領域は10ppm→2pp
mに図13の(a)〜(g)に示したように変化させ、
それぞれに対して第2の層領域は1.5ppm一定とし
た。
【0160】(3)第1の層領域は10ppm一定に
し、第2の層領域は1.5ppm→0.5ppmに図1
3の(a)〜(g)に示した用に変化させた。
【0161】上記の(1)〜(3)のようにした以外は
全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0162】作製した(1)〜(3)の光受容部材につ
いて実験例3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度
の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリ
ーとの関係を調べたところ実験例3と同様に良好な結果
を示し、本発明の効果が得られることがわかった。ま
た、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長68
0nm)にした場合も同様な結果が得られることがわか
った。
【0163】
【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。 《実施例1》図4に示す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、表面層
からなる光受容部材を作製した。この際、光導電層を電
荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順と
し、実験例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。
【0164】表2にこのときの光受容部材の作製条件を
示した。
【0165】
【表2】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ15原子%、1.73eV、54meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ18原子
%、1.70eV、65meVという結果が得られた。
【0166】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実験例1と同
様の電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の
温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラな
らびに光メモリーとも良好な結果が得られ、像露光光源
をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした
場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0167】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
な特性が得られた。
【0168】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電
層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原
子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以
下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域
は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上
1.75eV以下、60meV以上70meV以下と
し、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大き
く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。 《実施例2》実施例1において光導電層における第1の
層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含
有量を3ppmに変更し、第2の層領域の層厚はピーク
波長680nmのLEDを80%吸収できる厚さとし、
光導電層の全層厚は32μmとした以外は全て同じ条件
で直径80m品の鏡面加工を施したアルミニウムシリン
ダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面
層からなる光受容部材を作製した。
【0169】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実験例1と同
様の電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の
温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラな
らびに光メモリーとも良好な結果が得られ、像露光光源
をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした
場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0170】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
な特性が得られた。
【0171】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電
層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原
子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以
下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域
は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上
1.75eV以下、60meV以上70meV以下と
し、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大き
く、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量
に分布を持たせ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。 《実施例3》本例では、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)を用い、光導電
層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域
の順とし、実施例1のH2に代えてHeを使用した。
【0172】表3に、このときの光受容部材の作製条件
を示した。
【0173】
【表3】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ25原子%、1.8eV、54meV、第
2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ15原子
%、1.73eV、63meVという結果が得られた。
【0174】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同
様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写
真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果
が得られることがわかった。
【0175】すなわち、H2に代えてHeを使用して光
導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層
領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の
含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設
けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそ
れぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、
1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55m
eV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子
%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60me
V以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2
の層領域のEgより大きく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。 《実施例4》実施例3において光導電層における第1の
層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含
有量を3ppm→2ppmに図13(b)のように変化
させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのL
EDを75%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は
30μmとした以外は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容
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−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同
様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に
良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0177】すなわち、H2に代えてHeを使用して光
導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層
領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の
含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設
けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそ
れぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、
1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55m
eV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子
%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60me
v以上70mev以下とし、第1の層領域、Egが第2
の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第III
b族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な
電子写真特性を得るために必要であることがわかった。 《実施例5》本例では、直径80mmの鏡面加工を施し
たアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層
を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の
順とし、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。
【0178】表4に、このときの光受容部材の作製条件
を示した。
【0179】
【表4】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ21原子%、1.76eV、53meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ20原子
%、1.75eV、70meVという結果が得られた。
【0180】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同
様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写
真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果
が得られることがわかった。
【0181】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフ
ッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子
を含有させた場合においても、光導電層のCh、Eg、
Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子
%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以
上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上
20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、
60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のE
gが第2の層領域のEgより大きく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。 《実施例6》実施例5において光導電層における第2の
層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含
有量を1ppm→0.5ppmに図13(c)のように
変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nm
のLEDを75%吸収できる厚さとし、光導電層の全層
厚は30μmとした以外は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受
容部材を作製した。
【0182】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同
様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に
良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0183】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリ
コン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な
分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフ
ッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子
を含有させた場合においても、光導電層のCh、Eg、
Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子
%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以
上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上
20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、
60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のE
gが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する
第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせること
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。 《実施例7》本例では、直径80mmの鏡面加工を施し
たアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層
を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の
順とし、全ての層にフッ素原子を含有させるとともに、
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。
【0184】表5に、このときの光受容部材の作製条件
を示した。
【0185】
【表5】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ16原子%、1.73eV、53meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ16原子
%、1.70eV、64meVという結果が得られた。
【0186】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同
様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写
真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果
が得られることがわかった。
【0187】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、全
ての層にフッ素原子を含有させるとともに、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C
h、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以
上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、5
0meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10
原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75
eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の
層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすること
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。 《実施例8》実施例7において光導電層における第2の
層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含
有量を2ppm→1ppmに図13(d)のように変化
させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのL
EDを80%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は
25μmとした以外は全て同じ条件で直径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、表面層からなる光受容
部材を作製した。
【0188】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同
様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に
良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0189】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、全
ての層にフッ素原子を含有させるとともに、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C
h、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以
上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、5
0meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10
原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75
eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の
層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原
子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持
たせ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。 《実施例9》本例では、直径60mmの鏡面加工を施し
たアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層
を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の
順とし、H2に加えてHeを使用した。
【0190】表6にこのときの光受容部材の作製条件を
示した。
【0191】
【表6】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ10原子%、1.70eV、53meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ10原子
%、1.68eV、70meV、という結果が得られ
た。
【0192】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同
様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写
真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果
が得られることがわかった。
【0193】すなわち、直径60mmの鏡面加工を施し
たアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層
を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の
順とした構成とし、H2に加えてHeを使用した場合に
おいても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1
の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV
以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下と
し、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、
1.65eV以上1.75eV以下、60meV以下と
し、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大き
くすることが良好な電子写真特性を得るために必要であ
ることが分かった。 《実施例10》実施例9において光導電層における第1
の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の
含有量を3ppm→2ppmに図13(e)のように変
化させ、第2の層領域のSi原字に対する第IIIb族
元素(B)の含有量を1ppm→0.5ppmに図13
(f)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク
波長680nmのLEDを85%吸収できる厚さとし、
光導電層の全層厚は30μmとした以外は全て同じ条件
で直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリン
ダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面
層からなる光受容部材を作製した。
【0194】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同
様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に
良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0195】すなわち、直径60mmの鏡面加工を施し
たアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層
を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の
順とした構成とし、H2に加えてHeを使用した場合に
おいても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1
の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV
以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下と
し、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、
1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上7
0meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域
のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素
(B)の含有量に分布を持たせ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。 《実施例11》本例では、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)を用い、光導
電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領
域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の
代わりに窒素原子を表面層に含有させて設けた。
【0196】表7にこのときの光受容部材の作製条件を
示した。
【0197】
【表7】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ19原子%、1.74eV、55meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ18原子
%、1.73eV、60meVという結果が得られた。
【0198】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同
様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子与
真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導
体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果
が得られることがわかった。
【0199】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層を構成
する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子をに含有
させた表面層を設けた場合においても、光導電層のC
h、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以
上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、5
0mev以上55meV以下とし、第2の層領域は10
原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75
eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の
層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすること
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。 《実施例12》実施例11において光導電層における第
1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)
の含有量を3ppm→2ppmに図13(g)のように
変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nm
のLEDを90%吸収できる厚さとし、光導電層の全層
厚は25μmとした以外は全て同じ条件で直径60mm
の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)
上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受
容部材を作製した。
【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、像露光はピーク
波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同
様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に
良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0201】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側か
ら第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層を構成
する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子をに含有
させた表面層を設けた場合においても、光導電層のC
h、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以
上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、
5。meV以上55meV以下とし、第2の層領域は1
0原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.7
5eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1
の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si
原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を
持たせ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。 《実施例13》本例では、直径30mmの鏡面加工を施
したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電
層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域
の順とした。
【0202】表8に、このときの光受容部材の作製条件
を示した。
【0203】
【表8】 本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Eu
は、それぞれ12原子%、1.72eV、51meV、
第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ20原子
%、1.67eV、68meVという結果が得られた。
【0204】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製GP−55を実験用に改造、像露光はピーク波長
680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の
評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特
性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レ
ーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得
られることがわかった。
【0205】すなわち、支持体として直径30mmのア
ルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電
荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順と
た場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれ
ぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、
1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55m
eV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子
%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60me
V以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2
の層領域のEgより大きく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。 《実施例14》実施例13において光導電層における第
1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)
の含有量を4ppm→2ppmに図13(g)のように
変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nm
のLEDを70%吸収できる厚さとし、光導電層の全層
厚は25μmとした以外は全て同じ条件で直径30mm
の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)
上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受
容部材を作製した。
【0206】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤ
ノン製GP−55を実験用に改造、像露光はピーク波長
680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の
電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好
な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザ
ー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られ
ることがわかった。
【0207】すなわち、支持体として直径30mmのア
ルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電
荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順と
た場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれ
ぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、
1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55m
eV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子
%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60me
V以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2
の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第III
b族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な
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】
【発明の効果】本発明によれば、光受容部材の使用温度
領域での帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、
感度の直線性および感度ムラ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。
【0209】したがって、本発明の電子写真用光受容部
材を前述のごとき特定の構成としたことにより、a−S
i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
性およぴ使用環境特性を示す。
【0210】特に本発明においては、光導電層の特に光
電変換に関わる光の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、さらには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、デジタル化のための長波長レー
ザー及びLEDに対して、感度の温度特性、感度の直線
性、感度ムラ、光メモリーを小さく抑え、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のサブギャッブ光吸収スペクト
ルの1例の模式図である。
【図2】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感光体の露光量対表面電
位(E−V)曲線の1例の模式図である。
【図3】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4】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5】本発明の光受容部材における光導電層の第1の
層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エネ
ルギー(Eu)と帯電能との関係を示す図である。
【図6】本発明の光受容部材における光導電層の第1の
層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エネ
ルギー(Eu)と帯電能の温度特性との関係を示す図で
ある。
【図7】本発明の光受容部材における光導電層の第1の
層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エネ
ルギー(Eu)と感度の温度特性との関係を示す図であ
る。
【図8】本発明の光受容部材における光導電層の第1の
層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エネ
ルギー(Eu)と感度の直線性との関係を示す図であ
る。
【図9】本発明の光受容部材における光導電層の第1の
層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エネ
ルギー(Eu)と感度ムラ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の第1
の層領域の光学的バンドギャップ(Eg)および特性エ
ネルギー(Eu)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の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と帯電能との関係を示す図である。
【図12】本発明の光受容部材の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と帯電能の温度特性との関係を示す
図である。
【図13】本発明の光受容部材の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と感度の温度特性との関係を示す図
である。
【図14】本発明の光受容部材の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と感度の直線性との関係を示す図で
ある。
【図15】本発明の光受容部材の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と感度ムラとの関係を示す図であ
る。
【図16】本発明の光受容部材の光導電層における第2
の層領域の光吸収率と光メモリーとの関係を示す図であ
る。
【図17】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族に属する元素の分布状態の
模式図である。
【符号の説明】
300 光受容部材 301 導電性支持体 302 光受容層 303 光導電層 304 表面層 305 電荷注入阻止層 311 第1の層領域 312 第2の層領域 310 自由表面 4100 堆積装置 4111 反応容器 4112 円筒状支持体 4113 支持体加熱用ヒーター 4114 原料ガス導入管 4115 マッチングボックス 4116 原料ガス配管 4117 反応容器リークバルブ 4118 メイン排気バルブ 4119 真空計 4200 原料ガス供給装置 4211〜4216 マスフローコントローラー 4221〜4226 原料ガスボンベ 4231〜4236 原料ガスボンベバルブ 4241〜4246 ガス流入バルブ 4251〜4256 ガス流出バルブ 4261〜4266 圧力調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも導電性支持体と、水素原子及
    び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体
    とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真
    用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/
    またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギ
    ャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以
    下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体
    側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、
    1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2
    の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数
    とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とす
    る式(I) 1nα=(1/Eu)・hν+α1(I) で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得ら
    れる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50m
    eV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60
    meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領
    域のEgが該第2の層領域のEgより大きいことを特徴
    とする電子写真用光受容部材。
  2. 【請求項2】 少なくとも導電性支持体と、水素原子及
    び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体
    とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真
    用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/
    またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギ
    ャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以
    下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体
    側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、
    1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2
    の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数
    とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とす
    る式(I) 1nα=(1/Eu)・hν+α1(I) で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得ら
    れる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50m
    eV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60
    meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領
    域のEgが該第2の層領域のEgより大きく、さらに該
    第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含
    有量が該第1の層領域より少ないことを特徴とする電子
    写真用光受容部材。
  3. 【請求項3】 前記光導電層における第2の層領域を、
    像露光のピーク波長光を50%以上90%以下吸収する
    領域とする請求項1〜2のいずれかに記載の電子写真用
    光受容部材。
  4. 【請求項4】 前記光導電層における第1の層領域の周
    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以上30ppm以下である請求
    項2〜3のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
  5. 【請求項5】 前記光導電層における第2の層領域の周
    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0.01ppm以上10ppm以下である請
    求項2〜4のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
  6. 【請求項6】 前記光導電層における周期律表第III
    b族に属する元素の含有量が、支持体側から表面側に向
    かって減少している請求項2〜5のいずれかに記載の電
    子写真用光受容部材。
  7. 【請求項7】 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請求項1〜6のいずれかに記載の電
    子写真用光受容部材。
  8. 【請求項8】 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請求項1〜7のいず
    れかに記載の電子写真用光受容部材。
  9. 【請求項9】 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族または第Vb族から選ばれる元素の少なくとも一
    つを含む非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の表面上
    に設けられ、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請求項1〜8のいず
    れかに記載の電子写真用光受容部材。
  10. 【請求項10】 前記表面層は、その層厚が0.01〜
    3μmである請求項8または9に記載の電子写真用光受
    容部材。
  11. 【請求項11】 前記電荷注入阻止層は、その層厚が
    0.1〜5μmである請求項9に記載の電子写真用光受
    容部材。
  12. 【請求項12】 前記光導電層の全層厚が20〜50μ
    mである請求項1〜11のいずれかに記載の電子写真用
    光受容部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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