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発明の名称 電子写真用光受容部材
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−84700
公開日 平成11年(1999)3月26日
出願番号 特願平9−245534
出願日 平成9年(1997)9月10日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】若林 忠 (外4名)
発明者 土田 伸史 / 田澤 大介 / 新納 博明 / 古島 聡
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 少なくとも導電性支持体と、水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I)
1nα=(1/Eu)・hν+α1(I)
で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得られる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50meV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領域のEgが該第2の層領域のEgより大きいことを特徴とする電子写真用光受容部材。
【請求項2】 少なくとも導電性支持体と、水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I)
1nα=(1/Eu)・hν+α1(I)
で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得られる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50meV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領域のEgが該第2の層領域のEgより大きく、さらに該第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が該第1の層領域より少ないことを特徴とする電子写真用光受容部材。
【請求項3】 前記光導電層における第2の層領域を、像露光のピーク波長光を50%以上90%以下吸収する領域とする請求項1〜2のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項4】 前記光導電層における第1の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.2ppm以上30ppm以下である請求項2〜3のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項5】 前記光導電層における第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.01ppm以上10ppm以下である請求項2〜4のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項6】 前記光導電層における周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が、支持体側から表面側に向かって減少している請求項2〜5のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項7】 前記光導電層中に炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含む請求項1〜6のいずれか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、その表面上に炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含むシリコン系非単結晶材料からなる表面層が設けられている請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項9】 前記光導電層は、シリコン原子を母体として水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つおよび周期律表第IIIb族または第Vb族から選ばれる元素の少なくとも一つを含む非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の表面上に設けられ、更に該光導電層の表面上に、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含むシリコン系非単結晶材料からなる前記表面層が設けられている請求項1〜8のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
【請求項10】 前記表面層は、その層厚が0.01〜3μmである請求項8または9に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項11】 前記電荷注入阻止層は、その層厚が0.1〜5μmである請求項9に記載の電子写真用光受容部材。
【請求項12】 前記光導電層の全層厚が20〜50μmである請求項1〜11のいずれかに記載の電子写真用光受容部材。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】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。
【0002】
【従来の技術】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を有すること、光応答性が早く、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害であること、等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み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。
【0003】この様な点に優れた性質を示す光導電材料に水素化アモルファスシリコン(以下、「a−Si:H」と表記する)があり、例えば、特公昭60-35059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。
【0004】このような電子写真用光受容部材は、一般的には、導電性支持体を50℃〜350℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
【0005】また、特開昭56−83746号公報においては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含むa−Si(以下、「a−Si:X」と表記する)光導電層からなる電子写真用光受容部材が提案されている。当該公報においては、a−Siにハロゲン原子を1乃至40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、電子写真用光受容部材の光導電層として良好な電気的、光学的特性を得ることができるとしている。
【0006】そして、特開昭57−115556号公報には、a−Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が記載されている。更に、特開昭62−168161号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と41〜70原子%の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
【0007】さらに、特開昭62−83470号公報には、電子写真用感光体の光導電層において光吸収スペクトルの指数関数裾の特性エネルギーを0.09eV以下にすることにより残像現象のない高品質の画像を得る技術が記載されている。
【0008】そして、特開昭58−21257号号公報には、光導電層の作成中に支持体温度を変化させることにより光導電層内で禁止帯幅を変化させ、高抵抗であって光感度領域の広い感光体を得る技術が記載され、特開昭58−67022号公報には、SiH4ガスとH2ガスの混合比の異なる層を積層することにより、帯電能が高く高感度の感光体を得る技術が記載され、特開昭59−143379号公報ならびに特開昭61−201481号公報には、水素含有量の異なるa−Si:Hを積層することにより暗抵抗が高く高感度の感光体を得る技術が記載されている。
【0009】さらに、特開昭58−88115号公報にはアモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、光導電層において支持体側で周期律表第III族の原子を多く含有することが開示されており、特開昭62−112166号公報にはB26/SiH4流量比を3.3×10-7以上に保ってキャリア輸送層の生成を行い残像現象を無くす技術が開示されている。
【0010】一方、特開昭60−95551号公報には、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を30乃至40℃に維持して帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行うことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術が記載されている。
【0011】これらの技術により、電子写真用光受容部材の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のa−Si系材料で構成された光導電層を有する電子写真用光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電特性、及び使用環境特性の点、さらには経時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図られてはいるが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情である。
【0013】特に、電子写真装置の高画質、高速化、高耐久化は急速に進んでおり、電子写真用光受容部材においては電気的特性や光導電特性の更なる向上とともに、帯電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばすことが求められている。
【0014】そして、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
【0015】このような状況下において、前述した従来技術により上記課題についてある程度の特性向上が可能になってはきたが、更なる帯電能や画像品質の向上に関しては未だ充分とはいえない。特にアモルファスシリコン系光受容部材の更なる高画質化への課題として、周囲温度の変化による電子写真特性の変動やブランクメモリーやゴーストといった光メモリーを低減することがいっそう求められるようになってきた。
【0016】例えば、従来は感光体の画像流れの防止のために前記特開昭60−95551号公報に記載されているように、複写機内にドラムヒーターを設置して感光体の表面温度を40℃程度に保っていた。そして複写機を使用しない夜間でもドラムヒーターに通電して、帯電器のコロナ放電によって生成されたオゾン生成物が夜間に感光体表面に吸着することによって発生する画像流れを防止するようにしていた。しかし、現在では省資源・省電力のために複写機の夜間通電を極力行わないようになってきている。このような状態で複写をすると複写機内の感光体周囲温度が徐々に上昇し、それにつれて画像濃度が変わってしまうという問題が生じていた。
【0017】さらに、同一原稿を連続して繰り返し複写すると、前回の複写行程での像露光の残像が次回の複写時に画像上に生じるいわゆるゴーストや、トナーを節約するために連続複写時の紙間において感光体に照射される、いわゆるブランク露光の影響によって複写画像上に濃度差が生じるブランクメモリー等が画像品質を向上させる上で問題になってきた。
【0018】また、電子写真装置も従来の複写機としてだけでなく、ファクシミリやプリンターの役目を担うためにデジタル化することが求められるようになってきた。そして、そのための露光用光源としで主に用いられる半導体レーザーやLEDは、発光強度や価格の点から近赤外から赤色可視光までの比較的長波長のものが主流である。そのため、従来のハロゲン光を露光用光源に用いたアナログ機には見られなかった特性上の課題について改善することが求められるようになった。
【0019】特に半導体レーザーに比べて発光波長に分布を有するLEDを用いることによる特徴的なこととして、露光量(E)と感光体表面電位(V)の関係、いわゆるE−V曲線が温度によってシフトする(感度の温度特性)ことや、E−V曲線の直線性(感度の直線性)が鈍ることが注目されるようになってきた。
【0020】すなわち、LEDを露光用光源として用いたデジタル機では、感度の温度特性の増加や感度の直線性の低下のために、周囲温度によって感度が変化して画像濃度が変わってしまうという新たな課題が生じていた。
【0021】したがって、電子写真用光受容部材を設計する際に、上記したような課題が解決されるように電子写真用光受容部材の層構成、各層の化学的組成など総合的な観点からの改良を図るとともに、a−Si材料そのものの一段の特性改良を図ることが必要とされている。
【0022】本発明は、上述した従来の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。
【0023】すなわち、本発明の主たる目的は、帯電能の向上、帯電能の温度特性及び光メモリーの低減ならびに像露光用光源として主としてLEDを用いたときの感度の温度特性や感度の直線性を改善して画像品質を飛躍的に向上させた、シリコン原子を母体とした非単結晶材料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。
【0024】そして、電気的、光学的、光導電的特性が使用環境にほと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、繰り返し使用に際しては劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位がほとんど観測されず、更に画像品質の良好な、シリコン原子を母体とした非単結晶材料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。
【0025】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段によって達成される。
【0026】すなわち、本発明者らは、光導電層のキャリアの挙動に着目し、a−Siのバンドギャップ内の局在状態密度分布と帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性や感度の直線性ならびに光メモリーとの関係について鋭意検討した結果、光導電層の厚さ方向において、水素含有量、光学的バンドギャップやバンドギャップ内の局在状態密度の分布を制御することにより上記目的を達成できるという知見を得た。すなわち、シリコン原子を母体とし、水素原子及び/またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料で構成された光導電層を有する電子写真用光受容部材において、その層構造を特定化するように設計されて作成された電子写真用光受容部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の電子写真用光受容部材と比べてみてもあらゆる点において凌駕していること、特に電子写真用の光受容部材として優れた特性を有していることを見いだした。
【0027】特に、像露光用光源として長波長光(半導体レーザーやLED)を用いた場合の光電変換に関わる光入射部について、水素含有量、光学的バンドギャップやバンドギャップ内の局在状態密度の分布を制御することにより帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、さらには感度ムラを改善することができるという知見を得た。
【0028】そしてさらに、光電変換に関わる光入射部について、光が入射する部分とそれ以外の部分との役割を考慮しながら、伝導性を制御する物質である周期律表第IIIb族の元素の分布を行うことで光メモリーをより改善することができるという知見を得て完成したもので、少なくとも導電性支持体と、水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I)
1nα=(1/Eu)=hν+α1(I)
で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得られる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50meV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領域のEgが該第2の層領域のEgより大きいことを特徴とする電子写真用光受容部材を提案するものであり、少なくとも導電性支持体と、水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光導電層を備えた電子写真用光受容部材において、該光導電層は、水素原子及び/またはハロゲン原子の含有量(Ch)、光学的バンドギャップ(Eg)がそれぞれ10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下である導電性支持体側の第1の層領域と10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下である表面側の第2の層領域からなり、光子エネルギー(hν)を独立変数とし光吸収スペクトルの吸収係数(α)を従属変数とする式(I)
1nα=(1/Eu)・hν+α1(I)
で表される関数の直線関係部分(指数関数裾)から得られる特性エネルギー(Eu)が該第1の層領域は50meV以上55meV以下であり、該第2の層領域は60meV以上70meV以下であり、且つ、該第1の層領域のEgが該第2の層領域のEgより大きく、さらに該第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が該第1の層領域より少ないことを特徴とする電子写真用光受容部材を提案するものであり、前記光導電層は、第2の層領域を、像露光のピーク波長光を50%以上90%以下吸収する領域とすること、前記光導電層は、第1の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.2ppm以上30ppm以下であること、前記光導電層は、第2の層領域の周期律表第IIIb族に属する元素の含有量がシリコン原子に対して0.01ppm以上10ppm以下であること、前記光導電層は、周期律表第IIIb族に属する元素の含有量が、支持体側から表面側に向かって減少していること、前記光電層は、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含むこと、前記光電層は、その表面上に炭素、酸素窒素の少なくとも一つを含むシリコン系非単結晶材料からなる表面層が設けられていること、前記光電層はシリコン原子を母体として水素原子及び/またはハロゲン原子を含有し、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つおよび周期律表第IIIb族または第Vb族から選ばれる元素の少なくとも一つを含む非単結晶材料からなる電荷注入阻止層の表面上に設けられ、更に該光導電層の表面上に、炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含むシリコン系非単結晶材料からなる前記表面層が設けられていること、前記表面層は、層厚が0.01〜3μmであること、前記電荷注入阻止層は、層厚が0.1〜5μmであること、前記光導電層は、層厚が20〜50μmであることを含む。
【0029】なお、本発明において用られている「指数関数裾」とは、光吸収スペクトルの吸収から低エネルギー側に裾を引いた吸収スペクトルのことを指しており、また、「特性エネルギー」とは、この指数関数裾の傾きを意味している。
【0030】このことを図1を用いて詳しく説明する。
【0031】図1は、横軸に光子エネルギーhν、縦軸に吸収係数αを対数軸として示したa−Siのサブギャップ光吸収スペクトルの1例である。このスペクトルは大きく二つの部分に分けられる。すなわち吸収係数αが光子エネルギーhνに対して指数関数的、すなわち直線的に変化する部分B(指数関数裾またはUrbachテイル)と、αがhνに対しより緩やかな依存性を示す部分Aである。
【0032】B領域はa−Si中の価電子帯側のテイル準位から伝導帯への光学遷移による光吸収に対応し、B領域の吸収係数αのhνに対する指数関数的依存性は次式で表される。
【0033】α=αoexp(hν/Eu)
この両辺の対数をとるとlnα=(1/Eu)・hν+α1ただし、α1=lnαoとなり、特性エネルギーEuの逆数(1/Eu)が、B部分の傾きを表すことになる。Euは価電子帯側のテイル準位の指数関数的エネルギー分布の特性エネルギーに相当するため、Euが小さければ、価電子帯側のテイル準位が少ないことを意味する。
【0034】また、本発明において用いられている感度の温度特性および感度の直線性について図2を用いて説明する。
【0035】図2は、室温(ドラムヒーターOFF)と約45℃(ドラムヒーターON)において、それぞれ感光体の暗電位として400Vの表面電位となるように帯電し、次に露光光源としてピーク波長が680nmのLED光を照射して、その露光量を変えた時の表面電位(明電位)の変化、いわゆるE・V特性(曲線)の1例である。
【0036】感度の温度特性は、暗電位と明電位の差が200Vとなる時(△200)の露光量(半減露光量)の室温での値と約45℃での値との差で定義する。
【0037】また、感度の直線性は、暗電位と明電位の差が350Vとなる時(△350)の露光量(実測値)と、露光なしの点(暗状態)と半減露光量を照射した状態の点とを結ぶ直線を外挿して全350となる露光量(計算値)との差で定義する。
【0038】いずれもその値が小さいほど感光体として良好な特性を示すことを意味する。
【0039】本発明者らは、光学的バンドギャップ(以下、「Eg」と略記する)ならびにCPMによつて測定されたサブバンドギャップ光吸収スペクトルから求められる指数関数裾(アーバックテイル)の特性エネルギー(以下、「Eu」と略記する)と感光体特性との相関を種々の条件に渡って調べた。
【0040】その結果、像露光光源として半導体レーザーやLEDを用いた時の光入射部のEg、Euと帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性および感度ムラとが密接な関係にある事を見いだし、光入射部のEg、Euを特定の範囲内に制御することにより比較的長波長の光に適した感光体特性を発揮することを見いだし本発明を完成するに至った。
【0041】すなわち、光導電層として光学的バンドギャップが比較的小さい層領域(第2の層領域)を表面側に配設して主たる光電変換部とし、且つ、支持体側にキャリアの局在準位への捕獲率を小さくし、第2の層領域より大きい光学的バンドギャップ層領域(第1の層領域)を配設して熱励起キャリアを減少させ、キャリアの走行性を良くすることで、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性および感度ムラを改善することができ、さらに光メモリーを低減できることが本発明者らの実験により明らかになった。
【0042】また、光導電層として光学的バンドギャップが比較的小さい層領域(第2の層領域)を表面側に配設して主たる光電変換部とし、支持体側にキャリアの局在準位ヘの捕獲率を小さくし、第2の層領域より大きい光学的バンドギャップ層領域(第1の層領域)を配設し、さらに伝導性を制御する物質である周期律表第IIIb族の元素の分布を行うことで光メモリーがよりいっそう改善できることも明らかになった。
【0043】これをさらに詳しく説明すると、一般的に、a−Si:Hのバンドギャップ内には、Si−Si結合の構造的な乱れにもとづくテイル(裾)準位と、Siの未結合手(ダングリングボンド)等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの準位は電子、正孔の捕獲、再結合中心として働き素子の特性を低下させる原因になることが知られている。
【0044】このようなバンドギャップ中の局在準位の状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温容量過渡分光法、光熱偏向分光法、光音響分光法、一定光電流法等が用いられている。中でも一定光電流法(Constant PhotoCurrent Method:以後、「CPM」と略記する)は、a−Si:Hの局在準位にもとづくサブギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法として有用である。
【0045】ドラムヒーター等で感光体を加熱したときに帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリアが帯電時の電界に引かれてバンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局在準位への捕獲、放出を繰り返しながら表面に走行し、表面電荷を打ち消してしまうことが挙げられる。この時、帯電器を通過する間に表面に到達したキャリアについては帯電能の低下にはほとんど影響がないが、深い準位に捕獲されたキャリアは、帯電器を通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度特性として観測される。また、帯電器を通過した後に熱励起されたキャリアも表面電荷を打ち消し帯電能の低下を引き起こす。従って、熱励起キャリアの生成を抑え、なおかつ深い局在準位を少なくする事によりキャリアの走行性を向上させてバランスを取ることが帯電能及び帯電能の温度特性の向上のために必要である。
【0046】光メモリーはブランク露光や像露光によって生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在準位に捕獲され、光導電層内にキャリアが残留することによって生じる。すなわち、ある複写行程において生じた光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他の部分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じる。したがって、光キャリアが光導電層内に極力残留することなく、1回の複写行程で走行するように、キャリアの走行性を改善しなければならない。
【0047】また、感度の温度特性は、光導電層の電子と正孔の走行性の違いが大きい上に、走行性が温度によって変化するために生じる。光入射部ではキャリア(電子−正孔対)が生成され、正帯電の場合、電子は表面層側へ正孔は支持体側へと走行するが、半導体レーザーやLEDではその波長とa−Siの吸収係数の関係から光が深くまで進入してキャリアの生成領域が厚くなってしまう。そして、その光入射部で正孔と電子が混在すると、支持体や表面に達するまでに再結合をしてしまう割合が多くなる。その再結合の割合が再結合中心からの熱励起により変化するために、露光量すなわち光生成キャリアの数と表面電位を打ち消すキャリア数が温度によって変化することになり、その結果感度が温度によって変わることとなり、感度ムラの原因ともなる。したがって、光入射部での再結合の割合を少なくする、すなわち再結合中心となる深い準位を減らし、正孔と電子の混在領域が極力少なくなるように光の吸収率を大きく、かつキャリアの走行性も改善しバランスを取らなければならない。
【0048】さらに、感度の直線性は長波長の半導体レーザーやLEDの露光量が多くなるにしたがって、相対的に表面から深い場所での光生成キャリアの数が増加し、表面電荷を打ち消すに必要なキャリア(正帯電の場合は電子)の走行距離が増加するために生じる。したがって、光入射部の光の吸収率を高めると共に、光入射部で生成した電子の走行性と正孔の走行性を改善しバランスを取らなければならない。
【0049】したがって、Chを少なくしてEgを小さくした第2の層領域を表面側に設けることにより長波長光の吸収が大きくなって光入射部を薄くすることができるために、正孔−電子の混在領域が縮小でき、且つ、Egを第2の層領域のEgより大きくした第1の層域を支持体側に設けることで熱励起キャリアが減少し、且つEuを低減することで熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくすることができるために、キャリアの走行性が飛躍的に改善される。
【0050】つまり、上述のようにCh、Eg及びEuをバランスを取りつつ制御することで、特に半導体レーザーやLEDを像露光用光源として用いた時の帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性さらには感度ムラが大幅に改善されるという効果が認められる。
【0051】さらに、光入射部の吸収深さにより周期律表第IIIb族に属する元素のシリコン原子に対する含有量を規定し、入射光側と反対側の方が周期律表第IIIb族に属する元素を多い分布状態にすることで光入射部で生成した電子の走行性と正孔の走行性のバランスが大きく改善され、光メモリーがより改善されるという効果が認められる。
【0052】すなわち本発明は、上記構成によって、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性の低減、感度の直線性、感度ムラの改善、および光メモリーの低減を高い次元で両立させ、前記した従来技術における諸問題の全てを解決することができ、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、画像品質、耐久性および使用環境性を示す光受容部材を得ることができる。
【0053】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の電子写真用光受容部材について詳細に説明する。
【0054】図3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の模式的構成図である。
【0055】図3(a)に示す電子写真用光受容部材300は、電子写真用光受容部材用としての支持体301の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層302はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層303で構成され、光導電層303は支持体301側から順に第1の層領域311と第2の層領域312とからなっている。
【0056】図3(b)に示す電子写真用光受容部材300は、電子写真用光受容部材用としての支持体301の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層302はa−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層303と、アモルファスシリコン系表面層304とから構成されている。また、光導電層303は支持体301側から順に第1の層領域311と第2の層領域312とからなっている。
【0057】図3(c)に示す電子写真用光受容部材300は、電子写真用光受容部材用としての支持体301の上に、光受容層302が設けられている。該光受容層302は支持体301側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層305と、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層303と、アモルファスシリコン系表面層304とから構成されている。また、光導電層303は電荷注入阻止層305側から順に第1の層領域311と第2の層領域312とからなっている。
〈支持体〉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よい。導電性支持体としては、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。
【0058】本発明に於いて使用される支持体301の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの光受容部材300を形成し得るように適宜決定するが、光受容部材300としての可撓性が要求される場合には、支持体301としての機能が充分発揮でき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301は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は10μm以上とされる。
〈光導電層〉本発明に於いて、その目的を効果的に達成するために支持体301上に形成され、光受容層302の一部を構成する光導電層303は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法またはマイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるいは直流放電CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、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たっての条件の制御が比較的容易であることからグロー放電法、特にRF帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
【0059】グロー放電法によって光導電層303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、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置されてある所定の支持体301上にa−Si:H,Xからなる層を形成すればよい。
【0060】また、本発明において光導電層303中に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であるからである。よって水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子の和の量は、第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下とされるのが望ましい。
【0061】本発明において使用されるSi供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si26が好ましいものとして挙げられる。
【0062】そして、形成される光導電層303中に水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるようにはかり、本発明の目的を達成する膜特性を得るために、これらのガスに更にH2および/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成することが必要である。また、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も差し支えないものである。
【0063】また本発明において使用されるハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素するガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明に於て好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる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、たとえばSiF4、Si26等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【0064】光導電層303中に含有される水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体301の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【0065】本発明においては、光導電層303には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層303中に万偏なく均一に分布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【0066】前記伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。
【0067】第IIIb族原子としては、具体的には、硼素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特にB、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的には燐(P)、硼素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適である。
【0068】光導電層303に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、好ましくは1×10-2〜100原子ppm、より好ましくは1×10-2〜50原子ppm、最適には1×10-2〜30原子ppmとされるのが望ましい。
【0069】また特に、本発明において光導電層303中に伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族に属する元素を第2の層領域312よりも第1の層領域311の方が多くなるように含有させると、より光メモリーの改善が顕著になるが、これは光導電層のEgやEuといった物性から得られるキャリアの走行性を調整して走行性を高次でバランスさせることによると考えられる。そしてより光メモリーの改善を行う場合、正孔電子対が主に生成する部分である第2の層領域312は露光波長のピーク波長光を50%以上90%以下を吸収する領域とし、周期律表第IIIb族に属する元素の含有量は、第1の層領域311にはシリコン原子に対して0.2ppm以上30ppm以下に制御するのが望ましく、そして第2の層領域312には0.01ppm以上10ppm以下に制御するのが望ましい。
【0070】伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第IIIb族原料導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、光導電層303を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、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。
【0071】そのような第IIIb族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、B26、B410、B59,、B511、B610、B612、B614等の水素化側素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
【0072】第Vb族原子導入用の原料物質として有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第Vb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。
【0073】また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてH2および/またはHeにより希釈して使用してもよい。
【0074】さらに本発明においては、光導電層303に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子を含有させることも有効である。炭素原子及び/または酸素原子/及びまたは窒素原子の含有量はシリコン原子、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の和に対して好ましくは1×10-5〜10原子%、より好ましくは1×10-4〜8原子%、最適には1×10-3〜5原子%が望ましい。炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含有されても良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分があっても良い。
【0075】本発明において、光導電層303の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは20〜50μm、より好ましくは23〜45μm、最適には25〜40μmとされるのが望ましい。層厚が20μmより薄くなると、帯電能や感度等の電子写真特性が実用上不充分となり、50μmより厚くなると、光導電層の作製時間が長くなって製造コストが高くなる。
【0076】また、本発明において、光導電層における表面側に配設された第2の層領域は、露光波長のピーク波長光を50%以上90%以下を吸収する領域とすることが望ましい。上記範囲外では、前露光や像露光の吸収領域と生成するキャリアの走光性のバランスから、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラ、光メモリーの改善の効果を充分に発揮することができない。
【0077】また本発明において、光導電層303中に伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族に属する元素を第2の層領域312よりも第1の層領域311の方が多くなるように含有させてより光メモリーの改善が顕著に得られるようにするには、光導電層303に占める第2の層領域312の領域を、入射光のピーク波長光を50%以上90%以下吸収する膜厚にすることが望ましい。上記範囲外では、前露光ゃ像露光の吸収領域と伝導性を制御する元素である周期律表第IIIb族に属する元素の分布によるキャリアの走光性のバランスから、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラ、光メモリーの改善の効果が薄れる。
【0078】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有する光導電層303を形成するには、Si供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。
【0079】希釈ガスとして使用するH2および/またはHeの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、、第1の層領域の場合、Si供給用ガスに対しH2および/またはHeの流量を、通常の場合0.5〜10倍、好ましくは1〜8倍、最適には2〜6倍の範囲に制御することが望ましく、第2の層領域の場合、Si供給用ガスに対しH2および/またはHeの流量を、通常の場合0.1〜4倍、好ましくは0.2〜3.5倍、最適には0.5〜3倍の範囲に制御することが望ましい。
【0080】反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10-2〜2×103Pa、好ましくは5×10-2〜5×102Pa、最適には1×10-1〜2×102Paとするのが好ましい。
【0081】放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Si供給用のガスの流量に対する放電電力の比を0.3〜5、好ましくは0.5〜4、最適には1〜3の範囲に設定することが望ましい。
【0082】さらに、支持体301の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは200〜350℃、より好ましくは210〜340℃、最適には220〜330℃とするのが望ましい。
【0083】本発明においては、光導電層を形成するための支持体温度、ガス圧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、条件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光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
〈表面層〉本発明においては、上述のようにして支持体301上に形成された光導電層303の上に、更にアモルファスシリコン系の表面層304を形成することが好ましい。この表面層304は自由表面310を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するために設けられる。
【0084】又、本発明においては、光受容層302を構成する光導電層303と表面層304とを形成する非晶質材料の各々が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の確保が十分成されている。
【0085】表面層304は、アモルファスシリコン系の材料であればの材質でも可能であるが、例えば、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiC:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に酸素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiO:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に窒素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiN:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiCON:H,X」と表記する)等の材料が好適に用いられる。
【0086】本発明に於いて、その目的を効果的に達成するために、表面層304は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法またはマイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるいは直流放電CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法などの数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される光受容部材に所望される特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、光受容部材の生産性から光導電層と同等の堆積法によることが好ましい。
【0087】例えば、グロー放電法によってa−SiC:H,Xよりなる表面層304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、炭素原子(C)を供給し得るC供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層303を形成した支持体301上にa−SiC:H,Xからなる層を形成すればよい。
【0088】本発明に於いて用いる表面層の材質としてはシリコンを含有するアモルファス材料なら何れでも良いが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくとも1つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特にa−SiCを主成分としたものが好ましい。
【0089】表面層をa−SiCを主成分として構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対して30%から90%の範囲が好ましい。
【0090】また、本発明において表面層304中に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠である。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子%、好適には35〜65原子%、最適には40〜60原子%とするのが望ましい。また、弗素原子の含有量として、通常の場合は0.01〜15原子%、好適には0.1〜10原子%、最適には0.6〜4原子%とされるのが望ましい。
【0091】これらの水素及び/または弗素含有量の範囲内で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、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ている。例えば自由表面から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劣化、更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され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることにより繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響として挙げられる。
【0092】しかしながら表面層内の水素含有量を30原子%以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減少し、その結果、従来に比べて電気的特性面及び高速連続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。
【0093】一方、前記表面層中の水素含有量が70原子%を越え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くなる。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こと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、原料ガスの流量(比)、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得る。
【0094】また、表面層中の弗素含有量を0.01原子%以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成することが可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとして、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を効果的に防止することができる。
【0095】一方、表面層中の弗素含有量が15原子%を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生の効果およびコロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほとんど認められなくなる。さらに、過剰の弗素原子が表面層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画像メモリーが顕著に認められてくる。従って、表面層中の弗素含有量を前記範囲内に制御することが所望の電子写真特性を得る上で重要な因子の一つである。表面層中の弗素含有量は、水素含有量と同様に原料ガスの流量(比)、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し得る。
【0096】本発明の表面層の形成において使用されるシリコン(Si)供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si26、Si38、Si410等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si26が好ましいものとして挙げられる。また、これらのSi供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0097】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、CH4、C22、C26、C38、C410等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でCH4、C22、C26が好ましいものとして挙げられる。また、これらのC供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0098】窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、NH3、NO、N2O、NO2、O2、CO、CO2、N2等のガス状態の、またはガス化し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0099】また,形成される表面層304中に導入される水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるように図るために、これらのガスに更に水素ガスまたは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成することが好ましい。また、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も差し支えないものである。
【0100】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さら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のまたはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明に於て好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる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、たとえばSiF4、Si26等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【0101】表面層304中に含有される水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体301の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【0102】炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されても良いし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分があっても良い。
【0103】さらに本発明においては、表面層304には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層304中に万偏なく均一に分布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【0104】前記の伝導性を制御する原子としでは、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。
【0105】第IIIb族原子としては、具体的には、硼素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特にB、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的には燐(P)、硼素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適である。
【0106】表面層304に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、好ましくは1×10-3〜1×103原子ppm、より好ましくは1×10-2〜5×102原子ppm、最適には1×10-1〜1×102原子ppmとされるのが望ましい。伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、表面層304を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、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。そのような第IIIb族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
【0107】第Vb族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P24等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第Vb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。 また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
【0108】本発明に於ける表面層304の層厚としては、通常0.01〜3μm、好適には0.05〜2μm、最適には0.1〜1μmとされるのが望ましいものである。層厚が0.01μmよりも薄いと光受容部材を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、3μmを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。
【0109】本発明による表面層304は、その要求される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成される。即ち、Si、C及び/またはN及び/またはO、H及び/またはXを構成要素とする物質はその形成条件によって構造的には結晶からアモルファ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、本発明においては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成される様に、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になされる。
【0110】例えば、表面層304を耐圧性の向上を主な目的として設けるには、使用環境に於いて電気絶縁性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。
【0111】又、連続繰り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304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有る程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
【0112】本発明の目的を達成し得る特性を有する表面層304を形成するには、ガスの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要であるが、これらの層作成ファ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電荷注入阻止層を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【0113】さらに本発明に於いては、光導電層と表面層の間に、炭素原子、酸素原子、窒素原子の含有量を表面層より減らしたブロッキング層(下部表面層)を設けることも帯電能等の特性を更に向上させるためには有効である。
【0114】また表面層304と光導電層303との間に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子の含有量が光導電層303に向かって減少するように変化する領域を設けても良い。これにより表面層と光導電層の密着性を向上させ、光キャリアの表面への移動がスムーズになるとともに光導電層と表面層の界面での光の反射による干渉の影響をより少なくすることができる。
〈電荷注入阻止層〉本発明の光受容部材においては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止層は光受容層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
【0115】該層に含有される伝導性を制御する原子は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。分布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するように含有させるのが好適である。
【0116】しかしながら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。
【0117】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。
【0118】第IIIb族原子としては、具体的には、B(ほう素),Al(アルミニウム),Ga(ガリウム),In(インジウム),Ta(タリウム)等があり、特にB,Al,Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的にはP(リン),As(砒素),Sb(アンチモン),Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適である。
【0119】本発明において電荷注入阻止層中に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定されるが、好ましくは10〜1×104原子ppm、より好適には50〜5×103子ppm、最適には1×102〜3×103原子ppmとされるのが望ましい。
【0120】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ることができる。
【0121】該層に含有される炭素原子または窒素原子または酸素原子は該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。本発明における電荷注入阻止層の全層領域に含有される炭素原子及び/または窒素原子および/または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決定されるが、一種の場合はその量として、二種以上の場合はその総和として、好ましくは1×10-3〜30原子%、より好適には5×10-3〜20原子%、最適には1×10-2〜10原子%とされるのが望ましい。
【0122】また、本発明における電荷注入阻止層に含有される水素原子および/またはハロゲン原子は層内に存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には1〜50原子%、より好適には5〜40原子%、最適には10〜30原子%とするのが望ましい。
【0123】本発明において、電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとされるのが望ましい。層厚が0.1μmより薄くなると、支持体からの電荷の注入阻止能が不充分になって充分な帯電能が得られなくなり、5μmより厚くしても電子写真特性の向上は期待できず、作製時間の延長による製造コストの増加を招くだけである。
【0124】本発明において電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積法が採用される。
【0125】本発明の目的を達成し得る特性を有する電荷注入阻止層305を形成するには、ガスの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要であるが、これらの層作成ファ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電荷注入阻止層を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【0126】このほかに、本発明の光受容部材においては、光受容層302の前記支持体301側に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素原子または/及びハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有する層領域を有することが望ましい。
【0127】また、本発明の光受容部材に於いては、支持体301と光導電層303あるいは電荷注入阻止層305との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例えば、Si34、SiO2、SiO、あるいはシリコン原子を母体とし、水素原子及び/またはハロゲン原子と、炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素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。更に、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても良い。
【0128】次に、光受容層を形成するための装置および膜形成方法について詳述する。
【0129】図4は、RF帯の電源周波数を用いた高周波プラズマCVD法(以後「RF−PCVD」と略記する)による光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。図4に示す製造装置の構成は以下の通りである。
【0130】この装置は大別すると、堆積装置(4100)、原料ガスの供給装置(4200)、反応容器(4111)内を減圧にするための排気装置(図示せず)から構成されている。堆積装置(4100)中の反応容器(4111)内には円筒状支持体(4112)、支持体加熱用ヒーター(4113)、原料ガス導入管(4114)が設置され、更に高周波マッチングボックス(4115)が接続されている。
【0131】原料ガス供給装置(4200)は、SiH4、GeH4、H2、CH4、B26、PH3等の原料ガスのボンベ(4221〜4226)とバルブ(4231〜4236,4241〜4246,4251〜4256)およびマスフローコントローラー(4211〜4216)から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ(4260)を介して反応容器(4111)内のガス導入管(4114)に接続されている。
【0132】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。
【0133】まず、反応容器(4111)内に円筒状支持体(4112)を設置し、不図示の排気装置(例えば真空ポンプ)により反応容器(4111)内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター(4113)により円筒状支持体(4112)の温度を200℃乃至350℃の所定の温度に制御する。
【0134】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器(4111)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(4231〜4237)、反応容器のリークバルブ(4117)が閉じられていることを確認し、叉、流入バルブ(4241〜4246)、流出バルブ(4251〜4256)、補助バルブ(4260)が開かれていることを確認して、まずメインバルブ(4118)を開いて反応容器(4111)およびガス配管内(4116)を排気する。
【0135】次に真空計(4119)の読みが約1×10-2Paになった時点で補助バルブ(4260)、流出バルブ(4251〜4256)を閉じる。
【0136】その後、ガスボンベ(4221〜4226)より各ガスをバルブ(4231〜4236)を開いて導入し、圧力調整器(4261〜4266)により各ガス圧を2Kg/cm2に調整する。次に、流入バルブ(4241〜4246)を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー(4211〜4216)内に導入する。
【0137】以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。
【0138】円筒状支持体(4112)が所定の温度になったところで流出バルブ(4251〜4256)のうちの必要なものおよび補助バルブ(4260)を徐々に開き、ガスボンベ(4221〜4226)から所定のガスをガス導入管(4114)を介して反応容器(4111)内に導入する。次にマスフローコントローラー(4211〜4216)によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器(4111)内の圧力が1.5×102Pa以下の所定の圧力になるように真空計(4119)を見ながらメインバルブ(4118)の開口を調整する。内圧が安定したところで、周波数13.56MHzのRF電源(不図示)を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス(4115)を通じて反応容器(4111)内にRF電力を導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体(4112)上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、RF電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【0139】同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【0140】それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器(4111)内、流出バルブ(4251〜4256)から反応容器(4111)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(4251〜4256)を閉じ、補助バルブ(4260)を開き、さらにメインバルブ(4118)を全開に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。
【0141】また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行なっている間は、支持体(4112)を駆動装置(不図示)によつて所定の速度で回転させることも有効である。
【0142】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【0143】いずれの方法においても、堆積膜形成時の支持体温度は、特に200℃以上350℃以下、好ましくは210℃以上340℃以下、より好ましくは220℃以上330℃以下が望ましい。
【0144】支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【0145】それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体を搬送する方法が用いられる。
【0146】以下、実験例、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれによって何等限定されるものではない。
〈実験例〉《実験例1》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、表1に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。この際、電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順で光導電層を形成した。
【0147】
【表1】

一方、アルミニウムシリンダーに代えて、サンプル基板を設置するための溝加工を施した円筒形のサンプルホルダーを用い、ガラス基板(コーニング社 7059)ならびにSiウエハー上に、上記光導電層の各層領域の作成条件にて、膜厚約1μmのa−Si膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜は、光学的バンドギャップ(Eg)を測定した後、Crの串型電極を蒸着し、CPMにより指数関数裾の特性エネルギー(Eu)を測定し、Siウエハー上の堆積膜はFTIRにより水素含有量(Ch)を測定した。
【0148】表1の例では第1の層領域はCh、Eg、Euはそれぞれ15原子%、1.72eV、52meVであり、第2の層領域のCh、Eg、Euはそれぞれ20原子%、1.65eV、69meVであった。
【0149】次いで、各層領域の厚さは変えずに、SiH4ガス流量、SiH4ガスとH2ガスとの混合比、SiH2ガス流量と放電電力との比率ならびに支持体温度を種々変えることによって、第1の層領域のEg(Ch)、Euの異なる種々の光受容部材を作製した。
【0150】作製した光受容部材を電子写真装置(キャノン製NP−6550を実験用に改造)にセットして、電位特性の評価を行った。
【0151】この際、プロセススピード380mm/sec、前露光(波長700nmのLED)4lux・sec、コロナ帯電器の帯電ワイヤーの電流値1000μAの条件にて、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計(TREK社 Model 344)の電位センサーにより光受容部材の暗状態での表面電位(暗電位)を測定し帯電能とした。次に、光受容部材に内蔵したドラムヒーターにより温度を室温(約25℃)から45℃まで変えて、上記の条件にて帯電能を測定し、そのときの温度1℃当たりの帯電能の変化を帯電能、帯電能の温度特性とした。また、光受容部材の表面温度を室温および45℃において暗電位が400Vとなるように帯電条件を設定し、像露光光源としてピーク波長680nmのLEDを用い、その露光量を変えてE−V特性(曲線)を測定して感度の温度特性ならびに感度の直線性を評価した。感度ムラは、先ずドラムヒーターにょり光受容部材の表面温度を45℃まで昇温させて、暗電位が400Vとなるように帯電条件を設定する。そして次に、像露光光源としてピーク波長680nmのLEDを用い、電位が50Vになる光量を光受容部材の軸方向に10点測定して最大値と最小値の差を感度ムラとした。光メモリー電位は、感度の測定と同様に像毎光半源に680nmのLEDを用い、上述の条件下において同様の電位センサーにより非露光状態での表面電位と、一旦露光した後に再度帯電したときの電位との差を測定した。
【0152】本実験例のEg、Euと帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係をそれぞれ図5、図6、図7、図8、図9ならびに図10に示す。それぞれの特性に関して、光導電層を全て第2の層領域のみで構成した場合を1としたときの相対値で示した6図5、図6、図7、図8、図9ならびに図10から明らかなように、第1の層領域においてEgが1.7eV以上1.8eV以下、Euが50meV以上55meV以下において、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーのいずれも良好な特性を得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例2》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例1と同様に表1に示す条件で、直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。その際、光導電層の第2の層領域におけるピーク波長680nmのLEDの吸収率を40%〜95%まで変化させて作製した。
【0153】作製した個々の光受容部材について実験例1と同様の電位特性評価を行った。
【0154】本実験例の光導電層における第2の層領域の光吸収率と、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係をそれぞれ図11、図12、図13、図14、図15ならびに図16に示す。それぞれの特性に関して、光導電層を第2の層領域のみで構成した場合を1としたときの相対値で示した。図11、図12、図13、図14、図15ならびに図16から明らかなように、光導電層における第2の層領域の光吸収率が50%以上90%以下の場合に、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーいずれも良好な特性を得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例3》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例1の表1において光導電層における第1の層領域の執原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を2ppmに変更し、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを85%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は30μmとした以外は全て実験例1と同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。結果は、第1の層領域はCh、Eg、Euはそれぞれ15原子%、1.72eV、52meVであり、第2の層領域のCh、Eg、Euはそれぞれ20原子%、1.65eV、69meVであった(実験例3−A)。次いで、各層領域の厚さは変えずに、SiH4ガス流量、SiH4ガスとH2ガスとの混合比、SiH4ガス流量と放電電力との比率ならびに支持体温度を種々変えることによって、第1の層領域のEg(Ch)、Euの異なる種々の光受容部材を作製した。
【0155】作製した個々の光受容部材について実験例1と同様にEg、Euと帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係を調べたところ、実験例1と同様の傾向を示し、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を光導電層で分布させた場合も、第1の層領域においてEgが1.7eV以上1.8eV以下、Euが50meV以上55meV以下において、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーのいずれも良好な特性を得られることがわかった。特に、光メモリーの改善が顕著であり実験例1で作製したものよりも良好な結果が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例4》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例3−Aにおいて第2の層領域がピーク波長680nmのLEDの吸収率を40%〜95%まで変化させた以外は全て同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0156】作製した個々の光受容部材について実験例3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係を調べたところ、第2の層領域の光吸収率を50%以上90%以下にして作製したものは実験例3と同様に良好な結果を示し、第2の層領域の光吸収率を50%以上90%以下にすることで本発明の効果が得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例5》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例3−Aにおいて光導電層におけるSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を第2の層領域は0.1ppmに固定して、第1の層領域において、0.15ppm、0.2ppm、5ppm、10ppm、20ppm、30ppmおよび35ppmに変更した以外は全て同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0157】作製した個々の光受容部材について実験例3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係を調べたところ、第1の層領域において、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.2ppm以上30ppm以下にして作製したものは実験例3と同様に良好な結果を示し、第1の層領域においてSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.2ppm以上30ppm以下にすることで本発明の効果が得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例6》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例3−Aにおいて光導電層におけるSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を第1の層領域は12ppmに固定して、第2の層領域において、0.005ppm、0.01ppm、0.5ppm、1ppm、5ppm、10ppmおよび11ppmに変更した以外は全て同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0158】作製した個々の光受容部材について実験例3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係を調べたところ、第2の層領域において、樹原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.01ppm以上10ppm以下にして作製したものは実験例3と同様に良好な結果を示し、第1の層領域においてSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を0.01ppm以上10ppm以下にすることで本発明の効果が得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
《実験例7》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、実験例3−Aにおいて光導電層における樹原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を (1)第1の層領域は10ppm→2ppmに図13の(a)〜(g)に示したように変化させ、それぞれに対して第2の層領域は1.5ppm→0.5ppmに図13の(a)〜(b)に示した用に変化させた。
【0159】(2)第1の層領域は10ppm→2ppmに図13の(a)〜(g)に示したように変化させ、それぞれに対して第2の層領域は1.5ppm一定とした。
【0160】(3)第1の層領域は10ppm一定にし、第2の層領域は1.5ppm→0.5ppmに図13の(a)〜(g)に示した用に変化させた。
【0161】上記の(1)〜(3)のようにした以外は全て同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0162】作製した(1)〜(3)の光受容部材について実験例3と同様に帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとの関係を調べたところ実験例3と同様に良好な結果を示し、本発明の効果が得られることがわかった。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0163】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
《実施例1》図4に示す光受容部材の製造装置を用い、直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。この際、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、実験例1の表面層に代えて、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。
【0164】表2にこのときの光受容部材の作製条件を示した。
【0165】
【表2】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ15原子%、1.73eV、54meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ18原子%、1.70eV、65meVという結果が得られた。
【0166】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実験例1と同様の電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとも良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0167】また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されずその他の画像特性(ポチ、画像流れ)についても良好な特性が得られた。
【0168】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例2》実施例1において光導電層における第1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を3ppmに変更し、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを80%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は32μmとした以外は全て同じ条件で直径80m品の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0169】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実験例1と同様の電位特性の評価を行ったところ、帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラならびに光メモリーとも良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0170】また、作製した光受容部材を正帯電して画像評価をしたところ、画像上でも光メモリーは観測されずその他の画像特性(ポチ、画像流れ)についても良好な特性が得られた。
【0171】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例3》本例では、直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、実施例1のH2に代えてHeを使用した。
【0172】表3に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【0173】
【表3】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ25原子%、1.8eV、54meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ15原子%、1.73eV、63meVという結果が得られた。
【0174】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0175】すなわち、H2に代えてHeを使用して光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例4》実施例3において光導電層における第1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を3ppm→2ppmに図13(b)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを75%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は30μmとした以外は全て同じ条件で直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0176】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0177】すなわち、H2に代えてHeを使用して光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60mev以上70mev以下とし、第1の層領域、Egが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例5》本例では、直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子を含有させた。
【0178】表4に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【0179】
【表4】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ21原子%、1.76eV、53meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ20原子%、1.75eV、70meVという結果が得られた。
【0180】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0181】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子を含有させた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例6》実施例5において光導電層における第2の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を1ppm→0.5ppmに図13(c)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを75%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は30μmとした以外は全て同じ条件で直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0182】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0183】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層のシリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けるとともに、全ての層にフッ素原子、ホウ素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子を含有させた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例7》本例では、直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、全ての層にフッ素原子を含有させるとともに、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた。
【0184】表5に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【0185】
【表5】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ16原子%、1.73eV、53meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ16原子%、1.70eV、64meVという結果が得られた。
【0186】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0187】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、全ての層にフッ素原子を含有させるとともに、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例8》実施例7において光導電層における第2の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を2ppm→1ppmに図13(d)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを80%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は25μmとした以外は全て同じ条件で直径80mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0188】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0189】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、全ての層にフッ素原子を含有させるとともに、シリコン原子および炭素原子の含有量を層厚方向に不均一な分布状態とした表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例9》本例では、直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、H2に加えてHeを使用した。
【0190】表6にこのときの光受容部材の作製条件を示した。
【0191】
【表6】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ10原子%、1.70eV、53meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ10原子%、1.68eV、70meV、という結果が得られた。
【0192】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0193】すなわち、直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、H2に加えてHeを使用した場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることが分かった。
《実施例10》実施例9において光導電層における第1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を3ppm→2ppmに図13(e)のように変化させ、第2の層領域のSi原字に対する第IIIb族元素(B)の含有量を1ppm→0.5ppmに図13(f)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを85%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は30μmとした以外は全て同じ条件で直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0194】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0195】すなわち、直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とした構成とし、H2に加えてHeを使用した場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例11》本例では、直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子を表面層に含有させて設けた。
【0196】表7にこのときの光受容部材の作製条件を示した。
【0197】
【表7】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ19原子%、1.74eV、55meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ18原子%、1.73eV、60meVという結果が得られた。
【0198】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子与真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0199】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子をに含有させた表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50mev以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例12》実施例11において光導電層における第1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を3ppm→2ppmに図13(g)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを90%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は25μmとした以外は全て同じ条件で直径60mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0200】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製NP−6550を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0201】すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とし、表面層を構成する原子として、炭素原子の代わりに窒素原子をに含有させた表面層を設けた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、5。meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例13》本例では、直径30mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とした。
【0202】表8に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【0203】
【表8】

本例では、光導電層の第1の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ12原子%、1.72eV、51meV、第2の層領域のCh、Eg、Euは、それぞれ20原子%、1.67eV、68meVという結果が得られた。
【0204】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製GP−55を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例1と同様の評価をしたところ、実施例1と同様に良好な電子写真特性が得られた。また、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0205】すなわち、支持体として直径30mmのアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きくすることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
《実施例14》実施例13において光導電層における第1の層領域のSi原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量を4ppm→2ppmに図13(g)のように変化させ、第2の層領域の層厚はピーク波長680nmのLEDを70%吸収できる厚さとし、光導電層の全層厚は25μmとした以外は全て同じ条件で直径30mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー(支持体)上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる光受容部材を作製した。
【0206】作製した光受容部材を電子写真装置(キヤノン製GP−55を実験用に改造、像露光はピーク波長680nmのLED)にセットして、実施例2と同様の電位特性の評価を行ったところ、実施例2と同様に良好な結果が得られ、像露光光源をLEDから半導体レーザー(波長680nm)にした場合も同様な結果が得られることがわかった。
【0207】すなわち、支持体として直径30mmのアルミニウムシリンダー(支持体)を用い、光導電層を電荷注入阻止層側から第1の層領域、第2の層領域の順とた場合においても、光導電層のCh、Eg、Euをそれぞれ第1の層領域は10原子%以上25原子%以下、1.7eV以上1.8eV以下、50meV以上55meV以下とし、第2の層領域は10原子%以上20原子%以下、1.65eV以上1.75eV以下、60meV以上70meV以下とし、第1の層領域のEgが第2の層領域のEgより大きく、Si原子に対する第IIIb族元素(B)の含有量に分布を持たせることが良好な電子写真特性を得るために必要であることがわかった。
【0208】
【発明の効果】本発明によれば、光受容部材の使用温度領域での帯電能、帯電能の温度特性、感度の温度特性、感度の直線性および感度ムラが飛躍的に改善されるとともに光メモリーの発生を実質的になくすることができるために、光受容部材の使用環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明に出てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ることができる電子写真用光受容部材が得られる。
【0209】したがって、本発明の電子写真用光受容部材を前述のごとき特定の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すべて解決することができ、特にきわめて優れた電気的特性、光学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性およぴ使用環境特性を示す。
【0210】特に本発明においては、光導電層の特に光電変換に関わる光の吸収する領域とその他の領域との役割を考慮しながら、水素含有量、光学的バンドギャップや光吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エネルギーの分布、さらには導電性を制御する物質で有る周期律表第IIIb族に属する元素の分布を関連させながら制御することにより、デジタル化のための長波長レーザー及びLEDに対して、感度の温度特性、感度の直線性、感度ムラ、光メモリーを小さく抑え、極めて優れた電位特性、画像特性を有するという特徴を有する。




 

 


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