JPH0713743B2

JPH0713743B2 - 電子写真用光受容部材

Info

Publication number: JPH0713743B2
Application number: JP61024605A
Authority: JP
Inventors: 茂白井; 恵志斉藤; 孝至新井; 実加藤; 靖藤岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS62182750A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する分野の説明〕本発明は光（ここでは広義の光であって紫外線、可視光
線、赤外線、ｘ線、γ線などを意味する。）のような電
磁波に対して感受性のある電子写真用光受容部材に関す
る。

〔従来の技術の説明〕

像形成分野において、電子写真用光受容部材における光
受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、SN比
（光電流（Ip）／暗電流（Id）〕が高く、照射する電磁
波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトル特性を有
すること、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有するこ
と、使用時において人体に対して無公害であること、等
の特性が要求される。殊に、事務機としてオフイスで使
用される電子写真装置内に組込まれる電子写真用光受容
部材の場合には、上記の使用時における無公害性は重要
な点である。

この様な点に立脚して最近注目されている光導電材料に
アモルフアスシリコン（以後Ａ−Siと表記す）があり、
たとえば、独国公開第2746967号公報、同第2855718号公
報には電子写真用光受容部材としての応用が記載されて
いる。

しかしながら、従来のＡ−Siで構成された光受容層を有
する電子写真用光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応
答性などの電気的、光学的、光導電的特性および使用環
境特性の点、更には経時的安定性および耐久性の点にお
いて、各々、個々には特性の向上が計られているが、総
合的な特性向上を計る上で更に改良される余地が存する
のが実情である。

たとえば、電子写真用光受容部材に適用した場合に、高
光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると従来にお
いてはその使用時において残留電位が残る場合が度々観
測され、この種の光受容部材は長時間繰返し使用し続け
ると、繰返し使用による疲労の蓄積が起こって、残像が
生ずる所謂ゴースト現像を発する様になる等の不都合な
点が少なくなかった。

又、Ａ−Si材料で光受容層を構成する場合には、その電
気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子ある
いは弗素原子や塩素原子などのハロゲン原子、および電
気的伝導型の制御のために硼素原子や燐原子などが或い
はその他の特性改良のために他の原子が、各々構成原子
として光導電層中に含有されるが、これらの構成原子の
含有の仕方如何によっては、形成した層の電気的あるい
は光導電的特性や耐圧性さらには特性の経時的安定性に
問題が生ずる場合があった。

即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射によって発
生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充分でないこ
とや、或いは、転写紙に転写された画像に俗に「白ヌ
ケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象によると思われ
る画像欠陥や、クリーニングにブレードを用いると、そ
の摺擦によると思われる、俗に「白スジ」と云われてい
る画像欠陥が生じたり、また、例えば表面に一定の膜厚
の表面層を有しこれが使用光に対して実質的に透明であ
るような場合には長時間の摺擦による摩耗によって表面
層の反射スペクトルに変化が生じ、特に感度等に関し好
ましくない経時的な変化が生じる場合が少なくなかっ
た。また、多湿雰囲気中で使用したり、或いは多湿雰囲
気中に長時間放置した直後に使用すると俗に云う画像の
ボケが生ずる場合が少なくなかった。

従ってＡ−Si材料そのものの特性改良が計られる一方で
光受容部材を設計する際に、上記した様な問題の総てが
解決されるように層構成、各層の化学的組成、作成法な
どが工夫される必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のごときＡ−Siで構成された従来の光受
容層を有する電子写真用光受容部材における諸問題を解
決することを目的とするものである。

即ち、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
が全くかまたは殆んど観測されない、Ａ−Si構成された
光受容層を有する電子写真用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おける密着性に優れ、
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電子写真用光受容部材
を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、電子写真用光受容部材として
適用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電
荷保持能力が充分であり、通常の電子写真法が極めて有
効に適用され得る優れた電子写真特性を示す、Ａ−Siで
構成された光受容層を有する電子写真用光受容部材を提
供することにある。

本発明の別の目的は、長期の使用において画像欠陥や画
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が容易
にできる。電子写真用の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比特性およ
び高電気的耐圧性を有しかつ、それらが長期の使用の全
期間を通じて一定状態に維持され得る、Ａ−Siで構成さ
れた光受容層を有する電子写真用光受容部材を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

本発明の電子写真用光受容部材は、支持体と、該支持体
上に、シリコン原子を母体とし、水素原子及びハロゲン
原子の少なくともいずれか一方を構成要素として含む非
晶質材料（以後「Ａ−Si（H,X）」と略記する）で構成
され、光導電性を示す光導電層と、シリコン原子と炭素
原子と水素原子とを構成要素として含む非晶質材料で構
成されている表面層と、を有する光受容層とを有し、前
記表面層内において、前記表面層と前記光導電層との界
面に向って前記炭素原子の濃度が減少するように前記構
成要素の層厚方向の濃度分布を変化させてあり、かつ水
素原子の該表面層内最大濃度が41〜70原子％であること
を特徴とする。

上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
電子写真用光受容部材は、前記した諸問題の総てを解決
し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、耐
圧性及び使用環境特性を示す。

殊に、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、高SN比を有するもので
あって、耐光疲労、繰返し使用特性、耐湿性、耐圧性に
長ける為に、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、高品質の画像を長期の使用の全期間
を通じて安定して得ることができる。

以下、図面に従って本発明の光受容部材に就て詳細に説
明する。

第１図は、本発明の電子写真用光受容部材の層構成を説
明するために模式的に示した模式的構成図である。

第１図に示す電子写真用光受容部材100は、光受容部材
用としての支持体101の上に、光受容層102が設けられて
おり、該光受容層102は、Ａ−Si（H,X）から成り、光導
電性を有する光導電層103と、シリコン原子と、炭素原
子と水素原子とを構成要素とする非晶質材料で構成さ
れ、これら構成要素の濃度が少くとも前記光導電層との
界面において光学的バンドギヤツプの整合性が得られる
ような形に変化しており、かつ水素原子の最大濃度が41
〜70原子％である表面層104とからな層構成を有する。

本発明において使用される支持体としては、導電性でも
電気絶縁性であっても良い。導電性支持体としては、例
えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、
Ｖ、Ti、Pt、Pd等の金属またはこれ等の合金が挙げられ
る。

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

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、I
TO（In₂O₃＋SnO₂）等から成る薄膜を設けることによっ
て導電性が付与され、或いはポリエステルフイルム等の
合成樹脂フイルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、N
i、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt等の金属の薄
膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等でそ
の表面に設け、又は前記金属でその表面をラミメート処
理して、その表面に導電性が付与される。支持体の形状
としては、円筒状、ベルト状、板状等任意の形状とし
得、所望によって、その形状は決定されるが、例えば、
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、所望通りの電子写真
用光受容部材が形成される様に適宜決定されるが、電子
写真用光受容部材として可撓性が要求される場合には、
支持体としての機能が充分発揮される範囲内であれば可
能な限り薄くされる。しかしながら、この様な場合、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。

特にレーザー光などの可干渉性光を用いて像記録を行な
う場合には、可視画像において現われる、所謂、干渉縞
模様による画像不良を解消するために、支持体表面に凹
凸を設けてもよい。

支持体表面に設けられる凹凸は、Ｖ字形状の切刃を有す
るバイトをフライス盤、旋盤等の切削加工機械の所定位
置に固定し、例えば円筒状支持体をあらかじめ所望に従
って設計されたプログラムに従って回転させながら規則
的に所定方向に移動させることにより、支持体表面を正
確に切削加工することで所望の凹凸形状、ピツチ、深さ
で形成される。この様な切削加工法によって形成される
凹凸が作り出す逆Ｖ字形線状突起部は、円筒状支持体の
中心軸を中心にした螺線構造を有する。逆Ｖ字形突起部
の螺線構造は、二重、三重の多重螺線構造、又は交叉螺
線構造とされても差支えない。

或いは、螺線構造に加えて中心軸に沿った平行線構造を
導入しても良い。

支持体表面に設けられる凹凸の凸部の縦断面形状は形成
される各層の微小カラム内に於ける層厚の管理された不
均一化と、支持体と該支持体上に直接設けられる層との
間の良好な密着性や所望の電気的接触性を確保する為に
逆Ｖ字形とされるが、好ましくは第２図に示される様に
実質的に二等辺三角形、直角三角形或いは不等辺三角形
とされるのが望ましい。これ等の形状の中殊に二等辺三
角形、直角三角形が望ましい。

本発明に於ては、管理された状態で支持体表面に設けら
れる凹凸の各デイメンジヨンは、以下の点を考慮した上
で、本発明の目的を結果的に達成出来る様に設定され
る。

即ち、第１は光受容層を構成するＡ−Si（H,X）層は、
層形成される表面の状態に構造敏感であって、表面状態
に応じて層品質は大きく変化する。

従って、Ａ−Si（H,X）層の層品質の低下を招来しない
様に支持体表面に設けられる凹凸のデイメンジヨンを設
定する必要がある。

第２には光受容層の自由表面に極端な凹凸があると、画
像形成後のクリーニングに於てクリーニングを完全に行
なうことが出来なくなる。

又、ブレードクリーニングを行う場合、ブレードのいた
みが早くなるという問題がある。

上記した層堆積上の問題点、電子写真法のプロセス上の
問題点および、干渉縞模様を防ぐ条件を検討した結果、
支持体表面の凹部のピツチは、好ましくは500μｍ〜0.3
μｍ、より好ましくは200μｍ〜１μｍ、最適には50μ
ｍ〜５μｍであるのが望ましい。

また、凹部の最大の深さは、好ましくは0.1μｍ〜５μ
ｍ、より好ましくは0.3μｍ〜３μｍ、最適には0.6μｍ
〜２μｍとされるのが望ましい。支持体表面の凹部のピ
ツチと最大深さが上記の範囲にある場合、凹部（又は線
上突起部）の傾斜面の傾きは、好ましくは１度〜20度、
より好ましくは３度〜15度、最適には４度〜10度とされ
るのが望ましい。

又、この様な支持体上に堆積される各層の層圧の不均一
に基く層厚差の最大は、同一ピツチ内で好ましくは0.1
μｍ〜２μｍ、より好ましくは0.1μｍ〜1.5μｍ、最適
には0.2μｍ〜１μｍとされるのが望ましい。

又、レーザー光などの可干渉性光を用いた場合の、干渉
縞模様による画像不良を解消する別の方法として、支持
体表面に複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を設けても
よい。

即ち支持体の表面が電子写真用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る。

以下に、本発明の電子写真用光受容部材における支持体
の表面の形状及びその好適な製造例を第４図及び第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
の形状及びその製造法は、これによって限定されるもの
ではない。

第４図は、本発明の電子写真用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1601は支持体、1602は支持体表面、1603
は剛体真球、1604は球状痕跡窪みを示している。

更に第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例をも示すものである。即ち、剛体真球1603
を支持体表面1602より所定の高さの位置より自然落下さ
せて支持体表面1602に衝突させることにより、球状窪み
1604を形成しうることを示している。そして、ほぼ同一
径Ｒ′の剛体真球1603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1602に、ほぼ同一曲率半径Ｒ及び同一幅Ｄを
有する複数の球状痕跡窪み1604を形成することができ
る。

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典型例を第５図に示す。

ところで、本発明の電子写真用光受容部材の支持体表面
の球状痕跡窪みによる凹凸形状の曲率半径Ｒ及び幅Ｄ
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達成するためには重要な
要因である。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、曲率半径Ｒ及び幅Ｄが次
式：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。更に次式：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。

こうした事から、光受容部材の全体に発生する干渉縞を
各々の痕跡窪み内に分散せしめ、光受容部材における干
渉縞の発生を防止する為には、前記を0.035、好ましくは0.055以上とすることが望ましい。

また、痕跡窪みによる凹凸の幅Ｄは、大きくとも500μ
ｍ程度、好ましくは200μｍ以下、より好ましくは100μ
ｍ以下とするのが好ましい。

第３図は、上記方法で作成した支持体1501上に、光導電
層1502、表面層1503からなる光受容層1500を形成した場
合の例を示す。表面層1503は自由表面1504を有する。

本発明に於いて、その目的を効果的に達成する為に、支
持体101上に形成され、光受容層102の一部を構成する光
導電層103は下記に示す半導体特性を有し、照射される
光に対して光導電性を示すＡ−Si（H.X）で構成され
る。

ｐ型Ａ−Si（H,X）−−−アクセプターのみを含む
もの。或はドナーとアクセプターとの両方を含み、アク
セプターの相対的濃度が高いもの。

p^-型Ａ−Si（H,X）−−−のタイプに於いての
タイプに較べてアクセプターの濃度（Na）が低いか、又
はアクセプターの相対的濃度が低いもの。

ｎ型Ａ−Si（H,X）−−−ドナーのみを含むもの。
或いはドナーとアクセプターの両方を含み、ドナーの相
対的濃度が高いもの。

n^-型Ａ−Si（H,X）−−−のタイプに於いての
タイプに較べてドナーの濃度（Nd）が低いか、又はドナ
ーの相対的濃度が低いもの。

ｉ型Ａ−Si（H,X）…NaNdＯのもの又は、NaN
dのもの。

本発明に於いて、光導電層103中に含有されるハロゲン
原子（Ｘ）として好適なのはF,Cl,Br,Iであり、殊にF,C
lが望ましいものである。

本発明に於いて、Ａ−Si（H,X）で構成される光導電層1
03を形成するには、例えばグロー放電法，マイクロ波放
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って成され
る。例えば、グロー放電法によってＡ−Si（H,X）で構
成される非晶質層を形成するには、基本的にはシリコン
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
置に設置されてある所定の支持体表面上にＡ−Si（H,
X）からなる層を形成させれば良い。又、スパツタリン
グ法で形成する場合には、例えばAr,He等の不活性ガス
又はこれ等のガスをベースとした混合ガスの雰囲気中で
Siで構成されたターゲットをスパツタリングする際、水
素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）導入用のガ
スをスツパタリング用の堆積室に導入してやれば良い。

本発明に於いて使用されるSi供給用の原料ガスとして
は、SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等のガス状態の又はガ
ス化し得る水素化硅素（シラン類）が有効に使用される
ものとして挙げられ、殊に、層作成作業の扱い易さ、Si
供給効率の良さ等の点でSiH₄，Si₂H₆が好ましいものと
して挙げられる。

本発明に於いて使用されるハロゲン原子導入用の原料ガ
スとして有効なのは、多くのハロゲン化合物が挙げら
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
の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。

又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素
とするガス状態の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含
む硅素化合物も有効なものとして本発明に於いては挙げ
る事が出来る。

本発明に於いて好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲ
ンガス、BrF,ClF,ClF₃，BrF₅，BrF₃，IF₃，IF₇,ICl,IBr
等のハロゲン間化合物を挙げる事が出来る。

ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲン原子で
置換されたシラン誘導体としては、具体的には例えばSi
F₄，Si₂F₆，SiCl₄，SiBr₄等のハロゲン化硅素が好しい
ものとして挙げる事が出来る。

この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用してグロ
ー放電法によって本発明の特徴的な光導電部材を形成す
る場合には、Siを供給し得る原料ガスとしての水素化硅
素ガスを使用しなくとも、所定の支持体上にハロゲン原
子を構成要素として含むＡ−Si:Hから成る層を形成する
事が出来る。

グロー放電法に従って、ハロゲン原子を含む層を製造す
る場合、基本的にはSi供給用の原料ガスであるハロゲン
化硅素ガスとAr,H₂,He等のガス等を所定の混合比とガス
流量になる様にして光導電層を形成する堆積室内に導入
し、グロー放電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲
気を形成する事によって、所定の支持体上に光導電層を
形成し得るものであるが、水素原子の導入を計る為にこ
れ等のガスに更に水素原子を含む硅素化合物のガスを所
定量混合して層形成しても良い。

又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混
合して使用しても差支えないものである。

反応スパツタリング法、或いはイオンプレーテイング法
に依って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Siから成るターゲツト
を使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパ
ツタリングし、イオンプレーテイング法の場合には、多
結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸着ボ
ートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加熱法、或い
はエレクトロンビーム法（EB法）等によって加熱蒸発さ
せ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させ
る事で行う事が出来る。

この際、スパツタリング法、イオンプレーテイング法の
何れの場合にも形成される層中にハロゲン原子を導入す
るには、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良いものである。

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良い。

本発明に於いては、ハロゲン原子導入用の原料ガスとし
て上記されたハロゲン化合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使用されるものであるが、そ
の他に、HF,HCl,HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH₂F₂，S
iH₂I₂，SiH₂Cl₂，SiHCl₃，SiH₂Br₂，SiHBr₃等のハロゲ
ン置換水素化硅素等々のガス状態の或いはガス化し得
る、水素原子を構成要素の１つとするハロゲン化物も有
効な光導電層形成用の出発物質として挙げる事が出来
る。

これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、層形成の際に
層中にハロゲン原子の導入と同時に電気的或いは光電的
特性の制御に極めて有効な水素原子も導入されるので、
本発明に於いては好適なハロゲン導入用の原料として使
用される。

水素原子を層中に構造的に導入するには、上記の他に
H₂、或いはSiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等の水素化硅素
のガスを供給する為のシリコン化合物と堆積室中に共存
させて放電を生起させる事でも行う事が出来る。

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等の不活性ガスを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
パツタリングする事によって、基板上にＡ−Si（H,X）
から成る層が形成される。

更には不純物のドーピングも兼ねてB₂H₆等のガスを導入
してやることも出来る。

本発明に於いて、形成される電子写真用光受容部材の光
導電層中に含有される水素原子（Ｈ）の量又はハロゲン
原子（Ｘ）の量又は水素原子とハロゲン原子の量の和は
好ましくは１〜40原子％、より好適には５〜30原子％と
されるのが望ましい。

層中に含有される水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原
子（Ｘ）の量を制御するには、例えば支持体温度又は／
及び水素原子（Ｈ）、或いはハロゲン原子（Ｘ）を含有
させる為に使用される出発物質の堆積装置系内へ導入す
る量、放電々力等を制御してやれば良い。

本発明に於いて、光導電層をグロー放電法又はスパツタ
リング法で形成する際に使用される稀釈ガスとしては、
所謂稀ガス、例えばHe,Ne,Ar等が好適なものとして挙げ
る事が出来る。

光導電層103の半導体特性を〜の中の所望のものと
するには、該層形成の際に、ｎ型不純物又は、ｐ型不純
物、或いは両不純物を形成される層中にその量を制御し
乍らドーピングしてやる事によって成される。その様な
不純物としては、ｐ型不純物として周期律表第III族に
属する原子、例えば、B,Al,Ga,In,Tl等が好適なものと
して挙げられ、ｎ型不純物としては、周期律表第Ｖ族に
属する原子、例えば、N,P,As,Sb,Bi等が好適なものとし
て挙げられるが、殊にB,Ga,P,Sb等が最適である。

本発明に於いて所望の伝導型を有する為に光導電層103
中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気
的、光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第
III族の不純物の場合は３×10^-3原子％以下の量範囲で
ドーピングしてやれば良く、周期律表Ｖ族の不純物の場
合には５×10^-3原子％以下の量範囲でドーピングしてや
れば良い。

光導電層103中に不純物をドーピングするには、層形成
の際に不純物導入用の原料物質をガス状態で堆積室中に
光導電層103を形成する主原料物質と共に導入してやれ
ば良い。この様な不純物導入用の原料物質としては、常
温常圧でガス状の又は、少なくとも層形成条件下で容易
にガス化し得るものが採用されるのが望ましい。

その様な不純物導入用の出発物質として具体的には、PH
₃，P₂H₄，PF₃，PF₅，PCl₃，AsH₃，AsF₃，AsF₅，AsCl₃，
SbH₃，SbF₃，SbF₅，BiH₃，BF₃，BCl₃，BBr₃，B₂H₆，B₄H
₁₀，B₅H₉，B₅H₁₁，B₆H₁₀，B₆H₁₂，B₆H₁₄，AlCl₃，GaC
l₃，InCl₃，TlCl₃等を挙げる事ができる。

光導電層に炭素原子、酸素原子、窒素原子の中、少なく
とも１種類の原子を含有させるには、例えば、グロー放
電法で形成する場合には、炭素原子、酸素原子、窒素原
子の中、少なくとも１種の元素を含有する化合物を光導
電層を形成する原料ガスと共に内部を減圧にし得る堆積
室内に導入して、該堆積室内でグロー放電を生起させて
光導電層を形成すればよい。

その様な炭素原子導入用の原料となる炭素原子含有化合
物としては、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
レン系炭化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-C₄H
₁₀），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（C₄H₈），イソブチレン（C
₄H₈），ペンテン（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（C
₃H₄），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(C
H₃)₄，Si(C₂H₅)₄等のケイ化アルキルを挙げる事が出来
る。

酸素原子導入用の原料となる酸素原子含有化合物として
は、例えば酸素（O₂），一酸化炭素（CO），二酸化炭素
（CO₂），一酸化窒素，二酸化窒素、等が挙げられる。

又、窒素原子導入用の原料となる窒素原子含有化合物と
しては、例えば、窒素（N₂），一酸化炭素，二酸化炭
素、アンモニア等が挙げられる。

又、例えば光導電層をスパツタリング法で形成する場合
には、所望の混合比とし、例えば、（Si＋Si₃N₄），（S
i＋SiC）又は（Si＋SiO₂）なる成分で混合成形したスパ
ツター用のターゲツトを使用するか、SiウエハーとSi₃N
₄ウエハーの二枚、SiウエハーとSiCウエハーの二枚、又
はSiウエハーとSiO₂ウエハーの二枚のターゲツトを使用
して、スパツタリングを行うか、又は炭素を含んだ化合
物のガス、窒素を含んだ化合物のガス、又は酸素を含ん
だ化合物のガスを例えばArガス等のスパツター用のガス
と共に堆積室内に導入して、Si又はターゲツトを使用し
てスパツタリングを行って光導電層を形成すれば良い。

本発明に於いて、形成される光導電層中に含有される炭
素、酸素または窒素の量は、形成される電子写真用光受
容部材の特性を大きく左右するものであって、所望に応
じて適宜決定されねばならないが、好ましくは0.0005〜
30原子％、より好適には0.001〜20原子％。最適には0.0
02〜15原子％とされるのが望ましい。

光導電層103を形成する際、層形成中の支持体温度は、
形成される層の構造及び特性を左右する重要な要因であ
って、本発明に於いては、目的とする特性を有する光導
電層が所望通りに形成され得る様に層作成時の支持体温
度が厳密に制御されるのが望ましい。

本発明に於る目的が効果的に達成される為の光導電層10
3を形成する際の支持体温度としては光導電層103の形成
法に併せて適宜最適範囲が選択されて、光導電層103の
形成が実行されるが、通常の場合、50℃〜350℃、好適
には100℃〜300℃とされるのが望ましいものである。光
導電層103の形成には、層を構成する原子の組成比の微
妙な制御や層厚の制御が他の方法に較べて比較的容易で
ある事などの為に、グロー放電法やスパツタリング法の
採用が有利であるが、これ等の層形成法で光導電層103
を形成する場合には、前記の支持体温度と同様に層形成
の際の放電パワー，ガス圧が作成される光導電層103の
特性を左右する重要な因子の１つである。

本発明に於る目的が達成される為の特性を有する光導電
層103が生産性良く効果的に作成される為の放電パワー
条件としては、通常、10〜1000W、好適には20〜500Wと
されるのが望ましい。堆積室内のガス圧は通常0.01〜1T
orr、好適には0.1〜0.5Torr程度とされるのが望まし
い。

本発明に於いては、光導電層103を作成する為の支持体
温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記した範
囲の値が挙げられるが、これ等の層作成フアクターは、
独立的に別々に決められるものではなく、所望特性の光
導電層103が形成される様に相互的有機的関連性に基い
て、各層形成フアクターの最適値が決められるのが望ま
しい。

光導電層は103の層厚は、所望のスペクトル特性を有す
る光の照射によって発生されるフオトキヤリアが効率良
く輸送される様に所望に従って適宜決められ、通常は１
〜100μ、好適には２〜50μとされるのが望ましい。

光導電層103上に形成される表面層104は、自由表面105
を有し、主に耐湿性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧
性使用環境特性、耐久性に於いて本発明の目的を達成す
る為に設けられる。

そして本発明の光受容部材にあっては表面層104と光導
電層103との界面において両層の光学的バンドギヤツプ
が整合するか又は表面層104と光導電層103との界面にお
ける入射光の反射を実質的に防止しうる程度には少なく
とも整合するように構成されることが極めて重要なポイ
ントである、と同時にこれが水素含有率との相関におい
て極めて特異な好適条件を検出せしめることも又、重要
なポイントである。さらに本発明においては、表面層10
4の表面に近い領域、少なくとも最表面において含有水
素量を所定の濃度に設定することが必要である。以上の
諸条件を満たす上で表面層104内の構成要素の分布状態
は、厳密な条件制御のもとに決定づけられる必要があ
る。

さらに、上述の条件に加えて、表面層104の自由表面側
の端部においては、表面層の下に設けられている光導電
層103に到達する入射光の光量が充分に確保できるよう
にするため、表面層104の自由表面側の端部において
は、表面層の有する光学的バンドギヤツプEoptを充分に
大きくするように構成されることも考慮すべき点であ
る。そして、表面層104と光導電層103との界面において
光学的バンドギヤツプEoptが整合するように構成すると
ともに、表面層の自由表面側の端部において光学的バン
ドギヤツプEoptを充分に大きくするように構成する場
合、表面層の有する光学的バンドギヤツプが、表面層の
層厚方向において連続的に変化する領域を少なくとも含
むように構成される。

表面層の光学的バンドギヤツプEoptの層厚方向における
値を前述のごとく制御するには、代表的には光学的バン
ドギヤツプの主な調整原子であるところの炭素原子
（Ｃ）の表面層に含有せしめる量を制御することによっ
て行なえば良く、又、バンドギヤツプの変化に応じた形
で表面層のその他の特性を最適条件にマツチングさせる
働きを持つ水素原子に関しても特定の分布状態になるよ
うに含有量を制御する。

以下、表面層における炭素原子及び水素原子の分布状態
の典型的な例のいくつかを第６図乃至第９図によって説
明するが本発明はこれらの例によって限定されるもので
はない。

第６図乃至第９図において横軸は原子（C,Si）及び原子
（Ｈ）の分布濃度Ｃ縦軸は表面層の層厚ｔを示してお
り、図中、t_Tは感光層と表面層との界面位置、t_Fは自由
表面位置、実線は炭素原子（Ｃ）の分布濃度の変化、破
線はシリコン原子（Si）の分布濃度の変化又、一点鎖線
は水素原子（Ｈ）の分布濃度の変化をそれぞれ示してい
る。

第６図は、表面層中に含有せしめる炭素原子（Ｃ）とシ
リコン原子（Si）及び水素原子（Ｈ）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、界面位置
t_Tより位置t₁まで、炭素原子（Ｃ）の分布濃度Ｃがゼロ
より濃度C₁となるまで一次関数的に増加し、一方、シリ
コン原子の分布濃度は、濃度C₂から濃度C₃となるまで一
次関数的に減少し、又、水素原子の分布濃度はC₄からC₅
となるまで一次関数的に増加し、位置t₁から位置t_Fにい
たるまでは、炭素原子（Ｃ）およびシリコン原子および
水素原子の分布濃度Ｃは各々濃度C₁および濃度C₃及び濃
度C₅の一定値を保つ。尚ここでは説明の便宜上、各成分
とも分布状態の変曲点をt₁としたが互いにずれても実質
上何ら支障ない。

第７図に示す例では、位置t_Tから位置t_Fまで、炭素原子
（Ｃ）はゼロから濃度C₆まで又、シリコン原子（Si）は
C₇からC₈まで、又、水素原子（Ｈ）はC₉からC₁₀まで、
それぞれ一次関数的に変化させている。この例の場合は
表面層全域にわたって成分が変化するため、成分の不連
続に起因する弊害を尚一層改善することが可能である。

又、例えば第８図乃至第９図のように成分の変化率が刻
々と変わるようなパターン及び第６図から第９図で述べ
た典型例の組合せも可能で所望の膜特性又は製造装置上
の条件等に応じて適宜選択され得る。さらに界面におけ
るバンドギヤツプの整合性は前述した通り実質的に十分
な値であれば良くその意味においてt_Tにおける炭素量は
０とは限らず、ある有限の値を有しても良く、又、分布
領域において成分の変化が一定区間停滞することもこの
観点から許され得る。

表面層104の形成はグロー放電法、マイクロ波放電法、
スパツタリング法、イオンインプランテーシヨン法、イ
オンプレーテイング法、エレクトロンビーム法等によっ
て成される。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投
下の負荷程度、製造規模、作製される電子写真用光受容
部材に所望される特性等の要因によって適宜選択されて
採用されるが、所望する特性を有する電子写真用光受容
部材を製造する為の作成条件の制御が比較的容易であ
る、シリコン原子と共に炭素原子及び水素原子を作成す
る表面層104中に導入するのが容易に行える等の利点か
らグロー放電法或いはスパツタリング法が好適に採用さ
れる。

更に、本発明に於いては、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表面層104を形成して
も良い。

グロー放電法によって表面層104を形成するには、構成
要素の分布領域に於いても一定領域に於いても基本的に
は同一でＡ−（Si_XC_1-X）y:H_1-y形成用の原料ガスを、
必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、支
持体101の設置してある真空堆積用の堆積室に導入し、
導入されたガスをグロー放電を生起させることでガスプ
ラズマ化して前記支持体101上に既に形成されてある光
導電層103上にＡ−（Si_XC_1-X）y:H_1-yを堆積させれば良
い。分布領域の形成は、変化させる成分、例えば炭素原
子含有ガス及びシリコン原子含有ガス、及び水素分子等
をそれぞれ、スタート時流量から所望の分布パターンに
なるように設定をして特定のシーケンスに従って増加さ
せれば容易になされる。

本発明に於いてＡ−（Si_XC_1-X）y:H_1-y形成用の原料ガ
スとしては、Si,C,Hの中の少なくとも１つを構成原子と
するガス状の物質又はガス化し得る物質をガス化したも
のの中の大概のものが使用され得る。

Si,C,Hの中の１つとしてSiを構成原子とする原料ガスを
使用する場合は、例えばSiを構成原子とする原料ガス
と、Ｃを構成原子とする原料ガスと、Ｈ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、Siを構成原子とする原料ガスと、Ｃ及びＨを構成原
子とする原料ガスとを、これも所望の混合比で混合する
か、或いはSiを構成原子とする原料ガスと、Si,C及び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
事が出来る。

又、別にはSiとＨとを構成原子とする原料ガスにＣを構
成原子とする原料ガスを混合して使用しても良い。又、
分布領域に於いては、上記混合率を所定のシーケンスに
従って変化させれば良い。

本発明に於いて、表面層104形成用の原料ガスとして有
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のアセチレン系炭化水素等が挙げら
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-C₄H
₁₀），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（C₄H₈），イソブチレン（C
₄H₈），ペンテン（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（C
₃H₄），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(C
H₃)₄，Si(C₂H₅)₄等のケイ化アルキルを挙げることが出
来る。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も有効なものとして使用される。

スパツタリング法によって表面層104を形成するには、
単結晶又は多結晶のSiウエーハー又はＣウエーハー又は
SiとＣが混合されて含有されているウエーハーをターゲ
ツトとして、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタリ
ングする事によって行えば良い。

例えば、Siウエハーをターゲツトとして使用すれば、Ｃ
とＨ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ウエーハーをスパ
ツタリングすれば良い。この場合の分布領域は、例えば
Ｃを含有する原料ガス濃度を一定のシーケンスに従って
変化させれば良い。

又、別にはSiとＣとは別々のターゲツトとして、又はSi
とＣの混合した一枚のターゲツトを使用する事によっ
て、少なくとも水素原子を含有するガス雰囲気中でスパ
ツタリングすることによって成される。この場合の分布
領域はＣ又はSiの少なくともどちらか一方を含有するガ
スを併用しこれらガス濃度を一定のシーケンスに従って
変化させる必要がある。

Ｃ又はＨ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が、スパツタリングの場合にも
有効なガスとして使用され得る。

本発明に於いて、表面層104をグロー放電法又はスパツ
タリング法で形成する際に使用される稀釈ガスとして
は、所謂・希ガス、例えばHe,Ne,Ar等が好適なものとし
て挙げることが出来る。

本発明に置ける表面層104は、前述の通り本発明の趣旨
に従った分布領域を有すると同時に表面全層的な観点か
らその要求される特性が所望通りに与えられる様に注意
深く形成される。

即ち、Si,C及びＨを構成原子とする物質はその作成条件
によって構造的には結晶からアモルフアスまでの形態を
取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性まで
の間の性質を、又光導電的性質から非光導電的性質まで
の間の性質を各々示すので、本発明に於いては、目的に
応じた所望の特性を有するＡ−（Si_XC_1-X）y:H_1-yが形
成される様に、所望に従ってその作成条件の選択が厳密
に成される。

例えば、表面層104を耐圧性の向上を主な目的として設
けるには、Ａ−（Si_XC_1-X）y:H_1-yは使用環境に於いて
電気絶縁性的挙動の顕著な非晶質材料としてアレンジさ
れる。

又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる
目的として表面層104が設けられる場合には、上記の電
気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される光に対
してある程度の感度を有する非晶質材料としてＡ−（Si
_XC_1-X）y:H_1-yがアレンジされる。

光導電層103の表面にＡ−（Si_XC_1-X）y:H_1-yから成る表
面層104を形成する際、層形成中の支持体温度は、形成
される層の構造及び特性を左右する重要な因子であっ
て、本発明に於いては、目的とする特性を有するＡ−
（Si_XC_1-X）y:H_1-yが所望通りに作成され得る様に層作
成時の支持体温度が厳密に制御されるのが望ましい。

本発明に於る目的が効果的に達成される為の表面層104
を形成する際の支持体温度としては表面層104の形成法
に併せて適宜最適範囲が選択されて、表面層104の形成
が実行されるが、好ましくは、50℃〜350℃、より好適
には100℃〜300℃とされるのが望ましいものである。表
面層104の形成には、層を構成する原子の組成比の微妙
な制御な層厚の制御が他の方法に較べて比較的容易であ
る事などの為に、グロー放電法やスパツタリング法の採
用が有利であるが、これ等の層形成法で表面層104を形
成する場合には、前記の支持体温度と同様に層形成の際
の放電パワー，ガス圧が作成されるＡ−（Si_XC_1-X）y:H
_1-yの特性を左右する重要な因子の１つである。

本発明に於る目的が達成される為の特性を有するＡ−
（Si_XC_1-X）y:H_1-yが生産性良く効果的に作成される為
の放電パワー条件としては、好ましくは、10〜1000W、
より好適には20〜500Wとされるのが望ましい。堆積室内
のガス圧は好ましくは0.01〜1Torr、より好適には0.1〜
0.5Torr程度とされるのが望ましい。

本発明に於いては、表面層104を作成する為の支持体温
度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記した範囲
の値が挙げられるが、これ等の層作成フアクターは、独
立的に別々に決められるものではなく、所望特性のＡ−
（Si_XC_1-X）y:H_1-yから成る表面層104が形成される様に
相互的有機的関連性に基いて、各層作成フアクターの最
適値が決められるのが望ましい。

本発明の電子写真用光受容部材に於ける表面層104に含
有される炭素原子及び水素原子の量は前述した通り、表
面層104の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所
望の特性が得られる表面層104が形成される重要な因子
である。

本発明に於ける表面層104に含有される炭素原子の量
は、分布領域に於いては、シリコン原子と炭素原子の総
量に対して通常は０〜90原子％、好ましくは０〜85原子
％、最適には０〜80原子％の範囲内で変化させるのが望
ましく、一定領域に於いては通常は１×10^-3〜90原子
％、好ましくは１〜90原子％、最適には10〜80原子％と
されるのが望ましいものである。水素原子の含有量とし
ては分布領域に於いては構成原子の総量に対して１〜70
原子％の範囲内で一定もしくは変化させるのが望まし
く、又、一定領域もしくは少なくとも最表面に於いては
通常は41〜70原子％、好適には45〜60原子％とされるの
が望ましい。

上記した様な量範囲及び前記分布状態更には前記作成条
件のもとに作成された表面層を有する光受容部材は実際
面に於いて従来にない格段に優れたものとして充分適用
され得るものである。

以下２、３の例によりその作用を説明する。

まず、バンドギヤツプの整合性の面について説明する
と、例えば従来の様な表面層と光導電層との間に明確な
光学的界面が存在する場合には、該界面での入射光の反
射が生じるめ、これと自由表面での反射が干渉し合う事
により光導電層への入射光量が多少なりとも左右される
現象がみられる。殊に光源として可干渉性の光、例えば
レーザー光などを用いた場合にはこの傾向が顕著であ
る。一方例えばブレードクリーニング法を用いた複写機
の場合では、長期の使用により表面層が多かれ少なかれ
摩耗するのが避けられないが、この摩耗による表面層の
膜厚変化は前記干渉状態に変化を及ぼす。即ち、摩耗す
る事によって光導電層への入射光量が多少なりとも左右
される現象がみられるということになる。本発明におけ
るバンドギヤツプの整合性の制御は一つは前記界面での
反射を成分の連続性の面から最少にするという効果を奏
するという一面をもち、又、別にはバンドギヤツプを変
化させていることによる光吸収性それ自体に連続性を持
たせるという２重の好ましい作用を生じる。従って既に
述べた好ましい電子写真諸特性の中でも特に長期使用の
際の特性の維持に関し抜群の効果を示すというのがこの
場合の特筆すべき作用であるといえる。

次に表面層中での水素の役割について述べる。表面層内
に存在する欠陥（主にシリコン原子や炭素原子のダング
リングボンド）は電子写真用光受容部材としての特性に
悪影響を及ぼすことが知られ、例えば自由表面からの電
荷の注入による帯電特性の劣化、使用環境、例えば高い
湿度のもとで表面構造が変化する事による帯電特性の変
動、さらにコロナ帯電時や光照射時に光導電層より表面
層に電荷が注入し、前記表面層内の欠陥に電荷がトラツ
プされることによる繰り返し使用時の残像現象等があげ
られる。

しかしながら表面層中の水素含有量を少なくとも最表面
領域に於いて41原子％以上に制御する事で前記の問題点
は全て解消し、殊に従来のものに比べて電気的特性面及
び高速連続使用性に於いて飛躍的な向上を計ることが出
来る。

一方、前記表面中の水素含有量が71原子％以上になると
表面層の硬度が低下するために、繰り返し使用に耐えら
れない。従って、表面層中の水素含有量を前記の範囲内
に制御する事が格段に優れた所望の電子写真特性を得る
上で非常に重要な因子の１つである。表面層中の水素含
有量は、H₂ガスの流量、支持体温度、放電パワー、ガス
圧等によって制御し得る。

又は、前記バンドギヤツプの整合性と水素含有状態との
間にも特異な相関性があり特にバンドギヤツプの代表的
な変化成分である炭素原子（Ｃ）の分布領域に於いて
は、水素の含有状態は、その領域での構造を最適化する
様に又はそしてダングリングボンドを最少にする様にそ
の含有量が設定されてあり、且つ前記表面層中での水素
の役割で述べた作用をするのに必要な値になる様に、云
いかえれば少なくとも自由表面側に向って水素量が増加
する様な傾向にするのに、最も無理のない形に設定され
ている。

従って本発明に於ける表面層の水素含有状態はバンドギ
ヤツプの整合性の作用と、水素含有率それ自体による作
用が共に最大限に発揮される様に両者間のマツチングを
とると云うもう一つの作用も有していると云う事が出来
る。

表面層中にハロゲン原子を含有させても良い。表面層中
にハロゲン原子を含有させる方法として、例えば原料ガ
スにSiF₄，SiFH₃，Si₂F₆，SiF₃SiH₃，SiCl₄等のハロゲ
ン化シリコンガスを混合させるか、又は／及びCF₄，CCl
₄，CH₃CF₃等のハロゲン化炭素ガスを混合させてグロー
放電分解法又はスパツタリング法で形成すればよい。

本発明に置ける層厚の数値範囲は、本発明の目的を効果
的に達成する為の重要な因子の１つである。

本発明に於ける表面層104の層厚の数値範囲は、本発明
の目的を効果的に達成する様に初期の目的に応じて適宜
所望に従って決められる。

又、表面層104の層厚は、光導電層103の層厚との関係に
於いても、各々の層領域に要求される特性に応じた有機
的な関連性の下に所望に従って適宜決定される必要があ
る。更に加え得るに、生産性や量産性を加味した経済性
の点に於いても考慮されるのが望ましい。

本発明に於ける表面層104の層厚としては、通常0.003〜
30μ、好適には0.004〜20μ、最適には0.005〜10μとさ
れるのが望ましいものである。

本発明に於ける電子写真用光受容部材100の光受容量の
層厚としては、目的に適合させて所望に従って適宜決定
される。

本発明に於いては、光受容層102の層厚としては、光受
容層102を構成する光導電層103と表面層104に付与され
る特性が各々有効に活されて本発明の目的が効果的に達
成される様に光導電層103と表面層104との層厚関係に於
いて適宜所望に従って決められるものであり、好ましく
は、表面層104の層厚に対して光導電層103の層厚が数百
〜数千倍以上となる様にされるのが好ましいものであ
る。

本発明の電子写真用光受容部材に於いては、支持体101
と光導電層103との間に密着性の一層の向上を計る目的
で、例えば、Si₃N₄，SiO₂,SiO,水素原子及びハロゲン原
子の少なくとも一方と、窒素原子、酸素原子の少なくと
も一方と、シリコン原子とを含む非晶質材料等で構成さ
れる密着層を設けても良い。

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

第10図にグロー放電分解法による電子写真用光受容部材
の製造装置を示す。

図中の1102,1103,1104,1105,1106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、例えば、1102はSiH₄ガス（純度
99.999％）ボンベ、1103はH₂で稀釈されたB₂H₆ガス（純
度99.999％，以下B₂H₆／H₂と略す。）ボンベ、1104はSi
₂H₆ガス純度99.99％）ボンベ、1105はH₂ガス（純度99.9
99％）ボンベ、1106はCH₄ガスボンベである。

これらのガスを反応室1101に流入させるにはガスボンベ
1102〜1106のバルブ1122〜1126、リークバルブ1135が閉
じられていることを確認し、又、流入バルブ1112〜111
6、流出バルブ1117〜1121、補助バルブ1132、1133が開
かれていることを確認して先ずメインバルブ1134を開い
て反応室1101、ガス配管内を排気する。次に真空計1136
の読みが約５×10^-6torrになった時点で、補助バルブ11
32〜1133、流出バルブ1117〜1121を閉じる。

基体シリンダー1137上に光導電層を形成する場合の１例
をあげると、ガスボンベ1102よりSiH₄ガス、ガスボンベ
1103よりB₂H₆／H₂ガス、バルブ1122,1123を開いて出口
圧ゲージ1127,1128の圧を1Kg/cm²に調節し、流入バルブ
1112,1113を徐々に開けて、マスフロコントローラ1107,
1108内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ1117,1
118,補助バルブ1132を徐々に開いて夫々のガスを反応室
1101に流入させる。このときのSiH₄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1117,1
118を調整し、又、反応室内の圧力が所望の値になるよ
うに真空計1136の読みを見ながらメインバルブ1134の開
口を調整する。そして基体シリンダー1137の温度が加熱
ヒーター1138により50〜350℃の温度に設定されている
ことを確認された後、電源1140を所望の電力に設定して
反応室1101内にグロー放電を生起させ基体シリンダー上
に光導電層を形成する。

光導電層にハロゲン原子を含有される場合には、上記の
ガスに例えばSiF₄ガスを更に付加して反応室1101内に送
り込む。

各層を形成する際ガス種の選択によっては、層形成速度
を高めることが出来る。例えばSiF₄ガスの代りにSi₂H₆
ガスを用いて層形成を行なえば、数倍高めることが出
来、生産性が向上する。

上記の様にして形成された光導電層上に表面層を形成す
るには、光導電層の形成の際と同様なバルブ操作によっ
て、例えばSiH₄ガス、CH₄ガス、及び必要に応じてH₂等
の稀釈ガスを、所望の流量比で反応室1101中に流し、所
望の条件に従ってグロー放電を生起させることによって
成される。

第２の層領域中に含有される炭素原子の量は例えば、Si
H₄ガスと、CH₄ガスの反応室1101内に導入される流量比
を所望に従って任意に変えることによって、所望に応じ
て制御する事が出来る。

又、第２の層領域中に含有される水素原子の量は例え
ば、H₂ガスの反応室1101内に導入される流量を所望に従
って任意に変えることによって、所望に応じて制御する
事が出来る。

分布領域の形成に関しても何ら特殊な手段は必要なく基
本的には上記と同様に行えば良いが、流量コントローラ
をモーター駆動とし、これをシーケンスコントローラあ
るいはコンピュータからの信号により制御すれば更に理
想的である。

夫々の層を形成する際に必要なガス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1101内、流
出バルブ1117〜1121から反応室1101内に至る配管内に残
留する事を避けるために、流出バルブ1117〜1121を閉じ
補助バルブ1132を開いてメインバルブ1134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。

又、層形成を行っている間は層形成の均一化を図るため
基体シリンダー1137は、モータ1139によって所望される
速度で一定に回転させても良い。

〈実施例１〉第10図の製造装置を用い、第１表の作製条件に従って鏡
面加工を施したアルミシリンダー上に電子写真用光受容
部材を形成した。この光受容部材（以後ドラムと表現）
を、電子写真装置にセツトして、種々の条件のもとに、
初期の帯電能、残留電位、ゴースト等の電子写真特性を
チエツクし、また、150万枚実機耐久後の帯電能低下，
感度劣化，画像欠陥の増加を調べた。さらに、35℃,85
％の高温・高湿の雰囲気中でのドラムの画像流れについ
ても評価した。そして、評価の終了したドラムは、画像
部の上・中・下に相当する部分を切り出してサンプルと
し、SIMSを利用して表面層中に含まれる水素の定量分析
に供し、また表面層中におけるシリコン原子（Si），炭
素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ）の層厚方向での成分プロ
フアイルを調べた。上記の評価結果及び表面層中に含ま
れる水素含有量の最大値を第２表に、また上記の成分プ
ロフアイルを第13図に示す。第２表に見られる様に、特
に初期帯電能，画像流れ，残留電位，ゴースト，及び母
線方向光感度ムラ，感度劣化の各項目について著しい優
位性が認められた。

〈比較例１〉作成条件を第３表のように変えた以外は、実施例１と同
様の装置，方法でドラム及び分析用サンプルを用意し、
同様の評価・分析に供した。その結果を第４表に示す。

第４表にみられる様に、実施例１と比べて諸々の項目に
ついて劣ることが認められた。

〈実施例２（比較例２）〉表面層の作製条件を第５表に示す数種の条件に変え、そ
れ以外は実施例１と同様の条件にて複数のドラム及び分
析用サンプルを用意した。これらのドラム及びサンプル
を実施例１と同様の評価・分析にかけた結果、第６表に
示すような結果を得た。

〈実施例３〉光導電層の作製条件を第７表に示す数種の条件に変え、
それ以外は実施例１と同様の条件にて複数のドラムを用
意した。これらのドラムを実施例１と同様の評価にかけ
た結果、第８表に示すような結果を得た。

〈実施例４〉光導電層の作製条件を第９表に示す数種の条件に変え、
それ以外は実施例１と同様の条件にて複数のドラムを用
意した。これらのドラムを実施例１と同様の評価にかけ
た結果、第10表に示すような結果を得た。

〈実施例５〉基体シリンダー上に第11表に示す数種の条件のもとで、
密着層を形成し、さらにその上に実施例１と同様の作製
条件のもとで光受容部材を形成した。これと別に密着層
のみを形成させたサンプルを用意した。光受容部材の方
は、実施例１と同様の評価をかけ、またサンプルの方は
一部を切り出し、Ｘ線回析装置にて回析角27°付近のSi
（111）に対応する回析パターンを求め結晶性の有無を
調べた。以上の結果を第12表に示す。

〈実施例６〉基体シリンダー上に第13表に示す数種の作製条件のもと
で、密着層を形成し、さらにその上に実施例１と同様の
作製条件のもとで光受容部材を形成した。これと別に密
着層のみを形成させたサンプルを用意した。光受容部材
の方は、実施例１と同様の評価にかけ、またサンプルの
方は、一部を切り出し、Ｘ線回析装置にて回析角27°付
近のSi（111）に対応する回析パターンを求め結晶性の
有無を調べた。以上の結果を第14表に示す。

〈実施例７〉鏡面加工を施したシリンダーを更に、様々な角度を持つ
剣バイトによる旋盤加工に供し、第11図のような断面形
状で第15表のような種々の断面パターンを持つシリンダ
ーを複数本用意した。該シリンダーを順次、第10図の製
造装置にセツトし、実施例１と同様の作製条件のもとに
ドラム製作に供した。作成されたドラムは780nmの波長
を有する半導体レーザーを光源としたデジタル露光機能
の電子写真装置により、種々の評価を行ない、第16表の
結果を得た。

〈実施例８〉鏡面加工を施したシリンダーの表面を、引続き多数のベ
アリング用球の落下のもとにさらしてシリンダー表面に
無数の打痕を生ぜしめるいわゆる表面デインプル化処理
を施し、第12図のような断面形状で第17表のような種々
の断面パターンを持つシリンダーを複数本用意した。該
シリンダーを順次、第10図の製造装置にセツトし、実施
例１と同様の作製条件のもとにドラム製作に供した。作
成されたドラムは、780nmの波長を有する半導体レーザ
ーを光源としたデジタル露光機能の電子写真装置によ
り、種々の評価を行ない、第18表の結果を得た。

〔発明の効果の概略〕本発明の光受容部材は、Ａ−Si（H,X）で構成された光
導電層を有する電子写真用光受容部材の層構成を前述の
ごとき特定の層構成としたことにより、Ａ−Siで構成さ
れた従来の電子写真用光受容部材における諸問題を全て
解決するとができ、特に極めて優れた耐湿性、長期にわ
たる連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性
および耐久性等を有するものである。又、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、それを
用いて得られる画像は、濃度が高く、ハーフトーンが鮮
明に出る等、ずぐれた極めて秀でたものとなる。

さらに長期の使用において表面層が摩耗を受けた場合に
おいても、上記の優れた特性が初期と全く同様に維持さ
れるということが本発明の極めて特筆すべき効果であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真用光受容部材の層構成を説明
する為の模式的層構成図、第２図は支持体表面の凹凸の凸部の縦断面形状を説明す
るための模式図、第３図は凹凸形状の支持体を有する光
受容部材の模式図、第４は凹凸形状を作製する方法を説
明するための模式図、第５図は支持体表面の凹凸形状を
説明するための模式図、第６図乃至第９図は、表面層中の炭素原子、水素原子の
分布形態の実施例を示す説明図、第10図は本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一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11図及び第12図は夫々本発明の一実施例の支持体の断
面形状を示す説明図、第13図は各原子の分布状態を示す説明図である。第１図について 100……電子写真用光受容部材 101……支持体、102……光受容層、103……光導電層、1
04……表面層、105……自由表面。第３図について 1500……電子写真用光受容部材 1501……支持体、1502……光導電層、1503……表面層、
1504……自由表面。第4,5図について 1601,1701……支持体、1602,1702……支持体表面、160
3,1703……剛体真球、1604,1704……球状痕跡窪み。第10図について、 1101……反応室、1102〜1106……ガスボンベ、1107〜11
11……マスフロコントローラ、1112〜1116……流入バル
ブ、1117〜1121……流出バルブ、1122〜1126……バル
ブ、1127〜1131……圧力調整器、1132,1133……補助バ
ルブ、1134……メインバルブ、1135……リークバルブ、
1136……真空計、1137……基体シリンダー、1138……加
熱ヒーター、1139……モーター、1140……高周波電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤実東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者藤岡靖東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭60−134243（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−140748（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−204048（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−227262（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と、該支持体上に、シリコン原子を
母体とし、水素原子及びハロゲン原子の少なくともいず
れか一方を構成要素として含む非晶質材料で構成され、
光導電性を示す光導電層と、シリコン原子と炭素原子と
水素原子とを構成要素として含む非晶質材料で構成され
ている表面層と、を有する光受容層とを有し、前記表面
層内において、前記表面層と前記光導電層との界面に向
って前記炭素原子の濃度が減少するように前記構成要素
の層厚方向の濃度分布を変化させてあり、かつ水素原子
の該表面層内最大濃度が41〜70原子％であることを特徴
とする電子写真用光受容部材。
【請求項２】前記表面層の構成要素の分布領域が、該表
面層の支持体側に内在していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項３】前記表面層の構成要素の分布領域が、該表
面層の全域にわたっていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項４】前記表面層が構成要素の分布領域において
表面側方向に向って多く分布する分布状態で炭素原子を
含有している特許請求の範囲第２項及び第３項に記載の
電子写真用光受容部材。
【請求項５】前記表面層が構成要素の分布領域において
表面側方向に向って多く分布する分布状態で水素原子を
含有している特許請求の範囲第１項乃至第４項に記載の
電子写真用光受容部材。
【請求項６】前記表面層にハロゲン原子が含有されてい
る特許請求の範囲第１項に記載の電子写真用光受容部
材。
【請求項７】前記光導電層は炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも１種類を含有する特許請求の範囲第１
項乃至第６項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項８】前記光導電層は周期律表第III族または第
Ｖ族に属する原子を含有する特許請求の範囲第１項乃至
第７項に記載の電子写真用光受容部材。