JPH0476473B2 - - Google Patents
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Description
〔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り
静電潜像を形成し、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
う、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、レーザーとし
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650〜820nm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、ビツカース硬度が高く、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「a−Si」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
1012Ωcm以上の暗抵抗を確保するには、水素原子
やハロゲン原子、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り、ために層形成に当
つ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つても、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54−121743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57−52178号、同52179号、同52180号、
同58159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
したりして、見掛け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於い
て、所謂、干渉縞模様となつて現われ、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
形成する場合にあつては、識別性の著しく劣つた
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
的に作用し合つて干渉縞模様を呈するところとな
り、それがそのまゝ転写部材に影響し、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
まうといつた問題がある。
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、±500Å〜±10000Å
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
たりして光吸収層を設ける方法(例えば特開昭57
−165845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り、サンドブラ
ストにより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
いる。
これ等の提案方法は、一応の結果はもたらすも
のの、画像上の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ツトに拡がりが生
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り、支持体表面での反
射光は残存してしまう。また、着色顔料分散樹脂
層を設ける場合は、a−Si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つ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、残りが
正反射されて反射光となり、その一部が出射光と
なつて外部に出ては行くが、出射光は、反射光と
干渉する成分であつて、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つて光受容層内で光
が拡散してハレーシヨ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
つた干渉縞模様が生じる。従つて、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つて支持体表
面を不規則に荒す場合は、その粗面度がロツト間
に於いてバラツキが多く、且つ同一ロツトに於い
ても粗面度に不均一があつて、製造管理上問題が
ある。加えて、比較的大きな突起がランダムに形
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つて、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
つて、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
現度合により一層複雑となる。
〔発明の目的〕
本発明は、主としてa−Si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−Si
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−Si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−Si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−Si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つ
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−Si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、下述する知見を得、該知
見に基づいて本発明を完成するに至つた。
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
とを含有する非晶質材料で構成された第一の層
と、シリコン原子と、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第二の層とを有する
光受容部材であつて、前記第一の層が、ゲルマニ
ウム原子及はスズ原子の少なくとも一方を含有す
る層と、ゲルマニウム原子及びスズ原子のいずれ
も含有しない層とを支持体側から順に有する多層
構成であり、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服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100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を形状を有する支持
体101上に、その凹凸の傾斜面に沿つて、第一
の層102及び第二の層103とからなる光受容
層を備えた光受容部材を示している。
第2及び第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3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。該図におい
て、301は第一の層、302は第二の層、30
3は自由表面、304は第一の層と第二の層の界
面をそれぞれ示している。第3図に示すごとく、
支持体表面を切削加工等の手段により単に規則的
に荒しただけの場合、通常は、支持体の表面の凹
凸形状に沿つ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301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304及び自由
表面303とが平行関係にあるため、界面304
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。該図において、201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、該凹凸形状に沿つて
堆積するため、第一の層201と第二の層202
との界面204、及び自由表面203は、各々、
前記支持体表面の凹凸形状に沿つて、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203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であつて、方向が異なるうえ、第
2図に示すl1、l2、l3を用いてl1+l2−l3で表わさ
れるところの波長のずれも一定とはならずに変化
するため、いわゆるニユートンリング現象に相当
するシエ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
光受容部材にあつて、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401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40
2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により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
凸に沿つ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が、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
R、幅をDとした場合、次式:
D/R≧0.035
を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエア
リング干渉によるニユートンリングが0.5本以上
存在することとなる。さらに次式:
D/R≧0.055
を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエア
リング干渉によるニユートンリングが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
る干渉縞は、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D/Rを0.035、好ましくは0.055以上とす
ることが望ましい。
また、D/Rの上限は、望ましくは0.5とされる。
というのは、D/Rが0.5より大きくなると、窪みの
幅Dが相対的に大きくなり、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Dは、大きくと
も500μm程度、好ましくは200μm以下、より好
ましくは100μm以下とするのが望ましい。Dが
500μm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γmaxは、0.5〜
20μmの範囲であることが好ましい。γmamが
0.5μm以下である場合には散乱効果が十分に得ら
れず、また、20μm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
つたりして、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
ともなり、画像欠陥を生じやすくなるため、好ま
しくない。
本発明は、上記の究明した事実に基くものであ
り、本発明により提供される光受容部材は、下述
する構成を骨子とするものである。
即ち、支持体上に、シリコン原子と、ゲルマニ
ウム原子またはスズ原子の少なくとも一方とを含
有する非晶質材料で構成された第一の層と、シリ
コン原子と、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を含有する非晶質
材料で構成された第二の層とを有する光受容層を
備えた光受容層であつて、前記第一の層が、ゲル
マニウム原子又はスズ原子の少なくとも一方を含
有する層イと、ゲルマニウム原子及びスズ原子の
いずれも含有しない層層ロとを支持体側から順に
有する多層構成され、前記支持体の表面が、窪み
の幅Dが500μm以下で窪みの曲率半径Rと幅D
とが0.35≦D/Rとされた複数の球状痕跡窪みに
よる凹凸を有し、かつ前記球状痕跡窪み内に更に
0.5〜20μmの微小な凹凸が形成されることを特徴
とする光受容部材である。
上記構成の本発明の光受容部材における支持体
の表面の前記複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、
同一の曲率半径のものであつても、或は、ほぼ同
一の曲率半径及び幅の窪みにより形成されたもの
であつてもよい。
上記構成の本発明の光受容部材における光受容
層は、周期律表第族または第族に属する原子
を含有してもよい。この場合、光受容層に含有さ
れる周期律第族または第族に属する原子につ
いて、それら原子の分布濃度が支持体側で比較的
高濃度であり、第二の層側で支持体側に較べてか
なり低いかあるいは実質的にゼロに近い濃度であ
るように層厚方向に不均一に分布するようにする
ことができる。
上記構成の本発明の光受容部材においては、前
記層イに含有されるゲルマニウム原子又はスズ原
子について、それら原子の分布濃度が支持体側で
比較的高濃度とされ、前記層ロ(即ち、ゲムマニ
ウム原子及びスズ原子のいずれも含有しない層)
側で支持体側に較べかなり低い濃度で層厚方向に
不均一に分布されているようにすることができ
る。
上記構成の本発明の光受容部材の前記第二の層
に含有される酸素原子、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原子について、
それら原子が層厚方向に均一な分布状態で含有さ
れるようにしてもよいし、或いは、それら原子の
分布濃度が、支持体側で比較的高濃度であり、該
第二の層の表面側で支持体側に較べてかなり低い
濃度あるいは実質的にゼロに近い濃度であるよう
に層厚方向に不均一に分布されているようにする
ことができる。
上記構成の本発明の光受容部材における光受容
層は、周期律表第族または第族に属する原子
を含有する電荷注入防止層を構成層の1つとして
有することができる。
上記構成の本発明の光受容部材における光受容
層は、構成層の1つとして障壁層を有することが
できる。
本発明の光受容部材の第一の層及び第二の層の
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、
スパツタリング法、イオンプレーテイング法等の
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つて本発明の光受
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
するための模式的に示した図であり、図中、10
0は光受容部材、101は支持体、102は第一
の層、102′はゲルマニウム原子又はスズ原子
の少なくとも一方を含有する層、102″はゲル
マニウム原子及びスズ原子のいずれも含有しない
層、103は第二の層、104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101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
つ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一例を、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401は支持体、402は支持
体表面、403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を形成しうることを
示している。そして、ほぼ同一径R′の剛体球4
03′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、ほぼ同一の曲率R及びほゞ同一
の幅D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。該図におい
て、501は支持体、502は支持体表面、50
3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503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5A図に示す例では、支持体501の表面5
02の異なる部位に、ほぼ同一の径の複数の球体
503′,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503,503,…を形成するに
は、球体503′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′,50
3′,…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5B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
01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5C図(支持体表面の正面図および断
面図)に示す例では、支持体501の表面502
に、ほぼ同一の径の複数の球体503′,50
3′,…をほぼ同一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503,503,…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
表面に球状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り、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り、
支持体表面に形成される凹凸形状の凹凸の高さや
凹凸のピツチ、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
ツチ等を、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、該方法にあつては切削油の使用、
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り、
結局は加工処理が煩雑であつて効率のよくない等
の問題を伴うところ、本発明にあつては、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101は、導電性のもの
であつても、また電気絶縁性のものであつてもよ
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、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、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、
Pd、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を付与し、
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、Tl、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、
所望によつて、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
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6A図及び第6B図を用
いて説明するが、本発明はこれによつて限定され
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した円筒状(シリンダー状)
基体を用い、該円筒状基体に第6A,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、ニツケル、真鍮等の金
属、セラミツク、プラスチツ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、波付け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
つき、ほうろう、途装、蒸着膜形成、CVD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6A,B図は、製造装置の一例を説明するた
めの模式的な断面図である。
図中、601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601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601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603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
01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605が収容されている。剛体球6
05は、回転容器604の内壁に設けられいる突
出した複数のリブ606によつて担持され、且
つ、回転容器604の回転によつて容器上部まで
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601上に向け落
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つて
おき、回転時に容器604の外部に設けたシヤワ
ー管607より洗浄液を噴射するようにし、シリ
ンダー601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つて付着した
ゴミ等を、回転容器604外へ洗い出すこととな
り、ゴム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、又はトリクロ
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。
第一の層
本発明の光受容部材においては、第一の層10
2は前述の支持体101上に設けられ、該第一の
層は、支持体101側より、ゲルマニウム原子
(Ge)又はスズ原子(Sn)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a−Si
〔以下、「a−Si(Ge、Sn)(H、X)」と表記す
る。〕で構成された層102′と、必要に応じて水
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a−Si〔以下、「a−Si(H、X)」と
表記する。〕で構成された層102″とが順に積層
された多層構造を有する。そして該光受容層10
2には、さらに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できる。
第一の層中に含有せしめるハロゲン原子(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、特にフツ素、塩素を好適なものと
して挙げることができる。そして第一の層102
中に含有せしめる水素原子(H)の量又はハロゲ
ン原子(X)の量、あるいは水素原子とハロゲン
原子の量の和(H+X)は、通常1〜40atomic
%、好ましくは5〜30atomic%とするのが望ま
しい。
また、本発明の光受容部材において、第一の層
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つであつて、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〜
100μとするが、好ましくは1〜80μ、より好まし
くは2〜50μとする。
ところで、本発明の光受容部材の第一の層にゲ
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
ける吸収スペクトル特性を向上せしめることにあ
る。
即ち、前記第一の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含
む比較的短波長から比較的長波長迄の全領域の波
長の光に対して光感度が優れた光応答性の速いも
のとなる。そしてこのことは、半導体レーザーを
光線とした場合に特に顕著である。
本発明の光受容部材における第一の層において
は、ゲルマニウム原子又は/及びスズ原子は、支
持体101に接する層102′中に均一な分布状
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、層102′の支持体表面と平行な面
方向において均一であり、層102′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、層102′の支持体表面と平行な面
方行には均一であるが、層102′の層厚方向に
は不均一であることをいう。)。
そして本発明の層102′においては、特に、
ゲルマニウム原子及び/又はスズ原子は、層10
2″側よりも支持体側の方に多く分布した状態と
なるように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
子及び/又はスズ原子の分布濃度を極端に大きく
することにより、半導体レーザー等の長波長の光
源を用いた場合に、層102″においては殆んど
吸収しきれない長波長の光を、層102′におい
て実質的に完全に吸収することができ、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。
また、本発明の光受容部材においては、層10
2′と層102″とを構成する非晶質材料が各々、
シリコン原子という共通の構成要素を有している
ので積層界面において化学的な安定性が充分確保
されている。
以下、層102′に含有されるゲルマニウム原
子及び/又はスズ原子の層102′の層厚方向の
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、層102′の
層厚を示し、tBは支持体側の層102′の端部の
位置を、tTは支持体側とは反対側の層102″側
の端面の位置を示す。即ち、ゲルマニウム原子の
含有される層102′はtB側よりもtT側に向つて
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、層102′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
含有される層102′が形成される支持体表面と
層102′とが接する界面位置tBよりt1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層1
02′に含有され、位置t1よりは濃度C2より界面
位置tTに至るまで徐々に連続的に減少されてい
る。界面位置tTにおいてはゲルマニウム原子の分
布濃度Cは実質的にゼロとされる。
(ここで実質的にゼロ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t5より位置tT
に至るまで濃度C3から徐々に連続的に減少して
位置tT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tT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は実質的にゼロとされている。
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tT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t3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
ゼロとされている。
第11図に示す例に於ては、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に於ては分布濃度
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tBより位置t5までは濃度C8の一定値を取
り、位置t5より位置tTまでは濃度C9より濃度C10
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、ゼロに至
つている。
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C13まで一次関数的に減少され、位置
t6と位置tT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図に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C14で
あり、位置t7に至るまではこの濃度C14より初め
はゆつくりと減少され、t7の位置付近において
は、急激に減少されて位置t7では濃度C15とされ
る。
位置t7と位置t8との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩やかに除々に減少され
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において、濃度
C17に至る。位置t9と位置Tとの間においては濃度
C17より実質的にゼロになる様に図に示す如き形
状の曲線に従つて減少されている。
以上、第7図乃至第15図により、層102′
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、界面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構成層102′
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層
102′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於ては、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tB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tB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102′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
性に従つて適宜決められる。
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1000atomic ppm以上、より好適には
5000atomic ppm以上、最適には1×104atomic
ppm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層1
02′は、支持体側からの層厚で5μ以内(tBから
5μ層の層領域)に分布濃度の最大値Cmaxが存在
する様に形成させ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、層102′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
る様な所望に従つて適宜決める必要があり、通常
は1〜6×105atomic ppmとするが、好ましく
は10〜3×105atomic ppm、より好ましくは1
×102〜2×105atomic ppmとする。
また、本発明の光受容部材においては第一の層
に伝導性を制御する物質を、全層領域又は一部の
層領域に均一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)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(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)、Bi(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、P、Sbである。
本発明の第一の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つて異な
り、含有せしめる量も異なるところとなる。
すなわち、第一の層の伝導型又は/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、第
一の層の全層領域中に含有せしめ、この場合、第
族原子又は第族原子の含有量は比較的わずか
でよく、通常は1×10-3〜1×103atomicppmで
あり、好ましくは5×10-2〜5×102atomic
ppm、最適には1×10-1〜2×102atomic ppmで
ある。
また、支持体と接する一部の層領域に第族原
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、
こうした第族原子又は第族原子を含有する構
成層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果的に阻止するこ
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
であつて、具体的には、30〜5×104atomic
ppm、好ましくは50〜1×104atomic ppm、最
適には1×102〜5×103taomic ppm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
有する支持体調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0.35以下、最
適には0.3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
×10-3〜10μとするが、好ましくは4×10-3〜8μ、
最適には5×10-3〜5μとするのが望ましい。
次に第一の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
であつて、支持体側から第二の層側に向つて減少
し、第二の層との界面付近においては、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
に第族原子又は第族原子を分布させる場合の
典型的例のいくつかを、第16図乃至第24図に
よつて説明するが、本発明はこれらの例によつて
限定されるものではない。各図において、横軸は
第族原子又は第族原子の分布濃度Cを、縦軸
は第一の層の層厚を示し、tBは支持体と第一の層
との界面位置を、tTは第一の層と第二の層との界
面位置を示す。
第16図は、第一の層中に含有せしめる第族
原子又は第族原子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、第族原子又
は第族原子を含有する第一の層と支持体表面と
が接する界面位置tBより位置t1までは、第族原
子又は第族原子の分布濃度CがC1なる一定値
をとり、位置t1より第二の層との界面位置tTまで
は、第族原子又は第族原子の分布濃度Cが濃
度C2から連続的に減少し、界面位置tTにおいては
第族原子又は第族原子の分布濃度CがC3と
なる。
第17図は、他の典型例の1つを示している。
該例では、第1の層に含有せしめる第族原子又
は第族原子の分布濃度Cは、位置tBから位置tT
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まで
は第族原子又は第族原子の分布濃度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、第族原子又は第族原子の分布濃度C
は濃度C7から徐々に連続的に減少して位置tTにお
いては第族原子又は第族原子の分布濃度Cは
実質的にゼロとなる。但し、ここで実質的にゼロ
とは、検出限界量未満の場合をいう。
第19図に示す例では、第族原子又は第族
原子の分布濃度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tTに
おいては第族原子又は第族原子の分布濃度C
は実質的にゼロとなる。
第20図に示す例では、第族原子又は第族
原子の分布濃度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t3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、
一次関数的に減少する。
第21図に示す例では、第族原子又は第族
原子の分布濃度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
までは濃度C12から濃度C13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、第族原子又は
第族原子の分布濃度Cは、位置tBから位置tTに
いたるまで、濃度C14から実質的にゼロとなるま
で一次関数的に減少する。
第23図に示す例では、第族原子又は第族
原子の分布濃度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tB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、第族原子又
は第族原子の分布濃度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
らはじめはゆつくり減少して、位置t6付近では急
激に減少し、位置t6では濃度C18となる。次に、
位置t6から位置t7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
は極めてゆつ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から実質的にゼロとなる
まで徐々に減少する。
第16図〜第24図に示した例のごとく、第一
の層の支持体側に近い側に第族原子又は第族
原子の分布濃度Cの高い部分を有し、第三の層と
の界面側においては、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つては、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
注入阻止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第一の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ものであることは、いうま
でもない。例えば、第一の層の支持体側の端部に
電荷注入阻止層を設けた場合、電荷注入阻止層以
外の第一の層中に、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、Al2O3、SiO2、Si3N4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。
第二の層
本発明の光受容部材の第二の層103は、上述
の第一の層102上に設けられ、自由表面104
を有する層、すなわち表面層であり、酸素原子、
炭素原子は窒素原子のうちの少なくともいずれか
1つを均一な分布状態で含有するアモルフアスシ
リコン〔以下、「a−Si(O、C、N)(H、X)」
と表記する。〕で構成されている。
本発明の光受容部材に第二の層103を設ける
目的は、耐湿性、連続繰返し使用特性、電気的耐
圧性、使用環境特性、および耐久性等を向上させ
ることにあり、これらの目的は、第二の層を構成
するアモルフアス材料に、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
有せしめることにより達成される。
又、本発明の光受容部材においては、第一の層
102と第二の層103を構成するアモルフアス
材料の各々が、シリコン原子という共通した構成
原子を有しているので、第一の層102と第二の
層103との界面において化学的安定性が確保で
きる。
第二の層103中には、酸素原子、炭素原子及
び窒素原子を均一な分布状態で含有せしめるもの
であるが、これらの原子含有せしめる量の増加に
伴つて、前述の諸特性は向上する。しかし、多す
ぎると層品質が低下し、電気的および機械的特性
も低下する。こうしたことから、これらの原子の
含有量は、通常0.001〜90atomic%、好ましくは
1〜90atomic%、最適には10〜80atomic%とす
る。
第二の層にも、水素原子又はハロゲン原子の少
なくともいずれか1方を含有せしめることが望ま
しく、第二の層中に含有せしめる水素原子(H)
の量、又はハロゲン原子(X)の量あるいは水素
原子とハロゲン原子の量の和(H+X)は、通常
1〜40atomic%、好ましくは5〜30atomic%、
最適には5〜25atomic%とする。
第二の層103は、所望通りの特性が得られる
ように注意深く形成する必要がある。即ち、シリ
コン原子、および酸素原子、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、あるいはさ
らに、水素原子又は/及びハロゲン原子を構成原
子とする物質は、各構成原子の含有量やその他の
作成条件によつて、形態は結晶状態から非晶質状
態までをとり、電気的物性は導電性から、半導電
性、絶縁性までを、さらに光電的性質は光導電的
性質から非光導電的性質までを、各々示すため、
目的に応じた所望の特性を有する第二の層103
を形成しうるように、各構成原子の含有量や作成
条件等を選ぶことが重要である。
例えば、第二の層103を電気的耐圧性の向上
を主たる目的として設ける場合には、第二の層1
03を構成する非晶質材料は、使用条件下におい
て電気絶縁的挙動の顕著なものとして形成する。
又、第二の層103を連続繰返し使用特性や使用
環境特性の向上を主たる目的として設ける場合に
は、第二の層103を構成する非晶質材料は、前
述の電気的絶縁性の度合はある程度緩和するが、
照射する光に対してある程度の感度を有するもの
として形成する。
また、本発明において、第二の層の層厚も本発
明の目的を効率的に達成するための重要な要因の
1つであり、所期の目的に応じて適宜決定される
ものであるが、該層に含有せしめる酸素原子、炭
素原子、窒素原子、ハロゲン原子、水素原子の
量、あるいは第二の層に要求される特性に応じて
相互的かつ有機的関連性の下に決定する必要があ
る。更に、生産性や量産性をも加味した経済的の
点においても考慮する必要もある。こうしたこと
から、第二の層の層厚は通常は3×10-5〜30μと
するが、より好ましくは4×10-3〜20μ、特に好
ましくは5×10-3〜10μとする。
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、前記したアモルフアスシリコンで
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。
また、本発明の光受容部材は、全可視光域に於
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つて、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、スパツタリング法、或いはイ
オンプレーテイング法等の放電現象を利用する真
空堆積法によつて行われる。これらの製造法は、
製造条件、設備資本投下の負荷程度、製造規模、
作成される光受容部材に所望される特性等の要因
によつ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つての条件
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パツタリ
ング法が好適である。そして、グロー放電法とス
パツ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。
例えば、グロー放電法によつて、a−Si(H、
X)で構成される層を形成するには、基本的には
シリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料
ガスと共に、水素原子(H)導入用の又は/及びハロ
ゲン原子(X)導入用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る堆積室内に導入して、該堆積室内にグロ
ー放電を生起させ、予め所定位置に設置した所定
の支持体表面上にa−Si(H、X)から成る層を
形成する。
前記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
化し得る水素化珪素(シラン類)が挙げられ、特
に、層形成作業のし易さ、Si供給効率の良さ等の
点で、SiH4、Si2H6が好ましい。
また、前記ハロゲン原子導入用の原料ガスとし
ては、多くのハロゲン化合物が挙げられ、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うるハロゲン化合物が好まし
い。具体的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハ
ロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、
IF7、ICl、IBr等のハロゲン間化合物、および
SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲン化硅素
等が挙げられる。上述のごときハロゲン化硅素の
ガス状態の又はガス化しうるものを用いる場合に
は、Si供給用の原料ガスを別途使用することなく
して、ハロゲン原子を含有するa−Siで構成され
た層が形成できるので、特に有効である。
また、前記水素原子供給用の原料ガスとして
は、水素ガス、HF、HCl、HBr、HI等のハロゲ
ン化物、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等の水素
化硅素、あるいはSiH2F2、SiH2I2、SiH2Cl2、
SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン置換水
素化硅素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、これらの原料ガスを用いた場
合には、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
量の制御を容易に行うことができるため、有効で
ある。そして、前記ハロゲン化水素又は前記ハロ
ゲン置換水素化硅素を用いた場合にはハロゲン原
子の導入と同時に水素原子(H)も導入されるので、
特に有効である。
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)から成る層を形
成するには、例えばスパツタリング法の場合に
は、ハロゲン原子を導入するについては、前記の
ハロゲン化合物又は前記の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て該ガスのプ
ラズマ雰囲気を形成してやればよい。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2或いは前記したシ
ラン類等のガスをスパツタリ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
ばよい。
例えば、反応スパツタリング法の場合には、Si
ターゲツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガス
及びH2ガスを必要に応じてHe、Ar等の不活性ガ
スも含めて堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を
形成し、前記Siターゲツトをスパツタリングする
ことによつて、支持体上にa−Si(H、X)から
成る層を形成する。
グロー放電法によつてa−SiGe(H、X)で構
成される層を形成するには、シリコン原子(Si)
を供給しうるSi供給用の原料ガスと、ゲルマニウ
ム原子(Ge)を供給しうるGe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
供給しうる水素原子(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
置してある所定の支持体表面上に、a−SiGe
(H、X)で構成される層を形成する。
Si供給用の原料ガス、ハロゲン原子供給用の原
料ガス、及び水素原子供給用の原料ガスとなりう
る物質としては、前述のa−Si(H、X)で構成
される層を形成する場合に用いたものがそのまま
用いられる。
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、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、
Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20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、層作成作業時の
取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点から、
GeH4、Ge2H6、およびGe3H8が好ましい。
スパツタリング法によつてa−SiGe(H、X)
で構成される層を形成するには、シリコンから成
るターゲツトと、ゲルマニウムから成るターゲツ
トとの二枚を、あるいは、シリコンとゲルマニウ
ムからなるターゲツトを用い、これ等を所望のガ
ス雰囲気中でスパツタリングすることによつて行
なう。
イオンプレーテイング法を用いてa−SiGe
(H、X)で構成される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ポートに収容し、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
(E.B.法)等によつて加熱蒸発させ、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。
スパツタリング法およびイオンプレーテイング
法のいずれの場合にも、形成する層中にハロゲン
原子を含有せしめるには、前述のハロゲン化物又
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H2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ツ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。さらにハロゲン原子供給用の原料ガス
としては、前記のハ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、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硅素、
およびGeHF3、GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、
GeH2Cl2、GeH3Cl、GeHBr3、GeH2Br2、
GeH3Br、GeHI3、GeH2I2、GeH3I等の水素化ハ
ロゲン化ゲルマニウム等、GeF4、GeCl4、
GeBr4、GeI4、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2等の
ハロゲン化ゲ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。
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を用いて、スズ原子を含有す
るアモルフアスシリコン(以下、「a−SiSn(H、
X)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−SiGe(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つて行なう。
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、SnF4、SnCl2、SnCl4、SnBr2、SnBr4、
SnI2、SnI4等のハロゲ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、ハロゲ
ン化スズを用いる場合には、所定の支持体上にハ
ロゲン原子を含有するa−Si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、SnCl4が好ましい。
そして、SnCl4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SnCl4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
てパ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、スパツタリング法、あるいはイ
オンプレーテイング法を用いて、a−Si(H、X)
又はa−Si(Ge、Sn)(H、Y)にさらに第族
原子又は第族原子を含有せしめた非晶質材料で
構成された層を形成するには、a−Si(H、X)
又はa−Si(Ge、Sn)(H、X)の層の形成の際
に、第族原子又は第族原子導入用の出発物質
を、前述したa−Si(H、X)又はa−Si(Ge、
Sn)(H、Y)形成用の出発物質と共に使用し
て、形成する層中へそれらの量を制御しながら含
有せしめてやることによつて行なう。
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、H2H6、B4H10、
B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の水素
化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素
等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga
(CH3)2、InCl3、TlCl3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
は燐素原子導入用としてはPH3、P2H4等の水素
化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、
PBr5、Pi3等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、AsH3、AsF3、ASCl3、AsBr3、AsF5、
SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BCl3、
BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この
他、AlCl3、CaCl3、Ga(CH3)2、InCl3、TlCl3等
も挙げることができる。
第V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、P2H6等の水素化
燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、
PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、
SbH3、SbF3、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、
BiBr5等も第V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。
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、グロー放電法、スパツタリ
ング法或いはイオンプレーテイング法を用いて、
第二の層103に含有せしめてa−Si(O、C、
N)(H、X)で構成される層を形成するについ
ては、前述の第一の層を形成する場合と同様にし
て行われる。
例えば酸素原子を含有する層又は層領域をグロ
ー放電法により形成するには、シリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、酸素原子
(O)を構成原子とする原料ガスと、必要に応じ
て水素原子(H)又は及びハロゲン原子(X)を構成
原子とする原料ガスと所望の混合比で混合して使
用するか、又は、シリコン原子(Si)を構成原子
とする原料ガスと、酸素原子(O)及び水素原子
(H)を構成原子とする原料ガスとを、これも又所望
の混合比で混合するか、或いは、シリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、シリコン原
子(Si)、酸素原子(O)及び水素原子(H)の3つ
を構成原子とする原料ガスとを混合して使用する
ことができる。
又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)
とを構成原子とする原料ガスに酸素原子(O)を
構成原子とする原料ガスを混合して使用してもよ
い。
そのような酸素原子導入用の出発物質としては
酸素原子を構成原子とするガス状態の又はガス化
しうる物質をガス化したものであれば、いずれの
ものであつてもよい。
酸素原子導入用の出発物質としては具体的に
は、例えば酸素(O2)、オゾン(O3)、一酸化窒
素(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二酸化窒素
(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四二酸化窒素
(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化窒素
(NO3)、シリコン原子(Si)と酸素原子(O)と
水素原子(H)とを構成原子とする、例えば、ジシロ
キサン(H3SiOSiH3)、トリシロキサン
(H3SiOSiH2OSiH3)等の低級シロキサン等を挙
げることができる。
スパツタリング法によつて、酸素原子を含有す
る層を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエ
ーハ又はSiO2ウエーハ、又はSiとSiO2が混合さ
れて含有されているウエーハをターゲツトとし
て、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタリン
グすることによつて行えばよい。
例えば、Siウエーハをターゲツトとして使用す
れば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は/及
びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必要
に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツタリング用
の堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズ
マを形成して前記Siウエーハをスパツタリングす
ればよい。
又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一つのターゲ
ツトを使用することによつて、スパツタリング用
のガスとしての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なく
とも水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を
構成原子として含有するガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて成される。酸素原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガ
スが、スパツタリングの場合にも有効なガスとし
て使用できる。
また、例えば炭素原子を含有する第二の層をグ
ロー放電法により形成するには、シリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、炭素原子(C)
を構成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素
原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を構成原子
とする原料ガスとを所望の混合比で混合して使用
するか、又はシリコン原子(Si)を構成原子とす
る原料ガスと、炭素原子(C)及び水素原子(H)を構成
原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比
で混合するか、或いはシリコン原子(Si)を構成
原子とする原料ガスと、シリコン原子(Si)、炭
素原子(C)及び水素原子(H)を構成原子とする原料ガ
スを混合するか、更にまた、シリコン原子(Si)
と水素原子(H)を構成原子とする原料ガスと炭素原
子(C)を構成原子とする原料ガスを混合して使用す
る。
このような原料ガスとして有効に使用されるの
は、SiとHとを構成原子とするSiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等のシラン(Silane)類等の水素
化硅素ガス、CとHとを構成原子とする、例えば
炭素数1〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4のエ
チレン系炭化水素、炭素数2〜3のアセチレン系
炭乃水素等が挙げられる。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n
−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)
プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテ
ン−2(C4H3)、イソプチレン(C4H8)、ベンテ
ン(C5H10)、アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン(C2H2)、メチルアセチレン
(C3H4)、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとして
は、Si(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを
挙げることができる。これ等の原料ガスの他、H
導入用の原料ガスとしては勿論H2も使用できる。
スパツタリング法によつてa−SiC(H、X)
で構成される第二の層を形成するには、単結晶又
は多結晶のSiウエーハ又はC(グラフアイト)ウ
エーハ、又はSiとCが混合されて含有されている
ウエーハをターゲツトとして、これ等を所望のガ
ス雰囲気中でスパツタリングすることによつて行
う。
例えばSiウエーハをターゲツトとして使用する
場合には、炭素原子、および水素原子又は/及び
ハロゲン原子を導入するための原料ガスを、必要
に応じてAr、He等の稀釈ガスで稀釈して、スパ
ツタリング用の堆積室内に導入し、これ等のガス
のガスプラズマを形成してSiウエーハをスパツタ
リングすればよい。
又、SiとCとは別々のターゲツトとするか、あ
るいはSiとCの混合した1枚のターゲツトとして
使用する場合には、スパツタリング用のガスとし
て水素原子又は/及びハロゲン原子導入用の原料
ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパ
ツタリング用の堆積室内に導入し、ガスプラズマ
を形成してスパツタリングすればよい。該スパツ
タリング法に用いる各原子の導入用の原料ガスと
しては、前述のグロー放電法に用いる原料ガスが
そのまま使用できる。
更に、例えば窒素原子を含有するアモルフアス
シリコンで構成される第二の層をグロー放電法に
より形成するには、シリコン原子(Si)を構成原
子とする原料ガスと、窒素原子(N)を構成原子
とする原料ガスと、必要に応じて水素原子(H)又は
及びハロゲン原子(X)を構成原子とする原料ガ
スとを所望の混合比で混合して使用するか、又
は、シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガ
スと、窒素原子(N)及び水素原子(H)を構成原子
とする原料ガスとを、これも又所望の混合比で混
合するかして使用することができる。
又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)
とを構成原子とする原料ガスに窒素原子(N)を
構成原子とする原料ガスを混合して使用してもよ
い。
その様な窒素原子導入用の出発物質としては、
少なくとも窒素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であれ
ば、いずれのものであつてもよい。
窒素原子導入用の出発物質としては、具体的に
は、窒素原子を構成原子とするかあるいは窒素原
子と水素原子を構成原子とする、窒素(N2)、ア
ンモニア(NH3)、ヒドラジシ(H2NNH2)、ア
ジ化水素(HN3)、アジ化アンモニウム
(NH4N3)等の窒素、窒化物及びアジ化物等の窒
素化合物を挙げることができる。この他に、三弗
化窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等のハロゲ
ン化窒素化合物を挙げることができ、これらのハ
ロゲン化窒素化合物を用いる場合、窒素原子
(N)の導入に加えて、ハロゲン原子(X)導入
もできる。
スパツタリング法によつて、窒素原子を含有す
る層領域を形成するには、単結晶又は多結晶のSi
ウエーハ又はSi3N4ウエーハ、又はSiとSi3N4が
混合されて含有されているウエーハをターゲツト
として、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて行えばよい。
例えば、Siウエーハをターゲツトとして使用す
れば、窒素原子と必要に応じて水素原子又は/及
びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必要
に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツタリング用
の堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズ
マを形成して前記Siウエーハをスパツタリングす
ればよい。
又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツタリング用
のガスとしての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なく
とも水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を
構成原子として含有するガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて成される。窒素原子導入
用の原料ガスとしては、先述しこグロー放電の例
で示した原料ガスの中の窒素原子導入用の原料ガ
スが、スパツタリングの場合にも有効なガスとし
て使用できる。
以上記述したように、本発明の光受容部材の光
受容層は、グロー放電法、スパツタリング法等を
用いて形成するが、光受容層に含有せしめる第
続原子又は第原子、酸素原子、炭素原子又は窒
素原子、あるいは水素原子又は/及びハロゲン原
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量比を制
御することにより行われる。
また、第一の層および第二の層形成時の支持体
温度、堆積室内のガス圧、放電パワー等の条件
は、所望の特性を有する光受容部材を得るために
は重要な要因であり、形成する層の機能に考慮を
はらつ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、第一の層および第二の層に
含有せしめる上記の各原子の種類及び量によつて
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つて決定
する必要もある。
具体的にはa−Si(H、X)からなる層、ある
いは第族原子又は第族原子、または酸素原
子、炭素原子、窒素原子を含有せしめたa−Si
(H、X)からなる光受容層を形成する場合には、
支持体温度は、通常50〜350℃とするが、特に好
ましくは50〜250℃とする。堆積室内のガス圧は、
通常0.01〜1Torrとするが、特に好ましくは0.1〜
0.5Torrとする。また、放電パワーは0.005〜
50W/cm2とするのが通常であるが、より好ましく
は0.01〜30W/cm2、特に好ましくは0.01〜20W/
cm2とする。
a/SiGe(H、X)からなる層を形成する場
合、あるいは第族原子又は第族原子を含有せ
しめたa−SiGe(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50〜300℃、特に好ま
しくは100〜300℃とする。そして、堆積室内のガ
ス圧は、通常0.01〜5Torrとするが、好ましく
は、0.001〜3Torrとし、特に好ましくは0.1〜
1Torrとする。また、放電パワーは0.005〜
50W/cm2とするのが通常であるが、好ましくは
0.01〜30W/cm2とし、特に好ましくは0.01〜
20W/cm2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、放電パワー、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。したがつて、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、酸素原子、
炭素原子又は窒素原子、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、感光層を形成す
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ゲルマニウム原子又
は/及びスズ原子、あるいは第族原子又は第
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、あるいは第族原子
又は第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、所望変化率に従つ
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ニードルバル
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
た変化率曲線に従つて流量を制御し、所望の含有
率曲線を得ることもできる。
また、光受容層をスパツ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、あ
るいは第族原子又は第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、
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つて変化
させる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例1乃至11に従つて、より
詳細に説明するが、本発明はこれ等によつて限定
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2502,2503,2504,250
5,2506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1例として、たとえば、2502はSiF4ガス
(純度99.999%)ボンベ、2503はH2で稀釈さ
れたB2H4ガス(純度99.999%、以下B2H4/H2と
略す。)ボンベ、2504はCH4ガス(純度
99.999%)ボンベ、2505はGeF4ガス(純度
99.999%)ボンベ、2506は不活性ガス(He)
ボンベである。そして、2506′はSnCl4が入
つた密閉容器である。
これらのガスを反応室2501に流入させるに
はガスボンベ2502〜2506のバルブ252
2〜2526、リークバルブ2535が閉じられ
ていることを確認し又、流入バルブ2512〜2
516、流出バルブ2517〜2521、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2534を開いて反応
室2501、ガス配管内を排気する。次に真空
Alシリンダー2537上に第一の層および第二
の層を形成する場合の1例を以下に記載する。
まず、ガスボンベ2502よりSiF4ガス、ガス
ボンベ2503よりB2H6/H2ガス、ガスボンベ
2505よりGeF4ガスの夫々をバルベ2522,
2523,2525を開いて出口圧ゲージ252
7,2528,2530の圧を1Kg/cm2に調整
し、流入バルブ2512,2513,2515を
徐々に開けて、マスフロコントローラ、250
7,2508,2510内に流入させる。引き続
いて流出バルブ2517,2518,2520補
助バルブ2532を徐々に開いてガスを反応室2
501内に流入させる。このときのSiF4ガス流
量、GeF4ガス流量、B2H6/H2ガス流量の比が所
望の値になるように流出バルブ2517,251
8,2520を調整し、又、反応室2501内の
圧力が所望の値になるように真空計2536の読
みをみながらメインバルブ2534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2538により50〜400℃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2
540を所望の電力に設定して反応室2501内
にグロー放電を生起せしめるとともに、マイクロ
コンピユーター(図示せず)を用いて、あらかじ
め設計された流量変化率線に従つて、SiF4ガス、
GeF4ガス及びB2H6/H2ガスのガス流量を制御し
ながら、基体シリンダー2537上に先ず、シリ
コン原子、ゲルマニウム原子及び硼素原子を含有
する層102′を形成する。所望の層厚に層10
2′が形成された段階において、流出バルブ25
18,2520を完全に閉じ、必要に応じて放電
条件をかえる以外は同様の手順に従つてグロー放
電を続けることにより層102′の上に、ゲルマ
ニウム原子を実質的に含有しない層102″を形
成することができる。
こうして層102′と層102″を支持体側から
順に有する第一の層102を形成したのち、第一
の層102の上に第二の層103を形成するに
は、上記の同様の操作により、例えば、SiF4ガス
及びCH4ガスの夫々を、必要に応じてHe、Ar、
H2等の稀釈ガスで稀釈して、所望のガス流量で
反応室1601内に流入し、所望の条件に従つ
て、第二の層を堆積させる。
夫々の層を形成する際に必要なガスの流バルブ
以外の流出バルブは全て閉じることは言うまでも
なく、又夫々の層を形成する際、前層の形成に使
用したガスが反応室2501内、流出バルブ25
17〜2521から反応室2501内に至るガス
配管内に残留することを避けるために、流出バル
ブ2517〜2521を閉じ補助バルブ253
2,2533を開いてメインバルブ2534を全
開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。
また、第一の層中にスズ原子を含有せしめる場
合にあつて、原料ガスとしてSnCl4を出発物質と
したガスを用いる場合には、2506′に入れら
れた固体状SnCl4を加熱手段(図示せず)を用い
て加熱するとともに、該SnCl4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、パブリングする。発生した
SnCl4のガスは、前述のSiF4ガス、GeF4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0.6mm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、フツ酸、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
に対して純粋1〜4の容量化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γnax=5μm)を用い、第6A,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60mm、長さ298mm)の表面を処理し、
凹凸を形成させた。
真球の径R′、落下高さhと痕跡窪みの曲率R、
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
窪みのピツチ(痕跡窪みの密度、また凹凸のピツ
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ツチに調整
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、
0.1mm未満であると、剛体球を小さくし軽くて落
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2.0mm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
0.02mm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D、及び
D/Rを有するシリンダー状Al支持体(シリンダー
No.101〜106)を得た。
次に該Al支持体(シリンダーNo.101〜106)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。
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780nm、スポツト径
80μmのレーザー光を照射して画像露光を行な
い、現像、転写を行なつて画像を得た。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
おりであつた。
なお、第26A図は露光装置の全体を模式的に
示す平面図であり、第26B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、2601
は光受容部材、2602は半導体レーザー、26
03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(No.107)(径60mm、長さ298mm、凹凸ピツチ
100μm、凹凸の深さ3μm)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つた。その結果
は、第1A表下欄に示すとおりであつた。
[Technical field to which the invention pertains]
The present invention uses light (light in a broad sense here, including ultraviolet rays,
(visible light, infrared rays, X-rays, gamma rays, etc.)
The present invention relates to a photoreceptor member sensitive to magnetic waves. moreover
For details, use coherent light such as laser light.
The present invention relates to a light-receiving member suitable for.
[Description of prior art]
How to record digital image information as an image and
The laser is modulated according to the digital image information.
– By optically scanning the light-receiving member with light
forming an electrostatic latent image and then developing the latent image;
Furthermore, perform processing such as transfer and fixing as necessary.
There are known methods for recording images, among them
In the electrophotographic image forming method, laser
Therefore, small and inexpensive He-Ne laser or semiconductor
Body laser (usually has an emission wavelength of 650 to 820 nm)
It is common to record images using
Ru.
By the way, it is not suitable for using semiconductor lasers.
As a light-receiving member for electrophotography, its photosensitivity
Area consistency is superior compared to other types of photoreceptive materials.
In addition to its high Bitkers hardness,
It is evaluated based on the fact that there are few problems of harm, for example,
In 1982-86341 and Japanese Patent Application 56-83746
Amorphous materials containing silicon atoms, such as those seen in
(hereinafter abbreviated as "a-Si")
The material is attracting attention.
However, the light receiving member
If the receptor layer is a single-layer a-Si layer, its high light
Required for electrophotography while maintaining sensitivity
Ten12To ensure dark resistance of Ωcm or more, hydrogen atoms
or halogen atoms, or in addition to these, boron atoms
structure in a controlled manner in layers with a specific amount range of
Therefore, it is necessary to contain the
Therefore, it is necessary to strictly control various conditions.
Tolerances for the design of light-receiving members as required
There are considerable limitations. And such design
Even if the dark resistance is low to some extent, the problem of tolerance can be solved.
Improvements have been made by making it possible to effectively utilize the high light sensitivity of
Suggestions for improvement have been made. That is, for example,
Publication No. 54-121743, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-4053, Special
As seen in 1982-4172, the photoreceptive layer
Layered structure with two or more layers with different conductive properties
As a result, a depletion layer is formed inside the photoreceptor layer, or
JP-A No. 57-52178, No. 52179, No. 52180,
Only in the publications No. 58159, No. 58160, and No. 58161.
between the support and the photoreceptive layer, or/and
A multilayer structure with a barrier layer on the upper surface of the photoreceptive layer.
The photoreceptor area has increased apparent dark resistance by
material has been proposed.
However, such a photoreceptive layer has a multilayer structure.
Light-receiving members have variations in the thickness of each layer.
When performing laser recording using
is coherent monochromatic light, so the laser in the photoreceptive layer
Free surface on the laser light irradiation side, each layer constituting the light-receiving layer
and the layer interface between the support and the photoreceptive layer (hereinafter, this self-
"Interface" in the sense of combining both surface and layer interface
It is called. ) Each of the reflected light that is reflected from
This often leads to conflicts.
This interference phenomenon occurs in the visible image formed.
So-called interference fringes appear and cause image defects.
It causes. Especially for mid-tone images with high gradation.
In the case of forming a
This will give you a clear image.
Another important point is the semiconductor laser used.
As the wavelength range of light becomes longer, the photoreceptive layer
The absorption of the laser light will decrease, so the
There is a problem in that the interference phenomenon described above becomes noticeable.
i.e., e.g. two or more layers (multilayer)
In the case of composition, each of those layers
Interference effects occur, and each interference is synergistic.
This is where the interference fringes appear.
This directly affects the transfer member, causing
The interference fringes corresponding to the interference fringe pattern are transferred and fixed on the
and appear in the visible image, resulting in a defective image.
There is a problem that I encountered.
As a measure to solve these problems, (a) support surface
Diamond cutting the surface to ±500Å to ±10000Å
A method of forming a light scattering surface by providing unevenness (for example,
(Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 162975/1983), (b) Aluminum
The surface of the support is treated with black alumite, or
disperses carbon, color pigments, and dyes in resin.
A method of providing a light absorption layer by
-Refer to Publication No. 165845), (c) Aluminum support surface
The surface is treated with satin-like alumite, or sandblasted.
Support is created by creating fine grain-like unevenness by
A method of providing a light scattering and anti-reflection layer on the surface of the support (for example,
(see Japanese Unexamined Patent Publication No. 16554/1983), etc. have been proposed.
There is.
Although these proposed methods may produce some results,
Nono completely eliminates the interference fringe pattern that appears on images.
It's not good enough.
In other words, in method (a), a specific
It has a large number of uneven surfaces, which creates a light scattering effect.
The appearance of interference fringes due to
However, the light scattering is still specular reflection.
Because the light component remains, interference fringes due to the specularly reflected light
In addition to the pattern remaining, the surface of the support
The light scattering effect causes the irradiation spot to spread.
However, this results in a substantial decrease in resolution.
For method (b), black alumite treatment is used.
complete absorption is not possible and reaction on the surface of the support
The emitted light remains. In addition, colored pigment dispersion resin
If a layer is provided, when forming the a-Si layer, the resin
The photoreceptive layer is formed when a degassing phenomenon occurs from the layer.
The quality will deteriorate significantly, and the resin layer is a-Si layer type.
The book was damaged by the plasma generated during its creation.
In addition to reducing the absorption function of the
This adversely affects the subsequent formation of the a-Si layer due to
There are problems such as:
Regarding method (c), for example, consider the incident light.
If so, a part of it is reflected on the surface of the photoreceptive layer and
The remaining light enters the light-receiving layer and becomes transparent.
There will be too much light. At the surface of the support, the transmitted light
Some of it is scattered and becomes diffused light, and the rest is
It is specularly reflected and becomes reflected light, and a part of it becomes emitted light.
The emitted light is mixed with the reflected light.
It is an interfering component and will remain in any case.
However, the interference fringe pattern does not completely disappear.
By the way, regarding preventing interference in this case,
to prevent multiple reflections from occurring inside the photoreceptive layer.
There are also attempts to increase the diffusivity of the surface of the support.
However, in such a case, the light is instead absorbed within the photoreceptive layer.
diffuses and causes halation, which is eventually solved.
Image resolution will decrease.
In particular, in light-receiving members with a multilayer structure, support
Even if the body surface is irregularly roughened, the reaction on the first layer surface will not occur.
Emitted light, reflected light on the second layer, specularly reflected light on the support surface
interfere with each other, and the thickness of each layer of the light-receiving member is changed.
A pattern of interference fringes occurs. Therefore, multi-layered light
In the receiving member, the surface of the support is irregularly roughened.
Therefore, it is impossible to completely prevent interference fringes.
It is.
In addition, the surface of the support may be coated by a method such as sandblasting.
When roughening a surface irregularly, the roughness will vary between lots.
There is a lot of variation in
However, the surface roughness is uneven, causing problems in manufacturing control.
be. In addition, relatively large protrusions are randomly shaped.
These large protrusions are photoreceptors.
This results in local breakdown of the layer.
In addition, the surface of the support is simply roughened regularly.
Usually, light is applied along the uneven shape of the surface of the support.
Because the receptive layer is deposited on the uneven slope of the support,
The slopes of the unevenness of the photoreceptive layer become parallel, and that part
In minutes, the incident light causes bright areas and dark areas.
Also, the thickness of the photoreceptive layer as a whole is
Due to the non-uniformity, light and dark stripes appear. subordinate
Therefore, simply roughening the surface of the support regularly will not
It is not possible to completely prevent the occurrence of striped patterns.
In addition, a multilayer structure is formed on a support whose surface is regularly roughened.
Even when a photoreceptive layer of
Interference between specularly reflected light and reflected light on the surface of the photoreceptor layer
In addition, interference from reflected light at the interface between each layer is added.
interference fringes in a single-layer light-receiving member.
The current situation makes it even more complicated.
[Purpose of the invention]
The present invention provides a photoreceptor mainly composed of a-Si.
Regarding light-receiving members having layers, the above-mentioned problems can be solved.
The purpose is to eliminate them and make them meet various requirements.
That is.
That is, the main purpose of the present invention is to
The chemical and photoconductive properties mostly depend on the usage environment.
Stable virtually all the time without any light fatigue
Excellent, no deterioration even after repeated use
Excellent durability and moisture resistance, with no or almost no residual potential
a-Si, which is not observed and manufacturing control is easy
Provides a light-receiving member having a light-receiving layer composed of
It's about doing.
Another object of the present invention is to provide photosensitivity in the entire visible light range.
High degree of accuracy, especially matching with semiconductor lasers
Composed of a-Si, which has excellent properties and fast photoresponse.
To provide a light-receiving member having a light-receiving layer
be.
Still another object of the present invention is to provide high photosensitivity, high SN
Made of a-Si with specific characteristics and high electrical voltage resistance.
Provided is a light-receiving member having a light-receiving layer made of
There is a particular thing.
Another object of the invention is the layer provided on the support.
and the support and between each laminated layer.
Excellent adhesion, dense and stable structure
A photoreceptive layer composed of a-Si with high layer quality
An object of the present invention is to provide a light-receiving member having the following features.
Still another object of the present invention is to use coherent monochromatic light.
Suitable for image formation, suitable for long-term repeated use.
However, interference fringes and spots do not appear during reverse development.
There are no image defects or blurred images, and the density is very low.
is high, halftones appear clearly, and resolution is high.
With a-Si, you can obtain high-quality images.
Provided is a light-receiving member having a light-receiving layer configured.
There are many things.
[Structure of the invention]
The present inventors have previously described the conventional light-receiving member.
In order to overcome the above problems and achieve the above objectives,
As a result of intensive research, we have obtained the following knowledge.
Based on these findings, we have completed the present invention.
That is, the present invention provides silicon atoms and
At least one of germanium atoms or tin atoms
A first layer composed of an amorphous material containing
and silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms.
Contains at least one type selected from elementary atoms
and a second layer composed of an amorphous material.
A light-receiving member, wherein the first layer is made of germanium.
Containing at least one of um atoms and tin atoms
layer containing germanium atoms and tin atoms.
A multi-layered layer having, in order from the support side, a layer containing no
The surface of the support has a plurality of spherical traces.
It has an uneven shape due to depressions, and the spherical trace depressions
It may have multiple microscopic irregularities within the groove.
The present invention relates to a light-receiving member having the following features.
By the way, as a result of intensive research by the inventors,
The findings obtained are summarized, with multiple layers on the support
In the light-receiving member, a plurality of
Providing unevenness with spherical trace depressions, and the spherical trace
Create multiple microscopic irregularities within the dent.
This reduces interference fringe patterns that appear during image formation.
The problem will be significantly resolved.
This knowledge was confirmed by various experiments conducted by the inventors.
It is based on the facts obtained from.
Here is a diagram to make it easier to understand.
This will be explained below using
FIG. 1 shows the layers of a light receiving member 100 according to the present invention.
This is a schematic diagram showing the structure, showing multiple minute spherical traces.
It has an uneven shape due to depressions, and the spherical trace depressions
A support that has multiple microscopic irregularities within the groove.
On the body 101, along the uneven slope surface, the first
layer 102 and a second layer 103.
3 shows a photoreceptive member with layers.
2 and 4 show the light receiving member of the present invention.
Explain how the problem of interference fringes is solved by
This is a diagram for understanding.
Figure 3 shows a support with a regularly roughened surface.
Conventional photoreceptor with multilayered photoreceptor layers deposited
It is an enlarged view of a part of the material. The smell of the figure
301 is the first layer, 302 is the second layer, 30
3 is the free surface, 304 is the boundary between the first layer and the second layer.
Each side is shown. As shown in Figure 3,
The surface of the support is simply made regular by cutting or other means.
If the surface of the support is only roughened, it is usually caused by a concave surface.
Since the light-receiving layer is formed along the convex shape, it provides support.
Inclined surface of the body surface and uneven surface of the photoreceptive layer
This is where they form a parallel relationship.
This causes, for example, the photoreceptor layer to
Consisting of two layers, a layer 301 and a second layer 302.
In a light receiving member having a multilayer structure,
For example, the following problems are regularly encountered. Immediately
The interface 304 between the first layer and the second layer and the free
Since the surface 303 is in a parallel relationship, the interface 304
Reflected light R at1and the reflected light R on the free surface2is the direction
coincide, and interference fringes are generated depending on the thickness of the second layer.
Ru.
Figure 2 shows the uneven shape due to multiple spherical trace depressions.
A multilayer photoreceptive layer is deposited on a support with
FIG.
Ru. In the figure, 201 is the first layer, 202 is the first layer, and 202 is the first layer.
second layer, 203 is the free surface, 204 is the first layer
and the interface with the second layer, respectively. Second
As shown in the figure, there are multiple microscopic spheres on the surface of the support.
When providing an uneven shape with trace depressions, the support
The light-receiving layer provided on top is formed along the uneven shape.
For depositing a first layer 201 and a second layer 202
The interface 204 with and the free surface 203 are each
Spherical trace depressions are formed along the uneven shape of the support surface.
It is formed into an uneven shape by scratching. shape on the interface 204
The curvature of the formed spherical trace depression is R1, on the free surface
The curvature of the formed spherical trace depression is R2Then,
R1and R2What is R?1≠R2Therefore, at the interface 204
The reflected light and the reflected light at the free surface 203 are each
with different reflection angles, i.e. in FIG.
θ1,θ2is θ1≠θ2However, the direction is different, and the
l shown in Figure 21,l2, l3using l1+l2−l3expressed in
The wavelength shift where the signal is transmitted is not constant, but changes.
Therefore, it corresponds to the so-called Newton ring phenomenon.
Shearing interference occurs, and the interference fringes are inside the depression.
This is where it will be dispersed. This allows
The image that appears through the photoreceptor is microscopic.
In other words, even if interference fringes were to appear,
These are invisible to the naked eye.
Ru.
That is, the use of a support having such a surface shape.
is formed by forming a multilayered photoreceptive layer thereon.
In a light-receiving member, light passing through the light-receiving layer
is reflected at the layer interface and the support surface, causing them to dry.
The resulting image may appear striped.
To efficiently prevent
This leads to obtaining a light-receiving member.
FIG. 4 shows the light receiving member of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a part of the support surface in FIG. No.
As shown in Figure 4, in the light receiving member of the present invention
The support surface is one of the surfaces within the spherical trace depression 401.
Further minute unevenness or unevenness group 40 on the part or the whole
2 is formed. Even more minute irregularities like this
When the unevenness group 402 is provided, it is written using FIG.
In addition to the interference prevention effect mentioned above,
The convexity 402 provides a scattering effect, which
The occurrence of interference fringes is more reliably prevented.
Ru.
By the way, in the conventional technology, as mentioned above,
Diffuse reflection can be achieved by randomly roughening the surface of the support.
This prevents the occurrence of interference fringes. deer
In such cases, sufficient interference fringes can be prevented from occurring.
Not only will it not be possible to obtain the desired effect, but also the
For example, when cleaning
Problems also arise when cleaning the product. Immediately
In other words, the surface of the light-receiving layer is formed by recesses provided on the support.
Due to the unevenness along the convexity, the blade is difficult to receive light.
Mainly applies to the convex and convex parts of the layer, cleaning
In addition, the convex parts of the photoreceptive layer and the blade surface
As a result, the durability of both will increase.
There are many problems.
On the other hand, in the light receiving member of the present invention,
The minute unevenness that causes scattering effects creates spherical traces.
Because it exists in the depression (concave part), it is difficult to clean it when cleaning.
, the blade contacts the recess in the photoreceptive layer.
This eliminates the problem that the blade and photoreceptive layer surface
It also has the advantage of not placing a large load on the
Ru.
Now, it is provided on the surface of the support of the light receiving member of the present invention.
The curvature, width, and
And the height of the finer unevenness inside the spherical trace depression is:
The generation of interference fringes in the light receiving member of the present invention
It is important to efficiently obtain the effect of preventing
It is essential. As a result of various experiments, the inventors
We investigated the following points.
In other words, the curvature of the uneven shape due to the spherical trace depression is
When R and width are D, the following formula:
D/R≧0.035
If it satisfies the
0.5 or more Newton rings due to ring interference
It will exist. Furthermore, the following formula:
D/R≧0.055
If it satisfies the
There is one or more Newton rings due to ring interference.
There will be.
For these reasons, it is possible that
The interference fringes are dispersed within each trace depression, and the light
To prevent interference fringes from occurring on the receiving member
The above D/R is 0.035, preferably 0.055 or more.
It is desirable that
Further, the upper limit of D/R is preferably 0.5.
This is because when D/R is larger than 0.5, the depression
Width D becomes relatively large, leading to image unevenness, etc.
This is because the situation becomes easier.
In addition, the width D of the unevenness due to the trace depression is large.
It is also about 500 μm, preferably 200 μm or less, more preferably
More preferably, the thickness is 100 μm or less. D is
If it exceeds 500μm, image unevenness is likely to occur.
At the same time, there is a risk that the resolution will be exceeded.
In such cases, effective interference fringe prevention effects can be used.
becomes difficult to obtain.
The height of the minute irregularities formed within the spherical trace depression,
That is, the surface roughness γmax within the spherical trace depression is 0.5 to
Preferably, it is in the range of 20 μm. γmam
If the diameter is 0.5 μm or less, sufficient scattering effect cannot be obtained.
Moreover, if the thickness exceeds 20μm, it will become a spherical trace depression.
Compared to the unevenness caused by
becomes too large and the dents no longer have a spherical shape.
It has the effect of preventing interference fringes from occurring.
You won't get enough. Also, on such supports
Increasing the non-uniformity of the photoreceptive layer provided on the
This is preferable because it tends to cause image defects.
It's not right.
The present invention is based on the above-identified facts.
The light receiving member provided by the present invention is as follows.
The main structure is as follows.
That is, silicon atoms and germanium are placed on the support.
containing at least one of a umium atom or a tin atom.
a first layer composed of an amorphous material having
Con atoms, oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms
Amorphous containing at least one selected from among
a photoreceptive layer having a second layer composed of a material;
the first layer comprising a gel
Contains at least one of manium atoms or tin atoms
layer A with germanium atoms and tin atoms.
Layers that do not contain any of the
The support has a multi-layer structure, and the surface of the support has depressions.
The radius of curvature R and the width D of the depression are 500 μm or less.
Multiple spherical trace depressions with 0.35≦D/R
It has an unevenness according to
Characterized by the formation of minute irregularities of 0.5 to 20 μm
This is a light-receiving member.
Support in the light-receiving member of the present invention having the above structure
The unevenness caused by the plurality of spherical trace depressions on the surface of
Even if they have the same radius of curvature, or almost the same radius of curvature,
Formed by a depression with the same radius of curvature and width
It may be.
Light reception in the light receiving member of the present invention having the above configuration
The layer consists of atoms belonging to a group or groups of the periodic table.
May contain. In this case, the light-receiving layer contains
Regarding atoms belonging to a group or groups of the periodic law,
The distribution concentration of these atoms is relatively small on the support side.
The concentration is higher on the second layer side than on the support side.
at low or virtually zero concentrations.
so that it is distributed unevenly in the layer thickness direction.
be able to.
In the light receiving member of the present invention having the above structure, the front
Germanium atoms or tin atoms contained in the recording layer
Regarding the atoms, the distribution concentration of those atoms is on the support side.
It is said that the concentration is relatively high, and the layer
layer containing neither umium atoms nor tin atoms)
In the layer thickness direction, the concentration is much lower on the side than on the support side.
can be unevenly distributed
Ru.
The second layer of the light receiving member of the present invention having the above structure
of oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms contained in
For at least one type of atom selected from among
These atoms are contained in a uniform distribution in the layer thickness direction.
Alternatively, the atoms may be
The distribution concentration is relatively high on the support side, and
Much lower on the surface side of the second layer than on the support side
concentration or substantially near zero concentration.
so that it is unevenly distributed in the layer thickness direction.
be able to.
Light reception in the light receiving member of the present invention having the above configuration
The layer consists of atoms belonging to a group or groups of the periodic table.
As one of the constituent layers, a charge injection prevention layer containing
can have
Light reception in the light receiving member of the present invention having the above configuration
The layer may have a barrier layer as one of the constituent layers.
can.
The first layer and the second layer of the light receiving member of the present invention
Regarding the creation, the above-mentioned purpose of the present invention can be efficiently achieved.
In order to achieve this, the layer thickness must be precisely determined at the optical level.
Since it is necessary to control the glow discharge method,
sputtering method, ion plating method, etc.
Vacuum deposition methods are commonly used, but in addition to these methods, optical
CVD method, thermal CVD method, etc. can also be adopted.
Hereinafter, the optical receiver of the present invention will be described according to the illustrated embodiment.
Although the specific contents of the container member will be explained, the light receiving member of the present invention
The container members are not limited by these examples.
do not have.
FIG. 1 explains the layer structure of the light-receiving member of the present invention.
This is a diagram schematically showing 10
0 is a light receiving member, 101 is a support, 102 is a first
layer, 102' is a germanium atom or a tin atom
102″ is a gel layer containing at least one of
Contains neither manium nor tin atoms
layer, 103 is the second layer, 104 is the free surface
ing.
support
The support 101 in the light receiving member of the present invention is
The surface has a resolution higher than that required for the light-receiving member.
It has minute irregularities, and the irregularities are composed of multiple spherical shapes.
It is due to a trace depression, and the spherical trace depression
Multiple microscopic irregularities are formed within the groove.
It is something.
Below, the support in the light-receiving member of the present invention will be described.
The surface shape and its preferred manufacturing example are shown in Figures 4 and 5.
As will be explained, in the light receiving member of the present invention
The surface shape of the support and its manufacturing method are determined by these.
It is not limited to this.
FIG. 4 shows a support in the light-receiving member of the present invention.
A typical example of the surface shape of
This is a partially enlarged schematic diagram of the section.
In Fig. 4, 401 is a support, and 402 is a support.
Body surface, 403 is an uneven shape due to spherical trace depressions,
404 is an even smaller hole provided within the spherical trace recess.
It shows an uneven shape.
Furthermore, FIG. 4 shows how to obtain the surface shape of the support.
It also shows one example of a preferred manufacturing method,
403' has minute irregularities 404' on its surface.
A rigid sphere 403' is shown, and the rigid sphere 403' is supported.
Naturally falling from a predetermined height from the body surface 402
By colliding with the support surface 402,
A spherical mark with minute irregularities 404 in the depression
It is possible to form an uneven shape 403 due to trace depressions.
It shows. Then, a rigid sphere 4 with approximately the same diameter R'
Using multiple pieces of 03' and placing them at the same height h,
Support by dropping simultaneously or sequentially
The body surface 402 has approximately the same curvature R and approximately the same
Forming a plurality of spherical trace depressions 403 having a width D of
can do.
Figure 5 shows a plurality of spheres on the surface as described above.
The support is formed with an uneven shape due to the concave and convex shape.
Some typical examples are shown below. The smell of the figure
501 is a support, 502 is a surface of the support, and 50
3 has a plurality of even finer uneven shapes in the depression.
A spherical trace depression (in Fig. 5, a spherical trace depression)
Multiple microscopic uneven shapes formed within the trace depression
Although not shown in the figure, inside the spherical trace depression 503
Assume that each has a finer uneven shape.
Ru. ), 503' has minute irregularities on the surface.
Rigid sphere (similarly, the shape of minute irregularities on the surface is
Although not shown, there are minute irregularities on the surface of the rigid sphere.
It is assumed that it has a shape. ) are shown respectively.
ing.
In the example shown in FIG. 5A, the surface 5 of the support 501
Multiple spheres with almost the same diameter in different parts of 02
503', 503', ... from almost the same height
Almost the same curvature and almost the same width when dropped
The multiple trace depressions 503, 503, ... are overlapped with each other.
Regularly uneven shapes formed densely so as to overlap each other.
It is formed into a shape. In this case, each other
To form overlapping depressions 503, 503,...
is when the sphere 503' collides with the support surface 502.
The spheres 503' and 50 are arranged so that their periods are shifted from each other.
Yes, it is necessary to allow 3',... to fall naturally.
It's no good.
In addition, in the example shown in FIG. 5B,
The two types of spheres 503', 503', ... are almost the same.
or from a different height, the support 5
The surface 502 of 01 has two types of curvature and two types of width.
The plurality of depressions 503, 503,... are overlapped with each other.
The height of the unevenness on the surface is
It has irregular irregularities.
Furthermore, Figure 5C (front view and cross section of the support surface)
In the example shown in the top view), the surface 502 of the support 501
, a plurality of spheres 503', 50 having approximately the same diameter
3',... are dropped irregularly from almost the same height,
Multiple depressions with almost the same curvature and multiple types of widths
503, 503, ... so that they overlap with each other.
This is caused by the formation of irregular irregularities.
Ru.
As described above, the support of the light receiving member of the present invention
Forms an uneven shape on the surface with spherical trace depressions.
Moreover, within the spherical trace depression, there are a plurality of microscopic dents.
In order to form an uneven shape, it is necessary to
A rigid sphere with an uneven shape is dropped onto the surface of a support.
A preferred example is the method of
In the case of , the diameter of the hard sphere, the height to which it falls, and
The hardness of the support surface, the shape of the irregularities on the surface of the rigid sphere, and
and the size of the rigid sphere, or the amount of rigid spheres that are caused to fall.
By selecting appropriate conditions, it is possible to
Spherical trace depression with desired average curvature and average width
or fill the desired size in the spherical trace depression.
It is possible to form irregularities with a predetermined density.
Wear. That is, by selecting the above conditions,
The height and height of the irregularities formed on the surface of the support
It is formed in the pitch of unevenness or in the concave part of uneven shape.
The height of the unevenness and the pitch of the unevenness of the even finer unevenness
It is possible to freely adjust the height etc. according to the purpose.
to obtain a support having a desired uneven shape.
be able to.
Then, the support of the light-receiving member has an uneven surface.
To make it into a finished product, use a lathe, milling machine, etc.
Created by cutting with a diamond cutting tool.
Someone who has proposed a method to do this that is reasonably effective.
However, in this method, the use of cutting oil,
Removal of chips unavoidably generated by cutting, cutting surface
It is essential to remove the cutting oil that remains in the
In the end, processing is complicated and inefficient, etc.
However, in the present invention, the support
As mentioned above, the uneven surface shape is shaped into a spherical trace depression.
The above problems can be completely eliminated by forming more
Efficiently and easily create supports with desired uneven surfaces
Can be created.
The support 101 used in the present invention is electrically conductive.
It may be electrically insulating or electrically insulating.
stomach. As the conductive support, for example, NiCr,
Stainless steel, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V,
Metals such as Ti, Pt, Pb or alloys of these may be mentioned.
It will be done.
As the electrically insulating support, polyester, polyester, etc.
polyethylene, polycarbonate, cellulose, aluminum
acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polycarbonate
Polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, etc.
synthetic resin film or sheet, glass, ceramic
Examples include Mitsuku, paper, etc. Electrical insulation properties of these
The support preferably has at least one surface
Conductive treatment and a photoreceptive layer on the conductive treated surface side.
It is desirable to provide
For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd, In2O3, SnO2, ITO (In2O3+SnO2) etc.
By providing a thin film consisting of
Or synthetic resin film such as polyester film
NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni,
Gold such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Tl, Pt, etc.
Vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering
Provided on the surface with a ring etc., or attached with the metal mentioned above.
The surface is laminated to make it conductive.
Give. The shape of the support body is cylindrical, belt-shaped,
It can be of any shape such as a plate, but depending on the purpose,
Its shape can be determined as desired.
It is possible. For example, the light receiving member 1 in FIG.
Since 00 is used as an electrophotographic image forming member,
If available, use an endless belt for continuous high-speed copying.
Alternatively, it is desirable to have a cylindrical shape. Support thickness
may be adjusted as appropriate to form the desired light-receiving member.
However, flexibility is required as a light receiving member.
If the support is
It can be made as thin as possible within the range. death
However, in manufacturing and handling the support, mechanical
In terms of optical strength, etc., the thickness is usually 10μ or more.
Next, the light receiving member of the present invention was used as a light receiving member for electrophotography.
When used as a container member, the support surface
An example of a surface manufacturing device is shown in FIGS. 6A and 6B.
However, the present invention is not limited thereby.
It's not something you can do.
Aluminum is used as a support for electrophotographic light receiving members.
By applying normal extrusion processing to minium alloy etc.
Make it into a hole tube or mandrel tube and then draw it out.
Heat treatment is applied to the drawn pipe obtained through processing as necessary.
Cylindrical shape that has undergone treatment such as heat refining
A substrate is used, and the cylindrical substrate is shown in FIGS. 6A and 6B.
The uneven shape is formed on the surface of the support using manufacturing equipment.
I will make it happen.
Form the above-mentioned uneven shape on the surface of the support
For example, the sphere used for this purpose is stainless steel.
metal, aluminum, steel, nickel, brass, etc.
Various rigid spheres such as metal, ceramic, plastic, etc.
Among others, durability and low cost
Rigid spheres made of stainless steel and steel due to
is desirable. The hardness of such a rigid sphere is
The hardness may be higher or lower than that of the holding body.
However, if the sphere is used repeatedly,
It is desirable that the hardness be higher than the hardness.
The specific shape as described above is formed on the surface of the support of the present invention.
To form, on the surface of various rigid spheres as described above
It is necessary to use a material with unevenness, and
A rigid sphere with an uneven surface is, for example, embossed.
Methods of applying plastic processing such as
Mechanical treatments such as surface roughening methods (Nashiji method)
Methods of forming unevenness by
A method of forming irregularities using chemical methods such as etching.
It is created by processing a rigid sphere using
can be done. Furthermore, by forming unevenness like this
Electrolytic polishing, chemical polishing, and finishing polishing are applied to the hard sphere surface.
Polishing, anodic oxidation film formation, chemical conversion film formation,
For mounting, enameling, mounting, vapor deposition film formation, CVD method
Surface treatment such as film formation is performed to create an uneven shape (high
), hardness, etc. can be adjusted as appropriate.
Figures 6A and 6B are for explaining an example of manufacturing equipment.
FIG.
In the figure, 601 is an aluminum sheet for making a support.
cylinder, and the cylinder 601 is
The surface may be finished to an appropriate degree of smoothness. S
The cylinder 601 is supported by a rotating shaft 602.
and is driven by an appropriate driving means 603 such as a motor.
and is rotatable approximately around its axis.
604 is pivotally supported by a bearing 602, and a cylinder 6
It is a rotating container that rotates in the same direction as 01, and
The inside of the container 604 has an uneven surface.
A large number of rigid spheres 605 are accommodated. rigid sphere 6
05 is a protrusion provided on the inner wall of the rotating container 604.
It is supported by a plurality of ribs 606 that have come out, and
By the rotation of the rotating container 604, it reaches the top of the container.
transported. The rotation speed of the rotating container is moderate.
When it is transported to the top of the container along the container wall,
The rigid sphere 605 is dropped onto the cylinder 601.
dropped and collided with the cylinder surface, leaving a trace dent on the surface.
form.
Note that holes are uniformly punched in the wall of the rotating container 604.
A shower provided on the outside of the container 604 when the container 604 is rotated.
-The cleaning liquid is sprayed from the pipe 607, and the
Under 601, rigid sphere 605, and rotating container 604
It can also be made so that it can be washed. in this way
In this case, the rigid spheres or the rigid sphere and the rotating container
attached due to static electricity caused by contact with
It is not necessary to wash out the garbage etc. to the outside of the rotating container 604.
to form the desired support without adhesion of rubber, etc.
be able to. The cleaning solution includes drying of the cleaning solution.
It is necessary to use a material with no unevenness or dripping.
Therefore, non-volatile substances alone or trichlor
Mixing with cleaning liquids such as ethane and trichlorethylene
It is preferable to use a compound.
first layer
In the light receiving member of the present invention, the first layer 10
2 is provided on the aforementioned support 101, and the first
The layer includes germanium atoms from the support 101 side.
(Ge) or at least one of tin atoms (Sn)
On the other hand, preferably further a hydrogen atom and a halogen
a-Si containing at least one of the atoms
[Hereafter, expressed as "a-Si (Ge, Sn) (H, X)"
Ru. ] and water as necessary.
At least one of elementary atoms and halogen atoms
a-Si [hereinafter referred to as "a-Si(H,X)"]
write. ] are laminated in order.
It has a multi-layered structure. and the photoreceptive layer 10
2 further includes a substance that controls conductivity as necessary.
It can contain quality.
Halogen atom (X) contained in the first layer
Specifically, fluorine, chlorine, bromine, and iodine
In particular, fluorine and chlorine are preferred.
can be mentioned. and the first layer 102
The amount of hydrogen atoms (H) contained in the
amount of hydrogen atoms (X), or hydrogen atoms and halogen
The sum of the amounts of atoms (H+X) is usually 1 to 40 atomic
%, preferably 5 to 30 atomic%
Yes.
Further, in the light receiving member of the present invention, the first layer
In order to efficiently achieve the purpose of the present invention, the layer thickness of
One of the important factors is the desired
When designing the light-receiving member, so that the characteristics
It is necessary to pay sufficient attention to the
100μ, preferably 1 to 80μ, more preferably
The thickness should be 2 to 50μ.
By the way, the first layer of the light-receiving member of the present invention is
Contains rumanium atoms and/or tin atoms
The purpose of this is mainly to
The aim is to improve the absorption spectral characteristics of
Ru.
That is, germanium atoms or
By containing / and tin atoms, the present
The light-receiving member of the invention exhibits various excellent properties.
However, in particular, it includes the visible light region.
Waves in the entire range from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths
A fast photoresponsive material with excellent photosensitivity to long-duration light.
becomes. And this means that the semiconductor laser
This is especially noticeable when using light rays.
In the first layer of the light receiving member of the present invention
is a germanium atom or/and a tin atom.
Uniform distribution in the layer 102' in contact with the support 101
or non-uniformly distributed state.
(Here, uniform distribution
The state refers to germanium atoms and/or tin atoms.
The distribution concentration is in a plane parallel to the support surface of layer 102'.
uniform in the thickness direction of the layer 102'
It also means that the shape of the distribution is uniform.
The state refers to germanium atoms and/or tin atoms.
The distribution concentration is in a plane parallel to the support surface of layer 102'.
Uniform in the direction, but in the thickness direction of the layer 102'
means that it is non-uniform. ).
And in the layer 102' of the present invention, in particular:
Germanium atoms and/or tin atoms are present in layer 10
A state in which there is more distribution on the support side than on the 2″ side.
It is desirable to contain it so that
If the end of the support is exposed to germanium,
Extremely large distribution concentration of tin atoms and/or tin atoms
By doing so, long wavelength light such as semiconductor lasers can be
When using a source, in layer 102'' there is almost no
The layer 102' absorbs the long wavelength light that cannot be fully absorbed.
The surface of the support can be absorbed virtually completely.
Interference due to reflected light from surfaces is now prevented.
Ru.
Further, in the light receiving member of the present invention, the layer 10
2' and layer 102'', respectively,
have a common component: silicon atoms
This ensures sufficient chemical stability at the laminated interface.
has been done.
The germanium source contained in the layer 102' will be described below.
of tin atoms and/or tin atoms in the layer thickness direction of the layer 102'.
Some typical examples of distribution states are shown in germanium
This will be explained using Figures 7 to 15, taking the mu atom as an example.
Ru.
In Figures 7 to 15, the horizontal axis is germanium.
The vertical axis represents the distribution concentration C of the umium atoms in the layer 102'.
Indicates the layer thickness, tBis the end of the layer 102' on the support side.
position, tTis the layer 102″ side opposite to the support side
Indicates the position of the end face. That is, germanium atoms
The contained layer 102' is tBt than the sideTtowards the side
Layering is done.
In addition, in each figure, the layer thickness and concentration are indicated.
If the values are shown as they are, the differences between each figure will not be clear.
The illustrations are shown in extreme form to
This is an explanatory model to make it easier to understand.
It is formal.
FIG. 7 shows the gel contained in layer 102'.
First typical example of the distribution state of Ni atoms in the layer thickness direction
is shown.
In the example shown in Figure 7, the germanium atom
the surface of the support on which the layer 102' contained is formed;
Interface position t where layer 102' contactsBMoret1position
Then, the distribution concentration C of germanium atoms is the concentration C1
germanium atoms in layer 1 while taking a constant value
02′, position t1Rather than concentration C2More interface
position tTis gradually and continuously reduced until
Ru. Interface position tTIn this case, the fraction of germanium atoms is
The cloth density C is substantially zero.
(Here, “substantially zero” means that the amount is below the detection limit.
It is. )
In the example shown in FIG.
The distribution concentration C of rumanium atoms is at position tFiveMore positionT
Concentration C up to3gradually and continuously decreasing from
position tTconcentration C atFourForm a distribution state such that
are doing.
In the case of Figure 9, position tBMore positionTUntil,
The distribution concentration C of germanium atoms is the concentration CFiveconstant
position and position t2and position tTBetween
Gradually and continuously decreased, position tTIn, the distribution
The concentration C is substantially zero.
In the case of Figure 10, the distribution of germanium atoms
Concentration C is at position tBMore positionTup to the concentration C6Yo
At the beginning, the position is gradually decreased, and the position t3steeper than
position t is continuously decreased in speedTsubstantially in
It is considered to be zero.
In the example shown in Figure 11, germanium atoms
The distribution concentration C of is given by the position tBand position tFourIn between,
Concentration C7is a constant value, and the position tTThe distribution concentration in
C is assumed to be zero. position tFourand position tTminutes between
The cloth density C is linearly proportional to the position t.FourMore positionTleading to
has been reduced to.
In the example shown in FIG. 12, the distribution concentration C
is position tBMore positionFiveuntil the concentration C8Take a constant value of
position tFiveMore positionTuntil the concentration C9More concentration CTen
It is said that the distribution state decreases linearly until
Ru.
In the example shown in FIG. 13, the position tBMore position
tTUntil , the distribution concentration C of germanium atoms is
Concentration C11It is reduced more linearly and reaches zero.
It's on.
In Figure 14, position tBMore position6leading to
Until then, the distribution concentration C of germanium atoms is the concentration
C12More concentration C13is linearly decreased until the position
t6and position tTBetween, the concentration C13with a constant value of
An example is shown.
In the example shown in Figure 15, germanium
The distribution concentration C of atoms is the position tBconcentration C at14in
Yes, position t7This concentration C until it reaches14the beginning
is gradually decreased, and t7around the position of
is sharply decreased at position t7Then the concentration C15considered to be
Ru.
position t7and position t8At first, the relationship between
After that, it gradually decreased gradually.
position t8At concentration C16and position t8and position t9between
The position t is gradually decreased.9In, the concentration
C17leading to. position t9and positionTThe concentration between
C17Shape as shown in the figure to make it more substantially zero
It decreases according to a curve like this.
As described above, as shown in FIGS. 7 to 15, the layer 102'
germanium atoms and/or tin contained in
We will explain some typical examples of the distribution state of atoms in the layer thickness direction.
As explained above, in the light receiving member of the present invention, the support
On the support side, germanium atoms or/and
The interface tT~ side
, the distribution concentration C is smaller than that on the support side.
germanium atom with a significantly lowered portion
Or/and the distribution state of tin atoms is the constituent layer 102'
It is desirable that the
That is, the layer constituting the light receiving member in the present invention
102' is preferably on the support side as described above.
Germanium atoms and/or tin atoms are present in the
It has a localized area where it is contained at a relatively high concentration.
is desirable.
In the light receiving member of the present invention, the localized region is
Please explain using the symbols shown in Figures 7 to 15.
For example, the interface position tBIt is desirable that it be provided within 5μ.
Yes.
Then, the above localized region is at the interface position tBMore than 5μ thick
In some cases, it is defined as the entire layer area up to
Sometimes it is considered part of the area.
The localized region may be part or all of layer 102'.
The characteristics required for the photoreceptive layer to be formed
It is determined appropriately according to gender.
The localized region contains germanium atoms contained within it.
distribution state of tin atoms and/or tin atoms in the layer thickness direction.
distribution concentration of germanium atoms and/or tin atoms.
The maximum value Cmax of
or more than 1000 atomic ppm, more preferably
5000 atomic ppm or more, optimally 1×10Fouratomic
layer to achieve a distribution state of ppm or more.
preferably formed.
That is, in the light receiving member of the present invention, germanium
Layer 1 containing nium atoms and/or tin atoms
02' is a layer thickness from the support side of 5μ or less (tBfrom
The maximum value Cmax of the distribution concentration exists in the layer area of 5μ layer)
It is preferable to form it so that it does.
In the light-receiving member of the present invention, in the layer 102'
Germanium atoms or/and tin base to be contained
The content of children can efficiently achieve the purpose of the present invention.
It is necessary to decide appropriately according to the desired situation, and usually
is 1~6×10Fiveatomic ppm, preferably
is 10~3×10Fiveatomic ppm, more preferably 1
×102~2×10FiveSet to atomic ppm.
Further, in the light receiving member of the present invention, the first layer
Add a substance that controls conductivity to the entire layer or a part of it.
Contained in the layer area in a uniform or non-uniform distribution state
can be done.
The substance that controls the conductivity is a semiconductor component.
I can name the so-called impurities in the field.
belongs to group of the periodic table, giving P-type conductivity.
atoms (hereinafter simply referred to as "group atoms"), or
Atoms belonging to group of the periodic table that give n-type conductivity
(hereinafter simply referred to as "group atoms"), are used.
Ru. Specifically, the group atoms include B (boron).
element), Al (aluminum), Ga (gallium), In
(Thallium), Tl (Thallium), etc.
However, particularly preferred are B and Ga.
Group atoms include P (phosphorus), As (arsenic), and Sb.
(antimony), Bi (bismane), etc.
However, particularly preferred are P and Sb.
The first layer of the present invention is a substance that controls conductivity.
or where group atoms are contained.
If so, either contain it in the entire layer area or
Whether it is included in the layer area depends on the purpose as described below.
It varies depending on the purpose and expected effect.
Therefore, the amount contained also differs.
That is, the conductivity type and/or conductivity of the first layer
If the main purpose is to control
Contained in the entire layer area of the first layer, in this case,
Relatively little content of group atoms or group atoms
usually 1×10-3~1×103At atomicppm
Yes, preferably 5×10-2~5×102atomic
ppm, optimally 1×10-1~2×102At atomic ppm
be.
In addition, some group elements are added to some layer regions in contact with the support.
Contains children or group atoms in a uniform distribution
or group atoms in the layer thickness direction or
The distribution concentration of group atoms is on the side in contact with the support.
When containing it at a high concentration,
Structures containing such group atoms or group atoms
Stratification or high concentration of group atoms or group atoms
The layer region contained in the layer functions as a charge injection blocking layer.
It will be a place to do it. That is, it contains group atoms.
If the free surface of the photoreceptor layer becomes polarized,
When subjected to electrical treatment, from the support side into the photoreceptive layer
To more effectively block the movement of injected electrons.
and when containing group atoms
The free surface of the photoreceptor layer undergoes polar charging treatment.
is injected from the support side into the photoreceptive layer when
The movement of holes can be more efficiently blocked.
Ru. In such cases, the content is relatively large.
Specifically, 30 to 5×10Fouratomic
ppm, preferably 50-1×10Fouratomic ppm, maximum
Suitably 1×102~5×103Set as taomic ppm. difference
Furthermore, the effect as the charge injection blocking layer can be efficiently
group atoms or containing group atoms.
layer or layer region provided at the end of the support body having
When the layer thickness of the photoreceptor layer is t and the layer thickness of the photoreceptive layer is T,
In this case, it is desirable that the relationship t/T≦0.4 holds true.
more preferably, the value of the relational expression is 0.35 or less,
Ideally, it should be 0.3 or less.
Further, the layer thickness t of the layer or layer region is generally 3
×10-3~10μ, preferably 4×10-3~8μ,
Optimally 5×10-3It is desirable to set it to ~5μ.
Next, group atoms or group atoms to be included in the first layer.
The amount of group atoms is relatively large on the support side.
and decreases from the support side to the second layer side
However, near the interface with the second layer, there is relatively little
amount or become substantially close to zero
When group atoms or group atoms are distributed in
Some typical examples are shown in Figures 16 to 24.
As will be explained, the present invention is based on these examples.
It is not limited. In each figure, the horizontal axis is
The vertical axis represents the group atom or the distribution concentration C of the group atom.
indicates the layer thickness of the first layer, tBis the support and the first layer
The interface position with tTis the boundary between the first layer and the second layer
Indicates the surface position.
Figure 16 shows the group contained in the first layer.
The first distribution state of atoms or group atoms in the layer thickness direction
A typical example is shown. In this example, group atoms or
is the first layer containing group atoms and the support surface.
The interface position t whereBMore position1Until then, Ichizokuhara
The distribution concentration C of children or group atoms is C1constant value
and position t1The interface position with the second layer tTto
is the group atom or the distribution concentration C of the group atom is concentrated.
Degree C2The interface position t decreases continuously fromTIn
Group atoms or distribution concentration C of group atoms is C3and
Become.
FIG. 17 shows one other typical example.
In this example, the group atoms or
is the distribution concentration C of group atoms is the position tBfrom position tT
until the concentration CFourContinuously decreases from
PlacementTconcentration C atFivebecomes.
In the example shown in FIG. 18, the position tBfrom position t2to
is the group atom or the distribution concentration C of the group atom is the concentration
C6The position t is maintained at a constant value of2from position tTleading to
up to the group atom or the distribution concentration C of the group atom
is the concentration C7Gradually and continuously decreases from position tTNii
Then, the distribution concentration C of group atoms or group atoms is
Effectively becomes zero. However, here it is essentially zero.
means that the amount is below the detection limit.
In the example shown in Figure 19, the group atom or group
The distribution concentration C of atoms is at position tBMore positionTuntil now
So, the concentration C8Continuously gradually decreases from position tTto
In this case, group atoms or distribution concentration C of group atoms
is effectively zero.
In the example shown in FIG.
The distribution concentration C of atoms is the position tBMore position3Between
Then the concentration C9is at a constant value of t, and the position t3from position tT
Between, the concentration C9From concentration CTenuntil
Decrease linearly.
In the example shown in FIG.
The distribution concentration C of atoms is the position tBMore positionFourleading to
until the concentration C11is at a constant value of t, and the position tFourMore positionT
until the concentration C12From concentration C13linearly until
decreases to
In the example shown in Figure 22, the group atoms or
The distribution concentration C of group atoms is given by the position tBfrom position tTto
All the way, concentration C14until it becomes essentially zero.
decreases linearly.
In the example shown in Figure 23, the group atom or the group
The distribution concentration C of atoms is the position tBfrom position tFiveleading to
Concentration up to C15From concentration C16linearly until
decrease position tBfrom position tTuntil the concentration C16constant value of
keep it.
Finally, in the example shown in Figure 24, the group atoms or
is the distribution concentration C of group atoms is the position tBdark
Degree C17and position tBfrom position t6until the concentration C17mosquito
At the beginning, it slowly decreases and reaches position t.6Nearby there is a sudden
sharply decreased, position t6Then the concentration C18becomes. next,
position t6from position t7decreases rapidly at first
a little, then slowly gradually decreases, position t7Nii
Then the concentration C19becomes. further position t7and position t8between
decreases very slowly and gradually until position t8smell
concentration C20becomes. Furthermore, position t8from position tTto
Until then, the concentration C20becomes essentially zero from
gradually decreases to
As in the examples shown in Figures 16 to 24, the first
group atoms or group atoms on the side closer to the support side of the layer of
It has a part with a high distribution concentration C of atoms, and has a third layer.
On the interface side, the distribution concentration C is quite low.
The part of the concentration or the part of the concentration that is substantially close to zero.
If it has a part, the part close to the support side
The distribution concentration of group atoms or group atoms is relatively
Providing localized areas of high concentration, preferably
From the interface position where the localized region contacts the support surface
By providing within 5μ, group atoms or
The layer region where the distribution concentration of group atoms is high is charged
The above-mentioned effect of forming the injection blocking layer is improved.
It is played even more efficiently.
The above describes the distribution state of group atoms or group atoms.
We have described the effects of each individually, but the
A light-receiving member with characteristics that can achieve the desired purpose
For obtaining these group atoms or group
The distribution state of atoms and the number of atoms contained in the first layer
Adjust the amount of group atoms or group atoms as appropriate.
It goes without saying that they are used in combination as appropriate.
not. For example, at the support side end of the first layer
When a charge injection blocking layer is provided, the
Contained in the charge injection blocking layer in the outer first layer
conductivity of a polarity different from the polarity of the material that controls conductivity.
It may also contain a substance that controls conductivity.
Alternatively, a substance that controls conductivity of the same polarity can be
The amount is much smaller than that contained in the entry prevention layer.
It may also be included.
Furthermore, in the light receiving member of the present invention, the support
As a constituent layer provided at the end on the body side, it prevents charge injection.
Instead of layers, the so-called
A barrier layer may also be provided or the barrier layer
It is also possible to use both the charge injection blocking layer and the charge injection blocking layer as constituent layers.
can. As a material for forming such a barrier layer,
is Al2O3, SiO2,Si3NFourInorganic electrical insulation materials such as
and organic electrical insulating materials such as polycarbonate and polycarbonate.
can be done.
second layer
The second layer 103 of the light receiving member of the present invention is as described above.
provided on the first layer 102 of the free surface 104
A layer with oxygen atoms, that is, a surface layer, with oxygen atoms,
Carbon atoms are at least one of the nitrogen atoms
Amorphous ash containing one in a uniform distribution state
Recon [hereinafter referred to as "a-Si (O, C, N) (H, X)"]
It is written as. ].
A second layer 103 is provided on the light-receiving member of the present invention.
The objectives are moisture resistance, continuous repeated use characteristics, and electrical resistance.
Improved pressure resistance, usage environment characteristics, durability, etc.
These objectives constitute the second layer.
Oxygen atoms, carbon atoms or
contains at least one nitrogen atom.
This is achieved by making it possible.
Further, in the light receiving member of the present invention, the first layer
Amorphous amorphous 102 and second layer 103
Each material has a common composition of silicon atoms.
Since it has atoms, the first layer 102 and the second layer
Chemical stability is ensured at the interface with layer 103.
Wear.
In the second layer 103, oxygen atoms, carbon atoms and
and nitrogen atoms in a uniform distribution.
However, as the amount of these atoms increases
Accordingly, the above-mentioned characteristics are improved. However, there are many
If too much is used, the layer quality will deteriorate and the electrical and mechanical properties will deteriorate.
also decreases. For these reasons, these atoms
The content is usually 0.001 to 90 atomic%, preferably
1 to 90 atomic%, optimally 10 to 80 atomic%
Ru.
The second layer also contains a small number of hydrogen atoms or halogen atoms.
It is desirable to contain at least one of them.
Hydrogen atoms (H) contained in the second layer
or amount of halogen atom (X) or hydrogen
The sum of the amounts of atoms and halogen atoms (H+X) is usually
1 to 40 atomic%, preferably 5 to 30 atomic%,
The optimum value is 5 to 25 atomic%.
The second layer 103 has desired characteristics.
It needs to be formed carefully. That is, Siri
Con atoms, oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms
at least one selected from among the children, or
Furthermore, hydrogen atoms and/or halogen atoms are included as constituent atoms.
The child substance is determined by the content of each constituent atom and other
Depending on the preparation conditions, the morphology varies from crystalline to amorphous.
The electrical properties range from conductivity to semiconductivity.
properties, insulation properties, and photoelectric properties are photoconductive.
In order to show each property from non-photoconductive properties,
Second layer 103 having desired properties depending on purpose
The content and creation of each constituent atom so that it can form
It is important to choose conditions etc.
For example, the second layer 103 may be used to improve electrical voltage resistance.
If the main purpose is to provide the second layer 1
The amorphous material constituting 03 is
It forms as a material with remarkable electrically insulating behavior.
In addition, the second layer 103 can be used continuously and repeatedly.
When installed with the main purpose of improving environmental characteristics
The amorphous material constituting the second layer 103 is
Although the degree of electrical insulation mentioned above is alleviated to some extent,
Something that has a certain degree of sensitivity to the light it irradiates
form as.
In addition, in the present invention, the layer thickness of the second layer is also determined by the present invention.
important factors for efficiently achieving the objectives of
It is determined as appropriate depending on the intended purpose.
However, the oxygen atoms and carbon contained in the layer
elementary atoms, nitrogen atoms, halogen atoms, hydrogen atoms
depending on the amount or properties required for the second layer.
Decisions need to be made based on mutual and organic relationships.
Ru. In addition, economic
It is also necessary to consider this point. These things
Therefore, the thickness of the second layer is usually 3×10-Five~30μ and
but more preferably 4×10-3~20μ, especially good
Preferably 5×10-3~10μ.
The light-receiving member of the present invention has a layer structure as described above.
As a result, the above-mentioned amorphous silicon
Problems of light-receiving members having structured light-receiving layers
In particular, coherent monochromatic light
Interference also occurs when using a laser beam as a light source.
The appearance of interference fringe patterns in images formed by this phenomenon
significantly prevents the formation of visible images of very good quality.
can be done.
Further, the light receiving member of the present invention has a light receiving member in the entire visible light range.
It has high photosensitivity, especially on the long wavelength side.
Due to its excellent characteristics, it is especially suitable for use with semiconductor lasers.
It has excellent quenching properties, fast photoresponse, and extremely
Excellent electrical, optical and photoconductive properties, electrical resistance
Indicates pressure resistance and usage environment characteristics.
In particular, it has been applied as a light-receiving member for electrophotography.
In some cases, the residual potential has no effect on image formation.
Its electrical characteristics are stable, high sensitivity, and high
It has a signal-to-noise ratio and is resistant to light fatigue and repeated use.
Good usage characteristics, high density, and vivid halftones.
Stable, clear, high-resolution, high-quality images
can be obtained repeatedly.
Next, the method for forming the photoreceptive layer of the present invention will be explained.
do.
There is no amorphous material constituting the photoreceptive layer of the present invention.
The glow discharge method, the sputtering method, or the
Technology that utilizes discharge phenomena such as on-plating method
This is done by the empty deposition method. These manufacturing methods are
Manufacturing conditions, level of equipment capital investment, manufacturing scale,
Factors such as characteristics desired for the light-receiving member to be created
be selected and adopted as appropriate, depending on the desired characteristics.
Conditions for manufacturing photoreceptive members with
is relatively easy to control, and together with silicon atoms
Carbon atoms and hydrogen atoms can be easily introduced, etc.
Therefore, glow discharge method or spatter
The method using the method is preferred. Then, glow discharge method and
Formed using the puttering method in combination with the same equipment system.
You may.
For example, a-Si(H,
To form a layer consisting of X), basically
Raw materials for supplying silicon that can supply silicon atoms (Si)
Along with the gas, hydrogen atoms (H) or/and halogen for introducing
The internal pressure of the raw material gas for introducing Gen atoms (X) is reduced.
The product can be introduced into a deposition chamber that can be
– A specified device that causes an electric discharge and is placed in a specified position in advance.
A layer consisting of a-Si(H,X) is deposited on the surface of the support.
Form.
As the raw material gas for supplying Si, SiHFour,
Si2H6,Si3H8,SiFourHTengaseous state or gas such as
Examples include silicon hydride (silanes) that can be
In addition, the ease of layer formation work and good Si supply efficiency, etc.
At the point, SiHFour,Si2H6is preferred.
In addition, as a raw material gas for introducing the halogen atoms,
Examples include many halogen compounds, such as
Halogen gas, halides, interhalogen compounds
gases such as halogen-substituted silane derivatives
Preference is given to halogenated compounds in the form of
stomach. Specifically, fluorine, chlorine, bromine, and iodine
Logen gas, BrF, ClF, ClF3,BrFFive,BrF3,
IF7, interhalogen compounds such as ICl, IBr, and
SiFFour,Si2F6, SiClFour, SiBrFourSilicon halides such as
etc. Silicon halide as mentioned above
When using gaseous or gasifiable substances
without using separate raw material gas for Si supply.
It is composed of a-Si containing halogen atoms.
This method is particularly effective because it allows the formation of a layer of
In addition, as a raw material gas for supplying hydrogen atoms,
is hydrogen gas, HF, HCl, HBr, HI, etc.
ionide, SiHFour,Si2H6,Si3H8,SiFourHTenHydrogen such as
Silicon oxide or SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,
SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3halogen-substituted water such as
Substances that are in a gaseous state or can be gasified, such as silicon oxide
In the field using these raw material gases,
In some cases, it is called control of electrical or photoelectric properties.
The inclusion of hydrogen atoms (H), which is extremely effective in
It is effective because the amount can be easily controlled.
be. and the hydrogen halide or the halogen
When using hydrogen-substituted silicon hydride, halogen source
Since a hydrogen atom (H) is also introduced at the same time as a child,
Particularly effective.
Reactive sputtering method or ion platey
Forming a layer consisting of a-Si (H,
For example, in the case of sputtering method,
For introducing halogen atoms, refer to the above
Halogen compounds or silicon containing the above halogen atoms
A gas of an elementary compound is introduced into the deposition chamber and the gas is purified.
All you have to do is create a lasma atmosphere.
In addition, when introducing hydrogen atoms, hydrogen atom guide
Necessary raw material gas, e.g. H2Or the above scenario
Gases such as orchids are placed in a deposition chamber for sputtering.
Introduce it and create a plasma atmosphere of the gas.
Bye.
For example, in the case of the reactive sputtering method, Si
Gas for introducing halogen atoms using a target
and H2If necessary, use an inert gas such as He or Ar.
A plasma atmosphere is created by introducing the
forming and sputtering the Si target.
In particular, from a-Si(H,X) on the support
form a layer of
Structured with a-SiGe(H,X) by glow discharge method.
Silicon atoms (Si)
Raw material gas for Si supply that can supply
Raw material gas for Ge supply that can supply Mu atoms (Ge)
and a hydrogen atom (H) or/and a halogen atom (X)
Hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms that can be supplied
(X) Supply raw material gas to a composting machine that can reduce the internal pressure.
Introduce the gas into the deposition chamber at the desired pressure, and
set in a predetermined position by causing a glow discharge in the
a-SiGe on the surface of a predetermined support
A layer composed of (H, X) is formed.
Raw material gas for supplying Si, raw material for supplying halogen atoms
It can be used as a raw material gas and a raw material gas for supplying hydrogen atoms.
The substance composed of the above-mentioned a-Si(H,X) is
The same material used to form the layer
used.
In addition, substances that can be used as raw material gas for the Ge supply
In terms of quality, GeHFour, Ge2H6, Ge3H8, GeFourHTen,
GeFiveH12, Ge6H14, Ge7H16, Ge8H18, Ge9H20etc
germanium hydride in the gaseous state or gasifiable
can be used. Especially when creating layers.
In terms of ease of handling and good Ge supply efficiency,
GeHFour, Ge2H6, and Ge3H8is preferred.
a-SiGe (H,X) by sputtering method
To form a layer composed of
A target made of germanium and a target made of germanium.
or silicon and germanium.
Using a target consisting of
by sputtering in a gas atmosphere.
Now.
a-SiGe using ion plating method
When forming a layer composed of (H, X),
For example, polycrystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline silicon.
Crystal germanium or single crystal germanium
Each is housed in the evaporation port as an evaporation source, and this evaporation
Source: resistance heating method or electron beam method
(E.B. method) etc. to heat and evaporate the flying evaporated matter.
through the desired gas plasma atmosphere.
It can be done with.
Sputtering method and ion plating
In either case, halogen is not present in the layer formed.
In order to contain atoms, the above-mentioned halides or
is a deposition chamber containing silicon compound gas containing halogen atoms.
to form a plasma atmosphere of the gas.
Bye. Also, when introducing hydrogen atoms, hydrogen
Raw material gas for atomic supply, e.g. H2Or the above
Hydrogenated silanes or/and germanium hydrogenated
gases such as aluminum are introduced into the deposition chamber for sputtering.
to form a plasma atmosphere of these gases.
That's fine. Furthermore, raw material gas for supplying halogen atoms
As for the above-mentioned halides or halogens,
Silicon compounds containing are listed as effective.
However, in addition, halogens such as HF, HCl, HBr, HI, etc.
hydrogen chloride, SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2, SiHCl3,
SiH2Br2,SiHBr3halogen-substituted silicon hydrides, such as
and GeHF3, GeH2F2, GeH3F, GeHCl3,
GeH2Cl2, GeH3Cl, GeHBr3, GeH2Br2,
GeH3Br, GeHI3, GeH2I2, GeH3Hydrogenation of I etc.
Germanium rogenide, etc., GeFFour, GeClFour,
GeBrFour, GeIFour, GeF2, GeCl2, GeBr2, GeI2etc.
Gaseous or gaseous materials such as germanium halides, etc.
Substances that can be converted into carbonaceous substances can also be used as effective starting materials.
Ru.
Glow discharge method, sputtering method or ion
Using the metal plating method, tin-containing
Amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-SiSn (H,
It is written as X). ) forms a photoreceptive layer consisting of
To do this, the above-mentioned a-SiGe (H,
During the formation of the layer for which germanium atoms are supplied,
The starting material is used as a starting material for supplying tin atoms (Sn).
Instead, it is used to control its amount in the layer formed.
This is done by containing the
Serves as raw material gas for supplying the tin atoms (Sn) mentioned above.
As a substance that absorbs water, tin hydride (SnHFour)or
SnF2, SnFFour, SnCl2, SnClFour, SnBr2, SnBrFour,
SnI2, SnIFourGaseous tin halides such as
can be gasified, and halogen
When tin oxide is used, it is
Forming a layer composed of a-Si containing rogen atoms
It is particularly effective because it can be achieved. inside
However, ease of handling during layer creation work and Sn supply efficiency
SnClFouris preferred.
And SnClFourDeparture for tin atom (Sn) supply
When used as a substance, to gasify it,
Solid SnClFourAt the same time as heating Ar, He,
Blow in an inert gas such as
It is preferable to publish the
The desired gas is placed in a deposition chamber with a reduced pressure inside.
Introduce it at a low pressure.
glow discharge method, sputtering method, or
Using the on-plating method, a-Si(H,X)
Or a-Si (Ge, Sn) (H, Y) and further group
Amorphous material containing atoms or group atoms
To form a structured layer, a-Si(H,X)
Or when forming a-Si (Ge, Sn) (H, X) layer
a group atom or a starting material for the introduction of a group atom;
, a-Si(H,X) or a-Si(Ge,
Sn) (H, Y) used with starting materials for formation.
and control their amount into the layer to be formed.
Do what you have.
Specifically, as a starting material for introducing group atoms,
For boron atom introduction, H2H6, BFourHTen,
BFiveH9, BFiveH11, B6HTen, B6H12, B6H14Hydrogen such as
Boron oxide, BF3, BCl3,BBr3Boron halides such as
etc. In addition, AlCl3, GaCl3,Ga
(CH3)2,InCl3, TlCl3etc. can also be mentioned.
Specifically, as a starting material for the introduction of group atoms.
is PH for introducing phosphorus atom.3,P2HFourHydrogen such as
Phosphorus, PHFourI, P.F.3, P.F.Five, PCl3, PClFive, PBr3,
PBrFive, Pi3Examples include halogenated phosphorus such as. this
et al., AsH3,AsF3, ASCl3, AsBr3,AsFFive,
SbH3, SbF3, SbFFive, SbCl3, SbClFive, BCl3,
BBr3Examples include boron halides such as. this
Others, AlCl3, CaCl3, Ga(CH3)2,InCl3, TlCl3etc
can also be mentioned.
Specifically as a starting material for the introduction of group V atoms.
is PH for introducing phosphorus atoms.3,P2H6Hydrogenation of etc.
Phosphorus, PHFourI, P.F.3, P.F.Five, PCl3, PClFive, PBr3,
PBrFive, P.I.3Examples include halogenated phosphorus such as. this
et al., AsH3,AsF3,AsCl3, AsBr3,AsFFive,
SbH3, SbF3, SbCl3, SbClFive, BiH3, BiCl3,
BiBrFiveetc. are also effective starting materials for the introduction of group V atoms.
It can be mentioned as a thing.
Selected from oxygen atom, carbon atom and nitrogen atom
At least one type of
using the ion plating method or ion plating method,
The second layer 103 contains a-Si (O, C,
Regarding forming a layer composed of N)(H,X)
Then, proceed as in the case of forming the first layer described above.
will be carried out.
For example, if a layer or layer region containing oxygen atoms is
-For formation by discharge method, silicon atoms
Raw material gas containing (Si) as a constituent atom and oxygen atom
Raw material gas containing (O) as a constituent atom and as necessary
constitutes a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X)
Mix it with the raw material gas to be used at the desired mixing ratio.
or silicon atoms (Si)
The raw material gas, oxygen atoms (O) and hydrogen atoms
(H) is also the desired source gas.
or silicon atoms at a mixing ratio of
Raw material gas containing (Si) as a constituent atom and silicon raw material
(Si), oxygen atom (O), and hydrogen atom (H)
Used by mixing with a raw material gas whose constituent atoms are
be able to.
Also, separately, silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H)
Oxygen atoms (O) are added to the raw material gas whose constituent atoms are
It is also possible to use a mixture of raw material gases as constituent atoms.
stomach.
As a starting material for such introduction of oxygen atoms,
Gaseous state or gasification containing oxygen atoms as constituent atoms
Any gasified substance that can
It can be something.
Specifically, the starting material for introducing oxygen atoms is
For example, oxygen (O2), ozone (O3), nitric oxide
element (NO), nitrogen dioxide (NO2), nitrogen monoxide
(N2O), nitrogen sesquioxide (N2O3), nitrogen tetroxide
(N2OFour), nitrogen pentoxide (N2OFive), nitrogen trioxide
(NO3), silicon atom (Si) and oxygen atom (O)
Hydrogen atom (H) as a constituent atom, for example, disilyl
Xane (H3SiOSiH3), trisiloxane
(H3SiOSiH2OSiH3) and other lower siloxanes.
can be given.
Oxygen-containing oxygen atoms are produced by sputtering.
To form the layer, a single crystal or polycrystalline Si wafer is used.
-Ha or SiO2Wafer or Si and SiO2is mixed
Targeting wafers containing
Then, these were sputtered in various gas atmospheres.
This can be done by logging.
For example, using a Si wafer as a target
If necessary, oxygen atoms and hydrogen atoms or/and
The raw material gas for introducing halogen atoms and
For sputtering, dilute with diluent gas according to
The gas plasma of these gases is introduced into the deposition chamber.
sputtering the Si wafer by forming a
That's fine.
Also, separately, Si and SiO2target different from
as or Si and SiO2one target mixed with
For sputtering by using the
in an atmosphere of diluent gas as a gas or less
Also hydrogen atom (H) or/and halogen atom (X)
Sputtering in a gas atmosphere containing constituent atoms
It is done by ringing. Introduction of oxygen atom
As raw material gas for
The raw material gas for introducing oxygen atoms into the raw material gas shown in
gas is also effective in sputtering.
It can be used as
Also, for example, a second layer containing carbon atoms can be
To form by the low discharge method, silicon atoms
Raw material gas containing (Si) as a constituent atom and carbon atom (C)
and hydrogen as necessary.
Atoms constituting the atom (H) or/and halogen atom (X)
Used by mixing with the raw material gas at the desired mixing ratio.
or with silicon atoms (Si) as constituent atoms.
The raw material gas consists of carbon atoms (C) and hydrogen atoms (H).
The raw material gas containing atoms is also mixed at the desired mixing ratio.
or composed of silicon atoms (Si)
Raw material gas as atoms, silicon atoms (Si), and carbon
Raw material gas whose constituent atoms are elementary atoms (C) and hydrogen atoms (H)
or even silicon atoms (Si).
and a raw material gas containing hydrogen atoms (H) and carbon atoms.
When using a mixture of raw material gases whose constituent atoms are carbon atoms (C),
Ru.
It is effectively used as such raw material gas.
is SiH whose constituent atoms are Si and HFour, Si2H6,
Si3H8,SiFourHTenHydrogen such as silanes such as
Silicon oxide gas, whose constituent atoms are C and H, e.g.
Saturated hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, esters having 2 to 4 carbon atoms
Tyrenic hydrocarbons, acetylenes with 2 to 3 carbon atoms
Examples include carbon-hydrogen.
Specifically, methane is a saturated hydrocarbon.
(CHFour), ethane (C2H6), propane (C3H8), n
-butane (n-CFourHTen), pentane (CFiveH12),workman
Ethylene (C2HFour)
Propylene (C3H6), butene-1 (CFourH8), Butte
N-2 (CFourH3), isoptylene (CFourH8), Bente
(CFiveHTen), as acetylenic hydrocarbons,
Acetylene (C2H2), methylacetylene
(C3HFour), butin (CFourH6) etc.
As a raw material gas containing Si, C, and H as constituent atoms
is Si(CH3)Four, Si(C2HFive)FourAlkyl silicide such as
can be mentioned. In addition to these raw material gases, H
Of course, H is used as the raw material gas for introduction.2can also be used.
a-SiC(H,X) by sputtering method
To form the second layer consisting of
is a polycrystalline Si wafer or C (graphite) wafer.
Contains Aha or a mixture of Si and C
Using the wafer as a target, attach these to the desired target.
by sputtering in a gas atmosphere.
cormorant.
For example, using a Si wafer as a target
In some cases, carbon atoms and hydrogen atoms or/and
Requires raw material gas to introduce halogen atoms.
Dilute with diluent gas such as Ar or He according to the
These gases are introduced into the deposition chamber for vine ring.
Forms a gas plasma to sputter the Si wafer
All you have to do is ring it.
Also, should Si and C be separate targets?
Or as a single target with a mixture of Si and C.
When used, use it as a sputtering gas.
Raw materials for introducing hydrogen atoms and/or halogen atoms
Add the gas to the spa, diluting it with diluent gas if necessary.
Introduced into the deposition chamber for vine ring, gas plasma
All you need to do is to form and sputter. The spats
Raw material gas for introducing each atom used in the taring method
Then, the raw material gas used in the glow discharge method mentioned above is
It can be used as is.
Furthermore, for example, amorphous amorphous atom containing a nitrogen atom
The second layer made of silicon is created using the glow discharge method.
To form a silicon atom (Si) as a constituent material,
The raw material gas as a child and the constituent atoms of nitrogen atoms (N)
The raw material gas and, if necessary, hydrogen atoms (H) or
and a raw material gas containing a halogen atom (X) as a constituent atom.
or
is a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms (Si).
constituent atoms, nitrogen atom (N) and hydrogen atom (H)
and raw material gas at the desired mixing ratio.
It can be used if it matches.
Also, separately, silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H)
Nitrogen atoms (N) are added to the raw material gas whose constituent atoms are
It is also possible to use a mixture of raw material gases as constituent atoms.
stomach.
As a starting material for such nitrogen atom introduction,
A gaseous substance whose constituent atoms are at least nitrogen atoms
Whether it is a gasified substance or a substance that can be gasified.
For example, it may be any of the following.
Specifically, the starting materials for introducing nitrogen atoms are
has a nitrogen atom as a constituent atom or a nitrogen atom.
Nitrogen (N2),a
ammonia (NH3), hydrazishi (H2NNH2),a
Hydrogen dihydride (HN3), ammonium azide
(NHFourN3), nitrogen such as nitrides and azides, etc.
Examples include elementary compounds. In addition to this, three
Nitrogen (F3N), nitrogen tetrafluoride (FFourN2) etc.
These halogenated nitrogen compounds can be mentioned.
When using a rogogenated nitrogen compound, the nitrogen atom
In addition to introducing (N), introducing halogen atom (X)
You can also do it.
Nitrogen-containing
To form the layer region, single-crystal or polycrystalline Si is used.
Wafer or Si3NFourWafer or Si and Si3NFourbut
Target mixed wafers
As a result, these are spattered in various gas atmospheres.
This can be done by ringing.
For example, using a Si wafer as a target
If necessary, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
The raw material gas for introducing halogen atoms and
For sputtering, dilute with diluent gas according to
The gas plasma of these gases is introduced into the deposition chamber.
sputtering the Si wafer by forming a
That's fine.
Also, separately, Si and Si3NFourtarget different from
as or Si and Si3NFourA single target mixed with
For sputtering by using the
in an atmosphere of diluent gas as a gas or less
Also hydrogen atom (H) or/and halogen atom (X)
Sputtering in a gas atmosphere containing constituent atoms
It is done by ringing. Introduction of nitrogen atom
The raw material gas for this purpose is the glow discharge example mentioned above.
The raw material gas for introducing nitrogen atoms into the raw material gas shown in
gas is also effective in sputtering.
It can be used as
As described above, the light receiving member of the present invention
The receiving layer can be prepared using glow discharge method, sputtering method, etc.
Although the photoreceptive layer contains
subsequent atoms or secondary atoms, oxygen atoms, carbon atoms or nitrogen atoms
Elementary atoms, hydrogen atoms, and/or halogen atoms
The content of each of the particles flowing into the deposition chamber is controlled by
the gas flow rate or
controls the gas flow ratio between the starting materials for each atom supply.
This is done by controlling the
In addition, the support during the formation of the first layer and the second layer
Conditions such as temperature, gas pressure in the deposition chamber, discharge power, etc.
In order to obtain a light-receiving member with desired properties,
is an important factor, and the function of the layer to be formed should be considered.
It should be selected as appropriate. Furthermore, this
These layer formation conditions are as follows for the first layer and the second layer.
Depending on the type and amount of each of the above atoms contained
Since the atoms to be included may also be different,
Determined by taking into consideration the type and amount of
There is also a need to do so.
Specifically, a layer consisting of a-Si (H,
or group atoms or group atoms, or oxygen atoms.
a-Si containing atoms, carbon atoms, and nitrogen atoms
When forming a photoreceptive layer consisting of (H, X),
The support temperature is usually 50 to 350°C, but it is particularly preferable.
Preferably, the temperature is 50 to 250°C. The gas pressure inside the deposition chamber is
Usually 0.01 to 1 Torr, particularly preferably 0.1 to 1 Torr
Set to 0.5Torr. Also, the discharge power is 0.005 ~
50W/cm2Although it is normal, it is more preferable to
is 0.01~30W/cm2, particularly preferably 0.01 to 20W/
cm2shall be.
When forming a layer consisting of a/SiGe(H,X)
or contain group atoms or group atoms.
Form a layer consisting of a-SiGe(H,X)
For the case, the support temperature is usually 50-350℃
The temperature is more preferably 50 to 300°C, particularly preferably 50 to 300°C.
Preferably, the temperature is 100 to 300℃. Then, the gas in the deposition chamber
The gas pressure is usually 0.01 to 5 Torr, but preferably
is 0.001 to 3 Torr, particularly preferably 0.1 to 3 Torr.
Set to 1 Torr. Also, the discharge power is 0.005 ~
50W/cm2Usually, but preferably
0.01~30W/cm2and particularly preferably from 0.01 to
20W/cm2shall be.
However, these supports for layer formation are
Specifics of support temperature, discharge power, and gas pressure in the deposition chamber
These conditions are usually not easily determined individually.
It's a shame. Therefore, the desired property
mutual and organic association to form a layer of crystalline material.
It is desirable to determine the optimal conditions for layer formation based on the
Delicious.
By the way, the gel contained in the photoreceptive layer of the present invention
Rumanium atom or/and tin atom, oxygen atom,
carbon atom or nitrogen atom, group atom or group atom
children, or hydrogen atoms and/or halogen atoms.
In order to make the distribution state uniform, it is necessary to form a photosensitive layer.
It is necessary to keep the above conditions constant when
It is essential.
In addition, in the present invention, when forming the photoreceptive layer,
The germanium atoms or germanium atoms contained in the layer are
is/and tin atom, or group atom or group atom
The distribution concentration of group atoms is changed in the layer thickness direction to obtain the desired value.
To form a layer having a distribution state in the layer thickness direction,
When using the glow discharge method, germanium
Mu atoms or/and tin atoms, or group atoms
or a deposition chamber for the gas of the starting material for the introduction of group atoms;
The gas flow rate when introduced into the chamber is adjusted according to the desired rate of change.
while keeping other conditions constant.
Form. And to change the gas flow rate,
Specifically, e.g. manually or with an externally driven motor.
The gas can be removed by any commonly used method such as
A predetermined needle valve installed in the middle of the gas flow path system.
What is necessary is to perform an operation to gradually change the opening of the tube. child
When , the rate of change of flow rate does not need to be linear;
For example, using a microcomputer, etc.,
Control the flow rate according to the rate of change curve to achieve the desired content.
A rate curve can also be obtained.
In addition, the photoreceptive layer is formed using a sputtering method.
germanium atom or tin atom,
or group atoms or portions of group atoms in the layer thickness direction.
By changing the fabric concentration in the layer thickness direction, the desired layer thickness direction can be obtained.
To form the distribution state, a glow discharge method was used.
As in the case, germanium atoms or tin atoms,
or a group atom or a starting point for the introduction of a group atom.
The substance is used in a gaseous state and the gas is introduced into the deposition chamber.
Change the gas flow rate when entering according to the desired rate of change
let
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be further explained according to Examples 1 to 11.
Although explained in detail, the present invention is not limited by these.
It is not something that will be done.
In each example, the photoreceptive layer was prepared using a glow discharge method.
It was formed using Figure 25 shows the glow discharge method.
This is an apparatus for manufacturing a light-receiving member of the present invention.
2502, 2503, 2504, 250 in the diagram
5,2506 gas cylinders have each of the present invention.
The raw material gas for forming the layer is sealed,
As an example, 2502 is SiFFourgas
(99.999% purity) cylinder, 2503 is H2diluted with
B2HFourGas (purity 99.999%, below B2HFour/H2and
Omitted. ) cylinder, 2504 is CHFourGas (purity
99.999%) cylinder, 2505 is GeFFourGas (purity
99.999%) cylinder, 2506 is inert gas (He)
It's a cylinder. And 2506′ is SnClFouris in
It is an airtight container.
To allow these gases to flow into the reaction chamber 2501
is the valve 252 of the gas cylinders 2502 to 2506
2-2526, leak valve 2535 is closed
Also, check that the inflow valves 2512-2
516, outflow valves 2517-2521, auxiliary valves
Make sure that lubricants 2532 and 2533 are open.
First, open the main valve 2534 to react.
The chamber 2501 and gas piping are evacuated. then vacuum
First layer and second layer on Al cylinder 2537
An example of forming a layer will be described below.
First, from gas cylinder 2502, SiFFourgas, gas
B from cylinder 25032H6/H2gas, gas cylinder
GeF from 2505FourGas valve 2522,
Open 2523, 2525 and check the outlet pressure gauge 252
The pressure of 7,2528,2530 is 1Kg/cm2adjusted to
and inlet valves 2512, 2513, 2515.
Gradually open the mass flow controller, 250
7,2508,2510. Continue
Outlet valve 2517, 2518, 2520 supplement
Gradually open the auxiliary valve 2532 to supply gas to the reaction chamber 2.
501. SiF at this timeFourgas flow
amount, GeFFourGas flow rate, B2H6/H2The ratio of gas flow rates is
Outflow valves 2517, 251 to the desired value.
8,2520, and also the inside of the reaction chamber 2501.
Read the vacuum gauge 2536 so that the pressure is at the desired value.
Adjust the opening of main valve 2534 while watching the
do. Then, the temperature of the base cylinder 2537 increases.
Temperature in the range of 50 to 400℃ by thermal heater 2538
After confirming that the power is set to
540 to the desired power and inside the reaction chamber 2501.
In addition to causing a glow discharge in the
Using a computer (not shown),
According to the designed flow rate curve, SiFFourgas,
GeFFourgas and B2H6/H2Control the gas flow rate of gas
While doing so, first place the cylinder on the base cylinder 2537.
Contains Con atoms, Germanium atoms and Boron atoms
A layer 102' is formed. Layer 10 to desired layer thickness
2' is formed, the outflow valve 25
Completely close 18,2520 and discharge if necessary.
Follow the same procedure to emit glow except for changing the conditions.
By continuing to apply electricity, gel is formed on the layer 102'.
Forming a layer 102″ that does not substantially contain nium atoms
can be achieved.
In this way, layer 102' and layer 102'' are removed from the support side.
After forming the first layer 102 having
To form the second layer 103 on the layer 102 of
For example, SiFFourgas
and CHFourEach gas can be changed to He, Ar, or
H2Dilute with diluent gas such as
into the reaction chamber 1601 and follow the desired conditions.
and deposit a second layer.
Gas flow valves required when forming each layer
It goes without saying that all other outflow valves should be closed.
Also, when forming each layer, the
The used gas is inside the reaction chamber 2501 and the outflow valve 25
Gas reaching inside reaction chamber 2501 from 17 to 2521
To avoid residue in the piping, drain valve
Close the valves 2517 to 2521 and auxiliary valve 253.
2, open 2533 and fully close main valve 2534.
It is necessary to open the system and evacuate the system to high vacuum once.
Do accordingly.
In addition, if tin atoms are included in the first layer,
In this case, SnCl is used as the raw material gas.Fourwith the starting material
When using a gas that has been
solid SnClFourusing heating means (not shown)
At the same time, the SnClFourAr, He, etc.
Inert gas such as Ar, He etc. from inert gas cylinder 2506
Blow sexual gas and pubbling. Occurred
SnClFourThe gas is the aforementioned SiFFourgas, GeFFourgas and
B2H6/H2into the reaction chamber using the same procedure as gas etc.
Let it flow.
Test example 1
Chemically treated SUS stainless steel rigid sphere with a diameter of 0.6 mm.
The surface was etched to form irregularities.
The processing agents used include hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid,
Examples include acids such as chromic acid and alkalis such as caustic soda.
can be done. In this test example, concentrated hydrochloric acid 1
Hydrochloric acid solution mixed at a volume of pure 1 to 4
The immersion time of the hard sphere, the acid concentration, etc. were changed using
The shape of the unevenness was adjusted as appropriate.
Test example 2
Rigid spheres treated by the method of Test Example 1 (Table
Height γ of surface unevennessnax= 5μm), Figures 6A and B
Using the equipment shown in
The surface of the holder (diameter 60mm, length 298mm) is treated,
Irregularities were formed.
The diameter R′ of the true sphere, the falling height h and the curvature R of the trace depression,
When we investigated the relationship with the width r, we found that the curvature R of the trace depression
and the width r are the conditions such as the diameter R′ of the perfect sphere and the falling height h.
It was confirmed that it can be determined by Also, traces
Pitch of depressions (density of trace depressions, and unevenness of pits)
h) is the rotational speed, rotational speed or stiffness of the cylinder.
Adjust to the desired pitch by controlling the amount of fall of the true sphere, etc.
It has been confirmed that it can be done. Furthermore, R
As a result of considering the size of R and D, R is
If it is less than 0.1mm, the rigid sphere will be small, light and easy to drop.
The lower height must be ensured and the formation of trace depressions
This is undesirable as it makes it difficult to control
If R exceeds 2.0mm, the rigid sphere becomes large and heavy.
To adjust the falling height, compare D for example.
If you want to make the target smaller, make the drop height extremely low.
Control the formation of trace depressions as necessary
This is undesirable because it makes it difficult to
If it is less than 0.02mm, the rigid sphere will fall smaller and lighter.
The height must be ensured and the formation of vestigial depressions must be avoided.
This is undesirable as it makes it difficult to control.
were confirmed respectively.
Furthermore, when we tried the formed trace depressions, we found that
Inside the trace depression, there is a microscopic groove corresponding to the surface unevenness of the rigid sphere.
It was confirmed that small irregularities were formed.
Example 1
Aluminum alloy cylinder as in Test Example 2
D shown in the upper column of Table 1A, and
Cylindrical Al support (cylinder) with D/R
Nos. 101 to 106) were obtained.
Next, on the Al support (cylinder No. 101 to 106)
The conditions shown in Figure 25 are as shown in Table 1B below.
A light-receiving layer was formed using the manufacturing equipment described above.
These light receiving members are shown in FIG.
Using an image exposure device, wavelength 780nm, spot diameter
Perform image exposure by irradiating 80 μm laser light.
Then, development and transfer were performed to obtain an image. obtained
The occurrence of interference fringes in images is shown in the bottom column of Table 1A.
It was hot in the cage.
Note that FIG. 26A schematically shows the entire exposure apparatus.
FIG. 26B is a plan view showing the entire exposure apparatus.
FIG. In the figure, 2601
is a light receiving member, 2602 is a semiconductor laser, 26
03 indicates fθ lens, 2604 indicates polygon mirror.
are doing.
Next, as a comparison, a conventional diamond cutting tool
Aluminum alloy cylinder surface treated with
Dar (No.107) (diameter 60mm, length 298mm, uneven pitch
100μm, depth of unevenness 3μm), same as above.
A light-receiving member was prepared in the same manner. The resulting photoreception
When the parts were observed under an electron microscope, it was found that the surface of the support
is parallel to the layer interface of the photoreceptive layer and the surface of the photoreceptive layer.
was doing. Using this light-receiving member, the above-mentioned
Image formation is performed in the same manner, and the resulting image is
The same evaluation as above was carried out. the result
were as shown in the bottom column of Table 1A.
【表】
×…実用不向、△…実用上可、○…実用
性良好、◎…実用性特に良好
[Table] ×…Unsuitable for practical use, △…Possible for practical use, ○…Good practicality, ◎…Excellent practicality
【表】
実施例 2
第2B表に示す層形成条件に従つて光受容層を
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No.101〜107)上に光受容
層を形成した。なお、第一の層形成時における
SiF4ガス及びGeF4ガスのガス流量は第27図に
示す流量変化線に従つて、マイクロコンピユータ
ー制御により、自動的に調整した。
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
おりであつた。[Table] Example 2 In the same manner as in Example 1 except that the photoreceptive layer was formed according to the layer formation conditions shown in Table 2B,
A photoreceptive layer was formed on the Al support (cylinder Nos. 101 to 107). In addition, when forming the first layer
The gas flow rates of SiF 4 gas and GeF 4 gas were automatically adjusted by microcomputer control according to the flow rate change line shown in FIG. When an image was formed on the obtained light-receiving member in the same manner as in Example 1, the occurrence of interference fringes in the obtained image was as shown in the lower column of Table 2A.
【表】
×…実用不向、△…実用上可、○…実用
性良好、◎…実用性特に良好
[Table] ×…Unsuitable for practical use, △…Possible for practical use, ○…Good practicality, ◎…Excellent practicality
【表】
実施例 3
第3A表上欄に示す表面凹凸の高さ(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±50μm)、(D/R=
0.05)を有するAl支持体(シリンダーNo.301〜
306)を得た。
次に該Al支持体(シリンダーNo.301〜306)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、第一の層形成時におけるGeF4ガス及びSiF4
ガスのガス流量は、第28図に示すガス流量変化
線に従つて、マイクロコンピユーター制御により
自動的に調整した。
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つたところ、得られた画像
における干渉縞の発生状況は、第3A表下欄に示
すとおりであつた。[Table] Example 3 A spherical trace depression (D=450±50μm), ( Al support (Cylinder No. 301 ~
306) was obtained. Next, a light-receiving layer was formed on the Al support (cylinder Nos. 301 to 306) using the manufacturing apparatus shown in FIG. 25 under the conditions shown in Table 3B below. Note that GeF 4 gas and SiF 4 gas at the time of forming the first layer
The gas flow rate was automatically adjusted by microcomputer control according to the gas flow rate change line shown in FIG. When an image was formed on the obtained light-receiving member in the same manner as in Example 1, the occurrence of interference fringes in the obtained image was as shown in the lower column of Table 3A.
【表】
×…実用不向、△…実用上可、○
…実用性良好、◎…実用性
特に良好
[Table] ×…Unsuitable for practical use, △…Acceptable for practical use, ○
…Good practicality, ◎…Practical
Particularly good
【表】【table】
【表】
実施例 4
第4B表に示す層形成条件に従つて光受容層を
形成した以外は、すべて実施例3と同様にして、
Al支持体(シリンダーNo.301〜306)上に光受容
層を形成した。なお、第一の層形成時における
SiF4ガス及びGeF4ガスのガス流量は第29図に
示す流量変化線に従つて、マイクロコンピユータ
ー制御により、自動的に調整した。
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
りであつた。[Table] Example 4 All procedures were carried out in the same manner as in Example 3, except that the photoreceptive layer was formed according to the layer formation conditions shown in Table 4B.
A photoreceptive layer was formed on the Al support (cylinder Nos. 301 to 306). In addition, when forming the first layer
The gas flow rates of SiF 4 gas and GeF 4 gas were automatically adjusted by microcomputer control according to the flow rate change line shown in FIG. When an image was formed on the obtained light-receiving member in the same manner as in Example 1, the occurrence of interference fringes in the obtained image was as shown in the lower column of Table 4A.
【表】
×…実用不向、△…実用上可、○
…実用性良好、◎…実用性
特に良好
[Table] ×…Unsuitable for practical use, △…Acceptable for practical use, ○
…Good practicality, ◎…Practical
Especially good
【表】
実施例 5〜11
実施例1のAl支持体(シリンダーNo.103〜106)
上に、第5〜11表に示す層形成条件に従つて光受
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5〜11に
おいて、第一の層形成時における使用ガスの流量
は、各々、第30〜36図に示す流量変化線に従
つて、マイクロコンピユーター制御により自動的
に調整した。また、第一の層中に含有せしめる硼
素原子は、B2H6/SiF4+GeF4≒100ppmであつ
て、該層全層について約200ppmドーピングされ
ているようになるべく導入した。
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つた。
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つた。[Table] Examples 5 to 11 Al support of Example 1 (Cylinder No. 103 to 106)
A light-receiving member was produced in the same manner as in Example 1 except that a light-receiving layer was formed thereon according to the layer forming conditions shown in Tables 5 to 11. In Examples 5 to 11, the flow rate of the gas used during the first layer formation was automatically adjusted by microcomputer control according to the flow rate change lines shown in FIGS. 30 to 36, respectively. Further, the boron atoms contained in the first layer were B 2 H 6 /SiF 4 +GeF 4 ≈100 ppm, and the boron atoms were introduced as much as possible so that the entire layer was doped at about 200 ppm. Image formation was performed on the obtained light-receiving member in the same manner as in Example 1. No interference fringes were observed in any of the images obtained, and they were of extremely good quality.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
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、前記したアモルフアスシリコンで
構成された光受容層を有する光受容部材の諸問題
の総てお解決でき、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、全可視光域に於
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つて、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。
By having the light-receiving member of the present invention having the above-described layer structure, all of the problems of the light-receiving member having a light-receiving layer made of amorphous silicon described above can be solved, and in particular Even when monochromatic laser light is used as a light source, it is possible to significantly prevent the appearance of interference fringes in the formed image due to interference phenomena, and to form an extremely high-quality visible image. In addition, the light-receiving member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, and is particularly excellent in photosensitivity characteristics on the long wavelength side, so it is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has a high optical response. It exhibits excellent electrical, optical, photoconductive properties, electrical voltage resistance, and use environment characteristics. In particular, when applied as a light-receiving member for electrophotography, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical properties are stable, it is highly sensitive, and it has high sensitivity.
It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution.
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3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
するた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ること
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
であつて、第6A図は正面図、第6B図は縦断面
図である。第7〜15図は、本発明の第一の層に
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り、第16〜24図
は、本発明の第一の層における第族原子又は第
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36図は、本発明の第一の層形成におけ
るガス流量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図乃至第3図について、100……光受容
部材、101……支持体、102,201,30
1……第一の層、102′……ゲルマニウム原子
またはスズ原子の少なくともいずれか一方を含有
する層、102″……ゲルマニウム原子およびス
ズ原子のいずれも含有しない層、103,20
2,302……第二の層、104,203,30
3……自由表面、204,304……第一の層と
第二の層との界面、第4,5図について、40
1,501……支持体、402,502……支持
体表面、403,503……球状痕跡窪み、40
3′,503′……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、601………シリン
ダー、602……回転軸(受)、603……駆動
手段、604……回転容器、605……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……シヤワー管、第25図
について、2501……反応室、2502〜25
06……ガスボンベ、2506′……SnCl4用密
閉容器、2507〜2511……マスフロコント
ローラ、2512〜2516……流入バルブ、2
517〜2521……流出バルブ、2522〜2
526……バルブ、2527〜2531……圧力
調整器、2532,2533……補助バルブ、2
534……メインバルブ、2535……リークバ
ルブ、2536……真空計、2537……基本シ
リンダー、2538……加熱ヒーター、2539
……モーター、2540……高周波電源、第26
図について、2601……光受容部材、2602
……半導体レーザー、2603……fθレンズ、2
604……ポリゴンミラー。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the light-receiving member of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the principle of preventing the generation of interference fringes in the light-receiving member of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view showing that the generation of interference fringes can be prevented in a light-receiving member in which irregularities formed by spherical trace depressions are formed on the surface of the support, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional surface. FIG. 3 is a diagram showing that interference fringes occur in a light-receiving member in which a light-receiving layer is deposited on a regularly roughened support.
FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams for explaining the uneven shape of the support surface of the light-receiving member of the present invention and the method for producing the uneven shape. FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration example of an apparatus suitable for forming the uneven shape provided on the support of the light-receiving member of the present invention, in which FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a front view. The figure is a longitudinal sectional view. Figures 7 to 15 are diagrams showing the distribution state of germanium atoms or tin atoms in the layer thickness direction in the first layer of the present invention, and Figures 16 to 24 are diagrams showing the distribution state of germanium atoms or tin atoms in the first layer of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the distribution state of atoms or group atoms in the layer thickness direction; in each diagram, the vertical axis represents the layer thickness of the photoreceptive layer, and the horizontal axis represents the distribution concentration of each atom. FIG. 25 is an example of an apparatus for manufacturing the light-receiving layer of the light-receiving member of the present invention, and is a schematic explanatory diagram of a manufacturing apparatus using a glow discharge method. FIG. 26 is a diagram illustrating an image exposure apparatus using laser light. 27 to 36 are diagrams showing changes in gas flow rate in the first layer formation of the present invention, in which the vertical axis represents the layer thickness of the photoreceptive layer, and the horizontal axis represents the gas flow rate of the gas used. 1 to 3, 100...light receiving member, 101...support, 102, 201, 30
1...First layer, 102'...Layer containing at least one of germanium atoms or tin atoms, 102''...Layer containing neither germanium atoms nor tin atoms, 103,20
2,302...second layer, 104,203,30
3... Free surface, 204,304... Interface between the first layer and the second layer, 40 for Figures 4 and 5
1,501...Support, 402,502...Support surface, 403,503...Spherical trace depression, 40
3', 503'...Rigid sphere having an uneven shape on the surface, 404...Minute uneven shape formed in the spherical trace depression, 404'... uneven shape formed on the surface of the rigid sphere, Regarding Fig. 6, 601...Cylinder, 602...Rotating shaft (receiving), 603...Driving means, 604...Rotating container, 605...Rigid sphere having an uneven shape on the surface, 606...Ribs provided on the inner wall of the container, 607...Shower tube, regarding Fig. 25, 2501...Reaction chamber, 2502-25
06... Gas cylinder, 2506'... Sealed container for SnCl 4 , 2507-2511... Mass flow controller, 2512-2516... Inflow valve, 2
517-2521...Outflow valve, 2522-2
526... Valve, 2527-2531... Pressure regulator, 2532, 2533... Auxiliary valve, 2
534... Main valve, 2535... Leak valve, 2536... Vacuum gauge, 2537... Basic cylinder, 2538... Heater, 2539
...Motor, 2540...High frequency power supply, No. 26
Regarding the figure, 2601...light receiving member, 2602
... Semiconductor laser, 2603 ... fθ lens, 2
604...Polygon mirror.
Claims (1)
原子又はスズ原子の少なくとも一方とを含有する
非晶質材料で構成された第一の層と、シリコン原
子と、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を含有する非晶質材料で
構成された第二の層とを有する光受容層を備えた
光受容層であつて、前記第一の層が、ゲルマニウ
ム原子又はスズ原子の少なくとも一方を含有する
層イと、ゲルマニウム原子及びスズ原子のいずれ
も含有しない層ロとを支持体側から順に有する多
層構成とされ、前記支持体の表面が、窪みの幅D
が500μm以下で窪みの曲率半径Rと幅Dとが
0.035≦D/Rとされた複数の球状痕跡窪みによ
る凹凸を有し、かつ前記球状痕跡窪み内に更に
0.5〜20μmの微小な凹凸が形成されていることを
特徴とする光受容部材。 2 前記第二の層が、前記酸素原子、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層
厚方向に均一な分布状態で含有する特許請求の範
囲第1項に記載の光受容部材。 3 前記光受容層が、周期律表第族または第
族に属する原子を含有している、特許請求の範囲
第1項に記載の光受容部材。 4 前記光受容層が、周期律表第族または第
族に属する原子を含有する電荷注入防止層を構成
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。 5 前記光受容層が、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。 6 前記球状痕跡窪みによる凹凸が同一の曲率半
径である、特許請求の範囲第1項に記載の光受容
部材。 7 前記球状痕跡窪みによる凹凸が、ほぼ同一の
曲率半径及び幅の窪みにより形成されている特許
請求の範囲第1項に記載の光受容部材。 8 前記支持体が、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。 9 前記光受容層に含有される周期律表第族ま
たは族に属する原子の分布濃度が、支持体側で
比較的高濃度とされ、第二の層側で支持体側に較
べてかなり低いあるいは実質的にゼロに近い濃度
で層厚方向に不均一に分布されている特許請求の
範囲第3項に記載の光受容部材。 10 前記層イに含有されるゲルマニウム原子又
はスズ原子の分布濃度が、支持体側で比較的高濃
度とされ、前記ゲルマニウム原子及びスズ原子の
いずれも含有しない層ロ側で支持体側に較べかな
り低い濃度で層厚方向に不均一に分布されている
特許請求の範囲第1項に記載の光受容部材。 11 前記第二の層に含有される酸素原子、炭素
原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一
種の原子の分布濃度が、支持体側で比較的高濃度
とされ、該第二の層の表面側で支持体側に較べて
かなり低い濃度あるいは実質的にゼロに近い濃度
で層厚方向に不均一に分布されている特許請求の
範囲第1項に記載の光受容部材。[Claims] 1. A first layer made of an amorphous material containing silicon atoms and at least one of germanium atoms and tin atoms, on a support, and a first layer made of an amorphous material containing silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms. A photoreceptive layer comprising a second layer made of an amorphous material containing at least one selected from atoms and nitrogen atoms, the first layer comprising germanium atoms. It has a multilayer structure including a layer A containing at least one of atoms or tin atoms and a layer B containing neither germanium atoms nor tin atoms in order from the support side, and the surface of the support has a width D of the recess.
is 500 μm or less, and the radius of curvature R and width D of the depression are
It has unevenness due to a plurality of spherical trace depressions with 0.035≦D/R, and further inside the spherical trace depressions.
A light-receiving member characterized in that minute irregularities of 0.5 to 20 μm are formed. 2. The light-receiving member according to claim 1, wherein the second layer contains at least one kind selected from the oxygen atoms, carbon atoms, and nitrogen atoms in a uniform distribution state in the layer thickness direction. 3. The light-receiving member according to claim 1, wherein the light-receiving layer contains atoms belonging to Group 1 or Group 3 of the periodic table. 4. The light-receiving member according to claim 1, wherein the light-receiving layer has, as one of its constituent layers, a charge injection prevention layer containing atoms belonging to Group 1 or Group 3 of the periodic table. 5. The light-receiving member according to claim 1, wherein the light-receiving layer has a barrier layer as one of the constituent layers. 6. The light-receiving member according to claim 1, wherein the irregularities formed by the spherical trace depressions have the same radius of curvature. 7. The light-receiving member according to claim 1, wherein the unevenness caused by the spherical trace depressions is formed by depressions having substantially the same radius of curvature and width. 8. The light-receiving member according to claim 1, wherein the support is a metal body. 9. The distribution concentration of atoms belonging to group or groups of the periodic table contained in the photoreceptive layer is relatively high on the support side, and is considerably lower or substantially lower on the second layer side than on the support side. 4. The light-receiving member according to claim 3, wherein the light-receiving member has a concentration close to zero and is distributed non-uniformly in the layer thickness direction. 10 The distribution concentration of germanium atoms or tin atoms contained in the layer A is relatively high on the support side, and the concentration on the layer B side containing neither germanium atoms nor tin atoms is considerably lower than that on the support side. The light-receiving member according to claim 1, wherein the light-receiving member is non-uniformly distributed in the layer thickness direction. 11 The distribution concentration of at least one type of atom selected from oxygen atoms, carbon atoms, and nitrogen atoms contained in the second layer is relatively high on the support side, and 2. The light-receiving member according to claim 1, wherein the light-receiving member has a considerably lower concentration than that on the support side or a concentration substantially close to zero and is distributed non-uniformly in the layer thickness direction.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP24157585A JPS62102249A (en) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | Light receiving material |
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| US06/923,108 US4834501A (en) | 1985-10-28 | 1986-10-24 | Light receiving member having a light receiving layer of a-Si(Ge,Sn)(H,X) and a-Si(H,X) layers on a support having spherical dimples with inside faces having minute irregularities |
| AU64419/86A AU581543B2 (en) | 1985-10-28 | 1986-10-27 | Light receiving members |
| CA000521521A CA1288271C (en) | 1985-10-28 | 1986-10-27 | Light receiving member having a light receiving layer of a-si(ge,sn)(h,x) and a-si(h,x) layers on a support having spherical dimples with inside faces having minute irregularities |
| EP86308376A EP0223448B1 (en) | 1985-10-28 | 1986-10-28 | Light receiving members |
| DE8686308376T DE3676957D1 (en) | 1985-10-28 | 1986-10-28 | LIGHT SENSITIVE ELEMENTS. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24157585A Granted JPS62102249A (en) | 1985-10-28 | 1985-10-30 | Light receiving material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62102249A (en) |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP24157585A patent/JPS62102249A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62102249A (en) | 1987-05-12 |
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