JPS6299756A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPS6299756A
JPS6299756A JP23955085A JP23955085A JPS6299756A JP S6299756 A JPS6299756 A JP S6299756A JP 23955085 A JP23955085 A JP 23955085A JP 23955085 A JP23955085 A JP 23955085A JP S6299756 A JPS6299756 A JP S6299756A
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啓一 村井
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小川 恭介
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光(ここでは広義の光で紫外線、可視光線、
赤外線、X線、γ線等を示す)の様な電磁波に感受性の
ある光受容部材に関する。
さらに詳しくは、レーザー光などの可干渉性光を用いる
のに適した光受容部材に関する。
〔従来技術の説明〕
デジタル画像情報を画像として記録する方法として、デ
ジタル画像情報に応じて変調したレーザー光で光受容部
材を光学的に走査することによシ靜電潜像を形成し、次
いで該潜像を現像するか、更に必要に応じて転写、定着
などの処理を行ない、画像を記録する方法が知られてお
り、中でも電子写真法による画像形成法では、レーサー
として、小型で安価なHe−Neレーザーあるいは半導
体レーザー(通常は650〜820 nrnの発光波長
を有する)を使用して像記録を行なうのが一般的である
ところで、半導体レーザーを用いる場合に適した電子写
真用の光受容部材としては、その光感度領域の整合性が
他の種類の光受容部材と比べて優れているのに加えて、
ビッカース硬度が高く、公害の問題が少ない等の点から
評価され、例えば特開昭54−86341号公報や特開
昭56−83746号公報にみられるようなシリコン原
子を含む非晶質材料(以後ra−8iJと略記する)か
ら成る光受容部材が注目されている。
しかしながら、前記光受容部材については、光受容層を
単層構成のa −Si層とすると、その高光感度を保持
しつつ、電子写真用として要求される1(112Ω濡以
上の暗抵抗を確保するには、水素原子やハロケ゛ン原子
、或いはこれ等に加えてボロン原子とを特定の量範囲で
層中に制御された形で構造的に含有させる必要性があシ
、ために層形成に当って各種条件を厳密にコントロール
することが要求される等、光受容部材の設計についての
許容度に可成りの制限がある。そしてそうした設計上の
許容度の問題をある程度低暗抵抗であっても、その高光
感度を有効に利用出来る様にする等して改善する提案が
なされている。即ち、例えば、特開昭54−12174
3号公報、特開昭57−4053号公報、特開昭57−
4172号公報にみられるように光受容層を伝導特性の
異なる層を積層した二層以上の層構成として、光受容層
内部に空乏層を形成したり、或いは特開昭57−521
78号、同52179号、同52180号、同5815
9号、同58160号、同58161号の各公報にみら
れるように支持体と光受容層の間、又は/及び光受容層
の上部表面に障壁層を設けた多層構造としたシして、見
掛は上の暗抵抗を高めた光受容部材が提案されている。
ところがそうした光受容層が多層構造を有する光受容部
材は、各層の層厚にばらつきがあり、これを用いてレー
ザー記録を行う場合、レーザー光が可干渉性の単色光で
あるので、光受容層のレーザー光照射側自由表面、光受
容層を構成する各層及び支持体と光受容層との層界面(
以後、この自由表面及び層界面の両者を併せた意味で「
界面」と称する。)より反射して来る反射光の夫々が干
渉を起してしまうことがしばしばある。
この干渉現象は、形成される可視画像において、所謂、
干渉縞模様となって現われ、画像不良の原因となる。殊
に階調性の高い中間調の画像を形成する場合にあっては
、識別性の著しく劣った阻画像を与えるところとなる。
また重要な点として、使用する半導体レーザー光の波長
領域が長波長になるにつれ光受容層に於ける該レーザー
光の吸収が減少してくるので、前記の干渉現象が顕著に
なるという問題がある。
即ち、例えば2若しくはそれ以上の層(多層)構成のも
のであるものにおいては、それらの各層について干渉効
果が起り、それぞれの干渉が相乗的に作用し合って干渉
縞模様を呈するところとなり、それがそのま\転写部材
に影響し、該部材上に前記干渉縞模様に対応した干渉縞
が転写、定着され可視画像に現出して不良画像をもたら
してしまうといった問題がある。
こうした問題を解消する策として、(a)支持体表面を
ダイヤモンド切削して、+50 oX−+1(10)0
 oXの凹凸を設けて光散乱面を形成する方法(例えば
特開昭58−162975号公報参照)、(b)アルミ
ニウム支持体表面を黒色アルマイト処理したり、或いは
、樹脂中にカーボン、着色顔料、染料を分散したシして
光吸収層を設ける方法(例えば特開昭57−16584
5号公報参照) 、(C)アルミニウム支持体表面を梨
地状のアルマイト処理したシ、サンドブラストによシ砂
目状の微細凹凸を設けたりして、支持体表面に光散乱反
射防止層を設ける方法(例えば特開昭57−16554
号公報参照)等が提案されてはいる。
これ等の提案方法は、一応の結果はもたらすものの、画
像上に現出する干渉縞模様を完全に解消するに十分なも
のではない。
即ち、(a)の方法については、支持体表面に特定の凹
凸を多数設けていて、それにより光散乱効果による干渉
縞模様の現出が一応それなりに防止はされるものの、光
散乱としては依然として正反射光成分が残存するため、
該正反射光による干渉縞模様が残存してしまうことに加
えて、支持体表面での光散乱効果により照射スポットに
拡がりが生じ、実質的な解像度低下をきたしてしまう。
(b)の方法については、黒色アルマイト処理では、完
全吸収は不可能であシ、支持体表面での反射光は残存し
てしまう。まだ、着色顔料分散樹脂層を設ける場合は、
a−3i層を形成する際、樹脂層より脱気現象が生じ、
形成される光受容層の層品質が著しく低下すること、樹
脂層がa−Si層形成の際のプラズマによってダメージ
を受けて、本来の吸収機能を低減させると共に、表面状
態の悪化によるその後のa −Si層の形成に悪影響を
与えること等の問題点を有する。
(C)の方法については、例えば入射光についてみれば
光受容層の表面でその一部が反射されて反射光となり、
残りは、光受容層の内部に進入して透過光となる。透過
光は、支持体の表面に於いて、その一部は、光散乱され
て拡散光となり、残シが正反射されて反射光となり、そ
の一部が出射光となって外部に出ては行くが、出射光は
、反射光と干渉する成分であって、いずれにしろ残留す
るため依然として干渉縞模様が完全に消失はしない。
ところで、この場合の干渉を防止するについて、光受容
層内部での多重反射が起らないように、支持体の表面の
拡散性を増加させる試みもあるが、そうしたところでか
えって光受容層内で光が拡散してハレーションを生じて
しまい結局は解像度が低下してしまう。
特に、多層構成の光受容部材においては、支持体表面を
不規則的に荒しても、第1層表面での反射光、第2層で
の反射光、支持体面での正反射光の夫々が干渉して、光
受容部材の各層厚にしたがった干渉縞模様が生じる。従
って、多層構成の光受容部材においては、支持体表面を
不規則に荒すことでは、干渉縞を完全に防止することは
不可能である。
又、サンドブラスト等の方法によって支持体表面を不規
則に荒す場合は、その粗面度がロット間に於いてバラツ
キが多く、且つ同一ロットに於いても粗面度に不均一が
あって、製造管理上問題がある。加えて、比較的大きな
突起がうンダムに形成される機会が多く、斯かる大きな
突起が光受容層の局所的ブレークダウンをもたらしてし
まう。
又、支持体表面を単に規則的に荒したところで、通常、
支持体の表面の凹凸形状に沿って、光受容層が堆積する
ため、支持体の凹凸の傾斜面と光受容層の凹凸の傾斜面
とが平行になり、その部分では入射光は、明部、暗部を
もたらすところとなり、また、光受容層全体では光受容
層の層厚の不均一性があるため明暗の縞模様が現われる
。従って、支持体表面を規則的に荒しただけでは、干渉
縞模様の発生を完全に防ぐことはできない。
又、表面を規則的に荒した支持体上に多層構成の光受容
層を堆積させた場合にも、支持体表面での正反射光と、
光受容層表面での反射光との干渉の他に、各層間の界面
での反射光による干渉が加わるため、一層構成の光受容
部材の干渉縞模様発現度合より一層複雑となる。
〔発明の目的〕
本発明は、主としてa−8iで構成された光受容層を有
する光受容部材について、上述の諸問題を排除し、各種
要求を満たすものにすることを目的とするものである。
すなわち、本発明の主たる目的は、電気的、光学的、光
導電的特性が使用環境に殆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、繰返し使用に際
しても劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留
電位が全く又は殆んど観測されなく、製造管理が容易で
ある、a−8iで構成された光受容層を有する光受容部
材を提供することにある。
本発明の別の目的は、全可視光域において光感度が高く
、とくに半導体レーザーとのマツチング性に優れ、且つ
光応答の速い、a−8iで構成された光受容層を有する
光受容部材を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、高光感度性、高SN比特性及
び高電気的耐圧性を有する、a−8iで構成された光受
容層を有する光受容部材を提供することにある。
本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層と支持体
との間や積層される層の各層間に於ける密着性に優れ、
構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高い、a−
8iで構成された光受容層を有する光受容部材を提供す
ることにある。
本発明の更に他の目的は、可干渉性単色光を用いる画像
形成に適し、長期の繰り返し使用にあっても、干渉縞模
様と反転現像時の斑点の現出がなく、且つ画像欠陥や画
像のボケが全くなく、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、高品質画像を得ることのでき
る、a−3iで構成された光受容層を有する光受容部材
を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明者らは、従来の光受容部材についての前述の諸問
題を克服して、上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、下達する知見を得、該知見に基づいて本発明を
完成するに至った。
即ち、本発明は、支持体上に、シリコン原子と、ゲルマ
ニウム原子又はスズ原子の少なくとも一方と、酸素原子
、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一
種とを含有する非晶質材料で構成された感光層を少なく
とも有する多層構成の光受容層を備えた光受容部材であ
って、前記支持体の表面が複数の球状痕跡窪みによる凹
凸形状を有し、かつ、該球状痕跡窪み内に更に微小な複
数の凹凸形状を有していることを骨子とする光受容部材
に関する。
ところで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果得た知見
は、概要、支持体上に複数の層を有する光受容部材にお
いて、前記支持体表面に、複数の球状痕跡窪みによる凹
凸を設け、かつ、該球状痕跡窪み内に更に微小な複数の
凹凸形状を設けることにより、画像形成時に現われる干
渉縞模様の問題が著しく解消されるというものである。
この知見は、本発明者らが試みた各種の実験により得た
事実関係に基づくものである。
このところを、理解を容易にするため、図面を用いて以
下に説明する。
第1図は、本発明に係る光受容部材1(10)の層゛構
成を示す模式図であり、微小な複数の球状痕跡窪みによ
る凹凸形状を有し、かつ、該球状痕跡窪み内に更に微小
な複数の凹凸形状を有する支持体1(11上に、その凹
凸の傾斜面に沿って、第一の層1021及び第二の層1
02′とからなる光受容層102を備えた光受容部材を
示している。
第2及び4図は、本発明の光受容部材において干渉縞模
様の問題が解消されるところを説明するための図である
第6図は、表面を規則的に荒した支持体上に、多層構成
の光受容層を堆積させた従来の光受容部材の一部を拡大
して示した図である。読図において、3(11は第一の
層、302は第二の層、303は自由表面、604は第
一の層と第二の層の界面をそれぞれ示している。第6図
に示すごとく、支持体表面を切削加工等の手段によシ単
に規則的に荒しただけの場合、通常は、支持体の表面の
凹凸形状に沿って光受容層が形成されるため、支持体表
面の凹凸の傾斜面と光受容層の凹凸の傾斜面とが平行関
係をなすところとなる。
このことが原因で、例えば、光受容層が第一の層6(1
1と、第二の層302との2つの層からなる多層構成の
ものである光受容部材においては、例えば次のような問
題が定常的に惹起される。
即ち、第一の層と第二の層との界面604及び自由表面
303とが平行関係にあるため、界面604での反射光
R1と自由表面での反射光R2とは方向が一致し、第二
の層の層厚に応じた干渉縞が生じる。
第2図は、複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を有する
支持体上に、多層構成の光受容層を堆積させた光受容部
材の一部を拡大して示した図である。読図において、2
(11は第一の層、202は第二の層、203は自由表
面、204は第一の層と第二の層との界面をそれぞれ示
している。
第2図に示すごとく、支持体表面に複数の微小な球状痕
跡窪みによる凹凸形状を設けた場合、該支持体上に設け
られる光受容層は、該凹凸形状に沿って堆積するため、
第一の層2(11と第二の層202との界面204、及
び自由表面206は、各各、前記支持体表面の凹凸形状
に沿って、球状痕跡窪みによる凹凸形状に形成される。
界面204に形成される球状痕跡窪みの曲率をR1、自
由表面に形成される球状痕跡窪みの曲率をR2とすると
、R1とR2とはR1\R2となるため、界面204で
の反射光と、自由表面206での反射光とは、各々異な
る反射角度を有し、即ち、第2図におけるθ1、θ2が
θ1\θ2であって、方向が異なるうえ、第2図に示す
11.12.13を用いてg++12−15で表わされ
るところの波長のいずれも一定とはならずに変化するた
め、いわゆるニュートンリング現象に相当するシェアリ
ング干渉が生起し、干渉縞は窪み内で分散されるところ
となる。これにより、こうした光受容部材を介して現出
される画像は、ミクロ的には干渉縞が仮に現出されてい
たとしても、それらは視覚にはとられられない程度のも
のとなる。
即ち、かくなる表面形状を有する支持体の使用は、その
上に多層構成の光受容層を形成してなる光受容部材にあ
って、該光受容層を通過した光が、層界面及び支持体表
面で反射し、それらが干渉することにより、形成される
画像が縞模様となることを効率的に防止し、優れた画像
を形成しうる光受容部材を得ることにつながる。
第4図は、第1図に示す本発明の光受容部材における支
持体表面の一部を拡大した図である。
第4図に示すごとく、本発明の光受容部材における支持
体表面は、球状痕跡窪み4(11内の表面の一部分乃至
全体に、更に微小な凹凸乃至凹凸群402が形成されて
いる。この様な更に微小な凹凸乃至凹凸群402を設け
た場合、第2図を用いて記述したところの干渉防止効果
に加えて、該微小凹凸402による散乱効果がもたらさ
れて、これにより干渉縞模様の発生がより一層確実に防
止される。
ところで、従来技術においては、前述したごとく、支持
体表面をランダムに荒らすことで乱反射させ、干渉縞模
様の発生を防止していた。
しかし、この様な場合充分な干渉縞模様の発生を防止す
る効果が得られないばかりでなく、画像転写後のクリー
ニングにおいて、;例えばブレードを用いてクリーニン
グする場合にも問題が生ずる。即ち、光受容層の表面は
、支持体上に設けられた凹凸に沿った凹凸が生ずるため
、ブレードが光受容層の凹凸の凸部に主としてあたり、
クリーニング性が悪く、また、光受容層の凸部とブレー
ド表面の摩耗が大きくなり、結果的に両者の耐久性がよ
くなく問題がある。
これに対し、本発明の光受容部材においては、散乱効果
をもたらす微小な凹凸形状か、球状痕跡窪み(凹部)内
に存在するため、クリーニング時において、ブレードが
光受容層の凹部に接触するということがなくなり、ブレ
ードや光受容層表面に大きな負荷がかからないという利
点も有している。
さて、本発明の光受容部材の支持体表面に設けられる球
状痕跡窪みによる凹凸形状の曲率、幅、及び該球状痕跡
窪み内の更に微小な凹凸の高さは、こうした本発明の光
受容部材における干渉縞の発生を防止する作用効果を効
率的に得るについて重要である。本発明者らは、各種実
験を重ねた結果以下のところを究明した。
即ち、球状痕跡窪みによる凹凸形状の曲率をR1幅をD
としだ場合、次式: %式% を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシェアリング
干渉によるニュートンリングが0.5本以上存在するこ
ととなる。さらに次式:%式% を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシェアリング
干渉によるニュートンリングが1本以上存在することと
なる。
こうしたことから、光受容部材の全体に発生する干渉縞
を、各々の痕跡窪み内に分散せしめ、光受容部材におけ
る干渉縞の発生を防止するためには、前記百を0.03
5、好ましくは0.055以上とすることが望ましい。
また、頁の上限は、望ましくは0.5とされる。
というのは、Dが0.5より大きくなると、窪みの幅り
が相対的に犬きくなり、画像ムラ等を派生し易い状況と
なるためである。
また、痕跡窪みによる凹凸の幅りは、大きくとも5(1
0)μm程度、好ましくは2(10)μm以下、より好
ましくは1(10)μm以下とするのが望ましい。Dが
5(10)μmを越えると、画像ムラを派生しやすくな
るとともに、解像力をこえてしまうおそれがあり、こう
した場合には、効率的な干渉縞防止効果が得られにくく
なる。
球状痕跡窪み内に形成される微小凹凸の高さ、即ち、球
状痕跡窪み内の表面粗さγ。ヤハ、o、s〜20μmの
範囲であることが好ましい。γmaxが0.5μm以下
である場合には散乱効果が十分に得られす、また、20
μmをこえると、球状痕跡窪みによる凹凸と比較して、
球状痕跡窪み内の微小凹凸が大きくなりすぎ、痕跡窪み
が球状をなさなくなったりして、干渉縞模様の発生を防
止する効果が充分に得られなくなる。また、こうした支
持体上に設けられる光受容層の不均一性を増長すること
とも彦り、画像欠陥を生じやすくなるため、好ましくな
い。
上述のような特定の表面形状の支持体上に形成される光
受容層は、シリコン原子と、ゲルマニウム原子及びスズ
原子の少なくともいずれか一方とを含有するアモルファ
ス材料、特にシリコン原子(Si)と、ゲルマニウム原
子(Ge)及びスズ原子(Sn )の少なくともいずれ
か一方と、好ましくは、水素原子(H)及びハロゲン原
子(X)の少なくともいずれか一方とを含有するアモル
ファス材料で構成され、さらに酸素原子(0)、炭素原
子(C)及び窒素原子(N)の中から選ばれる少なくと
も一種を光受容層の全層中もしくは一部の層中に含有し
ており、さらに必要に応じて伝導性を制御する物質を全
層中もしくは一部の層中に含有せしめることができる。
そして、該光受容層は、多層構造を有しており、特に好
ましくは、伝導性を制御する物質を含有する電荷注入阻
止層を構成層の1つとして有するか、又は/及び障壁層
を構成層の1つとして有することが望ましく、さらに、
後で詳述するように、干渉を防止することを目的として
、光受容層の支持体側の端部にゲルマニウム原子又は/
及びスズ原子を比較的多量に含有する局在領域を形成せ
しめることが望ましく、こうした構成の本発明の光受容
部材は支持体上に複数の層による複数の界面が形成され
ることとなる。
本発明の光受容部材の光受容層の作成については、本発
明の前述の目的を効率的に達成するために、その層厚を
光学的レベルで正確に制御する必要があることから、グ
ロー放電法、ス・ξツタリング法、イオンプレーティン
グ法等の真空堆積法が通常使用されるが、これらの他、
光CVD法、熱CVD法等を採用することもできる。
以下、図示の実施例にしたがって本発明の光受容部材の
具体的内容を説明するが、本発明の光受容部材はそれら
実施例により限定されるものではない。
第1図は、本発明の光受容部材の層構成を説゛明するた
めに模式的に示した図であり、図中、1(10)は光受
容部材、1(11は支持体、102は光受容層、102
′は第一の層、102“は第二の層、103は自由表面
を示している。
支持体 本発明の光受容部材における支持体1(11は、その表
面が光受容部材に要求される解像力よりも微小な凹凸を
有し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪みによるもの
であり、かつ、該球状痕跡窪み内には更に微小な複数の
凹凸が形成されているものである。
以下に、本発明の光受容部材における支持体の表面の形
状及びその好適な製造例を、第4及び5図により説明す
るが、本発明の光受容部材、における支持体の表面形状
及びその製造法は、これらによって限定されるものでは
ない。
第4図は、本発明の光受容部材における支持体の表面の
形状の典型的−例を、その凹凸形状の一部を部分的に拡
大して模式的に示すものである。
第4図において4(11は支持体、402は支持体表面
、406は球状痕跡窪みによる凹凸形状、404は該球
状痕跡窪み内に設けられた更に微小な凹凸形状を示して
いる。
さらに第4図は、該支持体表面形状を得るのに好ましい
製造方法の1例をも示すものでもあり、403′は、表
面に微小な凹凸形状404′を有する剛体球を示してお
り、該剛体球403′を支持体表面402より所定高さ
の位置より自然落下させて支持体表面402に衝突させ
ることにより、窪み内に微小な凹凸形状404を有する
、球状痕跡窪みによる凹凸形状403を形成しうろこと
を示している。そして、ほぼ同一径R′の剛体球403
1を複数個用い、それらを同一の高さhより、同時ある
いは逐時、落下させることにより、支持体表面402に
、はソ同一の曲率R及びはソ同一の幅りを有する複数の
球状痕跡窪み403を形成することができる。
第5図は、前述のごとくして表面に、複数の球状痕跡窪
みによる凹凸形状の形成された支持体のいくつかの典型
例を示すものである。読図において、5(11は支持体
、502は支持体表面、503は;窪み内に複数の更に
微小な凹凸形状を有する球状痕跡窪み(なお、第5図に
おいては球状痕跡窪み内に形成される更に微小な複数の
凹凸形状は図示していないが、球状痕跡窪み506内に
は各々更に微小な凹凸形状を有しているものとする。)
 、503’は表面に微小な凹凸形状を有する剛体球(
同様にして、表面の微小な凹凸形状は図示していないが
、剛体球の表面には、微小な凹凸形状を有しているもの
とする。)をそれぞれ示している。
第5(A)図に示す例では、支持体5(11の表面50
2の異なる部位に、ほぼ同一の径の複数の球体505’
 、503’ 、・・・をほぼ同一の高さより規則的に
落下させてほぼ同一の曲率及びほぼ同一の幅の複数の痕
跡窪み503.503.・・・を互いに重複し合うよう
に密に生じせしめて規則的に凹凸形状を形成したもので
ある。なおこの場合、互いに重複する窪み503,50
3.・・・を形成するには、球体506′の支持体表面
502への衝突時期が、互いにずれるように球体503
/ 、 503/ 、・・・を自然落下せしめる必要の
あることはいうまでもない。
また、第5(B)図に示す例では、異なる径を有する二
種類の球体503/ 、503’ 、・・・をほぼ同一
の高さ又は異なる高さから落下させて、支持体5(11
の表面502に、二種の曲率及び二種の幅の複数の窪み
503 、503 、・・・を互いに重複し合うように
密に生じせしめて、表面の凹凸の高さが不規則な凹凸を
形成したものである。
更に、第5(c)図(支持体表面の正面図及び断面図)
に示す例では、支持体5(11の表面502に、ほぼ同
一の径の複数の球体503’、503’、・・・をほぼ
同ニの高さより不規則に落下させ、ほぼ同一の曲率及び
複数種の幅を有する複数の窪み506゜506、・・・
を互いに重複し合うように生じせしめて、不規則な凹凸
を形成したものである。
以上のように、本発明の光受容部材の支持体の表面に、
球体痕跡窪みによる凹凸形状を形成せしめ、かつ、該球
状痕跡窪み内に更に微小な複数の凹凸形状を形成せしめ
るについては、表面に微小な凹凸形状を有する剛体球を
支持体表面に落下させる方法が、好ましい例として挙げ
られるが、この場合、剛体球の径、落下させる高さ、剛
体球と支持体表面の硬度、剛体球の表面の凹凸の形状及
び大きさ、あるいは落下せしめる剛体球の量等の諸条件
を適宜選択することによシ、支持体表面に所望の平均曲
率及び平均幅を有する球状痕跡窪み、あるいは該球状痕
跡窪み内に所望の大きさ及び形状の凹凸を、所定の密度
で形成することができる。即ち、上記諸条件を選択する
ことによシ、支持体表面に形成される凹凸形状の凹凸の
高さや凹凸のピンチ、あるいは凹凸形状の凹部に形成さ
れる更に微小な凹凸形状の凹凸の高さや凹凸のピッチ等
を、目的に応じて自在に調節することが可能であり、所
望の凹凸形状を有する支持体を得ることができる。
そして、光受容部材の支持体を凹凸形状表面のものにす
るについて、旋盤、フライス盤等を用いたダイヤモンド
バイトにより切削加工して作成する方法の提案がなされ
ていてそれなりに有効な方法ではあるが、該方法にあっ
ては切削油の使用、切削により不可避的に生ずる切粉の
除去、切削面に残存してしまう切削油の除去が不可欠で
あシ、結局は加工処理が煩雑であって効率のよくない等
の問題を伴うところ、本発明にあっては、支持体の凹凸
表面形状を前述したように球状痕跡窪みにより形成する
ことから上述の問題は全くなくして所望の凹凸形状表面
の支持体を効率的且つ簡便に作成できる。
本発明に用いる支持体1(11は、導電性のものであっ
ても、また電気絶縁性のものであってもよい。導電性支
持体としては、例えば、NiCr。
ステンレス、kl、Cr、Mo、Au、Nb5Ta。
V、 Ti、Pt、 Pb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、セルロース、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IJ 7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、紙等が挙げられる。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
方の表面を導電処理し、該導電処理された表面側に光受
容層を設けるのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr。
kl、Cr、Mo、Au、Ir5NbSTa、VSTi
、Pt 、Pd 、  In2O3,5n02、 IT
O(In203+5n02)等から成る薄膜を設けるこ
とによって導電性を付与し、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、NiCr 、 Al
 、 Ag、 Pb。
Zn、 Ni、Au5Cr、 Mo、  Ir、 Nb
、 Ta、 V、T11Pt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をラミネート処理して、その
表面に導電性を付与する。支持体の形状は、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状であることができるが、用途
、所望によって、その形状は適宜に決めることのできる
ものである。例えば、第1図の光受容部材1(10)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、所望通りの光受容部材を
形成しうる様に適宜決定するが、光受容部材として可撓
性が要求される場合には、支持体としての機能が充分発
揮され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、支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度
等の点から、通常は、10μ以上とされる。
次に、本発明の光受容部材を電子写真用の光受容部材と
して用いる場合について、その支持体表面の製造装置の
1例を第6(A)図及び第6(B)図を用いて説明する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
電子写真用光受容部材の支持体としては、アルミニウム
合金等に通常の押出加工を施して、ボートホール管ある
いはマンドレル管とし、更に引抜加工して得られる引抜
管に、必要に応じて熱処理や調質等の処理を施j7た円
筒状(シリンダー状)基体を用い、該円筒状基体に第6
(〜、(B)図に示した製造装置を用いて、支持体表面
に凹凸形状を形成せしめる。
支持体表面に前述のような凹凸形状を形成するについて
用いる球体としては、例えばステンレス、アルミニウム
、鋼鉄、ニッケル、真鍮等の金属、セラミック、プラス
チック等の各種剛体球を挙げることができ、とりわけ耐
久性及び低コスト化等の理由により、ステンレス及び鋼
鉄の剛体球が望ましい。そしてそうした剛体球の硬度は
、支持体の硬度よりも高くても、あるいは低くてもよい
が、球体を繰返し使用する場合には、支持体の硬度より
も高いものであることが望ましい。
本発明の支持体表面に前述のごとき特定形状を形成する
には、上述のような各種剛体球の表面に凹凸を有するも
のを使用する必要があり、こうした表面に凹凸を有する
剛体球は、例えばエンボス、波付は等の塑性加工処理を
応用する方法、地荒し法(梨地法)等の粗面化方法など
、機械的処理により凹凸を形成する方法、酸やアルカリ
による食刻処理等化学的法により凹凸を形成する方法な
どを用いて剛体球を処理することにより作製することが
できる。また更にこの様に凹凸を形成した剛体球表面に
、電解研摩、化学研摩、仕上げ研摩等、又は陽極酸化皮
膜形成、化成皮膜形成、めっき、はうろう、塗装、蒸着
膜形成、(ll’VD法による膜形成などの表面処理を
施して凹凸形状(高さ)、硬度などを適宜調整すること
ができる。
第6(A)、(B)図は、製造装置の一例を説明するだ
めの模式的な断面図である。
図中、6(11は支持体作成用のアルミニウムシリンダ
ーであり、該シリンダー6(11は、予め表面を適宜の
平滑度に仕上げられていてもよい。
シリンダー6(11は、回転軸602に軸支されており
、モーター等の適宜の駆動手段606で駆動され、ほぼ
軸芯のまわりで回転可能にされている。
604は、軸受602に軸支され、シリンダー6(11
と同一の方向に回転する回転容器であり、該容器604
の内部には、表面に凹凸形状を有する多数の剛体球60
5が収容されている。剛体球605は、回転容器604
の内壁に設けられている、突出した複数のリブ606に
よって担持され、且つ、回転容器604の回転によって
容器上部まで輸送される。回転容器の回転速度がある適
度の速度の時に、容器壁について容器上部まで輸送され
た剛体球605は、シリンダー6(11上に向は落下し
、シリンダー表面に衝突し、表面に痕跡窪みを形成する
なお、回転容器604の壁に均一に孔を穿っておき、回
転時に容器604の外部に設けたシャワー管607より
洗浄液を噴射するようにし、シリンダー6(11と剛体
球605及び回転容器604を洗浄しうる様にすること
もできる。このようにした場合、剛体球どうし、又は剛
体球と回転容器との接触等により生ずる静電気によって
付着したゴミ等を、回転容器604外へ洗い出すことと
なり、ゴミ等の付着がない所望の支持体を形成すること
ができる。該洗浄液としては、洗浄液の乾燥むらや液だ
れのないものを用いる必要があり、こうしたことから不
揮発性物質単独、又ハトリクロルエタン、トリクロルエ
チレン等の洗浄液との混合物を用いるのが好ましい。
光受容層 本発明の光受容部材1(10)においては、前述の支持
体1(11上に光受容層102を設けるものであり、該
受容層102は、シリコン原子と、ゲルマニウム原子及
びスズ原子の少なくともいずれか一方と、好ましくはさ
らに、水素原子及びハロゲ゛ン原子の少なくともいずれ
か一方を含有するアモルファス材料で構成されており、
酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少く
とも一種を含有し、さらに、該光受容層には、必要に応
じて伝導性を制御する物質を含有せしめることが可能で
ある。そして、本発明の光受容部材1(10)の光受容
層102は、多層構成となっており、例えば第1図に示
す例においては第一の層102′と第二の層102′と
より構成され、光受容層の支持体側と反対の側には自由
表面106を有している。
ところで、本発明の光受容部材の光受容層にゲルマニウ
ム原子及び/又はスズ原子を含有せしめる目的は、主と
して該光受容部材の長波長側における吸収スRクトル特
性を向上せしめることにある。
即ち、前記光受容層中にゲルマニウム原子又は/及びス
ズ原子を含有せしめることにより、本発明の光受容部材
は、各種の優れた特性を示すところのものとなるが、中
でも特に可視光領域をふくむ比較的短波長から比較的短
波長迄の全領域の波長の光に対して光感度が優れ光応答
性の速いものとなる。そしてこのことは、半導体レーザ
ーを光源とした場合に特に顕著である。
本発明における光受容層においては、ゲルマニウム原子
又は/及びスズ原子は、光受容層の全層領域に均一な分
布状態で含有せしめるか、あるいは不均一な分布状態で
含有せしめるものである。
(ここで均一な分布状態とは、ゲルマニウム原子又は/
及びスズ原子の分布濃度が、光受容層の支持体表面と平
行な面方向において均一であり、光受容層の層厚方向に
も均一であることをいい、又、不均一な分布状態とは、
ゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の分布濃度が、光
受容層の支持体表面と平行な面方向には均一であるが、
光受容層の層厚方向には不均一であることをいう。) そして本発明の光受容層においては、特に、支持体側の
端部(第1図における第一の層102’)にケ′ルマニ
ウム原子及び/又はスズ原子を比較的多量に均一な分布
状態で含有する層を設けるか、あるいは自由表面側より
も支持体側の方に多く分布した状態となる様にゲルマニ
ウムi子又は/及びスズ原子を含有せしめることが望ま
しく、こうした場合、支持体側の端部においてゲ′ルマ
ニウム原子又は/及びスズ原子の分布濃度を極端に大き
くすることにより、半導体レー→ドー等の長波長の光源
を用いた場合に、光受容層の自由表面側に近い構成層又
は層領域においては殆んど吸収しきれない長波長の光を
、光受容層の支持体と接する構成層又は層領域において
実質的に完全に吸収されるため、支持体表面からの反射
光による干渉が防止されるようになる。
前述のごとく、本発明の光受容層においてはゲルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子を全層中において均一に分布
せしめることもでき、また層厚方向に連続的かつ不均一
に分布せしめることもできるが、以下、層厚方向に連続
的かつ不均一な分布状態の典型的な例のいくつかを、ゲ
ルマニウム原子を例として、第7乃至15図により説明
する。
第7図乃至第15図において、横軸はゲ′ルマニウム原
子の分布濃度Cを、縦軸は、光受容層の層厚を示し、t
Bは支持体側の光受容層の端面の位置を、tTは支持体
側とは反対側の自由表面側の端面の位置を示す。即ち、
ゲルマニウム原子の含有される光受容層はtB側よりt
T側に向って層形成がなされる。
尚、各図に於いて、層厚及び濃度の表示はそのままの値
で示すと各々の図の違いが明確でなくなる為、極端な形
で図示しておりこれらの図はあくまでも理解を容易にす
るための説明のための模式的なものである。
第7図には、光受容層中に含有されるゲルマニウム原子
の層厚方向の分布状態の第1の典型例が示される。
第7図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有され
る光受容層が形成される支持体表面と光受容層とが接す
る界面位置tBよりtlの位置までは、ゲルマニウム原
子の分布濃度Cが濃度C1なる一定の値を取り乍らゲ゛
ルマニウム原子が光受容層に含有され、位置t1よりは
濃度C2より位置tTに至るまで徐々に連続的に減少さ
れている。位置tTにおいてはゲルマニウム原子の分布
濃度Cは実質的に零とされる。(ここで実質的に零とは
検出限界量未満の場合である)。
第8図に示される例においては、含有されるゲ゛ルマニ
ウム原子の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至るま
で濃度C5から徐々に連続的に減少して位置t、におい
て濃度C4となる様な分布状態を形成している。
第9図の場合には、位置tBより位置t2までは、ゲル
マニウム原子の分布濃度Cは濃度C5と一定位置とされ
、位置t2と位置tTとの間において、徐々に連続的に
減少され、位置tTにおいて、分布濃度Cは実質的に零
とされている。
第10図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは
位置tBより位置1Tに至るまで、濃度C6より初め連
続的に徐々に減少され、位置t5よりは急速に連続的に
減少されて位置tTにおいて実質的に零とされている。
第11図に示す例においては、ゲルマニウム原子の分布
濃度Cは、位置tBと位置t4間においては、濃度C7
と一定値であり、位置tTにおいては分布濃度Cは零と
される。位置t4と位置tTとの間では、分布濃度Cは
一次関数的に位置t4より位置tTに至るまで減少され
ている。
第12図に示される例においては、分布濃度Cは位置t
8より位置t5までは濃度C8の一定値を取り、位置t
5より位置tTまでは濃度C9より濃度Cooまで一次
関数的に減少する分布状態とされている。
第13図に示す例においては、位置tBより位置tTに
至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C11
より一次関数的に減少されて、零に至っている。
第14図においては、位置tBより位置t6に至るまで
はゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C12より濃
度Cw’tで一次関数的に減少され、位置t6と位置t
Tとの間においては、濃度C13の一定値とされた例が
示されている。
第15図(て示される例において、ゲルマニウム原子の
分布濃度Cは、位置tBにおいて濃度C44であり、位
置t7に至る1ではこの濃度c、4より初めはゆっくり
と減少され、tlの位置付近においては、急激((減少
されて位置t7では濃度C15とされる。
位置t7と位f)5. tBとの間においては、初め急
激に減少されて、その後は、緩やかに徐々に減少されて
位置t8で濃度C16となり、位置t8と位置t9との
間では、徐々に減少されて位置t9においで、濃度Cj
7に至る。位置t9と位置tTとの間においては濃度C
17より実質的に零になる様に図に示す如き形状の曲線
に従って減少されている。
以上、第7図乃至第15図により、光受容層中に含有さ
れるゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の層厚方向の
分布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本発明の光
受容部材においては、支持体側において、ゲ゛ルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子の分布濃度Cの高い部分を有
し、端面tT側においては、前記分布濃度Cは支持体側
に比べてかなり低くされた部分を有するゲルマニウム原
子又は/及びスズ原子の分布状態が光受容層に設けられ
ているのが望ましい。
即ち、本発明における光受容部材を構成する光受容層は
、好ましくは上述した様に支持体側の方にゲルマニウム
原子又は/及びスズ原子が比較的高濃度で含有されてい
る局在領域を有するのが望ましい。
本発明の光受容部材においては、局在領域は、第7図乃
至第15図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置t
Bより5μ以内に設けられるのが望ましい。
そして、上記局在領域は、界面位置箱より5μ厚までの
全層領域とされる場合もあるし、又、該層領域の一部と
される場合もある。
局在領域を層領域の一部とするか又は全部とするかは、
形成される光受容層に要求される特性に従って適宜決め
られる。
局在領域はその中に含有されるゲルマニウム原子又は/
及びスズ原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム
原子又は/及びスズ原子の分布濃度の最大値Cmaxが
シリコン原子に対して、好ましくは1(10)0 at
omic ppm以上、より好適には5(10)0 a
tomic ppm以上、最適にはI X 10 ’ 
atomicppm以上とされる様な分布状態となり得
る様に層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明の光受容部材においては、ゲルマニウム原
子又は/及びスズ原子の含有される光受容層は、支持体
側からの層厚で5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に
分布濃度の最大値Cmaxが存在する様に形成されるの
が好ましいものである。
本発明の光受容部材において、光受容層中に含有せしめ
るゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の含有量は、本
発明の目的を効率的に達成しうる様に所望に従って適宜
決める必要があり、通常は1〜6 X 1 D5ato
mic ppmとするが一好マシくは10−5 X 1
0” atomic ppm 、より好ましくはI X
 102〜2 X 10” atomic ppmとす
る。
また、本発明の光受容部材において、光受容層の層厚は
、本発明の目的を効率的に達成するには重要な要因の1
つであって、光受容部材に所望の特性が与えられるよう
に、光受容部材の設計の際には充分な注意を払う必要が
あり、通常は1〜1(10)μとするが、好ましくは1
〜80μ、より好ましくは2〜50μとする。
本発明の光受容部材の光受容層に、酸素原子、炭素原子
及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種を含有せ
しめる目的は、主として該光受容部材の高光感度化と高
暗抵抗化、そして支持体と光受容層との間の密着性の向
上にある。
本発明の光受容層においては、酸素原子、炭素原子及び
窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種を含有せしめ
る場合、層厚方向に均一な分布状態で含有せしめるか、
あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有せしめるか
は、前述の目的とするところ乃至期待する作用効果によ
って異なり、したがって、含有せしめる量も異なるとこ
ろとなる。
すなわち、光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化を目的
とする場合には、光受容層の全層領域に均一な分布状態
で含有せしめ、この場合、光受容層に含有せしめる炭素
原子、酸素原子、窒素原子の中から選ばれる少なくとも
一種の量は比較的少量でよい。
また、支持体と光受容層との密着性の向上を目的とする
場合には、光受容層の支持体側の端部の構成層102′
中に均一に含有せしめるか、あるいは、光受容層の支持
体側端部において、炭素原子、酸素原子、及び窒素原子
の中から選ばれる少なくとも一種の分布濃度が高くなる
ような分布状態で含有せしめ、この場合、光受容層に含
有せしめる酸素原子、炭素原子、及び窒素原子の中から
選ばれる少なくとも一種の量は、支持体との密着性の向
上を確実に図るために、比較的多量にされる。
本発明の光受容部材において、光受容層に含有せしめる
酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少な
くとも一種の量は、しかし、上述のごとき光受容層に要
求される特性に対する考慮の他、支持体との接触界面に
おける特性等、有機的関連性にも考慮をはらって決定さ
れるものであり、通常は0.(10)1〜50 ato
mic%、好ましくは0.(10)2〜40atomi
c %、最適には0.(10)5〜30 atomic
チとする。
ところで、光受容層の全層領域に含有せしめるか、ある
いは、含有せしめる一部の層領域の層厚の光受容層の層
厚中に占める割合が大きい場合には、前述の含有せしめ
る量の上限は少なめにされる。すなわち、その場合、例
えば、含有せしめる層領域の層厚が、光受容層の層厚の
殉となるような場合には、含有せしめる量は、通常60
 atomic%以下、好ましくは20 atomic
チ以下、最適には10 a、tomic%以下にされる
次に本発明の光受容層に含有せしめる酸素原子、炭素原
子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種の量が
、支持体側においては比較的多量であり、支持体側の端
部から自由表面側の端部に向かって減少し、光受容層の
自由表面側の端部付近においては、比較的少量となるか
、あるいは実質的にゼロに近くなるように分布せしめる
場合の典型的な例のいくつかを、第16図乃至第24図
によって説明する。しかし、本発明はこれらの例によっ
て限定されるも−のではない。〔以下、炭素原子、酸素
原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種を「
原子(0,C,N) Jと表記する。〕 第16乃至24図において、横軸は原子(○。
C,N)の分布濃度Cを、縦軸は光受容層の層厚を示し
、tBは支持体と光受容層との界面位置を、tTは光受
容層の自由表面側の端面の位置を示す。
第16図は、光受容層中に含有せしめる原子(0,C,
N)の層厚方向の分布状態の第一の典型例を示している
。該例では、原子(0,C,N)を含有する光受容層と
支持体との界面位置tBより位置t1までは、原子(0
,C,N)の分布濃度CがC1なる一定値をとり、位置
t1より自由表面側端面位置tTまでは原子(0,C,
N)の分布濃度Cが濃度C2から連続的に減少し、位置
tTにおいては原子(0゜C,N)の分布濃度が03と
なる。
第17図に示す他の典型例の1つでは、光受容層に含有
せしめる原子(0,C,N)の分布濃度Cは、位置tB
から位置t1.にいたるま、で、濃度C4から連続的に
減少し、位置tTにおいて濃度C5となる。
第18図に示す例では、位置tBから位置t2−!では
原子(0,C,N)の分布濃度Cが濃度C6なる一定値
を保ち、位置t2から位置tTにいたるまでは、原子(
0,C,N)の分布濃度Cは濃度C7から徐々に連続的
に減少して位置tTにおいては原子(0,C,N)の分
布濃度Cは実質的にゼロとなる。
第19図に示す例では、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは位置tBより位置tTにいたるまで、濃度C8から
連続的に徐々に減少し、位置t、φ゛においては原子(
0、C、N)の分布濃度Cは実質的にゼロとなる。
第20図に示す例では、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは、位置tBより位置t3の間においては濃度C9の
一定値にあり、位置t5から位置tTの間においては、
濃度C9から濃度C10となるまで、−次間数的に減少
する。
第21図に示す例では、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは、位置tBより位置t4にいたるまでは濃度C11
の一定値にあり、位置t4より位置tTにいたるまでは
濃度C12から濃度C15となるまで一次関数的に減少
する。
第22図に示す例においては、原子(0,C,N)の分
布濃度Cは、位置tBから位置tTにいたるまで、濃度
C1から実質的にモロとなるまで一次関数的に減少する
第23図に示す例では、原子(0,C,N>の分布濃度
Cは、位置tBから位置t5にいたるまで濃度C15か
ら濃度C16となるまで一次関数的に減少し、位置t5
から位置tTまでは濃度C16の一定値を保つ。
最後に、第24図に示す例では、原子(0,C,N)の
分布濃度Cは、位置tBにおいて濃度c17であり、位
置tBから位置t6までは、濃度c17からはじめはゆ
っくり減少して、位置t6付近では急激に減少し、位置
t6では濃度C1Bとなる。次に、位置t6から位置t
7までははじめのうちは急激に減少し、その後は緩かに
徐々に減少し、位置t7においては濃度C19となる。
更に位置t7と位置t8の間では極めてゆっくりと徐々
に減少し、位置t8において濃度C20となる。また更
に、位置t8から位置tTにいたるまでは、濃度C20
から実質的に零となるまで徐々に減少する。
第16図乃至第24図に示した例のごとく、光受容層の
支持体側端部に原子(0,C,N)の分布濃度Cの高い
部分を有し、光受容層の自由表面側端部においては、該
分布濃度Cがかなり低い部分を有するか、あるいは実質
的に零に近い濃度の部分を有する場合にあっては、光受
容層の支持体側端部に原子(0,C,N)の分布濃度が
比較的高濃度である局在領域を設けること、好ましくは
該局在領域を支持体表面と光受容層との界面位置tBか
ら5μ以内に設けることにより、支持体と光受容層との
密着性の向上をより一層効率的に達成することができる
前記局在領域は、原子(○、C,N)を含有せしめる光
受容層の支持体側端部の一部層領域の全部であっても、
あるいは一部であってもよく、いずれにするかは、形成
される光受容層に要求される特性に従って適宜決められ
る。
局在領域に含有せしめる原子(0,C,N)の量は、原
子(0,C,N)の分子濃度Cの最大値が5(10)a
tomic pl)rn以上、好ましくは8(10) 
atomic ppm以上、最適には1(10)0 a
tomic ppm以上となるような分布状態とするの
が望ましい。
更に、本発明の光受容部材においては必要に応じて光受
容層に伝導性を制御する物質を、全層領域又は一部の層
領域に均−又は不均一な分布状態で含有せしめることが
できる。
前記伝導性を制御する物質としては、半導体分野におい
ていういわゆる不純物を挙げることができ、P型伝導性
を与える周期律表第■族に属する原子(以下単に「第■
族原子」と称す。)、又は、n型伝導性を与える周期律
表第■族に属する原子(以下単に「第■族原子」と称す
。)が使用される。具体的には、第■族原子としては、
B(硼素)、ダ(アルミニウム)、Ga (ガリウム)
、In(インジウム)1.’rl(タリウム)等を挙げ
ることができるが、特に好ましいものは、B、Gaであ
る。また第■族原子としては、P(燐)、As (砒素
)、sb (アンチモン)、B1(ビスマン)等を挙げ
ることができるが、特に好ましいものは、ス sbであ
る。
本発明の光受容層に伝導性を制御する物質である第■族
原子又は第■族原子を含有せしめる場合、全層領域に含
有せしめるか、あるいは一部の層領域に含有せしめるか
は、後述するように目的とするところ乃至期待する作用
効果によって異なり、含有せしめる量も異なるところと
なる。
すなわち、光受容層の伝導型又は/及び伝導率を制御す
ることを主たる目的にする場合には、光受容層の全層領
域中に含有せしめ、この場合、第■族原子又は第V族原
子の含有量は比較的わずかでよく、通常はI X 10
”−3〜I X 105atomicppmであり、好
ましくはs x i o−2〜5X102atomic
 ppm、最適には1x10 〜2X102atomi
cppmである。
捷た、支持体と接する構成層102′中に第■族原子又
は第■族原子を均一な分布状態で含有せしめるか、ある
いは層厚方向における第■族原子又は第■族原子の分布
、濃度が、支持体と接する側において高濃度となるよう
に含有せしめる場合には、こうした驚■族原子又は第■
族原子を含有する構成層(第1図における構成層102
’)あるいは第■族原子又は第■族原子を高濃度に含有
する層領域は、電荷注入阻止層として機能するところと
なる。即ち、第■族原子を含有せしめた場合には、光受
容層の自由表面が■極性に帯電処理を受けた際に、支持
体側から光受容層中へ注入される電子の移動をより効率
的に阻止することができ、又、第■族原子を含有せしめ
た場合には、光受容層の自由表面がO極性に帯電処理を
受けた際に、支持体側から光受容層中へ注入される正孔
の移動をより効率的に阻止することができる。そして、
こうした場合の含有量は比較的多量であって、具体的に
は、60−5 X 104atomic ppm 、好
ましくは50−50−lX104ato ppm、最適
にはI X 102〜5 X 103atomicpp
mとする。さらに、該電荷注入阻止層としての効果を効
率的に奏するためには、第■族原子又は第■族原子を含
有する支持体側の端部に設けられる層又は層領域の層厚
をtとし、光受容層の層厚をTとした場合、t/T <
 0.4の関係が成立することが望ましく、より好まし
くは該関係式の値が0.65以下、最適には0.6以下
となるようにするのが望ましい。また、該層又は層領域
の層厚tは、゛一般的には3 X 10−3〜10μと
するが、好ましくは4X10−3〜8μ、最適には5×
10〜5μとするのが望ましい。
光受容層に含有せしめる第■族原子又は第■族原子の量
が、支持体側においては比較的多量であって、支持体側
から自由表面を有する側に向って減少し、光受容層の自
由表面付近においては、比較的少量となるかあるいは実
質的にゼロに近くなるように第m族原子又は第V族原子
を分布させる場合の典型的な例は、前述の光受容層に酸
素原子、炭素原子又は窒素原子のうちの少なくともいず
れか1つを含有せしめる場合に例示した第16乃至24
図のと同様彦例によって説明することができるが、本発
明はこれらの例によって限定されるものではない。
そして、第16乃至第24図に示した例のごとく、光受
容層の支持体側に近い側に第■族原子又は第V族原子の
分布濃度Cの高い部分を有し、光受容層の自由表面側に
おいては、該分布濃度Cがかなり低い濃度の部分あるい
は実質的にゼロに近い濃度の部分を有する場合にあって
は、支持体側に近い部分に第■族原子又は第■族原子の
分布濃度が比較的高濃度である局在領域を設けること、
好ましくは該局在領域を支持体表面と接触する界面位置
から5μ以内に設けることにより、第■族原子又は第■
族原子の分布濃度が高濃度である層領域が電荷注入用土
層を形成するという前述の作用効果がより一層効率的に
奏される。
以上、第■族原子又は第■族原子の分布状態について、
個々に各々の作用効果を記述したが、所望の目的を達成
しうる特性を有する光受容部材を得るについては、これ
らの第■族原子又は第■族原子の分布状態および光受容
層に含有せしめる第■族原子又は第■族原子の量を、必
要に応じて適宜組み合わせて用いる。
例えば、光受容層の支持体側の端部に電荷注入阻止層を
設ける場合、電荷注入阻止層(第1図102 ’ )以
外の光受容層の構成層(第1図102“)に、電荷注入
阻止層に含有せしめた伝導性を制御する物質の極性とは
別の極性の伝導性を制御する物質を含有せしめてもよく
、あるいは、同極性の伝導性を制御する物質を、電荷注
入阻止層に含有される量よりも一段と少ない量にして含
有せしめてもよい。
さらに、本発明の光受容部材においては、支持体側の端
部に設ける構成層として、電荷注入阻止層の代わりに、
電気絶縁性材料から成るいわゆる障壁層を設けることも
でき、あるいは、該障壁層と電荷注入阻止層との両方を
構成層とすることもできる。こうした障壁層を構成する
材料としては、Al2O5,5i02.5i5N4等の
無機電気絶縁材料やポリカーボネート等の有機電気絶縁
材料を挙げることができる。
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
より、前記したアモルファスシリコンで構成された多層
構成の光受容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解
決でき、特に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光
源として用いた場合にも、干渉現象による形成画像にお
ける干渉縞模様の現出を顕著に防止し、きわめて良質な
可視画像を形成することができる。
また、本発明の光受容部材は、全可視光域において光感
度が高く、壕だ、特に長波長側の光感度特性に優れてい
るため殊に半導体レーザーとのマツチングに優れ、且つ
光応答が速く、さらに極めて優れた電気的、光学的、光
導電的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用光受容部材として適用させた場合には
、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、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、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
の画像を安定して繰返し得ることができる。
次に本発明の光受容層の形成方法について説明する。
本発明の光受容層を構成する非晶質材料はいずれもグロ
ー放電法、ス・ξツタリング法、或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によって行
われる。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投下の
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っての条
件の制御が比較的容易であり゛、シリコン原子と共に炭
素原子及び水素原子の導入を容易に行い得る等のことか
らして、グロー放電法或いはス・ξツタリング法が好適
である。
そして、グロー放電法とスパッタリング法とを同一装置
系内で併用して形成してもよい。
グロー放電法によってa−8iGe(H,X)で構成さ
れる光受容層を形成するには、シリコン原子(Sl)を
供給しうるSi供給用の原料ガスと、ゲルマニウム原子
(()e )を供給しうる()e供給用の原料ガスと、
水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を供給し
りる水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)供給
用の原料ガスを、内部を減圧にしうる堆積室内に所望の
ガス圧状態で導入し、該堆積室内にグロー放電を生起せ
しめて、予め所定位置に設置しである所定の支持体表面
上に、a−8iGe(H,X)で構成される層を形成す
る。
前記S1供給用の原料ガスとなシうる物質としては、S
iH4、Si2H6,5i5H6,5i4H1(1等の
ガス状態の又はガス化しうる水素化硅素(シラン類)が
挙げられ、特に、層形成作業時の取扱い易さ、S1供給
効率の良さ等の点から、SiH4およびSi2H6が好
ましい。
また、前記Ge供給用の原料ガスとなりうる物質として
は、GeH4,0e2H6、Ge3H6、Ge4H1o
1Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16SGeB
HIB、 ce9H20等のガス状態の又はガス化しう
る水素化ゲルマニウムを用いることができる。特に、層
形成作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点か
ら、C)eH4、Ge2H6、およびC’e3HBが好
ましい。
更に、前記ハロゲン原子供給用の原料ガスとなりつる物
質としては、多くの・・ロケ゛ン化合物があり、例えば
ノ・コゲ/ガス、ノ・ロケ゛ン化物、ハロケ゛ン間化合
物、ノ・ロケ゛ンで置換されたシラン誘導体等のガス状
態の又はガス化しうるー・T′ゲン化合物を用いること
ができる。具体的には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の
−・ロケ゛ンガス、BrF 、 CIF 、 ClF5
、B r F 5、BrF5、工F3、IF7、丁ce
 、  IBr等のハロケ゛ン間化合物、およびSiF
4.5i2F、5.5IC14,3iBr4等のハロゲ
ン化硅素等が好ましいものとして挙げられる。
上述のごとき・・ロケ゛ン原子を含む硅素化合物のガス
状態のもの又はガス化しうるものを原料ガスとしてグロ
ー放電法により形成する場合には、S1原子供給用原刺
ガスとしての水素化硅素ガスを使用することなく、所定
の支持体上にノ・ロゲ/原子を含有するa、−8iで構
成される層を形成することができるので、特に有効であ
る。
グロー放電法を用いて光受容層を形成する場合には、基
本的には、Si供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素
とGe供給用の原料となる水素化ゲルマニウム(!: 
Ar 、SH2、He等のガスと全所定の混合比とガス
流量になるようにして堆積室に導入し、グロー放電を生
起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形成することに
より、支持体上に光受容層を形成するものであるが、電
気的あるいは光電的特性の制御という点で極めて有効で
あるところの水素原子(H)の含有量の制御を一層容易
にするためには、これ等のガスに更に水素原子供給用の
原料ガスを混合することもできる。該水素原子供給用の
ガスとしては、水素ガスあるいは、SiH4、Si2H
6,5i5HB、5i4HH)等の水素化硅素のガスが
用いられる。また、水素原子供給用ガスとして、HF5
HCI!、 HBr。
HI等のハロゲン原子、SiH2F2.5iH2I2.
5iH2C12,5iHCA’3.5iH2Br2.5
iHBr3等のハDケ゛ン置換水素化硅素等のガス状態
のあるいはガス化しうるものを用いた場合には、ハロゲ
ン原子(X)の導入と同時に水素原子(H)も導入され
るので、有効である。
スパッタリング法によってa−8iGe(H,X)で構
成される光受容層を形成するには、シリコンから成るタ
ーケ゛ットと、ゲルマニウムから成るターゲットとの二
枚を、あるいは、シリコンとゲルマニウムからなるター
ゲットを用い、これ等を所望のガス雰囲気中でスパッタ
リングすることによって行なう。 ゛ イオンブレーティング法を用いて光受容層を形成する場
合には、例えば、多結晶シリコン又は単結晶シリコンと
多結晶ゲルマニウム又は単結晶ゲルマニウムとを夫々蒸
発源として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加熱
法あるいはエレクトロンビーム法(g、B、法)等によ
って加熱蒸発させ、飛翔蒸発物を所望のガスプラズマ雰
囲気中を通過せしめることで行ない得る。
スパッタリング法およびイオンブレーティング法のいず
れの場合にも、形成する層中にノ・ロケ゛ン原子を含有
せしめるには、前述のノ・ロゲン化物又はハロゲン原子
を含む硅素化合物のガスを堆積室中に導入し、該ガスの
プラズマ雰囲気を形成すればよい。又、水素原子を導入
する場合には、水素原子供給用の原料ガス、例えばF2
あるいは前記した水素化シラン類又は/及び水素化ゲル
マニウム等のガス類をスパッタリング用の堆積室内に導
入してこれ等のガス類のプラズマ雰囲気を形成すればよ
い。さらに・・ロゲ゛ン原子供給用の原料ガスとしては
、前記の・・ロゲン化物或いはハロゲンを含む硅素化合
物が有効なものとして挙げられるが、その他に、HF。
HCI! 、 HBr 、 HI等のハロゲン化水素、
S i H2F 2、SiH2工2.5iH2Cj?2
.5iHC15,5iH2Br2、S 1HBr 3等
のハロゲン置換水素化硅素、およびGeHF 5、Ge
F2F2、GeH3F 5GeHC13、C)eH2C
12、GeHBr3゜GeHBr3、GeF2Br2、
GeHBr3GeH3I等の水素化ハロゲン化ゲルマニ
ウム等、GeF4、GeCl4、C)eBr 4 、G
e I 4、GeF2 、GeC12、GeBr2 、
C)eI2 等(Dハロゲン化ケルマニウム等々のガス
状態の又はガス化しうる物質も有効な出発物質として使
用できる。
本発明の好ましい例において、形成される光受容層中に
含有される水素原子(H)の量又はノ・ロケ゛ン原子(
X)の量又は水素原子と−・ロケ゛ン原子の量の和(H
+X )は、好ましくは0.(11〜10atomic
 %、より好適には0.05〜30 atomic %
、最適には0.1〜25 atomic係とするのが望
ましい。
グロー放電法、スパッタリング法あるいはイオンブレー
ティング法を用いて、スズ原子を含有するアモルファス
シリコン(以下、ra−Sign(H,X) Jと表記
する。)で構成される光受容層を形成するには、上述の
a−8iGe(H,X)で構成される層の形成の際に、
ゲルマニウム原子供給用の出発物質を、スズ原子(Sn
 )供給用の出発物質にかえて使用し、形成する層中へ
のその量を制御しながら含有せしめることによって行な
う。
前記スズ原子(Sn )供給用の原料ガスとなりうる物
質としては、水素化スズ(SnH4)やSnF2.5n
F4.5nC12,3nC14,3nBr2、SnBr
4 、SnI2、SnI4等のハロシン化スズ等のガス
状態の又はガス化しうるものを用いることができ、ノ・
ロケ゛ン化スズを用いる場合には、所定の支持体上にノ
・ロゲン原子を含有するa−3iで構成される層を形成
することができるので、特に有効である。
なかでも、層作成作業時の取扱い易さ、Sn供給効率の
良さ等の点から、SnCl 4が好ましい。
そして、5nCA’4をスズ原子(Sn )供給用の出
発物質として用いる場合、これをガス化するには、固体
状の5nC14を加熱するとともに、Ar。
He、等の不活性ガスを吹き込み、該不活性ガスを用い
てバブリングするのが望ましく、こうして生成したガス
を、内部を減圧にした堆積室内に所望のガス圧状態で導
入する。
グロー放電法を用いて、酸素原子、炭素原子、窒素原子
の中から選ばれる少なくとも一種を含有するa−8iO
e(H,X)、a−8iSn(H,X)又はa−3iG
eSn(H,X)で構成される層又は一部の層領域を形
成するには、上述のa−8i()e(H,X)又は/及
びa−8iSn(H,X)で構成される層の形成の際に
、原子(0,C,N)導入用の出発物質を、a−8i(
)e(H,X)又は/及びa−8iSn(H,X)形成
用の出発物質とともに使用して、形成する層中へのそれ
らの量を制御しながら含有せしめることによって行なう
そのような原子(0,C,N)導入用の出発物質として
は、少なくとも原子(○、C,N)を構成原子とするガ
ス状の物質又はガス化し得る物質であれば、殆んどのも
のが使用できる。
具体的には酸素原子(0)導入用の出発物質として、例
えば、酸素(02)、オゾン(O5)、−酸化窒素(N
o )、二酸化窒素(NO2)、−二酸化窒素(N20
)、三二酸化窒素(N203)、四三酸化窒素(N2O
4)、三二酸化窒素(N2O5) 、三酸化窒素(NO
3)、シリコン原子(Si)と酸素原子(0)と水素原
子(H)とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン(
H5SiO8iHs )、トリシロキサン(H3SiO
8iH,20SiH3)等の低級シロキサン等が挙げら
れ、炭素原子(C)導入用の出発物質としては、例えば
、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(
C3HB )、n−ブタン(n−C4H1o )、ペン
タン(CsH12)等の炭素数1〜5の飽和炭化水素、
エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H6)、ブテ
ン−1(C4H8)、ブテン−2(C4Hs)、インブ
チレン(C4H8)、ズンテン(CsHlo )等の炭
素数2〜5のエチレン系炭化水素、アセチレン(C2H
2)、メチルアセチレン(C5Ha )、ブチン(C4
H6)等の炭素数2〜4のアセチレン系炭化水素等が挙
げられ、窒素原子(N)導入用の出発物質としては、例
えば、窒素(N2)、アンモニア(NH,)、ヒドラジ
ン(H2NNH2)、アジ化水素(HN5)、アジ化ア
ンモニウム(NH4N、)、三弗化窒素(F3N)、四
弗化窒素(F4N)等が挙げられる。
また、スパッタリング法を用いて原子(0,C,N)を
含有するa−8i()e(H,X)、a−8iSn(H
,X)またはa−8iGeSn(H,X)で構成される
層を形成する場合には、原子(0,C,N)導入用の出
発物質としては、グロー放電法の際に列挙した前記のガ
ス化可能な出発物質の外に、固体化出発物質として、5
i02 、Si3N4 、カーボンブランク等を挙げる
ことが出来る。これ等は、81等のターゲ゛ットと共に
スパッタリング用のターケ゛ットとしての形で使用する
ことができる。
グロー放電法、スパッタリング法あるいはイオンブレー
ティング法を用いて、第■族原子又は第■族原子を含有
するa−8i()e(H,X)又は/及びa−3iSn
(H,X)で構成される層又は一部の層領域を形成する
には、上述のa−3iGe(H,X)又は/及びa−S
 13 n (H、X)で構成される層の形成の際に、
第■族原子又は第V族原子導入用の出発物質を、a−8
iGe(H,X)又は/及びa−3iSn(H,X)形
成用の出発物質とともに使用して、形成する層中へのそ
れらの量を制御しながら含有せしめることによって行な
う。
第■族原子導入用の出発物質として具体的には硼素原子
導入用としては、B2H6、B 4 Hlo 5B5H
9、B5H,、、B6H1oSB6I(12、B6H1
4等の水素化硼素、BF3、BC75、BBr3等のハ
ロゲ゛ン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、
GaCl!5、Ga(CH3)2、InCl3、TlC
15等も挙げることができる。
第■族原子導入用の出発物質として、具体的には燐原子
導入用としてはPH3、P2N2等の水素比隣、PH4
I、PF5、PF5、PCl5、PCl5、PBr3、
PBr3、PH5等のハロゲン比隣が挙げられる。この
他、AsJ、ASF5、As Cl 3、AsBr3、
AS F 5、SbH3、SbF5、 SbF5、5b
C13、5bC15、BiI3、BiCl3、B1Br
3等も第■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。
以上記述したように、本発明の光受容部材の光受容層の
光受容層は、グロー放電法、ス・ξツタリング法等を用
いて形成するが、光受容層に含有せしめるゲ′ルマニウ
不原子又は/及びスズ原子、酸素原子、炭素原子又は窒
素原子、あるいは第■族原子又は第■族原子、あるいは
さらに水素原子及び/又はハロゲン原子の各々の含有量
の制御は、堆積室内へ流入する、各々の原子供給用出発
物質のガス流量あるいは各々の原子供給用出発物質間の
ガス流景比を制御することにより行われる。
また、光受容層形成時の支持体温度、堆積室内のガス圧
、放電・ξワー等の条件は、所望の特性を有する光受容
部材を得るためには重要な要因であシ、形成する層の機
能に考慮をはらって適宜選択されるものである。さらに
、これらの層形成条件は、光受容層に含有せしめる上記
の各原子の種類及び量によっても異なることもあること
から、含有せしめる原子の種類あるいはその量等にも考
慮をはらって決定する必要もある。
具体的には、原子(○、C,N)を含有せしめたa−s
tGe(H,x)からなる層を形成する場合、あるいは
原子(0,C,N)および第■族原子又は第■族原子を
含有せしめたa−8iGe(H,X)からなる層を形成
する場合については、支持体温度は、通常50〜350
℃とするが、より好ましくは50〜3(10)℃、特に
好ましくは1(10)〜3(10)℃とする。そして、
堆積室内のガス圧は、通常り、(11〜5 Torrと
するが、好ましくは、0.CJ (11〜3Torr 
、特に好ましくは0.1〜1Torrとする。また、放
電・ξワーは0.(10)5〜50 W/an2とする
のが通常であるが、好ましくは0.(11〜30W胸2
、特に好ましくは0.(11〜20 W/(*n2とす
る。
しかし、これらの、層形成を行うについての支持体温度
、放電・ぐワー、堆積室内のガス圧の具体的条件は、通
常には個々に独立しては容易には決め難いものである。
したがって、所望の特性の非晶質材料層を形成すべく、
相互的且つ有機的関連性に基づいて、層形成の至適条件
を決めるのが望ましい。
ところで、本発明の光受容層に含有せしめるゲルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子、原子(0゜C,N)、第■
族原子又は第■族原子、あるいは水素原子又は/及びハ
ロゲン原子の分布状態を均一とするためには、光受容層
を形成するに際して、前記の諸条件を一定に保つことが
必要である。
また、本発明において、光受容層の形成の際に、該層中
に含有せしめるケ゛ルマニワム原子又はスズ原子、原子
(0,C,N)あるいは第■族原子又は第V族原子の分
布濃度を層厚方向に変化させて所望の層厚方向の分布状
態を有する光受容層を形成するには、グロー放電法を用
いる場合であれば、ゲルマニウム原子又は/及びスズ原
子、原子(0,C,N)、あるいは第■族原子又は第V
族原子導入用の出発物質のガスの堆積室内に導入する際
のガス流量を、所望の変化率に従って適宜変化させ、そ
の他の条件を一定に保ちつつ形成する。そして、ガス流
量を変化させるには、具体的には、例えば手動あるいは
外部駆動モータ等の通常用いられている何らかの方法に
より、ガス流路系の途中に設けられた所定の二−ドルノ
4ルブの開口を漸次変化させる操作を行えばよい。この
とき、流量の変化率は線型である必要はなく、例えばマ
イコン等を用いて、あらかじめ設計された変化率曲線に
従って流量を制御し、所望の含有率曲線を得ることもで
きる。
また、光受容層をスパッタリング法を用いて形成する場
合、ゲルマニウム原子又はスズ原子、原子(○、C,N
)、あるいは第■族原子又は第V族原子の層厚方向の分
布濃度を層厚方向で変化させて所望の層厚方向の分布状
態を形成するには、グロー放電法を用いた場合と同様に
、ゲルマニウム原子又はスズ原子、原子(0;C,N)
あるいは第■族原子又は第■族原子導入用の出発物質を
ガス状態で使用し、該ガスを堆積室内へ導入する際のガ
ス流量を所望の変化率に従って変化させる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例1乃至15に従って、より詳細に
説明するが、本発明はこれ等によって限定されるもので
はない。
各実施例においては、光受容層をグロー放電法を用いて
形成した。第25図はグロー放電法による本発明の光受
容部材の製造装置である。
図中の2502.2503,2504,2505.25
06のガスボ゛ンベには、本発明の夫々の層を形成する
ための原料ガスが密封されており、その−例として、た
とえば、2502はSiF4ガス(純度99.999%
)ボンベ、2506は0eF4ガス(純度99.999
%)ボン(,2504はCI(4ガス(純度99.99
9チ)ボンベ、2505はH2で稀釈されたB2H6ガ
ス(純度99.999チ、以下B 2 H6/H2と略
す。)ボンベであり、2506は不活性ガスであるHe
ガスボンベ、2506′ハ5nc14が入った密閉容器
である。
これらのガスを反応室25(11に流入させるにはガス
ポ゛ンベ2502〜2506のバルブ2522〜252
6、リークノクルブ2535が閉じられていることを確
認し又、流入バルブ2512〜2516、流出バルブ2
517〜2521、補助バルブ2532.2533が開
かれていることを確認して、先ずメインバルブ2564
を開いて反応室25(11、ガス配管内を排気する。次
に真空計2536の読みが約5X10  Torrにな
った時点で、補助ノ2ルブ2552,2555、流出バ
ルブ2517〜2521を閉じる。
Alシリンダー2567上に光受容層102を形成する
場合の一例を以下に記載する。
まず、ガスボンベ2502よりS i F 4ガス、ガ
スボン−j2503よりOeF 4ガス、ガスボンベ2
504よりCH4ガス、ガスポン−: 2505よりB
2H6/H2ガスの夫々をバルブ2522,2523,
2524.2525を開いて出ロ圧ケ゛−ジ2527,
2528,2529.2530の圧を1Kq/醐2に調
整し、流入バルブ2512,2515,2514゜25
15を徐々に開けて、マス70コントローラ2507.
2508.2509.2510内に流入させる。引き続
いて流出バルブ2517,2518,2519,252
0、補助バルブ2532を徐々に開いてガスを反応室2
5(11内に流入させる。このときのSiF4ガスai
k、0eF4ガス流量、CH4カス流量、B2H6/H
2ガス流量の比が所望の値になるように流出バルブ25
17,2518゜2519.2520を調整し、又、反
応室25(11内の圧力が所望の値になるように真空計
2536の読みを見ながらメインバルブ2564の開口
を調整する。そして基体シリンダー2537の温度が加
熱ヒーター2568により50〜4(10)℃の範囲の
温度に設定されていることを確認された後、電源254
0を所望の電力に設定して反応室25(11内にグロー
放電を生起せしめるとともに、マイクロコンピュータ−
(図示せず)を用いて、あらかじめ設計された変化率線
に従って、SiF4ガス、GeF4カス、CH4ガス、
B2H6/H2ガスの流量を制御しながら、基体シリン
ダー2567上に光受容層を形成する。
光受容層中に水素原子を含有せしめる場合に、上記ガス
に、H2ガスを更に付加して反応室に送り込んでもよい
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バルブ以外の
流出バルブは全て閉じることは言うまでもない。
また、光受容層中にスズ原子を含有せしめる場合にあっ
て、原料ガスとして5nCj?4を出発物質としたカス
を用いる場合には、2506′に入れられた固体状5n
C14を加熱手段(図示せず)を用いて加熱するととも
に、該5nC14中にAr 、 He等の不活性ガスボ
ンベ2506よりAr、He等の不活性ガスを吹き込み
、バブリングする。発生した5nC14の力スは、前述
のSiF4ガス、Ge F4ガス及びB2H6/H2ガ
ス等と同様の手順により反応室内に流入させる。
試験例 1 径06龍のSUSステンレス製剛体球に化学的処理を施
して表面を食刻して凹凸を形成せしめた。使用する処理
剤としては、塩酸、フッ酸、硫酸、クロム酸等の酸、苛
性ソーダ等のアルカリを挙げることができる。本試験例
においては、濃塩酸1に対して純水1〜4の容量比で混
合した塩酸溶液を用い、剛体球の浸漬時間、酸濃度等を
変化させ、凹凸の形状を適宜調整した。
試験例 2 試験例1の方法によつ−て処理された剛体球(表面凹凸
の高さγmaX=5μm)を用い、第6 (A) 、 
(B)図に示した装置を用いて、アルミニウム合金製シ
リンダー(径60龍、長さ2981m)の表面を処理し
、凹凸を形成させた。
真球の径B/、落下高さhと痕跡窪みの曲率R1幅rと
の関係を調べたところ、痕跡窪みの曲率Rと幅rとは、
真球の径R′と落下高さh等の条件により決められるこ
とが確認された。また、痕跡窪みのピッチ(痕跡窪みの
密度、また凹凸のピッチ)は、シリンダーの回転速度、
回転数乃至は剛体真球の落下量等を制御して所望のピッ
チに調整することができることが確認された。
更に、RおよびDの大きさについて検討した結果、Rが
、0,1111未満であると、剛体球を小さく軽くして
落下高さを確保しなければならず、痕跡窪みの形成をコ
ントロールしにくくなるため好ましくないこと、Rが2
.0朋を超えると、剛体球を大きく重くして、落下高さ
を調節するため、例えばDを比較的小さくしたい場合に
落下高さを極端に低くする必要があるなど、痕跡窪みの
形成をコントロールしにくくなるため好ましくないこと
、更に、Dが0.02m未満であると剛体球を小さく軽
くして落下高さを確保しなければならず、痕跡窪みの形
成をコントロールしにくくなるため好ましくないことが
、夫々確認された。
更に、形成された痕跡窪みを試べたところ、痕跡窪み内
には、剛体球の表面凹凸形状に応じた微小な凹凸が形成
されていることが確認された。
実施例 1 試験例2と同様にアルミニウム合金製シリンダーの表面
を処理し、第1A表上欄に示すD1及び百を有するシリ
ンダー状AJ支持体(シリンダー&1(11〜106)
を得た。
次に該Al!支持体(シリンダー遥1(11〜106)
上に、以下の第1B表に示す条件で、第25図に示した
製造装置により光受容層を形成した。
なお、光受容層中に含有せしめる硼素原子は、B2H6
/ SiF4+GeF4# 1(10) ppmであっ
て、該層の全層について約2(10) ppmドーピン
グされているようになるべく導入した。
これらの光受容部材について、第26図に示す画像露光
装置を用い、波長780 nm、スポット径80μmの
レーザー光を照射して画像露光を行ない、現像、転写を
行なって画像を得た。得られた画像の干渉縞の発生状況
は第1A表下欄に示すとおりであった。
なお、第26囚図は露光装置の全体を模式的に示す平面
略図であり、第26(B)図は露光装置の全体を模式的
に示す側面略図である。図中、26(11は光受容部材
、2602は半導体レーザー、260′5はfθレンズ
、2604はポリゴンミラーを示している。
次に、比較として、従来のダイヤモンドバイトにより表
面処理されたアルミニウム合金製シリンダー(A107
)(径60n1長さ298y+m、凹凸ピッチ1(10
)μm1凹凸の深さ6μm)を用いて、前述と同様にし
て光受容部材を作製した。
得られた光受容部材を電子顕微鏡で観察したところ、支
持体表面と光受容層の層界面及び光受容層の表面とは平
行をなしていた。この光受容部材を用いて、前述と同様
にして画像形成をおこない、得られた画像について前述
と同様の評価を行なった。その結果は、第1A表下欄に
示すとおりであった。
第1A表 ×・・・実用不向     ○・・・実用性良好△・・
・実用上回    ◎・・・実用性特に良好実施例 2 第2B表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した
以外はすべて実施例1と同様にして、Al支持体(シリ
ンダー&1(11〜107)上に光受容層を形成した。
得られた光受容部材について、実施例1と同様にして画
像を形成したところ、得られた画像における干渉縞の発
生状況は、第2A表下欄に示すとおりであった。
第2A表 ×・・・実用不向    O・・・実用性良好△・・・
実用上回    ◎・・・実用性特に良好実施例 6 第6A表上欄に示す表面凹凸の高さくγmax )の剛
体球を用いた以外はすべて実施例1と同様にして、球状
痕跡窪み(D=450±50 (μm) 、’ =(1
0)5)を有するAl支持体(シリンダー煮3(11〜
506)を得た。
次に該Al支持体(シリンダー屋6(11〜306)上
に、以下の第3B表に示す条件で、第25図に示した製
造装置を用いて光受容層を形成した。
なお、光受容層形成時におけるS i F 4ガス、G
eF4ガス、CH4ガス及ヒB2H6/H2ガスのガス
流量は、第27図に示すガス流量変化線に従って、マイ
クロコンピュータ−制御により、自動的に調整した。ま
た、光受容層に含有せしめる硼素原子は、実施例1と同
じ条件で導入した。
得られた光受容部材について、実施例1と同様にして画
像形成を行なったところ、得られた画像における干渉縞
の発生状況は、第6A表下欄に示すとおりであった。
第3A表 X・・・実用不向    ○・・・実用性良好△・・・
実用上回    ◎・・・実用性特に良好第6B表 Al基板温度=250℃ 放電周波数: 15.56MHz 実施例 4 第4B表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した
以外は、すべて実施例6と同様にして、Al支持体(シ
リンダー&3(11〜306)上に光受容層を形成した
。なお、光受容層形成時におけるB2H6/H2ガス及
びH2ガスのガス流量は第28図に示す流量変化線に従
って、マイクロコンピュータ−制御により、自動的に調
整した。
また、光受容層中に含有せしめる硼素原子は実施例1と
同じ条件で導入した。
得られた光受容部材について実施例1と同様にして画像
を形成したところ、得られた画像における干渉縞の発生
状況は、第4A表下欄に示すとおりであった。
第4A表 ×・・・実用不向    O・・・実用性良好Δ・・・
実用上回    ◎・・実用性特に良好実施例 5〜1
5 実施例1のAl支持体(シリンダー扁103〜106)
上に、第5〜15表に示す層形成条件に従って光受容層
を形成した以外はすべて実施例1と同様にして光受容部
材を作製した。なお、実施例5〜6および8〜14にお
いて、光受容層形成時における使用ガスの流量は、各々
、第29〜67図に示す流量変化線に従って、マイクロ
コンピュータ−制御により自動的に調整した。また、光
受容層中に含有せしめる硼素原子は、実施例1と同じ条
件で導入した。
得られた光受容部材について、実施例1と同様にして画
像形成をおこなった。
得られた画像は、いずれも干渉縞の発生が観察されず、
そして極めて良質のものであった。
〔発明の効果の概略〕
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
より、前記したアモルファスシリコンで構成された光受
容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、特
に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光源として用
いた場合にも、干渉現象による形成画像における干渉縞
模様の現出を顕著に防止し、きわめて良質な可視画像を
形成することができる。
まだ、本発明の光受容部材は、全可視光域において光感
度が高く、また、特に長波長側の光感度特性に優れてい
るため殊に半導体レーザーとのマツチングに優れ、且つ
光応答が速く、さらに極めて優れた電気的、光学的、光
導電的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用光受容部材として適用させた場合には
、画像形成への残留電位の影響が全くなく、その電気的
特性が安定しておシ高感度で、高SN比を有するもので
あって、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、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
の画像を安定して繰返し得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光受容部材の1例を模式的に示した図
であり、第2及び6図は、本発明の光受容部材における
干渉縞の発生の防止の原理を説明するだめの部分拡大図
であり、第2図は、支持体表面に球状痕跡窪みによる凹
凸が形成された光受容部材において、干渉縞の発生が防
止しうろことを示す図、第3図は、従来の表面を規則的
に荒した支持体上に光受容層を堆積させた光受容部材に
おいて、干渉縞が発生することを示す図である。第4及
び5図は、本発明の光受容部材の支持体表面の凹凸形状
及び該凹凸形状を作製する方法を説明するための模式図
である。第6図は、本発明の光受容部材の支持体に設け
られる凹凸形状を形成するのに好適な装置の一構成例を
模式的に示す図であって、第6囚図は正面図、第6(B
)図は縦断面図である。 第7乃至15図は、本発明の光受容層におけるゲ゛ルマ
ニウム原子又はスズ原子の層厚方向の分布状態を表わす
図であシ、第16乃至24図は、本発明の光受容層にお
ける酸素原子、炭素原子及び窒素原子、あるいは第■族
原子又は第■族原子の層厚方向の分布状態を表わす図で
あり、各図において、縦軸は光受容層の層厚を示し、横
軸は各原子の分布濃度を表わしている。 第25図は、本発明の光受容部材の光受容層を゛製造す
るための装置の1例で、グロー放電法による製造装置の
模式的説明図である。第26図はレーザー光による画像
露光装置を説明する図である。第27乃至67図は、本
発明の光受容層形成におけるガス流量比の変化状態を示
す図であり、縦軸は光受容層の層厚、横軸は使用ガスの
ガス流量を示している。 第1乃至第3図について、 1(10)・・・光受容層、1(11・・・支持体、1
02・・・光受容層、102’ 、2(11.3(11
・・・第一の層、102“、202,302・・・第二
の層、103,203,303・・・自由表面、204
.304・・・第一の層と第二の 層との界面筒4.5図について、 4(11.5(11・・・支持体、402 、502・
・・支持体表面、403 、503・・・球状痕跡窪み
、403’、5[]3’・・・表面に凹凸形状を有する
剛体球、404・・・球状痕跡窪み内に形成された微小
凹凸形状、404′・・・剛体球表面に形成された凹凸
形状 第6図について、 6(11・・・シリンダー、602・・・回転軸(受)
、603・・・駆動手段、604・・・回転容器、60
5・・・表面に凹凸形状を有する剛体球、606・・・
容器内壁に設けられたリブ、607・・・シャワー 管第25図について 25(11・・・反応室、2502〜2506・・・ガ
スボンベ、2506’・・・5nC14槽、2507〜
2511・・・マスフロコントローラ、2512〜25
16・・・流入バルブ、2517〜2521・・・流出
バルブ、2522〜2526・・・バルブ、2527〜
2561・・・圧力調整器、2532.2533・・・
補助バルブ、2584・・・メインバルブ、2535・
・・リークバルブ、2566・・・真空計、2537・
・基体シリンダー、2538・・・加熱ヒーター、25
39・・・モーター、2540・・・高周波電源第26
図について、 26(11・・・光受容部材、2602・・・半導体レ
ーザー、2603・・・fθレンズ、2604.、、ポ
リゴンミラー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)支持体上に、シリコン原子と、ゲルマニウム原子
    及びスズ原子の少なくともいずれか一方と、酸素原子、
    炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種
    とを含有する非晶質材料で構成された感光層を少なくと
    も有する多層構成の光受容層を備えた光受容部材であつ
    て、前記支持体の表面が複数の球状痕跡窪みによる凹凸
    形状を有し、かつ、該球状痕跡窪み内に更に微小な複数
    の凹凸形状を有していることを特徴とする光受容部材。 (2)光受容層が伝導性を制御する物質を含有している
    、特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (3)光受容層が、伝導性を制御する物質を含有する電
    荷注入阻止層を構成層の1つとして有する、特許請求の
    範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (4)光受容層が構成層の1つとして障壁層を有する、
    特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (5)支持体の表面に設けられた複数の凹凸形状が、同
    一の曲率の球状痕跡窪みによる凹凸形状である特許請求
    の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (6)支持体の表面に設けられた複数の凹凸形状が、同
    一の曲率及び同一の幅の球状痕跡窪みによる凹凸形状で
    ある特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (7)支持体の表面の凹凸形状が、支持体表面に、表面
    に凹凸を有する複数の剛体球を自然落下させて得られた
    前記剛体球の痕跡窪みによる凹凸形状である特許請求の
    範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (8)支持体の表面の凹凸形状が、表面に凹凸を有する
    、ほぼ同一径を有する複数の剛体球をほぼ同一の高さか
    ら落下させて得られた剛体球の痕跡窪みによる凹凸形状
    である特許請求の範囲第(7)項に記載の光受容部材。 (9)球状痕跡窪みの曲率Rと幅Dとが、次式:0.0
    35≦D/R≦0.5 を満足する値である特許請求の範囲第(1)項に記載の
    光受容部材。 (10)球状痕跡窪みの幅Dが、次式: D≦0.5mm を満足する値である特許請求の範囲第(9)項に記載の
    光受容部材。 (11)球状痕跡窪み内の微小凹凸の高さrが、次式: 0.5μm≦r≦20μm を満足する値である特許請求の範囲第(1)項に記載の
    光受容部材。 (12)支持体が、金属体である特許請求の範囲第(1
    )項に記載の光受容部材。
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