JPS6289065A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPS6289065A
JPS6289065A JP22873985A JP22873985A JPS6289065A JP S6289065 A JPS6289065 A JP S6289065A JP 22873985 A JP22873985 A JP 22873985A JP 22873985 A JP22873985 A JP 22873985A JP S6289065 A JPS6289065 A JP S6289065A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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、
ビッカース硬度が高く、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−8i」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−8i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10120m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
に層形成に当っ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っても、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57−417
2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、見掛は上
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、こ几を用いてレー
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、
干渉縞模様となって現われ、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っては
、識別性の著しく劣っ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って干渉
縞模様を呈するところとなり、それがそのま\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
してしまうといった問題がある。
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、±500計仕10000A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
像上に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t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ット
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−8i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−3i層形成の際のプラズマによってダメージ
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−8i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
紙は、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っ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って、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
えって光受容層内で光が拡散して・・レーションを生じ
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った干渉縞模様が生じる。従
って、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って支持体表面を不規
則に荒、す場合は、その粗面度がロット間に於いてバラ
ツキが多く、且つ同一ロットに於いても粗面度に不均一
があって、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って、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
。従って、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より一層複雑となる。
〔発明の目的〕
本発明は、主としてa−8i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−8i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とのマツチング性に優れ、且つ光
応答の速い、a−8i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−8i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、
構造配列的に厳密で安定的であり、層品質の高い、a−
8i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っても、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−8i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、上述する知見を得、該知見に基づいて本発明を
完成するに至った。
即ち、本発明は、支持体上に、シリコン原子を含有する
非晶質材料で構成された第一の層と、反射防止機能を奏
する第二の層とを有する光受容層を備えた光受容部材に
おいて、前記第一の層が、ゲルマニウム原子またはスズ
原子の少くともいずれか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、前記支持体表面が
、複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を有してなること
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
形状を有する支持体101上に、その凹凸の傾斜面に沿
って、感光層102と表面層103とを備えた光受容部
材を示している。
第2及び3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。膣口において、301は第一の層
、302は第二の層、303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Vこ沿って光受容層が形成されるるため、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、第1図の一部を拡大した図であって、第2図
に示すごとく、本発明の光受容部材は支持体表面に複数
の微小な球状痕跡窪みによる凹凸形状が形成されており
、その上の光受容層tよ、該凹凸形状に沿って堆積する
ため、例えば光受容層が第一の層201と第二の層20
2との二層からなる多層構成の光受容部材にあっては、
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
沿って、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203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R+ 4 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θl
、θ2がθlΦθ2であって、方向が異なるうえ、第2
図に示すt、 、 t2. t3を用いて7. + t
2− z3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、いわゆるニュートンリング現象
に相当するシェ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、かぐ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1−でなる光受容部材に
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。
ところで、本発明の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R及び幅りは、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R及び幅りが次゛式: を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシェアリング
干渉によるニュートンリングが0.5本以上存在するこ
ととなる。さらに次式:を満足する場合には、各々の痕
跡窪み内にシェアリング干渉によるニュートンリングが
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
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上とすることが望ましい。
また、痕跡窪みによる凹凸の幅りは、犬きぐとも500
μm程度、好ましくは200μm以下、より好ましく 
u 100μm以下とするのが望ましい。
上述のごとき特定の表面形状を有する支持体上に設ける
本発明の光受容部材の光受容層は、第一の層と第二の層
とからなり、該第−の層は、シリコン原子(Si )と
、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(
I()又はハロゲン原子(X)の少なくともいずれか一
方とを含有すルアモルファス材料〔以下、「a −5i
(Ge、5n)(H,X)Jと表記する。〕で構成され
る層と、シリコン原子(Sl)と、好ましくはさらに水
素原子(H)又は・・ロゲン原子(X)の少なくともい
ずれか一方とを含有するアモルファス材料〔以下、「a
−8i (H,X)jと表記する。〕で構成される層と
が支持体側より順に設けられた多層構成である。該第−
の層は、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せしめることができ、さらに
伝導性を制御する物質を含有せしめることができる。そ
して、特に好ましくは、伝導性を制御する物質を含有す
る電荷注入阻止層を構成層の1つとして有するか、また
は/及び、障壁層を構成層の1つとして有するものであ
る。
また、前記第二の層は、無機弗化物、無機酸化物及び無
機硫化物の中から選ばれる少なくとも一種で構成されて
いて、反射防止機能を奏するものである。
本発明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、スパッタリング法、イオンブレーティング
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、第1図により本発明の光受容部材の具体的構成に
ついて詳しく説明するが、本発明はこれによって限定さ
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
に模式的に示した図であり、図中、100は光受容部材
、101は支持体、102は第一の層、102′はゲル
マニウム原子またはスズ原子の少なくともいずれか一方
を含有す、5層、102′′は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は第二の層、
104は自由表面を示す。
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
る。
以下、該支持体表面の形状およびその好ましい製造方法
の例を、第4及び5図により詳しく説明するが、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方法は
、これらによっ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表面の形
状の典型的1例を、その凹凸形状の1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は剛体真球、4
04は球状痕跡窪みを示している。
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る。即ち、剛体真球
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
、球状窪み404を形成しうろことを示している。そし
て、ほぼ同一径R′の剛体真球403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、ほぼ同一曲率R及
び同一幅りを有する複数の球状痕跡窪み404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。
第5(A)図に示す例では、支持体501の表面502
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
604 、604 、・・・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ち
る。なおこの場合、互いに重複する窪み504 、50
4 、・・・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
 、503 、・・・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5(B)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501の表面
502に、二種の曲率及び二種の幅の複数の窪み504
 、504’ 、・・・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5(C)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 、503 、・・・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504゜504、・・・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、剛体真球を支持体表面に落下させること
により、球状痕跡窪みによる凹凸形状を形成することが
できるが、この場合、剛体真球の径、落下させる高さ、
剛体真球と支持体表面の硬度、あるいは、落下させる球
体の量等の諸条件を適宜選択することにより、支持体表
面に所望の曲率及び幅を有する複数の球状痕跡窪みを、
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ッチを、目
的に応じて自在に調整でき、表面に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、該方法にあっ
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って効率のよくない等
の問題を伴うところ、本発明にあっては、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ば、導電性のものであって
も、また電気絶縁性のものであってもよい。導電性支持
体としては、例えば、NiCr。
ステンレス、AtX(::rXMOlAu、 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、ホリエチレ
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ィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック、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、At
、 (:rXMo、 Au11r、 Nb、 Ta、 
V、 Ti。
Pt、 Pd% InzO3,5nOz、ITO(Ir
LzO3+5nOz)等から成る薄膜を設けることによ
って導電性を付与し、或いはポリエステルフィルム等の
合成樹脂フィルムであれば、NiCr、 AtXAg5
 Pb%Zn、 NiXAu、 Cr、 Mo、IrX
Nb、 Ta、 V、Tt、 Pt等の金属の薄膜を真
空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ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、所望によって、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100
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
撥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6(A)図及び第6(B)図を用いて説明する
が、本発明はこれによっ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6
(A)。
(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、ニッケル、真鍮等の金属、セラミック、プラス
チッ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
鉄の剛体球が好ましい。そしてそうした球体の硬度は、
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。
第6 (A)、第6(B)図は製造装置全体の断面略図
でちり、601ケ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によって軸支されており、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。回転速度は、形成する球状痕
跡窪みの密度及び剛体真球の供給量等を考慮して適宜に
決定され、制御される。
604は、剛体真球605を自然落下させるための落下
装置であり、剛体真球605を貯留し、落下させるため
のボールフィーダー606、フィーダー606から剛体
真球605が落下しやすいように揺動させる振動機60
7、シリンダーに衝突して落下する剛体真球605を回
収するだめの回収槽608、回収槽608で回収された
剛体真球605をフィーダー606まで管輸送するため
のボール送り装置609、送り装置609の途中で剛体
真球を液洗浄するための洗浄装置610、洗浄装置61
0にノズル等を介して洗浄液(溶剤等)を供給する液だ
め611、洗浄に用いた液を回収する回収槽612など
で構成されている。
フィーダー606から自然落下する剛体真球の量は、落
下口613の開閉度、振動機607による揺動の程度等
により適宜調節される。
第一の層 本発明の光受容部材においては、第一のq 102は前
述の支持体101上に設けられ、該第−の層は支持体1
01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・・ロゲン原子の少なくともいずれか一方
を含有するa−3i〔以下、「a−8i (Ge、Sn
 ) (H、X)Jと表記する。〕で構成された層10
2′と、必要に応じて水素原子及び・・ロゲン原子の少
なくともいずれか一方を含有するa−8i〔以下、r 
a −s: (H,x) J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。さ
らに該第−の層102には、酸素原子、炭素原子及び窒
素原子の中から選ばれ、且つ、第二の層に含有されない
原子を含有せしめることができ、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・・ロゲン原子(X)として
は、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ
、特にフッ素、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・・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5〜30 atomi
c%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
つであって、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1〜8
0μ、より好ましくは2〜50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ふくむ比較的短波長から比較的短
波長迄の全領域の波長の光に対して光感度が優ね、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
ザを光線とした場合に特に顕著である。
本発明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向には均一であるが、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102”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
槙端に大きくすることにより、半導体レーザ等の長波長
の光源を用いた場合に、層1oz′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102′と層
102N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、t
B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側に向っ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tl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102′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tB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t
Bより位置t5までは濃度C8の一定値を取り、位置t
5より位置tTまでは濃度C9より濃度C+o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CI+
より一次関数的に減少されて、ゼロに至っている。
第14図においては、位置ta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CI3まで一次関数的に減少され、位置t6と位置t
Tとの間においては、濃度CI3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
し7に至るまではこの濃度C14より初めはゆっくりと
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CI5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、緩やかに徐々に減少されて位置t8
で濃度CI6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C1□に至る
。位置t9と位置tTとの間においては濃度CI7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っ
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構成層10
2′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って適宜
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(::ma
xがシリコン原子に対して、好ましくは1000 at
omic ppm以上、より好適には5000 ato
mic ppm以上、最適にはl x lQ’atom
icppm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102′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(::maxが存在する様に形成さ
れ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に所望に従って適
宜決める必要があり、通常は1〜5 X IQ5ato
mic ppmとするが、好ましくは10〜3 X 1
05105ato ppm、より好ましくば1×102
〜2×105atO105atOとする。
本発明の光受容部材においては、第一の層102に酸素
原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくと
も一種で、且つ第二の層には含有されない原子を含有せ
しめることができる。
具体的には第二の層が酸素原子を含有するa−8i(H
,X)で構成されている場合、第一の層には炭素原子又
は/及び窒素原子を含有せしめることができ、第二の層
が窒素原子を含有するa−8i(H,lで構成されてい
る場合、第一の層には炭素原子又は/及び酸素原子を含
有せしめることができ、またさらに、第二の層が酸素原
子および窒素原子を含有するa −Si (H、X)で
構成されている場合、第一の層には炭素原子を含有せし
めることができる。
本発明の光受容部材の第一の層に酸素原子、炭素原子及
び窒素原子の中から選ばれる少くとも一種(以下、「原
子(0,C,N) jと表記する。)を含有せしめる目
的は、主として該光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化
、そして、支持体と第一の層との間の密着性の向上にあ
る。
本発明の第一の層においては、原子(0,C,N)を含
有せしめる場合、層厚方向に均一な分布状態で含有せし
めるか、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有せ
しめるかは、前述の目的とするところ乃至期待する作用
効果によって異なり、したがって含有せしめる量も異な
るところとなる。
すなわち、光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化を目的
とする場合には、第一の層の全層領域に均一な分布状態
で含有せしめ、この場合、第一の層に含有せしめる原子
(0,C,N)の量は比較的少量でよい。
また、支持体と第一の層との密着性の向上を目的とする
場合には第一の層の支持体側の端部の一部の層領域に均
一に含有せしめるか、あるいは第一の層の支持体側の端
部において、原子(0,C,N)の濃度が高くなるよう
な分布状態で含有せしめ、この場合、第一の層中に含有
せしめる原子(0,C,N)の量は、比較的多量にされ
る。
本発明の光受容部材において、第一の層に含有せしめる
原子(0,C,N)の量は、しかし、上述のごとき第一
の層に要求される特性に対する考慮の他、支持体との接
触界面における特性等、有機的関連性にも考慮をはらっ
て決定されるものでちり、通常ばO,OO1〜50 a
tomic % 、好ましく Iti 0.002〜4
0 atomic %、最適には0.003〜30at
omic%とする。
ところで原子(0,C,N)を、第一の層の全層領域中
に含有せしめるか、あるいは含有せしめる一部の層厚の
第一の層の層厚中に占める割合が大きい場合には、前述
の含有せしめる量の上限を少なめにされる。すなわちそ
の場合、たとえば、含有せしめる層領域の層厚が、第一
の層の量は、通常30 atomic %以下、好まし
くは20atomic%以下、最適には10 atom
ic%以下にされる。
次に本発明の第一の層に含有せしめる原子(0,C,N
)の量が、支持体側においては比較的多量であり、支持
体側の端部から第二の層側の端部に向かって減少し、第
一の層の第二の層側の端部付近においては、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分布
せしめる場合の典型的な例のいくつかを、第16乃至2
4図によって説明する。しかし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16乃至24図において、横軸は原子(0゜C,N)
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原子(0,C,
N)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、原子(0,C,N’)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、原子(0,C,N)の分布濃度Cが01なる一定値
をとり、位置1.より第二の層との界面位置tTまでは
、原子(0,C,N)の分布濃度Cが濃度C2から連続
的に減少し、界面位置tTにおいては原子(0,C,N
)の分布濃度Cが03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、第一の層に含有せしめる原子(0,C。
N)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tTまでは原
子1’o、c、N)の分布濃度Cが濃度C6なる一定値
を保ち、位置tBから位置tTにいたるまでは、原子(
0,C,N)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においては原子(0,C。
N)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、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは位置tBより位置tTにいたるまで、濃度CBから
連続的に徐々に減少し、位置tTにおいては原子(0,
C,N)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、原子(0,C,N)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C5から濃度C+oとなるまで、−次間数的に減少
する。
第21図に示す例では、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは、位置tBより位置t4にいたるまでは濃度C1l
の一定値にあり、位置t4より位置tTまでは濃度C+
Zから濃度Cps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、原子(0,C,N)の分
布濃度Cは、位置tBから位置tTにいたるまで、濃度
CI4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、原子(0,C,N)の分布濃度
Cは、位置tBから位置t5にいたるまで濃度CI5か
ら濃度C+sとなるまで一次関数的に減少し、位置C5
から位置tTまでは濃度CI6の一定値を保つ。
最後に、第24図に示す例では、原子(0,C。
N)の分布濃度Cは、位置tBにおいて濃度CI7であ
り、位itBから位置t6までは濃度CI7からはじめ
はゆっくり減少して、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CI9とな
る。更に位置し7と位置t8の間では極めてゆっくりと
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C
20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
持体側の端部に原子(0,C,N)の分布濃度Cの高い
部分を有し、第一の層の表面層側の端部においては、該
分布濃度Cがかなり低い部分を有するか、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っては、第
一の層支持体側の端部に原子(0,C,N)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第一の層との界面位置tB
から5μ以内に設けることにより、支持体と第一の層と
の密着性の向上をより一層効率的に達成することができ
る。
前記局在領域は、原子(0,C,N)を含有せしめる第
一の層の支持体側の端部の一部層領域の全部であっても
、あるいは一部であってもよく、いずれにするかは、形
成される第一の層に要求される特性に従って適宜決める
局在領域に含有せしめる原子(0,C,N)の量は、原
子(0,C,N)の分子濃度Cの最大値が 500at
omic ppm以上、好ましくは800 atomi
c ppm以上、最適には1000 atomic p
pm以上となるような分布状態とするのが望ましい。
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−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)、At (アルミニウム)、Ga(ガリウム
)、In(インジウム)、Tt (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、Pl 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(〜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
用効果によって異なり、含有せしめる景も異なるところ
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V族原
子の含有量は比較的わずかでよく1、通常は1×10〜
IX10atOmiCppmであり、好ましくは5 X
 10−2〜5 X 102102ato ppm、最
適にはI X 10−’〜2 x 102ato102
ato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V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Z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
動をより効率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っ
て、具体的には、30〜5 x 10’ atomic
 ppm 、好ましくは50−I X 10 ’ at
omic ppm、最適には1×102〜5 X 10
3103ato 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秦するためには、第■族原
子又は第V族原子を含有する支持体側の端部に設けられ
る層又は層領域の層厚各もとし、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、よシ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、一般的にば3 X 
10−3〜10μとするが、好ましくば4 X 10−
3〜8μ、最適には5 X 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って、支持
体側から第二の層側に向って減少し、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は、前述の第一の層に酸素原子、
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
を含有せしめる場合に例示した、第16乃至24図の例
と同様の例によって説明することができる。しかし、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、第二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っては、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V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、At203.5102、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。
次に本発明の第一の層の形成方法について説明する。
本発明の第一の層を構成する非晶質材料はいずれもグロ
ー放電法、スパッタリング法、或いはイオンブレーティ
ング法等の放電現象を利用する真空堆積法によって行わ
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
望の特性を有する光受容部材を製造するに当っての条件
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ッタリング法が好適である
そして、グロー放電法とスパッ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、グロー放電法によって、a−81(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”l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−3i (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、SiH4,5lz
Hs、5j3H8,5i4Hto等のガス状態の又はガ
ス化し得る水素化硅素(シラノ類)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、S
iH<、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、例エバハロゲンガス、
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。具体的にはフッ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF s CtF % C2
F5、BrF5、BrF3、IF7、Ict、 IBr
等のハロゲン間化合物、およびSiF4、Si2F6.
5IC44、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、Sl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−8i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、I(F 、 HCl 、、HBr XHI等のハロ
ゲン化物、5IH4、Si2H6,5i3Ha、5i4
H+o等の水素化硅素、あるいは5iHzFz、5iH
zh、SiHz(、tz、5iHCt3.5iH2Br
z、5iHBr3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(用も導入されるので、特に有効
である。
反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってa −S i (Ht X )から成る層を形成
するには、例えばスパッ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7う7 類等のガ
スをスパッ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、反応スパッタリング法の場合には、Siターゲ
ットを使用し、ハロゲン原子導入用のガス及びH2ガス
を必要に応じてle、 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
ーゲットをスパッタリングすることによって、支持体上
にa−8i (H,X)から成る層を形成する。
グロー放電法によってa −5iGe (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■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である所定の支持体表面上に、a−
8iGe(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−8i(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、G e 2 Hs、ce3H8、Qe4
H+osGesH+zs G45Ht4s GetH+
5)Ge8HI8\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、ce2I(6、およびGe3H
8が好ましい。
スパッタリング法によってa −5iGe (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
ゲットと、ゲルマニウムから成るターゲットとの二枚を
、あるいは、シリコンとゲルマニウムからなるターゲッ
トを用い、これ等を所望のガス雰囲気中でスパッタリン
グすることによって行なう。
イオンブレーティング法を用いて a −5iQe(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ボー
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)等によって加熱蒸発させ、
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。
スパッタリング法およびイオンブレーティング法のいず
れの場合にも、形成する層中に・・ロゲン原子を含有せ
しめるには、前述の・・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F2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ッ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
。さらにノ・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 。
HClXHBr、 HI等の)sロゲン化水素、5iH
2Fz、5iHzlz、5i)(2C1z、5iHCt
3.5iH2Brz、5iHBr:+等のハロゲン置換
水素化硅素、およびGeHF3、GeH2Fz、GeH
3F 、 GeHCt3、GeHzC/−z、GeHs
 C1%GeHBr3、GeHzBrz、Ge13r4
、 GeH工s、GeHzIz 、GeI(3I等の水
素化ハロゲン化ゲルマニウム等、GeF4、G e (
: t 4、Ge13r4、GeI4、GeF2、Ge
C42、GeBr2、G e I z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、スパッタリング法あるいはイオンブレー
ティング法を用いて、スズ原子を含有するアモルファス
シリコン(以下、ra−8iSn(H,X)J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
 −5iGe (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¥原子(S
n)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って行な
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5nFz、5nF
4.5nC1z、5nC64,5n13r 2.5n1
3r 4.5nIz、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−8i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、5nCt4が好ましい。
そして、3n+::t4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5nC14を加熱するとともに、Ar XHe%等
の不活性ガスを吹き込み、該不活性ガスを用いてバブリ
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、スパッタリング法、あるいはイオンブレ
ーティング法を用いて、a−8i (H,X)又はa−
3i(Ge、5n)(H,X)にさらに第■族原子又は
第■族原子、窒素原子、酸素原子あるいは炭素原子を含
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−8i (H,X)又はa−8i(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、窒素原子導入用の出発物質、酸素原
子導入用の出発物質、あるいは炭素原子導入用の出発物
質を、前述したa −5i(H,X)又はa−8i (
Ge、5n)(H,X)形成用の出発物質と共に使用し
て、形成する層中へのそれらの量を制御しながら含有せ
しめてやることによって行なう。
例えば、グロー放電法を用いて、原子(0,C。
N)を含有するa−8i(H,X)で構成される層、又
は原子(0,C,N)を含有するa−8i (Ge 、
 Sn )(H,X)で構成される層を形成するには、
前述のa−3i(H,X)で構成される層又はa−3i
 (Ge 、5n)(H,X)で構成される層を形成す
る際に、原子(0,C,N)導入用の出発物質を、a−
8i (H、X’)形成用又はa −Si (Ge 、
 Sn )(H,X)形成用の出発物質とともに使用し
て形成する層中へのそれらの景を制御しながら含有せし
めることによって行なう。
このような原子(0,C,N)導入用の出発物質として
は、少なくとも原子(0,C,N)を構成原子とするガ
ス状の物質又はガス化し得る物質であれば、殆んどのも
のが使用できる。
具体的には、酸素原子(O)導入用の出発物質として、
例えば、酸素(02)、オゾン(03)、−酸化窒素(
N02)、−二酸化窒素(N20)、三二酸化窒素(N
20い、四三酸化窒素(N204)、三二酸化窒素(N
20S)、  二酸化窒素(N−03)、シリコン原子
(Si)と酸素原子(0)と水素原子(H)とを構成原
子とする、例えばジンロキサン(HsSiO3iH3)
、トリシロキサン(迅5iO3iH30Si)L+)等
の低級シロキサン等が挙げられ、炭素原子((j導入用
の出発物質としては、例えば、メタン(CH4)、エタ
ン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン(
n−(:4Hto)、ペンタン(C5HI2)等の炭素
数1〜5の飽和炭化水素、エチレン(C2H4)、プロ
ピレン(03H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテン
−2(04H8)、インブチレン(C4H8)、ペンテ
ン(CsH+o)等の炭素数2〜5のエチレン系炭化水
素、アセチレン(’C2H2)、 メチルアセチレン(
C3H4’)、ブチン(C4H6)等の炭素数2〜4の
アセチレン系炭化水素等が挙げられ、窒素原子(N)導
入用の出発物質としては、例えば、窒素(N2)、アン
モニア(NH3)、ヒドラジン(H2NNH2)、 ア
ジ化水素(HN3.)、アジ化アンモニウム(NH4N
3 )、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素CF4N)
等が挙げられる。
例えば、グロー放電法、スパッタリング法あるいはイオ
ンブレーティング法を用いて、第■族原子又は第■族原
子を含有するa −Si (H,X)又はa−8i(G
e、5n)(H,X)で構成される層又は層領域を形成
するには、上述のa −5i(H,X)又はa −5i
(Ge 、Sn) (H、X )で構成される層の形成
の際に、第■族原子又は第■族原子導入用の出発物質を
、a−8i(H,X)又はaSi(Ge、5n)(H,
X)形成用の出発物質とともに使用して、形成する層中
へのそれらの量を制御しながら含有せしめることによっ
て行なう。
第m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、B2H6、B4HIO,BsHs、B
sH】】、B6HIO,B6HI2、B6HI4等の水
素化硼素、BF3、B C−13、B B r 3等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ALCL 3
、GaC43、Ga(CH3)z、InCl3、TtC
l 3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等の水素比隣、PH
4I、PF3、PFs 、PCl3、PC45、pBr
3、PBrs、PI3等のハロゲン比隣が挙げられる。
この他、A3H3、ASF3、AsCl2、A3Br3
、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5.5bCt
3.5bC45、BiH3、B1C43、B1Br3 
 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。
以上記述したように、本発明の光受容部材の第一の層は
、グロー放電法、スパッタリング法等を用いて形成する
が、第一の層に含有せしめるゲルマニウム原子又は/及
びスズ原子、第■族原子又は第■族原子、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・・
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、本発明の光受容部材の第一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って適宜選択される
ものである。さらに、これらの層形成条件は、該第−の
層に含有せしめる上記の各原子の種類及び量によっても
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って決定する必要もある
具体的には窒素原子、酸素原子、炭素原子弟■族原子又
は第V族原子等を含有せしめたa −8i(H,X)か
らなる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〜I Tor
rとするが、特に好ましくIri O,1〜0.5 T
orrとする。マタ、放電ハワーハ0.005〜50W
/−とするのが通常であるが、より好ましくは0.01
〜30 W/m 、特に好ましくは0.01〜20 W
/’:tdとする。
a”5iGe(H,X)からなる層を形成する場合、あ
るいは酸素原子、炭素原子、窒素原子第■族原子又は第
■族原子を含有せしめたa−3iGe (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0.01〜5 Torrとす
るが、好ましくは、0.001〜3Torrとし、特に
好ましくは0.1〜l Torrとする。
また、放電パワーは0.005〜50 W/fflとす
るのが通常であるが、好ましくは0.01〜30vJA
とし、特に好ましくは0.01〜20 W/crl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
たがって、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、本発明の第一の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、第一の層の形成の際に、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、
酸素原子、炭素原子又は窒素原子、あるいは第■族原子
又は第V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、酸素原子、炭素原子又は窒素原子、あ
るいは第■族原子又は第V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
従って適宜変化させ、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
れで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パルプ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って流量を制御し、所望の含有
率曲線を得ることもできる。
また、第一の層をスパッ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、酸素原子、炭素原
子又は窒素原子あるいは第■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、酸素原子
、炭素原子又は窒素原子あるいは第■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って
変化させる。
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
なわち表面層であって、光受容層の自由表面104での
反射をへらし、透過率を増加させる機能、即ち、反射防
止機能を奏するとともに、光受容部材の耐湿性、連続繰
返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境性および耐久性
等の諸特性を向上せしめる機能を奏するものである。
そして、第二の層の形成材料は、それをもってして構成
される層が優れた反射防止機能を奏するとともに、前述
の諸特性を向上せしめる機能を奏するという条件の他に
、光受容部材の光導電性に悪影響を与えないこと、電子
写真特性、例えばある程度以上の抵抗を有すること、液
体現像法を採用する場合には耐溶剤性にすぐれているこ
と、即に形成されている第一の層の諸特性を低下させな
いこと等の条件が要求されるものであって、こうした諸
条件を満たし、有効に使用しうるものとしては、例えば
、MgF2、At203、ZrO2、TiO+、zns
XCe02、CeF3、TazOs、AlF2、NaF
等の無機弗化物、無機酸化物及び無機硫化物の中から選
ばれる少なくとも一種が挙げられる。
また、反射防止を効率的に達成するには、第二の層の形
成材料として、第二の層の形成材料の屈折率をnとし、
第二の層が直接積層される第一の層の構成層の屈折率を
n、とじた場合、次式: の条件を満たす材料を選択使用することが望ましい。
以下、前述の無機弗化物、無機酸化物及び無機硫化物、
あるいはそれらの混合物の屈折率の例のいくつかを挙げ
るが、これらの屈折率については、作成する層の種類、
条件等により多少変動するものであることはいうまでも
ない。なお、かっこ書きの数字が屈折率を表わしている
Zr0z (2,00’)、Ti02(2,26)、Z
rO2/Ti02=6/1(2,09)、Ti0z/Z
r0z = 3 / 1 (2,20’)、Ge02(
2,23)、zns (2,24)、AtzO3(1,
63)、CeF3(1,60)、 Atze3/Zr0
2=1/1  (1,68)、MgF2(1,38) また、更に第二の層の厚さは、第二の層の厚さをd1第
二の層を構成する材料の屈折率をn1照射光の波長をλ
とした場合、次式: の条件を満たすようにすることが望ましい。具体的には
、露光光の波長が近赤外から可視光の波長域にある場合
、第二の層の層厚は、0.05〜2μmとするのが好ま
しい。
該第二の層を形成するについては、本発明の目的を効率
的に達成するために、その層厚を光学的レベルで制御す
る必要があることから、蒸着法、スパッタリング法、プ
ラズマ気相法、光CVD法、熱CVD法等が使用される
。これらの形成方法は、表面層の形成材料の種類、製造
条件、設備資本投下の負荷程度、製造規模等の要因を考
慮して適宜選択されて使用されることはいうまでもない
ところで、操作の容易さ、条件設定の容易さ等の観点か
らして、表面層を形成するについて、前述の無機化合物
が使用される場合スパッタリング法を採用するのがよい
。即ち、表面層形成用の無機化合物をターゲットとして
用い、スパッタリングガスとしてはArガスを用い、グ
ロー放電を生起せしめて、無機化合物をスパッタリング
することにより、第一の層が形成された支持体上に、第
二の層を堆積する。
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、前記したアモルファ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、さらに極めて侵へた電気的、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
あって、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、濃度が高く
、ノ・−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。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例1乃至11に従って、より詳細に
説明するが、本発明はこれ等によって限定されるもので
はない。
各実施例においては、第一の層をグロー放電法を用いて
形成し、第二の層はスパッタリング法を用いて形成した
。第25図は本発明の光受容部材の製造装置である。
図中の2502.2503.2504.2505.25
06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、25021d SiF4ガス(、純度99.99
9%)ボンベ、2503ばB2で稀釈されたB2H6ガ
ス(純度99.999%、以上B2H6/H2と略す。
)ボンベ、2504はCH4ガス(純度99.999%
)ボンベ、2505ば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5nC2+が入った密閉容器
である。
これらのガスを反応室2501 Vc流入させるにはガ
スボンベ2502〜2506のバルブ2522〜252
6、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2512〜2516、流出バルブ25
17〜2521、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Atシリンダー2537上に第一の層及び第二の層を
形成する場合の1例を以下に記載する。
まず、ガスポ/べ2502よりS iF4ガス、ガスボ
ンベ2503よりB2H6/B2ガス、ガスボンベ25
04よりCH4ガス、ガスボンベ2505よりGeF4
ガスの夫々をバルブ2522.2523.2524.2
525を開いて出口圧ゲージ2527.2528.25
29.2530の圧をlKダ/漏に調整し、流入バルブ
 2512.2513.2514.2515を徐々に開
けて、マスクロコントローラ2507.2508.25
09.251o内に流入される。引き続いて流出バルブ
2517.2518.2519.2520、補助バルブ
2532を徐々に開いてガスを反応室2501内に流入
される。
このときのSiF4ガス流量、GeF4ガス流量、CH
4ガス流量、B2H6/ Hzガス流量の比が所望の値
になるように流出パルプ2517.2518.2519
.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の読みを見ながらメ
インバルブ2534の開口を調整する。そして基体ソリ
、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254o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
イクロコンピュータ−(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って、S i F<ガス
、GeF’4ガス、CH4ガス及びB 2 Hs /H
2ガスのガス流量を制御しながら、基体シリンダー25
3フ上に先ず、シリコン原子、ゲルマニウム原子、炭素
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102′が形成された段階において、流出
バルブ2518.2520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ってグロー放電
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。
また、第一の層中にスズ原子を含有せしめる場合にあっ
て、原料ガスとしてSn(::A4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5
nCL4を加熱手段(図示せず)を用いて加熱するとと
もに、該5nCA4中にAr% He等の不活性ガスボ
/ぺ2506よりAr%He等の不活性ガスを吹き込み
、バブリングする。発生した5nC14のガスは、前述
のSiF4ガス、Ge F 4ガス、CH4ガス、B2
H6/B2ガス等と同様の手順により反応室内に流入さ
せる。
前述のようにして第一の層をグロー放電法によシ形成し
た後、第一の層を形成するのに用いた各原料ガス及び希
釈ガスのバルブを閉じたのち、リークバルブ2535を
徐々に開いて堆積装置内を大気圧に戻し、次にアルゴン
ガスを用いて堆積室内を清掃する。
次にカソード電極(図示せず)上に、第二の層形成用の
無機化合物からなるターゲットを一面に張り、リークパ
ルプ2535を閉じて堆積装置内を減圧した後、アルゴ
ンガスを堆積装置内が0.015〜O,Q2 Torr
程度になるまで導入する。
こうしたところに高周波電力(150〜170 W程度
)でグロー放電を生起せしめ、無機化合物をスパッタリ
ングして、すでに形成されている第一の層上に第二の層
を堆積する。
試験例 径2mmのSUSステンレス製剛体真球を用い、前述の
第6図に示した装置を用い、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R1幅りと
の関係を調べたところ、痕跡窪みの曲率Rと幅りとは、
真球の径π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、痕跡窪みのピッチ(痕跡窪みの密
度、また凹凸のピンチ)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ッチ
に調整することができることが確認された。
実施例1 試験例と同様にアルミニウム合金製/リンダ−の表面を
処理し、第1A表上欄に示すD及びNo、 101〜1
06)を得た。
次に該At支持体(シリンダーN0.101〜106)
上に、第25図に示す製造装置によシ、以下の第1B表
に示す条件で、第一の層を形成した。
その後、第二の層の形成材料としてZr0z (屈折率
2.00)を用い、層厚0.293μmの第二の層を形
成した。
これらの光受容部材(でついて、第26図に示す画像露
光装置を用い、波長780nm、スポット径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
行なって画像を得た。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った。
なお、第26(A)図は露光装置の全体を模式的に示す
平面略図であり、第26(B)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、2603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シ表
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。
凹凸ピッチ100μm1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った。その結果は、第1A表下欄に
示すとおシであった。
実施例2 第2B表に示す層形成条件に従って第一の層を形成した
以外はすべて実施例1と同様にして、At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5jF4ガス及び
Ge F4ガスのガス流量は第27図に示す流量変化線
に従って、マイクロコンピュータ−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った。
実施例3 実施例1で用いたAt支持体(ンリンダーNo、105
)上に、第一の層を第3A表に示す層形成条件により形
成した。なお、第一の層に含有せしめる硼素原子は、実
施例2と同じ条件で導入した。
また、第一の層形成時におけるGeH4ガス、5iE(
4ガス、H2ガス及びNH3ガスのガス流量は、第28
図に示す流量変化曲線に従って、マイクロコンピュータ
−制御により自動的に調整した。第一の層形成後、第3
B表上欄に示す第二の層構成材料(301〜320)を
用いて、第二の層を各々第3B表下欄に示す層厚となる
ようにスパッタリング法により形成した。
得られた光受容部材(301〜320)について、実施
例1と同様にして画像形成をおこなった。
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った。
実施例4 第一の層を第4表に示す層形成条件により形成した以外
は、すべて実施例3と同様にして、Aj支持体(シリン
ダーNo、 105 )上に第一の層を形成した。なお
、第一の層形成時におけるGe F4ガス及びS !F
4ガスのガス流量は第29図に示すガス流量変化図に従
って、マイクロコンピュータ−制御により自動的に調整
した。第一の層形成後、実施例3と同様にして第二の層
(301〜320)を形成した。
得られた光受容部材(401〜420)について、実施
例1と同様にして画像形成をおこなった。
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った。
実施例5〜11 実施例1で用いたAA支持体(ンリンダーN0.103
〜106)上に、各々、第5〜11表に示す層形成条件
に従って、第一の層を形成した後、各々第12表上欄に
示す層構成材料を用い、各々、第12表下欄に示す層厚
の第二の層をスパッタリング法により形成した。
なお、実施例5〜11において、第一の層形成時におけ
る使用ガスは、各々第30〜36図に示す流量変化線に
従って、マイクロコンピュータ−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、
各実施例とも、全層中に200 ppmとなるべく導入
した。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
〔発明の効果の概略〕
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたととに
よシ、前記したアモルファ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
あって、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。
【図面の簡単な説明】
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
止しうろことを示す図、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って、第6(A)図は正面図、第6
(B)図は縦断面図である。第77〜15図は、本発明
の第一の層中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、本発明の第一の層中における酸素原子、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、あるいは
、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、縦軸は第一の層の層厚を
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第一の層及び第二の層を製
造するための装置の例で、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
ス流量比の変化状態を示す図であり、縦軸は第一の層の
層厚、横軸は使用ガスのガス流量を示している。 第1乃至第3図について、 100・・・光受容部材、101・・・支持体、102
 、201 。 301・・・第一の層、103 、202 、302・
・・第二の層、104 、203 、303・・・自由
表面、204 、304・・・第−の層と第二の層の界
面、102′・・・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”・・・ゲルマニウ
ム原子及びスズ原子のいずれも含有しない眉 第4.5図について、 401 、501・・・支持体、402 、502・・
・支持体表面、403 、503 、503’・・・剛
体真球、404 、504・・・球状窪み 第6図について、 601・・・シリンダー、602・・・回転軸、603
・・・駆動手段、604・・・落下装置、605・・・
剛体真球、606・・・ボールフィーダー、607・・
−振動機、608・・・回収槽、609・・・ボール送
り装置、610・・・洗浄装置、611・・・洗浄液だ
め、612・・・洗浄液回収槽、613・・・落下口 第25図について、 2501・・・反応室、2502〜2506・・・ガス
ボンベ、2506′・・・5nC64槽、2507〜2
511・・・マスフロコントローラ、2512〜251
6・・・流入バルブ、2517〜2521・・・流出ハ
ル7”、2522〜2526・・・バルブ、2527〜
2531・・・圧力調整器、2532 、2533・・
・補助バルブ、2534・・・メインバルブ、2535
・・・リークバルブ、2536・・・真空計、2537
・・・基体シリンダー、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、2604・・・ポリ
ゴンミラー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)支持体上に、シリコン原子を含有する非晶質材料
    で構成された第一の層と、反射防止機能を奏する第二の
    層とからなる光受容層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、前記支持体表面が、複数の
    球状痕跡窪みによる凹凸形状を有していることを特徴と
    する光受容部材。 (2)第一の層が、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特許請求の範
    囲第(1)項に記載の光受容部材。 (3)第一の層が伝導性を制御する物質を含有している
    特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (4)第一の層が、伝導性を制御する物質を含有する電
    荷注入阻止層を構成層の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)第一の層が、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)第二の層が、無機弗化物、無機酸化物及び無機硫
    化物の中から選ばれる少なくとも一種で構成されたもの
    である特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (7)第二の層を構成する物質の屈折率をn、照射光の
    波長をλとした場合、第二の層の厚さdが次式: d=(λ/4n)m(但し、mは正の奇数である。)を
    満足する特許請求の範囲第(7)項に記載の光受容部材
    。 (8)第二の層を構成する物質の屈折率をnとし、第二
    の層と接する第一の層を構成する非晶質材料の屈折率を
    n_aとした場合、次式: n=√n_a を満足する特許請求の範囲第(7)項に記載の光受容部
    材。 (9)支持体の表面に設けられた複数の凹凸形状が、同
    一の曲率の球状痕跡窪みによる凹凸形状である特許請求
    の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (10)支持体の表面に設けられた複数の凹凸形状が、
    同一の曲率及び同一の幅の球状痕跡窪みによる凹凸形状
    である特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。 (11)支持体の表面の凹凸形状が、支持体の表面に複
    数の剛体真球を自然落下させて得られた前記剛体真球の
    痕跡窪みによる凹凸形状である特許請求の範囲第(1)
    項に記載の光受容部材。 (12)支持体表面の凹凸形状が、ほぼ同一径の剛体真
    球をほぼ同一の高さから落下させて得られた剛体真球の
    痕跡窪みによる凹凸形状である特許請求の範囲第(1)
    項に記載の光受容部材。 球状痕跡窪みの曲率Rと幅Dとが、次式: 0.035≦D/R を満足する値である特許請求の範囲第(1)項に記載の
    光受容部材。 (13)球状痕跡窪みの幅が、500μm以下である特
    許請求の範囲第(14)項に記載の光受容部材。 (14)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。
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