JPS59133555A - 電子写真用光導電部材 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光（ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、Ｘ線、γ線等を示す）のような電磁波に
感受性のある光導電部材に関する。

固体撮像装置、あるいは像形成分野における電子写真用
像形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する
光導電材料としては、高感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉｐ
）　／　（Ｉｄ）　］が高く、照射する電磁波のスペク
トル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有する
こと、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、
使用時において人体に対して無公害であること、更には
固体撮像装置　−においては、残像を所定時間内に容易
に処理することができること等の特性が要求される。殊
に、事務器としてオフィスで使用される電子写真装置内
に組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記の
使用時における無公害性は重要な点である。

このような観点に立脚して、最近注目されている光導電
材料にアモルファスシリコン（以後ａ−３ｉと表記する
）があり、例えば独国公開第２７４８９Ｅ１７リ公報、
同第２８５５７１８号公報には電子写真用像形成部材へ
の応用が、また、独国公開第２９３３４１１号公報には
光電変換読取装置への応用がそれぞれ記載されている。

しかしながら、従来のａ−３ｉで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、及び耐湿性等の使用環
境特性の点、更には経時的安定性の点において、総合的
な特性向上を図る必要があるという更に改善されるべき
問題点があるのが実情である。

例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、高光
感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると、従来にお
いてはその使用時において残留電位が残る場合が度々観
測され、この種の光導電部材は長時間繰り返し使用し続
けると、繰り返し使用１こよる疲労の蓄積が起って、残
像が生ずる所謂ゴースト現象を発するようになる等の不
都合な点が少なくなかった。

また、例えば本発明者等の多くの実験によれば、電子写
真用像形成部材の光導電層を構成する材料とし−ｃ（７
１）　ａ−８ｉは、従来のＳｅ、　ＣｄＳ　、　ＺｎＯ
等の無機光導電材料あるいはＰＶＣｚやＴＮＦ等のイ］
機光導電材ネ１に較べて、数多くの利点を有するが、従
来の太陽電池用として使用するための特性が付与された
ａ−９ｉから成る単層構成の光導電層を有する電子写真
用像形成部材の−１−配光導電層に対して、静電像形成
のための帯電処理を施こしても暗減衰（ｄａｒｋ　ｄｅ
ｃａｙ）が著しく速く、通常の電子写真法が仲々適用さ
れ難いこと、加えて多湿雰囲気下においては上記傾向が
著しく、場合によっては現象時間まで帯電電荷を殆ど保
持し得ないことが生じたりする等、解決されるべき点が
多々存在していることが判明している。

更に、　ａ−３ｉ材料で光導電層を構成する場合には、
その電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原
子あるいはフッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及
び電気伝導型の制御のためにホウ素原子やリン原子等が
、あるいはその他の特性改良のために他の原子が、各々
構成原子として光導電層中に含有されるが、これ等の構
成原子の含有の様相いかんによっては、形成した層の電
気的、光導電的特性に問題が生ずる場合がある。

殊に、相接する層界面においては、含有原子の含有量、
分布状態等によって、製造プロセス上ダングリングボン
ドができやすく、また、エネルギーバンドの複雑なベン
ディングが生じやすい。

このために種々変化する電荷の挙動や、構造安定性の問
題がとりわけ重要となり、光導電部材に目的通りの機能
を発揮させるためには、この部分のコントロールが、成
否の鍵を握っている場合が少なくない。

また、ａ−３ｉ感光体が一般に公知の手法で作られた場
合には、例えば形成した光導電層中に光照射によって発
生したフォトキャリアの該層中での寿命が十分でないこ
とに基づき十分な画像濃度が得られなかったり、あるい
は画像露光量が大きい場合に、光導電層表面近傍に生成
した過剰な光キャリヤが横方向に流れることに基づくた
めか、画像が不鮮明になりやすかったり、更には、支持
体側からの電荷の注入の阻止が十分でないことに基づく
問題等を生ずる場合が多い。従って、ａ−５ｉ材Ｉｔそ
のものの特性の改良が計られる一方で、光導電部材を設
計する際に、」１記したような所望の電気的及び光学的
特性が得られるよう工夫される必要がある。

本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、ａ−３ｉに
関し電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される光導電部材としての適用性とその応用性と
いう観点から総括的に鋭意研究検討を続けた結果、ケイ
素原子を母体とし、水素原子（）ｌ）及びハロゲン原子
（Ｘ）の少なくともそのいずれか一方を含有するアモル
ファス材料、すなわち所謂水素化ａ−９ｉ、ハロゲン化
ａ−５ｉあるいはハロゲン含有水素化ａ−８ｉ　（以後
これ等を総称的にａ−９ｉ（Ｈ，Ｘ）と表記する）から
構成される光導電層を有する光導電部材に於いて、その
層構造を特定化するように設計されて作成された光導電
部材は、実用−に著しく優れた特性を示すばかりでなく
、従来の光導電部材と較べてみてもあらゆる点において
凌駕していること、殊に電子写真用の光導電部材として
著しく優れた特性を有していることを見出した点に基づ
くものである。

本発明は、濃度が高く、ハーフ；・−ンが説明に出て１
１つ解像度が高く、画像欠陥、画像流れの生じない高品
質画像を得ることが容易にできる電子写真用の光導電部
材を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、電気的、光学的、光導電的特性が
殆ど使用環境の影響を受けず常時安定している全環境型
であり、耐光疲労特性に著しく長け、繰り返し使用に際
しても劣化現象を起さず耐久性に優れ、残留電位が全く
又は殆ど観測されない光導電部材を提供することを目的
とする。

本発明のもう一つの目的は、電子写真用画像形成部材と
して適用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際
の電荷保持能が充分あり、通常の電子写真法が極めて有
効に適用され得る優れた電子写真特性を有する光導電部
材を提供することである。

本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、高ＳＮ比
特性及び積層された層間に良好な電気接触性を有する光
導電部材を提供することでもある。

すなわち本発明の光導電部材は、支持体と、この支持体
」二に設けられ、ケイ素原子を母体とし、水素原子−及
びハロゲン原子の少なくともそのいずれか−・方、窒素
原子、並びに周期律表第■族から選ばれた少なくとも一
種の原子をその構成原子として含有する光導電性のある
非晶質層とを有する光導電部材において、前記非晶質層
が、窒素原子については、該層の層厚方向に関し該層の
中央より−１−の部分から表面に向かってその含有原子
濃度が増加するような濃度分布を有し、周期律表第■族
原子については、該層の層厚方向に関し前記支持体の設
けられている側の端面又はその近傍に最大濃度を有する
ような濃度分布を有することを特徴とする。

−Ｉユ記したような層構造を取るようにして構成された
本発明の光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し
得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性及び使
用環境特性を示す。

殊に、電子写真用像形成部材として適用させた場合には
帯電処理の際の電荷保持能に長け、画像形成への残留電
位の影響が全くなく、その電気的特性が安定しており高
感度で、高ＳＮ比を有するものであって、画像濃度が高
く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高い、高
品質の可視画像を得ることができ、耐光疲労、繰り返し
使用特性、殊に多湿雰囲気下での繰り返し使用特性に長
けている。

以下、図面に従って、本発明の光導電部材について詳細
に説明する。

第１図及び第２ａ乃至２ａ図は、本発明の光導電部材の
構成の実施態様例を説明するために層構造を模式的に示
した図である。

本発明の光導電部材ｌＯＯは、第１図に示されるよう光
導電部材用の支持体１０１上に、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）を
主成分とし、光導電性を有する非晶質層１０２が形成さ
れて構成される。

該非晶質層中にドープ（含有）される窒素原子は、該層
内において、支持体面に平行な方向に関してはほぼ均一
な濃度分布状７２ｉｉをとるが、層厚方向に関しては第
２８乃至２１図（縦軸は支持体からの距離、横軸は原子
濃度を示す）に示されるよう、該層の中央部分から表面
（支持体とは反対側の面）に向かって窒素原子濃度が増
加するような濃度分布を有する。なお、該層の中央部分
から支持体の設けられている側の面に向かっての窒素原
子濃度については、第２ａ図に代表されるように一定の
濃度分布を有していてもよいし、第２ｂ図に代表される
ように窒素原子濃度が増加するような濃度分布を有して
いてもよい。

一方、該非晶質層中にドープされる周期律表第■族原子
については、該層内において、支持体面に平行な方向に
関しては窒素原子濃度と同様にほぼ均一な濃度分布状態
をとるが、層厚方向に関しては第２８乃至２を図（周期
律表第■族原子をホウ素で代表させて図示してあり、横
軸の原子濃度スケールは窒素原子の場合と同一ではない
）に示されるよう前記支持体の設けられている側の端面
又はその近傍に最大濃度を有する。なお、該層の中央部
分から表面に向かっての周期律表第■族原子の濃度分布
は、第２ａ図に代表されるように窒素原子濃度の増加に
合わせてか増加するような濃度分布を有することが好ま
しい。

また、該層内部に於ける極大の窒素原子濃度を有する部
分あるいは最大の周期律表第■族原子濃度を有する部分
は、それぞれ第２ｄ図及び第２１図に代表して示される
ように層厚方向にある長さを有していてもよいし、ただ
一点であってもさしつがえなく、更に、端部に向かって
のこれら原子の濃度の増加の様式についても、連続的で
あることが好ましいが、階段状に変化していても差しつ
かえなく、どのような濃度分布をもたせるかは、画像形
成部材に要求される機能と光導電部材の製造設備との兼
ね合いで適宜選定される性質のものである。

このように窒素原子及び周期律表第■族原子の濃度が層
厚に対し上述したような原子含有濃度分布を有するよう
形成されてなる非晶質層を有する１ 本発明の光導電部材が、電子写真用の感光体として使用
された場合に、特に画像濃度が高く、画像露光量が高い
場合にも画像流れが起らず、ハーフト−ンが鮮明に出て
、且つ解像度の高い、高品質の可視画像を得ることがで
きる理由は、窒素原子ドープによる光導電層の高抵抗化
効果と、非晶層表面の窒素原子濃度が高いことによる該
部分のエネルギーバンドのワイドギャップ化とにより極
めて良好な電荷受容能が速成されること、並びに周期律
表第■族原子ドープによる支持体側からの電荷の注入防
止効果とに基づくものと推定される。

すなわち、光導電層の」一層部分に界面が存在すると、
ここでの過剰の生成キャリアは電界がかかっているとど
こにでも動いて行きダーク部分の電荷を打ち消す作用を
起し、その結果画像流れが生ずるものと解されるが、上
述したワイドギャップ化により、たとえ層界面において
エネルギーバンドの複雑なベンディングが生じていても
キャリア生成のための活性化エネルギーが大きくなり、
容易にキャリア生成が生じない。なお、該層の中央部２ 分から表面に向かっての周期律表第■族原子を窒素原子
濃度の増加に合わせてか増加させるような濃度分布をと
らせることが好ましい理由は、表面に向かって増加する
窒素原子の濃度に従ってドナー的にドープされる窒素原
子も増加するため。

これを補償するために周期律表第■族原子についても増
加させるものである。

本発明において、非晶質層中に含有さてもよいハロゲン
原子（Ｘ）としては、具体的にはフッ素、塩素、臭素、
ヨウ素が挙げられるが、特に塩素、とりわけフッ素を好
適なものとして挙げることができる。

非晶質層中にドープされる窒素原子の濃度は、その濃度
が極大の部分、すなわち該層表面において、通常は０．
１〜５７ａｔｏａ＋ｉｃ％、好ましくは１〜５７ａｔｏ
ｍｉｃ％、最適には５〜５７ａｔｏｍｉｃ％とされ、そ
の濃度が極小の部分、すなわち該層の中央部分あるいは
その近傍においては、通常は０．００５〜３５ａｔｏｍ
ｉｃ％、好ましくは０．０１〜３０ａｔｏｍｉｃ％、最
適には　０．５〜２５ａｔｏｍｉｃ％とされる。

上記窒素原子の極大含有濃度と極小含有濃度とは、それ
ぞれ周期律表第■族原子の含有濃度にあわせて適宜上記
の数値範囲において決定されるが、周期律表第■族原子
の含有濃度に従ってそれぞれの含有濃度を増加させるの
が本発明の目的をより効果的に達成する」二で望ましい
。また、極大含有濃度は極小含有濃度に対して、好まし
くは１．０５倍以上、より好ましくは１．１倍以上、最
適には１．１５倍以上とされるのが望ましい。

非晶質層中にドープされる周期律表第■族原子としては
、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリ
ウム等が挙げられるが、特にホウ素を好適なものとして
挙げることができる。

また、周期律表第■族原子の含有量は、その濃度が最大
の部分、すなわち該層の支持体の設けられている側の端
面又はその近傍部分において、通常は８０〜ＩＸ　１０
５１０５ａｔｏ　ｐｐｍ、好ましくは　１００〜５Ｘ　
１０４１０４ａｔｏ　ｐｐ＋ｎ、最適には　１５０〜ｌ
Ｘ１０４ａｔｏ＋ｉｉｃ　ＰＰ１１とされ、一方、極小
部分、すなわち非晶質層の中央部分においては、通常は
１〜１０００ａｔｏｍｉｃ　ＰＰＩＩ＋、好ましくは５
〜７００ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ、最適には１０〜５００
ａｔｏｍｉｃ　ｐｐ＋＊とされるのが望ましい。

」−記の最大含有濃度と極小含有濃度とは、それぞれ窒
素原子の含有濃度にあわせて適宜上記の数値範囲におい
て決定されるが、窒素原子の含有濃度に従ってそれぞれ
の含有濃度を増加させるのが本発明の目的をより効果的
に達成する上で望ましい。また、最大含有濃度は極小含
有濃度に対して、好ましくは２借景−１−１より好まし
くは３借景−１ことされるのが望ましい。

非晶質層１０２中に含有されるケイ素原子、水素原子、
ハロゲン原子、窒素原子、周期律表第■族原子以外の成
分としては、リン、ヒ素等のＶ族原子、更には酸素原子
、炭素原子、ゲルマニウム原子等を単独若しくは適宜組
み合わせて含有させることができる。

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良い。導電性支持体としては、例
えば、ＮｉＣｒ、ステンレス、ＡＩ、５ Ｃｒ、　Ｎｏ、　Ａｕ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ　、　Ｔ
ｉ、　Ｐｔ、　Ｐｄ　　等の金属又はこれ等の合金が挙
げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これ
等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方
の表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。

すなわち、例えばガラスであれば、その表面に、Ｎ１Ｇ
ｒ、　ＡＩ、　Ｃｒ、　Ｎｏ、Ａｕ、Ｉｔ、　Ｎｄ、　
Ｔａ、　Ｖ、Ｔｉ、　Ｐｔ、Ｉｎ２Ｏ３、５ｎ０２、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎ２０３　＋　５ｎＯ２）等から成る薄膜を設
けることによって導電性が付与され、或いはポリエステ
ルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、Ｎ１Ｇｒ、
　ＡＩ、　Ａｇ、　Ｐｂ、　Ｚｎ、　Ｎｉ、Ａｕ、　Ｏ
ｒ、　Ｎｏ、Ｉｔ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ　、　Ｔｉ、
　Ｐｔ等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、ス
パッタリング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面６ をラミネート処理して、その表面に導電性が付与される
。

支持体の形状としては、所望によって、その形状は決定
されるが、例えば第１図の光導電部材１００を電子写真
用像形成部材として使用するのであれば、連続高速複写
の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望まし
い。支持体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成され
る様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性が要
求される場合には、支持体としての機能が十分発揮され
る範囲内であれば可能な限り薄くされる。しかしながら
、このような場合支持体の製造上及び取扱い上、更には
機械的強度等の点から、通常は、１０ｕ以上とされる。

本発明において、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される非晶
質層を形成するには、例えばグロー放電法、スパッタリ
ング法、あるいはイオンブレーティング法等の放電現象
を利用する真空堆積法が適用される。

例えばグロー放電法によって、ａ−９ｉ（Ｈ，Ｘ）で構
成される非晶質層を形成するには、基本的にはケイ素原
子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと共に、
水素原子（Ｈ）導入用の原料ガス及び／又はハロゲン原
子（Ｘ）導入用の原料ガス、並びに窒素原子（Ｎ）導入
用の原料ガス及び周期律表第■族原子導入用の原料ガス
を、所望によりＡｒ、　Ｈｅ等の不活性のガスと共に、
その内部を減圧にし得る堆積室内に所定の混合比とガス
流量になるようにして導入して、該堆積室内にグロー放
電を生起させこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形成する
ことによって、予め所定位置に設置されている支持体表
面」二にａ−３ｉ（Ｈ，Ｘ）からなる層を形成する。

また、スパッタリング法で形成する場合には、例えばＡ
ｒ、　Ｈｅ等の不活性ガス又はこれ等のガスをベースと
した混合ガスの雰囲気中でＳｉで構成されたターゲット
をスパッタリングする際、水素原子（Ｈ）及び／又はハ
ロゲン原子（Ｘ）導入用のガス並びに窒素原子（Ｎ）導
入用の原料ガス及び周期律表第■族原子導入用の原料ガ
スをスパッタリング用の堆積室に導入してやれば良い。

本発明において使用されるＳ１供給、用の原料ガスとし
ては、ＳｉＨ４、Ｓｉ、、Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ、Ｈ
，。等のカス状態の又はガス化し得る水素化ケイ素（シ
ラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に
、層作成作業の扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点で
ＳｉＨ４，５１２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる
。

本発明において水素原子を非晶質層中に導入するには、
主にＨ２、あるいは前記のＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６，５ｉ
３ＨＢ　、　５ｉ４Ｈ１ｏ等の水素化ケイ素のガスを堆
積室中に供給し、放電を生起させて実施される。

本発明において使用できるハロゲン原子導入用の原料ガ
スとして有効なのは、多くのハロゲン化物が挙げられ、
例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、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態の又
はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。

更には、ケイ素原子とハロゲン原子とを構成要素とする
ガス状１ｍの又はガス化し得る、ハロゲン原子を含むケ
イ素化合物も有効なものとして挙げることができ９ る。

本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等（７）
　ハロゲンガス、　Ｂｒｊ、、　ＧＩＦ、ＣｌＦ３、Ｂ
ｒＦａ、ＢｒＦ５．　ＩＦ３　、　ＩＦ７　、　ＩＣＩ
　、　ＩＢｒ等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ケイ素化合物、所謂、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ＳｉＦ
４、Ｓｉ２Ｆ６　、５ｉＣ１４，５ｉＢｚ等のハロゲン
化ケイ素が好ましいものとして挙げられることができる
。

非晶質層中にハロゲン原子を導入する際の原料ガスとし
ては、上記されたハロゲン化合物あるいはハロゲンを含
むケイ素化合物が有効なものとして使用されるものであ
るが、その他にＩＩＦ、　ＩＣＩ、ＨＢｒ　、　Ｈ１等
ノハロゲン化水素、ＳｉＨ，、Ｆ　２．５ｉＨ２１２，
５ｉＨ２Ｃ１２，５ｉＨＧｂ、５ｉｔ（２Ｂｒｚ　、　
５ｉＨＢｒ３等＋７）ハロゲン置換水素化ケイ素、等々
のガス状態のあるいはガス化し得る、水素原子を構成要
素の一つとするハロゲン化物も有効な非晶質層形成用の
出発物質０ として挙げることができる。

これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、非晶質層形成
の際に層中に、電気的あるいは光電的特性の制御に極め
て有効な成分としての水素原子の導入と同時に、ハロゲ
ン原子も導入することができるので、本発明においては
好適なハロゲン原子導入用の原料として使用される。

本発明において使用される窒素原子供給用の原料ガスと
しては、Ｎを構成原子とする、例えば窒素（Ｎ２）、ア
ンモニア（ＮＨ３）　、ヒドラジン（Ｈ２ＮＮＨ２）ア
ジ化水素（ＨＮ３）　、アジ化アンモニウム（ＮＨ４Ｎ
３）等のガス状の又はガス化し得る窒素、窒化物、アジ
化物等ノ窒素化合物を挙げることができる。この他に、
窒素原子の導入に加えてハロゲン原子の導入もできると
いう点から、三フフ化窒素（Ｆ３Ｎ）四フフ化窒素（Ｆ
４Ｎ２）等のハロゲン化窒素化合物を挙げることができ
る。

本発明において使用される周期律表第■族原子供給用の
原料ガスとしては、Ｂ２Ｈ６、Ｂ、Ｈ，ｏ、　Ｂ５Ｈ９
、Ｂ５貼、Ｂ、Ｈｌｏ、　ＧａＣ！Ａ、　ＡｌＣｌ５　
、　ＢＦ３　、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３、ＢＴ、等を挙げる
ことができる。

反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質層を形成する
には、例えばスパッタリング法の場合にはＳｉから成る
ターゲットを使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲
気中でスパッタリングし、イオンブレーティング法の場
合には、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源と
して蒸着ボートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、あるいはエレクトロンビーム法（ＥＢ法）等によ
って加熱蒸発させ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲
気中を通過させることによって実施できる。

この際、スパッタリング法、イオンブレーティング法の
何れの場合にも、形成される層中に所定の原子を導入す
るには、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）
導入用のガス並びに窒素原子（Ｎ）導入用の原料ガス及
び周期律表第■族原子導入用の原料ガスを、必要に応じ
てＨｅ、　Ａｔ等の不活性ガスも含めてスパッタリング
、イオンブレーティング用の堆積室中に導入して、該ガ
スのプラズマ雰囲気を形成してやれば良いものである。

非晶質層中に含有される水素原子、ハロゲン原子、窒素
原子、周期律表第■族原子の量を制御するには、例えば
水素原子（Ｈ）、ハロゲン原子（Ｘ）窒素原子（Ｎ）、
周期律表第■族原子を含有させるために使用される出発
物質の堆積装置系内へ導入する量、支持体温度、放電電
力等の一種以上を制御してやれば良い。

非晶質層中に、ケイ素原子、水素原子、ハロゲン原子：
窒素原子、周期律表第■族原子以外の添加物原子を含有
する層領域を設けるには、グロー放電法や反応スパッタ
リング法等による非晶質層の形成の際に、添加物原子導
入用の出発物質を前記した非晶質層形成用の出発物質と
共に使用して、形成される層中にその量を制御しながら
添加し実施される。その様な添加物原子導入用の出発物
質としては、少なくとも添加物原子を構成原子とするガ
ス状の物質又はガス化し得る物質をガス化したものの中
の大概のものが使用され得る。

添加物原子を含有する層領域に導入される添加３ 物原子の含有量は、堆積室中に流入される添加物原子導
入用の出発物質のガス流量、ガス流量比、放電パワー等
の−・種以上を制御することによって任意に制御され得
る。

添加物原子導入用の出発物質として１本発明において有
効１こ使用されるのは、■族原子導入用としては、ＰＨ
３、Ｐ２１１１．　Ａｓ旧、５ｂ）１３、ＢｉＨ：＋等
が、酸素原子導入用としては、ＮＯ，Ｎ２０　、０□等
が、炭素原子導入用としては、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ＋　、　
Ｇ、１ｌ（Ｂ、Ｃ４Ｈｏｇ等がそれぞれ主なものとして
挙げられる。

本発明において、非晶質層をグロー放電法又はスパッタ
リング法で形成する際に使用される稀釈用ガスとしては
、所謂稀ガス、例えば１−１ｅ、Ｎｅ、　Ａｔ等を好適
なものとして挙げることができる。

次にグロー放電分解法によって生成される光導電部材の
製造方法の例について説明する。

第３図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を示す。

図中の１１０２〜１１０Ｂのガスポンベには、本発明の
光導電部材の非晶質層を形成するための原料ガス４ が密封されており、その−・例として、例えば１１ｏ２
は、ＳｉＨ，ガス（純度！３８．８９％）ボンへ、１１
０３はＨ２で希釈されたＢ２　Ｈ６ガス（純度８Ｅ１．
ｌ］Ｉ３％、以下Ｂ２Ｈｎ／　Ｈ２ガスと略す）ボンベ
、１１０４はＮＨ３ガス（純度９９、８９％）ボンへ、
１１０５はＣＩ（、ガス（純度１１８．Ｈ％）ボンベ、
１１０６はＳｉＦ４ガス（純度９Ｌ８１１％）ボンベで
ある。図示されていないがこれら以外に、必要に応じて
所望のガス種を増設することが可能である。

これらのガスを反応室１１０１に流入させるには。

ガスポンベ１１０２〜１１０Ｂの各バルブ１１２２〜１
１２６及びリークバルブ１１３５が閉じられていること
を確認し、また、流入バルブ１１１２〜１ｌｌｅ、　’
ｔＡＥ出バルブ１１１７〜１１２１及び補助バルブ１１
３２．１１３３が開かれていることを確認して、先づメ
インバルブ１１３４ヲ開いて反応室１１０１及びガス配
管内を排気する。次に真空計１１３６の読みが約５Ｘ　
ＩＱ−６ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ１１３２．
１１３３及び流出バルブ１１１７〜＋１２１を閉じる。

続いてガスボンベ１１０２よ４ＪＳｉＨ４ガス、ガスポ
ンベ１１０３より８２　Ｈ６／　Ｈ２ガス、ガスポンベ
１１０４よりＮＨ３ガス、ガスポンベ１１０５よりＣ１
（４ガス、ガスポンベ１１０８よりＳｉＦ＜ガスをそれ
ぞれノヘルプ１１２２〜１１２Ｂを開いて出口圧ゲージ
１１２７〜１１３１の圧をＩＫｇ　／　ｃｍ”に調整し
、流入バルブ１１１２〜１ｌｌｆｔヲ徐々に開けて、マ
スフロコントローラ１１０７〜１１１１内に流入させる
。引き続いて流出バルブ１１１７〜１１２１及び補助バ
ルブ１１３２．１１３３を徐々に開いて夫々のガスを反
応室１１０１に流入させる。このときのこれら各ガス流
量の比が所望の値になるように流出バルブ１１１７〜１
１２１を調整し、また、反応室内の圧力が所望の値にな
るように真空計１１３６の読みを見ながらメインバルブ
１１３４の開口を調整する。

そして気体シリンダー１１３７の温度が加熱ヒーター１
１３８により５０〜４００’Ｏの温度に設定されている
ことを確認した後、電源１１４０を所望の電力に設定し
て反応室１１０１内にグロー放電を生起させる。

同時にあらかじめ設計された窒素原子及びホウ素原子含
有量曲線が得られるように、Ｎ旧ガス及びＢ２　Ｈａ　
／　Ｈ２ガス流量を適宜変化させ、それに応じて変化す
るプラズマ状態を補正する意味で、必要に応じ放電パワ
ー、基板温度等を制御して非晶質層を形成する。

また、層形成を行っている間は、層形成の均一化を計る
ために基体シリンダー１１３７をモータ１１３９により
一定速度で回転させる。

以下、実施例について説明する。

実施例１ 第３図に示した光導電部材の製造装置を用い。

先に詳述したグロー放電分解法によりＡｌ製のシリンダ
ー上に第１表にした製造条件に従い非晶質層を形成した
。得られた感光体ドラムの一部を切り取り、二次イオン
質量分析装置を使用して層厚方向のホウ素原子及び窒素
原子濃度の定量を実施し、第４図に示した濃度分布結果
を得た。また、感光体ドラムの残りの部分を電子写真装
置にセットして帯電コロナ電圧＋６ＫＶ、画像露光０．
８〜１．５１ｕｘ＊　ｓｅｃにより潜像を形成し、引き
続き現像、転写、定着の各プロセスを周知の方法で実施
し、画像評価を行なった。画像評価は通常の環境下でＡ
４サイズの用紙を用い、通算１５万枚相当の画７ 像出しを実施し、高温高湿環境下で更に１５万枚相当の
画像出しを実施し、−万枚毎のサンプルにつき各画像の
［濃度］　［解像性］　Ｅ階調再現性］「画像欠陥］等
の優劣をもって評価したが、環境条件、耐久枚数によら
ず、」−記全ての項目について極めて良好な評価が得ら
れた。特に、［濃度］の項目については特筆すべきもの
があり、極めて高濃度のものが得られることが確認され
た。これは電位測定の結果からも裏付けられており、例
えば窒素原子無添加のものと比較すると、２〜２．５倍
程度受容電位が向上していることが判明し、窒素原子ド
ープによる高抵抗化とその含有量変化による電荷注入防
止の相乗効果が十分に効を奏していることが推察された
。この電荷受容能の向上は単に画像濃度のみにとどまら
ず、広いコロナ条件のラティチュードが得られ、画質の
選択範囲が拡大されるという大きな利点を有する。

また、更に特筆すべき項目として［解像性］が挙げられ
、今回の一連の試験ではいかなる環境条件のもとでも極
めて鮮明な画像が維持できること８ が解った。これは非晶質層の支持体近傍に極大部分があ
る第４図のようなホウ素原子濃度分布をもたせた効果と
みられ、このようなホウ素原子濃度分布をもたないもの
との差は歴然であった。

実施例２ 窒素原子及びホウ′素原子の濃度度分布形態を変えたこ
とを除いては実施例１と同様な方法で感光体ドラムを作
製した。製造条件の詳細については第１表に示す。この
感光体ドラムについて実施例１と全く同様な構成原子濃
度の分析、画像評価を実施した。その結果、第５図に示
した窒素原子及びホウ素原子法度分布結果を得た。また
、画像評価についても実施例１とほぼ同等の良好な結果
を得た。

比較例１及び実施例３〜５ 窒素原子の濃度並びにホウ素原子の濃度度分布形態を、
第６図（比較例１）及び第７〜９図（実施例３〜５）の
ように変えたことを除いては実施例１と同様な方法で感
光体ドラムを作製した。これらの感光体ドラムについて
実施例１と全く同様な画像評価を実施した。その結果、
比較例１の感光体ドラムについては、通常の環境下での
画像は良いが、高温高湿条件下では１２万枚目当りより
画像流れが生じた。一方、実施例３〜５の感光体ドラム
については、非常に優れたコントラスト画像が得られ、
高温高湿条件下においても画像流れは生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の光導電部材の構成の実施態様例を説
明するために層構造を模式的に示した図である。第２ａ
〜２を図は、本発明の光導電部材の非晶質層中の窒素原
子及び周期律表第■メ族原子濃度分布を模式的に示した
図である。第３図は、グロー放電分解法による光導電部
材の製造装置を示した図である。第４．５．７〜９図は
、本発明の実施例に於ける光導電部材の構成原子濃度分
布の分析結果を示した図である。第６図は比較例の光導
電部材の構成原子濃度分布の分析結果を示した図である
。 １００：光導電部材　　１０１：支持体１０２：非晶質
層　　　ｔｉｏｔ　：反応室１１０２〜１１０８　：ガ
スボンベ １１０７〜１１１１：マスフロコントローラ１１１２〜
１１１８：流入バルブ １１１７〜１１２１　：流出バルブ １１２２〜１１２８：／ヘルプ １１２７〜１１３１　：圧力調整器 ２ １１３２：補助バルブ　　１１３３：メインバルブ１１
３４　：ゲートバルブ　１１３５：リーグバルブ１１３
８　：真空計　　　　１１３７　：基体シリンダー１１
３８　：加熱ヒーター　１１３９　：モータ１１４０　
：高周波電源（マツチングボックス）特許出願人　　キ
ャノン株式会社 第２ｐ図　　　第２ｑ日 第２Ｓ図　　　第２を図 第２ｒ図 忌肥塾（針（錯→） 知４敬其←（粱虎昇） 婬抹軸ｉ（＊−）−ｉ） 鼾脇枦ＩＦｌ幹卜）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、支持体と、この支持体上に設けられ、ケイ素原子を
   母体とし、水素原子及びハロゲン原子の少なくともその
   いずれか一方、窒素原子、並びに周期律表第■族から選
   ばれた少なくとも一種の原子をその構成原子として含有
   する光導電性のある非晶質層とを有する光導電部材にお
   いて、前記非晶質層が、窒素原子については、該層の層
   厚方向に関し該層の中央より上の部分から表面に向かっ
   てその含有原子濃度が増加するような濃度分布を有し、
   周期律表第■族原子については、該層の層厚方向に関し
   前記支持体の設けられている側の端面又はその近傍に最
   大濃度を有するような濃度分布を有することを特徴とす
   る光導電部材。