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JP2006189823A - Electrophotographic photoreceptor - Google Patents

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JP2006189823A
JP2006189823A JP2005356545A JP2005356545A JP2006189823A JP 2006189823 A JP2006189823 A JP 2006189823A JP 2005356545 A JP2005356545 A JP 2005356545A JP 2005356545 A JP2005356545 A JP 2005356545A JP 2006189823 A JP2006189823 A JP 2006189823A
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JP
Japan
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layer
atoms
maximum value
group
periodic table
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Pending
Application number
JP2005356545A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Furushima
聡 古島
Kazuto Hosoi
一人 細井
Jun Ohira
純 大平
Makoto Aoki
誠 青木
Motoya Yamada
基也 山田
Hironori Owaki
弘憲 大脇
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophotographic photoreceptor that while minimizing an absorption of short-wavelength image exposure at its surface layer, is capable of maintaining excellence in electrophotographic performance, such as resolving power. <P>SOLUTION: The electrophotographic photoreceptor has a surface region layer superimposed on a photoconductive layer, wherein the surface region layer comprises a non-single-crystal silicon nitride film containing at least silicon and nitrogen atoms as a matrix wherein an element of Group 13 of the periodic table is contained, and the surface region layer includes a variation layer in which the constituent ratio of silicon and nitrogen atoms is varied and a surface layer in which the constituent ratio is unchanged. The variation layer has, in the direction of the thickness, at least one maximum value of the content of the element of Group 13 of the periodic table based on the total number of constituent atoms, and the surface layer also has, in the direction of the thickness, at least one maximum value of the content of the element of Group 13 of the periodic table based on the total number of constituent atoms. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は電子写真感光体に関し、特に波長が380nm以上500nm以下の比較的短い波長の光を露光に用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機などに最適な電子写真感光体に関する。   The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member, and more particularly to an electrophotographic photosensitive member that is optimal for printers, facsimiles, copying machines, and the like that use light having a relatively short wavelength of 380 nm to 500 nm for exposure.

像形成分野において、感光体における光導電材料としては、
1.高感度で、SN比(光電流(Ip)/暗電流(Id))が高い。
2.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。
3.光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有する。
4.使用時において人体に対して無害である。
等の特性が要求される。
In the field of image formation, as a photoconductive material in a photoreceptor,
1. High sensitivity and high SN ratio (photocurrent (Ip) / dark current (Id)).
2. It has an absorption spectrum that matches the spectral characteristics of the electromagnetic wave to be irradiated.
3. Photoresponsiveness is fast and has a desired dark resistance value.
4). Harmless to human body during use.
Etc. are required.

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感光体の場合、使用時における無公害性は重要な点である。   In particular, in the case of an electrophotographic photosensitive member incorporated in an electrophotographic apparatus used in an office as an office machine, the pollution-free property at the time of use is an important point.

上述の特性を満足する優れた特性を示す光導電材料にアモルファスシリコン(以下、a−Siと略す)があり、電子写真感光体の光受容部材として注目されている。   An amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) is a photoconductive material exhibiting excellent characteristics that satisfy the above-described characteristics, and has attracted attention as a light receiving member of an electrophotographic photosensitive member.

a−Siからなる光導電層を有する感光体は、一般的には、50℃〜350℃に加熱した導電性基体上に真空蒸着法、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形成される。なかでも、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、基体上にa−Si堆積膜を形成するプラズマCVD法が好適なものとして実用に付されてる。   In general, a photoreceptor having a photoconductive layer made of a-Si is generally formed on a conductive substrate heated to 50 ° C. to 350 ° C. by vacuum deposition, sputtering, ion plating, thermal CVD, or photo CVD. And a film forming method such as a plasma CVD method. Among these, the plasma CVD method in which the source gas is decomposed by high frequency or microwave glow discharge and an a-Si deposited film is formed on the substrate has been put to practical use.

例えば、特許文献1には、a−Si系感光体の表面層として、窒素、炭素、酸素のうち、少なくとも1つを含むa−Siで構成されており、a−Si中のその含有量を最表面に向かって連続的に増大させる技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, the surface layer of an a-Si photoconductor is composed of a-Si containing at least one of nitrogen, carbon, and oxygen, and the content in a-Si is described as follows. A technique for continuously increasing toward the outermost surface is disclosed.

また、特許文献2には、先端径が直径0.8mmのダイヤモンド針に荷重を加えて感光体の表面を引っ掻いた場合、感光体表面には何ら外観上の傷は観察されないにも関わらず、その部分の暗部電位保持能力が著しく低下する。画像上で画像欠陥を生ずる圧傷と称する画像欠陥を防止する目的で、光導電層上に積層したシリコンを母材とする非晶質層領域内の周期表第13族元素の含有率が、層領域の厚さ方向において極大値を少なくとも2つ持った分布をとる技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, when a load is applied to a diamond needle having a tip diameter of 0.8 mm and the surface of the photoreceptor is scratched, no scratches on the surface of the photoreceptor are observed, The dark part potential holding ability of the portion is significantly lowered. For the purpose of preventing an image defect called an image defect that causes an image defect on the image, the content of the Group 13 element in the periodic table in the amorphous layer region based on silicon laminated on the photoconductive layer is: A technique of taking a distribution having at least two maximum values in the thickness direction of the layer region is disclosed.

しかしながら、上述のような表面層を光導電層上に堆積させた電子写真感光体を用いて画像を出力しても、像露光によって静電潜像を形成する際に干渉が発生し、画質を低下させる場合がある。この欠点を改善するために、特許文献3には、光導電層と表面層をプラズマCVDによって形成する際に、組成を光導電層から表面層に向かって連続的に変化させることによって、明確な反射面を作らないようにして干渉を防止する技術が開示されている。   However, even if an image is output using an electrophotographic photosensitive member in which the surface layer as described above is deposited on the photoconductive layer, interference occurs when an electrostatic latent image is formed by image exposure, and the image quality is reduced. May decrease. In order to improve this defect, Patent Document 3 clearly discloses that the composition is continuously changed from the photoconductive layer to the surface layer when the photoconductive layer and the surface layer are formed by plasma CVD. A technique for preventing interference without creating a reflecting surface is disclosed.

これらの技術により、電子写真感光体の電気的、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。   These techniques have improved the electrical, optical, and photoconductive characteristics of the electrophotographic photosensitive member and the usage environment characteristics, and the image quality has been improved accordingly.

また、近年の高画質化に対する要求から、トナーの小粒径化と並んで、静電潜像の高精細化がますます求められるようになってきている。そのためには、例えばデジタル複写方式であれば、像露光に用いられるレーザーのスポット径を絞るなどの方法が挙げられ、そのためにはレーザーの短波長化が求められてきた。   In addition to the recent demand for higher image quality, there has been an increasing demand for higher-definition electrostatic latent images along with toner particle size reduction. For this purpose, for example, in the case of a digital copying system, there is a method of reducing the spot diameter of a laser used for image exposure. For this purpose, it has been required to shorten the wavelength of the laser.

画像露光の際、従来一般的に用いられている、600〜800nmの発振波長を有するレーザー光に対して、380nm〜450nmに主たる発振波長を有する紫外青紫色レーザー光発振器を用いてa−Siからなる感光層に露光する技術が、例えば、特許文献4等に開示されている。
特開平7−306539号公報 特開2004−133399号公報 特開平6−242624号公報 特開2000−258938号公報
During image exposure, a laser beam having an oscillation wavelength of 600 to 800 nm, which is generally used conventionally, is emitted from a-Si using an ultraviolet blue-violet laser oscillator having a main oscillation wavelength of 380 to 450 nm. A technique for exposing the photosensitive layer is disclosed in, for example, Patent Document 4 and the like.
JP 7-306539 A JP 2004-133399 A JP-A-6-242624 JP 2000-258938 A

従来のa−Si系の電子写真感光体は、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で特性の向上が図られてはいる。しかし、総合的な特性向上を図る上でさらに改良する余地が存在するのが実状である。   Conventional a-Si-based electrophotographic photoreceptors have electrical resistance, photosensitivity, photoresponsiveness, and other electrical, optical, photoconductive characteristics, and usage environment characteristics, as well as stability over time and durability. In this respect, the characteristics are improved. However, in reality, there is room for further improvement in improving overall characteristics.

特に、近年急速にデジタル化、カラー化へのシフトが進み、電子写真装置への高画質化(高解像であること、高精細であること、濃度ムラがないこと、画像欠陥(白抜けや黒点など)がない等)の要求は以前に増して高まっている。   In particular, in recent years, there has been a rapid shift to digitalization and colorization, and high image quality (high resolution, high definition, no density unevenness, image defects (white spots, The demand for such as no sunspots) is increasing more than before.

画像の解像度を高めるためには、像形成用のレーザー光のスポット径を小さくすることが有効である。レーザー光のスポット径を小さくする手段としては、レーザー光を光導電層に照射する光学系の精度を向上させたり、結像レンズの開口率を大きくしたりすること等が挙げられる。しかし、このスポット径はレーザー光の波長と結像レンズの開口率で決まる回折限界までしか小さくすることはできない。このため、レーザー光の波長を一定にして、スポット径を小さくすることは、レンズの大型化や機械精度の向上等を行なう必要があり、装置の大型化やコスト上昇が避け難かった。   In order to increase the resolution of an image, it is effective to reduce the spot diameter of laser light for image formation. Examples of means for reducing the spot diameter of the laser beam include improving the accuracy of the optical system that irradiates the photoconductive layer with the laser beam and increasing the aperture ratio of the imaging lens. However, this spot diameter can only be reduced to the diffraction limit determined by the wavelength of the laser beam and the aperture ratio of the imaging lens. For this reason, reducing the spot diameter while keeping the wavelength of the laser light constant necessitates an increase in the size of the lens and an improvement in mechanical accuracy, and it has been difficult to avoid an increase in size and cost of the apparatus.

このため、近年、レーザー光のスポット径の下限がレーザー光の波長に正比例することに着目し、レーザー光の波長を短くすることでスポット径を小さくし、静電潜像の解像度を高めるという技術が注目されている。   Therefore, in recent years, focusing on the fact that the lower limit of the spot diameter of laser light is directly proportional to the wavelength of the laser light, a technique for reducing the spot diameter by shortening the wavelength of the laser light and increasing the resolution of the electrostatic latent image. Is attracting attention.

従来の電子写真装置においては、画像露光の際に600〜800nmの発振波長を有するレーザー光が一般的に用いられており、この波長をさらに短くすることで画像の解像度を高めることができる。近年、発振波長の短い半導体レーザーの開発が急速に進んでおり、400nm近辺に発振波長を有する半導体レーザーの実用化がなされている。   In conventional electrophotographic apparatuses, laser light having an oscillation wavelength of 600 to 800 nm is generally used for image exposure, and the resolution of the image can be increased by further shortening this wavelength. In recent years, semiconductor lasers having a short oscillation wavelength have been rapidly developed, and semiconductor lasers having an oscillation wavelength around 400 nm have been put into practical use.

このような手法によって画像の解像度を高めるためには、感光体がそのような短波長帯の光に対応できるよう、特に表面層の材質や層構成にもさらなる改善が求められる。すなわち、像露光波長に関して感光層が十分な感度を有することが必要であるとともに、表面層において露光された光がほとんど吸収されない必要がある。更に、光導電層と表面層との反射面による短波長帯のレーザー光の干渉も最小限に抑制する必要がある。   In order to increase the resolution of an image by such a method, further improvement is required particularly in the material and layer structure of the surface layer so that the photoconductor can cope with light in such a short wavelength band. That is, it is necessary that the photosensitive layer has sufficient sensitivity with respect to the image exposure wavelength, and the light exposed in the surface layer needs to be hardly absorbed. Furthermore, it is necessary to minimize the interference of laser light in a short wavelength band by the reflecting surfaces of the photoconductive layer and the surface layer.

例えばa−Si系の感光層は、感度のピークが600〜700nm付近であるため、ピーク感度に比べればやや劣るものの、条件を工夫すれば400〜410nm付近でも感度は有しているので、例えば、405nmの短波長レーザーを用いた場合でも使用可能である。ただし、感度的にはピークに比べて半分前後となる場合もあり、表面領域における光の吸収が殆どないことが好ましいことになる。   For example, an a-Si-based photosensitive layer has a sensitivity peak in the vicinity of 600 to 700 nm and is slightly inferior to the peak sensitivity. However, if the conditions are devised, the sensitivity is also in the vicinity of 400 to 410 nm. , Even when a 405 nm short wavelength laser is used. However, the sensitivity may be about half of the peak, and it is preferable that there is almost no light absorption in the surface region.

本発明者らが、アモルファス窒化シリコン(以降a−SiNとも記載)を表面層とした電子写真感光体について検討を行ったところ、条件を最適化することにより400〜410nm付近の吸収係数を下げられることが判った。しかし、近年のデジタルフルカラー複写機の高画質化に対する要求に対して、これまで以上の高画質化に対応した感光体特性の総合的な向上が必要となってきている。具体的には、従来以上にドット再現性の向上が求められ、それと同時に所望の特性を維持できるような表面層に如何に改善させるかが重要である。   When the present inventors examined an electrophotographic photosensitive member having an amorphous silicon nitride (hereinafter also referred to as a-SiN) as a surface layer, the absorption coefficient near 400 to 410 nm can be lowered by optimizing the conditions. I found out. However, in response to the recent demand for higher image quality of digital full-color copiers, it has become necessary to improve the overall characteristics of the photoreceptor corresponding to higher image quality. Specifically, it is important to improve the dot reproducibility more than before, and at the same time, how to improve the surface layer so that desired characteristics can be maintained is important.

このように、400〜410nm付近の短波長の光に対する吸収が殆どない膜であって、且つ、電子写真特性を損なうことなく、高解像が可能な表面層材料が求められ、更には高安定性の表面層を含む電子写真感光体が強く望まれてきた。   Thus, there is a need for a surface layer material that is a film that hardly absorbs light with a short wavelength in the vicinity of 400 to 410 nm and that can achieve high resolution without impairing electrophotographic characteristics. There has been a strong demand for an electrophotographic photoreceptor including a conductive surface layer.

すなわち、1つ目には、表面領域にて400〜410nm付近の短波長の露光がほとんど吸収されないことが必要である。2つ目には、表面からの負電荷の注入を阻止する機能を十分に持つこと、3つ目として、小スポット径&小粒径トナーを活かせる高解像度を持つことである。   That is, first, it is necessary that exposure at short wavelengths in the vicinity of 400 to 410 nm is hardly absorbed in the surface region. The second is to have a sufficient function of preventing the injection of negative charges from the surface, and the third is to have a high resolution that can make use of a small spot diameter & small particle diameter toner.

本発明者らは上記の諸問題を解決し、高画質、高耐久、高速の複写プロセスに好適に使用でき、短波長露光に対して実用上十分な感度を持ち、帯電能が高く高コントラストな複写プロセスを実現するために、鋭意検討した。その結果、表面層として窒化シリコン系材料を採用し、更には光導電層と表面層との反射による干渉を最小限に低減しながら表面領域層内の周期表第13族元素の含有率の分布を制御することで、上記の目的を良好に達成しうることを見出し、本発明に至った。   The present inventors have solved the above-mentioned problems, can be suitably used for high-quality, high-durability, and high-speed copying processes, have practically sufficient sensitivity for short wavelength exposure, have high charging ability and high contrast. In order to realize the copying process, intensive study was conducted. As a result, a silicon nitride-based material is used as the surface layer, and the content distribution of the Group 13 elements in the periodic table in the surface region layer is reduced while minimizing interference caused by reflection between the photoconductive layer and the surface layer. The inventors have found that the above-described object can be satisfactorily achieved by controlling the above, and have reached the present invention.

即ち、本発明は、導電性基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶シリコン膜で構成される光導電層と、前記光導電層上に積層されたシリコン原子と窒素原子を母材とし、少なくとも一部に周期表第13族元素を含有する非単結晶窒化シリコン膜からなる表面領域層とを有し、前記表面領域層が、膜の厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも二つ持つことを特徴とする電子写真感光体である。   That is, the present invention provides a photoconductive layer composed of a non-single-crystal silicon film containing at least silicon atoms as a base material on a conductive substrate, and a matrix of silicon atoms and nitrogen atoms stacked on the photoconductive layer. And a surface region layer made of a non-single-crystal silicon nitride film containing at least a part of Group 13 element of the periodic table, and the surface region layer has a period with respect to the total number of constituent atoms in the film thickness direction. It is an electrophotographic photosensitive member having at least two local maximum values of the group 13 element content.

また、本発明は、導電性基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶シリコン膜で構成される光導電層と、前記光導電層上に積層されたシリコン原子と窒素原子を母材とし、少なくとも一部に周期表第13族元素を含有する非単結晶窒化シリコン膜からなる表面領域層とを有し、前記表面領域層が、シリコン原子と窒素原子の組成比が変化している変化層とシリコン原子と窒素原子の組成比が一定な表面層を有する電子写真感光体であって、前記変化層が、膜の厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも一つ持ち、更に前記表面層が、膜の厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも一つ持つことを特徴とする電子写真感光体である。   The present invention also provides a photoconductive layer formed of a non-single-crystal silicon film having at least silicon atoms as a base material on a conductive substrate, and silicon atoms and nitrogen atoms stacked on the photoconductive layer as a matrix. And a surface region layer made of a non-single-crystal silicon nitride film containing at least a part of Group 13 element of the periodic table, and the surface region layer has a composition ratio of silicon atoms and nitrogen atoms changed. An electrophotographic photosensitive member having a change layer and a surface layer having a constant composition ratio of silicon atoms and nitrogen atoms, wherein the change layer includes a group 13 element of the periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction of the film. It has at least one maximum value of the content rate, and the surface layer further has at least one maximum value of the content rate of the group 13 element of the periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction of the film. With an electrophotographic photoreceptor That.

本発明によれば、表面層における短波長の像露光の吸収を最小限にとどめつつ、解像力をはじめとする電子写真特性を良好にする事が可能な電子写真感光体を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an electrophotographic photoreceptor capable of improving electrophotographic characteristics such as resolving power while minimizing the absorption of short-wavelength image exposure on the surface layer.

本発明者らは、表面層として好適なa−SiN系材料の薄膜を作成したが、作成条件によっては短波長の光、例えば400〜410nmの光に対する吸収を抑えることが可能となることを見出した。そのような表面層をもつ感光体では、波長が400〜410nm付近の光に対しては感度が十分であることがわかった。具体的には、原料ガス種、原料ガスの流量とそれらの比率、投入電力とガス量に対する比などを適正化することで吸収の少ない膜が得られる。   The present inventors have prepared a thin film of an a-SiN material suitable as a surface layer, but found that depending on the preparation conditions, it is possible to suppress absorption of light having a short wavelength, for example, light having a wavelength of 400 to 410 nm. It was. It has been found that the photoreceptor having such a surface layer has sufficient sensitivity to light having a wavelength in the vicinity of 400 to 410 nm. Specifically, a film with less absorption can be obtained by optimizing the source gas type, the flow rate and ratio of the source gas, the ratio of input power to the gas amount, and the like.

このような条件で作成した膜をXPS(X線光電子分光法)、RBS(ラザフォード後方散乱分光法)、SIMS(二次イオン質量分析法)などで分析した。その結果、窒素の含有範囲としては、実用膜厚における吸収が許容できる値として、N/(Si+N)と表記した場合で30原子%以上であることが好ましいことが分かった。   The film prepared under such conditions was analyzed by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), RBS (Rutherford backscattering spectroscopy), SIMS (secondary ion mass spectrometry) and the like. As a result, it was found that the nitrogen content range is preferably 30 atomic% or more when expressed as N / (Si + N) as an acceptable value for absorption at a practical film thickness.

また、上限としては、膜の歩留まりの関係から、70原子%以下とすることが好ましいことがわかった。70原子%以下であれば、膜厚、硬度および抵抗などのムラが発生しにくく、更に、膜の強度が保て、且つ、安定して高歩留まりで製造できる。70原子%以下であれば、表面層として使用するに好ましい特性を備えるが、70atm%を超えると、膜厚や硬度、抵抗などのムラが発生しやすくなり、歩留まりが大きく低下する場合がある。原因は、窒素が多くなりすぎると膜の結合が非常に不安定になるためではないかと予想される。更に、70原子%以下の範囲であれば、膜の強度が保て、表面層として使用する際には好ましいことが判った。   Further, it was found that the upper limit is preferably 70 atomic% or less from the relationship of the film yield. If it is 70 atomic% or less, unevenness such as film thickness, hardness, and resistance hardly occurs, and the strength of the film can be maintained, and the film can be stably manufactured at a high yield. If it is 70 atomic% or less, it has desirable characteristics for use as a surface layer, but if it exceeds 70 atm%, unevenness such as film thickness, hardness, and resistance tends to occur, and the yield may be greatly reduced. The cause is expected to be because too much nitrogen makes the membrane bonds very unstable. Further, it was found that the range of 70 atomic% or less is preferable when used as a surface layer because the strength of the film can be maintained.

上述のように、作成条件の最適化により短波長の光吸収の少ないa−SiN膜が得られるが、そのような膜は、膜自体の体積抵抗が高く残留電位が大きくなる場合があり、フルカラーに対応した高画質を達成する上で阻害要因になる場合があった。更に、光導電層と表面層との反射による干渉を最小限に低減する必要がある。   As described above, an a-SiN film having a short wavelength and low light absorption can be obtained by optimizing the preparation conditions. However, such a film has a high volume resistance of the film itself and may have a large residual potential. In some cases, it may become an impediment to achieving high image quality corresponding to. Furthermore, it is necessary to minimize interference due to reflection between the photoconductive layer and the surface layer.

表面層内に周期表第13族元素の含有率が膜の厚さ方向で極大値を少なくとも一つ持った分布を持たせることで、
1.残留電位の低減が可能となり、画質の更なる向上が可能となる。
2.帯電性が向上し、さらには光メモリも抑制される電子写真特性が得られる。
3.最表面からの電荷注入を阻止する能力が向上し、帯電能がより向上する。
ことが判った。
In the surface layer, the content of the group 13 element in the periodic table has a distribution having at least one maximum value in the thickness direction of the film.
1. The residual potential can be reduced, and the image quality can be further improved.
2. An electrophotographic characteristic is obtained in which the charging property is improved and the optical memory is also suppressed.
3. The ability to prevent charge injection from the outermost surface is improved, and the charging ability is further improved.
I found out.

これらの効果が得られる理由は明らかではないが、周期表第13族元素を添加することで、本来膜応力な大きなa−SiN膜中で結合の緩和が起き、結果として欠陥が減少することで、キャリアの走行性が増し、残留電位の低下が得られたものと推察している。   The reason why these effects can be obtained is not clear, but by adding a group 13 element of the periodic table, relaxation of bonds occurs in the a-SiN film, which originally has a large film stress, and as a result, defects are reduced. It is presumed that the carrier runnability has increased and the residual potential has been lowered.

このように残留電位の低下が可能となるような表面層膜の低欠陥化が実現すると、膜中にある浅いトラップが減り、例えば帯電後にトラップに束縛されたキャリアが、現像までの間に再励起して出てくることがなくなる。本来、このような浅いトラップから出てくるキャリアは、潜像形成によって生じた電位差を埋めるようにドリフトすると考えられるので、潜像をなまらせたり、潜像の深さを浅くしたりしてしまうと考えられる。よって、トラップの低減が図れれば、潜像をなまらせる原因が減り、解像度が高まると考えている。   If the surface layer film is reduced in defects so that the residual potential can be lowered in this manner, the number of shallow traps in the film is reduced, and for example, carriers trapped in the trap after charging are re-emitted before development. It will not be excited. Originally, carriers coming out of such shallow traps are considered to drift so as to fill in the potential difference caused by the latent image formation, so that the latent image is blurred and the depth of the latent image is reduced. it is conceivable that. Therefore, if the traps can be reduced, the cause of blurring the latent image is reduced and the resolution is increased.

また、光導電層と表面層との反射による干渉を最小限に低減するためには、シリコン原子と窒素原子の組成比が連続的に変化する変化層を設けることが効果的である。具体的には、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−Min)/(100−Max)≦0.15を満たすように、変化層を設けることが好ましい。ここで、反射率とは、分光光度計(大塚電子社製MCPD−2000)を用いて測定した反射率(百分率)の値をさす。具体的には、分光器の光源の分光発光強度I(o)をとり、次いで感光体の分光反射光度I(D)をとり、反射率R=I(D)/I(o)を求めたものである。   In order to minimize interference due to reflection between the photoconductive layer and the surface layer, it is effective to provide a change layer in which the composition ratio of silicon atoms to nitrogen atoms continuously changes. Specifically, the minimum value (Min) and the maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm are 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and 0 ≦ (Max−Min) / ( It is preferable to provide the change layer so as to satisfy 100−Max) ≦ 0.15. Here, the reflectance refers to the value of reflectance (percentage) measured using a spectrophotometer (MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Specifically, the spectral emission intensity I (o) of the light source of the spectroscope was taken, and then the spectral reflection light intensity I (D) of the photoconductor was taken to obtain the reflectance R = I (D) / I (o). Is.

本発明のように、光導電層と表面層との反射による干渉を最小限に低減することで、表面層の削れによる画像濃度ムラの出現を防止することが可能である。   As in the present invention, it is possible to prevent the appearance of image density unevenness due to scraping of the surface layer by minimizing interference due to reflection between the photoconductive layer and the surface layer.

さらに、本発明者らは、帯電能や画像欠陥に着目して、表面領域層の作成条件の様々な見直しを行った。その結果、表面領域層内の構成原子の総数に対する窒素元素の含有率が、膜の厚さ方向において極大値を少なくとも二つ持つことにより、表面領域層の500nm以下の波長光の吸収係数を小さく抑えながら帯電能を向上させ画像欠陥を抑制することができた。この効果は、膜の厚さ方向において、窒素原子の含有率の2つの極大値と周期表13族元素の含有率の2つの極大値とが交互に配置された場合、顕著に得られることが分かった。更に、光導電層側から自由表面に向かって周期表13族元素の含有率の極大値、窒素原子の含有率の極大値と順に配置された場合、より顕著に得られることが分かった。これは、周期表13族元素を添加する領域の窒素濃度を低くしたことにより、荷電子制御性が向上し、最表面からの電荷注入を阻止する能力の更なる向上が得られたためであると考えられる。また、画像欠陥の抑制については、電荷注入を阻止する能力の更なる向上が得られ、堆積膜の突起部と正常堆積部との界面を通って基体側に抜けてしまう帯電電荷を阻止する能力が向上したためであると考えられる。また、構成原子の総数に対する窒素原子の含有率の厚さ方向における隣接する2つの極大値のうち光導電層側の極大値と、2つの極大値間の最小値との距離が、40nm以上であれば帯電能の向上や画像欠陥の抑制といった効果を得ることができる。更に、その距離が300nm以下の範囲であれば、短波長露光に対する感度を十分に有することができる。   Furthermore, the present inventors have made various revisions to the conditions for creating the surface region layer, focusing on the charging ability and image defects. As a result, the content of nitrogen element with respect to the total number of constituent atoms in the surface region layer has at least two maximum values in the thickness direction of the film, thereby reducing the absorption coefficient of light having a wavelength of 500 nm or less in the surface region layer. The charging ability was improved while suppressing the image defects. This effect can be remarkably obtained when the two maximum values of the nitrogen atom content rate and the two maximum values of the group 13 element content rate of the periodic table are alternately arranged in the film thickness direction. I understood. Furthermore, it has been found that when the photoconductive layer side is arranged in this order from the photoconductive layer side toward the free surface, the maximum value of the group 13 element content of the periodic table and the maximum value of the nitrogen atom content rate are arranged in this order. This is because, by reducing the nitrogen concentration in the region where the group 13 element of the periodic table is added, the valence electron controllability is improved and the ability to prevent charge injection from the outermost surface is further improved. Conceivable. In addition, regarding the suppression of image defects, the ability to prevent charge injection is further improved, and the ability to prevent charged charges that escape to the substrate side through the interface between the projections of the deposited film and the normal deposition part is obtained. This is thought to be due to the improvement. In addition, the distance between the maximum value on the photoconductive layer side and the minimum value between the two maximum values among the two adjacent maximum values in the thickness direction of the content ratio of nitrogen atoms with respect to the total number of constituent atoms is 40 nm or more. If it exists, effects such as improvement of charging ability and suppression of image defects can be obtained. Furthermore, if the distance is in the range of 300 nm or less, the sensitivity to short wavelength exposure can be sufficiently obtained.

さらに、本発明者らは、a−SiNの膜構造に着目して、表面層の作成条件の様々な見直しを行ったところ、酸素原子および/またはフッ素原子を添加することにより、クリーニング性を向上させることが可能であることがわかった。   Furthermore, the inventors have made various changes to the surface layer preparation conditions, focusing on the film structure of a-SiN, and improved the cleaning properties by adding oxygen atoms and / or fluorine atoms. It was found that it was possible to

a−SiN膜は、作成条件により比較的柱状構造を示しやすいが、こういった柱状構造が多い状態では、表面に現れる構造境界が多いと考えられ、そのような状態では転写残やクリーニング残が生じやすい。しかし、酸素原子および/またはフッ素原子の添加により、転写残やクリーニング残が減少したのは、上記のように低欠陥化がすすみ、柱状構造が低減することで、表面に現れる構造境界が減少したと考えている。   The a-SiN film is relatively easy to show a columnar structure depending on the preparation conditions. However, when there are many such columnar structures, it is considered that there are many structural boundaries appearing on the surface. In such a state, there is no transfer residue or cleaning residue. Prone to occur. However, the addition of oxygen atoms and / or fluorine atoms resulted in a decrease in transfer residue and cleaning residue. As described above, the progress of low defect progress and reduction of the columnar structure resulted in a decrease in the structure boundary appearing on the surface. I believe.

さらに、本発明者らは酸素原子および/またはフッ素原子の添加に関して検討を重ねたところ、表面層中で極大値を持つように含有させる方が、硬度低下や残留電位増大といった弊害が全く見られず、転写残やクリーニング残のクリーニング性に効果的であった。このように表面層中で極大値を持たせるように添加する酸素原子あるいはフッ素原子は、各々単独で添加しても効果が得られるが、加えて、酸素原子とフッ素原子が共に極大値を持つように添加すると、更に好ましいことがわかった。   Furthermore, when the present inventors have repeatedly studied the addition of oxygen atoms and / or fluorine atoms, the inclusion of the surface layer so as to have a maximum value shows no adverse effects such as a decrease in hardness and an increase in residual potential. In other words, it was effective for cleaning the transfer residue and cleaning residue. As described above, the oxygen atom or the fluorine atom added so as to have the maximum value in the surface layer can be obtained even if each is added alone, but in addition, both the oxygen atom and the fluorine atom have the maximum value. It was found that the addition was more preferable.

次に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明における電子写真感光体の層構成の一例について示した模式図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of the layer structure of the electrophotographic photosensitive member in the present invention.

図1(a)に示す電子写真感光体は、導電性基体101上に光導電層102および表面領域層103がこの順に形成されている。図1(b)に示す電子写真感光体は、導電性基体101上に下部注入阻止層104、光導電層102および表面領域層103がこの順に形成されている。 図1(c)に示す電子写真感光体は、導電性基体101上に下部注入阻止層104、光導電層102および、変化層109及び表面層108aからなる表面領域層103aがこの順に形成されている。   In the electrophotographic photosensitive member shown in FIG. 1A, a photoconductive layer 102 and a surface region layer 103 are formed in this order on a conductive substrate 101. In the electrophotographic photosensitive member shown in FIG. 1B, a lower injection blocking layer 104, a photoconductive layer 102, and a surface region layer 103 are formed in this order on a conductive substrate 101. In the electrophotographic photoreceptor shown in FIG. 1C, a lower injection blocking layer 104, a photoconductive layer 102, a surface region layer 103a including a change layer 109 and a surface layer 108a are formed in this order on a conductive substrate 101. Yes.

下部注入阻止層104は、必須ではないが、導電性基体側からの電荷の注入を阻止するために設けられていることが好ましい。   The lower injection blocking layer 104 is not essential, but is preferably provided to prevent charge injection from the conductive substrate side.

表面領域層103は、第一の上部注入阻止層105(TBL-1)、中間層106、第二上部注入阻止層107(TBL-2)、表面保護層(SL)108がこの順に形成されている。   In the surface region layer 103, a first upper injection blocking layer 105 (TBL-1), an intermediate layer 106, a second upper injection blocking layer 107 (TBL-2), and a surface protective layer (SL) 108 are formed in this order. Yes.

ここで、表面領域層103aには、光導電層102との間で、屈折率の変化が連続的になるように、光導電層102側に変化層109を設けることが好ましい。   Here, it is preferable to provide a change layer 109 on the photoconductive layer 102 side in the surface region layer 103a so that the refractive index changes continuously with the photoconductive layer 102.

表面層110と光導電層102との間の屈折率に差があると、層界面で干渉が生じ削れによる感度の変動が起こりやすく、ほんの少しの削れムラによっても画像濃度の顕著なムラが表れてしまう。これを防ぐために、変化層109は、膜の組成変化をなだらかに行うことで屈折率をなだらかに変化させ、表面層110と光導電層102との屈折率の差をなだらか接続している。この結果、表面領域層103aと光導電層102との屈折率の差に起因する層界面における光の反射が抑えられ、可干渉光を露光に用いた場合の界面での干渉を防いでいる。   If there is a difference in the refractive index between the surface layer 110 and the photoconductive layer 102, interference will occur at the interface between the layers, and the sensitivity will be fluctuated due to shaving. End up. In order to prevent this, the change layer 109 gently changes the refractive index by gently changing the composition of the film, and the difference in refractive index between the surface layer 110 and the photoconductive layer 102 is gently connected. As a result, light reflection at the layer interface due to the difference in refractive index between the surface region layer 103a and the photoconductive layer 102 is suppressed, and interference at the interface when coherent light is used for exposure is prevented.

ここで、前述した各層について詳細に説明する。   Here, each layer mentioned above is demonstrated in detail.

<表面領域層>
本発明における表面領域層103、103aは、主に短波長光透過性、高解像度、連続繰り返し使用耐性、耐湿性、使用環境耐性、良好な電気特性などに関して良好な特性を得るために設けられている。正帯電用電子写真感光体の場合には帯電保持層としての役割も有している。負帯電用電子写真感光体の場合にも、それ自体が帯電保持層としての役割を持ってもよいが、後述する変化層に帯電保持の機能を持たせる方が、表面層の設計自由度の点から好ましい。
<Surface region layer>
The surface region layers 103 and 103a in the present invention are provided mainly for obtaining good characteristics with respect to short wavelength light transmittance, high resolution, continuous repeated use resistance, moisture resistance, use environment resistance, good electrical characteristics, and the like. Yes. In the case of an electrophotographic photosensitive member for positive charging, it also serves as a charge holding layer. Even in the case of a negatively charged electrophotographic photosensitive member, it may have a role as a charge holding layer itself, but it is more flexible to design a surface layer if the change layer described later has a charge holding function. It is preferable from the point.

本発明における表面領域層103aは、表面層110と変化層109を有しており、その材質は、シリコン原子と窒素原子を母体とし、少なくとも一部分に周期表第13族元素を適宜含有した非単結晶材料からなる。また、水素原子、酸素原子及び/またはフッ素原子を膜中に適宜含んでいることが好ましい。このとき、表面層110に含まれる窒素量は、シリコン原子と窒素原子の原子の数の和に対して30原子%から70原子%の範囲が好ましい。   The surface region layer 103a in the present invention has a surface layer 110 and a change layer 109, and the material thereof is a non-single material in which a silicon atom and a nitrogen atom are used as a base material and a group 13 element of the periodic table is appropriately contained at least in part. Made of crystalline material. Further, it is preferable that a hydrogen atom, an oxygen atom and / or a fluorine atom are appropriately contained in the film. At this time, the amount of nitrogen contained in the surface layer 110 is preferably in the range of 30 atomic% to 70 atomic% with respect to the sum of the number of silicon atoms and nitrogen atoms.

本発明の表面領域層103aにおいて、変化層109と表面層110の各層内に周期表第13族元素の含有率が膜の厚さ方向に極大値を少なくとも1つずつ持つようにすることが重要である。   In the surface region layer 103a of the present invention, it is important that the content of the Group 13 element in the periodic table has at least one maximum value in the thickness direction of the film in each of the change layer 109 and the surface layer 110. It is.

ここで、周期表第13族元素含有率の極大値のうち、変化層の最も光導電層側に位置する極大値が一番大きいことが、電気特性の向上の点で好ましい。   Here, among the maximum values of the group 13 element content of the periodic table, it is preferable that the maximum value located closest to the photoconductive layer side of the change layer is the largest in terms of improving electrical characteristics.

また、帯電能などの電気特性や、ドット再現性などの解像度向上のためには、周期表第13族元素含有率の隣接する2つの極大値間距離が、膜の厚さ方向において100nm以上1000nm以下の範囲となるようにすることが好ましい。   Further, in order to improve the electric characteristics such as charging ability and the resolution such as dot reproducibility, the distance between two adjacent maximum values of the group 13 element content of the periodic table is 100 nm or more and 1000 nm in the film thickness direction. The following range is preferable.

また、帯電能などの電気特性や、ドット再現性などの解像度向上のためには、周期表第13族元素の最も光導電層側に位置する極大値が、5.0×1018個/cm3以上であり、
の隣接する2つの極大値の間に存在する周期表第13族元素の最小値が、2.5×1018個/cm3以下となることも好ましい。
Further, in order to improve the electrical characteristics such as charging ability and the resolution such as dot reproducibility, the maximum value of the group 13 element of the periodic table located closest to the photoconductive layer is 5.0 × 10 18 pieces / cm 3. 3 or more
It is also preferable that the minimum value of the group 13 element of the periodic table existing between two adjacent maximum values is 2.5 × 10 18 elements / cm 3 or less.

図4は、表面領域層の各元素の模式的濃度プロファイルである。図4に示すように、表面領域層でのボロン(周期表13族原子)、炭素、フッ素および酸素原子は、最表面側にボロン(周期表13族原子)、炭素、フッ素および酸素原子の極大値が、更に深い、光導電層側に近い位置にボロンの極大値が形成されている。つまり、炭素、フッ素および酸素原子の極大値は1ヶ所で観測され、ボロンの極大値は2ヶ所で観測されている。   FIG. 4 is a schematic concentration profile of each element in the surface region layer. As shown in FIG. 4, the boron (periodic group 13 atom), carbon, fluorine and oxygen atoms in the surface region layer are the maximum of boron (periodic group 13 atom), carbon, fluorine and oxygen atoms on the outermost surface side. The maximum value of boron is formed at a position where the value is deeper and closer to the photoconductive layer side. That is, the maximum values of carbon, fluorine and oxygen atoms are observed at one place, and the maximum values of boron are observed at two places.

また、表面領域層103、103aにおいて、厚さ方向において構成原子の総数に対する上記周期表第13族元素の含有率の極大値に加えて、窒素原子の含有率の極大値を少なくとも二つ持つことことが好ましい。周期表第13族元素の含有率の極大値や窒素原子の含有率の極大値の数は、それぞれ少なくとも2つ以上であればよく、例えば、各2つ、各3つ、あるいは一方が2つ他方が3つ若しくは4つなど、異なる数であってもよい。これらの極大値は表面領域層の厚さ方向におけるいずれに位置していてもよく、例えば、図8の周期表第13族元素および窒素原子の含有量を表すグラフに示すように、それぞれの原子の極大値が厚さ方向において、同じ位置に存在してもよい。また、図9〜図13の周期表第13族元素および窒素原子の含有量を表すグラフに示すように、交互に位置することが好ましい。この場合光導電層側に周期表第13族元素の含有率の極大値を有すると、帯電能を高くすることができ好ましく、自由表面側に窒素原子の含有率の極大値を有すると、感光体の耐傷性、耐磨耗性の点から特に好ましい。このような極大値を有する表面領域層として、厚さ方向において周期表第13族元素の含有率の極大値を1つずつ有する上部注入阻止層を2以上、例えば、第1の上部注入阻止層105、第2の上部注入阻止層107とすることができる。また、厚さ方向において窒素原子の含有率の極大値を1つずつ有する1または2以上の中間層106とが光導電層上に交互に設けられ、最外層として自由表面を有し、厚さ方向において窒素原子の含有率の極大値を1つ有する表面保護層108が設けられていてもよい。   Further, the surface region layers 103 and 103a have at least two maximum values of the nitrogen atom content in addition to the maximum value of the group 13 element content of the periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction. It is preferable. The number of the maximum value of the content rate of the group 13 element of the periodic table and the maximum value of the content rate of the nitrogen atom may be at least 2 each, for example, 2 each, 3 each, or 2 each The other may be a different number, such as three or four. These maximum values may be located anywhere in the thickness direction of the surface region layer. For example, as shown in the graph showing the contents of the periodic table group 13 element and nitrogen atom in FIG. May be present at the same position in the thickness direction. Moreover, as shown in the graph showing content of a periodic table group 13 element and nitrogen atom of FIGS. 9-13, it is preferable to locate alternately. In this case, it is preferable that the photoconductive layer side has a maximum value of the group 13 element content of the periodic table, so that the charging ability can be increased, and if the free surface side has a maximum value of the nitrogen atom content rate, It is particularly preferable from the viewpoint of scratch resistance and abrasion resistance of the body. As the surface region layer having such a maximum value, two or more upper injection blocking layers each having a maximum value of the group 13 element content of the periodic table in the thickness direction, for example, the first upper injection blocking layer 105, the second upper injection blocking layer 107. In addition, one or more intermediate layers 106 each having a maximum value of nitrogen atom content in the thickness direction are alternately provided on the photoconductive layer, and have a free surface as the outermost layer. A surface protective layer 108 having one maximum value of the content of nitrogen atoms in the direction may be provided.

本発明において、周期表第13族元素の含有率が膜の厚さ方向で極大値を形成するには、表面領域層103を形成している途中で、周期表第13族元素供給を制御して得ることができる。周期表第13族元素供給の制御は、周期表第13族元素供給ガスの流量・濃度、母材となるシリコン・窒素原子供給ガスの流量および成長温度等の成長条件を適宜変化させて行なうことができる。   In the present invention, in order to form the maximum content of the group 13 element of the periodic table in the film thickness direction, the supply of the group 13 element of the periodic table is controlled while the surface region layer 103 is being formed. Can be obtained. Control of group 13 element supply of the periodic table should be performed by appropriately changing the growth conditions such as the flow rate and concentration of the group 13 element supply gas of the periodic table, the flow rate of the silicon / nitrogen atom supply gas as the base material, and the growth temperature. Can do.

ここで、周期表第13族元素としては、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、特に硼素が好適である。また、周期表第13族元素の供給ガスとしては具体的には、B26、B410、B59、B511、B610、B612、B614等の水素化ホウ素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化ホウ素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。 Here, specific examples of Group 13 elements of the periodic table include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl), and boron is particularly preferable. is there. Further, as the supply gas for the Group 13 element of the periodic table, specifically, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 , B 6 H 12 , B 6 Examples thereof include boron hydrides such as H 14 and boron halides such as BF 3 , BCl 3 , and BBr 3 . In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like can also be mentioned.

ここで、図7を用いて本発明の極大値の例について説明する。   Here, an example of the maximum value of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は、表面領域層の変化層と表面層との各々に1箇所に周期表第13族元素の含有率分布の極大値がある状態の例を模式的に示している。     FIG. 7 schematically shows an example of a state in which there is a maximum value of the content distribution of the group 13 element of the periodic table at one place in each of the change layer and the surface layer of the surface region layer.

本発明において、周期表第13族元素の含有率の極大値は、図7に示されるように含有量の極大値に頂部が存在する形状が望ましいが、含有率が一定領域を持つ分布でもよい。また、極大値間距離は、図7中に示した距離を示す。   In the present invention, the maximum value of the content of the group 13 element in the periodic table is preferably a shape in which the peak exists at the maximum value of the content as shown in FIG. . Moreover, the distance between maximum values shows the distance shown in FIG.

尚、含有率が一定領域を持つ場合は、一定領域の中央を極大値の位置とする。   When the content rate has a certain region, the center of the certain region is set as the position of the maximum value.

酸素原子および/またはフッ素原子の含有量の極大値についても、図7に示される周期表第13族元素の含有率の極大値と同様に、一定領域を持たない形状を示すことが好ましい。応力の大きなa−SiNなどの膜では、含有率分布に一定領域を持たない形状のほうが、一定領域を持った形状よりも応力を効果的に緩和する局所的な領域ができる。結果として膜全体の応力緩和が効率的に進むと考えられるので、含有率分布に一定領域が発生しないように制御することが好ましい。   As for the maximum value of the content of oxygen atoms and / or fluorine atoms, it is preferable that the maximum value of the content of the group 13 element of the periodic table shown in FIG. In a film such as a-SiN having a large stress, a shape that does not have a constant region in the content rate distribution forms a local region that effectively relaxes stress than a shape that has a constant region. As a result, stress relaxation of the entire film is considered to proceed efficiently, so it is preferable to control so that a constant region does not occur in the content rate distribution.

また、含有率分布に一定領域を持たない形状のほうが、像露光によるフォトキャリアの移動において、ドット再現性や細線再現性を低下させるキャリアの拡がりやすい領域をなるべく局所的に設けることで、拡がりを小さく押さえられると考える。   In addition, the shape that does not have a constant region in the content rate distribution can be expanded by locally providing a region where the carrier spreads easily, which reduces dot reproducibility and fine line reproducibility, when moving the photocarrier by image exposure. I think it can be kept small.

表面層110中の酸素原子あるいはフッ素原子の含有量は、構成原子の総数に対して、
膜中の平均濃度が0.01原子%以上20原子%以下であることが好ましい。0.1原子%以上10原子%以下であることがより好ましく、0.5原子%以上8原子%であることが更に好ましい。このような範囲で含有量を調整するためには、例えばNOあるいはSiF4のような酸素原子あるいはフッ素原子含有ガスをH2、He、NeおよびAr等のガスで希釈したものを、マスフローコントローラーを介して流量制御して添加すればよい。
The content of oxygen atoms or fluorine atoms in the surface layer 110 is based on the total number of constituent atoms.
The average concentration in the film is preferably 0.01 atomic% or more and 20 atomic% or less. It is more preferably 0.1 atomic percent or more and 10 atomic percent or less, and further preferably 0.5 atomic percent or more and 8 atomic percent. In order to adjust the content within such a range, for example, an oxygen atom or fluorine atom containing gas such as NO or SiF 4 is diluted with a gas such as H 2 , He, Ne and Ar, and a mass flow controller is used. It is only necessary to control the flow rate through the medium.

また、表面層110中に水素原子が含有されることが好ましいが、水素原子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。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合、膜中の平均値として5〜70原子%含むことが好ましく、好適には8〜60原子%含むことがより好ましく、10〜50原子%含むことがより好ましい。   The surface layer 110 preferably contains hydrogen atoms, but the hydrogen atoms compensate for dangling bonds of silicon atoms and improve layer quality, particularly photoconductivity and charge retention. In general, the hydrogen content is preferably 5 to 70 atom%, more preferably 8 to 60 atom%, more preferably 10 to 50 atoms as an average value in the film with respect to the total amount of constituent atoms. % Is more preferable.

表面層110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およびSi410等のガス状物、またはガス化し得る水素化ケイ素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられる。層作製時の取り扱い易さ、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。 Examples of a substance that can serve as a silicon (Si) supply gas used in forming the surface layer 110 include gaseous substances such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8, and Si 4 H 10 , or hydrogen that can be gasified. Silicon oxide (silanes) can be mentioned as being effectively used. SiH 4 and Si 2 H 6 are preferable from the viewpoints of easy handling at the time of layer preparation and good Si supply efficiency. These source gases for supplying Si may be diluted with a gas such as H 2 , He, Ar, Ne or the like as necessary.

窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、N2、NH3、NO、N2O、NO2、O2、COおよびCO2等のガス状物、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。中でも、窒素供給用ガスとしては窒素が最も良好な特性が得られるため、好ましい。また、酸素供給用ガスとしては同様にNOが好ましい。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およびNe等のガスにより希釈して使用してもよい。特に酸素を微量添加する場合、例えばNOガスをHeガスで予め希釈して供給する事で、流量の正確な制御が可能となる。 As substances that can serve as nitrogen or oxygen supply gas, gaseous substances such as N 2 , NH 3 , NO, N 2 O, NO 2 , O 2 , CO, and CO 2 , or compounds that can be gasified are effectively used. Can be mentioned. Among them, nitrogen is preferable as the nitrogen supply gas because the best characteristics can be obtained. Similarly, NO is preferable as the oxygen supply gas. These source gases for supplying nitrogen and oxygen may be diluted with a gas such as H 2 , He, Ar and Ne as necessary. In particular, when a small amount of oxygen is added, the flow rate can be accurately controlled, for example, by diluting and supplying NO gas with He gas in advance.

また、フッ素原子供給のために、SiF4、Si26等のフッ化ケイ素やフッ素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3およびIF7等のハロゲン間化合物を導入してもよい。 For supplying fluorine atoms, silicon fluoride such as SiF 4 and Si 2 F 6 and halogen such as fluorine gas (F 2 ), BrF, ClF, ClF 3 , BrF 3 , BrF 5 , IF 3 and IF 7 are used. An intercalation compound may be introduced.

また、酸素原子およびフッ素原子供給用ガスとしては、上記ガスを複数種混合してもよい。特に、酸素原子供給用ガスとしてはNO、またはNOを含み適宜Heなどの希釈ガスにて希釈した混合ガスが最も好ましい。フッ素原子供給用ガスとしてはSiF4が最も好ましい例として挙げられる。これらのガスを用いて作成した場合、トータルで見た電子写真特性が最も好ましい結果が得られた。 Further, as the oxygen atom and fluorine atom supply gas, a plurality of the above gases may be mixed. In particular, the oxygen atom supply gas is most preferably NO or a mixed gas containing NO and appropriately diluted with a diluent gas such as He. As the fluorine atom supply gas, SiF 4 is the most preferable example. When these gases were used, the most preferable results were obtained with the electrophotographic characteristics viewed in total.

表面領域層103aを形成するには、反応容器のガス圧、放電電力、ならびに基体の温度を適宜設定することが必要である。基体温度は、層設計に従って最適範囲が適宜選択されるが、通常の場合、150℃以上350℃以下であることが好ましく、180℃以上330℃以下であることがより好ましく、200℃以上300℃以下であることが更に好ましい。   In order to form the surface region layer 103a, it is necessary to appropriately set the gas pressure of the reaction vessel, the discharge power, and the temperature of the substrate. The optimum range of the substrate temperature is appropriately selected according to the layer design. In general, it is preferably 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, and 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. More preferably, it is as follows.

反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、通常の場合1×10-2Pa以上1×103Pa以下であることが好ましい。5×10-2Pa以上5×102Pa以下であることがより好ましく、1×10-1Pa以上1×102Pa以下であることが更に好ましい。 Similarly, the optimum range of the pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but in the usual case, it is preferably 1 × 10 −2 Pa or more and 1 × 10 3 Pa or less. It is more preferably 5 × 10 −2 Pa or more and 5 × 10 2 Pa or less, and further preferably 1 × 10 −1 Pa or more and 1 × 10 2 Pa or less.

表面層110の層厚としては、0.1〜3μmであることが好ましく、0.15〜2μmであることがより好ましく、0.2〜1μmであることが更に好ましい。   The layer thickness of the surface layer 110 is preferably 0.1 to 3 μm, more preferably 0.15 to 2 μm, and still more preferably 0.2 to 1 μm.

層厚が0.01μmよりも厚ければ光受容部材を使用中に磨耗等の理由により表面側層領域が失われることがなく、3μmを越えなければ残留電位の増加等の電子写真特性の低下が発生することがない。   If the layer thickness is greater than 0.01 μm, the surface side layer region will not be lost due to wear or the like during use of the light receiving member, and if it does not exceed 3 μm, the electrophotographic characteristics such as an increase in residual potential will deteriorate. Will not occur.

本発明においては、表面領域層103aを形成するための導電性基体の温度、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、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好ましい。   In the present invention, the above-mentioned range is mentioned as a desirable numerical range of the temperature and gas pressure of the conductive substrate for forming the surface region layer 103a, but the conditions are usually not independently determined separately, It is preferable to determine an optimum value based on mutual and organic relations.

本発明において、変化層は、膜の組成変化をなだらかに行うことで屈折率をなだらかに変化させ、表面層110と光導電層102との屈折率の差をなだらか接続している。この結果、光導電層102と表面層110の界面での光の反射による干渉の影響を低減でき、更には周期表第13族元素を添加させることで上部から(即ち表面層側から)の電荷の侵入を阻止し、帯電能を向上させる効果も得られる。   In the present invention, the change layer gently changes the refractive index by gently changing the composition of the film, and the difference in refractive index between the surface layer 110 and the photoconductive layer 102 is gently connected. As a result, the influence of interference due to reflection of light at the interface between the photoconductive layer 102 and the surface layer 110 can be reduced, and further, the charge from the top (that is, from the surface layer side) can be added by adding a group 13 element of the periodic table. The effect of preventing the intrusion and improving the charging ability is also obtained.

また、本発明で、変化層109は、光導電層102と表面層110の界面での光の波長
350nmから680nmの範囲で、反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)とが、0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−Min)/(100−Max)≦0.15を満たすように、光学的に連続するように設けることが好ましい。
Further, in the present invention, the change layer 109 has a minimum value (Min) and a maximum value (Max) of reflectance (%) in the light wavelength range of 350 nm to 680 nm at the interface between the photoconductive layer 102 and the surface layer 110. Are preferably optically continuous so that 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and 0 ≦ (Max−Min) / (100−Max) ≦ 0.15.

変化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、5nm以上1000nm以下であることが好ましく、10nm以上800nm以下であることがより好ましく、15nm以上500nm以下であることが更に好ましい。層厚が5nm以上であれば、表面側からの電荷の注入阻止能は充分であり、充分な帯電能が得られるので電子写真特性の低下を招くことはなく、1000nm以下であれば電子写真特性の向上が期待でき、感度等の特性の低下を招くこともない。   The layer thickness of the change layer is preferably 5 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 10 nm or more and 800 nm or less, and more preferably 15 nm or more and 500 nm or less in view of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. More preferably. If the layer thickness is 5 nm or more, the charge injection stopping ability from the surface side is sufficient, and sufficient charging ability is obtained, so that the electrophotographic characteristics are not deteriorated. Improvement can be expected, and characteristics such as sensitivity are not deteriorated.

反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、1×10-2Pa以上1×103Pa以下であることが好ましく、5×10-2Pa以上5×102Pa以下であることがより好ましく、1×10-1Pa以上1×102Pa以下であることが更に好ましい。 Similarly, the optimum range of the pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but it is preferably 1 × 10 −2 Pa or more and 1 × 10 3 Pa or less, preferably 5 × 10 −2 Pa or more and 5 × 10 6. It is more preferably 2 Pa or less, and further preferably 1 × 10 −1 Pa or more and 1 × 10 2 Pa or less.

さらに、基体の温度は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、通常の場合、150℃以上350℃以下であることが好ましく、180℃以上330℃以下であることがより好ましく、200℃以上300℃以下であることが更に好ましい。   Further, the optimum range of the substrate temperature is appropriately selected according to the layer design. In general, it is preferably 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, 200 More preferably, it is at least 300 ° C.

<上部注入阻止層(TBL)>
本発明における表面領域層に設けられる上部注入阻止層はシリコン原子と窒素原子を母材とする非単結晶窒化シリコン膜からなり、周期表第13族元素の厚さ方向における含有率の極大値を1つ有することが好ましい。周期表第13族元素が含有されることにより、感光体が負帯電処理をその自由表面に受けた際、表面側より第1の層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有する。かかる周期表第13族元素としては、具体的には、ボロン(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、特に硼素が取り扱い易さなどの点から好適である。
<Upper injection blocking layer (TBL)>
The upper injection blocking layer provided in the surface region layer in the present invention is made of a non-single-crystal silicon nitride film having silicon atoms and nitrogen atoms as base materials, and has a maximum content ratio in the thickness direction of Group 13 elements of the periodic table. It is preferable to have one. By containing the Group 13 element of the periodic table, the photoconductor has a function of preventing the charge from being injected from the surface side to the first layer side when the free surface is subjected to a negative charging process. Specific examples of such group 13 elements in the periodic table include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl). Boron is particularly easy to handle. From the point of view, it is preferable.

かかる極大値の形状としては、図9(a)、図10、図11(a)及び(b)、図13に示すように、ピークを持つものでもよいが、また、図9(b)、図12のように、厚さ方向の一定長において一定の値を持つもの(極大領域と呼ぶ)でもよい。かかる極大領域においては、図14(a)、(b)に示すように、極大領域を有する厚さの1/2の位置における値を極大値とする(以下おなじ)。上部注入阻止層(TBL-1、TBL-2、TBL-3)は、図15(b)に示すように、中間層を挟んで2層設けられてもよいが、図15(a)に示すように、それぞれ中間層を挟んで3層設けられてもよい。各上部注入阻止層に1つずつ設けられる周期表第13族元素の含有率の厚さ方向における極大値は、最も自由表面側に位置する極大値が一番大きいことが、感度、電位ムラ、光メモリー、透過性、クリーニング性の点で好ましい。かかる極大値として、上部注入阻止層の構成原子の総数に対して50atmppm以上3000atmppm以下であることが好ましく、より好ましくは100atmppm以上1500atmppm以下である。最も大きい極大値における周期表第13族元素の含有量としては、具体的に、5.0×1018個/cm3以上であることを例示することができる。この厚さ方向における周期表第13族元素の含有率の最大値に対し、周期表第13族元素の含有率が低い後述する中間層における周期表第13族元素の最も小さい極小値における含有量が、具体的に2.5×1018個/ cm3以下であることが感度特性の点から好ましい。但し、厚さ方向において極大値を有し不均一な分布をもって含有される周期表第13族元素は、基体の表面と平行面内においては、均一な分布で満遍なく含有されることが同一面内における特性の均一化を図る点から好ましい。 The shape of the maximum value may have a peak as shown in FIGS. 9 (a), 10, 11 (a) and (b), and FIG. 13, but FIG. 9 (b) As shown in FIG. 12, it may be one having a constant value in a certain length in the thickness direction (referred to as a maximum region). In such a maximum region, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), a value at a half position of the thickness having the maximum region is set as a maximum value (the same applies hereinafter). As shown in FIG. 15 (b), the upper injection blocking layer (TBL-1, TBL-2, TBL-3) may be provided with two layers sandwiching the intermediate layer, but as shown in FIG. 15 (a). In this way, three layers may be provided with the intermediate layer interposed therebetween. The maximum value in the thickness direction of the content of the group 13 element of the periodic table provided one by one in each upper injection blocking layer is that the maximum value located on the most free surface side is the largest, sensitivity, potential unevenness, It is preferable in terms of optical memory, transparency, and cleaning properties. The maximum value is preferably 50 atmppm or more and 3000 atmppm or less, more preferably 100 atmppm or more and 1500 atmppm or less with respect to the total number of constituent atoms of the upper injection blocking layer. Specific examples of the content of the Group 13 element in the periodic table at the maximum maximum value are 5.0 × 10 18 elements / cm 3 or more. The content of the group 13 element of the periodic table in the minimum direction of the minimum value of the group 13 element of the periodic table in the later-described intermediate layer where the content ratio of the group 13 element of the periodic table is low with respect to the maximum value of the group 13 element in the thickness direction However, it is preferably 2.5 × 10 18 / cm 3 or less from the viewpoint of sensitivity characteristics. However, it is within the same plane that Group 13 elements of the periodic table having a maximum value in the thickness direction and contained in a non-uniform distribution are uniformly contained in a uniform distribution in the plane parallel to the surface of the substrate. It is preferable from the viewpoint of making the characteristics uniform.

このような周期表第13族元素の極大値は、隣接する周期表第13族元素の極大値と100以上1000nm以下の距離にあることが、感光体における解像度や帯電能、残留電位、感度の点から好ましい。   The maximum value of the Group 13 element of the periodic table is at a distance of 100 to 1000 nm from the maximum value of the adjacent Group 13 element of the periodic table. It is preferable from the point.

上部注入阻止層には、必要に応じて酸素原子を含有させることが好ましい。上部注入阻止層に含有される窒素原子または酸素原子は、該層中に満遍なく均一に分布されてもよく、また、厚さ方向に不均一に分布されてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内においては、これらの原子が均一な分布で満遍なく含有されることが同一面内における特性の均一化を図る点からも必要である。   The upper injection blocking layer preferably contains oxygen atoms as necessary. The nitrogen atoms or oxygen atoms contained in the upper injection blocking layer may be uniformly distributed in the layer, or may be unevenly distributed in the thickness direction. However, in any case, in the plane parallel to the surface of the substrate, it is necessary to uniformly contain these atoms in a uniform distribution from the viewpoint of uniform characteristics in the same plane.

本発明における上部注入阻止層の各層に含有される窒素原子の含有率は、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、酸素原子が含有されない場合はシリコン原子と窒素原子の総数に対して10atm%以上70atm%以下の範囲とするのが好ましい。より好ましくは15atm%以上65atm%以下、更に好ましくは20atm%以上60atm%以下である。また、酸素原子を含有する場合は、窒素原子または酸素原子の含有率は、それぞれ窒素原子、酸素原子およびシリコン原子の総数に対して10atm%以上70atm%以下の範囲とするのが好ましい。より好ましくは15atm%以上65atm%以下、更に好ましくは20atm%以上60atm%以下である。   The content of nitrogen atoms contained in each layer of the upper injection blocking layer in the present invention is determined as appropriate so that the object of the present invention can be effectively achieved. When oxygen atoms are not contained, silicon atoms and nitrogen are contained. The range is preferably 10 atm% or more and 70 atm% or less with respect to the total number of atoms. More preferably, it is 15 atm% or more and 65 atm% or less, More preferably, it is 20 atm% or more and 60 atm% or less. In the case of containing oxygen atoms, the nitrogen atom or oxygen atom content is preferably in the range of 10 atm% to 70 atm% with respect to the total number of nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms, respectively. More preferably, it is 15 atm% or more and 65 atm% or less, More preferably, it is 20 atm% or more and 60 atm% or less.

また、上記上部注入阻止層には、水素原子および/またはハロゲン原子が含有されることが好ましいが、これはシリコン原子の未結合手と結合し、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である。水素原子の含有率は、構成原子の総量に対して例えば30atm%以上70atm%以下、好適には35atm%以上65atm%以下、より好ましくは40atm%以上60atm%以下である。また、ハロゲン原子の含有率として、例えば0.01atm%以上15atm%以下、好適には0.1atm%以上10atm%以下、より好ましくは0.5atm%以上5atm%以下である。   Further, the upper injection blocking layer preferably contains hydrogen atoms and / or halogen atoms, which are combined with dangling bonds of silicon atoms to improve layer quality, in particular, photoconductive properties and charge. This is to improve the retention characteristics. The content of hydrogen atoms is, for example, 30 atm% or more and 70 atm% or less, preferably 35 atm% or more and 65 atm% or less, more preferably 40 atm% or more and 60 atm% or less with respect to the total amount of constituent atoms. The halogen atom content is, for example, from 0.01 atm% to 15 atm%, preferably from 0.1 atm% to 10 atm%, more preferably from 0.5 atm% to 5 atm%.

上部注入阻止層105、107は光導電層102から表面保護層108に向かって組成を連続的に変化させることも好ましく、密着性の向上や干渉防止等に効果がある。   It is also preferable that the composition of the upper injection blocking layers 105 and 107 is continuously changed from the photoconductive layer 102 toward the surface protective layer 108, which is effective in improving adhesion and preventing interference.

上記上部注入阻止層の各々の層厚は、所望の電子写真特性が得られること、及び効率的製造などの経済的効果等の点から、また、後述する中間層の層厚や、窒素原子の含有率の厚さ方向の隣接する2つの極大値間の最小値と、光導電層側の極大値との距離に関連する。上部注入阻止層の厚さとして、具体的には、隣接する上部注入阻止層の厚さ方向における周期表第13族原子の含有率の極大値間の距離を適切とするため、例えば10nm以上1000nm以下とすることができる。好ましくは30nm以上800nm以下、より好ましくは50nm以上500nm以下である。層厚が10nm以上であると、表面側からの電荷の注入を阻止する充分な帯電能が得られ、良好な電子写真特性を得ることができる。また、層厚が1000nm以下であると電子写真特性の向上が期待でき、良好な感度特性を得ることができる。また、第2の上部注入阻止層(TBL-2)107の膜厚は、10nm以上300nm以下であるのが感光体の電位特性の向上や、感度特性を向上させる上で好ましい。   The thickness of each of the upper injection blocking layers is such that desired electrophotographic characteristics can be obtained, and economical effects such as efficient production, etc. It is related to the distance between the minimum value between two adjacent maximum values in the thickness direction of the content rate and the maximum value on the photoconductive layer side. Specifically, as the thickness of the upper injection blocking layer, specifically, in order to appropriately set the distance between the maximum values of the group 13 atom content in the periodic table in the thickness direction of the adjacent upper injection blocking layer, for example, 10 nm or more and 1000 nm It can be as follows. Preferably they are 30 nm or more and 800 nm or less, More preferably, they are 50 nm or more and 500 nm or less. When the layer thickness is 10 nm or more, sufficient charging ability to prevent charge injection from the surface side can be obtained, and good electrophotographic characteristics can be obtained. Further, when the layer thickness is 1000 nm or less, an improvement in electrophotographic characteristics can be expected, and good sensitivity characteristics can be obtained. The film thickness of the second upper injection blocking layer (TBL-2) 107 is preferably 10 nm or more and 300 nm or less in order to improve the potential characteristics of the photoreceptor and the sensitivity characteristics.

このような上部注入阻止層を形成するには、プラズマCVD法などによることができる。かかるプラズマCVD法による上部注入阻止層の形成としては、導電性基体を設置した反応容器に、Si供給用のガスとN供給用ガスと周期表第13族元素の供給用ガスと、必要に応じてO供給用のガスなどの原料ガスを供給し堆積膜を成膜する方法を挙げられる。このとき原料ガスの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体の温度を適宜設定することができる。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば1.0×10-2Pa以上1.0×103Pa以下、好ましくは5.0×10-2Pa以上5.0×102Pa以下、より好ましくは1.0×10-1Pa以上1.0×102Pa以下である。さらに、基体の温度は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば150℃以上350℃以下、好ましくは180℃以上330℃以下、より好ましくは200℃以上300℃以下である。周期表第13族元素の含有率の厚さ方向における極大値を設けるには、第13族元素を含有する第13族元素の原料ガスの導入量を変化させる方法によればよい。 Such an upper injection blocking layer can be formed by a plasma CVD method or the like. As the formation of the upper injection blocking layer by the plasma CVD method, a Si supply gas, an N supply gas, a gas for supplying a group 13 element of the periodic table, and a gas for supplying a Group 13 element in a reaction vessel provided with a conductive substrate, if necessary. And a method of forming a deposited film by supplying a source gas such as an O supply gas. At this time, the mixing ratio of the source gases, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the temperature of the substrate can be appropriately set. Similarly, the optimum range of the pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design. For example, 1.0 × 10 −2 Pa to 1.0 × 10 3 Pa, preferably 5.0 × 10 −2 Pa to 5.0 × 10 2 Pa. Hereinafter, it is more preferably 1.0 × 10 −1 Pa or more and 1.0 × 10 2 Pa or less. Further, the optimum temperature of the substrate is appropriately selected according to the layer design, and is, for example, 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In order to provide the maximum value in the thickness direction of the content rate of the group 13 element of the periodic table, a method of changing the amount of introduction of the source gas of the group 13 element containing the group 13 element may be used.

<中間層>
本発明における表面領域層に1または2以上設けられる中間層はシリコン原子と窒素原子を母材とする非単結晶窒化シリコン膜からなり、窒素原子の厚さ方向における含有率の極大値を1つ有するものである。かかる中間層を、第1の上部注入阻止層(TBL-1)と第2の上部注入阻止層(TBL-2)の間、第2の上部注入阻止層(TBL-2)と第3の上部注入阻止層(TBL-3)の間に設けることで、表面領域層において、構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率が、表面領域層の厚さ方向において極大値を2つ以上持ち、かかる2つの極大値間に必然的に形成される極小値をもち、更に、後述する表面保護層に有する窒素原子の含有率の極大値と共に、窒素原子の含有率が、表面領域層の厚さ方向において極大値を2つ以上持った分布が形成される。
<Intermediate layer>
The intermediate layer provided in the surface region layer in the present invention is made of a non-single-crystal silicon nitride film having silicon atoms and nitrogen atoms as base materials, and has a maximum content value in the thickness direction of nitrogen atoms. I have it. Such an intermediate layer is formed between the first upper injection blocking layer (TBL-1) and the second upper injection blocking layer (TBL-2), the second upper injection blocking layer (TBL-2) and the third upper injection layer. By providing it between the injection blocking layers (TBL-3), in the surface region layer, the content of the group 13 element of the periodic table with respect to the total number of constituent atoms has two or more maximum values in the thickness direction of the surface region layer. And having a minimum value inevitably formed between the two maximum values, and further, together with the maximum value of the nitrogen atom content rate in the surface protective layer described later, the nitrogen atom content rate of the surface region layer A distribution having two or more maximum values in the thickness direction is formed.

窒素原子の含有率の極大値の形状としては、図10、図11(a)、(b)に示すように、ピーク状でもよく、また、図9(a)、(b)のように、極大領域でもよい。かかる極大値として、中間層の構成原子の総数に対して、N/(Si+N)≧30atm%であることが好ましい。この厚さ方向における窒素原子の含有率の極大値に対し、窒素原子の含有率が低い上部注入阻止層における窒素原子の最も小さい極小値との比(極大値/最小値)が、1.10以上であることが好ましい。但し、厚さ方向において極大値を有し不均一な分布をもって含有される窒素原子は、基体の表面と平行面内においては、均一な分布で満遍なく含有されることが同一面内における特性の均一化を図る点から好ましい。   The shape of the maximum value of the nitrogen atom content may be a peak as shown in FIG. 10, FIG. 11 (a), (b), or as shown in FIG. 9 (a), (b). The maximum region may be used. The maximum value is preferably N / (Si + N) ≧ 30 atm% with respect to the total number of constituent atoms of the intermediate layer. The ratio (maximum value / minimum value) of the maximum value of nitrogen atoms in the thickness direction to the minimum value of nitrogen atoms in the upper injection blocking layer having a low nitrogen atom content is 1.10 or more. Preferably there is. However, nitrogen atoms that have a maximum value in the thickness direction and are contained in a non-uniform distribution are uniformly contained in a uniform distribution in the plane parallel to the surface of the substrate. It is preferable from the point of aiming at making it.

このような窒素原子の光導電層側の極大値と、隣接する窒素原子の極大値間の最小値とが40nm以上300nm以下の距離にあることが、画像欠陥の抑制効果の点から好ましい。   It is preferable from the viewpoint of the effect of suppressing image defects that the maximum value of such nitrogen atoms on the photoconductive layer side and the minimum value between the maximum values of adjacent nitrogen atoms are at a distance of 40 nm to 300 nm.

図14(a)〜(d)に表面領域層における、構成原子の総数に対する窒素原子の含有率の厚さ方向における隣接する2つの極大値のうち光導電層側の極大値と、2つの極大値間の最小値の距離を模式的に示した。   FIGS. 14A to 14D show the local maximum value on the photoconductive layer side and the two local maximums among the two adjacent local maximum values in the thickness direction of the nitrogen atom content rate relative to the total number of constituent atoms in the surface region layer. The minimum distance between values is shown schematically.

中間層には、必要に応じて酸素や周期表第13族元素を含有させることができる。中間層に含有される窒素原子または酸素原子は、各中間層において構成原子総数に対して平均の含有率として10atm%以上90atm%以下をもって含有されるのが感度特性や電気的特性の点から好ましい。より好ましくは15atm%以上85atm%以下であり、更に好ましくは20atm%以上80atm%以下である。中間層に含有される酸素原子は、該層中に満遍なく均一に分布されてもよく、または層厚方向に不均一に分布されてもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表面と平行面内においては、均一な分布で満遍なく含有されることが面内における特性の均一化を図る点からも好ましい。   The intermediate layer can contain oxygen and Group 13 elements of the periodic table as necessary. Nitrogen atoms or oxygen atoms contained in the intermediate layer are preferably contained in each intermediate layer with an average content of 10 atm% to 90 atm% with respect to the total number of constituent atoms from the viewpoint of sensitivity characteristics and electrical characteristics. . More preferably, it is 15 atm% or more and 85 atm% or less, More preferably, it is 20 atm% or more and 80 atm% or less. The oxygen atoms contained in the intermediate layer may be uniformly distributed in the layer, or may be unevenly distributed in the layer thickness direction. However, in any case, it is preferable that the content is evenly distributed in a plane parallel to the surface of the substrate from the point of achieving uniform characteristics in the plane.

また、中間層106の厚さは、上部注入阻止層の層厚とも関連する。中間層の厚さとしては、隣接する上部注入阻止層における周期表第13族元素含有率の極大値間距離を100nm以上1000nm以下になるように選択することが、感光体における解像度や帯電能、残留電位、感度の点からより好ましい。   The thickness of the intermediate layer 106 is also related to the layer thickness of the upper injection blocking layer. The thickness of the intermediate layer is selected so that the distance between the maximum values of the group 13 element content of the periodic table in the adjacent upper injection blocking layer is 100 nm or more and 1000 nm or less. More preferable from the viewpoint of residual potential and sensitivity.

このような中間層を形成するには、上記上部注入阻止層と同様の方法、即ちプラズマCVD法などによることができる。かかるプラズマCVD法による中間層の形成においては、原料ガスの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体の温度を適宜設定することができる。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲を適宜選択することができ、窒素原子の含有率の極大値も、窒素原子を含有する原料ガスの導入量を変化させることにより形成することができる。   Such an intermediate layer can be formed by the same method as that for the upper injection blocking layer, that is, the plasma CVD method. In the formation of the intermediate layer by the plasma CVD method, the raw material gas mixing ratio, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the temperature of the substrate can be appropriately set. Similarly, the pressure in the reaction vessel can be appropriately selected within the optimum range according to the layer design, and the maximum value of the nitrogen atom content can also be formed by changing the introduction amount of the source gas containing nitrogen atoms. Can do.

<表面保護層>
本発明における表面領域層に設けられる表面保護層108は自由表面を有し、シリコン原子と窒素原子を母材とする非単結晶窒化シリコン膜からなることが好ましい。表面保護層は窒素原子の厚さ方向における含有率の極大値を1つ有し、周期表第13族元素の含有率が低く、感光体に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性を付与する。窒素原子の含有率の厚さ方向における極大値、その形状、極大値と、上部注入阻止層における窒素原子の含有率の最小値との関係、窒素原子の平均含有量などについては、中間層と同様である。
<Surface protective layer>
The surface protective layer 108 provided in the surface region layer in the present invention preferably has a free surface and is made of a non-single-crystal silicon nitride film having silicon atoms and nitrogen atoms as base materials. The surface protective layer has one maximum value of the content rate in the thickness direction of nitrogen atoms, the content rate of the Group 13 element of the periodic table is low, and the photoreceptor has moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, Use environment characteristics and durability. About the maximum value in the thickness direction of the nitrogen atom content rate, its shape, the maximum value, the relationship between the minimum value of the nitrogen atom content in the upper injection blocking layer, the average content of nitrogen atoms, etc. It is the same.

また、かかる表面保護層には、必要に応じて酸素原子、水素原子、ハロゲン原子などを含有させてもよい。水素原子や、ハロゲン原子は、シリコンなどの構成原子の未結合手と結合し、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。このような観点から、水素原子の含有率は、構成原子の総量に対して好ましくは30atm%以上70atm%以下、より好ましくは35atm%以上65atm%以下、更に好ましくは40atm%以上60atm%以下である。また、ハロゲンとしては例えばフッ素原子の含有率は、例えば0.01atm%以上15atm%以下とすることができ、好適には0.1atm%以上10atm%以下、より好ましくは0.6atm%以上4atm%以下である。   Further, the surface protective layer may contain oxygen atoms, hydrogen atoms, halogen atoms and the like as necessary. Hydrogen atoms and halogen atoms are bonded to dangling bonds of constituent atoms such as silicon, thereby improving the layer quality, particularly the photoconductivity and charge retention characteristics. From such a viewpoint, the content of hydrogen atoms is preferably 30 atm% or more and 70 atm% or less, more preferably 35 atm% or more and 65 atm% or less, further preferably 40 atm% or more and 60 atm% or less with respect to the total amount of constituent atoms. . As the halogen, for example, the fluorine atom content can be, for example, 0.01 atm% or more and 15 atm% or less, preferably 0.1 atm% or more and 10 atm% or less, more preferably 0.6 atm% or more and 4 atm% or less. .

表面保護層の層厚としては、例えば10nm以上3000nm以下とすることができ、好適には50nm以上2000nm以下、より好ましくは100nm以上1000nm以下である。層厚が10nm以上であると感光体を使用中に摩耗等の理由により表面保護層108が失われることがなく、3000nm以下であると残留電位増加が抑制される電子写真特性が維持される。   The layer thickness of the surface protective layer can be, for example, from 10 nm to 3000 nm, preferably from 50 nm to 2000 nm, and more preferably from 100 nm to 1000 nm. When the layer thickness is 10 nm or more, the surface protective layer 108 is not lost due to wear or the like during use of the photoreceptor, and when it is 3000 nm or less, the electrophotographic characteristics that suppress the increase in residual potential are maintained.

このような表面保護層を形成するには、プラズマCVD法などによることができ、かかるプラズマCVD法による表面保護層の形成は、基体の温度、反応容器内のガス圧を所望により適宜設定して行なうことができる。基体温度(Ts)は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、好ましくは150℃以上350℃以下、より好ましくは180℃以上330℃以下、更に好ましくは200℃以上300℃以下である。反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、例えば1.0×10-2Pa以上1.0×103Pa以下とすることができ、好ましくは5.0×10-2Pa以上5.0×102Pa以下、より好ましくは1.0×10-1Pa以上1.0×102Pa以下である。表面保護層を形成するための基体温度、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、これらの条件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感光体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好ましい。 Such a surface protective layer can be formed by a plasma CVD method or the like. The surface protective layer can be formed by such a plasma CVD method by appropriately setting the temperature of the substrate and the gas pressure in the reaction vessel as desired. Can be done. The substrate temperature (Ts) is appropriately selected in the optimum range according to the layer design, but is preferably 150 ° C or higher and 350 ° C or lower, more preferably 180 ° C or higher and 330 ° C or lower, and further preferably 200 ° C or higher and 300 ° C or lower. . Similarly, the optimum range of the pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but can be, for example, 1.0 × 10 −2 Pa or more and 1.0 × 10 3 Pa or less, preferably 5.0 × 10 −2 Pa or more. 5.0 × 10 2 Pa or less, more preferably 1.0 × 10 −1 Pa or more and 1.0 × 10 2 Pa or less. The above-mentioned ranges can be mentioned as the desirable numerical ranges of the substrate temperature and gas pressure for forming the surface protective layer, but these conditions are not independently determined, and a photoreceptor having desired characteristics is formed. It is preferable to determine an optimum value based on mutual and organic relations.

このような層構造を有する表面領域層においては、窒素原子の平均濃度(atm%)が、30atm%≦N/(Si+N)≦70atm%であるのが、感度の点から好ましい。   In the surface region layer having such a layer structure, the average concentration (atm%) of nitrogen atoms is preferably 30 atm% ≦ N / (Si + N) ≦ 70 atm% from the viewpoint of sensitivity.

また、表面領域層内に、構成原子の総数に対する酸素原子及び/またはフッ素原子の含有率が膜の厚さ方向において極大値を少なくとも1つ有することは、画像品質や電位特性を向上させる上でより好ましい。   Further, the content ratio of oxygen atoms and / or fluorine atoms with respect to the total number of constituent atoms in the surface region layer has at least one maximum value in the thickness direction of the film in order to improve image quality and potential characteristics. More preferred.

尚、本明細書記載の酸素、窒素、シリコン、周期表第13族元素、水素またはハロゲン等の各元素の含有率は、二次イオン質量分析法(SIMS)によって測定を行ない、上記第1の上部注入阻止層(TBL-1)、中間層、第2の上部注入阻止層(TBL-2)、表面保護層などの構成する原子の総量に対する酸素、窒素、シリコン、周期表第13族元素、水素、ハロゲン原子の割合を算出することによって求めた値である。   In addition, the content rate of each element such as oxygen, nitrogen, silicon, periodic table group 13 element, hydrogen or halogen described in this specification is measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS), and the first Oxygen, nitrogen, silicon, group 13 elements of the periodic table for the total amount of atoms constituting the upper injection blocking layer (TBL-1), the intermediate layer, the second upper injection blocking layer (TBL-2), the surface protective layer, etc. This is a value obtained by calculating the ratio of hydrogen and halogen atoms.

<基体>
本発明において使用される基体は、導電性材料で作られた基体あるいは電気絶縁性の少なくとも光受容層を形成する側の表面に導電性処理が行われた基体のいずれでも構わない。
<Substrate>
The substrate used in the present invention may be either a substrate made of a conductive material or a substrate in which a conductive treatment is performed on the surface on which at least the light-receiving layer that is electrically insulating is formed.

導電性基体の材料としては、Al、Cr、Mo、In、Nb、Te、V、Ti、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等を挙げることができる。   Examples of the material for the conductive substrate include metals such as Al, Cr, Mo, In, Nb, Te, V, Ti, Pd, and Fe, and alloys thereof such as stainless steel.

また、電気絶縁性基体の材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、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、セラミック等を挙げることができる。
基体に電気絶縁性材料を用いる場合、基体の少なくとも光受容層を形成する側の表面は、導電処理されている必要がある。
Examples of the material for the electrically insulating substrate include films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, and polyamide, glass, and ceramic.
When an electrically insulating material is used for the substrate, it is necessary that at least the surface of the substrate on which the light receiving layer is formed be subjected to a conductive treatment.

基体の形状は平滑表面または凹凸表面の円筒状または無端ベルト状等であってよい。その厚さは、所望通りの光受容部材を形成し得るように適宜決定される。無端ベルト状の基体のように光受容部材としての可撓性が要求される場合には、基体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が、基体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。   The shape of the substrate may be a smooth surface or a cylindrical surface with an uneven surface or an endless belt shape. The thickness is appropriately determined so that a desired light receiving member can be formed. When flexibility as a light receiving member is required, such as an endless belt-like substrate, the substrate can be made as thin as possible within the range in which the function as a substrate can be sufficiently exhibited. For handling, the thickness is usually 10 μm or more from the viewpoint of mechanical strength.

<光導電層>
基体上に例えばグロー放電法によって光導電層を形成するには、内部を減圧できる反応容器内に所望の原料をガス状態で導入して、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いる所定の基体上にa−Si:H,Xからなる層を形成する。原料のガスとしては、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供給用の原料ガスと、必要に応じてハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを用いることができる。
<Photoconductive layer>
In order to form a photoconductive layer on a substrate by, for example, a glow discharge method, a desired raw material is introduced in a gas state into a reaction vessel in which the inside can be decompressed, a glow discharge is generated in the reaction vessel, and a predetermined position is set in advance. A layer made of a-Si: H, X is formed on a predetermined substrate placed on the substrate. The raw material gas includes a raw material gas for supplying Si that can supply silicon atoms (Si), a raw material gas for supplying H that can supply hydrogen atoms (H), and halogen atoms (X) as necessary. A source gas for supplying X that can be supplied can be used.

光導電層中の水素原子、更に必要に応じて添加されるハロゲン原子は、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機能を有している。   Hydrogen atoms in the photoconductive layer, and halogen atoms added as needed, have the function of compensating dangling bonds of silicon atoms and improving the layer quality, especially the photoconductivity and charge retention characteristics. ing.

水素原子の含有量は、特に制限はないが、シリコン原子と水素原子の和に対して10〜40原子%とされるのが好ましい。また、その分布形状に関しても、露光系の波長に合わせて含有量を変化させるなど、適宜調整することが好ましい。特に、水素原子やハロゲン原子の含有量をある程度多くすると、光学的バンドギャップが大きくなり、感度のピークが短波長側にシフトすることが知られている。このような光学的バンドギャップの拡大は、短波長の露光を用いる際には好ましく、その場合にはシリコンと水素原子の和に対して15%以上とすることが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in content of a hydrogen atom, It is preferable to set it as 10-40 atomic% with respect to the sum of a silicon atom and a hydrogen atom. Also, the distribution shape is preferably adjusted as appropriate, such as changing the content in accordance with the wavelength of the exposure system. In particular, it is known that when the content of hydrogen atoms or halogen atoms is increased to some extent, the optical band gap increases and the sensitivity peak shifts to the short wavelength side. Such an expansion of the optical band gap is preferable when short-wavelength exposure is used, and in that case, it is preferably 15% or more with respect to the sum of silicon and hydrogen atoms.

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ケイ素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作製時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4およびSi26が好ましいものとして挙げられる。なお、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よい。 As a substance that can be a gas for supplying Si, silicon hydrides (silanes) in a gas state such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 , or the like that can be gasified are effectively used. Further, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferable from the viewpoints of easy handling during layer production, good Si supply efficiency, and the like. In addition, each gas may mix not only single type but multiple types by predetermined | prescribed mixing ratio.

そして、膜の物性の制御性、ガスの供給の利便性などを考慮し、これらのガスに更に、H2、He及び水素原子を含むケイ素化合物から選ばれる1種以上のガスを所望量混合して層形成することもできる。ハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、具体的には、フッ素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物、SiF4、Si26等のフッ化ケイ素が好ましいものとして挙げることができる。 In consideration of the controllability of film physical properties and the convenience of gas supply, these gases are further mixed with a desired amount of one or more gases selected from silicon compounds containing H2, He and hydrogen atoms. Layers can also be formed. Specific examples of source gases for supplying halogen atoms include fluorine gas (F 2 ), BrF, ClF, ClF 3 , BrF 3 , BrF 5 , IF 3 , IF 7 and other interhalogen compounds, SiF 4 , Si Silicon fluoride such as 2 F 6 can be mentioned as a preferable one.

光導電層中に含有されるハロゲン元素の量を制御するには、例えば、基体の温度、ハロゲン元素を含有させるために使用される原料ガスの反応容器内へ導入する量、放電空間の圧力、放電電力等を制御すればよい。   In order to control the amount of the halogen element contained in the photoconductive layer, for example, the temperature of the substrate, the amount of the raw material gas used to contain the halogen element introduced into the reaction vessel, the pressure in the discharge space, What is necessary is just to control discharge electric power etc.

加えて、光導電層には伝導性を制御する原子を光導電層の層厚方向に負均一な分布状態で含有することが好ましい。これは、光導電層のキャリアの走行性を調整し、また或は補償して走行性を高次でバランスさせることにより、帯電能の向上、光メモリ効果の低減、感度の向上のために有効である。   In addition, the photoconductive layer preferably contains atoms for controlling conductivity in a negative uniform distribution state in the layer thickness direction of the photoconductive layer. This is effective for improving the charging performance, reducing the optical memory effect, and improving the sensitivity by adjusting the carrier running property of the photoconductive layer or compensating to balance the running property at a high order. is there.

伝導性を制御する原子の含有量は、特に制限されないが、一般には0.05〜5原子ppmとするのが望ましい。また、光の到達する範囲においては、伝導性を制御する原子を実質的に含有しないように制御を行う(積極的な添加を行わない)とすることもできる。   The content of atoms for controlling conductivity is not particularly limited, but generally 0.05 to 5 atom ppm is desirable. Further, in a range where light reaches, control can be performed so as not to substantially contain atoms that control conductivity (no positive addition is performed).

この伝導性制御原子は、膜厚方向に連続的に、又は段階的に変化する領域を含んでいてもよく、一定の領域を含んでいてもよい。   This conductivity control atom may contain the area | region which changes continuously or stepwise in the film thickness direction, and may contain the fixed area | region.

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、周期表第13族に属する原子(第13族原子とも略記する)、又は周期表第15族に属する原子(第15族原子とも略記する)を用いることができる。   Examples of the atoms that control conductivity include so-called impurities in the semiconductor field, and atoms belonging to Group 13 of the periodic table (also abbreviated as Group 13 atoms) or atoms belonging to Group 15 of the periodic table (Group No. 1). (Also abbreviated as group 15 atom).

第13族原子としては、具体的には、ホウ素(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。   Specific examples of Group 13 atoms include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl), and B, Al, and Ga are particularly preferable. .

そのような第13族原子導入用の原料物質としては具体的には、ホウ素原子導入用としては、B26、B410、B59、B511、B610、B612およびB614等の水素化ホウ素、BF3、BCl3およびBBr3等のハロゲン化ホウ素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH33、InCl3およびTlCl3等も挙げることができる。 Specifically, as such raw material for introducing Group 13 atoms, for introducing boron atoms, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 are used. Borohydrides such as B 6 H 12 and B 6 H 14 , boron halides such as BF 3 , BCl 3 and BBr 3 . In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 and TlCl 3 can also be mentioned.

第15族原子として、具体的には、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、As、Sbが好適である。   Specific examples of the Group 15 atom include nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi), and P, As, and Sb are particularly preferable.

第15族原子導入用の原料物質として有効に使用されるのは、リン原子導入用としては、PH3およびP24等の水素化リン、PH4I、PF3、PF5、PCl5、PBr3、PBr5およびPI3等のハロゲン化リンが挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3およびBiBr3等も第15族原子導入用の原料ガスとして有効なものとして挙げることができる。 Effectively used as a raw material for introducing Group 15 atoms are phosphorus hydrides such as PH 3 and P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 , PF 5 , PCl 5 for introducing phosphorus atoms. , Phosphorus halides such as PBr 3 , PBr 5 and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 , AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3, and BiBr 3 are also used as source gases for introducing Group 15 atoms. It can be listed as effective.

また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料ガスを必要に応じてH2および/またはHeにより希釈して使用してもよい。 Further, the atom introduction source gas for controlling the conductivity may be diluted with H 2 and / or He if necessary.

光導電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適宜所望にしたがって決定され、5〜50μmであることが好ましく、10〜45μmであることがより好ましく、20〜40μmであることが更に好ましい。層厚が5μm以上であれば、実用上十分な帯電能や感度等の電子写真特性が得られ、50μm以下であれば、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ことがない。   The layer thickness of the photoconductive layer is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferably 5 to 50 μm, more preferably 10 to 45 μm, More preferably, it is 20-40 micrometers. When the layer thickness is 5 μm or more, electrophotographic characteristics such as practically sufficient charging ability and sensitivity can be obtained. When the layer thickness is 50 μm or less, the photoconductive layer preparation time is prolonged and the manufacturing cost does not increase. .

所望の膜特性を有する光導電層を形成するには、Si供給用、ハロゲン添加用等のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体温度を適宜設定することが望ましい。   In order to form a photoconductive layer having desired film characteristics, the mixing ratio between the gas for supplying Si and the gas for adding halogen and the dilution gas, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the substrate temperature are appropriately set. Is desirable.

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、3〜30倍であることが好ましく、4〜15倍であることがより好ましく、5〜10倍の範囲に制御することが更に好ましい。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、1×10-2〜1×103Paであることが好ましく、5×10-2〜5×102Paであることがより好ましく、1×10-1〜2×102Paであることが更に好ましい。 The flow rate of H 2 and / or He used as the dilution gas is appropriately selected according to the layer design, but is preferably 3 to 30 times that of the Si supply gas, and preferably 4 to 15 times. More preferably, it is more preferably controlled within a range of 5 to 10 times. Similarly, the optimum range of the gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but it is preferably 1 × 10 −2 to 1 × 10 3 Pa, preferably 5 × 10 −2 to 5 × 10 2 Pa. It is more preferable that it is 1 × 10 −1 to 2 × 10 2 Pa.

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(mL/min(normal))に対する放電電力(W)の比を、0.5〜8の範囲に設定することが好ましく、2〜6の範囲に設定することがさらに好ましい。   Similarly, the optimum range of the discharge power is also selected according to the layer design, but the ratio of the discharge power (W) to the flow rate of the gas for supplying Si (mL / min (normal)) is set to 0.5-8. It is preferable to set to the range, and it is more preferable to set to the range of 2-6.

さらに、基体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、好200〜350℃の範囲に設定することが好ましく、210〜330℃の範囲に設定することがより好ましく、最適には220〜300℃の範囲に設定することがさらに好ましい。   Furthermore, the optimum range of the substrate temperature is appropriately selected according to the layer design, but it is preferably set in the range of 200 to 350 ° C, more preferably in the range of 210 to 330 ° C, and optimally. Is more preferably set in the range of 220 to 300 ° C.

光導電層を形成するための基体温度、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好ましい。   Although the above-mentioned ranges are mentioned as the desirable numerical ranges of the substrate temperature and gas pressure for forming the photoconductive layer, the conditions are usually not independently determined separately, and a light-receiving member having desired characteristics is selected. It is preferable to determine an optimum value based on mutual and organic relations to be formed.

<下部注入阻止層>
本発明において、図1に示すように、導電性基体101の上層には、基体101側からの電荷の注入を阻止する働きのある下部注入阻止層104を設けるのが効果的である。下部注入阻止層104は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、基体101側より光導電層102側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有している。
<Lower injection blocking layer>
In the present invention, as shown in FIG. 1, it is effective to provide a lower injection blocking layer 104 having a function of blocking charge injection from the substrate 101 side as an upper layer of the conductive substrate 101. The lower injection blocking layer 104 has a function of blocking charge injection from the substrate 101 side to the photoconductive layer 102 side when the photosensitive layer is subjected to a charging process having a constant polarity on its free surface.

下部注入阻止層104には、シリコン原子を母材に導電性を制御する不純物を、光導電層102に比べて比較的多く含有させる。下部注入阻止層104に含有される不純物元素としては、周期表第15族元素を用いることができる。本発明においては下部注入阻止層104中に含有される不純物元素の含有量率は、本発明の目的が効果的に達成できるように適宜所望にしたがって決定されるが、好ましくは下部注入阻止層中の構成原子の総数に対して10原子ppm以上10000原子ppm以下である。50原子ppm以上7000原子ppm以下であることがより好ましく、100原子ppm以上5000原子ppm以下であることがさらに好ましい。   The lower injection blocking layer 104 contains a relatively large amount of impurities that control conductivity using silicon atoms as a base material compared to the photoconductive layer 102. As the impurity element contained in the lower injection blocking layer 104, a Group 15 element of the periodic table can be used. In the present invention, the content ratio of the impurity element contained in the lower injection blocking layer 104 is appropriately determined as desired so that the object of the present invention can be effectively achieved, but preferably in the lower injection blocking layer. It is 10 atomic ppm or more and 10000 atomic ppm or less with respect to the total number of constituent atoms. It is more preferably 50 atom ppm or more and 7000 atom ppm or less, and further preferably 100 atom ppm or more and 5000 atom ppm or less.

更に、下部注入阻止層104には、窒素及び酸素を含有させることによって、下部注入阻止層104と基体101との間の密着性の向上を図ることが可能となる。   Furthermore, the lower injection blocking layer 104 can contain nitrogen and oxygen to improve the adhesion between the lower injection blocking layer 104 and the substrate 101.

電荷注入阻止能は、下部注入阻止層104に不純物元素を含有させなくても窒素および酸素を最適に含有させることで得ることもできる。具体的には、下部注入阻止層104の全層領域に含有される窒素原子および酸素原子の和を下部注入阻止層中の構成原子の原子総量に対して、0.1原子%以上40原子%以下にすることで優れた電荷注入阻止能を得ることができる。この場合、下部注入阻止層104の全層領域に含有される窒素原子および酸素原子の和を下部注入阻止層中の構成原子の原子総数に対して、1.2原子%以上20原子%以下とすることがより好ましい。   The charge injection blocking ability can also be obtained by optimally containing nitrogen and oxygen even if the lower injection blocking layer 104 does not contain an impurity element. Specifically, the sum of nitrogen atoms and oxygen atoms contained in the entire layer region of the lower injection blocking layer 104 is 0.1 atomic% or more and 40 atomic% with respect to the total amount of constituent atoms in the lower injection blocking layer. By making the following, excellent charge injection stopping ability can be obtained. In this case, the sum of nitrogen atoms and oxygen atoms contained in the entire layer region of the lower injection blocking layer 104 is 1.2 atomic% or more and 20 atomic% or less with respect to the total number of constituent atoms in the lower injection blocking layer. More preferably.

また、下部注入阻止層104は水素原子を含有させるのが好ましく、この場合、含有される水素原子は、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。下部注入阻止層105中に含有される水素原子の含有量は、下部注入阻止層中の構成原子の総量に対して1原子%以上50原子%以下が好ましく、5原子%以上40原子%以下がより好ましく、10原子%以上30原子%以下が更に好ましい。   The lower injection blocking layer 104 preferably contains hydrogen atoms. In this case, the contained hydrogen atoms compensate for dangling bonds existing in the layer and have an effect of improving the film quality. The content of hydrogen atoms contained in the lower injection blocking layer 105 is preferably 1 atom% or more and 50 atom% or less, and preferably 5 atom% or more and 40 atom% or less with respect to the total amount of constituent atoms in the lower injection blocking layer 105. More preferably, it is more preferably 10 atomic% or more and 30 atomic% or less.

本発明において、下部注入阻止層104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100nm以上5000nm以下が好ましく、300nm以上4000nm以下がより好ましく、500nm以上3000nm以下とすることがさらに好ましい。層厚を100nm以上5000nm以下とすることにより、基体101からの電荷の注入阻止能が充分となり、充分な帯電能が得られると共に電子写真特性の向上が期待でき、残留電位の上昇などの弊害が発生しない。   In the present invention, the thickness of the lower injection blocking layer 104 is preferably 100 nm or more and 5000 nm or less, more preferably 300 nm or more and 4000 nm or less, and more preferably 500 nm or more and 3000 nm or less in view of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. More preferably. By setting the layer thickness to 100 nm or more and 5000 nm or less, the charge injection ability from the substrate 101 becomes sufficient, and sufficient charging ability can be obtained and improvement in electrophotographic characteristics can be expected. Does not occur.

下部注入阻止層104形成するには、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに基体の温度を適宜設定することが必要である。導電性基体温度(Ts)は、層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、150℃以上350℃以下が好ましく、180℃以上330℃以下がより好ましく、200℃以上300℃以下であることがより好ましい。   In order to form the lower injection blocking layer 104, it is necessary to appropriately set the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the temperature of the substrate. The optimum range of the conductive substrate temperature (Ts) is appropriately selected according to the layer design, but is preferably 150 ° C or higher and 350 ° C or lower, more preferably 180 ° C or higher and 330 ° C or lower, and 200 ° C or higher and 300 ° C or lower. Is more preferable.

反応容器内の圧力も同様に層設計にしたがって最適範囲が適宜選択されるが、1×10-2Pa 上1×103Pa以下が好ましく、5×10-2Pa以上5×102Pa以下より好ましく、1×10-1Pa以上1×102以下とすることがさらに好ましい。 Similarly, the optimum range of the pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design, but 1 × 10 −2 Pa. It is preferably 1 × 10 3 Pa or less, more preferably 5 × 10 −2 Pa or more and 5 × 10 2 Pa or less, and further preferably 1 × 10 −1 Pa or more and 1 × 10 2 or less.

<電子写真感光体の製造装置>
次に、本発明の感光層を作製するための装置及び膜形成方法について詳述する。
<Electrophotographic photoconductor manufacturing apparatus>
Next, an apparatus and a film forming method for producing the photosensitive layer of the present invention will be described in detail.

図2は、電源周波数としてRF帯を用いた高周波プラズマCVD法(RF−PCVDとも略記する)による電子写真感光体の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。図2に示す製造装置の構成は以下の通りである。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for manufacturing an electrophotographic photosensitive member by a high-frequency plasma CVD method (also abbreviated as RF-PCVD) using an RF band as a power supply frequency. The configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is as follows.

この装置は大別すると、堆積装置(2100)、原料ガスの供給装置(2200)、反応容器(2111)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(2100)中の反応容器(2111)内には円筒状基体(2112)、基体加熱用ヒーター(2113)、原料ガス導入管(2114)が設置され、さらに高周波マッチングボックス(2115)が接続されている。   This apparatus is roughly divided into a deposition apparatus (2100), a source gas supply apparatus (2200), and an exhaust apparatus (not shown) for reducing the pressure in the reaction vessel (2111). A cylindrical substrate (2112), a substrate heating heater (2113), a source gas introduction pipe (2114) are installed in a reaction vessel (2111) in the deposition apparatus (2100), and a high-frequency matching box (2115) is connected. Has been.

原料ガス供給装置(2200)は、SiH4、GeH4、H2、CH4、B26、PH3等の原料ガスのボンベ(2221〜2226)とバルブ(2231〜2236、2241〜2246、2251〜2256)及びマスフローコントローラー(2211〜2216)から構成され、各原料ガスのボンベは補助バルブ(2260)を介して反応容器(2111)内のガス導入管(2114)に接続されている。 The source gas supply device (2200) includes cylinders (2221 to 2226) and valves (2231 to 2236, 2241 to 2246) of source gases such as SiH 4 , GeH 4 , H 2 , CH 4 , B 2 H 6 , and PH 3 . 2251 to 2256) and a mass flow controller (2211 to 2216), each gas cylinder is connected to a gas introduction pipe (2114) in the reaction vessel (2111) via an auxiliary valve (2260).

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。   Formation of the deposited film using this apparatus can be performed as follows, for example.

先ず、反応容器(2111)内に円筒状基体(2112)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(2111)内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター(2113)により円筒状基体(2112)の温度を150℃から350℃の所定の温度に制御する。   First, the cylindrical substrate (2112) is installed in the reaction vessel (2111), and the inside of the reaction vessel (2111) is evacuated by an unillustrated exhaust device (for example, a vacuum pump). Subsequently, the temperature of the cylindrical substrate (2112) is controlled to a predetermined temperature of 150 ° C. to 350 ° C. by the substrate heating heater (2113).

堆積膜形成用の原料ガスを反応容器(2111)に流入させるには、ガスボンベのバルブ(2231〜2236)、反応容器のリークバルブ(2117)が閉じられていることを確認し、又、ガス流入バルブ(2241〜2246)、流出バルブ(2251〜2256)、補助バルブ(2260)が開かれていることを確認して、まずメインバルブ(2118)を開いて反応容器(2111)及び原料ガス配管内(2116)を排気する。   In order to flow the source gas for forming the deposited film into the reaction vessel (2111), confirm that the gas cylinder valve (2231 to 2236) and the reaction vessel leak valve (2117) are closed, and the gas flow After confirming that the valve (2241 to 2246), the outflow valve (2251 to 2256), and the auxiliary valve (2260) are opened, first the main valve (2118) is opened and the reaction vessel (2111) and the raw material gas pipe are opened. (2116) is exhausted.

次に、真空計(2119)の読みが約0.1Pa以下になった時点で補助バルブ(2260)、ガス流出バルブ(2251〜2256)を閉じる。その後、ガスボンベ(2221〜2226)より各ガスを原料ガスボンベバルブ(2231〜2236)を開いて導入し、圧力調整器(2261〜2266)により各ガス圧を0.2MPaに調整する。次に、ガス流入バルブ(2241〜2246)を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー(2211〜2216)内に導入する。   Next, when the reading of the vacuum gauge (2119) becomes about 0.1 Pa or less, the auxiliary valve (2260) and the gas outflow valves (2251 to 2256) are closed. Thereafter, each gas is introduced from the gas cylinder (2221 to 2226) by opening the source gas cylinder valve (2231 to 2236), and each gas pressure is adjusted to 0.2 MPa by the pressure regulator (2261 to 2266). Next, the gas inflow valves (2241 to 2246) are gradually opened to introduce each gas into the mass flow controller (2211 to 2216).

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。   After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed according to the following procedure.

円筒状基体(2112)が所定の温度になったところで流出バルブ(2251〜2256)のうちの必要なもの及び補助バルブ(2260)を徐々に開き、ガスボンベ(2221〜2226)から所定のガスを、原料ガス導入管(2114)を介して反応容器(2111)内に導入する。次にマスフローコントローラー(2211〜2216)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(2111)内の圧力が1×102Pa以下の所定の圧力になるように真空計(2119)を見ながらメインバルブ(2118)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(2115)を通じて反応容器(2111)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、円筒状基体(2112)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。
When the cylindrical base body (2112) reaches a predetermined temperature, necessary ones of the outflow valves (2251 to 2256) and the auxiliary valve (2260) are gradually opened, and a predetermined gas is supplied from the gas cylinders (2221 to 2226). It introduce | transduces in a reaction container (2111) through a source gas introduction pipe | tube (2114). Next, it adjusts so that each source gas may become predetermined | prescribed flow volume by a massflow controller (2211-2216). At that time, the opening of the main valve (2118) is adjusted while looking at the vacuum gauge (2119) so that the pressure in the reaction vessel (2111) becomes a predetermined pressure of 1 × 10 2 Pa or less. When the internal pressure is stabilized, an RF power source (not shown) having a frequency of 13.56 MHz is set to a desired power, and RF power is introduced into the reaction vessel (2111) through the high-frequency matching box (2115) to cause glow discharge. Let The source gas introduced into the reaction vessel is decomposed by this discharge energy, and a deposited film containing a predetermined silicon as a main component is formed on the cylindrical substrate (2112). After the formation of the desired film thickness, the supply of RF power is stopped, the outflow valve is closed, the gas flow into the reaction vessel is stopped, and the formation of the deposited film is completed.

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。
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(2111)内、流出バルブ(2251〜2256)から反応容器(2111)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(2251〜2256)を閉じ、補助バルブ(2260)を開き、さらにメインバルブ(2118)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。
By repeating the same operation a plurality of times, a desired multilayered light-receiving layer is formed.
It goes without saying that all of the outflow valves other than the necessary gas are closed when forming each layer, and each gas flows from the outflow valves (2251 to 2256) into the reaction vessel in the reaction vessel (2111). In order to avoid remaining in the pipe leading to (2111), the outflow valve (2251 to 2256) is closed, the auxiliary valve (2260) is opened, the main valve (2118) is fully opened, and the inside of the system is once subjected to high vacuum. If necessary, perform the exhausting operation.

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、円筒状基体(2112)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。   In order to make the film formation uniform, it is also effective to rotate the cylindrical substrate (2112) at a predetermined speed by a driving device (not shown) during the layer formation.

さらに、上述のガス種及びバルブ操作は各々の層の作製条件に従って変更を加えることができる。   Furthermore, the above gas species and valve operation can be modified according to the production conditions of each layer.

基体の加熱方法は、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、気体等を温媒とした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。   The heating method of the substrate may be any heating element that is vacuum specification. More specifically, the heating resistance of a sheathed heater, an electric resistance heating element such as a plate heater, a ceramic heater, a halogen lamp, an infrared lamp, etc. Radiant lamp heating elements, heating elements by heat exchange means using liquid, gas or the like as a heating medium, and the like can be mentioned. As the surface material of the heating means, metals such as stainless steel, nickel, aluminum, and copper, ceramics, heat resistant polymer resin, and the like can be used.

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基体を搬送する方法が用いられる。   In addition to this, there is used a method in which a container dedicated to heating is provided in addition to the reaction container, and after heating, the substrate is transported in a vacuum in the reaction container.

<電子写真装置>
図3には、本発明の電子写真感光体を好適に使用できる画像形成装置の模式図を示した。
<Electrophotographic device>
FIG. 3 is a schematic diagram of an image forming apparatus that can suitably use the electrophotographic photosensitive member of the present invention.

図3は、フィルム状の誘電体ベルトからなる中間転写ベルト305を用いて転写を行う電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置(複写機またはレーザービームプリンター)の一例である。   FIG. 3 shows an example of a color image forming apparatus (a copying machine or a laser beam printer) using an electrophotographic process in which transfer is performed using an intermediate transfer belt 305 made of a film-like dielectric belt.

この画像形成装置は、表面に静電潜像が形成され、この静電潜像上にトナーが付着されてトナー像が形成される第1の画像担持体である、繰り返し使用される電子写真感光体からなる、回転ドラム型の感光体ドラム301を有している。感光体ドラム301の周りには、感光体ドラム301の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる1次帯電器302と、帯電された感光体ドラム301の表面に画像露光303を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置とが配置されている。また、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器として、回転型の第2の現像器304bとが配置されている。回転型の第2の現像器304bには、ブラックトナー(B)を付着させる第1現像器304aと、イエロートナー(Y)を付着させる現像器と、マゼンタトナー(M)を付着させる現像器と、シアントナー(C)を付着させる現像器とが内蔵されている。さらに、中間転写ベルト305にトナー像を転写した後、感光体ドラム301上をクリーニングする感光体クリーナー306、及び、感光体ドラム301の除電を行う除電露光307が設けられている。   This image forming apparatus is a repetitively used electrophotographic photosensitive member which is a first image carrier on which an electrostatic latent image is formed on a surface and toner is attached to the electrostatic latent image to form a toner image. It has a rotating drum type photosensitive drum 301 composed of a body. Around the photosensitive drum 301, a primary charger 302 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 301 to a predetermined polarity and potential, and image exposure 303 is performed on the charged surface of the photosensitive drum 301. An image exposure device (not shown) that forms an electrostatic latent image is disposed. In addition, a rotary second developing device 304b is disposed as a developing device for developing the toner by attaching toner onto the formed electrostatic latent image. The rotary type second developing device 304b includes a first developing device 304a for attaching black toner (B), a developing device for attaching yellow toner (Y), and a developing device for attaching magenta toner (M). And a developing device for attaching cyan toner (C). Further, after transferring the toner image to the intermediate transfer belt 305, a photoconductor cleaner 306 that cleans the surface of the photoconductor drum 301, and a static elimination exposure 307 that performs static elimination of the photoconductor drum 301 are provided.

中間転写ベルト305は、感光体ドラム301に当接ニップ部を介して駆動するように配置されており、内側には感光体ドラム301上に形成されたトナー像を中間転写ベルト305に転写するための一次転写ローラ308が配備されている。一次転写ローラ308には、感光体ドラム301上のトナー像を中間転写ベルト305に転写するための一次転写バイアスを印加するバイアス電源(不図示)が接続されている。中間転写ベルト305の周りには、中間転写ベルト305に転写されたトナー像を記録材313にさらに転写するための二次転写ローラ309が、中間転写ベルト305の下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ309には、中間転写ベルト305上のトナー像を記録材313に転写するための二次転写バイアスを印加するバイアス電源が接続されている。また、中間転写ベルト305上のトナー像を記録材313に転写した後、中間転写ベルト305の表面上に残留した転写残トナーをクリーニングするための中間転写ベルトクリーナー310が設けられている。   The intermediate transfer belt 305 is disposed so as to be driven to the photosensitive drum 301 via the contact nip portion, and in order to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 301 to the intermediate transfer belt 305. Primary transfer roller 308 is provided. A bias power supply (not shown) for applying a primary transfer bias for transferring the toner image on the photosensitive drum 301 to the intermediate transfer belt 305 is connected to the primary transfer roller 308. Around the intermediate transfer belt 305, a secondary transfer roller 309 for further transferring the toner image transferred to the intermediate transfer belt 305 to the recording material 313 is provided so as to be in contact with the lower surface portion of the intermediate transfer belt 305. ing. The secondary transfer roller 309 is connected to a bias power source that applies a secondary transfer bias for transferring the toner image on the intermediate transfer belt 305 to the recording material 313. Further, an intermediate transfer belt cleaner 310 is provided for cleaning the transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 305 after the toner image on the intermediate transfer belt 305 is transferred to the recording material 313.

また、この画像形成装置は、画像が形成される複数の記録材313を保持する給紙カセット314と、記録材313を給紙カセット314から中間転写ベルト305と二次転写ローラ309との当接ニップ部を介して搬送する搬送機構とが設けられている。記録材313の搬送経路上には、記録材313上に転写されたトナー像を記録材313上に定着させる定着器315が配置されている。   The image forming apparatus also includes a paper feed cassette 314 that holds a plurality of recording materials 313 on which an image is formed, and a recording material 313 that contacts the intermediate transfer belt 305 and the secondary transfer roller 309 from the paper feed cassette 314. And a transport mechanism for transporting through the nip portion. A fixing device 315 for fixing the toner image transferred onto the recording material 313 on the recording material 313 is disposed on the conveyance path of the recording material 313.

一次帯電器302としては磁気ブラシ方式の帯電器などが用いられる。画像露光装置としては、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系や、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系などが用いられる。   As the primary charger 302, a magnetic brush type charger or the like is used. As an image exposure apparatus, a color separation / imaging exposure optical system for a color original image, a scanning exposure system using a laser scanner that outputs a laser beam modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of image information, and the like are used. It is done.

次に、この画像形成装置の動作について説明する。   Next, the operation of this image forming apparatus will be described.

まず、図3に矢印で示すように、感光体ドラム301が、時計方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動され、中間転写ベルト305が、反時計方向に、感光体ドラム301と同じ周速度で回転駆動される。   First, as indicated by an arrow in FIG. 3, the photosensitive drum 301 is rotationally driven in the clockwise direction at a predetermined peripheral speed (process speed), and the intermediate transfer belt 305 is the same as the photosensitive drum 301 in the counterclockwise direction. It is rotationally driven at a peripheral speed.

感光体ドラム301は、回転過程で、一次帯電器302により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光303を受け、これにより感光体ドラム301の表面上には、目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばマゼンタ成分像)に対応した静電潜像が形成される。次いで、第2現像器が回転し、マゼンタトナー(M)を付着させる現像器が所定の位置にセットされ、その静電潜像が第1色であるマゼンタトナー(M)により現像される。この時、第1現像器304a、及び、は、作動オフになっていて感光体ドラム301には作用せず、第1色のマゼンタトナー像に影響を与えることはない。   The photosensitive drum 301 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the primary charger 302 in the course of rotation, and then subjected to image exposure 303, whereby the surface of the photosensitive drum 301 has a target surface. An electrostatic latent image corresponding to a first color component image (for example, a magenta component image) of the color image is formed. Next, the second developing device rotates to set the developing device to which the magenta toner (M) is adhered at a predetermined position, and the electrostatic latent image is developed with the first color magenta toner (M). At this time, the first developing device 304a and the operation are off, and the first developing device 304a does not act on the photosensitive drum 301 and does not affect the first color magenta toner image.

このようにして、感光体ドラム301上に形成担持された第1色のマゼンタトナー像は、感光体ドラム301と中間転写ベルト305とのニップ部を通過する過程で、一次転写バイアスがバイアス電源(不図示)から一次転写ローラ308に印加されることによって形成される電界により、中間転写ベルト305外周面に順次中間転写される。   In this manner, the first color magenta toner image formed and supported on the photosensitive drum 301 passes through the nip portion between the photosensitive drum 301 and the intermediate transfer belt 305, and the primary transfer bias is bias power source ( The intermediate transfer is successively performed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 305 by an electric field formed by being applied to the primary transfer roller 308 from the unillustrated).

中間転写ベルト305に第1色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体ドラム301の表面は、感光体クリーナー306によりクリーニングされる。次に、感光体ドラム301の清掃された表面上に、第1色のトナー像の形成と同様に、第2色のトナー像(例えばシアントナー像)が形成され、この第2色のトナー像が、第1色のトナー像が転写された中間転写ベルト305の表面上に重畳転写される。以下同様に、第3色のトナー像(例えばイエロートナー像)、第4色のトナー像(例えばブラックトナー像)が中間転写ベルト305上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。   The surface of the photosensitive drum 301 after the first color magenta toner image has been transferred to the intermediate transfer belt 305 is cleaned by a photosensitive cleaner 306. Next, a second color toner image (for example, a cyan toner image) is formed on the cleaned surface of the photosensitive drum 301 in the same manner as the first color toner image, and the second color toner image is formed. Are superimposed and transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 305 onto which the first color toner image has been transferred. Similarly, a third color toner image (for example, a yellow toner image) and a fourth color toner image (for example, a black toner image) are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 305, and a combined color corresponding to the target color image. A toner image is formed.

次に、給紙カセット314から中間転写ベルト305と二次転写ローラ309との当接ニップ部に所定のタイミングで記録材313が給送される。二次転写ローラ309が中間転写ベルト305に当接され、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ309に印加されることにより、中間転写ベルト305上に重畳転写された合成カラートナー像が、第2の画像担持体である記録材313に転写される。記録材313へのトナー像の転写終了後、中間転写ベルト305上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー310によりクリーニングされる。トナー像が転写された記録材313は定着器315に導かれ、ここで記録材313上にトナー像が加熱定着される。   Next, the recording material 313 is fed from the paper feed cassette 314 to the contact nip portion between the intermediate transfer belt 305 and the secondary transfer roller 309 at a predetermined timing. The secondary transfer roller 309 is brought into contact with the intermediate transfer belt 305, and a secondary transfer bias is applied from the bias power source to the secondary transfer roller 309, so that the composite color toner image superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 305 is formed. Then, it is transferred to a recording material 313 which is a second image carrier. After the transfer of the toner image onto the recording material 313 is completed, the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 305 is cleaned by the intermediate transfer belt cleaner 310. The recording material 313 to which the toner image has been transferred is guided to a fixing device 315 where the toner image is heated and fixed on the recording material 313.

本画像形成装置の動作において、感光体ドラム301から中間転写ベルト305への第1〜第4色のトナー像の順次転写実行時には、二次転写ローラ309および中間転写ベルトクリーナー310は中間転写ベルト305から離間させるようにしてもよい。   In the operation of the image forming apparatus, when the first to fourth color toner images are sequentially transferred from the photosensitive drum 301 to the intermediate transfer belt 305, the secondary transfer roller 309 and the intermediate transfer belt cleaner 310 are moved to the intermediate transfer belt 305. You may make it leave | separate from.

このような中間転写ベルトを用いた電子写真によるカラー画像形成装置は、以下に示す特徴を有している。   An electrophotographic color image forming apparatus using such an intermediate transfer belt has the following characteristics.

第一に、重ね合わせ時に各色のトナー像の形成位置がずれる色ズレが少ない。また、図3に示すように、記録材313をなんら加工、制御(例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率を持たせるなど)する必要なしに、中間転写ベルト305からトナー像を転写させることができ、記録材313として多種多様なものを用いることができる。例えば、薄い紙(40g/m2紙)から厚い紙(200g/m2紙)までの種々の厚みのものを選択して記録材313として使用可能である。また、幅の広狭または長さの長短によらず種々の大きさのものを記録材313として使用可能である。さらには、封筒、ハガキ、ラベル紙などを記録材313として使用可能である。   First, there is little color misregistration that shifts the formation positions of the toner images of the respective colors during superposition. Further, as shown in FIG. 3, the toner image can be transferred from the intermediate transfer belt 305 without any processing and control (for example, gripping, adsorbing, giving a curvature, etc.) to the recording material 313. Various kinds of recording materials 313 can be used. For example, various thicknesses from thin paper (40 g / m 2 paper) to thick paper (200 g / m 2 paper) can be selected and used as the recording material 313. In addition, recording materials 313 having various sizes can be used regardless of the width or the length. Furthermore, an envelope, a postcard, a label paper, or the like can be used as the recording material 313.

また、中間転写ベルト305は、柔軟性に優れており、感光体ドラム301や記録材313とのニップを自由に設定することができるため、設計の自由度が高く、転写効率などを最適化しやすいといった特徴がある。   In addition, the intermediate transfer belt 305 is excellent in flexibility and can freely set a nip with the photosensitive drum 301 or the recording material 313. Therefore, the intermediate transfer belt 305 has a high degree of design freedom and can easily optimize transfer efficiency. There are features such as.

このように、中間転写ベルト305を用いた画像形成装置には種々の利点がある。   As described above, the image forming apparatus using the intermediate transfer belt 305 has various advantages.

以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited at all by these.

<実施例1>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、直径84mm、長さ381mm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に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び変化層、表面層からなる感光体を製作した。下部注入阻止層、光導電層および変化層は、共通条件としてすべて表1に示した条件で作製した。表面層に関しては、表2に挙げたようにSiH4のガス流量を10〜50mL/min(normal)、N2のガス流量を20〜1000mL/min(normal)およびRF電力を150〜300Wの間で流量と電力量の条件を変えて作製した。表面層中の窒素原子濃度が異なる感光体1−a〜1−hを製作した。
<Example 1>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, a deposited film is sequentially laminated on an aluminum cylinder (support) having a mirror finish with a diameter of 84 mm and a length of 381 mm under the conditions shown in Table 1 to form a lower injection blocking layer. A photoconductor comprising a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced. The lower injection blocking layer, the photoconductive layer, and the change layer were all manufactured under the conditions shown in Table 1 as common conditions. Regarding the surface layer, as shown in Table 2, the gas flow rate of SiH 4 is 10 to 50 mL / min (normal), the gas flow rate of N 2 is 20 to 1000 mL / min (normal), and the RF power is 150 to 300 W. It was made by changing the flow rate and electric energy conditions. Photoconductors 1-a to 1-h having different nitrogen atom concentrations in the surface layer were produced.

このようにして製作した感光体1−a〜1−hに対し、以下の評価を行った。   The following evaluations were performed on the photoreceptors 1-a to 1-h thus manufactured.

電子写真特性の評価には、キヤノン製電子写真装置iR C6800を実験用に帯電器を磁気ブラシ方式に改造し、帯電極性を変更可能に改造し、画像露光方式をIAE方式に改造したものを使用した。このとき、画像露光の光源を発振波長が405nmの青色発光半導体レーザーに改造したものと、660nmの発光半導体レーザー改造したものの二種類の改造機を用いて評価した。測定結果は表2に示した。
(1)表面層中における実際の窒素原子濃度
SIMS(二次イオン質量分析法、CAMECA社製:IMS−4F)により分析した。
(2)表面層膜厚
干渉膜厚計(大塚電子製MCPD−2000)によって軸方向10点、周方向6点の60点に対して測定し、(最大値)−(最小値)の値を平均膜厚で割った値を膜厚ムラ(単位%)と定義した。
For the evaluation of the electrophotographic characteristics, Canon's electrophotographic device iR C6800 is modified for use with a magnetic brush system for experiments, the charge polarity can be changed, and the image exposure system modified to the IAE system. did. At this time, evaluation was performed using two types of remodeling machines: a light source for image exposure modified to a blue light emitting semiconductor laser having an oscillation wavelength of 405 nm, and a light emitting semiconductor laser modified to 660 nm. The measurement results are shown in Table 2.
(1) Actual nitrogen atom concentration in the surface layer The analysis was performed by SIMS (secondary ion mass spectrometry, manufactured by CAMECA: IMS-4F).
(2) Surface layer thickness Measured with respect to 60 points of 10 points in the axial direction and 6 points in the circumferential direction by an interference thickness meter (MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the value of (maximum value)-(minimum value) The value divided by the average film thickness was defined as film thickness unevenness (unit%).

膜厚ムラが30%を超えてくると、硬度や抵抗のムラも大きくなってくるが、実用上は問題なかった。さらに膜厚ムラが40%を超えると硬度、抵抗ムラも大きく、連続使用で部分的にスジ上に削れる現象が起こり、好ましくない。
(3)405nm光の透過性
分光感度特性は、一定暗部電位から一定明部電位まで光減衰させるのに必要な光量の逆数により評価した。即ち、光の単位エネルギー量当たりの電位減衰量をその露光波長に対する分光感度とし、露光波長を変化させた時の各波長における分光感度を測定して、分光感度が最大になる波長の分光感度(分光感度のピーク値)によって規格化した数値によって評価を行った。より具体的には、405nm光の透過性を評価するために、405nm光の分光感度によって透過性の評価を行った。
When the film thickness non-uniformity exceeds 30%, the non-uniformity in hardness and resistance increases, but there is no problem in practical use. Further, when the film thickness unevenness exceeds 40%, the hardness and resistance unevenness are also large, and a phenomenon of partial scraping on the streaks occurs in continuous use, which is not preferable.
(3) Transmissivity of 405 nm light The spectral sensitivity characteristic was evaluated by the reciprocal of the amount of light necessary to attenuate light from a constant dark part potential to a constant bright part potential. That is, the amount of potential attenuation per unit energy of light is defined as the spectral sensitivity with respect to the exposure wavelength, and the spectral sensitivity at each wavelength when the exposure wavelength is changed is measured. Evaluation was performed using numerical values normalized by the spectral sensitivity peak value. More specifically, in order to evaluate the transmittance of 405 nm light, the transmittance was evaluated based on the spectral sensitivity of 405 nm light.

ここでいう分光感度とは、感光体の表面を一定電位、例えば450Vに帯電させ、その後さまざまな波長の光を当てたとき、単位光量(単位面積)あたりの表面電位減衰分(単位はV・cm2/μJ)を指している。図5は、横軸に波長、縦軸に電位減衰分の最大値で規格化した値でプロットしたものである。   The spectral sensitivity here refers to the amount of surface potential attenuation per unit light quantity (unit area) when the surface of the photosensitive member is charged to a constant potential, for example, 450 V, and then irradiated with light of various wavelengths. cm2 / μJ). FIG. 5 is a plot of values normalized by the wavelength on the horizontal axis and the maximum value of potential attenuation on the vertical axis.

ここで、この表面電位減衰分の測定は、梶田ら(電子写真学会誌、第22巻、第1号、1983)の方法と同様の方法で行なった。表面電位減衰分の測定は、複写機内での挙動を再現するため、感光体表面にITO電極など透明な電極を密着させ、複写機内のシーケンスを模して露光や電圧印加を行い、表面の電位変化を測定する。表面の電位を測定する場合には、感光体をコンデンサーと見なし、既知の容量と直列接続して電位を印加することで、感光体の帯電能の情報を得る事も可能となるので、好ましい。梶田らの方法では透明絶縁膜を感光体とITO電極の間に挟む方法を用いているが、電気回路を工夫することで固定コンデンサーを用いてもよい。   Here, the measurement of the surface potential decay was performed in the same manner as the method of Kajita et al. (Journal of Electrophotographic Society, Vol. 22, No. 1, 1983). In order to reproduce the behavior of the surface potential decay, in order to reproduce the behavior in the copying machine, a transparent electrode such as an ITO electrode is brought into close contact with the surface of the photoconductor, and exposure and voltage application are performed by imitating the sequence in the copying machine, and the surface potential is measured. Measure changes. When measuring the surface potential, it is preferable that the photoreceptor is regarded as a capacitor, and it is possible to obtain information on the chargeability of the photoreceptor by applying a potential in series with a known capacitance. In the method of Hamada et al., A method of sandwiching a transparent insulating film between a photoreceptor and an ITO electrode is used, but a fixed capacitor may be used by devising an electric circuit.

まず除電光(例えば50mW/cm2)を一定時間(例えば0.1秒)照射したあと、一定時間(例えば0.01秒)経過後、電圧を印加(例えば20msec程度)して表面を帯電させる。電圧付与をなくしてから一定時間(0.1〜0.5秒程度、例えば0.25秒)経てから、ITO電極につないだ導電体の表面を電位計で測定する。この時間は複写機内で感光体の電位を付与した部分が現像器に到達するタイミングに相当するので、現像器位置における電位に相当する。次に、同様のシーケンスで電圧付与と電位測定の間に様々な波長の光を露光(例えば電圧付与から0.1秒後)し、同様に現像器位置に相当するタイミングの電位を測定し、光を当てる場合と当てない場合との差分を計算する。これは、現像器位置での、露光光による電位減衰分を測定していることに相当する。   First, a static elimination light (for example, 50 mW / cm 2) is irradiated for a certain time (for example, 0.1 second), and after a certain time (for example, 0.01 second), a voltage is applied (for example, about 20 msec) to charge the surface. After a certain period of time (about 0.1 to 0.5 seconds, for example, 0.25 seconds) after the voltage application is removed, the surface of the conductor connected to the ITO electrode is measured with an electrometer. This time corresponds to the timing at which the portion to which the potential of the photoreceptor is applied in the copying machine reaches the developing device, and therefore corresponds to the potential at the position of the developing device. Next, light of various wavelengths is exposed between voltage application and potential measurement in the same sequence (for example, 0.1 seconds after voltage application), and the potential at the timing corresponding to the position of the developer is measured in the same manner. The difference between the case where light is applied and the case where light is not applied is calculated. This corresponds to measuring the potential attenuation due to the exposure light at the position of the developing device.

本発明の電子写真感光体は、以上のような測定方法により得られる感度として、好ましくは300V・cm2/μJ以上が好ましく、400V・cm2/μJ以上とすることがより好ましい。 The sensitivity of the electrophotographic photosensitive member of the present invention is preferably 300 V · cm 2 / μJ or more, more preferably 400 V · cm 2 / μJ or more, as the sensitivity obtained by the measurement method as described above.

更に、図6に、表面層中における窒素原子濃度と405nmの光に対する分光感度との相関についてプロットしたグラフを示す。   Further, FIG. 6 shows a graph plotting the correlation between the nitrogen atom concentration in the surface layer and the spectral sensitivity to light of 405 nm.

図6から明らかなように、窒素原子濃度と405nmの光に対する分光感度との間には、明確な相関が見られ、概ね窒素原子濃度が高くなるにつれて、405nmの光に対する分光感度がよくなり、即ち、青色発光半導体レーザー光に対する適応性が向上する傾向を示すことがわかる。   As is clear from FIG. 6, there is a clear correlation between the nitrogen atom concentration and the spectral sensitivity to 405 nm light, and the spectral sensitivity to 405 nm light improves as the nitrogen atom concentration increases. That is, it can be seen that the adaptability to blue-emitting semiconductor laser light tends to improve.

電子写真プロセスにおいて必要とされる感度の値に関しては、使用するレーザー素子や光学系の性能に依存するものであり、一概に、その絶対値を言及することは難しいが、本発明者らは、作製した感光体1−bを、評価用の画像形成装置に設置した。現像器位置における表面電位が−450V(暗電位)になるように帯電器を調整した後、405nmの像露光を照射し、像露光光源の光量を調整して、表面電位が−100V(明電位)となるようにし、そのときの露光量を基準感度とした。   The sensitivity value required in the electrophotographic process depends on the performance of the laser element and the optical system to be used, and it is generally difficult to mention the absolute value. The produced photoreceptor 1-b was placed in an image forming apparatus for evaluation. After adjusting the charger so that the surface potential at the developing device position becomes −450 V (dark potential), 405 nm image exposure is performed, the light amount of the image exposure light source is adjusted, and the surface potential is −100 V (bright potential). The exposure amount at that time was used as the reference sensitivity.

その他の感光体については、同様に評価用の画像形成装置に設置し、405nmの像露光を基準感度で照射し、その時の電位が−100V以下にならない場合は、感度不足と判断した。   Other photoreceptors were similarly installed in an image forming apparatus for evaluation, and 405 nm image exposure was irradiated with reference sensitivity. If the potential at that time did not fall below −100 V, it was determined that the sensitivity was insufficient.

このようにして、感度について本発明者らのさまざまな検討の結果、図6に示したような分光感度のピーク値で規格化した指標で、30%以上の感度を有することが好ましく、40%以上の感度を有することがより好ましい。従って、そのような感度を得るためには、表面層中の窒素原子濃度は、30原子%以上、より好ましくは35原子%以上とする。これにより、青色発光半導体レーザーのような405nm付近の短波長レーザー光に対する感度を有するという更なる効果を有することが図6より明らかとなった。   Thus, as a result of various examinations by the present inventors regarding sensitivity, it is preferable that the index is normalized with the peak value of spectral sensitivity as shown in FIG. It is more preferable to have the above sensitivity. Therefore, in order to obtain such sensitivity, the nitrogen atom concentration in the surface layer is set to 30 atomic% or more, more preferably 35 atomic% or more. As a result, it has become clear from FIG. 6 that there is a further effect of having sensitivity to short-wavelength laser light around 405 nm, such as a blue-emitting semiconductor laser.

その一方、表2から明らかなように、感光体1−gでは膜厚ムラが大きく、表面層として使用する際には窒素濃度が高すぎないことが好ましいことが分かった。このような観点において、表面層中の窒素原子濃度は、好ましくは70原子%以下、より好ましくは60原子%以下が好適であることがわかった。   On the other hand, as is clear from Table 2, it was found that the photoreceptor 1-g has large film thickness unevenness, and it is preferable that the nitrogen concentration is not too high when used as a surface layer. From such a viewpoint, it has been found that the nitrogen atom concentration in the surface layer is preferably 70 atom% or less, more preferably 60 atom% or less.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
<実施例2>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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3に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、及び変化層、表面層からなる感光体を製作した。
Figure 2006189823
<Example 2>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, on the aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced.

このとき、変化層の極大値形成後領域の形成において、RF電力を変化させて変化層の組成変化を一部不連続にし、反射率のMax(%)、Min(%)を変化させた感光体2−a〜2−hを作製した。このとき、RF電力を大きくすると窒素の含有量も大きくなる傾向であった。   At this time, in the formation of the region after the maximum value formation of the change layer, the RF power is changed to make the change in composition of the change layer partially discontinuous, and the reflectance Max (%) and Min (%) are changed. The bodies 2-a to 2-h were produced. At this time, increasing the RF power tended to increase the nitrogen content.

このようにして作製した感光体2−a〜2−hをキヤノン製電子写真装置iR C6800を実験用に改造した機械にセットし、ハーフトーン画像を100万枚の通紙耐久を行い、画像濃度ムラを評価した。上記機械の改造は、帯電器を磁気ブラシ方式に改造し、帯電極性を変更可能に改造し、画像露光方式をIAE方式に改造し、画像露光の光源を発振波長405nmの青色発光半導体レーザー改造し、ドラム面照射スポット径が調整可能に画像露光の光学系を改造した。   The photoreceptors 2-a to 2-h thus prepared were set in a machine in which the Canon electrophotographic apparatus iR C6800 was modified for experimentation, and a halftone image was subjected to durability of passing 1 million sheets, and the image density was Unevenness was evaluated. The above machine is modified by changing the charger to the magnetic brush method, changing the charging polarity to change, changing the image exposure method to the IAE method, and changing the light source for image exposure to a blue light emitting semiconductor laser with an oscillation wavelength of 405 nm. The optical system for image exposure was modified so that the drum surface irradiation spot diameter could be adjusted.

得られた結果は、初期画像の濃度ムラレベルをリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。結果を表4に示した。   The obtained results were determined based on the following criteria, with the density unevenness level of the initial image as a reference. The results are shown in Table 4.

○:初期画像の濃度ムラレベルを維持しており、非常に良いレベル
△:初期画像の濃度ムラレベルより少し濃度ムラの悪化があるが、実用上問題なし
表4から、反射率の最大値と最小値が0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−
Min)/(100−Max)≦0.15を満たすことで、削れによる画像濃度ムラが低減できることがわかった。
○: The density unevenness level of the initial image is maintained and is very good level. Δ: The density unevenness is slightly worse than the density unevenness level of the initial image, but there is no practical problem. 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and 0 ≦ (Max−
It was found that image density unevenness due to shaving can be reduced by satisfying (Min) / (100−Max) ≦ 0.15.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
<実施例3>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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5に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、変化層、表面層からなる感光体を製作した。このとき、表5にあるように、変化層と表面層の形成途中でB26ガスを導入することで周期表第13族元素のホウ素原子濃度が極大値を持つようにした。
Figure 2006189823
<Example 3>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, on the aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced. At this time, as shown in Table 5, B 2 H 6 gas was introduced during the formation of the change layer and the surface layer so that the boron atom concentration of the Group 13 element of the periodic table had a maximum value.

表5の極大値形成領域におけるガスの導入方法としては、一定値のB26ガスを所定時間導入した。その結果、ホウ素原子が図7にあるような極大値を持つことがSIMS測定によって確かめられた。 As a method for introducing the gas in the maximum value formation region in Table 5, a constant value of B 2 H 6 gas was introduced for a predetermined time. As a result, it was confirmed by SIMS measurement that the boron atom had a maximum value as shown in FIG.

また、本実施例における周期表第13族元素(ホウ素原子)の極大値は、光導電層側から、5.3×1019cm3、1.1×1019cm3であった。また、周期表第13族元素(ホウ素原子)の極大値間の距離は、240nmであった。 Moreover, the maximum value of the periodic table group 13 element (boron atom) in this example was 5.3 × 10 19 cm 3 and 1.1 × 10 19 cm 3 from the photoconductive layer side. Moreover, the distance between the maximum values of the periodic table group 13 element (boron atom) was 240 nm.

また、窒素原子の量はN/(Si+N)の表記で55原子%であった。
また、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が各々Min=8%、Max=15%であり、0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−Min)/(100−Max)≦0.15の関係を満足する。
Further, the amount of nitrogen atoms was 55 atomic% in terms of N / (Si + N).
Further, the minimum value (Min) and the maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm are Min = 8% and Max = 15%, and 0% ≦ Max (%) ≦ 20%. And the relationship of 0 ≦ (Max−Min) / (100−Max) ≦ 0.15 is satisfied.

Figure 2006189823
<比較例1>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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、堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、上部阻止層、表面層からなる感光体を製作した。この際、下部注入阻止層、光導電層までは、実施例1の表5と同様の条件で作製し、表6に示した条件で上部注入阻止層、表面層を作製した。上部注入阻止層中にB26ガスを導入する事で周期表第13族元素のホウ素原子濃度が極大値を持つようにした。そのときの周期表第13族元素(ホウ素原子)の極大値は、2.1×1018cm3 であった.
なお、本比較例では、変化層を形成せず、更には表面層内に周期表第13族元素の極大値を形成しなかった。
Figure 2006189823
<Comparative Example 1>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, deposited films were sequentially laminated on an aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. . A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, an upper blocking layer, and a surface layer was produced. At this time, the lower injection blocking layer and the photoconductive layer were prepared under the same conditions as in Table 5 of Example 1, and the upper injection blocking layer and the surface layer were prepared under the conditions shown in Table 6. By introducing B 2 H 6 gas into the upper injection blocking layer, the boron atom concentration of the Group 13 element of the periodic table was made to have a maximum value. The maximum value of the periodic table group 13 element (boron atom) at that time was 2.1 × 10 18 cm 3 .
In this comparative example, the change layer was not formed, and the maximum value of the Group 13 element of the periodic table was not formed in the surface layer.

また、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が各々Min=8%、Max=30%で、0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−Min)/(100−Max)≦0.15の関係を満足していない。   Further, the minimum value (Min) and the maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm are Min = 8%, Max = 30%, 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and The relationship 0 ≦ (Max−Min) / (100−Max) ≦ 0.15 is not satisfied.

Figure 2006189823
実施例3、比較例1で得られた感光体を、前述の画像露光の光源を発振波長405nmの青色発光半導体レーザーとした画像形成装置にセットし、以下に示す評価項目について評価を行った。
(1)解像度
パソコンで、2ポイントサイズ、及び、3ポイントサイズのアルファベット(A〜Z)、及び、複雑な漢字(電、驚など)を1200dpiの解像度で配列したテストチャートを作成した。そのテストチャートをプリントアウトした画像によって感光体の解像度の評価
を行った。具体的には、出力画像をスキャナー(キヤノン製CanoScan9900F)を使って1600dpiの解像度で読み取り、読み取った画像データとテストチャートの元データを比較した。テスト原稿の文字からのズレ部分(太り、細り)の面積を算出し、その数値によって感光体の解像度の評価を行った。得られた結果は、比較例1の感光体の値をリファレンス、即ち、100%とした場合の相対評価でランク判定を行った。
◎:80%未満で、リファレンスに比べて、非常に良いレベル
○:80%以上、95%未満で、リファレンスに比べて、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(2)帯電能
作製した電子写真感光体を電子写真装置に設置して帯電を行ない、現像器位置に設置した表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定し帯電能とした。このとき、比較のために帯電条件(帯電器へのDC印加電圧、重畳AC振幅、周波数など)は一定とした。得られた結果は、比較例1の感光体をリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
◎:リファレンスに比べて10%以上向上し、非常に良いレベル
○:リファレンスに比べて5%以上向上し、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(3)残留電位
作製した電子写真感光体を、現像器位置における表面電位が−450V(暗電位)になるように帯電器を調整した後、像露光光源の光量を最大になるように調整し、像露光を照射した。現像器位置に設置した表面電位計により電子写真感光体の表面電位を測定し残留電位とした。得られた結果は、比較例1の感光体をリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
◎:リファレンスに比べて10%以上向上し、非常に良いレベル
○:リファレンスに比べて5%以上向上し、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(4)感度
作製した電子写真感光体を、現像器位置における表面電位が−450V(暗電位)になるように帯電器を調整した後、像露光を照射した。像露光光源の光量を調整して、表面電位が−100V(明電位)となるようにし、そのときの露光量を感度とした。得られた結果は、比較例1の感光体をリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
◎:リファレンスに比べて10%以上向上し、非常に良いレベル
○:リファレンスに比べて5%以上向上し、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(5)電位ムラ
作製した電子写真感光体を、現像器位置における暗部電位が−450Vになるように帯電器を調整し、現像器位置における明部電位が−100Vになるように像露光光源の光量を調整した状態において、暗部電位と明部電位の面内分布を測定した。その最大値と最小値の差を電位ムラとした。得られた結果は、比較例1の感光体をリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
◎:リファレンスに比べて10%以上向上し、非常に良いレベル
○:リファレンスに比べて5%以上向上し、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(6)光メモリ
光メモリ電位は、現像器位置における暗部電位が−450Vになるように帯電器を調整し、現像器位置における明部電位が−100Vになるように像露光光源の光量を調整した状態で感光体の表面電位を電位センサーで測定して求めた。非像露光状態での表面電位と一旦像露光した後に再度帯電した時との電位差を測定し、光メモリとした。得られた結果は、比較例1の感光体をリファレンスとし、以下に示す判断基準によってランク判定を行った。
◎:リファレンスに比べて10%以上向上し、非常に良いレベル
○:リファレンスに比べて5%以上向上し、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
(7)405nm光の透過性
分光感度特性は、一定暗部電位から一定明部電位まで光減衰させるのに必要な光量の逆数によって評価した。即ち、光の単位エネルギー量当たりの電位減衰量をその露光波長に対する分光感度とし、露光波長を変化させた時の各波長における分光感度を測定して、分光感度が最大になる波長の分光感度(分光感度のピーク値)によって規格化した数値によって評価を行った。より具体的には、405nm光の透過性を評価するために、405nm光の分光感度によって透過性の評価を行った。
(8)クリーニング性
クリーニング性は、クリーニング残トナーが発生し始めるクリーニングブレード圧力によって評価を行った。具体的には、A4コピー紙1000枚の通紙耐久を行った後の、感光体表面を観察し、クリーニング残トナーの有無を、クリーニングブレード圧力を徐々に低くしながら繰り返し観察して、クリーニング残トナーが発生し始めるクリーニングブレード圧力を調べた。得られた結果は、比較例1の感光体の値をリファレンス、即ち、100%とした場合の相対評価でランク付けを行った。クリーニング残トナーが発生し始めるクリーニングブレード圧力は、低い方がクリーニングのラチチュードが広く、クリーニング性に優れると解釈することができる。
◎:80%未満で、リファレンスに比べて、非常に良いレベル
○:80%以上、95%未満で、リファレンスに比べて、良いレベル
△:ファレンスと同等レベル
得られた結果は、比較例1の結果と共に表7に示す。
Figure 2006189823
The photoreceptors obtained in Example 3 and Comparative Example 1 were set in an image forming apparatus in which the light source for image exposure described above was a blue light emitting semiconductor laser having an oscillation wavelength of 405 nm, and the following evaluation items were evaluated.
(1) Resolution Using a personal computer, a test chart in which alphabets (A to Z) of 2 points and 3 points and complex Chinese characters (Den, Surprise, etc.) were arranged at a resolution of 1200 dpi was created. The resolution of the photoconductor was evaluated by an image printed out of the test chart. Specifically, the output image was read at a resolution of 1600 dpi using a scanner (Canon Scan 9900F manufactured by Canon), and the read image data was compared with the original data of the test chart. The area of the misaligned portion (thickness, thinness) from the characters of the test document was calculated, and the resolution of the photoconductor was evaluated based on the numerical value. As for the obtained results, rank determination was performed by relative evaluation when the value of the photoconductor of Comparative Example 1 was set as a reference, that is, 100%.
◎: Less than 80%, very good level compared to reference ○: 80% or more, less than 95%, better level than reference Δ: Level equivalent to reference (2) Charging ability The body was placed in an electrophotographic apparatus to be charged, and the surface potential meter of the electrophotographic photoreceptor was measured with a surface potential meter placed at the position of the developing unit to obtain a charging ability. At this time, the charging conditions (DC applied voltage to the charger, superimposed AC amplitude, frequency, etc.) were constant for comparison. The obtained results were subjected to rank determination according to the following criteria using the photoreceptor of Comparative Example 1 as a reference.
A: Improved by 10% or more compared to the reference, very good level B: Improved by 5% or more compared with the reference, good level Δ: Level equivalent to the reference (3) Residual potential The produced electrophotographic photosensitive member is developed. The charger was adjusted so that the surface potential at the vessel position was −450 V (dark potential), and then the light amount of the image exposure light source was adjusted to be the maximum, and image exposure was performed. The surface potential of the electrophotographic photosensitive member was measured with a surface potential meter installed at the position of the developing unit to obtain a residual potential. The obtained results were subjected to rank determination according to the following criteria using the photoreceptor of Comparative Example 1 as a reference.
A: Improved by 10% or more compared to the reference, very good level B: Improved by 5% or more compared with the reference, good level Δ: Level equivalent to the reference (4) Sensitivity After adjusting the charger so that the surface potential at the position was -450 V (dark potential), image exposure was performed. The light amount of the image exposure light source was adjusted so that the surface potential was −100 V (bright potential), and the exposure amount at that time was defined as sensitivity. The obtained results were subjected to rank determination according to the following criteria using the photoreceptor of Comparative Example 1 as a reference.
◎: Improved by 10% or more compared to the reference, very good level ○: Improved by 5% or more compared with the reference, good level △: Level equivalent to the reference (5) Potential unevenness The developed electrophotographic photosensitive member is developed. In the state where the charger is adjusted so that the dark part potential at the developing unit position becomes −450 V, and the light amount of the image exposure light source is adjusted so that the bright part potential at the developing unit position becomes −100 V, the dark part potential and the bright part potential In-plane distribution was measured. The difference between the maximum value and the minimum value was defined as potential unevenness. The obtained results were subjected to rank determination according to the following criteria using the photoreceptor of Comparative Example 1 as a reference.
A: Improved by 10% or more compared to the reference, very good level B: Improved by 5% or more compared with the reference, good level Δ: Level equivalent to the reference (6) Optical memory The optical memory potential is the dark part potential at the position of the developing device. Is determined by measuring the surface potential of the photosensitive member with a potential sensor in a state where the charging device is adjusted to be −450 V and the light amount of the image exposure light source is adjusted so that the bright portion potential at the developing device position is −100 V. It was. The difference in potential between the surface potential in the non-image exposure state and the time when the image was once exposed and then charged again was measured to obtain an optical memory. The obtained results were subjected to rank determination according to the following criteria using the photoreceptor of Comparative Example 1 as a reference.
A: Improved by 10% or more compared to the reference, very good level B: Improved by 5% or more compared with the reference, good level Δ: Level equivalent to the reference (7) 405 nm light transmittance Spectral sensitivity characteristics are constant Evaluation was performed by the reciprocal of the amount of light necessary to attenuate light from the dark part potential to the constant light part potential. That is, the amount of potential attenuation per unit energy of light is defined as the spectral sensitivity with respect to the exposure wavelength, and the spectral sensitivity at each wavelength when the exposure wavelength is changed is measured. Evaluation was performed using numerical values normalized by the spectral sensitivity peak value. More specifically, in order to evaluate the transmittance of 405 nm light, the transmittance was evaluated based on the spectral sensitivity of 405 nm light.
(8) Cleaning property The cleaning property was evaluated by the cleaning blade pressure at which cleaning residual toner starts to be generated. Specifically, after the endurance of passing 1000 sheets of A4 copy paper, the surface of the photoconductor is observed, and the presence or absence of cleaning residual toner is repeatedly observed while gradually reducing the cleaning blade pressure, and the residual cleaning remains. The cleaning blade pressure at which toner began to develop was examined. The obtained results were ranked by relative evaluation when the value of the photoconductor of Comparative Example 1 was set as a reference, that is, 100%. It can be interpreted that the lower the cleaning blade pressure at which the cleaning residual toner starts to be generated, the wider the cleaning latitude and the better the cleaning property.
◎: Less than 80%, very good level compared to the reference ○: 80% or more, less than 95%, better level than the reference △: Level equivalent to the reference The result obtained is that of Comparative Example 1 It shows in Table 7 with a result.

Figure 2006189823
表7の結果から、青色半導体レーザー(405nm)、1200dpiの画像で、解像度が向上した。これは、表面領域層に周期表第13族元素の極大値を2個持つようにすることで解像度を向上させることができ、本来のスポット径を絞った効果が十分に発揮されることがわかった。
Figure 2006189823
From the results in Table 7, the resolution was improved in a blue semiconductor laser (405 nm) and a 1200 dpi image. It can be seen that the resolution can be improved by having two maximum values of Group 13 elements of the periodic table in the surface region layer, and the effect of narrowing down the original spot diameter is sufficiently exhibited. It was.

また、実施例3の表面領域層のように本発明の要件を全て満たすように感光体を作成することで、電位特性の向上が見られ、帯電能、残留電位、に関して特に効果が得られた。   Further, by creating a photoconductor so as to satisfy all the requirements of the present invention as in the surface region layer of Example 3, an improvement in potential characteristics was observed, and effects were obtained particularly with respect to charging ability and residual potential. .

<実施例4>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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8に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、変化層、表面層からなる感光体を製作した。
<Example 4>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, on the aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced.

このとき、表8にあるように、変化層と表面層の各々の極大値形成領域に導入するB26ガスの流量を変化させて、周期表第13族元素のホウ素原子濃度の極大値を変化させた。感光体4−aではB26ガスの流量をそれぞれ120、100[mL/min(normal)]、4−bではそれぞれ110、100[mL/min(normal)]、4−cではそれぞれ100、100[mL/min(normal)]、4−d〜4−gではそれぞれ130、80[mL/min(normal)]とした。 At this time, as shown in Table 8, the flow rate of B 2 H 6 gas introduced into each of the maximum value formation regions of the change layer and the surface layer is changed, and the maximum value of the boron atom concentration of the Group 13 element of the periodic table is changed. Changed. The flow rate of the B 2 H 6 gas is 120 and 100 [mL / min (normal)] for the photoreceptor 4-a, 110 and 100 [mL / min (normal)] for 4-b, and 100 for 4-c, respectively. , 100 [mL / min (normal)] and 4-d to 4-g were 130 and 80 [mL / min (normal)], respectively.

更に、変化層の極大値形成後領域と表面層の極大値形成前領域に導入するB26ガスを変化させて、隣接する2つの極大値の間に存在する周期律13族元素の最小値を変化させた。感光体4−a〜4−cではB26ガスの流量をそれぞれ30[mL/min(normal)]、4−dではそれぞれ70[mL/min(normal)]、4−eではそれぞれ60[mL/min(normal)]、4−fではそれぞれ50[mL/min(normal)]、4−gではそれぞれ0[mL/min(normal)]とした。
その時の極大値および最小値を表11に示す。
Further, by changing the B 2 H 6 gas introduced into the region after the maximum value formation of the change layer and the region before the maximum value formation of the surface layer, the minimum of the group 13 element of the periodic rule existing between the two adjacent maximum values is changed. The value was changed. The photoconductors 4-a to 4-c each have a flow rate of B 2 H 6 gas of 30 [mL / min (normal)], 4-d is 70 [mL / min (normal)], and 4-e is 60, respectively. [ML / min (normal)] and 4-f were each 50 [mL / min (normal)], and 4-g was 0 [mL / min (normal)].
Table 11 shows the maximum and minimum values at that time.

作成した感光体は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果は、表12に示す。   The prepared photoreceptor was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 12.

Figure 2006189823
<実施例5>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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9に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、変化層、表面層からなる感光体を製作した。
Figure 2006189823
<Example 5>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, the conditions shown in Table 9 were applied on an aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced.

なお、実施例5では、表面層内の極大値形成前領域を形成する堆積時間を変化させた処理を行うことで膜厚を変化させて、変化層内と表面層内に分布される周期表第13族元素含有率の2つの極大値間距離を80nm以上1200nm以下にした。表面層内の極大値形成前領域の膜厚は、感光体5−aでは0.01μm、5−bでは0.03μm、5−cでは0.05μm、5−dでは0.89μm、5−eでは0.93μm、5−fでは1.13μmとした。   In Example 5, the periodic table distributed in the change layer and in the surface layer is obtained by changing the film thickness by changing the deposition time for forming the region before forming the maximum value in the surface layer. The distance between the two maximum values of the Group 13 element content was set to 80 nm or more and 1200 nm or less. The film thickness of the region before the maximum value formation in the surface layer is 0.01 μm for the photoreceptor 5-a, 0.03 μm for 5-b, 0.05 μm for 5-c, 0.89 μm for 5-d, 5- In e, 0.93 μm, and in 5-f, 1.13 μm.

その時の含有量および極大値を表11に示す。   Table 11 shows the content and maximum value at that time.

作製した感光体は、実施例3と同様の評価を行った。評価結果は、表12に示す。   The produced photoreceptor was evaluated in the same manner as in Example 3. The evaluation results are shown in Table 12.

Figure 2006189823
<実施例6>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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10に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、変化層、表面層からなる感光体を製作した。
Figure 2006189823
<Example 6>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, on the aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced.

なお、実施例6では、表面領域層に導入するB26ガスの流量を変化させて、実施例3とは逆に表面側の極大値>光導電層側の極大値となるように作成した。 In Example 6, the flow rate of B 2 H 6 gas introduced into the surface region layer was changed so that the maximum value on the surface side was greater than the maximum value on the photoconductive layer side, contrary to Example 3. did.

その時の含有量および極大値を表11に示す。   Table 11 shows the content and maximum value at that time.

作成した感光体は、実施例3と同様の評価を行った。評価結果は、表12に示す。   The prepared photoreceptor was evaluated in the same manner as in Example 3. The evaluation results are shown in Table 12.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
表12の実施例4の評価結果から、光導電層側の極大値を5.0×1018cm3以上にすることで、帯電能が向上することがわかる。かつ、極大値間の含有量が2.5×1018個/cm3以下にすることで、解像度の向上が図れることがわかる。極大値間の含有量が2.5×1018個/cm3よりも多くなると、極大値が実質的に1個と同じになり解像度改善の効果が見られない。
Figure 2006189823
From the evaluation results of Example 4 in Table 12, it can be seen that the charging ability is improved by setting the maximum value on the photoconductive layer side to 5.0 × 10 18 cm 3 or more. It can also be seen that the resolution can be improved by setting the content between the maximum values to 2.5 × 10 18 pieces / cm 3 or less. When the content between the maximum values exceeds 2.5 × 10 18 pieces / cm 3 , the maximum value becomes substantially the same as one, and the effect of improving the resolution is not seen.

また、実施例5の結果から、極大値間隔が100nmよりも小さくなると、極大値が実質的に1個と同じになり、そのために解像度、帯電能、残留電位の改善が、ほとんど見られなくなる。さらに、1000nmよりも大きくなると、解像度や残留電位、感度に改善効果がやや低下してくることがわかる。   Further, from the results of Example 5, when the maximum value interval is smaller than 100 nm, the maximum value is substantially the same as one, and therefore improvement in resolution, charging ability, and residual potential is hardly observed. Furthermore, when it becomes larger than 1000 nm, it turns out that the improvement effect is somewhat reduced in the resolution, the residual potential, and the sensitivity.

実施例3と実施例6の結果から、表面側の極大値よりも光導電層側の極大値を大きくすることで、解像度が特に良好であることが判った。   From the results of Example 3 and Example 6, it was found that the resolution was particularly good by increasing the maximum value on the photoconductive layer side than the maximum value on the surface side.

以上から、周期表第13族元素の極大値を少なくとも2個有するようにすることで、解像度が向上し、さらに光導電層側の極大値を5.0×1018個/cm3よりも大きくし、極大値間隔を100nm以上1000nm以下にすることで、帯電能や残留電位、感度といった電気特性を改善することができる。 From the above, by having at least two local maximum values of Group 13 elements of the periodic table, the resolution is improved, and the local maximum value on the photoconductive layer side is larger than 5.0 × 10 18 / cm 3. In addition, by setting the maximum value interval to 100 nm or more and 1000 nm or less, it is possible to improve electrical characteristics such as charging ability, residual potential, and sensitivity.

<実施例7>
図2に示したプラズマCVD装置を用い、図1に示した層構成となるように、直径84mm、長さ381mm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13に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、変化層、表面層からなる感光体を製作した。
<Example 7>
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, the conditions shown in Table 13 were applied on an aluminum cylinder (support) having a mirror finish of 84 mm in diameter and 381 mm in length so as to have the layer structure shown in FIG. The deposited films were sequentially stacked. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, a change layer, and a surface layer was produced.

なお、実施例では、表面層中の酸素原子及び/またはフッ素原子の含有量が、表面層中の厚さ方向において極大値を持つように、表面層の堆積膜形成中にNOガス、SiF4ガスを導入した。 In the embodiment, NO gas, SiF 4 is formed during the formation of the deposited film on the surface layer so that the content of oxygen atoms and / or fluorine atoms in the surface layer has a maximum value in the thickness direction in the surface layer. Gas was introduced.

具体的には、ヘリウムガスで希釈したNOガスとSiF4ガスを用い、極大値形成領域内で各々のガス流量を一定の速度で変化させることで、酸素原子の極大値、フッ素原子の極大値、酸素原子およびフッ素原子の極大値をそれぞれ有するように作製した。 Specifically, NO gas and SiF 4 gas diluted with helium gas are used, and each gas flow rate is changed at a constant rate within the maximum value forming region, thereby allowing the maximum value of oxygen atoms and the maximum value of fluorine atoms. And having maximum values of oxygen atom and fluorine atom, respectively.

また、周期表第13族元素のホウ素原料であるB26の流量を変えて、変化層内の周期表第13族元素の極大値は、7.5×1018個/cm3、表面層内の周期表第13族元素の極大値は、4.0×1018個/cm3、変化層の極大値と表面層の極大値の間に存在する周期表第13族元素の最小値は、1.5×1017個/cm3である。 Further, by changing the flow rate of B 2 H 6 which is a boron raw material of Group 13 element of the periodic table, the maximum value of Group 13 element of the periodic table in the change layer is 7.5 × 10 18 pieces / cm 3 , surface The maximum value of the group 13 element of the periodic table in the layer is 4.0 × 10 18 pieces / cm 3 , and the minimum value of the group 13 element of the periodic table existing between the maximum value of the change layer and the maximum value of the surface layer Is 1.5 × 10 17 pieces / cm 3 .

更に、変化層内と表面層内に分布される周期表第13族元素含有率の2つ極大値間距離は、300nmである。   Further, the distance between the two maximum values of the group 13 element content of the periodic table distributed in the change layer and the surface layer is 300 nm.

作成した感光体は、実施例3と同様の評価を行った。評価結果は、表14に示す。   The prepared photoreceptor was evaluated in the same manner as in Example 3. The evaluation results are shown in Table 14.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
表14から、表面層中に酸素原子および/またはフッ素原子の極大値を持たせることで、クリーニング性の向上が見られた。
Figure 2006189823
From Table 14, the cleaning property was improved by giving the surface layer a maximum value of oxygen atoms and / or fluorine atoms.

[実施例8]
図2に示したプラズマCVD装置を用い、直径84mm、長さ381mm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15に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を製作した。表15に示すように、表面領域層の形成途中でN2ガスとB2H6ガスの導入量を変化させた。表15の極大値形成におけるガスの導入方法としては、N2ガスとB2H6ガスを用い、所定時間を掛けて一定値から表15の値まで直線的に増加させ、その後同じ速度で再び初期の一定値まで直線的に減少させた。
[Example 8]
Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, a deposited film is sequentially laminated under the conditions shown in Table 15 on a mirror-finished aluminum cylinder (support) having a diameter of 84 mm and a length of 381 mm. A photoconductor comprising a photoconductive layer and a surface region layer was produced. As shown in Table 15, the amount of N 2 gas and B 2 H 6 gas introduced was changed during the formation of the surface region layer. As a method of introducing gas in the maximum value formation in Table 15, N 2 gas and B 2 H 6 gas are used, and are linearly increased from a constant value to the value in Table 15 over a predetermined time, and then again at the same rate. It was decreased linearly to the initial constant value.

さらに、NOガス、SiF4ガスの導入量を変化させて同様に、極大値を持つようにした。 In addition, the amount of NO gas and SiF 4 gas introduced was changed so that the maximum value was obtained.

Figure 2006189823
作製した感光体の表面領域層について、実施例1と同様にしてSIMS測定を行った。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図11(b)に示す分布を持つことが分かった。さらに、NOガス、SiF4ガスの導入量を変化させて得られた表面領域層の極大値におけるホウ素原子の含有量は、光導電層側から、8.0×1018個/cm3、4.0×1018個/cm3、ホウ素原子の極大値間隔は300nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は150nmであった。また、窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で55atm%であった。
Figure 2006189823
SIMS measurement was performed in the same manner as in Example 1 for the surface region layer of the produced photoreceptor. About content of a nitrogen atom and a boron atom, it turned out that it has distribution shown in FIG.11 (b). Furthermore, the content of boron atoms at the maximum value of the surface region layer obtained by changing the introduction amount of NO gas and SiF 4 gas is 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 , 4.0 × 10 from the photoconductive layer side. 18 / cm 3, the maximum value interval of the boron atoms is 300 nm, distance between the maximum value and the minimum value of the nitrogen atom was 150 nm. Further, the maximum value of the nitrogen atom content was 55 atm% in terms of N / (Si + N).

作製した感光体をiRC6800-405nm改造機にセットして、実施例3と同様の評価を(1)解像度から(8)クリーニング性の各項目について行った。本実施例ではさらに下記の(9)画像欠陥の項目についても評価した。ただし比較例2の感光体をレファレンスとして(1)から(9)の各項目について評価した。評価結果を表20に示す。   The prepared photoreceptor was set in an iRC6800-405 nm modified machine, and the same evaluation as in Example 3 was performed for each item of (1) resolution to (8) cleaning property. In this example, the following item (9) Image defect was also evaluated. However, each of the items (1) to (9) was evaluated using the photoconductor of Comparative Example 2 as a reference. Table 20 shows the evaluation results.

(9)画像欠陥
画像欠陥は、画素密度100%画像における直径0.1mm以下の白点、及び、画素密度0%画像における直径0.1mm以下の黒点の数によって評価を行った。直径0.1mmを超える大きさの白点、及び、黒点に関しては、感光体の成膜開始前の支持体に付着したダスト等が原因である場合がほとんどである。そのような画像欠陥の発生は、成膜時の条件に対する依存性が小さく、ダスト低減等の工程改善によって画像欠陥をなくしていくことが本質的であると、本発明者らのさまざまな検討結果よりわかっている。このため、今回の評価対象からは除き、成膜時の条件に左右され得る直径0.1mm以下の比較的小さな画像欠陥の数量に着目して評価を行った。得られた結果について、後述する比較例2に示す層構成の感光体の値をリファレンス、即ち、100%とした場合の相対評価で感光体のランク判定を行った。
(9) Image defect The image defect was evaluated by the number of white spots having a diameter of 0.1 mm or less in a 100% pixel density image and black spots having a diameter of 0.1 mm or less in a 0% pixel density image. Most of the white spots and black spots having a diameter exceeding 0.1 mm are caused by dust adhering to the support before the start of film formation of the photoreceptor. The occurrence of such image defects is less dependent on the conditions during film formation, and it is essential to eliminate image defects by improving processes such as dust reduction. I know more. For this reason, the evaluation was performed by paying attention to the number of relatively small image defects having a diameter of 0.1 mm or less, which can be influenced by the conditions during film formation, excluding the evaluation target. As for the obtained results, the rank of the photoconductor was determined by a relative evaluation when the value of the photoconductor having a layer structure shown in Comparative Example 2 described later is set as a reference, that is, 100%.

◎:60%未満で、リファレンスに比べて、非常に良いレベル
○:60%以上、90%未満で、リファレンスに比べて、良いレベル
△:リファレンスと同等レベル
[比較例2]
実施例8と同様にして、表16に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、上部注入阻止層、表面層からなる感光体を作製した。作製した感光体を、
実施例8と同様にSIMS測定したところ、図16(c)に示す分布であり、ホウ素原子の極
大値は、8.0×1018個/cm3であった。そして、窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で57atm%であった。
◎: Less than 60%, very good level compared to reference ○: 60% or more, less than 90%, better level than reference △: Level equivalent to reference
[Comparative Example 2]
In the same manner as in Example 8, the deposited films were sequentially laminated under the conditions shown in Table 16 to prepare a photoreceptor composed of a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, an upper injection blocking layer, and a surface layer. Created photoconductor
When SIMS measurement was performed in the same manner as in Example 8, the distribution shown in FIG. 16C was obtained, and the maximum value of boron atoms was 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 . The maximum value of nitrogen atom content was 57 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について、実施例8と同様にして特性について評価した。結果を表18に示す。   About the produced photoreceptor, it carried out similarly to Example 8, and evaluated the characteristic. The results are shown in Table 18.

Figure 2006189823
[実施例9]
実施例8と同様にして表17に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を製作した。このとき、表面領域層にNOガス、SiF4ガスを用いなかった他は、実施例8と同様にして感光体を製作した。作製した感光体の表面領域層について、実施例1と同様にしてSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図11(b)に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から8.0×1018個/cm3、4.0×1018個/cm3であった。そして、ホウ素原子の極大値間隔は200nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、100nmであった。また、窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で65atm%であった。
Figure 2006189823
[Example 9]
The deposited films were sequentially laminated in the same manner as in Example 8 under the conditions shown in Table 17 to produce a photoreceptor composed of a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer. At this time, a photoconductor was manufactured in the same manner as in Example 8 except that NO gas and SiF 4 gas were not used for the surface region layer. SIMS measurement was performed on the surface region layer of the produced photoreceptor in the same manner as in Example 1. About content of a nitrogen atom and a boron atom, it turned out that it has distribution shown in FIG.11 (b). The maximum values of boron atoms were 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 and 4.0 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of the boron atoms was 200 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of the nitrogen atoms was 100 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 65 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表18に示す。   The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 18.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、青色半導体レーザー(405nm)で、1200dpiの画像では、解像
度が向上した。これは、表面領域層にホウ素原子、窒素原子の極大値を2個持ち、かつ酸
素原子及びフッ素原子の極大値を持つ実施例8のような表面領域層を用いると、ドット再
現性を向上させることができ、本来のスポット径を絞った効果が十分に発揮されることが
わかった。また、実施例8の表面領域層を持つ感光体は優れた光導電特性を有することが分かった。
Figure 2006189823
As is clear from the results, the resolution was improved in the 1200 dpi image with the blue semiconductor laser (405 nm). This is because dot reproducibility is improved by using the surface region layer as in Example 8 having two maximum values of boron atoms and nitrogen atoms and having maximum values of oxygen atoms and fluorine atoms in the surface region layer. It was found that the effect of narrowing the original spot diameter was sufficiently exhibited. It was also found that the photoreceptor having the surface region layer of Example 8 had excellent photoconductive properties.

さらに、酸素原子及びフッ素原子の極大値を持つと、解像度、残留電位、光メモリー及
びCLN性がさらに向上することが分かった。
Furthermore, it was found that the resolution, residual potential, optical memory, and CLN properties were further improved by having maximum values of oxygen atoms and fluorine atoms.

[実施例10]
実施例8と同様にして表19に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を作製した。表面領域層に導入するB26ガスの流量を変化させた他は実施例8と同様にして、6種の感光体8I〜8Nを作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図9(a)または(b)に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は表20に示すように、光導電層側から、4.5〜5.5×1018個/cm3、2.4×1019個/cm3であり、窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で50atm%であった。そして、硼素原子の極大値間隔は350nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、175nmであった。
[Example 10]
In the same manner as in Example 8, deposited films were sequentially laminated under the conditions shown in Table 19 to prepare a photoconductor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer. Six types of photoconductors 8I to 8N were prepared in the same manner as in Example 8 except that the flow rate of the B 2 H 6 gas introduced into the surface region layer was changed. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. About content of a nitrogen atom and a boron atom, it turned out that it has the distribution shown to Fig.9 (a) or (b). As shown in Table 20, the maximum values of boron atoms are 4.5 to 5.5 × 10 18 atoms / cm 3 and 2.4 × 10 19 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side, and the maximum values of nitrogen atom content are It was 50 atm% in the notation of N / (Si + N). The interval between the maximum values of boron atoms was 350 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 175 nm.

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表21に示す。   The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 21.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、最も光導電層側に位置する周期表第13族元素の極大値が、5.0×1018個/cm3以上であると、解像度や帯電能に於いて、更なる特性の向上が図られ、周期表第13族元素の隣接する2つの極大値の間に存在する周期表第13族元素の最小値が、2.5×1018個/ cm3以下であると、帯電能について、更なる特性の向上が認められた。また、周期表第13族元素が、極大領域として含まれていても、極大値として含まれている場合と同様の光電特性の効果が得られることが分かった。
Figure 2006189823
As is clear from the results, when the maximum value of the group 13 element of the periodic table located closest to the photoconductive layer is 5.0 × 10 18 elements / cm 3 or more, further characteristics in terms of resolution and chargeability are obtained. When the minimum value of the group 13 element of the periodic table existing between two adjacent maximum values of the group 13 element of the periodic table is 2.5 × 10 18 pieces / cm 3 or less, Further improvement in properties was observed for. Further, it was found that even when the Group 13 element of the periodic table is included as a maximum region, the same photoelectric characteristic effect as that when it is included as a maximum value can be obtained.

[実施例11]
実施例8と同様にして、表面領域層に導入する、B2H6ガスの流量を実施例8と変化させて表22に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を製作した。
[Example 11]
In the same manner as in Example 8, the flow rate of B 2 H 6 gas introduced into the surface region layer was changed from that in Example 8 to sequentially deposit deposited films under the conditions shown in Table 22, and the lower injection blocking layer, light A photoconductor comprising a conductive layer and a surface region layer was produced.

表面領域層に導入する、B2H6ガスの流量を変化させた他は実施例8と同様にして感光体を作製した。作製した感光体を実施例1と同様にしてSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図11(a)に示すように2つの周期表第13族元素極大値のうち、自由表面側の極大値が大きくなる分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、5.1×1018個/cm3、6.4×1018個/cm3であった。ホウ素原子の極大値間隔は180nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、90nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で50atm%であった。 A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 8 except that the flow rate of the B 2 H 6 gas introduced into the surface region layer was changed. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement in the same manner as in Example 1. About content of a nitrogen atom and a boron atom, as shown to Fig.11 (a), it turned out that it has the distribution from which the maximum value by the free surface side becomes large among two periodic table group 13 element maximum values. The maximum values of boron atoms were 5.1 × 10 18 atoms / cm 3 and 6.4 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 180 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 90 nm. The maximum value of nitrogen atom content was 50 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表23に示
す。
The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 23.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層にホウ素原子、窒素原子の極大値を2個持つよう
にし、かつ酸素原子及びフッ素原子の極大値を持つようにことにより、感度、電位ムラ、
光メモリー、透過性、画像欠陥の点で特性の向上が確認された。しかし、表面領域層に含
まれる2つの周期表第13族元素極大値のうち、自由表面側の極大値が大きくなるように
含有させたこの実施例11は、解像度や帯電能、残留電位の点では特性の向上は確認できなかった。
Figure 2006189823
As is clear from the results, the surface region layer has two maximum values of boron atoms and nitrogen atoms, and has the maximum values of oxygen atoms and fluorine atoms, so that sensitivity, potential unevenness,
Improvements in characteristics were confirmed in terms of optical memory, transparency, and image defects. However, this Example 11, which is included so that the maximum value on the free surface side of the two periodic table group 13 element maximum values contained in the surface region layer, is increased in terms of resolution, charging ability, and residual potential. However, the improvement of characteristics could not be confirmed.

[実施例12]
実施例8と同様にして、表面領域層に導入する、B2H6ガスの流量や成膜時間を実施例8とは変化させ、表面領域層に含まれる2つの周期表第13族元素極大値の極大値間距離を変化させて表24に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる5種の感光体を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図10に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、6.2×1018個/cm3、6.2×1018個/cm3であった。ホウ素原子の極大値間隔は表25に示すように80〜1070nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で50atm%であった。
[Example 12]
In the same manner as in Example 8, the flow rate of B 2 H 6 gas introduced into the surface region layer and the film formation time were changed from those in Example 8, and the two group 13 element maxima included in the surface region layer were increased. The deposited films were sequentially stacked under the conditions shown in Table 24 by changing the distance between the maximum values. Five types of photoreceptors comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer were produced. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. The content of nitrogen atoms and boron atoms was found to have the distribution shown in FIG. The maximum values of boron atoms were 6.2 × 10 18 atoms / cm 3 and 6.2 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. As shown in Table 25, the maximum value interval of boron atoms was 80 to 7070 nm. The maximum value of nitrogen atom content was 50 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表26に示す。   The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 26.

Figure 2006189823
*3:0.01〜1.00
Figure 2006189823
* 3: 0.01 to 1.00

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層に含まれる2つの周期表第13族元素極大値の極大値間距離は、膜の厚さ方向で100nm以上1000nm以下の範囲にあることが、解像度や帯電能、残留電位、感度の点からより好ましいことが分かった。
Figure 2006189823
As is clear from the results, the distance between the maximum values of the two group 13 element maximum values included in the surface region layer is in the range of 100 nm to 1000 nm in the film thickness direction. From the viewpoint of performance, residual potential, and sensitivity, it was found to be more preferable.

[実施例13]
実施例8と同様にして、表面領域層に導入する、N2ガスの流量を変化させ、表面領域層に含まれる窒素原子含有率の極大値と最小値との比(極大値/最小値)を変化させて表27に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる4種の感光体(13T〜13W)を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図12に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、8.0×1018個/cm3、8.0×1018個/cm3であった。硼素原子の極大値間隔は170nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、85nmであった。また、窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で43〜67atm%であった。窒素原子含有率の最小値に対する極大値を表28に示す。
[Example 13]
In the same manner as in Example 8, the flow rate of N 2 gas introduced into the surface region layer is changed, and the ratio between the maximum value and the minimum value of the nitrogen atom content contained in the surface region layer (maximum value / minimum value). The deposited films were sequentially laminated under the conditions shown in Table 27 while changing the above. Four types of photoconductors (13T to 13W) comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer were produced. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. It was found that the content of nitrogen atoms and boron atoms had the distribution shown in FIG. The maximum values of boron atoms were 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 and 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 170 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 85 nm. Further, the maximum value of the nitrogen atom content was 43 to 67 atm% in terms of N / (Si + N). Table 28 shows the maximum values with respect to the minimum value of the nitrogen atom content.

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表29に示
す。
The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 29.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層に含まれる窒素原子含有率の最小値に対する極大値の値は、110%以上であることが、画像欠陥の点からより好ましいことが分かる。
Figure 2006189823
As is apparent from the results, the maximum value with respect to the minimum value of the nitrogen atom content contained in the surface region layer is more preferably 110% or more from the viewpoint of image defects.

[実施例14]
表30に示した条件で第2の上部注入阻止層(TBL-1)の成膜時間を実施例8とは変化させた以外は実施例8と同様にして感光体を作製した。具体的には、表面領域層に含まれる2つの窒素原子極大値の極大値間の最小値と、2つの窒素原子極大値のうちで光導電層側の極大値との距離を変化させて堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、表面領域層からなる感光体(14X〜14AC)を製作した。
[Example 14]
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 8 except that the film formation time of the second upper injection blocking layer (TBL-1) was changed from that in Example 8 under the conditions shown in Table 30. Specifically, deposition is performed by changing the distance between the minimum value between the maximum values of two nitrogen atom maximum values contained in the surface region layer and the maximum value on the photoconductive layer side of the two nitrogen atom maximum values. Films were sequentially laminated to produce a photoreceptor (14X-14AC) comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer.

表面領域層に導入する、第2の上部注入阻止層(TBL-1)の成膜時間を変化させた他は実施例2と同様にして作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図16(b)に示すピークを持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、8.0×1018個/cm3、8.0×1018個/cm3であった。窒素原子の極大値と最小値との間隔は表31に示すように、30〜310nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で38atm%であった。 It was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the film formation time of the second upper injection blocking layer (TBL-1) to be introduced into the surface region layer was changed. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. About content of a nitrogen atom and a boron atom, it turned out that it has a peak shown in FIG.16 (b). The maximum values of boron atoms were 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 and 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. As shown in Table 31, the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 30 to 310 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 38 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例2と同様にして特性の評価を行った。結果を表32に示
す。
The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 32.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層に含まれる2つの窒素原子極大値間の最小値と光導電層側の極大値との距離は、膜の厚さ方向で40nm以上300nm以下の範囲にあることが、画像欠陥の点からより好ましいことが分かった。
Figure 2006189823
As is apparent from the results, the distance between the minimum value between the two nitrogen atom maximum values contained in the surface region layer and the maximum value on the photoconductive layer side is in the range of 40 nm to 300 nm in the film thickness direction. Has been found to be more preferable in terms of image defects.

[実施例15]
表33に示した条件で表面領域層のすべてに周期表第13族元素を含ませた点以外は実施例8と同様にして堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図13に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、8.0×1018個/cm3、8.0×1018個/cm3であった。硼素原子の極大値間隔は300nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、150nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で39atm%であった。
[Example 15]
A deposited film was sequentially laminated in the same manner as in Example 8 except that all of the surface region layer contained a group 13 element of the periodic table under the conditions shown in Table 33, and a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and A photoreceptor comprising a surface region layer was prepared. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. It was found that the content of nitrogen atoms and boron atoms had the distribution shown in FIG. The maximum values of boron atoms were 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 and 8.0 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 300 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 150 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 39 atm% in terms of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表34に示
す。
The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 34.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層のすべてに周期表第13族元素を含ませた上で、
周期表第13族元素が2つの極大値を持つような場合においても、評価した全項目で特性
の改善が見られることが分かった。
Figure 2006189823
As is apparent from the results, all of the surface region layers contain Group 13 elements of the periodic table.
It was found that even when the Group 13 element of the periodic table had two maximum values, the characteristics were improved in all the evaluated items.

[実施例16]
実施例8と同様にして表面領域層において周期表第13族元素含有率と窒素元素の含有率が同位相で極大値を持つように、実施例8のB2H6ガスの流量、N2ガスの流量を変化させ、表23に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図8に示す分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、5.1×1018個/cm3、5.1×1018個/cm3であった。硼素原子の極大値間隔は500nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、150nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で39atm%であった。
[Example 16]
In the same manner as in Example 8, the flow rate of the B 2 H 6 gas in Example 8, N 2 , so that the Group 13 element content of the periodic table and the nitrogen element content have the same phase and maximum values in the surface region layer. The deposited films were sequentially stacked under the conditions shown in Table 23 while changing the gas flow rate. A photoreceptor comprising a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer was produced. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. It was found that the contents of nitrogen atoms and boron atoms had the distribution shown in FIG. The maximum values of boron atoms were 5.1 × 10 18 atoms / cm 3 and 5.1 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 500 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 150 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 39 atm% in terms of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表36に示
す。
The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 36.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、表面領域層において周期表第13族元素含有率と窒素元素の
含有率が同位相でピークを持つような場合には、画像欠陥以外で特性の改善が見られることが分かった。
Figure 2006189823
As is apparent from the results, when the content of the Group 13 element in the periodic table and the content of the nitrogen element have peaks in the same phase in the surface region layer, improvement in characteristics other than image defects may be observed. I understood.

[実施例17]
下部注入阻止層に導入するN2ガスの流量を実施例8と変化させた以外は実施例8と同様にして、表37に示した条件で堆積膜を順次積層し、下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量については、図11(a)に示す含有量の分布において、窒素原子の2つの極大値が等しく、またホウ素原子の2つの極大値が等しい分布を持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、6.4×1018個/cm3、6.4×1018個/cm3であった。ホウ素原子の極大値間隔は700nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、350nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で62atm%であった。
[Example 17]
Except that the flow rate of the N 2 gas introduced into the lower injection blocking layer was changed from that in Example 8, the deposited films were sequentially laminated under the conditions shown in Table 37 in the same manner as in Example 8, and the lower injection blocking layer, light A photoconductor comprising a conductive layer and a surface region layer was produced. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. Regarding the content of nitrogen atoms and boron atoms, it was found that in the content distribution shown in FIG. 11 (a), the two local maximum values of nitrogen atoms are equal and the two local maximum values of boron atoms are equal. . The maximum values of boron atoms were 6.4 × 10 18 atoms / cm 3 and 6.4 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 700 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 350 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 62 atm% in the notation of N / (Si + N).

作製した感光体について実施例8と同様にして特性の評価を行った。結果を表38に示す。   The characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 38.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から明らかなように、下部注入阻止層に窒素原子を導入した場合においても、評価
した全項目で特性の改善が見られることが分かった。
Figure 2006189823
As is clear from the results, it was found that even when nitrogen atoms were introduced into the lower injection blocking layer, the characteristics were improved in all the evaluated items.

[実施例18]
表面領域層の初めに変化層を導入した。変化層堆積時に、SiH4ガスの流量、B2H6ガスの流量、N2ガスのガス流量を変化させ、光導電層と第1の上部注入阻止層を光学的に連続するようにした点で実施例8とは異なるようにした以外は実施例8と同様にして、表39に示した条件で堆積膜を順次積層した。下部注入阻止層、光導電層、及び、表面領域層からなる感光体(18-A〜18-H)を作製した。作製した感光体をSIMS測定した。窒素原子とホウ素原子の含有量について、図16(a)に示すピークを持つこと分かった。ホウ素原子の極大値は、光導電層側から、1.6×1019個/cm3、4.0×1018個/cm3であった。ホウ素原子の極大値間隔は810nm、窒素原子の極大値と最小値との間隔は、350nmであった。窒素原子含有率の極大値は、N/(Si+N)の表記で65atm%であった。また、作製した感光ドラムについて、分光反射スペクトルを大塚電子製MCPD-2000を用いて測定した。図17(a)に、感光体18-A〜18-Dの分光反射スペクトルを、図17(b)に、感光体18-E〜18-Hの分光反射スペクトルを示す。感光体18-A〜18-Dは、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max-Min)/(100-Max)≦0.15を満たしており、感光体18-E〜18-Hは、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が上記関係を満たしていなかった。なお、図17(a)および図17(b)に記載されている数値は(Max-Min)/(100-Max)の値である。
[Example 18]
A change layer was introduced at the beginning of the surface region layer. When the change layer is deposited, the flow rate of SiH 4 gas, the flow rate of B 2 H 6 gas, and the flow rate of N 2 gas are changed to make the photoconductive layer and the first upper injection blocking layer optically continuous. The deposited films were sequentially laminated under the conditions shown in Table 39 in the same manner as in Example 8 except that they were different from those in Example 8. Photoconductors (18-A to 18-H) composed of a lower injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface region layer were produced. The produced photoreceptor was subjected to SIMS measurement. About content of a nitrogen atom and a boron atom, it turned out that it has a peak shown to Fig.16 (a). The maximum values of boron atoms were 1.6 × 10 19 atoms / cm 3 and 4.0 × 10 18 atoms / cm 3 from the photoconductive layer side. The interval between the maximum values of boron atoms was 810 nm, and the interval between the maximum value and the minimum value of nitrogen atoms was 350 nm. The maximum value of the nitrogen atom content was 65 atm% in terms of N / (Si + N). Further, the spectral reflection spectrum of the produced photosensitive drum was measured using MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics. FIG. 17A shows the spectral reflection spectra of the photoconductors 18-A to 18-D, and FIG. 17B shows the spectral reflection spectra of the photoconductors 18-E to 18-H. The photoreceptors 18-A to 18-D have a minimum value (Min) and a maximum value (Max) of reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm, and 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and 0 ≦ ( Max−Min) / (100−Max) ≦ 0.15, and the photoreceptors 18-E to 18-H have a minimum value (Min) and a maximum value (%) of reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm ( Max) did not satisfy the above relationship. In addition, the numerical value described in FIG. 17A and FIG. 17B is a value of (Max-Min) / (100-Max).

作製した感光体を、実施例8と同様にして光電特性の評価を行った。結果を、表40に示す。   Photoelectric characteristics of the produced photoreceptor were evaluated in the same manner as in Example 8. The results are shown in Table 40.

Figure 2006189823
Figure 2006189823

Figure 2006189823
結果から、光導電層から上部注入阻止層を光学的に連続とし、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が上記範囲を満たしている感光体は、電位ムラが向上し、特に、電位ムラの中で露光ムラが向上することが分かった。実施例1〜18の感光体は、波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が上記関係を満たしていた。
Figure 2006189823
From the results, the photoconductive layer and the top injection blocking layer are optically continuous, and the minimum value (Min) and maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm satisfy the above range. It was found that the body was improved in potential unevenness, and in particular, exposure unevenness was improved in the potential unevenness. In the photoreceptors of Examples 1 to 18, the minimum value (Min) and the maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm satisfied the above relationship.

本発明の電子写真感光体の一例を示す模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an electrophotographic photosensitive member of the present invention. 本発明の電子写真感光体の製造に使用することが可能な、RF帯の高周波を用いたプラズマCVD堆積装置の一例を示す模式的構成図である。It is a typical block diagram which shows an example of the plasma CVD deposition apparatus using the high frequency of RF band which can be used for manufacture of the electrophotographic photoreceptor of this invention. 本発明の電子写真感光体を適用可能なカラー電子写真装置の一例を示す模式的構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a color electrophotographic apparatus to which an electrophotographic photosensitive member of the present invention can be applied. 発明の電子写真感光体における表面領域層中の周期表第13族元素(ホウ素原子)、酸素原子及びフッ素原子含有量の極大値を説明するデプスプロファイルの一例である。It is an example of the depth profile explaining the maximum value of the periodic table group 13 element (boron atom), oxygen atom, and fluorine atom content in the surface region layer in the electrophotographic photoreceptor of the invention. 電子写真感光体の分光感度特性の測定結果の一例を表すグラフである。It is a graph showing an example of the measurement result of the spectral sensitivity characteristic of an electrophotographic photoreceptor. 実施例1で作成した電子写真感光体の表面層中における窒素原子濃度と波長405nmの光に対する感度との相関を測定した結果を表すグラフである。4 is a graph showing the results of measuring the correlation between the nitrogen atom concentration in the surface layer of the electrophotographic photosensitive member prepared in Example 1 and the sensitivity to light with a wavelength of 405 nm. 本発明の電子写真感光体における光導電層上の厚さ方向に対する周期表第13族元素の含有率の分布図である。It is a distribution map of the content rate of the periodic table group 13 element with respect to the thickness direction on the photoconductive layer in the electrophotographic photosensitive member of the present invention. 本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第1 3族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。It is a figure which shows the content rate distribution of the periodic table group 13 element and nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photosensitive member of the present invention. (a)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。(b)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。(A) It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention, and a nitrogen atom. (B) It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element and a nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. 本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention, and a nitrogen atom. (a)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。(b)本発明の電子写真感光体の他の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。(A) It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention, and a nitrogen atom. (B) It is a figure which shows the content rate distribution of the periodic table group 13 element and nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of the other example of the electrophotographic photosensitive member of the present invention. 本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention, and a nitrogen atom. 本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素と窒素原子の含有率分布を示す図である。It is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention, and a nitrogen atom. (a)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における窒素原子の含有率分布を示す図である。(b)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における窒素原子の含有率分布を示す図である。(A) It is a figure which shows the content distribution of the nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. (B) It is a figure which shows the content rate distribution of the nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. (a)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素の含有率分布を示す図である。(b)本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素の含有率分布を示す図である。(A) It is a figure which shows the content rate distribution of the periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. (B) It is a figure which shows the content rate distribution of the periodic table group 13 element in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. (a)および(b)は本発明の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ 方向における周期表第13族元素および窒素原子の含有率分布を示す図である。(c)は従来の電子写真感光体の一例の表面領域層の厚さ方向における周期表第13族元素および窒素原子の含有率分布を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the content rate distribution of a periodic table group 13 element and a nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the electrophotographic photoreceptor of this invention. (C) is a figure which shows the content rate distribution of the periodic table group 13 element and nitrogen atom in the thickness direction of the surface region layer of an example of the conventional electrophotographic photosensitive member. 本発明の電子写真感光体の分光反射スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectral reflection spectrum of the electrophotographic photosensitive member of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 基体
102 光導電層
103 表面領域層
104 下部注入阻止層
105 第1の上部注入阻止層(TBL-1)
106 中間層
107 第2の上部注入阻止層(TBL-2)
108 表面保護層(SL)
101 substrate 102 photoconductive layer 103 surface region layer 104 lower injection blocking layer 105 first upper injection blocking layer (TBL-1)
106 Intermediate layer 107 Second upper injection blocking layer (TBL-2)
108 Surface protective layer (SL)

Claims (13)

導電性基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶シリコン膜で構成される光導電層と、前記光導電層上に積層されたシリコン原子と窒素原子を母材とし、少なくとも一部に周期表第13族元素を含有する非単結晶窒化シリコン膜からなる表面領域層とを有し、
前記表面領域層が、厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも二つ持つことを特徴とする電子写真感光体。
A photoconductive layer composed of a non-single crystal silicon film having at least silicon atoms as a base material on a conductive substrate, and silicon atoms and nitrogen atoms stacked on the photoconductive layer as base materials, at least a part A surface region layer made of a non-single crystal silicon nitride film containing a Group 13 element of the periodic table,
The electrophotographic photosensitive member, wherein the surface region layer has at least two maximum values of the content of Group 13 element in the periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction.
導電性基体上に、少なくともシリコン原子を母材とする非単結晶シリコン膜で構成される光導電層と、前記光導電層上に積層されたシリコン原子と窒素原子を母材とし、少なくとも一部に周期表第13族元素を含有する非単結晶窒化シリコン膜からなる表面領域層とを有し、
前記表面領域層が、シリコン原子と窒素原子の組成比が変化している変化層とシリコン原子と窒素原子の組成比が一定な表面層を有する電子写真感光体であって、
前記変化層が、厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも一つ持ち、更に前記表面層が、厚さ方向において構成原子の総数に対する周期表第13族元素の含有率の極大値を少なくとも一つ持つことを特徴とする電子写真感光体。
A photoconductive layer composed of a non-single crystal silicon film having at least silicon atoms as a base material on a conductive substrate, and silicon atoms and nitrogen atoms stacked on the photoconductive layer as base materials, at least a part A surface region layer made of a non-single crystal silicon nitride film containing a Group 13 element of the periodic table,
The surface region layer is an electrophotographic photoreceptor having a change layer in which the composition ratio of silicon atoms and nitrogen atoms is changed and a surface layer in which the composition ratio of silicon atoms and nitrogen atoms is constant,
The change layer has at least one maximum value of the content of the group 13 element in the periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction, and the surface layer has a periodic table with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction. An electrophotographic photosensitive member having at least one maximum value of the content of a group 13 element.
前記表面層における窒素原子の平均濃度(原子%)が、30原子%≦N/(Si+N)≦70原子%を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。   3. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein an average concentration (atomic%) of nitrogen atoms in the surface layer satisfies 30 atomic% ≦ N / (Si + N) ≦ 70 atomic%. 前記表面領域層内の周期表第13族元素の隣接する2つの極大値が、膜の厚さ方向において100nm以上1000nm以下の距離範囲にあることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電子写真感光体。   The two adjacent maximum values of the group 13 element of the periodic table in the surface region layer are in a distance range of 100 nm or more and 1000 nm or less in the film thickness direction. The electrophotographic photosensitive member described. 前記表面領域層内の周期表第13族元素の極大値の内、最も光導電層側に位置する極大値が最大であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電子写真感光体。   5. The electrophotography according to claim 1, wherein the maximum value located closest to the photoconductive layer among the maximum values of the Group 13 elements in the periodic table in the surface region layer is the largest. Photoconductor. 前記表面領域層内の周期表第13族元素の最も光導電層側に位置する極大値が、5.0×1018個/cm3以上、および/または、隣接する2つの極大値の間に存在する周期表第13族元素の最小値が、2.5×1018個/cm3以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電子写真感光体。 The local maximum value of the group 13 element of the periodic table in the surface region layer located at the most photoconductive layer side is 5.0 × 10 18 pieces / cm 3 or more and / or between two adjacent local maximum values. 6. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the minimum value of Group 13 elements in the periodic table is 2.5 × 10 18 pieces / cm 3 or less. 前記表面領域層が、厚さ方向において構成原子の総数に対する酸素原子および/またはフッ素原子の含有率の極大値を少なくとも一つ持つことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電子写真感光体。   The electron according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface region layer has at least one maximum value of the content ratio of oxygen atoms and / or fluorine atoms with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction. Photoconductor. 前記表面領域層が、厚さ方向において構成原子の総数に対する窒素原子の含有率の極大値を少なくとも二つ持つことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の電子写真感光体。   8. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the surface region layer has at least two maximum values of the content ratio of nitrogen atoms with respect to the total number of constituent atoms in the thickness direction. 前記表面領域層が、厚さ方向において窒素原子の含有率の極大値と周期表第13族元素の含有率の極大値を、交互に有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の電子写真感光体。   9. The surface region layer according to claim 1, wherein the surface region layer alternately has a maximum value of nitrogen atom content and a maximum value of group 13 element content of the periodic table in the thickness direction. The electrophotographic photosensitive member described. 前記表面領域層が、厚さ方向において窒素原子の含有率の極大値と周期表第13族元素の含有率の極大値とを、前記光導電層から自由表面側に向かって、周期表第13族元素の含有率の極大値、窒素原子の含有率の極大値の順に有することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の電子写真感光体。   The surface region layer has a maximum value of nitrogen atom content and a maximum value of group 13 element content of the periodic table in the thickness direction from the photoconductive layer toward the free surface side. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the electrophotographic photosensitive member has a maximum value of group element content and a maximum value of nitrogen atom content. 前記表面領域層が、窒素原子の含有率の厚さ方向における隣接する2つの極大値のうち光導電層側の極大値と、2つの極大値間の最小値が、40nm以上300nm以下の距離にあることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の電子写真感光体。   The surface region layer has a maximum value on the photoconductive layer side of two adjacent maximum values in the thickness direction of the nitrogen atom content, and a minimum value between the two maximum values is a distance of 40 nm or more and 300 nm or less. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the electrophotographic photosensitive member is provided. 前記表面領域層において、窒素原子の含有率の厚さ方向における極大値が、N/(Si+N)≧30atm%であり、かつ最小値に対して(極大値/最小値)110%以上であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の電子写真感光体。   In the surface region layer, the maximum value in the thickness direction of the nitrogen atom content rate is N / (Si + N) ≧ 30 atm%, and (maximum value / minimum value) is 110% or more with respect to the minimum value. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the electrophotographic photosensitive member is provided. 波長350nmから680nmの範囲の反射率(%)の最小値(Min)と最大値(Max)が、0%≦Max(%)≦20%かつ0≦(Max−Min)/(100−Max)≦0.15を満たすことを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の電子写真感光体。   The minimum value (Min) and the maximum value (Max) of the reflectance (%) in the wavelength range of 350 nm to 680 nm are 0% ≦ Max (%) ≦ 20% and 0 ≦ (Max−Min) / (100−Max). The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein ≦ 0.15 is satisfied.
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