JP3368109B2

JP3368109B2 - 電子写真用光受容部材

Info

Publication number: JP3368109B2
Application number: JP21479995A
Authority: JP
Inventors: 博明新納
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2015-08-23
Also published as: EP0764887A2; EP0764887B1; KR970012026A; DE69612156D1; CN1167277A; US5738963A; DE69612156T2; KR100191448B1; EP0764887A3; JPH0962020A; CN1122878C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電子写真装置に用
いられる電子写真用光受容部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成分野において、光受容部材の光
受容層を形成する光導電材料は、次のような特性が要求
される。高感度であること、ＳＮ比（光電流(Ip)／暗電
流(Id)）が高いこと、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
いこと、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である。特に、光受容部
材が、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置
内に組み込まれる場合は、上記の使用時における無害性
は重要である。

【０００３】上記の特性が優れている光導電材料とし
て、水素化アモルファスシリコンがあり、例えば、特公
昭６０−３５０５９号公報には電子写真用光受容部材と
しての応用が記載されている。

【０００４】このような光受容部材の作製は、一般的に
は、導電性支持体を５０〜４００℃に加熱し、この支持
体上に、真空蒸着法・スパッタリング法・イオンプレー
ティング法・熱ＣＶＤ法・光ＣＶＤ法・プラズマＣＶＤ
法等の成膜法によって、アモルファスシリコンからなる
光導電層を形成する。なかでもプラズマＣＶＤ法による
製造方法が好適であり、実用されている。このプラズマ
ＣＶＤ法は、原料ガスを高周波又はマイクロ波グロー放
電によって分解し、導電性支持体上にアモルファスシリ
コンの堆積膜を形成するものである。

【０００５】また、特開昭５４−８３７４６号公報にお
いては、ハロゲン原子を含むアモルファスシリコンから
なる光導電層を、導電性支持体上に形成した電子写真用
光受容部材が提案されている。この公報においては、ア
モルファスシリコンにハロゲン原子を１〜４０原子％含
有させることによって、耐熱性が高くなり、且つ電子写
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】特開昭５７−１１５５５６号公報には、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、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形成する技術が記載され
ている。

【０００７】特開昭６０−６７９５１号公報には、アモ
ルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有してなる
透光絶縁性オーバーコート層を積層した感光体に関する
の技術が記載されている。

【０００８】特開昭６２−１６８１６１公報には、表面
層として、シリコン原子、炭素原子、及び４１〜７０原
子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用い
る技術が記載されている。

【０００９】特開昭５７−１５８６５０号公報には、水
素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペクトルの２
１００ｃｍ^-1と２０００ｃｍ^-1の吸収ピークの吸収係数
比が０．２〜１．７である水素化アモルファスシリコン
を光導電層に用いることによって、高感度で高抵抗な電
子写真用感光体が得られることが記載されている。

【００１０】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エルギーを０．０９eＶ以下にする
ことによって、残像現象のない高品質の画像を得る技術
が開示されている。

【００１１】特開昭５８−２１２５７号公報には、光導
電層の作成中に支持体温度を変化させ、光導電層内で禁
止帯幅を変化させることによって、高抵抗であって光感
度領域の広い感光体を得る技術が開示されている。

【００１２】特開昭５８−１２１０４２号公報には、光
導電層の膜厚方向にエネルギーギャップ状態密度を変化
させ、表層のエネルギーギャップ状態密度を１０¹⁷〜１
０¹⁹ｃｍ^-3とすることによって、湿度による表面電位の
低下を防止する技術が開示されている。

【００１３】特開昭５９−１４３３７９号公報および特
開昭６１−２０１４８１号公報には、水素含有量の異な
る水素化アモルファスシリコンを積層することによっ
て、暗抵抗が高く高感度の感光体を得る技術が開示され
ている。

【００１４】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３０〜４０℃に維持しなが
ら帯電・露光・現像・転写の画像形成行程を行うことに
よって、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低
下、及びそれに伴って発生する画像流れを防止する技術
が開示されている。

【００１５】これらの技術により、電子写真用光受容部
材の暗抵抗値・光感度・光応答性等の光導電特性、使用
環境特性および耐久性が向上し、それに伴って画像品質
も向上してきた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アモル
ファスシリコン材料（シリコン原子を母体とするアモル
ファス材料）で構成された光導電層を備えた従来の電子
写真用光受容部材は、光導電特性・使用環境特性・耐久
性の個々では性能の向上が図られてはいるが、総合的に
は不十分であり、さらに改良すべき余地があった。特
に、周囲温度の変化による電子写真特性（帯電能など）
の変動を抑えること（使用環境特性の改善）や、ブラン
クメモリー・ゴーストといった光メモリーを低減するこ
と（光導電特性の改善）、さらに画像濃度の均一性（い
わゆるガサツキ）の向上させることが求められている。

【００１７】電子写真装置では、感光体の画像流れを防
止するために、前記特開昭６０−９５５５１号公報に記
載されているように、ドラムヒーターによって感光体の
表面温度が４０℃程度に保たれている。しかし従来の感
光体は、前露光キャリアや熱励起キャリアの生成に起因
する帯電能の温度依存性が大きいため、感光体が本来有
している帯電能よりも低い帯電能の状態で使用せざるを
得なかった。例えば、室温での使用時に比べて、４０℃
程度に加熱されている状態では帯電能が１００Ｖ程度低
下していた。

【００１８】また電子写真装置は、常にドラムヒータに
通電し、本装置を使用しない間（例えば、夜間など）に
帯電器のコロナ放電によるオゾン生成物が感光体表面へ
吸着することを防ぐことによって、この吸着に起因する
画像流れを防止していた。しかし現在では、省電力化の
ため、装置を使用しない間（例えば、夜間など）は通電
を極力行わないようになってきている。通電を行わず
に、連続複写を行うと、感光体周囲の温度が徐々に上昇
し、それにともなって帯電能が低下するため、複写中に
画像濃度が変わってしまうという問題が生じる。

【００１９】さらに、同じ原稿を連続して繰り返し複写
すると、ブランク露光（トナーの節約のために行われる
露光であって、連続複写時の紙間における感光体への光
照射）の影響によって複写画像上に濃度差が生じたり
（「ブランクメモリー」という。）、前回の複写行程の
像露光による残像が次回の複写時の画像上に形成された
りしていた（「ゴ−スト」という。）。

【００２０】また、画像品質の向上のために電子写真装
置内の光学露光装置・現像装置・転写装置等の改良がな
された結果、電子写真装置の解像度が上がり、画像上に
おける微少な濃度ムラ、いわゆるガサツキが目立つ場合
があった。

【００２１】そこで本発明の目的は、帯電能を向上させ
ながらその温度依存性を低減し、且つブランクメモリー
・ゴーストといった光メモリーを抑制し、画像濃度の均
一性（いわゆるガサツキ）を向上させて、良好な画像品
質を与える電子写真用光受容部材を提供することであ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を完
成した。

【００２３】第１の発明は、水素原子又は／及びハロゲ
ン原子を含有しシリコン原子を母体とするアモルファス
材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材に
おいて、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）が１．７０〜
１．８２eＶ、及び、光子エネルギー（ｈν）を独立変
数とし光吸収スペクトルの吸収係数（α）を従属変数と
する式（Ｉ）ｌｎα＝（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５０〜６５meＶである第
１の層領域と、Ｅｇが１．７８〜１．８５eＶ及びＥｕ
が５０〜６０meＶである第２の層領域とを有し、且つ、
第１の層領域のＥｇが第２の層領域のＥｇより小さく、
第１の層領域のＥｕが第２の層領域のＥｕより大きい光
導電層を備え、さらにこれらの層領域が積層しているこ
とを特徴とする電子写真用光受容部材に関する。

【００２４】第２の発明は、水素原子又は／及びハロゲ
ン原子の含有量（Ｃｈ）が、第１の層領域で１０〜３０
原子％、第２の層領域で２０〜４０原子％であり、且
つ、第１の層領域のＣｈが第２の層領域のＣｈより小さ
い第１の発明のの電子写真用光受容部材に関する。

【００２５】第３の発明は、光導電層全体の厚さの比１
に対する第２の層領域の１つの厚さの比が０．００３〜
０．１５である第１又は第２の発明の電子写真用光受容
部材に関する。

【００２６】第４の発明は、第１の層領域及び第２の層
領域をそれぞれ１つずつ有し、第１の層領域上に第２の
層領域が積層された光導電層を備えた第１、第２又は第
３の発明の電子写真用光受容部材に関する。

【００２７】第５の発明は、第１の層領域及び第２の層
領域をそれぞれ１つずつ有し、第２の層領域上に第１の
層領域が積層された光導電層を備えた第１、第２又は第
３の発明の電子写真用光受容部材に関する。

【００２８】第６の発明は、第１の層領域を１つ第２の
層領域を２つ有し、第２の層領域上に第１の層領域が積
層され、その第１の層領域上に第２の層領域が積層され
た光導電層を備えた第１、第２又は第３の発明の電子写
真用光受容部材に関する。

【００２９】第７の発明は、光導電層中に、ｐ型伝導特
性を与える周期律表第IIIｂ族又はｎ型伝導特性を与え
る第Ｖｂ族に属する少なくとも１種の原子を含有する第
１〜６のいずれかの発明の電子写真用光受容部材に関す
る。

【００３０】第８の発明は、光導電層中に、炭素・酸素
・窒素の少なくとも１種の原子を含有する第１〜７のい
ずれかの発明の電子写真用光受容部材に関する。

【００３１】第９の発明は、炭素・酸素・窒素の少なく
とも１種の原子を含有し、シリコン原子を母体とするア
モルファス材料からなる表面層が、光導電層上に積層さ
れた第１〜８のいずれかの発明の電子写真用光受容部材
に関する。

【００３２】第１０の発明は、表面層の厚さが０．０１
〜３μｍである第９の発明の電子写真用光受容部材に関
する。

【００３３】第１１の発明は、炭素・酸素・窒素の少な
くとも１種の原子、及びｐ型伝導特性を与える周期率表
第IIIｂ族又はｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族に属する
少なくとも１種の原子を含有し、シリコン原子を母体と
するアモルファス材料からなる電荷注入阻止層が設けら
れ、この電荷注入阻止層上に光導電層が積層された第９
又は第１０の発明の電子写真用光受容部材に関する。

【００３４】第１２の発明は、電荷注入阻止層の厚さが
０．１〜５μｍである第１１の発明の電子写真用光受容
部材に関する。

【００３５】第１３の発明は、光導電層の厚さが２０〜
５０μｍである第１〜１２のいずれかの発明の電子写真
用光受容部材に関する。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００３７】なお、本文中「シリコン原子を母体とする
アモルファス材料」を「アモルファスシリコン材料」と
も表記し、「水素原子又は／及びハロゲン原子を含有し
シリコン原子を母体とするアモルファス材料」を「ａ−
Ｓｉ：Ｘ」とも表記する。また、「水素原子を含有する
アモルファスシリコン」を「水素化アモルファスシリコ
ン」と、「ハロゲン原子を含有するアモルファスシリコ
ン」を「ハロゲン化アモルファスシリコン」と表記し、
これらは「ａ−Ｓｉ：Ｘ」の表記に含まれる。

【００３８】本発明の電子写真用光受容部材は、水素原
子又は／及びハロゲン原子を含有しシリコン原子を母体
とするアモルファス材料からなる光導電層を備える。

【００３９】この光導電層には、水素原子又はハロゲン
原子を含有することが必要である。また、水素原子とハ
ロゲン原子の両方を含有してもよい。このようにするこ
とで、シリコン原子の未結合手を補償し、層の品質向
上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させること
ができる。

【００４０】上記光導電層中の水素原子又は／及びハロ
ゲン原子含有量（Ｃｈ）は、第１の層領域では１０〜３
０原子％、第２の層領域では２０〜４０原子％であり、
且つ、第１の層領域のＣｈが第２の層領域のＣｈより小
さいことが望ましい。より好ましくは第１の層領域では
１５原子％以上２５原子％未満、第２の層領域では２５
原子％以上３５原子％以下である。

【００４１】ここで「水素原子又は／及びハロゲン原子
含有量（Ｃｈ）」とは、光導電層の形成時に水素原子の
みを導入した場合は「水素原子の含有量」を、ハロゲン
原子のみを導入した場合は「ハロゲン原子の含有量」
を、水素原子及びハロゲン原子をともに導入した場合は
「水素原子の含有量とハロゲン原子の含有量との和」を
いう。また、単位「原子％」は、水素原子又は／及びハ
ロゲン原子とシリコン原子との合計量に対する比率であ
る。

【００４２】本発明における光導電層の光学的バンドギ
ャップ（Ｅｇ）は、第１の層領域では１．７０〜１．８
２ｅＶ、第２の層領域では１．７８〜１．８５ｅＶであ
り、且つ、第１の層領域のＥｇが第２の層領域のＥｇよ
り小さいことが必要である。好ましくは、第１の層領域
では１．７５eＶ以上１．８０eＶ未満、第２の層領域で
は１．８０eＶ以上１．８３ｅＶ以下である。

【００４３】さらに本発明における光導電層は、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）ｌｎα＝（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の層領域では５０
〜６５meＶ、第２の層領域では５０〜６０meＶであり、
且つ、第１の層領域のＥｕが第２の層領域のＥｕより大
きいことが必要である。好ましくは、第１の層領域では
５５meＶを超え６５meＶ以下であり、第２の層領域では
５０meＶ以上５５meＶ以下である。

【００４４】図４に本発明における光導電層のサブバン
ドギャップ光吸収スペクトルの１例を示す。横軸には光
子エネルギー（ｈν）を、縦軸には光吸収スペクトルの
吸収係数（α）の対数（ｌｎα）をとっている。このス
ペクトルは大きく２つの部分に分けることができる。す
なわち、吸収係数（α）が光子エネルギー（ｈν）に対
して指数関数的に変化する、すなわちｌｎαがｈνに対
して直線的に変化する部分Ｂ（「指数関数裾」または
「アーバックテイル」という。）と、ｌｎαがｈνに対
してより緩やかな依存性を示す部分Ａである。

【００４５】この直線的に変化する部分Ｂは、価電子帯
側のテイル準位から伝導帯への光学遷移に起因する光吸
収に対応し、吸収係数（α）の光子エネルギー（ｈν）
に対する指数関数的依存性は次式（II）で表される。

【００４６】 α＝α_oｅｘｐ（ｈν／Ｅｕ）（II）ただし、α_oは光導電層固有の定数である。式（II）の
両辺の対数をとると前記の式（Ｉ）となる。

【００４７】ｌｎα＝（１／Ｅｕ）・ｈν＋α₁ （Ｉ）ただし、α₁＝ｌｎα_oである。

【００４８】式（Ｉ）において、特性エネルギー（Ｅ
ｕ）の逆数（１／Ｅｕ）が、図４の部分Ｂの傾きを示
す。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。

【００４９】サブバンドギャップ光吸収スペクトルの測
定には、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
られる。中でも、一定光電流法（Constant Photocurren
t Method：以下「ＣＰＭ」と表す。）が有用である。

【００５０】本発明において、光導電層の厚さは、電子
写真特性および経済的効果等を考慮して適宜決定され、
２０〜５０μｍが適当であり、好ましくは２３〜４５μ
ｍ、より好ましくは２５〜４０μｍである。厚さが２０
μｍより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が
実用上不十分となり、５０μｍより厚くなると、光導電
層の作成時間が長くなり製造コストが高くなる。

【００５１】また光導電層の第２の層領域の厚さについ
ては、光導電層全体の厚さ（第１の層領域の厚さ＋第２
の層の厚さ）の比１に対して、第２の層領域の１つの厚
さの比が０．００３〜０．１５であることが望ましい。
第２の層領域の１つの厚さの比が０．００３より小さい
と、電荷の注入阻止性能が不十分となり、また特に第２
の層領域を表面層側に位置させたときには、前露光や像
露光の長波長成分を充分に吸収することができず、帯電
能の温度依存性や光メモリーの低減効果を十分に発揮す
ることができない。一方０．１５より大きいと、第２の
層領域として満足できる膜質を得るためには、現状では
堆積速度を第１の層領域よりも若干小さくすることが必
要なため、光導電層の形成時間が長くなり製造コストが
高くなる。

【００５２】図１に、本発明における光導電層の層構造
の説明図（断面図）を示す。図１（ａ）の光導電層（１
１）は、第１の層領域及び第２の層領域をそれぞれ１つ
ずつ有し、第１の層領域（１）上に第２の層領域（２
ａ）が積層された層構造を有する。図１（ｂ）の光導電
層（１１）は、第１の層領域及び第２の層領域をそれぞ
れ１つずつ有し、第２の層領域（２ｂ）上に第１の層領
域（１）が積層された層構造を有する。図１（ｃ）の光
導電層（１１）は、第１の層領域を１つ第２の層領域を
２つ有し、第２の層領域（２ｂ）上に第１の層領域
（１）が積層され、その第１の層領域（１）上に第２の
層領域（２ａ）が積層された層構造を有する。なお、１
０は支持体を示す。

【００５３】上記の層構造にすることによって、帯電能
の温度依存性、及び光メモリーを低減することができ本
発明の目的の達成が可能となる。さらに、図１（ｂ）の
層構造にすることによって、上記効果に加えて、ガサツ
キ（画像特性としてのベタ黒画像による濃度分布）の点
でも改善される。図１（ｃ）の層構造は、図１（ａ）の
層構造と図１（ｂ）の層構造をともに有するため、同様
に上記効果に加えてガサツキも改善される。

【００５４】本発明における光導電層の形成は、薄膜堆
積法によって行われる。具体的には、例えばグロー放電
法（低周波ＣＶＤ法・高周波ＣＶＤ法・マイクロ波ＣＶ
Ｄ法等の交流放電ＣＶＤ法や、直流放電ＣＶＤ法な
ど）、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法等の種々の薄膜堆積
法によって行うことができる。これらの薄膜堆積法は、
製造条件、設備資本投資の負荷程度、製造規模、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
る。なかでも、所望の特性を有する光受容部材を製造す
るにあたって、製造条件の制御が比較的容易であるグロ
ー放電法、特にＲＦ帯又はＶＨＦ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。

【００５５】グロー放電法によって光導電層を形成する
には、基本的にはシリコン原子を供給し得る原料ガス
と、水素原子又は／及びハロゲン原子を供給し得る原料
ガスとを、減圧が可能な反応容器内に所望のガス状態で
導入し、次いで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支持体上に光導電層を
形成する。

【００５６】Ｓｉを供給し得る原料としては、Ｓｉ
Ｈ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状又はガ
ス化し得る水素化珪素などのシラン類が有効に使用され
る。層形成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率のよさ等の
点でＳｉＨ₄又はＳｉ₂Ｈ₆が好ましい。

【００５７】水素原子の光導電層への導入は、Ｈ₂ガ
ス、Ｈ₂とＨｅの混合ガス、又は水素原子を含む珪素化
合物のガス等を、上記原料のガスに必要量混合して行
う。これにより、光導電層中への水素原子の導入割合の
制御が一層容易になる。

【００５８】ハロゲン原子を供給し得る原料としては、
例えばハロゲンガスや、ハロゲン化物、ハロゲンを含む
ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体
等のガス状又はガス化し得るハロゲン化合物が好まし
い。また、ガス状又はガス化し得るハロゲン原子含有水
素化珪素化合物も有効なものとして挙げられる。具体的
にはハロゲン間化合物として、弗素ガス（Ｆ₂）、Ｂｒ
Ｆ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ₃、ＢｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ
₇等が挙げることができる。また、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、ＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素を挙
げることができる。

【００５９】以上の原料ガスは、１種単独で用いてもよ
いし、２種以上を混合して用いてもよい。

【００６０】光導電層中に含有される水素原子又は／及
びハロゲン原子の量を制御するには、例えば、支持体の
温度、水素原子又は／及びハロゲン原子を供給する原料
物質の反応器内への導入量、放電電力等を調整する。ま
た、上記の原子導入用の原料物質は、必要に応じてＨ₂
やＨｅ、あるいはＨ₂とＨｅの混合ガス（希釈ガス）で
希釈して使用される。

【００６１】本発明における光導電層には必要に応じ
て、伝導性を制御する原子を含有させることが好まし
い。

【００６２】この伝導性を制御する原子は、電荷注入阻
止層中に全体にわたって含有され、且つ濃度分布も均一
にする必要があるが、層厚方向には、濃度分布が不均一
な部分があってもよい。ただし、濃度分布が不均一な部
分がある場合でも、支持体の表面に対して平行な面内方
向においては、上記原子が全体的に含有され且つ均一な
濃度分布であることが効果の均一化を図る点から必要で
ある。

【００６３】伝導性を制御する原子としては、半導体分
野における、いわゆる不純物を挙げることができ、ｐ型
伝導特性を与える周期律表第IIIｂ族に属する原子（以
下「第IIIｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与
える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原
子」という。）を用いることができる。これらのなかで
少なくとも１種の原子を用いる。すなわち、１種単独で
用いてもよいし２種以上の原子を混合して用いてもよ
い。

【００６４】第IIIｂ族原子としては、硼素（Ｂ）、ア
ルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム
（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等が挙げられ、特にＢ、Ａ
ｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては燐
（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）等が挙げられ、特にＰ、Ａｓが好適である。

【００６５】伝導性を制御する原子の光導電層中の含有
量は、１×１０^-2〜１×１０²原子ppmが適当であり、好
ましくは５×１０^-2〜５０原子ppm、より好ましくは１
×１０^-1〜１０原子ppmである。さらに、第１の層領域
中の含有量より第２の層領域中の含有量を多くすること
が好ましい。

【００６６】伝導性を制御する原子を光導電層中に構造
的に導入するには、前記導電層の形成の際に、伝導性を
制御する原子の導入用の原料物質をガス状態で、光導電
層を形成するための他の原料ガス（前述）と共に反応器
へ導入すればよい。

【００６７】伝導性を制御する原子の導入用の原料物質
としては、常温常圧でガス状であるか、又は少なくとも
層形成条件下で容易にガス化し得るものが望ましい。そ
のような前記第IIIｂ族原子の導入用の原料物質は、硼
素原子導入用としては、Ｂ₂Ｈ ₆、Ｂ₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅
Ｈ₁₁、Ｂ₆Ｈ₁₀、Ｂ₆Ｈ₁₂、Ｂ₆Ｈ₁₄等の水素化硼素、Ｂ
Ｆ₃、ＢＣｌ₃、ＢＢｒ₃等のハロゲン化硼素などが挙げ
られる。その他、ＡｌＣｌ₃、ＧａＣｌ₃、Ｇａ（Ｃ
Ｈ₃）₃、ＩｎＣｌ₃、ＴｌＣｌ₃等を挙げることができ
る。また、前記第Ｖｂ族原子の導入用の原料物質は、燐
原子導入用としては、ＰＨ₃、Ｐ₂Ｈ₄等の水素化燐、Ｐ
Ｈ₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＦ₅、ＰＣｌ₃、ＰＣｌ₅、ＰＢｒ ₃、Ｐ
Ｂｒ₅、ＰＩ₃等のハロゲン化燐などが挙げられる。その
他、ＡｓＨ₃、ＡｓＦ₃、ＡｓＣｌ₃、ＡｓＢｒ₃、ＡｓＦ
₅、ＳｂＨ₃、ＳｂＦ₃、ＳｂＦ₅、ＳｂＣｌ₃、ＳｂＣ
ｌ₅、ＢｉＨ₃、ＢｉＣｌ₃、ＢｉＢｒ₃等も有効なものと
して挙げることができる。

【００６８】また、これらの伝導性を制御する原子の導
入用の原料物質は、必要に応じてＨ ₂やＨｅ、あるいは
Ｈ₂とＨｅの混合ガス（希釈ガス）で希釈して使用して
もよい。

【００６９】本発明において、光導電層中に、炭素・酸
素・窒素の少なくとも１種の原子を含有させることも有
効である。

【００７０】これらの原子の含有量の和は、光導電層中
のシリコン原子と炭素原子・酸素原子・窒素原子との和
に対して１×１０^-5〜１０原子％が適当であり、好まし
くは１×１０^-4〜８原子％、より好ましくは１×１０^-3
〜５原子％である。

【００７１】これらの炭素原子・酸素原子・窒素原子
は、光導電層中に全体にわたって含有され、且つ濃度分
布も均一にする必要があるが、層厚方向には、濃度分布
が不均一な部分があってもよい。ただし、濃度分布が不
均一な部分がある場合でも、支持体の表面に対して平行
な面内方向においては、上記原子が全体的に含有され且
つ均一な濃度分布であることが効果の均一化を図る点か
ら必要である。

【００７２】炭素原子を供給し得る原料としては、ＣＨ
₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₄Ｈ ₁₀等のガス状又はガ
ス化し得る炭化水素が有効なものとして挙げらる。なか
でも、層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率のよさ等
の点でＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ ₆がより好ましい。また、
これらの炭素原子を供給し得る原料のガスを、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。

【００７３】窒素または酸素を供給し得る原料として
は、ＮＨ₃、ＮＯ、Ｎ₂Ｏ、ＮＯ₂、Ｏ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、
Ｎ₂等のガス状又はガス化し得るものが挙げられる。ま
た、これらの原料のガスを、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。

【００７４】本発明の目的を達成するために所望の膜特
性を有する光導電層を形成するには、Ｓｉを供給し得る
原料ガス（以下「Ｓｉ供給用ガス」という。）と希釈ガ
スとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力および支
持体温度等を適宜設定することが必要である。

【００７５】希釈ガスとして使用するＨ₂、Ｈｅ、又は
Ｈ₂とＨｅとの混合ガスの流量は、光導電層の設計にし
たがって適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用ガス
に対し希釈ガスを、通常３〜２０倍、好ましくは４〜１
５倍、より好ましくは５〜１０倍の範囲で混合する。

【００７６】反応容器内のガス圧も同様に設計にしたが
って適宜最適範囲がが選択されるが、通常１×１０^-4〜
１０Torr（１．３３３×１０^-2〜１．３３３×１０³P
a）が適当であり、好ましくは５×１０^-4〜５Torr
（６．６６５×１０^-2〜６．６６５×１０²Pa）、より
好ましくは１×１０^-3〜１Torr（１．３３３×１０^-1〜
１．３３３×１０²Pa）である。

【００７７】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、Ｓｉ供給用ガスの流量に対す
る放電電力の比（W/SCCM）を、好ましくは３〜８、より
好ましくは４〜６の範囲に設定する。さらには、第２の
層領域の形成におけるＳｉ供給用ガスの流量に対する放
電電力の比を、第１の層領域の形成における比より大き
くし、いわゆるフローリミット領域で形成することが好
ましい。

【００７８】支持体の温度は、通常２００〜３５０℃、
好ましくは２３０〜３３０℃、より好ましくは２５０〜
３００℃に設定する。

【００７９】以上のＳｉ供給用ガスと希釈ガスとの混合
比、反応容器内のガス圧、放電電力および支持体温度の
望ましい条件範囲は、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子写真用光受容部材を形
成するために、相互的かつ有機的関連性に基づいて最適
条件が適宜決定される。

【００８０】本発明において使用される支持体は、導電
性支持体、又は電気絶縁性部材の少なくとも光導電層を
形成する側の表面を導電処理した支持体を用いてもよ
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、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられ
る。また、導電処理した支持体の電気絶縁性部材として
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、セラミックス等が挙げられ
る。

【００８１】本発明において使用される支持体の形状
は、平滑若しくは凹凸のある表面を有する円筒状または
無端ベルト状等に形成される。この支持体の厚さは、所
望により適宜決定するが、電子写真用光受容部材として
可撓性が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮できる範囲内で可能な限り薄くする。ただし、支
持体の製造および取り扱い上から、機械的強度を考慮し
て、少なくとも１０μｍ以上の厚さとするのが通常であ
る。

【００８２】本発明において使用される支持体は、レー
ザー光等の可干渉性光を用いて像記録を行う場合には、
支持体の表面に凹凸を設けてもよい。これにより、可視
画像において現われる、いわゆる干渉縞模様による画像
不良をより効果的に解消することができる。支持体の表
面に設けられるこの凹凸は、特開昭６０−１６８１５６
号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５
８５４号公報等に記載された公知の方法により形成され
る。

【００８３】また、上記とは別の凹凸として、支持体の
表面に複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を設けてもよ
い。この凹凸形状は、支持体の表面が光受容部材に要求
される解像力よりも微少な凹凸を有している。このよう
な凹凸形状は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載
された公知の方法により形成される。

【００８４】本発明の電子写真用光受容部材の光導電層
上には、炭素・酸素・窒素の少なくとも１種の原子を含
有し、シリコン原子を母体とするアモルファス材料から
なる表面層を積層することが望ましい。

【００８５】これらの炭素原子・酸素原子・窒素原子
は、表面層中に全体にわたって含有され、且つ濃度分布
も均一にする必要があるが、層厚方向には、濃度分布が
不均一な部分があってもよい。ただし、濃度分布が不均
一な部分がある場合でも、支持体の表面に対して平行な
面内方向においては、上記原子が全体的に含有され且つ
均一な濃度分布であることが効果の均一化を図る点から
必要である。

【００８６】図２に、表面層を備えた本発明の電子写真
用光受容部材の層構造（断面図）を示した。支持体（１
０）の表面上に光導電層（１１）が積層され、この導電
層上に表面層（１２）が積層されている。なお光導電層
（１１）は、図２では第１の層領域（１）の上に第２の
層領域（２ａ）が積層されているが（図１（ａ）参
照）、図１（ｂ）や図１（ｃ）のような層構造であって
もよい。

【００８７】本発明における表面層の厚さは、通常０．
０１〜３μｍが適当であり、好ましくは０．０５〜２μ
ｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。０．０１μ
ｍよりも薄いと電子写真用光受容部材の使用中に摩耗等
によって表面層が即座に消失し、３μｍを超えると残留
電位の増加等、電子写真特性が低下する。

【００８８】上記のような表面層は自由表面を有し、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、耐久性等を向上させるために設けられる。な
お、この表面層は、光導電層と同様なシリコン原子を母
体とするアモルファス材料を用いて形成するため、積層
界面においても化学的及び構造的な安定性を十分に有し
ている。

【００８９】本発明における表面層を形成する材料は、
シリコン原子を母体とするアモルファス材料（アモルフ
ァスシリコン材料）であればいずれの材質でもよいが、
例えば、水素原子又は／及びハロゲン原子を含有するア
モルファスシリコン材料（ａ−Ｓｉ：Ｘ）を用いること
が望ましい。さらには、炭素・酸素・窒素の少なくとも
１種の原子を含有したａ−Ｓｉ：Ｘを用いることがより
好ましい。なかでも、炭素を含有したａ−Ｓｉ：Ｘが最
も好ましい。この炭素を含有したａ−Ｓｉ：Ｘを主成分
として表面層を形成する場合、表面層中の炭素量は、シ
リコン原子数と炭素原子数の和に対して３０原子％から
９０原子％の範囲が好ましい。

【００９０】本発明における表面層には、水素原子又は
ハロゲン原子を含有することが必要である。また、水素
原子とハロゲン原子の両方を含有してもよい。水素原子
を含有させる場合は、水素原子の含有量を、構成原子の
総量に対して３０〜７０原子％にすることが適当であ
り、好ましくは３５〜６５原子％、より好ましくは４０
〜６０原子％にする。ハロゲン原子を含有させる場合
は、ハロゲン原子の含有量を、構成原子の総量に対して
０．０１〜１５原子％にすることが適当であり、好まし
くは０．１〜１０原子％、より好ましくは０．６〜４原
子％にする。

【００９１】このようにすることで、シリコン原子の未
結合手を補償し、層の品質向上、特に光導電性および電
荷保持特性を向上させることができる。

【００９２】電子写真用光受容部材には次のような問題
がある、例えば、自由表面から電荷の注入による帯電特
性の低下や、高湿度などの使用環境のもとで表面構造が
変化することによる帯電特性の変動、コロナ帯電時や光
照射時に光導電層から表面層へ電荷が注入されて前記表
面層中の欠陥に電荷がトラップされることによる繰り返
し使用時の残像現象などがある。これらの問題は、表面
層中に存在する欠陥（主にシリコン原子や炭素原子のダ
ングリングボンド）等に起因することが知られている。

【００９３】しかしながら、表面層中に水素原子を含有
させ、水素原子の含有量を３０〜７０原子％に制御する
ことによって、表面層内の欠陥が大幅に減少し、その結
果、電気的特性および高速連続使用時の特性が向上す
る。ただし、水素原子の含有量が３０原子％未満である
と上記効果は十分に発揮されず、一方７０原子％を超え
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。表面層中の水素原子の含有量は、後述
の製造時において、原料ガスの流量及び比率、支持体の
温度、放電パワー、ガス圧等によって制御できる。

【００９４】また、表面層中にハロゲン原子を含有さ
せ、ハロゲン原子の含有量を０．０１〜１５原子％に制
御することによって、表面層中のシリコン原子と炭素原
子との結合の形成をより効果的に達成することが可能に
なる。さらに、表面層中のハロゲン原子は、コロナ放電
等によるシリコン原子と炭素原子との結合の切断を効果
的に防止することができる。ただし、ハロゲン原子の含
有量が０．０１原子％未満であったり１５原子％を超え
たりすると上記の効果は十分に発揮されない。さらに、
１５原子％を超えた場合は、過剰のハロゲン原子が表面
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なってくる。表面層中のハロゲン原
子の含有量は、水素原子の含有量の制御と同様に、原料
ガスの流量及び比率、支持体の温度、放電パワー、ガス
圧等によって制御できる。

【００９５】本発明における表面層の形成方法は、前記
の光導電層の形成方法と同様にして行うことができる。
例えば、グロー放電法によって炭素原子を含有したａ
−Ｓｉ：Ｘからなる表面層を形成する場合は、通常、シ
リコン原子を供給し得る原料ガスと、炭素原子を供給し
得る原料ガスと、水素原子又は／及びハロゲン原子を供
給し得る原料ガスとを、減圧が可能な反応容器内に所望
のガス状態で導入し、次いで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
が形成された支持体上の光導電層上に表面層を形成す
る。

【００９６】シリコン原子や炭素原子・酸素原子・窒素
原子を供給し得る原料は、前述の光導電層の場合と同様
である。水素原子を供給し得る原料としては、Ｈ₂ガ
ス、Ｈ₂とＨｅの混合ガス、又は水素原子を含む珪素化
合物のガス等を用いる。これらの原料ガスは、他の原料
ガスに必要量混合して用いる。これにより、光導電層中
への水素原子の導入割合の制御が一層容易になる。ハロ
ゲン原子を供給し得る原料は、前記光導電層と同様なも
のを用いることができる。以上の原料ガスは、それぞれ
１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いて
もよい。

【００９７】表面層中に含有される水素原子又は／及び
ハロゲン原子の量を制御するには、前記光導電層の場合
と同様にして行うことができる。

【００９８】本発明における表面層には、前記光導電層
と同様に、伝導性を制御する原子を含有させることが好
ましい。

【００９９】この伝導性を制御する原子は、表面層中に
全体にわたって含有され、且つ分布濃度も均一する必要
があるが、層厚方向には、分布濃度が不均一な部分があ
ってもよい。ただし、分布濃度が不均一な部分がある場
合でも、支持体の表面に対して平行な面内方向において
は、上記原子が全体的に含有され且つ均一な濃度分布で
あることが効果の均一化を図る点から必要である。

【０１００】伝導性を制御する原子の表面層中の含有量
は、１×１０^-3〜１×１０³原子ppmが適当であり、好ま
しくは１×１０^-2〜５×１０²原子ppm、より好ましくは
１×１０^-1〜１×１０²原子ppmである。

【０１０１】伝導性を制御する原子の種類、それらの原
料物質、及び表面層への導入方法については、前述の光
導電層の場合と同様である。

【０１０２】本発明の目的を達成するために所望の膜特
性を有する表面層を形成するには、Ｓｉ供給用ガスと希
釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力、支
持体温度等を適宜設定することが必要である。反応容器
内のガス圧及び支持体温度については、前記光導電層の
場合と同様に設定する。

【０１０３】以上のようにして行われる本発明における
表面層の形成は、その要求される特性に応じて注意深く
形成する。すなわち、シリコン原子、炭素・酸素・窒素
の少なくとも１種の原子、水素原子又は／及びハロゲン
原子を構成要素とする表面層は、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と
り、電気物性的には導電性から半導体性、そして絶縁性
にわたる性質を有し、さらには光導電性から非光導電性
にわたる性質をも有する。したがって、形成条件の選択
を厳密に行うことによって、所望の特性を有する表面層
を形成することができる。例えば、表面層を、耐圧性の
向上を主な目的として設ける場合は、使用環境において
電気絶縁的挙動の顕著なアモルファスとする。また、連
続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主な目的と
する場合は、上記の電気絶縁性の度合いがある程度緩和
された、照射光に対してある程度の感度を有するアモル
ファスとする。

【０１０４】本発明の電子写真用光受容部材は、光導電
層と表面層との間に、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）を設けてもよい。これにより、帯電能等の特性をさ
らに向上させることができる。

【０１０５】また表面層において、光導電層との界面付
近の領域に、炭素原子・酸素原子・窒素原子の含有量が
光導電層方向へ減少する領域を設けてもよい。これによ
り、表面層と光導電層との密着性が向上し、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
表面層との界面における光の反射による干渉が低減す
る。

【０１０６】本発明の電子写真用光受容部材において
は、炭素・酸素・窒素の少なくとも１種の原子、及び伝
導性を制御する原子を含有し、シリコン原子を母体とす
るアモルファス材料からなる電荷注入阻止層が設けら
れ、この電荷注入阻止層上に光導電層が積層されている
ことが望ましい。すなわち、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と、本発明の目的の達
成に対してより一層の効果が発現する。その際、表面層
の有無については制限はないが、光導電層上に表面層を
積層することがより望ましい。

【０１０７】図３に、電荷注入阻止層および表面層を備
えた本発明の電子写真用光受容部材の層構造（断面図）
を示す。支持体（１０）の表面上に電荷注入阻止層（１
３）が設けられ、この電荷注入阻止層（１３）上に光導
電層（１１）が積層され、この導電層上に表面層（１
２）が積層されている。なお光導電層（１１）は、図３
では第１の層領域（１）の上に第２の層領域（２ａ）が
積層されているが（図１（ａ）参照）、図１（ｂ）や図
１（ｃ）のような層構造であってもよい。

【０１０８】本発明における電荷注入阻止層の厚さは、
通常０．１〜５μｍが適当であり、好ましくは０．３〜
４μｍ、より好ましくは０．５〜３μｍである。０．１
μｍよりも薄くすると電荷注入阻止層の効果は十分発現
せず、一方５μｍより厚くしても電子写真特性の所望の
向上はなく、形成時間の延長による製造コストの増加を
招くだけである。

【０１０９】本発明における電荷注入阻止層は、一定の
極性の帯電処理を電子写真用光受容部材が受けた際は、
支持体側から光導電層側へ電荷が注入されるのを阻止し
するが、前記の極性と逆の帯電処理を受けた際にはその
ような機能は発揮しないという極性に依存する機能をも
つ。

【０１１０】このような機能を付与するためには、電荷
注入阻止層中へ伝導性を制御する原子を含有させる必要
がある。また、光導電層中にもこの伝導性を制御する原
子を含有させる場合には、電荷注入阻止層中のその含有
量を光導電層の含有量に対して多くする必要がある。

【０１１１】この伝導性を制御する原子は、電荷注入阻
止層中に全体にわたって含有され、且つ濃度分布も均一
にする必要があるが、層厚方向には、濃度分布が不均一
な部分があってもよい。この濃度分布が不均一な部分
は、支持体側の領域に多く分布させることが好ましい。
ただし、濃度分布が不均一な部分がある場合でも、支持
体の表面に対して平行な面内方向においては、上記原子
が全体的に含有され且つ均一な濃度分布であることが効
果の均一化を図る点から必要である。

【０１１２】伝導性を制御する原子の表面層中の含有量
は、１０〜１×１０⁴原子ppmが適当であり、好ましくは
５０〜５×１０³原子ppm、より好ましくは１×１０²〜
３×１０³原子ppmである。

【０１１３】伝導性を制御する原子の種類、それらの原
料物質、及び電荷注入阻止層中への導入方法について
は、前述の光導電層の場合と同様である。

【０１１４】本発明において、電荷注入阻止層中に、炭
素・酸素・窒素の少なくとも１種の原子を含有させるこ
とも有効である。

【０１１５】これらの原子の含有量の和は、電荷注入阻
止層中のシリコン原子と炭素原子・酸素原子・窒素原子
との和に対して１×１０^-3〜３０原子％が適当であり、
好ましくは５×１０^-3〜２０原子％、より好ましくは１
×１０^-2〜１０原子％である。

【０１１６】これらの炭素原子・酸素原子・窒素原子
は、電荷注入阻止層中に全体にわたって含有され、且つ
濃度分布も均一にする必要があるが、層厚方向には、濃
度分布が不均一な部分があってもよい。ただし、濃度分
布が不均一な部分がある場合でも、支持体の表面に対し
て平行な面内方向においては、上記原子が全体的に含有
され且つ均一な濃度分布であることが効果の均一化を図
る点から必要である。

【０１１７】このように、電荷注入阻止層中に炭素・窒
素・酸素の少なくとも一種の原子を含有させることによ
って、この電荷注入阻止層に直接接触して設けられる他
の層との密着性をより向上させることができる。

【０１１８】本発明における電荷注入阻止層を形成する
材料としては、上記の原子を必要により含有する、シリ
コン原子を母体とするアモルファス材料（アモルファス
シリコン材料）を用いる。このアモルファスシリコン材
料としては、水素原子又は／及びハロゲン原子を含有す
るアモルファスシリコン材料（ａ−Ｓｉ：Ｘ）を用いる
ことが望ましい。層内の水素原子又は／及びハロゲン原
子の効果は、前述の光導電層及び表面層の場合と同様で
ある。

【０１１９】電荷注入阻止層中の水素原子又は／及びハ
ロゲン原子の含有量は、シリコン原子と水素原子又は／
及びハロゲン原子との合計量に対して１〜５０原子％が
適当であり、好ましくは５〜４０原子％、より好ましく
は１０〜３０原子％とする。

【０１２０】シリコン原子や炭素原子・酸素原子・窒素
原子を供給し得る原料は、前述の光導電層の場合と同様
である。水素原子を供給し得る原料としては、Ｈ₂ガ
ス、Ｈ₂とＨｅの混合ガス、又は水素原子を含む珪素化
合物のガス等を用いる。これらの原料ガスは、他の原料
のガスに必要量混合して用いる。これにより、電荷注入
阻止層中への水素原子の導入割合の制御が一層容易にな
る。ハロゲン原子を供給し得る原料は、前記光導電層の
場合と同様なものを用いることができる。以上の原料ガ
スは、それぞれ１種単独で用いてもよいし、２種以上を
混合して用いてもよい。

【０１２１】本発明における電荷注入阻止層の形成は、
前記の薄膜堆積法により光導電層の形成の場合と同様に
して行う。

【０１２２】本発明の目的を達成するために所望の膜特
性を有する電荷注入阻止層を形成するには、Ｓｉ供給用
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、支持体温度等を適宜設定することが必要である。
放電電力については、Ｓｉ供給用ガスの流量に対する放
電電力の比を、通常０．５〜８にすることが適当であ
り、好ましくは０．８〜７、より好ましくは１〜６に設
定する。Ｓｉ供給用ガスと希釈ガスとの混合比、反応容
器内のガス圧および支持体温度については前記光導電層
の場合と同様に設定する。

【０１２３】本発明の光受容部材の光導電層は、アルミ
ニウム原子、シリコン原子、水素原子又は／及びハロゲ
ン原子が層厚方向に不均一な分布状態（支持体側でアル
ミニウム原子が主であり、徐々にシリコン原子が主にな
る。）であることが望ましい。このようにすると、支持
体と光導電層（特に電荷注入素子層）との界面の密着性
が向上して微少な剥がれやクラックの発生が起きにくく
なると共に、組成が徐々に変化することにより光導電層
から支持体へのキャリアの流れがスムーズなり、画像の
品質が向上する。

【０１２４】また、支持体と光導電層との間、又は電荷
注入阻止層を設けた場合はこの電荷注入阻止層と支持体
との間に密着層を設けてもよい。この密着層によって、
支持体への密着性が一層向上する。このような密着層
は、例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄・ＳｉＯ ₂・ＳｉＯ・シリコン原
子等を母体とするアモルファス材料であって、水素原子
又は／及びハロゲン原子と、炭素・酸素・窒素の少なく
とも１種の原子とを含むアモルファス材料で構成され
る。

【０１２５】さらに、支持体と光導電層との間、又は電
荷注入阻止層を設けた場合はこの電荷注入阻止層と支持
体との間に光吸収層（ＩＲ吸収層等）を設けてもよい。
この光吸収層によって、支持体からの反射光による干渉
縞模様の発生を防止することができる。

【０１２６】次に、本発明の電子写真用光受容部材を形
成するための装置、及びその装置を用いた上記の各層の
形成方法について説明する。

【０１２７】図５に、グロー放電法の１つである、電源
周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法
（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ法」と表す。）に用いられる製
造装置の１例を示した。図５に示す製造装置の構成は以
下の通りである。

【０１２８】この製造装置を大別すると、堆積装置（５
１００）、原料ガス供給装置（５２００）、反応容器
（５１０１）内を減圧にするための排気装置（不図示）
から構成されている。堆積装置（５１００）中の反応容
器（５１０１）内には円筒状支持体（５１０２）、支持
体加熱用ヒーター（５１０３）、原料ガス導入管（５１
０４）が設置されている。さらに反応容器（５１０１）
には、高周波マッチングボックス（５１０５）が接続さ
れている。

【０１２９】円筒状支持体の加熱方法は、真空仕様であ
る発熱体を用いればよく、支持体加熱用ヒーターとして
具体的には、シース状ヒーターの巻付けヒーター、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、
液体や気体等を熱媒とした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。これら以外
の方法として、反応容器以外に加熱専用の容器を設け、
そこで一旦、加熱した後、反応容器内へ支持体を搬送す
る方法を用いてもよい。

【０１３０】原料ガス供給装置（５２００）は、ガスボ
ンベ（５２０１〜５２０６）、それぞれのボンベに対応
する圧力調整器（５２５１〜５２５６）及びラインのバ
ルブ（５２１１〜５２１６、５２２１〜５２２６、５２
３１〜５２３６）、並びにマスフローコントローラ（５
２４１〜５２４６）から構成される。各原料ガスのボン
ベのラインは、補助バルブ（５２６１）を介し原料ガス
配管（５１０６）を通じて反応容器（５１０１）内のガ
ス導入管（５１０４）に接続されている。

【０１３１】図５の製造装置を用いたＲＦ−ＰＣＶＤ法
による膜の形成は、例えば以下のように行なうことがで
きる。

【０１３２】まず、反応容器（５１０１）内に円筒状支
持体（５１０２）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（５１０１）内を排気す
る。続いて、支持体加熱用ヒーター（５１０３）により
円筒状支持体（５１０２）の温度を２００〜３５０℃の
所定の温度に制御する。好ましくは２３０〜３３０℃、
より好ましくは２５０〜３１０℃に設定する。

【０１３３】次いで、膜形成用の原料ガスを反応容器
（５１０１）に流入させるために、ガスボンベのバルブ
（５２１１〜５２１６）及び反応容器リークバルブ（５
１０７）が閉じられていることを確認し、さらに流入バ
ルブ（５２２１〜５２２６）、流出バルブ（５２３１〜
５２３６）及び補助バルブ（５２６１）が開かれている
ことを確認する。

【０１３４】メイン排気バルブ（５１０８）を開いて、
反応容器（５１０１）及び原料ガス配管内（５１０６）
を排気する。真空計（５１０９）の読みが約５×１０^-6
Torrになった時点で補助バルブ（５２６１）及び流出バ
ルブ（５２３１〜５２３６）を閉じる。

【０１３５】その後、ガスボンベから各ガスを、ガスボ
ンベのバルブ（５２１１〜５２１６）を開いて反応容器
（５１０１）へ導入し、圧力調整器（５２５１〜５２５
６）により各ガス圧を２Kg／cm²程度に調整する。次
に、流入バルブ（５２２１〜５２２６）を徐々に開け
て、各ガスをマスフローコントローラ（５２４１〜５２
４６）内へ導入する。

【０１３６】以上のようにして準備が完了した後、以下
の手順にしたがって各層を構成する膜の形成を行う。

【０１３７】円筒状支持体（５１０２）が所定の温度に
なったところで、流出バルブ（５２３１〜５２３６）の
うちの必要なもの及び補助バルブ（５２６１）を徐々に
開き、ガスボンベから所定のガスをガス導入管（５１０
４）を通じて反応容器（５１０１）内へ導入する。そし
てマスフローコントローラ（５２４１〜５２４６）によ
って所定のガス流量に調整する。その際、反応容器（５
１０１）内の圧力が１Torr以下の所定の圧力になるよう
に真空計（５１０９）を見ながらメイン排気バルブ（５
１０８）を調整する。

【０１３８】反応容器の内圧が安定したところで、例え
ば周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所望
の電力に設定し、マッチングボックス（５１０５）を通
じて反応容器内に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（５１０２）
上にシリコンを主成分とする膜が形成される。所望の膜
厚（層厚）が得られた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出
バルブを閉じて反応容器への原料ガスの流入を止め、膜
の形成を終える。

【０１３９】以上の操作を同様にして複数回繰り返すこ
とによって、所望の多層構造を有する電子写真用光受容
部材が形成される。

【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全て閉じておく必要がある。ま
た、それぞれの原料ガスが反応容器内や流出バルブ（５
２３１〜５２３６）から反応容器（５１０１）に至る配
管内に残留することを避けるために、流出バルブを閉じ
て補助バルブ（５２６１）を開き、さらにメイン排気バ
ルブ（５１０８）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、均一な膜が形成するように、膜形成
を行っている間は、円筒状支持体（５１０２）を駆動装
置（図示せず。）によって所定の速度で回転させること
も有効である。

【０１４２】なお上述の操作は、各々の層を構成する膜
の形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】次に、電源周波数としてＶＨＦ帯を用いた
高周波プラズマＣＶＤ（以下「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法」と
表す。）法による電子写真用光受容部材の形成方法につ
いて説明する。

【０１４４】図５に示した製造装置における堆積装置
（５１００）を、図６に示す堆積装置に交換し、この堆
積装置に原料ガス供給装置（５２００）を接続して、Ｖ
ＨＦ−ＰＣＶＤ法に用いられる製造装置を得る。

【０１４５】この製造装置装置は大別すると、堆積装置
（図６参照）、原料ガス供給装置（図５の５２００）、
及び反応容器内を減圧にするための排気装置（不図示）
から構成される。図６に示した堆積装置において、反応
容器（６１０１）内には円筒状支持体（６１０２）、支
持体加熱用ヒーター（６１０３）、原料ガス導入管（不
図示）及び電極（６１１０）が設置され、この電極には
さらに、マッチングボックス（６１０５）が接続されて
いる。また、反応容器は排気口（６１１１）を通じて排
気装置（不図示）に接続されている。反応容器内では、
内円筒状支持体（６１０２）によって取り囲まれた空間
が放電空間（６１１２）を形成している。反応容器外部
には、円筒状支持体を回転させるための支持体回転用モ
ーター（６１１３）が設けられている。また、円筒状支
持体の加熱方法は、ＲＦ−ＰＣＶＤ法の場合と同様であ
る。

【０１４６】堆積装置に接続される原料ガス供給装置
は、前記の図５に示された原料ガス供給装置（５１０
０）と同様なものを用いることができる。

【０１４７】この製造装置を用いたＶＨＦ−ＰＣＶＤ法
による膜の形成は、以下のように行うことができる。

【０１４８】まず、反応容器（６１０１）内に円筒状支
持体（６１０２）を設置し、この円筒状支持体を支持体
回転用モーター（６１１３）によってを回転させなが
ら、不図示の排気装置（例えば拡散ポンプ）により反応
容器内を排気口（６１１１）を通して排気し、反応容器
内の圧力を１×１０^-7Torr以下に調整する。続いて、支
持体加熱用ヒーター（６１０３）により円筒状支持体の
温度を２００〜３５０℃の所定の温度に加熱保持する。
好ましくは２３０〜３３０℃、より好ましくは２５０〜
３１０℃に設定する。

【０１４９】次いで、前記のＲＦ−ＰＣＶＤ法による場
合と同様にしてバルブ操作及び排気を行い、膜形成用の
原料ガスを反応容器（６１０１）内へ導入する。

【０１５０】以上のようにして準備が完了した後、以下
の手順にしたがって各層を構成する膜の形成を行う。

【０１５１】円筒状支持体（６１０２）が所定の温度に
なったところで、流出バルブのうちの必要なもの及び補
助バルブを徐々に開き、ガスボンベから所定のガスをガ
ス導入管を介して反応容器内へ導入し、放電空間（６１
１２）に原料ガスを満たす。そしてマスフローコントロ
ーラによって所定のガス流量に調整する。その際、放電
空間（６１１２）の圧力が１Torr以下の所定の圧力にな
るように真空計を見ながらメイン排気バルブを調整す
る。

【０１５２】反応容器の内圧が安定したところで、例え
ば周波数５００ＭＨｚのＶＨＦ電源（不図示）を所望の
電力に設定し、マッチングボックス（６１０５）を通じ
て放電空間（６１１２）にＶＨＦ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導入さ
れた原料ガスが励起されて解離し、円筒状支持体（６１
０２）上に所望の膜が形成される。その際、均一な層を
形成するために、円筒状支持体を、支持体回転用モータ
ー（６１１３）によって所望の回転速度で回転させる。
所望の膜厚が得られた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、流
出バルブを閉じて反応容器への原料ガスの流入を止め、
膜の形成を終える。

【０１５３】以上の操作を同様にして複数回繰り返すこ
とによって、所望の多層構造を有する電子写真用光受容
部材が形成される。

【０１５４】それぞれの層を形成する際には、前記ＲＦ
−ＰＣＶＤ法の場合と同様に、必要なガス以外の流出バ
ルブは全て閉じておく必要がある。また、それぞれの原
料ガスが反応容器内や流出バルブから反応容器に至る配
管内に残留することを避けるために、流出バルブを閉じ
て補助バルブを開き、さらにメイン排気バルブを全開に
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。

【０１５５】なお上述の操作は、各々の層を構成する膜
の形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。

【０１５６】なお、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法における放電空
間の圧力は、１（１．３３３×１０ ^-1Pa）〜５００mTor
r（６．６６５×１０¹Pa）が適当であり、好ましくは３
（３．９９９×１０^-1Pa）〜３００mTorr（３．９９９
×１０¹Pa）、より好ましくは５（６．６６５×１０^-1P
a）〜１００mTorr（１．３３３×１０¹Pa）に設定す
る。

【０１５７】また、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法を用いる製造装
置において、放電空間に設けられる電極の大きさ及び形
状は、放電を乱さない範囲で制限はないが、実用上は直
径１mm〜１０cmの円筒状が好ましい。このとき電極の長
さは、支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に
設定できる。電極の材質としては、表面が導電性となる
ものならば制限はなく、例えば、ステンレス・Ａｌ・Ｃ
ｒ・Ｍｏ・Ａｕ・Ｉｎ・Ｎｂ・Ｔｅ・Ｖ・Ｔｉ・Ｐｔ・
Ｐｂ・Ｆｅ等の金属、これらの合金、または表面を導電
処理したガラスやセラミック等が通常使用される。

【０１５８】

【作用】本発明者らは、光導電層のキャリアの挙動に着
目し、水素化又は／及びハロゲン化アモルファスシリコ
ンのバンドギャップ内の局在状態密度分布と、帯電能や
そのの温度依存性および光メモリーとの関係について鋭
意検討した。その結果、光導電層の厚さ方向において、
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
によって、すなわち水素原子又は／及びハロゲン原子の
含有量（Ｃｈ）、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）、及び
特性エネルギー（Ｅｕ）を制御することによって、さら
に、それらの異なる値を有する２種類の層を積層するこ
とによって、本発明の目的を達成した。

【０１５９】すなわち、光導電層の光学的バンドギャッ
プを大きくし、キャリアの局在準位への捕獲率を小さく
することによって、帯電能を大幅に向上させながら温度
依存性を低減することができ、かつ光メモリーの発生を
実質的になくすことができる。さらに層構造によっては
ガサツキを低減することもできる。

【０１６０】これをさらに詳しく説明すると、一般的
に、水素化又は／及びハロゲン化アモルファスシリコン
のバンドギャップ内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱
れに基づくテイル（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダン
グリングボンド）等の構造欠陥に起因する深い準位が存
在する。これらの準位は、電子や正孔の捕獲、再結合中
心として働き、素子の特性を低下させる原因であること
が知られている。

【０１６１】帯電能の温度依存性の原因、すなわちドラ
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
る原因は次のようなことが挙げられる。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することによって、表面電荷
を打ち消してしまう。これは、帯電中に表面へ到達する
キャリアについては帯電能にほとんど影響しないが、深
い準位に捕獲されたキャリアについては、帯電後（帯電
器を通過した後）に表面へ到達し表面電荷を打ち消すた
めに帯電能の低下を引き起こす。また帯電後に熱励起さ
れたキャリアも、表面電荷を打ち消すため帯電能が低下
する。これを防ぐためには、熱励起キャリアの発生を抑
え、且つキャリアの走行性を向上させることが必要であ
る。

【０１６２】したがって、光学的バンドギャップを大き
くすることによって熱励起キャリアの発生が抑えられ、
且つキャリアの局在準位への捕獲率を小さくすることに
よってキャリアの走行性が向上するために、帯電能の低
下が抑制される。

【０１６３】一方、光メモリーについては、ブランク露
光や像露光により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、次回以降の帯電時において、表面電荷による電
界によって掃き出されるため、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。これを防ぐためには、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。

【０１６４】したがって、Ｃｈを大きくし、Ｅｇを大き
くし、且つＥｕを制御（低減）した層を設けることによ
って、熱励起キャリアの発生が抑えられ、また熱励起キ
ャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合が小さ
くなるためにキャリアの走行性が飛躍的に改善される。

【０１６５】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。

【０１６６】実施例１図５に示す製造装置を用いＲＦ−ＰＣＶＤ法によって、
本発明の電子写真用光受容部材の作製を行った。層の形
成は、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、表面層の順でこれらを積層した。この
とき光導電層は、電荷注入阻止層側から、第１の層領
域、第２の層領域の順でこれらを積層した。

【０１６７】光導電層の第１の層領域の水素含有量（Ｃ
ｈ）は２３原子％、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）は
１．７７eＶ、特性エネルギー（Ｅｕ）は６０meＶであ
り、第２層のＣｈは３２原子％、Ｅｇは１．８３eＶ、
Ｅｕは５３meＶであった。なお、本結果は、後述の「Ｃ
ｈ、Ｅｇ、Ｅｕの測定」の方法によって得られた値であ
る。

【０１６８】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・光メモリーについては、光導電層が第１の
層領域のみからなる光受容部材より優れた性能であっ
た。

【０１６９】

【表１】

【０１７０】本実施例ではさらに、上記条件における第
２の層領域の形成において、ＳｉＨ ₄ガスとＨ₂ガスとの
混合比、ＳｉＨ₄ガスと放電電力との比率、及び支持体
温度を変えて、第２の層領域のＣｈ・Ｅｇ・Ｅｕが異な
る種々の電子写真用光受容部材を作製した。なお、第１
の層領域及び第２の層領域の厚さは、それぞれ２８μｍ
及び２μｍに固定した。

【０１７１】作製した種々の光受容部材について性能評
価を行い、結果を図７・図８・図９に示した。これらの
図はそれぞれ、第２の層領域の異なるＥｇ値のそれぞれ
における、第２の層領域のＥｕと光受容部材の帯電能・
温度特性・光メモリーとの関係を示している。なお、帯
電能・温度特性・メモリー電位は、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材の値を１とした相対値で示
した。これらの結果から明らかなように、特にＥｇが
１．８eＶ以上、Ｅｕが５５meＶ以下である第２の層領
域を備えた光受容部材は、帯電能・温度特性・光メモリ
ーについていずれも性能が向上している。

【０１７２】実施例２第１の層領域と第２の層領域の積層順を逆にした以外
は、実施例１（表１の条件による）と同様にして本発明
の電子写真用光受容部材を作製した。

【０１７３】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・ガサツキについては、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材より優れた性能であった。

【０１７４】さらに本実施例でも、実施例１と同様にし
て、第２の層領域のＣｈ・Ｅｇ・Ｅｕが異なる種々の電
子写真用光受容部材を作製した。本実施例においては、
特にＥｇが１．８eＶ以上、Ｅｕが５５meＶ以下である
第２の層領域を備えた光受容部材は、帯電能および温度
特性が向上し、さらにガサツキがより小さくなった。

【０１７５】実施例３光導電層を、光導電層を電荷注入阻止層側から第２の層
領域、第１の層領域、第２の層領域の順で積層した以外
は実施例１（表１の条件による）と同様にして本発明の
電子写真用光受容部材を作製した。

【０１７６】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示していた。特に、本実
施例では、帯電能・温度依存性・光メモリー・ガサツキ
のすべてにおいて、光導電層が第１の層領域のみからな
る光受容部材より優れていた。

【０１７７】さらに本実施例でも、実施例１と同様にし
て、第２の層領域のＣｈ・Ｅｇ・Ｅｕが異なる種々の電
子写真用光受容部材を作製した。本実施例においては、
特にＥｇが１．８eＶ以上、Ｅｕが５５meＶ以下である
第２の層領域を備えた光受容部材は、帯電能・温度特性
・光メモリー・ガサツキの全てにおいて優れた性能を示
した。

【０１７８】実施例４表２の条件に従った以外は、実施例１と同様にして本発
明の電子写真用光受容部材を作製した。

【０１７９】光導電層の第１の層領域の水素含有量（Ｃ
ｈ）は２０原子％、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）は
１．７７eＶ、特性エネルギー（Ｅｕ）は６０meＶであ
り、第２層のＣｈは３１原子％、Ｅｇは１．８３eＶ、
Ｅｕは５２meＶであった。なお、本結果は、後述の「Ｃ
ｈ、Ｅｇ、Ｅｕの測定」の方法によって得られた値であ
る。

【０１８０】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・光メモリーについては、光導電層が第１の
層領域のみからなる光受容部材より優れた性能であっ
た。

【０１８１】

【表２】

【０１８２】実施例５表３の条件に従い、光導電層を電荷注入阻止層側から第
２の層領域、第１の層領域の順で積層し、表面層のシリ
コン原子及び炭素原子の濃度分布を層厚方向に傾斜させ
た以外は実施例１と同様にして本発明の光受容部材を作
製した。

【０１８３】なお、表３中、表面層における数値に矢印
（→）が記載されているが、これはガス流量の変化を示
している。以下の表中においても同様である。表３にお
いては、表面層に、ＳｉＨ₄とＣＨ₄の流量を変化（Ｓｉ
Ｈ₄は減少、ＣＨ₄は増加）させてＳｉ原子とＣ原子との
組成比が徐々に変化する領域を形成した後、ＳｉＨ₄と
ＣＨ₄の流量を一定にしてこれらの組成比が均一な領域
を形成したことを示している。

【０１８４】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・ガサツキについては、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材より優れた性能であった。

【０１８５】

【表３】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０１８６】実施例６表４の条件に従い、光導電層を電荷注入阻止層側から第
２の層領域、第１の層領域の順で積層し、表面層のシリ
コン原子及び炭素原子の濃度分布を層厚方向に傾斜さ
せ、全ての層に弗素原子・硼素原子・炭素原子・酸素原
子・窒素原子を含有させた以外は実施例１と同様にして
本発明の光受容部材を作製した。

【０１８７】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・ガサツキについては、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材より優れた性能であった。

【０１８８】

【表４】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０１８９】実施例７表５の条件に従い、表面層のシリコン原子及び炭素原子
の濃度分布を層厚方向に傾斜させ、支持体と電荷注入阻
止層との間にＩＲ吸収層を設けた以外は実施例１と同様
にして本発明の光受容部材を作製した。このＩＲ吸収層
は、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止す
るために設けた。

【０１９０】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れや干渉模様もな
く、ガサツキも小さく、良好な画像特性を示した。特
に、帯電能・温度依存性・光メモリーについては、光導
電層が第１の層領域のみからなる光受容部材より優れた
性能であった。

【０１９１】

【表５】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０１９２】実施例８表６の条件に従い、光導電層を電荷注入阻止層側から第
２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順で積層
し、表面層のシリコン原子及び炭素原子の濃度分布を層
厚方向に傾斜させた以外は実施例１と同様にして本発明
の電子写真用光受容部材を作製した。

【０１９３】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示していた。特に、本実
施例では、帯電能・温度依存性・光メモリー・ガサツキ
のすべてについて、光導電層が第１の層領域のみからな
る光受容部材より優れていた。

【０１９４】

【表６】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０１９５】実施例９表７の条件に従い、図６に示す製造装置を用いてＶＨＦ
−ＰＣＶＤ法によって行い、光導電層を電荷注入阻止層
側から第２の層領域、第１の層領域の順で積層し、表面
層のシリコン原子及び炭素原子の濃度分布を層厚方向に
傾斜させた以外は実施例１と同様にして本発明の光受容
部材を作製した。

【０１９６】第１の層領域のＣｈ・Ｅｇ・Ｅｕは、それ
ぞれ２３原子％、１．７６eＶ、６２meＶ、第２の層領
域のＣｈ・Ｅｇ・Ｅｕは、それぞれ３５原子％、１．８
５eＶ、５５meＶであった。

【０１９７】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・ガサツキについては、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材より優れた性能であった。

【０１９８】

【表７】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０１９９】実施例１０表８の条件に従い、図６に示す製造装置を用いてＶＨＦ
−ＰＣＶＤ法によって行い、表面層の炭素原子の代わり
に窒素原子を含有させた以外は、実施例１と同様にして
本発明の電子写真用光受容部材を作製した。

【０２００】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・光メモリーについては、光導電層が第１の
層領域のみからなる光受容部材より優れた性能であっ
た。

【０２０１】

【表８】

【０２０２】実施例１１表９の条件に従い、図６に示す製造装置を用いてＶＨＦ
−ＰＣＶＤ法によって行い、光導電層を電荷注入阻止層
側から第２の層領域、第１の層領域の順で積層し、表面
層へ炭素原子に加えて窒素原子及び酸素原子を含有させ
た以外は実施例１と同様にして本発明の光受容部材を作
製した。

【０２０３】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・ガサツキについては、光導電層が第１の層
領域のみからなる光受容部材より優れた性能であった。

【０２０４】

【表９】

【０２０５】実施例１２表１０の条件に従い、図６に示す製造装置を用いてＶＨ
Ｆ−ＰＣＶＤ法によって行い、光導電層と表面層との間
に炭素原子の含有量が表面層より少なく且つ伝導性を制
御する原子を含有した中間層（上部阻止層）を設けた以
外は、実施例１と同様にして本発明の電子写真用光受容
部材を作製した。

【０２０６】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示した。特に、帯電能・
温度依存性・光メモリーについては、光導電層が第１の
層領域のみからなる光受容部材より優れた性能であっ
た。要であることがわかった。

【０２０７】

【表１０】

【０２０８】実施例１３表１１の条件に従い、図６に示す製造装置を用いてＶＨ
Ｆ−ＰＣＶＤ法によって行い、炭素源としてＣＨ₄ガス
代えてＣ₂Ｈ₂ガスを用い、電荷注入層を設けないで、光
導電層を支持体側から第２の層領域、第１の層領域、第
２の層領域の順で積層し、表面層のシリコン原子及び炭
素原子の濃度分布をの層厚方向に傾斜させた以外は実施
例１と同様にして本発明の電子写真用光受容部材を作製
した。

【０２０９】作製した光受容部材について後述の性能評
価を行ったところ、帯電能・温度特性・光メモリーはい
ずれも良好な値であった。また画像においても光メモリ
ーは観測されず、さらにポチや画像流れもなく、ガサツ
キも小さく、良好な画像特性を示していた。特に、本実
施例では、帯電能・温度依存性・光メモリー・ガサツキ
のすべてについて、光導電層が第１の層領域のみからな
る光受容部材より優れていた。

【０２１０】

【表１１】注釈）→：矢印（→）の順で流量を変化させた。

【０２１１】＜Ｃｈ、Ｅｇ、Ｅｕの測定＞まず製造装置
において、アルミニウムシリンダー（支持体）に代えて
サンプルホルダーを設置した。このサンプルホルダー
は、サンプル基板を設置するためのものであり、溝加工
が施され円筒形状を有している。

【０２１２】Ｃｈを測定するために次の操作を行った。
サンプル基板としてシリコンウエハーを用い、これを上
記製造装置のサンプルホルダーに設置し、この基板表面
上に所定の条件で第１の層領域及び第２の層領域をそれ
ぞれ別々に形成した。層の厚さは約１μｍとした。得ら
れた第１の層領域の基板および第２の層領域の基板は、
それぞれＦＴＩＲによってスペクトルを測定し、Ｃｈを
決定した。

【０２１３】Ｅｇ及びＥｕを測定するために次の操作を
行った。サンプル基板としてガラス基板（コーニング社
製7059）を用い、これを上記製造装置のサンプルホルダ
ーに設置し、この基板表面上に所定の条件で第１の層領
域及び第２の層領域をそれぞれ別々に形成した。層の厚
さは約１μｍとした。得られた第１の層領域の基板およ
び第２の層領域の基板は、まずＥｇを測定し、次いでこ
れら基板にＣｒの串型電極を蒸着した後、ＣＰＭによっ
てサブバンドギャップ光吸収スペクトル測定し、Ｅｕを
決定した。

【０２１４】＜光学的バンドギャップ（Ｅｇ）の測定法
＞分光光度計によりガラス上に堆積したアモルファスシ
リコン膜の各波長での透過率を測定し、次の式（III）
により吸収係数（α）を計算する。

【０２１５】 α＝（−１／ｄ）×ｌｎ（Ｔ）（III）ただし、ｄ：膜厚（ｃｍ）、Ｔ：透過率次いで、各波長の光子エネルギー（ｈν(eV)）を横軸に
とり、吸収係数（α）と光子エネルギーとの積の平方根
（（α×ｈν）^1/2）を縦軸にとってプロットする。プ
ロットした曲線の直線部分を延長したときに横軸と交わ
る点の値がＥｇを表わす。

【０２１６】＜性能評価＞作製した電子写真用光受容部
材を電子写真装置（キャノン製NP-6550をを実験用に改
造した装置）にセットして評価を行った。このとき、プ
ロセススピードを３８０mm/sec、前露光（波長565nmのL
ED）を４ｌux・sec、帯電器の電流値を１０００μＡとし
た。

【０２１７】帯電能：上記の条件で、表面電位計（TREK
社Model344）を電子写真装置の現像器位置にセットし、
これにより光受容部材の表面電位を測定した。このとき
の値をそれを帯電能とした。

【０２１８】温度特性（温度依存性）：内蔵したドラム
ヒーターによって光受容部材の温度を室温（約２５℃）
から５０℃まで変えて、上記条件下で帯電能を測定し、
そのときの温度１℃当たりの帯電能の変化量を温度特性
（温度依存性）とした。

【０２１９】メモリー電位：像露光光源にハロゲンラン
プを用い、上記の条件で、非露光時、及び１度露光・帯
電した後に再度露光・帯電した時の帯電能（表面電位）
を測定し、両者の差をメモリー電位とした。

【０２２０】画像特性：作製した光受容部材を電子写真
装置にをセットして画像を形成し、目視により、光メモ
リー・ガサツキ・ポチ・画像流れについて判定した。

【０２２１】なお図７・図８・図９の帯電能・温度特性
・メモリー電位は、光導電層が第１の層領域のみからな
る光受容部材の値を１とした相対値で示した。ここで光
導電層が第１の層領域のみからなる光受容部材は、第１
の層領域及び第２の層領域を備えた対応する光受容部材
と同様な形成条件で作製した。

【０２２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、水素原子又は／及びハロゲン原子の含有量（Ｃ
ｈ）、光学的バンドギャップ（Ｅｇ）、及び特性エネル
ギー（Ｅｕ）を制御することによって、さらにそれらの
異なる値を有する２種類の層を積層することによって、
帯電能を大幅に向上させながらその温度依存性を低減す
ることができ、且つブランクメモリー・ゴーストといっ
た光メモリーの発生を実質的になくすことができ、また
画像濃度の均一性（いわゆるガサツキ）を向上させるこ
とができる。

【０２２３】さらに、光導電層を支持体側から第１の層
領域、第２の層領域の順で積層した場合は、帯電能・温
度依存性・光メモリーおいては、光導電層が第１の層領
域のみからなる光受容部材より優れた性能を示す。光導
電層を支持体側から第２の層領域、第１の層領域の順で
積層した場合には、帯電能・温度依存性・画像のガサツ
キおいて、光導電層が第１の層領域のみからなる光受容
部材より優れた性能を示す。光導電層を支持体側から第
２の層領域、第１の層領域、第２の層領域の順で積層し
た場合は、帯電能・温度依存性・光メモリー・画像のガ
サツキのいずれにおいても、光導電層が第１の層領域の
みからなる光受容部材より優れた性能を示す。

【０２２４】本発明の光受容部材を備えた電子写真装置
によって、ポチや画像流れがなく、ハーフトーンが鮮明
な解像度の高い高品質な画像が形成される。

【０２２５】また、光受容部材には、電荷注入阻止層、
表面層、光吸収層（ＩＲ吸収層等）、中間層（上部阻止
層）、ブロッキング層（下部表面層）、密着層等を設け
ることによって、上記の種々の性能がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真用光受容部材の光導電層の層
構造を示す説明図（断面図）である。

【図２】表面層を備えた本発明の電子写真用光受容部材
の層構造を示す説明図（断面図）である。

【図３】電荷注入阻止層および表面層を備えた本発明の
電子写真用光受容部材の層構造を示す説明図（断面図）
である。

【図４】本発明における光導電層のサブバンドギャップ
光吸収スペクトルの１例を示す説明図である。

【図５】電源周波数としてＲＦ体を用いた高周波プラズ
マＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤ法）による膜形成に用いら
れる製造装置を示す構成図である。

【図６】電源周波数としてＶＨＦ体を用いた高周波プラ
ズマＣＶＤ法（ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法）による膜形成に用
いられる製造装置の堆積装置を示す構成図である。

【図７】本発明の光受容部材について、光導電層の第２
の層領域の異なるＥｇ値のそれぞれにおける、第２の層
領域のＥｕと光受容部材の帯電能との関係を示す説明図
である。

【図８】本発明の光受容部材について、光導電層の第２
の層領域の異なるＥｇ値のそれぞれにおける、第２の層
領域のＥｕと光受容部材の温度特性との関係を示す説明
図である。

【図９】本発明の光受容部材について、光導電層の第２
の層領域の異なるＥｇ値のそれぞれにおける、第２の層
領域のＥｕと光受容部材の光メモリーとの関係を示す説
明図である。

【符号の説明】

１第１の層領域２a、２b 第２の層領域１０支持体１１光導電層１２表面層１３電荷注入阻止層５１００堆積装置５１０１、６１０１反応容器５１０２、６１０２円筒状支持体５１０３、６１０３支持体加熱用ヒーター５１０４原料ガス導入管５１０５、６１０５マッチングボックス５１０６原料ガス配管５１０７反応容器リークバルブ５１０８メイン排気バルブ５１０９真空計５２００原料ガス供給装置５２０１〜５２０６ガスボンベ５２１１〜５２１６ガスボンベのバルブ５２２１〜５２２６流入バルブ５２３１〜５２３６流出バルブ５２４１〜５２４６マスフローコントローラ５２５１〜５２５６圧力調整器５２６１補助バルブ６１１０電極６１１１排気口６１１２放電空間６１１３支持体回転用モーター

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 5/08 ３１６Ｇ０３Ｇ 5/08 ３１６３３１３３１

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水素原子又は／及びハロゲン原子を含有
しシリコン原子を母体とするアモルファス材料からなる
光導電層を備えた電子写真用光受容部材において、光学
的バンドギャップ（Ｅｇ）が１．７０〜１．８２eＶ、
及び、光子エネルギー（ｈν）を独立変数とし光吸収ス
ペクトルの吸収係数（α）を従属変数とする式（Ｉ）ｌｎα＝（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５０〜６５meＶである第
１の層領域と、Ｅｇが１．７８〜１．８５eＶ及びＥｕ
が５０〜６０meＶである第２の層領域とを有し、且つ、
第１の層領域のＥｇが第２の層領域のＥｇより小さく、
第１の層領域のＥｕが第２の層領域のＥｕより大きい光
導電層を備え、さらにこれらの層領域が積層しているこ
とを特徴とする電子写真用光受容部材。
【請求項２】水素原子又は／及びハロゲン原子の含有
量（Ｃｈ）が、第１の層領域で１０〜３０原子％、第２
の層領域で２０〜４０原子％であり、且つ、第１の層領
域のＣｈが第２の層領域のＣｈより小さい請求項１記載
の電子写真用光受容部材。
【請求項３】光導電層全体の厚さの比１に対する第２
の層領域の１つの厚さの比が０．００３〜０．１５であ
る請求項１又は２記載の電子写真用光受容部材。
【請求項４】第１の層領域及び第２の層領域をそれぞ
れ１つずつ有し、第１の層領域上に第２の層領域が積層
された光導電層を備えた請求項１、２又は３記載の電子
写真用光受容部材。
【請求項５】第１の層領域及び第２の層領域をそれぞ
れ１つずつ有し、第２の層領域上に第１の層領域が積層
された光導電層を備えた請求項１、２又は３記載の電子
写真用光受容部材。
【請求項６】第１の層領域を１つ第２の層領域を２つ
有し、第２の層領域上に第１の層領域が積層され、その
第１の層領域上に第２の層領域が積層された光導電層を
備えた請求項１、２又は３記載の電子写真用光受容部
材。
【請求項７】光導電層中に、ｐ型伝導特性を与える周
期律表第IIIｂ族又はｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族に
属する少なくとも１種の原子を含有する請求項１〜６の
いずれか１項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項８】光導電層中に、炭素・酸素・窒素の少な
くとも１種の原子を含有する請求項１〜７のいずれか１
項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項９】炭素・酸素・窒素の少なくとも１種の原
子を含有し、シリコン原子を母体とするアモルファス材
料からなる表面層が、光導電層上に積層された請求項１
〜８のいずれか１項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項１０】表面層の厚さが０．０１〜３μｍであ
る請求項９記載の電子写真用光受容部材。
【請求項１１】炭素・酸素・窒素の少なくとも１種の
原子、及びｐ型伝導特性を与える周期率表第IIIｂ族又
はｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族に属する少なくとも１
種の原子を含有し、シリコン原子を母体とするアモルフ
ァス材料からなる電荷注入阻止層が設けられ、この電荷
注入阻止層上に光導電層が積層された請求項９又は１０
記載の電子写真用光受容部材。
【請求項１２】電荷注入阻止層の厚さが０．１〜５μ
ｍである請求項１１記載の電子写真用光受容部材。
【請求項１３】光導電層の厚さが２０〜５０μｍであ
る請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子写真用光
受容部材。