(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン原子を母体とし水素原子および／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光受容部材において、
前記光導電層は、第一の層領域と第二の層領域とが積層されて含まれ、第一の層領域における水素含有量が１５〜２５原子％、光学的バンドギャップが１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、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が５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶであり、第二の層領域における水素含有量が１０〜２０原子％、光学的バンドギャップが１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、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が５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶであり、かつ、水素含有量、光学的バンドギャップ及び特性エネルギーが第一の層領域の方が第二の層領域の方より大きいことを特徴とする光受容部材。
【請求項２】
全光導電層膜厚に占める第二の層領域の割合が、３％以上５０％未満である請求項１に記載の光受容部材。
【請求項３】
前記光導電層は、導電性支持体の表面上に第一の層領域が設けられ、その上に第二の層領域が積層されている請求項１または２に記載の光受容部材。
【請求項４】
前記光導電層は、導電性支持体の表面上に第二の層領域が設けられ、その上に第一の層領域が積層されている請求項１または２に記載の光受容部材。
【請求項５】
前記光導電層は、導電性支持体の表面上に第二の層領域が設けられ、その上に第一の層領域が積層され、さらにその上に第二の層領域が積層されている請求項１または２に記載の光受容部材。
【請求項６】
第一の層領域の上に積層された第二の層領域は、像露光に用いるレーザー波長の光吸収率が８０％以上９５％以下になるのに必要な膜厚で積層されている請求項１〜３および請求項５のいずれか１項に記載の光受容部材。
【請求項７】
前記光導電層は、その光導電層中に周期律表第ＩＩＩｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つを含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の光受容部材。
【請求項８】
前記光導電層は、その光導電層中に炭素原子、酸素原子および窒素原子の少なくとも一つを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の光受容部材。
【請求項９】
前記光導電層は、その表面上に炭素原子、酸素原子および窒素原子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１〜８のいずれか１項に記載の光受容部材。
【請求項１０】
前記光導電層は、シリコン原子を母体とし、炭素原子、酸素原子および窒素原子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上に設けられ、さらに該光導電層の表面上に、炭素原子、酸素原子および窒素原子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９に記載の光受容部材。
【請求項１１】
前記表面層は、その層厚が０．０１〜３μｍである請求項９または１０に記載の光受容部材。
【請求項１２】
前記電荷注入阻止層は、その層厚が０．１〜５μｍである請求項１０に記載の光受容部材。
【請求項１３】
前記光導電層の層厚が２０〜５０μｍである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光受容部材。
【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線のような電磁波を意味する。）に対して感受性のある光受容部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像形成分野において、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光受容部材の場合には、上記の使用時における無害性は重要な点である。
【０００３】
このよう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】
このような光受容部材には、一般的には、導電性支持体を５０℃〜３５０℃に加熱し、この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】
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原子として含む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。この公報においては、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】
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、光導電的特性および耐湿性等の使用環境特性、さらには経時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、シリコン原子およ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。
【０００７】
特開昭６０−６７９５１号公報には、アモルファスシリコン、炭素、酸素および弗素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体についての技術が記載され、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。
【０００８】
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開示されている。
【０００９】
特開昭５８−２１２５７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開示され、特開昭５８−１２１０４２号公報には、光導電層の膜厚方向にエネルギーギャップ状態密度を変化させ、表層のエネルギーギャップ状態密度が１０17〜１０19ｃｍ-3とすることにより、湿度による表面電位の低下を防止する技術が開示されている。また、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値が高く高感度の感光体を得る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開示されている。
【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、光導電的特性およ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、光導電特性およ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さらなる向上とともに、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】
また、近年のオフィスや一般家庭へのコンピューターの普及と文章画像のデジタル化が進みマルチメディア時代に向けて電子写真装置も従来の複写機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が求められるようになった。デジタル化のために用いられる半導体レーザーやＬＥＤは発光強度や価格の問題からも赤外から赤色可視光までの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用いたアナログ複写機には見られなかった特性が問題となり改善が求められるようになった。
【００１６】
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、さら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さら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光疲労あるいはブランクメモリーやゴーストのような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。また、デジタル化に伴い長波長のレーザーやＬＥＤを用いることにより、光量・帯電能曲線の変化部分が温度によって変化する（感度の温度特性）やその変化部分が直線から鈍ってくる（感度の直線性）が新たな特性として注目されるようになってきた。
【００１７】
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。しかしながら、従来の感光体では前露光キャリアや熱励起キャリアの生成に起因した帯電能の温度依存性、いわゆる温度特性が大きく、複写機内の実際の使用環境下では本来感光体が有しているよりも帯電能が低い状態で使用せざるを得なかった。例えば、室温での使用時に比べてドラムヒーターで４０℃程度に加熱している状態では帯電能が１００Ｖ程度低下してしまっていた。
【００１８】
また、従来は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するオゾン生成物を夜間に感光体表面に吸着させることによって、画像流れの発生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。このような状態で連続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、それにつれて帯電能が低下して、複写中に画像濃度が変わってしまうという問題が生じていた。
【００１９】
また、レーザー光を用いたデジタル機で上記のようにドラムヒーター等により感光体の温度を一定に制御していない場合、感光体周囲温度が変化することによって、感度の温度特性や感度の直線性のために、感度が変化し画像濃度が変わってしまうという問題が生じていた。
【００２０】
一方、同一原稿を連続して繰り返し複写すると、画像露光による感光体の光疲労のために、画像濃度の低下やかぶりが生じることがあった。また、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や、前記の複写行程の像露光の残像が次回の複写時に画像上に生じる、いわゆるゴースト等が画像品質を向上させる上で問題になってきた。
【００２１】
したがって、電子写真用光受容部材を設計する際に、上記したような問題が解決されるように電子写真用光受容部材の層構成、各層の化学的組成等総合的な観点からの改良を図ると共に、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】
そこで、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、帯電能の向上と、温度依存性の低減および前記の光メモリーの低減を高次元で両立させて、得られる画像品質を飛躍的に向上させることのできる、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光受容部材を提供することにある。
【００２４】
特に、電気的、光学的、光導電的特性が使用環境にほとんど影響され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、さらに得られる画像の品質が良好な、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】
上記課題を解決するために、本発明者は、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温度特性や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、水素原子および／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は優れた特性を有していることを見いだした。
【００２６】
また、本発明はデジタル化に対応した長波長光（レーザーやＬＥＤ）に最適化するために、特に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感度の温度特性や感度の直線性を改善するという目的を達成できるという知見を得た。このようなことから、本発明は次のような特徴を有する発明を提供するものである。
【００２７】
すなわち、本発明の光受容部材は、第１に、シリコン原子を母体とし水素原子および／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光受容部材において、前記光導電層は、第一の層領域と第二の層領域とが積層されて含まれ、第一の層領域における水素含有量が１５〜２５原子％、光学的バンドギャップが１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、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が５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶであり、第二の層領域における水素含有量が１０〜２０原子％、光学的バンドギャップが１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、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が５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶであり、かつ、水素含有量、光学的バンドギャップ及び特性エネルギーが第一の層領域の方が第二の層領域の方より大きいことを特徴としている。
【００２８】
第２に、前記光導電層において、全光導電層膜厚に占める第二の層領域の割合は、３％以上５０％未満であることを特徴とする前記第１に記載の光受容部材である。
第３に、前記光導電層は、導電性支持体の表面上における第一の層領域の上に第二の層領域が積層されていることを特徴とする前記第１または第２に記載の光受容部材である。
第４に、前記光導電層は、導電性支持体の表面上における第二の層領域の上に第一の層領域が積層されていることを特徴とする前記第１または第２に記載の光受容部材である。
第５に、前記光導電層は、導電性支持体の表面上における第二の層領域の上に第一の層領域が、さらにその上に第二の層領域が積層されることを特徴とする前記第１または第２に記載の光受容部材である。
第６に、第一の層領域の表面側に積層された第二の層領域は、像露光に用いるレーザー波長の光吸収率が８０％以上９５％以下になるのに必要な膜厚に積層されていることを特徴とする前記第１〜第３および第５のいずれかに記載の光受容部材である。
第７に、前記光導電層は、その光導電層中に周期律表第ＩＩＩｂ族または第Ｖｂ族に属する元素の少なくとも一つを含有することを特徴とする前記第１〜第６のいずれかに記載の光受容部材である。
第８に、前記光導電層は、その光導電層中に炭素原子、酸素原子および窒素原子の少なくとも一つを含むことを特徴とする前記第１〜第７のいずれかに記載の光受容部材である。
第９に、前記光導電層は、その表面上に炭素原子、酸素原子および窒素原子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を特徴とする前記第１〜第８のいずれかに記載の光受容部材である。
第１０に、前記光導電層は、シリコン原子を母体とし、炭素原子、酸素原子および窒素原子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、さらにこの光導電層の表面上に、炭素原子、酸素原子および窒素原子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を特徴とする前記第９に記載の光受容部材である。
第１１に、前記表面層は、その層厚が０．０１〜３μｍであることを特徴とする前記第９または第１０に記載の光受容部材である。
第１２に、前記電荷注入阻止層は、その層厚が０．１〜５μｍであることを特徴とする前記第１０に記載の光受容部材である。
第１３に、前記光導電層の層厚が２０〜５０μｍである前記第１〜第１２のいずれかに記載の光受容部材である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる「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】
このことは図１を用いて詳しく説明する。図１は、横軸に光子エネルギーｈν、縦軸に吸収係数αを自然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（指数関数裾またはアーバック（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。
【００３１】
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。
【００３２】
α＝αo ｅｘｐ（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。
【００３３】
本発明者らは、光学的バンドギャップ（以下、「Ｅｇ」と略記する）ならびに後述するＣＰＭによっ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亘って調べた結果、Ｅｇ、Ｅｕとａ−Ｓｉ感光体の帯電能、温度特性や光メモリーとが緻密な関係にあることを見いだし、さらに、それらの異なる膜を積層することによりａ−Ｓｉ感光体が良好な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。
【００３４】
特に長波長レーザーに最適化するために、光入射部のＥｇ、Ｅｕとレーザー光源を用いたときの感光体特性を詳細に検討した結果、Ｅｇ、Ｅｕと感度の温度特性、感度の直線性とが密接な関係にあることを見だした。すなわち光入射部のＥｇ、Ｅｕおよび水素含有量を特定の範囲内にすることにより感光体がデジタル化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。
【００３５】
具体的には、光学的バンドギャップが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を光導電層と表面層の界面領域に介在させることにより、感度の温度特性および感度の直線性を大幅に改善し、光メモリーの発生を実質的になくすことができることが本発明者の実験により明らかになった。
【００３６】
また、光学的バンドギャップが小さく、キャリアの局在準位への捕獲率を小さくした層領域を光導電層と阻止層の界面領域に介在させることにより、帯電能の向上と温度特性および光メモリーの低減とを両立させ、なおかつ密着性向上により小径支持体への積層に伴う応力増大にも問題なく対応できることも明らかになった。
【００３７】
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基づくテイル（裾）準位と、Ｓｉ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。
【００３８】
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：「ＣＰＭ」と略記する）はａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基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。
【００３９】
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。このとき、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。したがって、主となる光導電層の光学的バンドギャップを大きくすることにより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ことによりキャリアの走行性を向上させることが温度特性の向上のために必要である。
【００４０】
さらに、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の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、光キャリアの光導電層内の残留を極力少なくし、光キャリアが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。
【００４１】
また、感度の温度特性は、光導電層の正孔と電子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。光入射部内では正孔と電子が対で生成され、正孔は支持体側へ電子は表面層側へ走行するが、その移動中に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捕獲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になる。したがって、光入射部での再結合の割合を少なくする、すなわち再捕獲中心となる深い準位を少なくすることと、正孔と電子の混在領域が小さくなるように長波長光の光吸収率を大きくし、そしてキャリアの走行性も改善しなければならない。
【００４２】
さらに、感度の直線性は、長波長レーザー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が増加し、走行距離が長いキャリア（電子）が増加するために生じる。したがって、光入射部の光吸収率を高めると共に、光入射部の電子の走行性とその支持体側の正孔の走行性を改善しバランスをとらなければならない。
【００４３】
したがって、Ｃｈ（水素含有量）を少なくしてＥｇを狭くしつつＥｕを制御（低減）した層領域を光入射部として設けることにより、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。Ｅｇを小さくすることによって長波長光の吸収が大きくなり光入射部を小さくできるために、正孔電子混在領域が縮小できる。またさらなる効果として支持体側光導電層は主たるキャリアを正孔としてその走行性を改善した層設計が可能となる。すなわち主たる光導電層にはＣｈを多くしてＥｇを拡大しつつＥｕを制御（低減）した層を用いることによって、熱励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ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。
【００４４】
つまり、光受容部材の最表面側に第二の層領域を設けて、実質的に光を吸収する領域を第二の層領域とすることにより、特にレーザー光を用いたときの感度の温度特性、感度の直線性を大幅に改善し、かつ帯電能、温度特性、光メモリーについても効果が見られ、光受容部材の最表面側に第一の層領域を設けて、実質的に光を吸収する領域を第一の層領域とすることにより、特に帯電能、温度特性、メモリーおよび密着性の点で顕著な効果が見られる。
【００４５】
したがって、本発明は上記構成によって、レーザー光を用いたときの感度の温度特性、感度の直線性および帯電能の向上と温度依存性減少ならびに光メモリーの低減と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。
【００４６】
以下、図面にしたがって本発明の光受容部材について詳細に説明する。図２は本発明の光受容部材の層構成を説明するための模式的構成図である。図２（ａ）に示す光受容部材２００は、光受容部材用としての支持体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。この光受容層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３で構成され、光導電層２０３は支持体２０１側から順に第一の層領域２１１と第二の層領域２１２とからなっている。
【００４７】
図２（ｂ）に示す光受容部材２００は、光受容部材用としての支持体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。この光受容層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３で構成され、光導電層２０３は支持体２０１側から順に第二の層領域２１２と第一の層領域２１１とからなっている。
【００４８】
図２（ｃ）に示す光受容部材２００は、光受容部材用としての支持体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。この光受容層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３で構成され、光導電層２０３は支持体２０１側から順に第二の層領域２１２と第一の層領域２１１と、さらに第二の層領域２１２とからなっている。
【００４９】
図２（ｄ）に示す光受容部材２００は、光受容部材用としての支持体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。この光受容層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３と、アモルファスシリコン系表面層２０４とから構成されている。光導電層２０３は支持体２０１側から順に第一の層領域２１１と第二の層領域２１２とからなっている。第一の層領域２１１と第二の層領域２１２の順番は必要に応じて入れ替えることができ、さらに、支持体２０１側から順に第二の層領域２１２、第一の層領域２１１、第二の層領域２１２とすることができる。
【００５０】
図２（ｅ）に示す光受容部材２００は、光受容部材用としての支持体２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。この光受容層２０２は支持体２０１側から順にアモルファスシリコン系電荷注入阻止層２０５と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層２０３と、アモルファスシリコン系表面層２０４とから構成されている。光導電層２０３は電荷注入阻止層２０５側から順に第一の層領域２１１と第二の層領域２１２とからなっている。第一の層領域２１１と第二の層領域２１２の順番は必要に応じて入れ替えることができ、さらに、電荷注入阻止層２０５側から順に第二の層領域２１２、第一の層領域２１１、第二の層領域２１２とすることができる。
【００５１】
＜支持体＞
本発明において使用される支持体としては、それ自体導電性のものでも電気絶縁性のものを導電処理したものであってもよい。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。
【００５２】
本発明において使用され支持体２０１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２００を形成し得るように適宜決定するが、光受容部材２００としての可撓性が要求される場合には、支持体２０１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２０１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以上である。
【００５３】
特にレーザー光等の可干渉性光を用いて像記録を行う場合には、可視画像において現われる、いわゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するために、支持体２０１の表面に凹凸を設けてもよい。支持体２０１の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法により作成される。
【００５４】
また、レーザー光等の可干渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する別の方法として、支持体２０１の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。すなわち、支持体２０１の表面が光受容部材２００に要求される解像力よりも微少な凹凸を有し、しかもこの凹凸は、複数の球状痕跡窪みによるものである。支持体２０１の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により作成される。
【００５５】
＜光導電層＞
支持体２０１上に形成され、光受容層２０２の一部を構成する光導電層２０３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法等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、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にあることからグロー放電法、特にＲＦ帯またはＶＨＦ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。
【００５６】
グロー放電法によって光電導層２０３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／およびハロゲン原子（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、この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２０１上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。
【００５７】
また、本発明において光導電層２０３中に水素原子または／およびハロゲン原子を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。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、第一の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／およびハロゲン原子の和に対して２０〜３０原子％とされるのが望ましく、第二の層領域の場合、シリコン原子と水素原子または／およびハロゲン原子の和に対して１０〜２０原子％とするのが望ましい。
【００５８】
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 ，Ｓｉ2 Ｈ6 ，Ｓｉ3 Ｈ8 ，Ｓｉ4 Ｈ10などのガス状態の、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、さら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 ，Ｓｉ2 Ｈ6 が好ましいものとして挙げられる。
【００５９】
そして、形成される光導電層２０３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図り、本発明の目的を達成する膜特性を得るために、これらのガスにさらに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。
【００６０】
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、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含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は挙げられる。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。本発明にお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、例えばＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【００６１】
光導電層２０３中に含有される水素原子または／およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体２０１の温度、水素原子または／およ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。
【００６２】
本発明においては、光導電層２０３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２０３中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向には不均一な状態で含有している部分があってもよい。
【００６３】
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III ｂ族に属する原子（以後「第III ｂ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。
【００６４】
第III ｂ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）、砒素（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。
【００６５】
光導電層２０３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１×１０-2〜１×１０2 原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０-2〜５０原子ｐｐｍ、最適には１×１０-1〜１×１０原子ｐｐｍとされるのが望ましい。さらに第一の層領域比べて第二の層領域での伝導性を制御する原子の含有量を多くすることが好ましい。
【００６６】
伝導性を制御する原子、例えば第III ｂ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III ｂ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、光導電層２０３を形成するための他のガスと共に導入してやればよい。第III ｂ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を採用するのが望ましい。
【００６７】
そのような第III ｂ族原子導入用の原料物質としては具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ2 Ｈ6 ，Ｂ4 Ｈ10，Ｂ5 Ｈ9 ，Ｂ5 Ｈ11，Ｂ6 Ｈ10，Ｂ6 Ｈ12，Ｂ6 Ｈ14等の水素化硼素、ＢＦ3 、ＢＣｌ3 ，ＢＢｒ3 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ3 ，ＧａＣｌ3 ，Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ，ＩｎＣｌ3 ，ＴｌＣｌ3 等も挙げることができる。
【００６８】
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 ，Ｐ2 Ｈ4 等の水素化燐、ＰＨ4 Ｉ，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。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。
【００６９】
さらに本発明においては、光導電層２０３に炭素原子および／または酸素原子および／または窒素原子を含有させることも有効である。炭素原子および／または酸素原子および／または窒素原子の含有量は、シリコン原子、炭素原子、酸素原子およ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。炭素原子および／または酸素原子および／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よいし、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よい。
【００７０】
本発明において、光導電層２０３の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、より好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍとするのが望ましい。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。
【００７１】
また、本発明において、光導電層２０３全体（第一の層領域＋第二の層領域）に占める第二の層領域の膜厚の比は、０．０３〜０．５とすることが望ましい。膜厚比が０．０３より小さいと、電荷の注入阻止性能が不充分である、また特に第二の層領域を表面層側に位置させるときには、用いるレーザー波長の光吸収率が８０％以上９５％以下となるようにその膜厚を決める必要があり、吸収率が８０％未満の膜厚では、正孔の走行性に有利な層設計をした第一の層領域のかなり深い部分まで光が到達する。その部分は電子の走行性が小さいので感度の温度特性や感度の直線性の改善の効果を充分に発揮することができない。また、表面側の第二の層領域の膜厚が光吸収率９５％を越えると、第二の層領域中を多数の正孔がかなりの距離走行しなくてはならない。通常、表面層側の第二の層領域には、電子の走行性を重視して、ドーピングをほとんど行わない。そのため第二の層領域の正孔の走行性は小さく、感度および残留電位の上昇を招き、本発明の効果を得ることは難しくなる。また、正孔の走行性を大きくするためにこの部分にもドーピングした場合は電子の走行性が小さくなり、感度が大きくなり、また帯電能の減少、暗減衰の増感等本発明の効果は発揮されない。また、第二の層領域として満足できる膜質を得るためには、現状では堆積速度を第一の層領域よりも若干小さくすることが必要なため、膜厚比が０．５より大きいと光導電層の作製時間が非常に長くなって製造コストが高くなる。
【００７２】
また、表面層側に第二の層領域を設けた場合は、レーザー光等の可干渉光であっても、その８０％以上９５％以下の光を吸収するので、支持体や下部層において特別な干渉縞模様対策をする必要がなく、良好な画像を得ることができる。
【００７３】
所望の膜特性を有する光導電層２０３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ればよい。
【００７４】
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、Ｓｉ供給用ガスに対してＨ2 および／またはＨｅを、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５倍、最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。
【００７５】
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１×１０-4〜１０Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-2〜１．３３３×１０3 Ｐａ）、好ましくは５×１０-4〜５Ｔｏｒｒ（６．６６５×１０-2〜６．６６５×１０2 Ｐａ）、最適には１×１０-3〜１Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-1〜１．３３３×１０2 Ｐａ）とするのが好ましい。
【００７６】
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（Ｗ／ＣＣ）を、１〜８、好ましくは１〜６の範囲に設定することが望ましい。また、第二の層領域のＳｉ供給用のガスの流量に対する放電電力の比を第一の層領域に比べて小さくし、いわゆるパワーリミット領域で作成することが好ましい。
【００７７】
さらに、支持体２０１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２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望ましい。
【００７８】
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か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。
【００７９】
＜表面層＞
本発明においては、上述のようにして支持体２０１上に形成された光導電層２０３の上に、さらにアモルファスシリコン系の表面層２０４を形成することが好ましい。この表面層２０４は自由表面２１０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、耐久性によい効果を与えるために設けられる。
【００８０】
また、本発明においては、光受容層２０２を構成する光導電層２０３と表面層２０４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充分なされている。
【００８１】
表面層２０４は、アモルファスシリコン系の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例えば、水素原子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さら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）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さら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）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さら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）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子、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。
【００８２】
本発明において、その目的を効果的に達成するために、表面層２０４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を設定し作成されるのが好ましい。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法等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。
【００８３】
例えば、グロー放電法によってａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘよりなる表面層２０４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、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／およびハロゲン原子（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を導入して、この反応容器内にグロー放電が生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層２０３を形成した支持体２０１上にａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。
【００８４】
本発明にお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ば何れでもよいが、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。
【００８５】
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原子％から９０原子％の範囲が好ましい。
【００８６】
また、本発明において表面層２０４中に水素原子または／およ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、ハロゲン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％とするのが望ましい。
【００８７】
これらの水素および／またはハロゲン原子含有量の範囲内で形成される光受容部材は、実際面にお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。
【００８８】
表面層内の水素含有量を３０原子％以上に制御することにより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およ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が、これ未満ではその効果は小さい。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。したがって、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。
【００８９】
表面層中のハロゲン原子含有量を０．０１原子％以上の範囲に制御することにより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、表面層中のハロゲン原子の働きとして、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。しかし０．０１原子％未満ではこれらの効果は小さい。
【００９０】
一方、表面層中のハロゲン原子含有量が１５原子％を越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、過剰のハロゲン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現われてくる。したがって、表面層中のハロゲン原子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。表面層中のハロゲン原子含有量は、水素原子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。
【００９１】
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 ，Ｓｉ2 Ｈ6 ，Ｓｉ3 Ｈ8 ，Ｓｉ4 Ｈ10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、さら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 ，Ｓｉ2 Ｈ6 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などのガスにより希釈して使用してもよい。
【００９２】
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、ＣＨ4，Ｃ2Ｈ2，Ｃ2Ｈ6，Ｃ3Ｈ8，Ｃ4Ｈ10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、さらに層作成時の取り扱い易さ、Ｃ供給効率の良さ等の点でＣＨ4，Ｃ2Ｈ2，Ｃ2Ｈ6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。
【００９３】
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，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ，Ｎ2 等のガス状態の、またはガス化し得る単体または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。
【００９４】
また、形成される表面層２０４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、これらのガスにさら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。
【００９５】
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含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単体またはハロゲン化合物が好ましくは挙げられる。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。本発明において好適に使用し得る単体または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、例えばＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
【００９６】
表面層２０４中に含有される水素原子または／およびハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体２０１の温度、水素原子または／およ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。
【００９７】
炭素原子および／または酸素原子および／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いてもよいし、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よい。
【００９８】
さらに本発明においては、表面層２０４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２０４中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよいし、あるいは層厚方向には不均一な状態で含有している部分があってもよい。
【００９９】
前記の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第III ｂ族原子またはｎ型伝導特性を与える第Ｖｂ族原子を用いることができる。
【０１００】
第III ｂ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）、砒素（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。
【０１０１】
表面層２０４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、例えば第III ｂ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III ｂ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２０４を形成するための他のガスと共に導入してやればよい。第III ｂ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を採用するのが望ましい。そのような第III ｂ族原子導入用の原料物質としては具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ2 Ｈ6 ，Ｂ4 Ｈ10，Ｂ5 Ｈ9 ，Ｂ5 Ｈ11，Ｂ6 Ｈ10，Ｂ6 Ｈ12，Ｂ6 Ｈ14等の水素化硼素、ＢＦ3 、ＢＣｌ3 ，ＢＢｒ3 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ3 ，ＧａＣｌ3 ，Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ，ＩｎＣｌ3 ，ＴｌＣｌ3 等も挙げることができる。
【０１０２】
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 ，Ｐ2 Ｈ4 等の水素化燐、ＰＨ4 Ｉ，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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
本発明における表面層２０４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。
【０１０５】
表面層２０４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。すなわち、Ｓｉ，Ｃおよび／またはＮおよび／またはＯ，Ｈおよび／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とり、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、また、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ように、所望にしたがってその形成条件の選択が厳密になされる。
【０１０６】
例えば、表面層２０４の耐圧性の向上を主な目的として設けるには、使用環境にお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。  また、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２０４が設けられる場合には、上記の電気絶縁性の度合いはある程度緩和され、照射される光に対してある程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
【０１０７】
表面層２０４を形成するには、支持体２０１の温度、反応容器内のガス圧を適宜設定する必要がある。支持体２０１の温度（Ｔｓ）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２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望ましい。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、通常の場合好ましくは１×１０-4〜１０Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-2〜１．３３３×１０3 Ｐａ）、より好ましくは５×１０-4〜５Ｔｏｒｒ（６．６６５×１０-1〜６．６６５×１０2 Ｐａ）、最適には１×１０-3〜１Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-1〜１．３３３×１０2 Ｐａ）とするのが好ましい。
【０１０８】
表面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か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。
【０１０９】
さらに本発明において、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さらに向上させるためには有効である。
【０１１０】
また表面層２０４と光導電層２０３との間に炭素原子および／または酸素原子および／または窒素原子の含有量が光導電層２０３に向かって減少するように変化する領域を設けてもよい。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共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。
【０１１１】
＜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、電荷注入素子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。
【０１１２】
電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子は、層中に万遍なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向に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。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、均一な分布で万遍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図る点からも必要である。
【０１１３】
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、前述の第III ｂ族原子、第Ｖｂ族原子を用いることができる。
【０１１４】
第III ｂ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。
【０１１５】
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は、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 原子ｐｐｍ、最適には１×１０2 〜３×１０3 原子ｐｐｍとするのが望ましい。
【０１１６】
さらに電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子およ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、この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。
【０１１７】
電荷注入阻止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この層中に万遍なく均一に分布されてもよいし、あるいは層厚方向には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、均一な分布で万遍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図る点からも必要である。
【０１１８】
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および／または窒素原子および／または酸素原子の含有量は、適宜決定されるが、原子が一種の場合はその量として、原子が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％とするのが望ましい。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、およ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とするのが望ましい。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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
本発明における電荷注入阻止層２０５を形成するには、光導電層２０３と同様に、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２０１の温度を適宜設定すればよい。
【０１２３】
希釈ガスである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、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ2 および／またはＨｅを、通常の場合０．３〜２０倍、好ましくは０．５〜１５倍、最適には１〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。
【０１２４】
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、通常の場合好ましくは１×１０-4〜１０Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-2〜１．３３３×１０3 Ｐａ）、好ましくは５×１０-4〜５Ｔｏｒｒ（６．６６５×１０-1〜６．６６５×１０2 Ｐａ）、最適には１×１０-3〜１Ｔｏｒｒ（１．３３３×１０-1〜１．３３３×１０2 Ｐａ）とするのが好ましい。
【０１２５】
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、通常の場合０．５〜８、好ましくは０．８〜７、最適には１〜６の範囲に設定することが望ましい。
【０１２６】
さらに、支持体２０１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２３０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望ましい。
【０１２７】
本発明においては、電荷注入阻止層を形成するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持体温度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層を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて各層作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
【０１２８】
この他、本発明の光受容部材においては、光受容層２０２の前記支持体２０１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／およ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。
【０１２９】
また、本発明の光受容部材においては、支持体２０１と光導電層２０３あるいは電荷注入阻止層２０５との間の密着性のいっそうの向上を図る目的で、例えば、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，あるいはシリコン原子を母体とし、水素原子および／またはハロゲン原子と、炭素原子および／または酸素原子および／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よい。さらに、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よい。
【０１３０】
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。
【０１３１】
図３は電源周波数としてＲＦ帯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３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積膜の製造装置の構成は以下の通りである。
【０１３２】
この装置は大別すると、堆積装置３１００、原料ガスの供給装置３２００、反応容器３１１１内に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３１００中の反応容器３１１１内には円筒状支持体３１１２、支持体加熱用ヒーター３１１３、原料ガス導入管３１１４が設置され、さらに高周波マッチングボックス３１１５が接続されている。
【０１３３】
原料ガス供給装置３２００はＳｉＨ4，ＧｅＨ4，Ｈ2，ＣＨ4，Ｂ2Ｈ6，ＰＨ3等の原料ガスのボンベ３２２１〜３２２６とバルブ３２３１〜３２３６，３２４１〜３２４６，３２５１〜３２５６およびマスフローコントローラー３２１１〜３２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ３２６０を介して反応容器３１１１内のガス導入管３１１４に接続されている。
【０１３４】
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うことができる。
まず、反応容器３１１１内に円筒状支持体３１１２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３１１１内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター３１１３により、円筒状支持体３１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。
【０１３５】
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器３１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ３２３１〜３２３６、反応容器のリークバルブ３１１７が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ３２４１〜３２４６、流出バルブ３２５１〜３２５６、補助バルブ３２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ３１１８を開いて反応容器３１１１およびガス配管３１１６内を排気する。
【０１３６】
次に真空計３１１９の読みが約５×１０-6Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ３２６０、流出バルブ３２５１〜３２５６および流入バルブ３２４１〜３２４６を閉じる。その後、ガスボンベ３２２１〜３２２６より各ガスをバルブ３２３１〜３２３６を開いて導入し、圧力調整器３２６１〜３２６６により各ガス圧を２ｋｇ／ｃｍ2に調整する。次に、流入バルブ３２４１〜３２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー３２１１〜３２１６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。円筒状支持体３１１２が所定の温度になったところで流出バルブ３２５１〜３２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ３２６０を徐々に開き、ガスボンベ３２２１〜３２２６から所定のガスをガス導入管３１１４を介して反応容器３１１１内に導入する。次にマスフローコントローラー３２１１〜３２１６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３１１１内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下の所定の圧力なるように真空計３１１９を見ながらメインバルブ３１１８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）を所望の電圧に設定して、高周波マッチングボックス３１１５を通じて反応容器３１１１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３１１２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。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。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部材が形成される。
【０１３８】
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全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３１１１内、流出バルブ３２５１〜３２５６から反応容器３１１１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３２５１〜３２５６を閉じ、補助バルブ３２６０を開き、さらにメインバルブ３１１８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。
【０１３９】
膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、支持体３１１２を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。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。
【０１４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【０１４１】
実施例１
図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、直径８０ｍｍと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、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一の層領域、第二の層領域の順で導電層を形成した。
【０１４２】
【表１】
0003754751.tif 000002
【０１４３】
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、上記光導電層の作成条件で膜厚約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。
【０１４４】
表１の例では第一の層領域はＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕはそれぞれ２３原子％、１．７７ｅＶ、６０ｍｅＶであり、第二の層領域はＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕはそれぞれ１８原子％、１．７３ｅＶ、５３ｍｅＶであった。
【０１４５】
次に第二の層領域においてＳｉＨ4ガスとＨ2ガスの混合比、ＳｉＨ4ガス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、第二の層領域のＥｇ（Ｃｈ）、Ｅｕの異なる種々の光受容部材を作製した。なお、第一の層領域および第二の層領域の膜厚はそれぞれ２８μｍおよび２μｍに固定した。
【０１４６】
作製した光受容部材を電子写真装置（キャノン製ＮＰ−６５５０、ＣＬＣ−２００とＧＰ−５５を実験用に改造したもの）にセットして、電位特性の評価を行った。
この際、まずプロセススピード３８０ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長７００ｎｍのＬＥＤ）４ｌｕｘ・ｓｅｃ、像露光（６８０ｎｍのＬＥＤとハロゲン光が交換可能）のＮＰ−６５５０にセットして、電位特性の評価を行った（感度の温度特性、感度の直線性、帯電能）。
帯電器の電流値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）電位センサーにより光受容部材の表面電位を測定し、それを帯電能とした。
また、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５０℃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温度特性とした。
また、メモリー電位は、像露光光源にハロゲンランプを用い、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との電位差を測定した。
感度の温度特性は室温と５０℃でそれぞれ、表面電位がΔ２００Ｖのときの露光量を比較し室温の露光量との差の絶対値として評価した。感度の直線性は設定電圧／Δ３５０の露光量と設定電圧／Δ２００の直線を外挿して求めたΔ３５０の露光量との差の絶対値で評価した（図１２）。
その後、感度の温度特性、感度の直線性ならびに画像チェック（干渉縞模様）を６８０ｎｍの可視レーザーを用いたＣＬＣ−２００にセットして評価した。
また、３０ｍｍのシリンダーはＧＰ−５５にセットして画像チェックのみ行った。
本例のＥｕならびにＥｇと感度の温度特性、感度の直線性、帯電能、温度特性、メモリーとの関係をそれぞれ図４、図５、図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ），（Ｂ）に示す。
また、第二の層領域の膜厚と感度の温度特性ならびに感度の直線性との関係を図９、図１０に示す。
それぞれの特性に関して、光導電層（総膜厚３０μｍ）を第一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４、図５、図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ），（Ｂ）、図９ならびに図１０から明らかなように第二の層領域においてＥｇが１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、Ｅｕが５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶで像露光を８０％乃至９５％吸収できる膜厚とする条件において、特に感度の温度特性、感度の直線性が良好で、かつ帯電能、温度特性、メモリーともに良好な特性を得られることがわかった。
また、可視レーザーを用いた場合でも、画像の干渉縞模様は見られなかった。
【０１４７】
実施例２
図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実施例１と同様の条件で、直径８０ｍｍと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。この際、第一の層領域と第二の層領域の積層順を逆転して、電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域の順で光導電層を形成した。このとき第二の層領域の膜厚は２μｍとした。
【０１４８】
作製した個々の光受容部材について実施例１と同様の電位特性評価を行い、さらに密着性としてφ６０、φ４０、φ３０、φ２５、φ２０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上にも複数回成膜し、成膜直後の剥れの有無の割合で評価し、結果は図１１に示す。
その結果、第二の層領域においてＥｇが１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、Ｅｕが５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶの条件において、光導電層を第一の層領域のみで構成した場合に比べ、帯電能および温度特性、メモリーが向上し、さらに密着性も向上することがわかった。
感度の温度特性ならびに感度の直線性については第一の層領域のみで構成した場合と同等で効果は認められなかった。
【０１４９】
実施例３
図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による光受容部材の製造装置を用い、実施例１と同様の条件で、直径８０ｍｍと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。この際、電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域、第二の層領域の順で積層した。支持体側第二の層領域の膜厚は２μｍとし、表面層側第二の層領域の膜厚は実施例１と同様に６８０ｎｍの光を８０％以上９５％以下吸収できる膜厚とした。
【０１５０】
作製した個々の光受容部材について実施例１と同様の電位特性評価を行い、さらに密着性としてφ６０、φ４０、φ３０、φ２５、φ２０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（支持体）上にも成膜し、成膜直後の剥れの有無で評価した結果、第二の層領域においてＥｇが１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、Ｅｕが５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶの条件において、光導電層を第一の層領域のみで構成した場合に比べ、レーザー光、ＬＥＤ光およびハロゲン光ともに感度の温度特性、感度の直線性、帯電能、温度特性、光メモリーおよび密着性の全てが向上しており、レーザーおよびＬＥＤ光において感度の温度特性、感度の直線性が大幅に改善していることがわかった。また、可視レーザーを用いた場合でも、画像に干渉縞模様は見られなかった。
【０１５１】
実施例４
図３に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による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一の層領域、第二の層領域の順とした。
【０１５２】
表２にこのときの光受容部材の作製条件を示した。
【０１５３】
【表２】
0003754751.tif 000003
【０１５４】
本例では、光導電層の第一の層領域のＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕは、それぞれ２０原子％、１．７７ｅＶ、６０ｍｅＶ、第二の層領域のＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕは、それぞれ１９原子％、１．７３ｅＶ、５２ｅｍＶであった。
【０１５５】
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、像露光は６８０ｎｍのＬＥＤとハロゲン光が交換可能）にセットして、電位特性の評価を行ったところ、ＬＥＤ光とハロゲン光ともに感度の温度特性、感度の直線性、帯電能、温度特性、メモリーとも良好な特性が得られた。
【０１５６】
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）についても良好な電子写真特性が得られた。
【０１５７】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順とした場合においても、光導電層の第一の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶとすることによって良好な電子写真特性が得られることがわかった。
【０１５８】
実施例５
本例では、光導電層を電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域の順とし、実施例４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。
【０１５９】
表３に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【０１６０】
【表３】
0003754751.tif 000004
本例では、光導電層の第一および第二の層領域のＣｈ、Ｅｕ、Ｅｇの値はそれぞれ次のようであった。
【０１６１】
第一の層  Ｃｈ＝１８％  Ｅｕ＝６２ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．８０ｅＶ
第二の層  Ｃｈ＝１５％  Ｅｕ＝５２ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７０ｅＶ
作製した光受容部材を実施例４と同様の評価とさらに密着性も含めた評価をしたところ、ハロゲン光において同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１６２】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域の順とし、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、光導電層の第一の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶとすることによって良好な電子写真特性が得られることがわかった。
【０１６３】
実施例６
本例では、光導電層を電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順とし、実施例４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るとともに全ての層に弗素原子、硼素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子を含有させた。
【０１６４】
表４に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【０１６５】
【表４】
0003754751.tif 000005
【０１６６】
本例では、光導電層の第一および第二の層領域のＣｈ、Ｅｕ、Ｅｇの値はそれぞれ次のようであった。
【０１６７】
第一の層  Ｃｈ＝２２％  Ｅｕ＝６４ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７９ｅＶ
第二の層  Ｃｈ＝１２％  Ｅｕ＝５０ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７０ｅＶ
作製した光受容部材を実施例４と同様の評価をしたところ、ＬＥＤ光とハロゲン光双方ともに同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１６８】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順とし、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、全ての弗素原子、硼素原子、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、光導電層の第一の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶとすることにより良好な電子写真特性が得られることがわかった。
【０１６９】
実施例７
本例では、光導電層を電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順とし、支持体と電荷注入阻止層との間に、支持体からの反射光による干渉縞模様の発生を防止するための光吸収層としてＩＲ吸収層を設けた。
【０１７０】
表５に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【０１７１】
【表５】
0003754751.tif 000006
【０１７２】
本例では、光導電層の第一および第二の層領域のＣｈ、Ｅｕ、Ｅｇの値はそれぞれ次のようであった。
【０１７３】
第一の層  Ｃｈ＝２０％  Ｅｕ＝６０ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７８ｅＶ
第二の層  Ｃｈ＝１８％  Ｅｕ＝５４ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７４ｅＶ
作製した光受容部材を実施例５と同様の評価をしたところ、ＬＥＤ光とハロゲン光双方とも同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１７４】
すなわち、支持体と電荷注入阻止層との間に、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としてＩＲ吸収層を設け、光導電層の電荷注入阻止層側から第一の層領域、第二の層領域の順とした場合においても、光導電層の第一の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶとすることによって良好な電子写真特性が得られることがわかった。
【０１７５】
実施例８
本例では、光導電層の電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域、第二の層領域とし、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。
【０１７６】
表６に、このときの光受容部材の作製条件を示した。
【０１７７】
【表６】
0003754751.tif 000007
【０１７８】
本例では、光導電層の第一および第二の層領域のＣｈ、Ｅｕ、Ｅｇの値はそれぞれ次のようであった。
【０１７９】
第一の層  Ｃｈ＝２３％  Ｅｕ＝６５ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．８０
第二の層  Ｃｈ＝１４％  Ｅｕ＝５３ｍｅＶ  Ｅｇ＝１．７１
作製した光受容部材を実施例５と同様の評価をしたところ、ＬＥＤ光とハロゲン光双方とも同様に良好な電子写真特性が得られた。
【０１８０】
すなわち、光導電層を電荷注入阻止層側から第二の層領域、第一の層領域、第二の層領域の順とした三層構成とし、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、光導電層の第一の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶとすることにより良好な電子写真特性が得られることがわかった。
【０１８１】
実施例９
本例では、実施例４、７〜８のように、表面層側に第二の層領域を積層して、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）上に光受容層を形成した。
【０１８２】
他の条件は各々の実施例と同様とした。
【０１８３】
作製した光受容部材を実験用に改造した電子写真装置（キャノン製ＧＰ−５５）にセットして、１０万枚の耐久画像チェックを行ったところ、環境温度が変化しても、画像濃度変化および干渉縞模様もなく良好な画像が得られた。また、膜剥れ等も全く見られなかった。
【０１８４】
すなわち、第二の層領域、を表面側に設けた場合には、光導電層の第一の層領域において、Ｃｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１５〜２５原子％、１．７５ｅＶ以上１．８０ｅＶ以下、５５ｍｅＶ〜６５ｍｅＶとし、第二の層領域においてＣｈ，Ｅｇ，Ｅｕをそれぞれ１０〜２０原子％、１．７０ｅＶ以上１．７５ｅＶ以下、５０ｍｅＶ〜５５ｍｅＶで、表面層側に第二の層領域を設けることによって、可視レーザー光を用いた場合でも干渉縞もなく良好な画像を安定して得られた。
【０１８５】
【発明の効果】
本発明の電子写真用光受容部材を前述のような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全て解決することができ、特に極めて優れた電気的特性、光学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性および使用環境特性を示す。特に本発明においては、光導電層を光学的バンドギャップとギャップ内準位の異なる層領域に分割することによって、特に光入射部を特定化することにより、デジタル化のための長波長レーザーおよびＬＥＤに対して、感度直線の温度依存（傾きや曲線化）を小さく抑え、かつ帯電能が高く、加えて周囲環境の変動に対する表面電位の変化が抑制され、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。
【０１８６】
本発明によれば、光受容部材の使用温度領域で、特に感度温度特性および感度の直線性ならびに帯電能の温度特性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、さらに光受容層の密着性の向上もなされるために、光受容部材に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で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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における指数関数裾の特性エネルギーを説明するためのａ−Ｓｉのサブギャップ光吸収スペクトルの一例を示す図である。
【図２】本発明の光受容部材の層構成を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明の光受容部材の光受容層を形成するための装置の一例で、ＲＦ帯の高周波電源を用いたグロー放電法による光受容部材の製造装置の模式的説明図である。
【図４】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域のアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と感度の温度特性との関係を示す図である。
【図５】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域のアーバックテイルの特性エネルギ（Ｅｕ）と感度の直線性との関係を示す図である。
【図６】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を、（Ａ）は第二の層領域を表面層側に、（Ｂ）は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層領域のアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と帯電能との関係を示す図である。
【図７】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を、（Ａ）は第二の層領域を表面層側に、（Ｂ）は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層領域のアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）と温度特性との関係を示す図である。
【図８】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を、（Ａ）は第二の層領域を表面層側に、（Ｂ）は第二の層領域を支持体側に設置したときの、第二の層領域のアーバックテイルの特性エネルギー（Ｅｕ）とメモリーとの関係を示す図である。
【図９】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を露光量の光吸収率に基づいて決めた膜厚と感度の温度特性をとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を露光量の光吸収率に基づいて決めた膜厚と感度の直線性をとの関係を示す図である。
【図１１】本発明の光受容部材における光導電層の第二の層領域を支持体側に設置したときの成膜直後の膜剥れの割合で示して膜の密着性と支持体の直径の関係を示す図である。
【図１２】感度の温度特性と感度の直線性を説明する図である。
【符号の説明】
２００  光受容部材
２０１  導電性支持体
２０２  光受容層
２０３  光導電層
２０４  表面層
２０５  電荷注入阻止層
２１０  自由表面
２１１  第一の層領域
２１２  第二の層領域
３１００  堆積装置
３１１１  反応容器
３１１２  円筒状支持体
３１１３  支持体加熱用ヒーター
３１１４  原料ガス導入管
３１１５  マッチングボックス
３１１６  原料ガス配管
３１１７  反応容器リークバルブ
３１１８  メイン排気バルブ
３１１９  真空計
３２００  原料ガス供給装置
３２１１〜３２１６  マスフローコントローラー
３２２１〜３２２６  原料ガスボンベ
３２３１〜３２３６  原料ガスボンベバルブ
３２４１〜３２４６  ガス流入バルブ
３２５１〜３２５６  ガス流出バルブ
３２６０  補助バルブ
３２６１〜３２６６  圧力調整器
【図１】
0003754751.tif 000008
【図２】
0003754751.tif 000009
【図３】
0003754751.tif 000010
【図４】
0003754751.tif 000011
【図５】
0003754751.tif 000012
【図６】
0003754751.tif 000013
【図７】
0003754751.tif 000014
【図８】
0003754751.tif 000015
【図９】
0003754751.tif 000016
【図１０】
0003754751.tif 000017
【図１１】
0003754751.tif 000018
【図１２】
0003754751.tif 000019