JPS59113447A

JPS59113447A - 電子写真用光導電部材

Info

Publication number: JPS59113447A
Application number: JP57222095A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Ogawa; 小川　恭介; Shigeru Shirai; 茂白井; Keishi Saito; 恵志斉藤; Teruo Misumi; 三角　輝男; Junichiro Kanbe; 純一郎神辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-06-30
Also published as: US4555465A; DE3346043A1; JPH0213297B2; DE3346043C2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光（ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、Ｘ線、γ線等を示す）のような電磁波に
感受性のある光導電部材に関する。

固体撮像装置、あるいは像形°成分野における電子写真
用像形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成す
る光導電材料としては、高感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉ
ｐ）　／　（Ｉｄ）　］が高く、照射する電磁波のスペ
クトル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有す
ること、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること
、使用度において人体に対して無公害であること、更に
は固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に
処理することができること等の特性が要求される。殊に
、事務器としてオフィスで使用される電子写真装置内に
組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記の使
用時における無公害性は重要な点である。

このような観点に立脚して、最近注目されている光導電
材料にアモルファスシリコン（以後ａ−９ｉと表記する
）があり、例えば独国公開第２７４８９８７号公報、同
第２８５５７１８号公報には電子写真用像形成部材への
応用が、また、独国公開第２９３３４１１号公報には光
電変換読取装置への応用がそれぞれ記載されている。

しかしながら、従来のａ−３ｉで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、及び耐湿性等の使用環
境特性の点、更には経時的安定性の点において、総合的
な特性向上を図る必要があるという更に改善されるべき
問題点があるのが実情である。

例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、高光
感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると、従来にお
いてはその使用時において残留電位が残る場合が度々観
測され、この種の光導電部材は長時間繰り返し使用し続
けると、繰り返し使用による疲労の蓄積が起って、残像
が生ずる所謂ゴースト現象を発するようになる等の不都
合な点が少なくなかった。

また、例えば本発明等の多くの実験にょれｌｔ、電子写
真用像形成部材の光導電層を構成する材料としテ（７）
ａ−３ｉは、従来（７）Ｓｅ、　ＣｄＳ　、　ＺｎＯ等
の無機光導電材料あるいはＰＶＣｚやＴＮＦ等の有機光
導電材料に較べて、数多くの利点を有するが、従来の太
陽電池用として使用するための特性が付与されたａ−５
ｉから成る単層構成の光導電層を有する電子写真用像形
成部材の上記光導電層に対して、静電像形成のための帯
電処理を施こしても暗減衰（ｄａｒｋ　ｄｅｃａｙ）が
著しく速く、通常の電子写真法が仲々適用され難いこと
、加えて多湿雰囲気下においては上記傾向が著しく、場
合によっては現象時間まで帯電電荷を殆ど保持し得ない
ことがある等、解決されるべき点が多々存在しているこ
とが判明している。

更に、　ａ−３ｉ材料で光導電層を構成する場合には、
その電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原
子あるいはフッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及
び電気伝導型の制御のためにホウ素原子や燐原子等が、
あるいはその他の特性改良のために他の原子が、各々構
成原子として光導電層中に含有されるが、これ等の構成
原子の含有の様相いかんによっては、形成した層の電気
的、光導電的特性に問題が生ずる場合がある。

殊に、゛表面近傍あるいは相接する層界面においては、
含有原子、含有量、分布状態等によって種々変化する電
荷の挙動や、構造安定性の問題がとりわけ重要となり、
光導電部材に目的通りの機能を発揮させるためには、こ
の部分のコントロールが、成否の鍵を握っている場合が
少なくない。

特にａ−Ｓｉ感光体が、一般に公知の手法で作られた場
合には、画像性の繰り返し特性や耐久性に問題を生ずる
場合が多い。そのメカニズムについては未だ明らかでは
ないが、繰り返し特性が不十分な点に関しては、表面近
傍あるいは層界面における電荷輸送能力の問題、耐久性
が不十分な点に関しては表面近傍あるいは層界面におけ
る構造的な変質が原因ではないかと推測される。従って
、界面付近の層設針はバルク部分とは若干具なった思想
で設計する方が良い場合が少なくない。

本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、ａ−３ｉに
関し電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される光導電部材としての適用性とその応用性と
いう観点から総括的に鋭意研究検討を続けた結果、ケイ
素原子を母体とし、水素原子（Ｈ）及び所望によりハロ
ゲン原子（×）を含有するアモルファス材料、すなわち
所謂水素化ａ−９ｉ、ハロゲン化ａ−９ｉあるいはハロ
ゲン含有水素化ａ−５ｉ　（以後これ等を総称的にａ−
５ｉ（Ｈ，Ｘ）と表記する）から構成される光導電層を
有する光導電部材に於いて、その層構造を特定化するよ
うに設計されて作成された光導電部材は、実用上著しく
優れた特性を示すばかりでなく、従来の光導電部材と較
べてみてもあらゆる点において凌駕していること、殊に
電子写真用の光導電部材として著しく債れた特性な有し
ていることを見出した。

本発明は、電気的、光学的、光導電的特性が殆ど使用環
境の影響を受けず常時安定している全環境型であり、耐
光疲労特性に著しく長け、繰り返し使用に際しても劣化
現象を起さず耐久性に優れ、残留電位が全く又は殆ど観
測されない光導電部材を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、電子写真用画像形成部材として適
用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電荷
保持能が充分あり、通常の電子写真法が極めて有効に適
用され得る優れた電子写真特性を有する光導電部材を提
供することである。

本発明の更に他の目的は、濃度が高く、ハーフトーンが
鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質画像を得ることが
容易にできる電子写真用の光導電部材を提供することで
ある。

本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、高ＳＮ比
特性及び積層された層間に良好な電気接触性を有する光
導電部材を提供することでもある。

すなわち本発明の光導電部材は、支持体と、この支持体
上に設けられ、ケイ素原子を母体とし、少なくとも水素
原子をその構成原子として含有する光導電性のある非晶
質層とを有する光導電部材において、前記非晶質層が、
該層の層厚方向の両端に向かってその含有水素原子濃度
が減するような濃度分布を有することを特徴とする。

上記したような層構造を取るようにして構成された本発
明の光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、
極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性及び使用環
境特性を示す。

殊に、電子写真様像形成部材として適用させた場合には
帯電処理の際の電荷保持能に長け、画像形成への残留電
位の影響が全くなく、その電気的特性が安定しており高
感度で、高ＳＮ比を有するものであって耐光疲労、繰り
返し使用特性、殊に多湿雰囲気下での繰り返し使用特性
に長け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ
解像度の高い、高品質の可視画像を得ることができる。

以下、図面に従って、本発明の光導電部材について詳細
に説明する。

第１図及び第２図は、本発明の光導電部材の構成の実施
態様例を説明するために層構造を模式的に示した図であ
る。

本発明の光導電部材１００は、第１図に示されるように
光導電部材用の支持体１０１　北に、あるいは第２図に
示されるように下部層１０２を介して支持体上に、ａ−
６ｉ（Ｈ，Ｘ）を主成分とし、光導電性を有する非晶質
層１０３が形成されて構成される。該非晶質層１０３中
に含有される水素原子は、支持体面に平行な方向には均
一な濃度分布状態をとり、該層の厚さ方向に関しては、
第３図に示されるように非晶質層の両端に向かってその
含有濃度が減するよう形成されている。

非晶質層１０３に含有される水素原子は、上記の通り、
その内部に於ける含有量が両端に於けるそれよりも大き
くなっていればよく、層の両端（こ於ける濃度は互いに
等しくともあるいは該層の接する材質に応じて相違して
いてもよい。また、該層内部に於ける極大の水素原子濃
度を有する部分は、層厚方向ある長さを有していてもよ
いし、ただ一点であってもさしつかえなく、更に、端部
番こ向かっての水素原子濃度の減少についても、連続的
であってもあるいは階段状に変化していても本質的には
差はなく、どのような濃度分布をもたせるかは、画像形
成部材に要求される機能と光導電部材の製造設備との兼
ね合いで適宜選定される性質のものである。

このようにその両端に向かって水素原子含有濃度が減す
るよう形成されてなる非晶質層を有する本発明の光導電
部材が、電子写真用の感光体として使用された場合に画
像の繰り返し特性や耐久性が極めて優れている理由は、
その製造時あるいは使用時に、最とも構造的な変質゛が
生じやすい非晶質層の表面近傍、あるいは該層と下部層
若しくｔ±支持体との層界面において、比較的低温でも
ケイ素原子との結合が切断されやすい水素原子の濃度が
低くなっている非晶質層の構造に基づくものと推定され
る。

非晶質層１０３中の水素の含有量は、その濃度が極大の
部分、すなわち該層の中央部分側こおり凡て、通常は０
．１〜４０ａｔｏｍｉｃ％、好ましｌｆｌ〜３０ａｔｏ
ｍｉｃ％とされ、極小の部分すなわち端部Ｇこおｌ、％
では、通常は０．０５〜３０ａｔｏｍｉｃ％、好ましく
ｔ±０，３〜２０ａｔｏｍｉｃ％とされるのが望ましし
〜。また、極大部分と極小部分の水素濃度の差としては
、通常ｔ±０．０１〜３５ａｔｏｍｉｃ％、好ましくは
０．１〜２５ａｔｏｍｉｃ％とされるのが望ましい。

非晶質層１０３中に含有されるケイ素、水素、ハロゲン
原子以外の成分としては、禁止帯幅やフェルミ準位等を
調整する成分として、ホウー素、ガリウム等の■族原子
、窒素、リン、ヒ素等のＶ族原子、更には酸素原子、炭
素原子、ゲルマニウム原子等を単独若しくは適宜組み合
わせて含有させることができる。

下部層１０２は、非晶質層と支持体との密着性向上ある
いは電荷受容能の調整等の目的で設置されるものであり
、目的に応じて■族原子Ｖ族原子、酸素原子、炭素原子
、ゲルマニウム原子等を含むａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）層若し
くは微結晶−３ｉ（Ｈ，Ｘ）層が、一層あるいは多層に
形成される。この下部層１０２がａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）層
から構成される場合には、該層に於いても前記非晶質層
の場合と同様に、非晶質層との層界面に向かって該下部
層内の水素原子含有濃度が減するよう形成されることが
望ましい。

また、第４図に示されるように、非晶質層１０３の上部
に表面電荷注入防止層あるいは保護層として、炭素原子
、窒素原子、酸素原子等を多量に含有する非晶質ケイ素
による上部層あるいは高抵抗有機物質からｉる上部層を
設置してもよい。なお、この上部層に於いても先の場合
と同様に、非晶質層との層界面及び表面に向かって該層
内の水素原子含有濃度が減するよう形成されることが望
ましい。

本発明において使用される支持体としては、導電性でも
電気絶縁性であっても良い。導電性支持体としては、例
えば、ＮｉＣｒ、ステンレス、Ａｔ、Ｏｒ、　Ｍｏ、　
Ａｕ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ　、　Ｔｉ、　Ｐｔ、　Ｐ
ｄ　　等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これ
等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方
の表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。

すなわち、例えばガラスであれば、その表面に、ＮｊＣ
ｒ、　ＡＩ、Ｃｒ、　Ｍｏ、　Ａｕ、Ｉｒ、　Ｎｄ、　
Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、　Ｐｔ、Ｊｎ２０３　、５ｎ０２、Ｉ
ＴＯ（１１１２０３＋　５ｎ０２）等から成る薄膜を設
けるｑとによって導電性が付与され、或いはポリエステ
ルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、ＮｉＣｒ、
　ＡＩ、Ａｇ、　Ｐｂ、　Ｚｎ、　Ｎｉ、Ａｕ、　Ｃｒ
、　Ｍｏ、Ｉｒ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ　、　Ｔｉ、　
Ｐｔ等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパ
ッタリング等でその表面に設け、又は前記金属でその表
面をラミネート処理して、その表面に導電性が付与され
る。支持体の形状としては、所望によって、その形状は
決定されるが、例えば、第１図の光導電部材１００を電
子写真用像形成部材として使用するのであれば、連続高
速複写の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが
望ましい。支持体の厚さは、所望通りの光導電部材が形
成される様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓
性が要求される場合には、支持体としての機能が十分発
揮される範囲内であれば可能な限り薄くされる。しかし
ながら、このような場合支持体の製造上及び取扱い上、
更には機械的強度等の点から、通常は、１０４ｍ以上と
される。

本発明において、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される非晶
質層を形成するには、例えばグロー放電法、スパッタリ
ング法、あるいはイオンブレーティング法等の放電現象
を利用する真空堆積法が適用される。例えばグロー放電
法によって、ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される非晶質層
を形成するには、基本的にはケイ素原子（Ｓｉ）を供給
し得るＳｉ供給用の原料ガスと共に、水素原子（Ｈ）導
入用の原料ガス及び所望によりハロゲン原子（ｘ）導入
用の原料ガスを、その内部を減圧にし得る堆積室内側こ
導入して、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所
定位置に設置されている支持体表面上にａ−９ｉ（Ｈ，
Ｘ）からなる層を形成する。また、スノく・ンタリング
法で形成する場合には、例えばＡｒ、　Ｈｅ等の不活性
ガス又はこれ等のガスをベースとした混合ガスの雰囲気
中でＳｉで構成されたターゲットをスパッタリングする
際、水素原子（Ｈ）及び所望によりノ＼ロゲン原子（Ｘ
）導入用のガスをスパッタリング用の堆積室に導入して
やれば良い。

本発明において使用されるＳｉ供給用の原料ガスとして
は、ＳｉＨ，、Ｓｉ２Ｈ６，Ｓｉ３Ｈ８，５ｉ４Ｈ，。

等のガス状態の又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、殊に、層
作成作業の扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉ
Ｈ４、Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。

本発明において水素原子を非晶質層中に導入するには、
主にＨｌあルイは前記ノ５ｉＨ４′、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ
３Ｈ８，５ｉ４Ｈ，ｏ等の水素化ケイ素のガスを堆積室
中に供給し、放電を生起させて実施される。

本発明において使用することのできるハロゲン原子導入
用の原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化物が
挙げられ、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲ
ン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガ
ス状態の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙
げられる。更には、ケイ素原子とハロゲン原子とを構成
要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハロゲン原子
を含むケイ素化合物も有効なものとして挙げることがで
きる。

本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には、フッ素、塩素、臭素。

ヨウ素等のハロゲンガス、ＢｒＦ　、　ＣＩＦ　、　Ｃ
ｌＦ３、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＨＦ３、ＩＦ７．　ＩＣ
Ｉ　、　ＩＢ’ｒ等ハロゲン間化合物を挙げることがで
きる。

ハロゲン原子を含むケイ素化合物、所謂、ハロゲン原子
で置換されたシラン誘導体としては、具体的にはＳ　ｉ
　Ｆ４、Ｓｉ２Ｆ６．５ｉｌ１４．　ＳｉＢｒ４等のハ
ロゲン化ケイ素が好ましいものとして挙げられることが
できる。

グロー放電法に従って、水素原子を含む非晶質層を製造
する場合、基本的には、Ｓｉ供給用の原料ガスである水
素化ケイ素ガスとＡｒ、　Ｈ，、、Ｈｅ等のガス等を所
定の混合比とガス流量になるようにして非晶質層を形成
する堆積室に導入しグロー放電を生起してこれ等のガス
のプラズマ雰囲気を形成することによって、所定の支持
体上に非晶質層を形成し得るものであるが、ハロゲン原
子の導入を図るためにこれ等のガスに更にハロゲン原子
を含むケイ素化合物のガスも所定量混合して層形成口て
も良い。また、各ガスは単独様のみでなく所定の混合比
で複数種混合して使用しても差支えないものである。

反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質層を形成する
には、例えばスパッタリング法の場合にはＳｉから成る
ターゲットを使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲
気中でスパッタリングし、イオンブレーティング法の場
合には、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源と
して蒸着ポートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、あるいはエレクトロンビーム法（ＥＢ法）等によ
って加熱蒸発させ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲
気中を通過させることによって実施できるこの際、スパ
ッタリング法、イオンブレーティング法の何れの場合に
も、形成される層中に水素原子を導入するには、水素原
子導入用の原料ガス、例えば、Ｈ２、あるいは前記した
シラン類等のガスをスパッタリング用の堆積室中に導入
して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば良いもの
である。

また、水素原子に加えハロゲン原子を導入する場合には
、前記のハロゲン化化合物又は前記のハロゲン原子を含
むケイ素化合物のガスを堆積室中に導入して該ガスのプ
ラズマ雰囲気を形成してやれば良い。

非晶質層中にハロゲン原子奢導入する際の原料ガスとし
ては、上記されたハロゲン化合物あるいはハロゲンを含
むケイ素化合物が有効なものとして使用されるものであ
るが、その他にＨＦ、　ＨＣＩ　、ＨＢｒ　、旧等（７
）／”ロゲン化水素、５ｉＨ２Ｆ、、　、　５ｉＨ２Ｉ
２．５ｉＨ２Ｃ１２、Ｓ＋ＨＣＬ３．５ｉＨ２Ｂｒ２　
、５ｉＨＢｒ３等のハロゲン置換水素化ケイ素、等々の
ガス状態のあるいはガス化し得る、水素原子を構成要素
の一つとするハロゲン化物も有効な非晶質層形成用の出
発物質として挙げることができる。

これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、非晶質層形成
の際に層中に、電気的あるいは光電的特性の制御に極め
て有効な必須成分としての水素原子の導入と同時に、ハ
ロゲン原子も導入することができるので、本発明におい
ては好適なハロゲン原子導入用の原料として使用される
。

また、例えば反応スパッタリング法の場合には、Ｓｉタ
ーゲットを使用し、Ｈ２ガスを必要に応じてハロゲン原
子導入用のガス及びＨｅ、’Ａｒ等の不活性ガスも含め
て堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を形成し、前記Ｓ
ｉターゲットをスパッタリングすることによって、基板
上にａ−３ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質層が形成される
。

更には、不純物のドーピングも兼ねてＢＨ等のガスを導
入してやることもできる。

非晶質層中に含有される水素原子（Ｈ）及び所望により
加えられるハロゲン原子（Ｘ）の量を制御するには、例
えば支持体温度、水素原子（Ｈ）やハロゲン原子（Ｘ）
を含有させるために使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、放電電力等の一種以上を制御してやれば
良い。

非晶質層並びに下部中に、ケイ素原子、水素原子及びハ
ロゲン原子以外の添加物原子を含有する層領域を設ける
には、グロー放電法や反応スパッタリング法等による非
晶質層の形成の際に、添加物原子導入用の出発物質を前
記した非晶質層形成用の出発物質と共に使用して、形成
される層中にその量を制御しながら添加し実施される。

非晶質層を構成する添加物原子の含有される層を形成す
るのにグロー放電法を用いる場合には、該層領域形成用
の原料ガスとなる出発物質としては、前記した非晶質層
形成用の出発物質の中のから所望に従って選択されたも
のに添加物原子導入用の出発物質が加えられる。その様
な添加物原子導入用の出発物質としては、少なくとも添
加物原子を構成原子とするガス状の物質又はガス化し得
る物質をガス化したものの中の大概のものが使用され得
る。

添加物原子導入用の出発物質として、本発明において有
効に使用されるのは、■族原子導入用としては、Ｂ２Ｈ
６、ＧａＣｌ３、ＢＦ３等が、Ｖ族原子導入用としては
、ＰＨ３、ＡｓＨ２等が、酸素原子導入用としては、Ｎ
０１Ｎ２０．０２等が、炭素原子導入用としては、ＣＨ
４，Ｃ２Ｈ４、Ｃ５ｆｂ、Ｃ４Ｈ，ｏ等が窒素原子導入
用としては、ＮＨ３、Ｎ２等がそれぞれ主なものとして
挙げられる。

本発明において、非晶質層をグロー放電法又はスパッタ
リング法で形成する際に使用される稀釈用ガスとしては
、所謂稀ガス、例えばＨｅ、　Ｎｅ、Ａｒ等を好適なも
のとして挙げることができる。

次にグロー放電分解法によって生成される光導電部材の
製造方法の例について説明する。

第５図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を示す。

図中の１１０２．１１０３．１１０４のガスボンベには
、本発明の夫々の層を形成するための原料ガスが雀封さ
れており、その−例として例えば１１０２は、ＳｉＨ４
ガス（純度９９．９９％、ボンベ、１１０３はＨ２で希
釈されたＢ２Ｈ６ガス（純度９９．Ｈ％、以下Ｂ２Ｈ６
／Ｈ２と略す。）　、　１１０４はＮＯガス（純度９９
．９９％）ボンベ、１１０５はＧＯ，ガス（純度９９．
９９％）　、１１０８はＳｉＦ４ガス（純度８９．９８
％）ボンベである。図示されていないがこれら以外に、
必要に応じて所望のガス種を増設することが可能である
。

これらのガスを反応室１１０１に流入させるには、ガス
ボンベ１１０２〜１１０５のバルブ１１２２〜１１２５
及びリークバルブ１１３５が閉じられていることを確認
し、また、流入バルブ１１１２〜１１１５、流出バルブ
１１１７〜１１２０及び補助バルブ１１３２が開かれて
いることを確認して、先づメインバルブ１１３４を開い
て反応室１１０１及びガス配管内を排気する。次に真空
計１１３６の読みが約５Ｘ　１０”　ｔｏｒｒになった
時点で補助バルブ１１３２及び流出バルブ１１１７〜１
１２０を閉じる。

基体シリンダー１１３７上に積層型の感光層を形成する
場合の一例をあげると、ガスボンベ１１０２よりＳｉＨ
ガス、ガスボンベ１１０３よりＢ２Ｈ６ガス２　　ガス
ボンベ１１０４よりＮＯガスをそれぞれバルブ１１２２
．１１２３．１１２４を開いて出口圧ゲージ１１２７．
１１２８．１１２！３の圧をＩＫｇ／Ｃｍ２に調整し、
流入バルブ１１１２．１１１３．１１１４を徐々に開け
て、マスフロコントローラ１１０７．１１０８．１１１
８及び補助バルブ１１３２を徐々に開いて夫々のガスを
反応室１１０１に流入させる。このときのＳｉＨ，ガス
流量とＢ２　Ｈ６／　）（２ガス流量とド０ガス流量と
の比がそれぞれ比が所望の値になるように流出バルブ１
１１７．１１１８．１１１９を調整し、また、反応室内
の圧力が所望の値になるように真空計１１３６の読みを
見ながらメインバルブ１１３４の開口を調整する。そし
て気体シリンダー１１３７の温度が加熱ヒーター１１３
８により５０〜４００℃の温度に設定されていることを
確認した後、電源１１４０を所望の電力に設定して反応
室１１０１内にグロー放電を生起させる。

同時にあらかじめ設計された水素原子含有量曲線が得ら
れるように放電パワー基板温度等を制御し、それに応じ
て変化するプラズマ状態を補正する意味でバルブ１１１
８．１１１８を操作し、添加カスの流量を適宜変化させ
て、下部層を形成する。

次に非晶質層の形成または、場合によっては更にその上
に上部層の形成を行なうが、水素原子含有量の制御は、
基本的には下部層の形成と同様で、放電パワー、基板温
度の制御と同時に、必要なバルブ及コントロール部分を
必要に応じて操作する作業を行う。

夫々の層を形成する際に必要なガス以外の流出ノヘルブ
は全て閉じることは言うまでもなく、また、夫々の層を
形成する際、前層の形成に使用したガスが反応室１１０
１内及び流出バルブ１１１７〜１１２０から反応室１１
０１内に至る配管に残留することを避けるために、流出
バルブ１１１７〜１１２０を閉じ補助バルブ１１３２を
開いてメインバルブ１１３４を全開して、系内を一旦高
真空に排気する操作を必要に応じて行う。

また、層形成を行っている間は、層形成の均一化を計る
ために基体シリンダー１１３７をモータ１１３８により
一定速度で回転させる。

以下実施例について説明する。

実施例１第５図に示した光導電部材の製造装置を用い、先に詳述
したグロー放電分解法によりＡＩ製のシリンダー上に下
部層と非晶質層とを順次形成した。

各層の製造条件を第１表に示す。得られた感光体ドラム
の一部を切り取り、二次イオン質量分析装置を使用して
層厚方向の水素原子濃度の定量を実施し、第６図に示し
た濃度分布結果を得た。また、感光体ドラムの残りの部
分を電子写真装置にセｙ）して画像評価を行なった。画
像評価は通常の環境下で通算２０万枚相当の画像出しを
実施し、−万枚毎のサンプルにつき各画像の濃度、解像
性、階調再現性、画像欠陥等の優劣をもって評価したが
、いずれも極めて高品質の画像を有していることが確認
された。

次にこの感光体ドラムを電気炉内で、　３００　’Ｃ１
２峙間加熱し、冷却後、再度電子写真装置にセットして
画像出しを実施したが何らの変化も見い出せなかった。

更に続いて、この感光体ドラムを／＼ロゲンランプが壁
面上に設置され、感光体ドラム上に均等に光照射が行え
る露光試験筒中に設置し、　２００ｍＷ／ａｍ２相当の
光照射を連続的に２４時間行い、冷却後再度画像出しを
実施したが何らの変化も見い出すことができなかった。

以上の試験から、この感光体ドラムが実際の使用環境よ
りはるかに過酷な条件下でも十分な耐久性を有している
ことが確認され、外的環境に対して比較的敏感な非晶質
層内の水素原子の挙動を、特にその変化の発現のしやす
い層界面の含有率を減少させることにより対処すること
で、副作用を併発することなく改善できることが実験的
に証明された。

実施例２Ａｌ製のシリンダー上しこ直接非晶質層を設けたことを
除いては実施例１と同様な方法で感光体ドラムを作製し
た。製造条件の詳細につ（１）でｔ±第１表に示す。こ
の感光体ドラムにつＵ＼て実施例１と全く同様な水素原
子濃度の分析、画像評価及び耐久性試験を実施した。そ
の結果、第７図番こ示した水素原子濃度分布結果を得、
画像評価　耐久性試験についても実施例１に劣らなし＼
良好な結果を得た。

実施例３〜５水素原子濃度分布形態を第８図〜第１０図のように変え
たことを除き、実施例１と同様の方法で感光体ドラムを
作製し、同様な評価を行った結果、いずれの場合も実施
例１と同し高品質の画像を維持し得ることが判明した。

実施例６〜１０実施例１〜５と同じ処方によるそれぞれの堆積股上に、
真空を保持したまま連続的番こ第１表番こ示した製造条
件により上部層を積層させた。得られた上部層の水素原
子濃度分布の分析結果は第１１図に示すものであった。

実施例１と同様の画像評価を行った結果、画質に何ら悪
影響を与えることなく高品質な水準を維持し得ることが
判明した。

比較例１水素原子濃度分布形態を第１２図のように非晶層の界面
部分で増加するように変えたことを除き、実施例１と同
様の方法で感光体ドラムを作製した。この感光体ドラム
について実施例１と同様な評価を行ったところ、所期画
像及び複写装置での環境変化に対する画像は共に実施例
１とほぼ遜色のない結果が得られたが、高温アニール及
び光照射ではいずれも電位低下、画像欠陥の増大が認め
られ、実装的な百万枚オーダーでの耐久性に不安な材料
を提供する結果となった。

この感光体ドラムを全試験終了後に再度水素原子濃度分
析を行ったところ、第１３図に示したような変化が見ら
れ、先の劣化が水素原子の脱出、水素原子の拡散に関係
するものであることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１．２及び４図は、本発明の光導電部材の構成の実施
態様例を説明するために層構造を模式的に示した図であ
る。第３図は、本発明の光導電部材の非晶質層中の水素
原子濃度分布を模式的に示した図である。第５図は、グ
ロー放電分解法による光導電部材の製造装置を示した図
である。第６〜１０図は、本発明の実施例に於ける光導
電部材の水素原子濃度分布の分析結果を示した図である
。第１１図は本発明の実施例に於ける光導電部材の表面層
の水素原子濃度分布の分析結果を示した図である。第１
２図は比較例の光導電部材の水素原子濃度分布の分析結
果を示した図であり、第１３図は同じものについて、全
試験終了後に再度分析した結果を示した図である。１００：光導電部材　　１０１：下部層１０２：非晶質
層　　　１０３：上部層１１０１　：反応室１１０２〜１１０Ｅｔ：ガスボンベ１１０７〜１１１１　：マスフロコントローラ１１１２
〜１１１６：流入バルブ１１１７〜１１２１：流出バルブ１１２２〜１１２６：バルブ１１２７〜１１３１　：圧力調整器１１３２’：補助バルブ　　１１３３：メインパルブ１
１３４：ゲートバルブ　１１３５：リークバルブ１１３
８：真空計　　　　１１３？：基体シリンダー１１３８
　：加熱ヒーター　１１３９：モータ１１４０　：　　
周波電源（マツチングボックス）第　　１　　図第　　３　　図第　　２　　図第　　４　　図第　　７　　図第　　８　　図第　　９　　図 −？＆電１餉匈距諧（入）第　　１１　　　図第　　１２　　　図第　　１３　　　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、支持体と、この支持体上に設けられ、ケイ素原子を
母体とし、少なくとも水素原子をその構成原子として含
有する光導電性のある非晶質層とを有する光導電部材に
おいて、前記非晶質層が、該層の層厚方向の両端に向か
ってその含有水素原子濃度が減するような濃度分布を有
することを特徴とする光導電部材。