JPH0785176B2

JPH0785176B2 - 電子写真用光受容部材

Info

Publication number: JPH0785176B2
Application number: JP61037760A
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: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS62195672A

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線等を意味する。）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
波のシ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。

このよう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、例えば、独国公開第2746967号公報、同第2855718号
公報には電子写真用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象を発する様になる等の不都合な
点が少なくなかった。

また、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していた。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、上記したような問題の総て
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及び多結晶
シリコン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及び多結晶シリコン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及
び多結晶シリコンで構成された光受容量を有する電子写
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及び多結晶シリコンで構
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及び多結晶シリコンで
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
に含有量0.0005〜70原子％の窒素原子、酸素原子、炭素
原子の少なくとも１つと含有量0.1〜70原子％の水素原
子又はハロゲン原子とシリコン原子を構成要素として含
む多結晶材料で構成される密着層と、シリコン原子を母
体とし、水素原子およ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多結晶材料を有し、前記水素原子を
１×10^-3〜70原子％含有する表面層と、を有する光受容
層とを有していることを特徴とする。

又、前記表面層にはハロゲン原子が含有されてもよく、
更に前記光導電層には炭素原子，酸素原子，窒素原子の
中の少なくとも１種類の原子を含有してもよい。

又、前記光導電層と密着層の間に酸素原子、窒素原子及
び周期律表第III族または第Ｖ族に属する原子（伝導性
を制御する物質）の少なくともいずれか１つと水素原子
及びハロゲン原子の少なくともいずれか一方とシリコン
原子とを構成要素として含む非晶質材料又は多結晶材料
で構成され、支持体からの電荷の注入を阻止する電荷注
入阻止層を設けても良い。その結果、帯電特性の改善を
計り、さらに良好な光電特性を有するが比較的抵抗なＡ
−Si（H,X）で構成される光導電層を用いることも可能
になった。

更に、前記光導電層又は前記電荷注入阻止層と支持体と
の間に、シリコン原子とゲルマニウム原子を含有する非
晶質材料で構成され、長波長光に感度を有する、あるい
は長波長光を効果的に吸収する非晶質層である長波長光
感光層（長波長光吸収層）を設けても良い。その結果殊
に前記光導電層と支持体との間に長波長光感光層を設け
る場合には半導体レーザーに対する光感度に優れ、且つ
光応答が速い電子写真用光受容部材とすることができ
た。

以下、本発明に於いて、シリコン原子とゲルマニウム原
子を含有する非晶質層は長波長光感度層と称する。

又、前記電荷注入阻止層及び長波長光感光層中に含有さ
れる、酸素原子，窒素原子及び伝導性を制御する物質の
少なくともいずれか１つと長波長光感光層中に含有され
るゲルマニウム原子は必要に応じて層厚方向に均一に分
布しても良いし、又、不均一に分布しても良い。

上記したような層構成を取るよう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、高品質の画像を安定して繰返し得る
ことができる。

以下、図面に従って本発明の光導電部材に就て詳細に説
明する。

第１−１図及び第１−２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示した模式的構成図で
ある。

第１−１図及び第１−２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、窒素原子，
酸素原子，炭素原子の少なくとも１つとシリコン原子を
含む多結晶材料で構成される密着層と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多結晶材
料で構成されている表面層104とからなる層構成を有す
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、Pb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、Ni、Cr、Al、C
r、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、Pd、In₂O₃、Sn
O₂、ITO（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、Z
n、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt等の金属
の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等
でその表面を設け、又は前記金属でその表面をラミネー
ト処理して、その表面に導電性が付与される。支持体の
形状としては、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十分発揮される範囲内であれ
ば可能な限り薄くされる。しかしながら、この様な場
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。

第３図は、凹凸形状を有する支持体1501上にその凹凸の
傾斜面に沿って光受容層1500を備えた光受容部材を示し
ている。第３図に於いて1502−１は密着層、1502-2は光
導電層、1503は表面層である。この時、自由表面1504と
光受容層1500中に形成される界面における傾斜の程度が
異なるため、自由表面1504並びに光受容層1500中に形成
される界面での反射光の反射角度が各々異なる。

従って、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りに現出され
たとしても、それらは視覚的にはとらえられない程度の
ものとなる。即ち、かくなる表面形状を有する支持体の
使用は、その上に多層構成の光受容層を形成してなる光
受容部材にあって、該光受容層を通過した光が、層界面
及び支持体表面で反射し、それらが干渉することによ
り、形成される画像が縞模様となることを効率的に防止
する。

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遅線構造を導
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、直角三角形が好ましい。

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。

また、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厚の不均一
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を形成し得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、ほぼ同一曲線半径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。17
01は支持体、1702は凹凸部の凸部表面、1703は剛体真
球、1704は凹部の表面を示す。

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
原因である。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： 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。更に次式： 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以上とすることが好ましい。

又、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
以下とするのが好ましい。

密着層本発明における密着層は窒素原子，酸素原子，炭素原子
の少なくとも１つとシリコン原子と必要に応じて水素原
子とハロゲン原子の少なくとも一方とを含有する多結晶
材料で構成される。さらに前記密着層は構成原子として
伝導性を制御する物質を含有してもよい。

すなわち、支持体と電荷注入阻止層との密着性を向上さ
せることが該層の主たる目的である。又、伝導性を制御
する物質を該層に含有させることにより、支持体と電荷
注入阻止層との間の電荷の輸送を一層効率よく行なうこ
とが可能になる。

該層に含有される窒素原子，酸素原子，炭素原子の少な
くとも１つと必要に応じて該層に含有される水素原子、
ハロゲン原子の少なくとも一方と伝導性を制御する物質
はいずれも該層中に万偏無く均一されても良いし、或い
は層厚方向に不均一な分布状態で分布していてもよい。

本発明において、形成される密着層中に含有される炭
素，酸素又は窒素の量は所望に応じて適宜決定されねば
ならないが、好ましくは0.0005〜70原子％、より好適に
は0.001〜50原子％、最適には0.002〜30原子％とされる
のが望ましい。

密着層の層厚は密着性，電荷の輸送効率，生産効率を考
慮し適宜決められるが、好ましく0.01〜10μm,より好適
には0.02〜５μｍとされるのが望ましい。

密着層中に含有される水素原子の量又はハロゲン原子の
量又は水素原子とハロゲン原子の量の和は好ましくは0.
1〜70原子％，より好ましくは0.5〜50原子％，最適には
1.0〜30原子％とされるのが望ましい。

本発明の密着層は多結晶材料で構成されるため、構造配
列的に緻密で安定であり、該層上に形成される光導電層
あるいは長波長光感光層との密着性が飛躍的に改善され
た。その結果、耐久性、特に耐久時の画像欠陥の増加は
ほとんど認められなくなった。

光導電層本発明に於いて、その目的を効果的に達成する為に、支
持体上に形成され、光受容層の一部を構成する光導電層
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。或い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）………のタイプに於いてアク
セプターの濃度（Na）が低いか、又はドナーの相対的濃
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）………のタイプに於いてドナ
ーの濃度（Nd）が低いか、又はアクセプターの相対的濃
度が低いもの。

ｉ型Ａ−Si（H,X）………NaNdＯのもの又は、N
aNdのもの。

本発明に於いて、光導電層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,Clが
望ましいものである。

本発明に於いて、密着層，光導電層及び必要に応じて電
荷注入阻止層を形成するには、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）又は多結晶シリコンから
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
されたターゲツ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
パツタリング用の堆積室に導入してやれば良い。

本発明に於いて使用される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
スとして有効なには、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
ることが出来る。

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ことが出来る。

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まし
いものとして挙げることが出来る。

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又は多結晶シリコンか
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密着層，光導電層及び電荷注入阻止
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ことによっ
て、所定の支持体上に密着層，光導電層及び電荷注入阻
止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）又は多結晶シリコンから成る層を
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
効な密着層，光導電層及び電荷注入阻止層形成用の出発
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Si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）
又は多結晶シリコン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密
着層，光導電層及び電荷注入阻止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）、あるいはハロゲン原子（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、放電電力等を制御してやれば良い。

本発明に於て、密着層，光導電層又は電荷注入阻止層を
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。

光導電層の半導体特性を〜の中の所望のものとする
には、又、密着層や電荷注入阻止層中に伝導性を制御す
る物質を含有させる場合には、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等が好
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。

本発明において密着層及び電荷注入阻止層中に含有され
る第III族原子又は第Ｖ族原子の含有量としては、本発
明の目的が効果的に達成される様に所望に従って適宜決
められるが、好ましくは３×10^-3〜５原子％、より好ま
しくは５×10^-3〜１原子％、最適には１×10^-2〜0.5原
子％とされるのが望ましいものである。

密着層，光導電層及び電荷注入阻止層中に不純物をドー
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密着層，光導電層及び電荷注入
阻止層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等を挙げる事が出来る。

密着層，光導電層及び電荷注入阻止層に、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密着層，光導電層及び電荷注入
阻止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
て密着層，光導電層及び電荷注入阻止層を形成すればよ
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、例えば密着層，光導電層及び電荷注入阻止層をスパ
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），（Si＋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Si₃N₄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
って密着層，光導電層及び電荷注入阻止層を形成すれば
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。

本発明において電荷注入阻止層中に含有される酸素原子
又は／及び窒素原子の含有量又は両者の和としては、本
発明の目的が効果的に達成される様に所望に従って適宜
決められるが好ましくは0.001〜50原子％、より好まし
くは0.002〜40原子％、最適には0.003〜30原子％とされ
るのが望ましい。

密着層，光導電層及び電荷注入阻止層を形成する際、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密着層，光導電層及び電荷注入阻止
層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。

本発明における目的が効果的に達成される為の密着層を
形成する際の支持体温度としては、密着層の形成法に併
せて適宜最適範囲が選択されて、密着層の形成が実行さ
れるが、好ましくは200℃〜700℃、より好適には250℃
〜600℃とされるのが望ましい。

又、本発明における目的が効果的に達成される為の光導
電層103及び電荷注入阻止層を形成する際の支持体温度
としては光導電層103及び電荷注入阻止層の形成法に併
せて適宜最適範囲が選択されて、光導電層103及び電荷
注入阻止層の形成が実行されるが、好ましくは50℃〜35
0℃、より好適には100℃〜300℃とされるのが望ましい
ものである。密着層，光導電層103及び電荷注入阻止層
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方の採用が有利
であるが、これ等の層形成法で密着層，光導電層及び電
荷注入阻止層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密
着層，光導電層及び電荷注入阻止層の特性を左右する重
要な因子の１つである。

本発明における目的が達成されるための特性を有する密
着層及び多結晶シリコンで構成された電荷注入阻止層が
生産性良く効果的に作成されるための放電パワー条件と
しては、好ましくは100〜500W、より好適には200〜2000
Wとされるのが望ましい。堆積室内のガス圧は好ましく
は10^-3〜0.8Torr、より好適には５×10^-3〜0.5Torr程度
とされるのが望ましい。

本発明における目的が達成される為の特性を有する光導
電層103及び非晶質シリコンで構成された電荷注入阻止
層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20〜500
W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、密着層，光導電層及び電荷注入阻止
層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、所望特性の密着層光導電層及び電荷注入阻止
層が形成される様に相互的有機的関連性に基づいて、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、好ましくは１〜
100μ、より好適には２〜50μとされるのが望ましい。

必要に応じて設けられる電荷注入阻止層の層厚は好まし
くは0.01〜10μ、好適には0.1〜５μとされるのが望ま
しい。

本発明においては、前記電荷注入阻止層と前記密着層と
の間に、シリコン原子とゲルマニウム原子を含有し、長
波長光に感度を有する非晶質材料で構成された長波長光
感光層を設けてもよい。

さらに前記長波長光感光層中に層厚方向に均一に又は不
均一な分布状態で酸素原子、窒素原子及び伝導性を制御
する物質の少なくともいずれか１つを含有してもよい。

該層を設けることにより、本発明の電子写真用光受容部
材は全可視域において光感度が高く、殊に半導体レーザ
とのマツチングに優れ、且つ光応答性が向上した。

又、該層中に酸素原子、窒素原子のいずれか１つを含有
させる事により該層と密着層又は／及び該層と電荷注入
阻止層との密着性及び該層のバンドギヤツプの調整が図
られる。

さらに、該層中に伝導性を制御する物質を含有させるこ
とにより、支持体からの電荷注入阻止、もしくは光励起
された電荷の輸送効率の向上が図られる。

グロー放電法によってシリコン原子とゲルマニウム原子
を含有する非晶質材料で構成される長波長光感光層を形
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、ゲルマニウム原子（Ge）
を供給し得るGe供給用の原料ガスと、必要に応じて水素
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ツト、
或いは、該ターゲツトとGeで構成されたターゲツトの二
枚を使用して、又は、SiとGeの混合されたターゲツトを
使用して、必要に応じて、He,Ar等の稀釈ガスで稀釈さ
れたGe供給用の原料ガスを、必要に応じて、水素原子
（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）導入用のガスをス
パツタリング用の堆積室に導入し、所望のガスのプラズ
マ雰囲気を形成することによって成される。

本発明において使用されるSi供給用の原料ガスとして
は、SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等のガス状態の又はガ
ス化し得る水素化硅素（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。

Ge供給用の原料ガスと成り得る物質としては、GeH₄，Ge
₂H₆，Ge₃H₅，Ge₄H₁₀，Ge₅H₁₂，GeH₁₄，Ge₇H₁₆，Ge
₈H₁₈，Ge₈H₂₀等のガス状態の又はガス化し得る水素化ゲ
ルマニウムが有効に使用されるものとして挙げられ、殊
に、層作成作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の
点で、GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈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、長波長光感光層を形成する場合には、ハロゲン原子
導入用の原料ガスとしてハロゲン化合物或はハロゲンを
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、GeHF₃，GeH₂F₂，GeH₃F，GeHCl₃，GeH₂
Cl₂，GeH₃Cl，GeHBr₃，GeH₂Br₂，GeH₃Br，GeHI₃，GeH₂I
₂，GeH₃I等の水素化ハロゲン化ゲルマニウム、等の水素
原子を構成要素に１つとするハロゲン化物、GeF₄,GeCl,
GeBr₄，GeI₄，GeF₂，GeCl₂，GeBr₂，GeI₂等のハロゲン
化ゲルマニウム、等々のガス状態の或はガス化し得る物
質も有効な長波長光感光層形成用の出発物質として挙げ
る事が出来る。

本発明において長波長光感光層中に含有されるゲルマニ
ウム原子の含有量としては、本発明の目的が効果的に達
成される様に所望に従って適宜決められるが、シリコン
原子との和に対して、好ましくは１〜10×10⁵atomic pp
m、好ましくは100〜9.5×10⁵atomic ppm、最適には500
〜８×10⁵atomic ppmとされるのが望ましい。

前記、長波長光感光層はさらに伝導性を制御する物質、
酸素原子窒素原子のうち少なくとも１つを含有してもよ
い。

本発明において、長波長光感光層中に含有される伝導特
性を制御する物質の含有量としては、好ましくは0.01〜
５×10⁵atomic ppm、より好ましくは0.5〜１×10⁴atomi
c ppm、最適には１〜５×10³atomic ppmとされるのが望
ましいものである。

長波長光感光層中に含有される窒素原子（Ｎ）の量、ま
たは酸素原子（Ｏ）の量または窒素原子と酸素原子の量
の和（Ｎ＋Ｏ）は好ましくは0.01〜40原子％、より好ま
しくは0.05〜30原子％最適には0.1〜25原子％とされる
のが望ましい。

本発明における目的が効果的に達成される為の支持体温
度は、適宜最適範囲を選択するが非晶質材料で構成され
る長波長光感光層を形成する場合、好ましくは50℃〜35
0℃、より好適には100℃〜300℃とするのが望ましい。
本発明における長波長光感光層の形成には、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
比較して容易であることから、グロー放電法やスパツタ
リング法の採用が望ましいが、これ等の層形成法で長波
長感光層を形成する場合には、前記の支持体温度と同様
に、層の形成の際の放電パワー、ガス圧が作成される長
波長光感光層の特性を左右する重要な要因である。

本発明の目的を達成しうる特性を有する長波長感光層、
を生産性良く効率的に作成するに当っては、放電パワー
条件について、非晶質材料で構成される長波長光感光層
を形成する場合、好ましくは10〜1000W、より好適には2
0〜500Wとするのが望ましく、また、堆積室内のガス圧
については、非晶質材料で構成される長波長光感光層を
形成する場合、好ましくは0.01〜1Torr、より好適には
0.1〜0.5Torr程度とするのが望ましい。

本発明においては、長波長光感光層を作成するための支
持体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記し
た範囲が挙げられるが、これらの層作成フアクターは、
通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の
特性を有する長波長光感光層を形成すべく、相互的且つ
有機的関連性に基づいて、各層作成フアクターの最適値
を決めるのが望ましい。

本発明において長波長光感光層の層厚は、好ましくは、
30Å〜50μ、より好ましくは40Å〜40μｍ、最適には50
Å〜30μｍとされるのが望ましい。

表面層光導電層上に形成される表面層は、自由表面を有し、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、耐久性に於て本発明の目的を達成する為に設けら
れる。

表面層は、シリコン原子と炭素原子と水素原子とで構成
される多結晶材料で形成される。

表面層104の形成はグロー放電法、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、作成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中に導入する
こと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を形成しても良
い。

グロー放電法によって表面層を形成するには、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上に既に形成されてある光
導電層上に表面層を堆積させれば良い。

本発明に於いて表面層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既の
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、これも又所望の混合比で混合す
るか、或は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
ことが出来る。

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。

本発明に於いて、表面層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，Si₂H
₆，Si₃H₃，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−C₄
H₁₀），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。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
ングすることによって行えば良い。

例えば、Siウエー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。

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ことによっ
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。

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等を好適なものとし
て挙げることが出来る。

本発明における表面層は、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表面層が形成される様に、所
望に従ってその作成条件の選択が厳密に成される。

即ち、シリコン原子と炭素原子と水素原子とを構成要素
として含む多結晶材料で構成される表面層を形成するこ
とにより、表面層中の欠陥濃度が減少し、又、構造配列
的に緻密で安定となるため自由表面からの電荷の注入に
対する阻止能が向上し、さらに欠陥による電荷のトラツ
プに起因する残留電位やゴーストなどが減少し、電子写
真特性が向上した。さらに、表面層の硬度がアツプし、
耐久性が飛躍的に向上した。

光導電層の表面に表面層を形成する際、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
有する表面層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を形
成する際の支持体温度としては表面層の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、表面層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表面層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
圧が作成される表面層の特性を左右する重要な因子の１
つである。

本発明における目的が達成されるための特性を有する表
面層が生産性良く効果的に作成されるための放電パワー
条件としては、好ましくは100〜5000W、好適には200〜2
000Wとされるのが望ましい。堆積室内のガス圧は好まし
くは１×10^-3〜0.8、好適には５×10^-3〜0.5Torr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、所望特性の多結晶材
料から成る表面層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終値が決められるの
が望ましい。

本発明の電子写真用光受容部材における表面層に含有さ
れる炭素原子及び水素原子の量は、表面層の作製条件と
同様、本発明の目的を達成する所望の特性が得られる表
面層が形成される重要な因子である。

本発明における表面層に含有される炭素原子の量はシリ
コン原子と炭素原子の総量に対して好ましくは１×10^-3
〜90原子％、より好適には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、構成原
子の総量に対して好ましくは１×10^-3〜70原子％、より
好適には１×10^-2〜60原子％、とされるのが好ましく、
これ等の範囲に水素含有量がある場合に形成される光受
容部材は、実際面に於いて従来にない格段に優れたもの
として充分適用させ得るものである。

すなわち、シリコン原子と水素原子と炭素原子を含む多
結晶材料で構成され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
変化すること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をシリコン原子と炭素原子と水素原
子とを含む多結晶材料にすることで表面層中の欠陥が大
幅に減少し、その結果、前記の問題点は全て解消し、殊
に従来のに較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図ることが出来る。

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、更に表面層中にはハロゲン原子を含有させてもよ
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，SiCl
₄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，CCl₄，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またはスパツタリング法で形成
すればよい。

本発明にお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。

本発明における表面層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所期の目的に応じて適宜所望
に従って求められる。

又、表面層の層厚は、光導電層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。

本発明に於る表面層の層厚としては、好ましくは0.003
〜30μ、より好適には0.004〜20μ、最適には0.005〜10
μとされるのが望ましいものである。

本発明における電子写真用光受容部材の光受容層の層厚
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、光受容層の層厚としては、光受容層
を構成する光導電層と表面層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
導電層と表面層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、表面層の層厚に対
して光導電層の層厚が数百〜数千倍以上となる様にされ
るのが好ましいものである。

具体的な値としては、好ましくは３〜100μ、より好適
には５〜70μ、最適には５〜50μの範囲とされるのが望
ましい。

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６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9
9.999％）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1117〜1112を閉じる。

基体シリンダー1137上に光受容層を形成する場合の１例
を挙げると、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内に流入させる。引き続いて流出バルブ1117,1118,
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1117,1118
を調整し、、又、反応室内の圧力が所望の値になるよう
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。そして基本シリンダー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本シリンダー上の光
導電層を形成する。

光導電層中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
を更に高めることが出来る。例えばSiH₄ガスの代りにSi
₂H₆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。

上記の様にして作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。

表面層中の含有される炭素原子の量は例えば、SiH₄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
することが出来る。

又、表面層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ことがで
きる。

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
全て閉じる事は言う迄もなく、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
ることを避けるために、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る。

〈実施例１〉第６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。又、第６図と同型の装置を用い、同一
仕様のシリンダー上に表面層のみを形成したもの及び密
着層のみを形成したものを分析用サンプルとして夫々別
個に用意した。光受容部材（以後ドラムと表現）の方
は、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、又、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。更に、35℃,85％の
高温・高湿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、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た。又、表面層
及び密着層のみのサンプルの方は、サンプルの母線方向
の上・中・下に相当する部分を切り出し後、Ｘ線回折装
置にて回折角27°付近のSi（111）に対応する回折パタ
ーンを求め、結晶性の有無を調べた。上記の評価結果及
び表面層中の水素含有量、さらに表面層と密着層の結晶
性の有無を総合して第２表に示す。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，
画像欠陥，画像欠陥の増加の各項目について著しい優位
性が認められた。

〈比較例１〉作製条件を第３表のように変えた以外は、実施例１と同
様の装置，方法でドラム及びサンプルを作成し、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〉第６図の製造装置を用い、第５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。又、第６図と同型の装置を用い、同一
仕様のシリンダー上に表面層のみを形成したもの及び密
着層のみを形成させたものを分析用サンプルとしてそれ
ぞれ別個に用意した。光受容部材（以後ドラムと表現）
の方は、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、又、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。更に、35℃,85％
の高温・高湿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、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、又、電荷注
入阻止層中の層厚方向でのホウ素（Ｂ），酸素（Ｏ）の
成分プロフアイルを調べた。一方、表面層のみ及び密着
層のみのサンプルの方は、サンプルの母線方向の上・中
・下に相当する部分を切り出し後、Ｘ線回折装置にて回
折角27°付近のSi（111）に対応する回折パターンを求
め、結晶性の有無を調べた。上記の評価結果及び表面層
中の水素含有量さらに表面層と密着層の結晶性の有無を
総合して第６表に示す。又、上記電荷注入阻止層中の当
該元素の成分プロフアイルを第９図に示す。第６表に見
られる様に、特に初期帯電能，残留電位，ゴースト，画
像流れ，画像欠陥，画像欠陥の増加の各項目について著
しい優位性が認められた。

〈実施例３（比較例２）〉表面層の作製条件を第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および
表面層のみを形成した分析用サンプルを用意した。これ
らのドラムおよ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〉電荷注入阻止層の作製条件を第11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
ム及び電荷注入阻止層のみを形成させたサンプルを用意
した。これらのドラム及び分析用サンプルを実施例１と
同様の評価・分析にかけた結果、第12表に示すような結
果を得た。

〈実施例６〉電荷注入阻止層の作製条件を第13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
ム及び電荷注入阻止層のみを形成させたサンプルを用意
した。これらのドラム及び分析用サンプルを実施例１と
同様の評価・分析にかけた結果、第14表に示すような結
果を得た。

〈実施例７〉電荷注入阻止層の作製条件を第15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
ム及び電荷注入阻止層のみを形成させたサンプルを用意
した。これらのドラム及び分析用サンプルを実施例１と
同様の評価・分析にかけた結果、第16表に示すような結
果を得た。

〈実施例８〉電荷注入阻止層の作製条件を第17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
ム及び電荷注入阻止層のみを形成させたサンプルを用意
した。これらのドラム及び分析用サンプルを実施例１と
同様の評価・分析にかけた結果、第18表に示すような結
果を得た。

〈実施例９〉長波長光感光層の作製条件を第19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20表に示すような結果を得た。

〈実施例10〉長波長光感光層の作製条件を第21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22表に示す様な結果を得た。そして、
評価の終了したNo.1002のドラムを画像部の上・中・下
に相当する部分を切り出し、SIMSを利用して長波長光感
光層の層厚方向でのゲルマニウム（Ge）の成分プロフア
イルを調べた。その結果を第10図に示す。

〈実施例11〉基本シリンダー上に第23表に示す数種の作製条件のもと
で、密着層を形成し、更にその上に実施例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、又、サンプルの方
は、一部を切り出し、Ｘ線回折装置にて回折角27°付近
のSi（111）に対応する回折パターンを求め結晶性の有
無を調べた。以上の結果を第24表に示す。

〈実施例12〉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７図のような断面形状
で第25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６図の製造装
置にセツトし、実施例１と同様の作製条件の基にドラム
作製に供した。作製されたドラムは、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、種々の評価を行い、第26表の結果を
得た。

〈実施例13〉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基にさらしてシリンダー表面に無
数の打痕を生ぜしめる、所謂表面デインプル化処理を施
し、第８図のような断面形状で第27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６図の製造装置にセツトし、実施例１と
同様の作製条件の基にドラム作製に供した。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
評価を行い、第28表の結果を得た。

〈比較例３〉作製条件を第29表のように変えた以外は、実施例１と同
様の装置、方法でドラム及びサンプルを作製し、同様の
評価・分析に供した。その結果を第30表に示す。

第30表に見られるように、実施例１と較べて種々の項目
について劣ることが認められた。

〔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
解決することができ、特に極めて優れた耐湿性、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、すぐれた極めて秀でたものとなる。

特に本発明における電子写真用光受容部材において、す
なわち、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、多結晶材料で構成される表面層を形成す
ることにより、表面層中の欠陥濃度が減少し又、構造配
列的に緻密で安定となるため自由表面からの電荷の注入
に対する阻止能が向上し、さらに欠陥による電荷のトラ
ツプに起因する残留電位やゴーストなどが減少し、電子
写真特性が向上した。さらに、表面層の硬度がアツプ
し、耐久性が飛躍的に向上した。

また、特に本発明における電子写真用光受容部材におい
て、多結晶材料で構成された密着層を設けることによ
り、該層が構造配列的に緻密で安定であるため、該層上
に形成される光導電層あるいは長波長光感光層との密着
性が飛躍的に改善された。その結果、耐久性が向上し、
特に耐久時の画像欠陥の増加はほとんど認められなくな
った。

【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図乃至第５図は支持体表
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、第６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７図及び第８
図は夫々本発明の一実施例の断面形状を示す説明図であ
る。第９図及び第10図は層中に含有される各分子の分布
状態を説明する説明図である。第１−１図，第１−２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、104……表面層、105…
…自由表面、106……密着層、107……電荷注入阻止層。第３図について、 1500……光受容層、1501……支持体、1502……光導電
層、1503……表面層、1504……自由表面。第４図，第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６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……基本シリンダー、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59−119360（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と該支持体上に含有量0.0005〜70原
子％の窒素原子、酸素原子、炭素原子の少なくとも１つ
と含有量0.1〜70原子％の水素原子又はハロゲン原子と
シリコン原子を構成要素として含む多結晶材料で構成さ
れる密着層と、シリコン原子を母体とし、水素原子およ
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
として含む多結晶材料を有し、前記水素原子を１×10^-3
〜70原子％含有する表面層と、を有する光受容層とを有
していることを特徴とする電子写真用光受容部材。
【請求項２】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３】前記光導電層に、炭素原子、酸素原子、窒
素原子の中の少なくとも１種類を含有する特許請求の範
囲第１項及び第２項に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項４】前記光導電層と前記支持体の間に炭素原
子、酸素原子、窒素原子及び周期律表第III族または第
Ｖ族に属する原子の少なくともいずれか１つとシリコン
原子とを構成要素として含む非晶質材料又は多結晶材料
で構成される電荷注入阻止層を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項に記載の電子写真用光
受容部材。
【請求項５】前記光導電層又は前記電荷注入阻止層と支
持体の間にシリコン原子とゲルマニウム原子を含有し、
長波長光に感度を有する非晶質材料で構成された長波長
光感光層を有することを特徴とす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。