JPH0213300B2 - - Google Patents

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、
事務器としてオフイ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アスシリコン（以後ａ−
Siと表記する）があり、例えば独国公開第
2746967号公報、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−Si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
用による疲労の蓄積が起つて、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
が少なくなかつた。 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
材料としてのａ―Siは、従来のSe、CdS、ZnO等
の無機光導電材料あるいはPVCzやTNF等の有
機光導電材料に較べて、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―Si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上記光導電層に
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 decay）が著しく速く、通常の
電子写真法が中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
つては現象時間まで帯電電荷を殆ど保持し得ない
ことがある等、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―Si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ツ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つては、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、分布状態等によつて、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イングが生じやすい。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、成否の鍵を握つている場合が少な
くない。 また、ａ―Si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
射によつて発生したフオトキヤリアの該層中での
寿命が十分でないこと、あるいは支持体側からの
電荷の注入の阻止が十分でないこと等の問題を生
ずる場合も多い。従つて、ａ―Si材料そのものの
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、上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
―Si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（Ｈ）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アス材
料、すなわち所謂水素化ａ―Si、ハロゲン化ａ―
Siあるいはハロゲン含有水素化ａ―Si（以後これ
等を総称的にａ―Si（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、実用上著しく優れた特性
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、ハーフトーンが鮮明に
出て且つ解像度が高く、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
る電子写真用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内においてほぼ均一
な濃度分布で0.005〜40atomic％の分布濃度を有
し、周期律表第族原子について層厚方向に関
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80〜１×10⁵atomic ppmの最大含有濃
度を有し、表面方向に向かつてその含有濃度が極
小含有濃度１〜1000atomic ppmに連続的に減
じ、且つ、前記最大含有濃度は前記極小含有濃度
に対して２倍以上であるような濃度分布を有する
ことを特徴とする。 上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
ものであつて、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、図面に従つて、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２ｄ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１００は、光導電部材用の
支持体１０１上に、ａ―Si（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
行な方向並びに該層の層厚方向に関しほぼ均一な
濃度分布状態をとる。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２ａ乃至２ｄ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、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
前記支持体の設けられている側の端面又はその近
傍に最大濃度を有し、表面方向に向かつてその含
有原子濃度が連続的に減じるような濃度分布を有
する。 すなわち、本発明にいう周期律表第族原子の
濃度が連続的に減じるような濃度分布とは、第２
ｂ図の場合のように周期律表第族原子の濃度
が、層厚の増加に対して漸次減少する場合のみを
意味するものではなく、その他の図の場合のよう
に層厚に対してある長さの区間その含有濃度が一
定である部分を含んでもよい。但し、周期律表第
族原子の濃度が層厚に対し階段状のように不連
続（断続）的に変化してはならない。また、前記
支持体の設けられている側の端面又はその近傍の
最大濃度を有する部分についても層厚方向にある
長さを有していてもよいし、ただ一点であつても
さしつかえない。 このように窒素原子が一定濃度でドーピングさ
れ、かつ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を有するよう形成さ
れてなる非晶質層を有する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
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、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、光導電
層内に明確な界面がないことによる、ダングリン
グボンドやエネルギーバンドの複雑なベンデイン
グののないことが相乗的に作用することに基づく
ものと推定される。 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、具体的にはフツ素、塩
素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特に塩素、と
りわけフツ素を好適なものとして挙げることがで
きる。 非晶質層中にほぼ一定の濃度で均一にドープさ
れる窒素原子の濃度は、通常は0.005〜40atomic
％、好ましくは0.01〜35atomic％、最適には0.5
〜30atomic％とされる。 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80〜１×10⁵atomic ppm、好ましくは100〜
５×10⁴atomic ppm、最適には150×１×
10⁴atomic ppmとされ、一方極小部分、すなわ
ち光導電部材の表面側においては、通常は１〜
1000atomic ppm、好ましくは５〜700atomic
ppm、最適には10〜500atomic ppmとされるの
が望ましい。 上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
度に従つてそれぞれの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倍以上、より好ましくは３倍
以上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つても良い。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、Ｖ、Ti、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
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、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、NiCr、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nd、Ta、
Ｖ、Ti、Pt、In₂O₃、SnO₂、ITO（In₂O₃＋SnO₂）
等から成る薄膜を設けることによつて導電性が付
与され、或いはポリエステルフイルム等の合成樹
脂フイルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、
Ni、Au、Cr、Mo、Ir、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
パツ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
電性が付与される。 支持体の形状としては、所望によつて、その形
状は決定されるが、例えば第１図の光導電部材１
００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、
10μm以上とされる。 本発明において、ａ―Si（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、スパツタリング法、あるいはイオンプレーテ
イ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つて、ａ―Si（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
成することによつて、予め所定位置に設置されて
いる支持体表面上にａ―Si（Ｈ、Ｘ）からなる層
を形成する。 また、スパツタリング法で形成する場合には、
例えばAr、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
れたターゲツトをスパツタリングする際、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ツタ
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Si供給用の原料ガス
としては、SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀等のガ
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、Si₂H₆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、
Si₃H₈、Si₄H₁₀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
態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
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、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素等のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF₃、
BrF₃、BrF₅、IF₃、IF₇、ICl、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SiF₄、Si₂F₆、SiCl₄、SiBr₄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HF、HCl、
HBr、HI等のハロゲン化水素、SiH₂F₂、
SiH₂I₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiH₂Br₂、SiHBr₃等
の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（NH₄N₃）等のガス状の又はガス化し得
る窒素、窒化物、アジ化物等の窒素化合物を挙げ
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、
三フツ化窒素（F₃N）、四フツ化窒素（F₄N₂）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、B₄H₁₀、
B₅H₉、B₅H₁₁、B₆H₁₀、GaCl₃、AlCl₃、BF₃、
BCl₃、BBr₃、BI₃等を挙げることができる。 反応スパツタリング法或いはイオンプレーテイ
ング法に依つてａ―Si（Ｈ、Ｘ）から成る非晶質
層を形成するには、例えばスパツタリング法の場
合にはSiから成るターゲツトを使用して、これを
所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツタリング
し、イオンプレーテイング法の場合には、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
によつ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つて実施で
きる。 この際、スパツタリング法、イオンプレーテイ
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、Ar等
の不活性ガスも含めてスパツタリング、イオンプ
レーテイ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
放電法や反応スパツ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
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、
放電パワー等の一種以上を制御することによつて
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、本発明に
おいて有効に使用されるのは、族原子導入用と
しては、PH₃、P₂H₄、AsH₃、SbH₃、BiH₃等
が、酸素原子導入用としては、NO、N₂O、O₂等
が、炭素原子導入用としては、CH₄、C₂H₄、
C₃H₈、C₄H₁₀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
スパツ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He、Ne、
Ar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つて生成される光導
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１１０２〜１１０６のガスボンベには、
本発明の光導電部材の非晶質層を形成するための
原料ガスが密封されており、その一例として、例
えば１１０２は、SiH₄ガス（純度99.99％）ボン
ベ、１１０３はH₂で希釈されたB₂H₆ガス（純度
99.99％、以下B₂H₆／H₂ガスと略す）ボンベ、１
１０４はNH₃ガス（純度99.99％）ボンベ、１１
０５はCH₄ガス（純度99.99％）ボンベ、１１０
６はSiF₄ガス（純度99.99％）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、ガスボンベ１１０２〜１１０６の各バルブ１
１２２〜１１２６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１
１１２〜１１１６、流出バルブ１１１７〜１１２
１及び補助バルブ１１３２，１１３３が開かれて
いることを確認して、先づメインバルブ１１３４
を開いて反応室１１０１及びガス配管内を排気す
る。次に真空計１１３６の読みが約５×10^-6torr
になつた時点で補助バルブ１１３２，１１３３及
び流出バルブ１１１７〜１１２１を閉じる。続い
てガスボンベ１１０２よりSiH₄ガス、ガスボン
ベ１１０３よりB₂H₆／H₂ガス、ガスボンベ１１
０４よりNH₃ガス、ガスボンベ１１０５より
CH₄ガス、ガスボンベ１１０６よりSiF₄ガスをそ
れぞれバルブ１１２２〜１１２６を開いて出口圧
ゲージ１１２７〜１１３１の圧を１Kg／cm²に調整
し、流入バルブ１１１２〜１１１６を徐々に開け
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１１１７〜１１２１
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。そして基体シ
リンダー１１３７の温度が加熱ヒーター１１３８
により50〜400℃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ホウ素原子含有量
曲線が得られるようにB₂H₆／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、層形成を行つている間は、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表に示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
セツ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、画像評価を行なつた。画像評価は通常の環境
下でA4サイズの用紙を用い、通算10万枚相当の
画像出しを実施し、高温高湿環境下で更に10万枚
相当の画像出しを実施し、一万枚毎のサンプルに
つき各画像の［濃度］［解像性］［階調再現性］
［画像欠陥］等の優劣をもつて評価したが、環境
条件、耐久枚数によらず、上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
ば窒素無添加のものと比較すると、1.5〜２倍程
度受容電位が向上していることが判明している。
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イチユードが得ら
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、［画像欠陥］についても極めて良好な結
果が得られたが、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つ
た。 実施例 ２ 窒素原子の濃度並びにホウ素原子の濃度分布形
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濃度分布結果を得た。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画像欠陥が比較的多く、高
温高湿条件下では画像流れが生じた。一方、実施
例３〜５の感光体ドラムについては、初期、耐久
後共に画像欠陥は殆ど認められず、高温高湿条件
下においても画像流れは生じなかつた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１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。第２ａ〜２ｄ図は、本発明の光導電部材
の非晶質層中の周期律表第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、１０
２：非晶質層、１１０１：反応室、１１０２〜１
１０６：ガスボンベ、１１０７〜１１１１：マス
フロコントローラ、１１１２〜１１１６：流入バ
ルブ、１１１７〜１１２１：流出バルブ、１１２
２〜１１２６：バルブ、１１２７〜１１３１：圧
力調整器、１１３２：補助バルブ、１１３３：補
助バルブ、１１３４：メインバルブ、１１３５：
リークバルブ、１１３６：真空計、１１３７：基
体シリンダー、１１３８：加熱ヒーター、１１３
９：モータ、１１４０：高周波電源（マツチング
ボツクス）。

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
   晶質層とを有する電子写真用光導電部材におい
   て、前記非晶質層が、窒素原子については該層内
   においてほぼ均一な濃度分布で0.005〜40atomic
   ％の分布濃度を有し、周期律表第族原子につい
   て層厚方向に関し、前記支持体の設けられている
   側の端面又はその近傍に80〜１×10⁵atomic
   ppmの最大含有濃度を有し、表面方向に向かつて
   その含有濃度が極小含有濃度１〜1000atomic
   ppmに連続的に減じ、且つ、前記最大含有濃度は
   前記極小含有濃度に対して２倍以上であるような
   濃度分布を有することを特徴とする電子写真用光
   導電部材。