JPH0217022B2 - - Google Patents
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Description
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)
の様な電磁波に感受性のある電子写真用光導電部
材に関する。
固体撮像装置、或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(Ip)/暗電流(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、所望の暗抵抗置を有すること、使用時におい
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、事務機としてオフイ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。
この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。
而乍ら、従来のa−Si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、結合的な特性向上を計る必要がある
という更に改良される可き点が存するのが実情で
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、その史用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現象を発する様になる、或いは高速で繰返
し使用すると応答性が次第に低下する、等の不都
合な点が生ずる場合が少なくなかつた。
更には、a−Siは可視光領域の短波長側に較べ
て、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸
収係数が比較的小さく、現在実用化されている半
導体レーザとのマツチングに於いて、通常使用さ
れているハロゲンランプや螢光灯を光源とする場
合、長波長側の光を有効に使用し得ていないとい
う点に於いて、夫々改良される余地が残つてい
る。
又、別には、照射される光が光導電層中に於い
て、充分吸収されずに支持体に到達する光の量が
多くなると、支持体自体が光導電層を透過して来
る光に対する反射率が高い場合には、光導電層内
に於いて多重反射による干渉が起つて画像の「ボ
ケ」が生ずる一要因となる。
この影響は、解像度を上げる為に、照射スポツ
トを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザ
を光源とする場合には大きな問題となつている。
従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で電子写真用光導電部材を設計する際に、
上記した様な問題の総てが解決される様に工夫さ
れる必要がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就いて電子写真用像形成部材に使用される
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、シリ
コン原子を母体とする非晶質材料、殊にシリコン
原子を母体とし、水素原子H又はハロゲン原子X
のいずれか一方を少なくとも含有するアモルフア
ス材料、所謂水素化アモルフアスシリコン、ハロ
ゲン化アモルフアスシリコン、或いはハロゲン含
有水素化アモルフアスシリコン〔以後これ等の総
称的表記として「a−Si(H,X)」を使用する〕
から構成され、光導電性を示す光受容層を有する
光導電部材の層構成を以後に説明される様な特定
化の下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
して著しく優れた特性を有していること及び長波
長側に於ける吸収スペクトル特性に優れているこ
とを見出した点に基いている。
本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない電子写真用光導電部材を提供する
ことを主たる目的とする。
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優
れ、且つ光応答の速い電子写真用光導電部材を提
供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用させた場合、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分ある電子写真用
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
像を得る事が容易に出来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1つの目的は、高光感度性、
高SN比特性を有する電子写真用光導電部材を提
供することでもある。
本発明の電子写真用光導電部材は電子写真用光
導電部材(以後、「光導電部材」と称す。)用の支
持体と、該支持体上に、ゲルマニウム原子と必要
に応じてシリコン原子を含む非晶質材料で構成さ
れ、シリコン原子との和に対して1〜10×
105atomic ppmのゲルマニウム原子を含み、層
厚30Å〜50μの層領域Gとシリコン原子を含む
(ゲルマニウム原子を含まない)非晶質材料で構
成され、層厚0.5〜90μの層領域Sとが前記支持体
側より順に設けられた層構成の光導電性を示す層
厚1〜100μの光受容層とからなり、該光受容層
は、シリコン原子とゲルマニウム原子と酸素原子
の和に対して0.001〜50atomic%の酸素原子を有
し、その層厚方向における分布濃度が夫々C1,
C3,C2である第1の層領域1、第3の層領域
3、第2の層領域2をこの順で前記支持体より有
するとともに、前記C1,C3,C2がC3>C
1,C3>C2で且つC1,C2のいずれか一方
は0ではないことを特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された
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、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には、画像形成への残留電位の影響が全くな
く、その電気的特性が安定しており高感度で、高
SN比を有するものであつて、耐光疲労、繰返し
使用特性に長け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮
明に出て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安
定して繰返し得ることができる。
更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於
いて光感度が高く、殊に半導体レーザとのマツチ
ングに優れ、且つ光応答が速い。
以下、図面に従つて、本発明の光導電部材に就
て詳細に説明する。
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明
するために模式的に示した模式的構成図である。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101の上に、光受容層102
を有し、該光受容層102は自由表面105を一
方の端面に有している。
光受容層102は、支持体101側よりゲルマ
ニウム原子と、必要に応じてシリコン原子、水素
原子、ハロゲン原子Xの少なくとも一つを含む非
晶質材料(以後a−Ge(Si,H,X)」と記す)
で構成された第1の層領域G103とa−Si(H,
X)で構成され、光導電性を有する第2の層領域
S104とが順に積層された層構造を有する。
第1の層領域G103中に含有されるゲルマニ
ウム原子は、該第1の層領域G103中に万遍無
く均一に分布する様に含有されても良いし、或い
は層厚方向には万遍無く含有されてはいるが分布
濃度が不均一であつても良い。而乍ら、いずれの
場合にも支持体の表面と平行な面内方向に於いて
は、均一な分布で万遍無く含有されるのが面内方
向に於ける特性の均一化を計る点からも必要であ
る。殊に、層領域Gの層厚方向には万遍無く含有
されていて且つ前記支持体101の設けられてあ
る側とは反対の側(光受容層102の表面105
側)の方に対して前記支持体101側の方に多く
分布した状態となる様にするか、或いはこの逆の
分布状態となる様に前記第1の層領域G103中
に含有される。
本発明の光導電部材においては、第1の層領域
G中に含有されるゲルマニウム原子の分布状態
は、層厚方向においては、前記の様な分布状態を
取り、支持体の表面と平行な面内方向には均一な
分布状態とされるのが望ましい。
本発明に於いては、第1の層領域G上に設けら
れる第2の層領域S中には、ゲルマニウム原子は
含有されておらず、この様な層構造に光受容層を
形成することによつて、可視光領域を含む、比較
的短波長から比較的長波長迄の全領域の波長の光
に対して光感度が優れている光導電部材とし得る
ものである。
又、第1の層領域G中に於けるゲルマニウム原
子の分布状態が全層領域にゲルマニウム原子が連
続的に分布し、ゲルマニウム原子の層厚方向の分
布濃度Cが支持体側より第2の層領域Sに向つて
減少する変化が与えられている場合には、第1の
層領域Gと第2の層領域Sとの間に於ける親和性
に優れ、且つ後述する様に、支持体側端部に於い
てゲルマニウム原子の分布濃度Cを極端に大きく
することにより、半導体レーザ等を使用した場合
の、第2の層領域Sでは殆んど吸収し切れない長
波長側の光を第1の層領域Gに於いて、実質的に
完全に吸収することが出来、支持体面からの反射
による干渉を防止することが出来る。
又、本発明の光導電部材の好ましい実施態様例
の1つである第1の層領域Gにシリコン原子が含
有されている場合には、第1の層領域Gと第2の
層領域Sとを構成する非晶質材料の夫々がシリコ
ン原子という共通の構成要素を有しているので、
積層界面に於いて化学的な安定性の確保が充分成
されている。
第2図乃至第10図には、ゲルマニウム原子が
不均一に分布されて含有されている場合における
光導電部材の第1の層領域G中に含有されるゲル
マニウム原子の層厚方向の分布状態の典型的例が
示される。
第2図乃至第10図において、横軸はゲルマニ
ウム原子の分布濃度Cを、縦軸は、第1の層領域
Gの層厚を示し、tBは支持体側の第1の層領域G
の端面の位置を、tTは支持体側とは反対側の第1
の層領域Gの端面の位置を示す。即ち、ゲルマニ
ウム原子の含有される第1の層領域GはtB側より
tT側に向つて層形成がなされる。
第2図には、第1の層領域G中に含有されるゲ
ルマニウム原子の層厚方向の分布状態の第1の典
型例が示される。
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の
含有される第1の層領域Gが形成される表面と該
第1の層領域Gの表面とが接する界面位置tBより
t1の位置までは、ゲルマニウム原子の分布濃度C
がC1なる一定の値を取り乍らゲルマニウム原子
が形成される第1の層領域Gに含有され、位置t1
よりは濃度C2より界面位置tTに至るまで徐々に連
続的に減少されている。界面位置tTにおいてはゲ
ルマニウム原子の分布濃度CはC3とされる。
第3図に示される例においては、含有されるゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは位置tBより位置tT
に至るまで濃度C4から徐々に連続的に減少して
位置tTにおいて濃度C5となる様な分布状態を形成
している。
第4図の場合には、位置tBより位置t2まではゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値
とされ、位置t2と位置tTとの間において、徐々に
連続的に減少され、位置tTにおいて、分布濃度C
は実質的に零とされている(ここで実質的に零と
は検出限界量未満の場合である)。
第5図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまで、濃度C8より
連続的に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的
に零とされている。
第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、
濃度C9と一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10とされる。位置t3と位置tTとの間では分布濃度
Cは一次関数的に位置t3より位置tTに至るまで減
少されている。
第7図に示される例においては、分布濃度Cは
位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、
位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度C13まで
一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例においては、位置tBより位置tT
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃
度C14より実質的に零に至る様に一次関数的に減
少している。
第9図においては、位置tBより位置t5に至るま
ではゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C15
より濃度C16まで一次関数的に減少され、位置t5
と位置tTとの間においては、濃度C16の一定値と
された例が示されている。
第10図に示される例においては、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置tBにおいて濃度C17で
あり、位置t6に至るまではこの濃度C17より初め
はゆつくりと減少され、t6の位置付近において
は、急激に減少されて位置t6では濃度C18とされ
る。
位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は緩かに徐々に減少されて位
置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8に
おいて、濃度C20に至る。位置t8と位置tTの間にお
いては、濃度C20より実質的に零になる様に図に
示す如き形状の曲線に従つて減少されている。
以上、第2図乃至第10図により、第1の層領
域G中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向
の分布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本
発明においては、支持体側において、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cの高い部分を有し、界面tT側
においては、前記分布濃度Cは支持体側に較べて
可成り低くされた部分を有するゲルマニウム原子
の分布状態が第1の層領域Gに設けられている場
合は、好適な例の1つとして挙げられる。
本発明に於ける光導電部材を構成する光受容層
を構成する第1の層領域Gは好ましくは上記した
様に支持体側の方にゲルマニウム原子が比較的高
濃度で含有されている局在領域Aを有するのが望
ましい。
例えば、局在領域Aは、第2図乃至第10図に
示す記号を用いて説明すれば、界面位置tBより5μ
以内に設けられるのが望ましいものである。
上記局在領域Aは、界面位置tBより5μ厚までの
全層領域LTとされる場合もあるし、又、層領域
LTの一部とされる場合もある。局在領域Aを層
領域LTの一部とするか又は全部とするかは、形
成される光受容層に要求される特性に従つて適宜
決められる。
局在領域Aはその中に含有されるゲルマニウム
原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム原
子の分布濃度の最大値Cmaxがシリコン原子との
和に対して、好ましくは1000atomic ppm以上、
好適には5000atomic ppm以上、最適には1×
104atomic ppm以上とされる様な分布状態とな
り得る様に層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される層領域Gは、支持体側からの層厚で
5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に分布濃度の最大
値Cmaxが存在する様に形成されるのが好まし
い。
本発明において、第1の層領域G中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成される様に所望に従つて適宜
決められるが、シリコン原子との和に対して、好
ましくは1〜10×105atomic ppm、より好まし
くは100〜9.5×105atomic ppm、最適には500〜
8×105atomic ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて第1の層領域Gと第2の層領域
Sとの層厚は、本発明の目的を効果的に達成させ
る為の重要な因子の1つであるので形成される光
導電部材に所望の特性が充分与えられる様に、光
導電部材の設計の際に充分なる注意が払われる必
要がある。
本発明に於いて、第1の層領域Gの層厚TBは、
好ましくは、30Å〜50μ、より好ましくは40Å〜
40μ、最適には50Å〜30μとされるのが望ましい。
又、第2の層領域Sの層厚Tは、通常の場合、
0.5〜90μ、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μ
とされるのが望ましい。
第1の層領域Gの層厚TBと第2の層領域Sの
層厚Tの和(TB+T)としては、両層領域に要
求される特性と光受容層全体に要求される特性と
の相互間の有機的関連性に基いて、光導電部材の
層設計の際に所望に従つて、適宜決定される。
本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB)
の数値範囲としては、好ましくは1〜100μ、よ
り好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされる
のが望ましい。
本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、好ましくは
TB/T≦1なる関係を満足する際に、夫々に対
して適宜適切な数値が選択されるのが望ましい。
上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。
本発明に於いて、第1の層領域G中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量が1×105atomic
ppm以上の場合には、第1の層領域Gの層厚TB
としては、可成り薄くされるのが望ましく、好ま
しくは30μ以下、より好ましくは25μ以下、最適
には20μ以下とされるのが望ましいものである。
本発明に於いて、形成される光受容層を構成す
る第2の層領域S中に含有される水素原子Hの量
又はハロゲン原子Xの量又は水素原子とハロゲン
原子の量の和(H+X)は、好ましくは1〜
40atomic%、より好適には5〜30atomic%、最
適には5〜25atomic%とされるのが望ましい。
本発明において、必要に応じて光受容層を構成
する第1の層領域G又は/及び第2の層領域S中
に含有されるハロゲン原子Xとしては、具体的に
はフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊に
フツ素、塩素を好適なものとして挙げることが出
来る。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と
高暗抵抗化、更には、支持体と光受容層との間の
密着性の改良を図る目的の為に、光受容層中に
は、酸素原子が含有される層領域Oが設けられ
る。光受容層中に含有される酸素原子は、光受容
層の全層領域に万遍なく含有されても良いし、或
いは、光受容層の一部の層領域のみに含有させて
遍在させても良い。
本発明に於いて酸素原子の分布状態は、光受容
層全体に於いては前記した様に、層厚方向に不均
一であるが、第1、第2、第3の各層領域に於い
ては層厚方向に均一である。第11図乃至第20
図には光受容層全体としての酸素原子の分布状態
の典型的例が示される。これ等の各図に於いて、
横軸は酸素原子の分布濃度C,Oを、縦軸は光受
容層の層厚を示す。縦軸に示されるTBは光受容
層の支持体側端面の位置を、tTは光受容層の支持
体とは反対側の端面の位置を示す。即ち、光受容
層はtB側よりtT側方向に向つて層形成がなされ
る。
第11図に示される例では、位置tBより位置t9
までは酸素原子の分布濃度C,Oは濃度C21とさ
れ、位置t9から位置t11までは酸素原子の分布濃度
C,Oは濃度C22とし、位置t11から位置tTまでは
濃度C21としている。
第12図に示される例では、酸素原子の分布濃
度C,Oは位置tBから位置t12までは濃度C23、位
置t12から位置t13までは濃度C24と階段状に増加さ
せ、位置t13から位置tTまでは濃度C25と減少させ
ている。
第13図の例では、酸素原子の分布濃度C,O
は、位置tBから位置t14までは濃度C26とし、位置
t14から位置t15までは濃度をC27と階段状に増加さ
せ、位置t15から位置tTまでは初期の濃度C26より
も低い濃度C28としている。
第14図に示される例では、分布濃度C,Oは
位置tBから位置t10までは濃度C29とし、位置t16か
ら位置t17までは濃度C30に減少させ、位置t17から
位置t18までは濃度C31と階段状に増加させ、位置
t18から位置tBまでは濃度C30に減少させている。
第15図に示される例では、光受容層の支持体
側に酸素原子の分布濃度C,Oの高い層領域が設
けられている。この様な酸素原子の分布濃度C,
Oとすることで、帯電処理を受けた際に支持体側
からの電荷の注入を効果的に阻止出来ると同時に
支持体と光受容層との間の密着も強固にすること
が出来る。
又、t20とtTの間の層領域には、より低濃度に酸
素原子を含有させることで、光感度を低下させる
ことなく暗抵抗の一層の向上を計つている。
第16図乃至第20図の例では、光受容層の支
持体側又は、支持体と反対側に酸素原子の含有さ
れない層領域が光受容層中に設けられている。
本発明に於いて、光受容層に設けられる酸素原
子の含有されている層領域Oは、光感度と暗抵抗
の向上を主たる目的とする場合には、光受容層の
全層領域を占める様に設けられ、光受容層の自由
表面からの電荷の注入を防止するためには、自由
表面近傍に設けられ、支持体と光受容層との間の
密着性の強化を図るのを主たる目的とする場合に
は、光受容層の支持体側端部層領域を占める様に
設けられる。
上記の第1の場合、層領域O中に含有される酸
素原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較
的少なくされ、2番目の場合光受容層の自由表面
からの電荷の注入を防ぐために比較的多くされ、
第3の場合には、支持体との密着性の強化を確実
に図る為に比較的多くされるのが望ましい。
又、上記三者を同時に達成する目的の為には、
支持体側に於いて比較的高濃度に分布させ、光受
容層の中央に於いて比較的低濃度に分布させ、光
受容層の自由表面側の表面層領域には、酸素原子
を多くした様な酸素原子の分布状態を層領域O中
に形成すれば良い。
自由表面からの電荷の注入を防止するために自
由表面側に酸素原子の分布濃度C,Oを高くした
層領域を形成する。しかし分布濃度C,Oの高い
層領域が大気と接すると、電子写真の場合空気中
の水分を吸着して画像流れの原因となる場合があ
るので自由表面のごく近傍は分布濃度C,Oが低
いことが望ましい。
本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
Oに含有される酸素原子の含有量は、層領域O自
体に要求される特性、或いは該層領域Oが支持体
に直に接触して設けられる場合には、該支持体と
の接触界面に於ける特性との関係等、有機的関連
性に於いて、適宜選択することが出来る。
又、前記層領域Oに直に接触して他の層領域が
設けられる場合には、該他の層領域の特性や、該
他の層領域との接触界面に於ける特性との関係も
考慮されて、酸素原子の含有量が適宜選択され
る。
層領域O中に含有される酸素原子の量は、形形
成される光導電部材に要求される特性に応じて所
望に従つて適宜決められるが、シリコン原子とゲ
ルマニウム原子と酸素原子の和(以後「T
(SiGeO)」と記す)に対して好ましくは、0.001
〜50atomic%、より好ましくは、0.002〜
40atomic%、最適には0.003〜30atomic%とされ
るのが望ましい。
本発明に於いて、層領域Oが光受容層の全域を
占めるか、或いは、光受容層の全域を占めなくと
も、層領域Oの層厚TOの光受容層の層厚Tに占
める割合が充分多い場合には、層領域(O)に含
有される酸素原子の含有量の上限は、前記の値よ
り充分少なくされるのが望ましい。
本発明の場合には、層領域Oの層厚TOが光受
容層の層厚Tに対して占める割合が5分の2以上
となる様な場合には、層領域O中に含有される酸
素原子の量の上限としては、好ましくは、
30atomic%以下、より好ましくは、20atomic%
以下、最適には10atomic%以下とされるのが望
ましい。
本発明において、光受容層を構成する酸素原子
の含有される層領域Oは、上記した様に支持体側
及び自由表面近傍の方に酸素原子が比較的高濃度
で含有されている局在領域Bを有するものとして
設けられるのが望ましく、この場合には、支持体
と光受容層との間の密着性をより一層向上させる
こと及び受容電位の向上を計ることが出来る。
上記局在領域Bは、第11図乃至第20図に示
す記号を用いて説明すれば、界面位置tBまたは自
由表面tTより5μ以内に設けられるのが望ましい。
本発明においては、上記局在領域Bは、界面位
置tBまたは自由表面tTより5μ厚までの全層領域LT
とされる場合もあるし、又、層領域LTの一部と
される場合もある。
局在領域Bを層領域LTの一部とするか又は全
部とするかは、形成される光受容層に要求される
特性に従つて適宜決められる。
局在領域Bはその中に含有される酸素原子の層
厚方向の分布状態として酸素原子の分布濃度C,
Oの最大値Cmaxが好ましくは500atomic ppm以
上、より好ましくは800atomic ppm以上、最適
には1000atomic ppm以上とされる様な分布状態
となり得る様に層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明においては、酸素原子の含有され
る層領域Oは、支持体側または自由表面からの層
厚で5μ以内(tBまたはtTから5μ厚の層領域)に分
布濃度C,Oの最大値Cmaxが存在する様に形成
されるのが望ましい。
本発明において、a−Ge(Si,H,X)で構成
される第1の層領域Gを形成するには例えばグロ
ー放電法、スパツタリング法、或いはイオンプレ
ーテイング法等の放電現象を利用する真空堆積法
によつて成される。例えば、グロー放電法によつ
て、層領域Gを形成するには、基本的にはシリコ
ン原子Siを供給し得るSi供給用の原料ガスとゲル
マニウム原子Geを供給し得るGe供給用の原料ガ
スと、必要に応じて、シリコン原子Siを供給し得
るSi供給用の原料ガス、水素原子H導入用の原料
ガス、又は/及びハロゲン原子X導入用の原料ガ
スを、内部が減圧にし得る堆積室内に所望のガス
圧状態で導入して、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ある所定の支
持体表面上にa−Ge(Si,H,X)からなる層を
形成すれば良い。又、ゲルマニウム原子を不均一
な分布状態で含有させるには、ゲルマニウム原子
の分布濃度を所望の変化率曲線に従つて制御し乍
らa−Ge(Si,H,X)からなる層を形成させれ
ば良い。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
と成り得る物質としては、SiH4,Si2H6,Si3H8,
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
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、層作成作業時の取扱い易さ、Si供
給効率の良さ等の点でSiH4,Si2H6が好ましいも
のとして挙げられる。
Ge供給用の原料ガスと成り得る物質としては、
GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H12,
Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等のガス状
態の又はガス化し得る水素化ゲルマニウムが有効
に使用されるものとして挙げられ、殊に、層作成
作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点
で、GeH4,Ge2H6,Ge3H8が好ましいものとし
て挙げられる。
本発明において使用され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
合物が挙げられ、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。
又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハ
ロゲン原子を含む水素化硅素化合物も有効なもの
として本発明においては挙げることが出来る。
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、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF,ClF,ClF3,
BrF5,BrF3,IF3,IF7,ICl,IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、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
的には例えばSiF4,Si2F6,SiCl4,SiBr4等のハ
ロゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが
出来る。
この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用
してグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導
電部材を形成する場合には、Ge供給用の原料ガ
スと共にSiを供給し得る原料ガスとしての水素化
硅素ガスを使用しなくとも、所望の支持体上にハ
ロゲン原子を含むa−SiGeから成る第1の層領
域Gを形成する事が出来る。
グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域Gを作成する場合、基本的には、例え
ばSi供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素と
Ge供給用の原料ガスとなる水素化ゲルマニウム
とAr,H2,He等のガス等を所定の混合比とガス
流量になる様にして第1の層領域G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つて、所
望の支持体上に第1の層領域Gを形成し得るもの
であるが、水素原子の導入割合の制御を一層容易
になる様に計る為にこれ等のガスに更に水素ガス
又は水素原子を含む硅素化合物のガスも所望混合
して層形成しても良い。
又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。
反応スパツタリング法或いはイオンプレーテイ
ング法に依つてa−SiGe(H,X)から成る第1
の層領域Gを形成するには、例えばスパツタリン
グ法の場合にはSiから成るターゲツトとGeから
成るターゲツトの二枚を、或いはSiとGeから成
るターゲツトを使用して、これを所望のガスプラ
ズマ雰囲気中でスパツタリングし、イオンプレー
テイング法の場合には、例えば多結晶シリコン又
は単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウム又は単結
晶ゲルマニウムとを夫々蒸発源として蒸着ボート
に収容し、この蒸発源を抵抗加熱法、或いはエレ
クトロンビーム法(EB法)等によつて加熱蒸発
させ飛翔蒸発物を所望のガスプラズマ雰囲気中を
通過させる事で行う事が出来る。この他、Siで構
成されたターゲツトをスパツタリングする際Ge
供給用の原料ガスを導入して層領域Gを形成する
ことも出来る。ゲルマニウム原子の分布を不均一
にする場合には、例えば前記Ge供給用の原料ガ
スのガス流量を所望の変化率曲線に従つて制御し
乍ら、前記のターゲツトをスパツタリングしてや
れば良い。
スパツタリング法、イオンプレーテイング法の
何れの場合にも形成される層中にハロゲン原子を
導入するには、前記のハロゲン化合物又は前記の
ハロゲン原子を含む硅素化合物のガスを堆積室中
に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してや
れば良いものである。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2、或いは前記した
シラン類又は/及び水素化ゲルマニウム等のガス
類をスパツタリング用の堆積室中に導入して該ガ
ス類のプラズマ雰囲気を形成してやれば良い。
本発明においては、ハロゲン原子導入用の原料
ガスとして上記されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅素化合物が有効なものとして使用さ
れるものであるが、その他に、HF,HCl,
HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH2F2,
SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3等
のハロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3,
GeH2F2,GeH3F,GeHCl3,GeH2Cl2,
GeH3Cl,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,
GeHI3,GeH2I2,GeH3I等の水素化ハロゲン化
ゲルマニウム、等の水素原子を構成要素の1つと
するハロゲン化物、GeF4,GeCl4,GeBr4,
GeI4,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2等のハロゲン
化ゲルマニウム、等々のガス状態の或いはガス化
し得る物質も有効な第1の層領域G形成用の出発
物質として挙げる事が出来る。
これ等の物質の中水素原子を含むハロゲン化物
は、第1の層領域G形成の際に層中にハロゲン原
子の導入と同時に電気的或いは光電的特性の制御
に極めて有効な水素原子も導入されるので、本発
明においては好適なハロゲン導入用の原料として
使用される。
水素原子を第1の層領域G中に構造的に導入す
るには、上記の他にH2、或いはSiH4,Si2H6,
Si3H8,Si4H10等の水素化硅素をGeを供給する為
のゲルマニウム又はゲルマニウム化合物と、或い
は、GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H12,
Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等の水素化
ゲルマニウムとSiを供給する為のシリコン又はシ
リコン化合物と、を堆積室中に共存させて放電を
生起させる事でも行う事が出来る。
本発明の好ましい例において、形成される光受
容層を構成する第1の層領域G中に含有される水
素原子Hの量又はハロゲン原子Xの量又は水素原
子とハロゲン原子の量の和(H+X)は好ましく
は0.01〜40atomic%、より好適には0.05〜
30atomic%、最適には0.1〜25atomic%とされる
のが望ましい。
第1の層領域G中に含有される水素原子H又
は/及びハロゲン原子Xの量を制御するには、例
えば支持体温度又は/及び水素原子H、或いはハ
ロゲン原子Xを含有させる為に使用される出発物
質の堆積装置系内へ導入する量、放電々力等を制
御してやれば良い。
本発明に於いて、a−Si(H,X)で構成され
る第2の層領域Sを形成するには、前記した第1
の層領域G形成用の出発物質の中より、Ge供
給用の原料ガスとなる出発物質を除いた出発物質
〔第2の層領域S形成用の出発物質〕を使用し
て、第1の層領域Gを形成する場合と、同様の方
法と条件に従つて行う事が出来る。
即ち、本発明において、a−Si(H,X)で構
成される第2の層領域Sを形成するには例えばグ
ロー放電法、スパツタリング法、或いはイオンプ
レーテイング法等の放電現象を利用する真空堆積
法によつて成される。例えば、グロー放電法によ
つて、a−Si(H,X)で構成される第2の層領
域Sを形成するには、基本的には前記したシリコ
ン原子Siを供給し得るSi供給用の原料ガスと共
に、必要に応じて水素原子H導入用の又は/及び
ハロゲン原子X導入用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る堆積室内に導入して、該堆積室内にグロ
ー放電を生起させ、予め所定位置に設置されてあ
る所定の支持体表面上にa−Si(H,X)からな
る層を形成させれば良い。又、スパツタリング法
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ツトをスパツタ
リングする際、水素原子H又は/及びハロゲン原
子X導入用のガスをスパツタリング用の堆積室に
導入しておけば良い。
本発明に於いて、光受容層に酸素原子の含有さ
れた層領域Oを設けるには、光受容層の形成の際
に酸素原子導入用の出発物質を前記した光受容層
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乍ら含有してやれば良い。
層領域Oを形成するのにグロー放電法を用いる
場合には、前記した非晶質層形成用の出発物質の
中から所望に従つて選択されたものに酸素原子導
入用の出発物質が加えられる。その様な酸素原子
導入用の出発物質としては、少なくとも酸素原子
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。
例えばシリコン原子Siを構成原子とする原料ガ
スと、酸素原子Oを構成原子とする原料ガスと、
必要に応じて水素原子H又は及びハロゲン原子X
を構成原子とする原料ガスとを所望の混合比で混
合して使用するか、又は、シリコン原子Siを構成
原子とする原料ガスと、酸素原子O及び水素原子
Hを構成原子とする原料ガスとを、これも又所望
の混合比で混合するか、或いは、シリコン原子Si
を構成原子とする原料ガスと、シリコン原子Si、
酸素原子O及び水素原子Hの3つを構成原子とす
る原料ガスとを混合して使用することが出来る。
又、別には、シリコン原子Siと水素原子Hとを
構成原子とする原料ガスに酸素原子Oを構成原子
とする原料ガスを混合して使用しても良い。
具体的には、例えば酸素(O2)、オゾン(O3)、
一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二酸
化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四二酸
化窒素(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化
窒素(NO3)、シリコン原子(Si)と酸素原子
(O)と水素原子(H)とを構成原子とする、例
えば、ジシロキサン(H3SiOSiH3)、トリシロキ
サン(H3SiOSiH2OSiH3)等の低級シロキサン
等を挙げることが出来る。
スパツタリング法によつて、酸素原子を含有す
る層領域Oを形成するには、単結晶又は多結晶の
Siウエーハー又はSiO2ウエーハー、又はSiと
SiO2が混合されて含有されているウエーハーを
ターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気中
でスパツタリングすることによつて行えば良い。
例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて酸素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、そら等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツタリングす
れば良い。
又、別には、SiとSiO2とは別のターゲツトと
して、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲツ
トを使用することによつて、スパツター用のガス
としての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水
素原子H又は/及びハロゲン原子Xを構成原子と
して含有するガス雰囲気中でスパツタリングする
ことによつて成される。酸素原子導入用の原料ガ
スとしては、先述したグロー放電の例で示した原
料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガスが、スパ
ツタリングの場合にも有効なガスとして使用され
得る。
本発明に於いて、光受容層の形成の際に、酸素
原子の含有される層領域Oを設ける場合、該層領
域Oに含有される酸素原子の分布濃度C,Oを層
厚方向に階段状に変化させて、所望の層厚方向の
分布状態(depth profile)を有する層領域Oを
形成するには、グロー放電の場合には、分布濃度
C,Oを変化させるべき酸素原子導入用の出発物
質のガスを、そのガス流量を所望の変化率線に従
つて適宜変化させ乍ら、堆積室内に導入すること
によつて成される。
例えば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用
いられている何らかの方法により、ガス流路系の
途中に設けられた所定のニードルバルブの開口を
適宜変化させる操作を行えば良い。このとき、流
量の変化は、人為的に行う他に、例えばマイコン
等を用いて、あらかじめ設計された変化率線に従
つて流量を制御し、所望の含有分布濃度線を得る
こともできる。
層領域Oをスパツタリング法によつて形成する
場合、酸素原子の層厚方向の分布濃度C,Oを層
厚方向で変化させて、酸素原子の層厚方向の所望
の分布状態(depth profile)を形成するには、
第一には、グロー放電法による場合と同様に、酸
素原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該
ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に
従つて適宜変化させることによつて成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばSiとSiO2との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSiO2との混合比を、タ
ーゲツトの層厚方向に於いて、予め変化させてお
くことによつて成される。
本発明の光導電部材に於いて、ゲルマニウム原
子の含有される第1の層領域G又は/及びゲルマ
ニウム原子の含有されない第2の層領域Sには、
伝導特性を制御する物質Cを含有させることによ
り、各層領域の伝導特性を所望に従つて任意に制
御することが出来る。即ち、光受容層中に伝導特
性を制御する物質Cを含有する層領域PNを設け
ることで、該層領域PNの伝導特性を所望に従つ
て任意に制御することが出来る。
この様な物質としては、所謂、半導体分野で云
われる不純物を挙げることが出来、本発明に於い
ては、Si又はGeに対して、P型伝導特性を与え
るP型不純物、及びn型伝導特性を与えるn型不
純物を挙げることが出来る。
具体的には、P型不純物としては周期律表第
族に属する原子(第族原子)、例えば、B(硼
素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(タリウム)等があり、殊に好適
に用いられるのは、B,Gaである。
n型不純物としては、周期律表第族い属する
原子(第族原子)、例えば、P(燐)、As(砒
素)、Sb(アンチモン)、Bi(ビスマス)等であり、
殊に、好適に用いられるのは、P,Asである。
本発明に於いて、層領域PNに含有される伝導
特性を制御する物質の含有量は、該層領域PNに
要求される伝導特性、或いは該層領域PNに直に
接触して設けられる他の層領域の特性や、該他の
層領域との接触界面に於ける特性との関係等、有
機的関連性に於いて、適宜選択することが出来
る。
又、前記の伝導特性を制御する物質Cを光受容
層中に含有させるのに、光受容層の所望される層
領域に局在的に含有させる場合、殊に、光受容層
の支持体側端部層領域Eに含有させる場合には、
該層層領域Eに直に接触して設けられる他の層領
域の特性や、該他の層領域との接触界面に於ける
特性との関係も考慮されて、伝導特性を制御する
物質の含有量が適宜選択される。
本発明に於いて、層領域PN中に含有される伝
導特性を制御する物質Cの含有量としては、好ま
しくは0.01〜5×104atomic ppm、より好適には
0.5〜1×104atomic ppm、最適には1〜5×
103atomic ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて、伝導特性を支配する物質Cが
含有される層領域PNに於ける該物質Cの含有量
が好ましくは30atomic ppm以上、より好適には
50atomic ppm以上、最適には、100atomic ppm
以上の場合には、前記物質Cは、光受容層の一部
の層領域に局所的に含有させるのが望ましく、殊
に光受容層の支持体側端部に層領域PNを偏在さ
せるのが望ましい。
本発明に於いては、層領域PNは、光受容層を
構成する層領域G又は層領域Sの一部又は全領域
に設けることが出来る。又、層領域PNは、層領
域Oの一部又は全領域に設けても良く、或いは層
領域Oをその一部として包含する様に設けても良
い。
光受容層の支持体側端部層領域Eに前記の数値
以上の含有量となる様に前記の伝導特性を支配す
る物質Cを含有させることによつて、例えば該含
有させる物質Cが前記のP型不純物の場合には、
光受容層の自由表面が極性に帯電処理を受けた
際に支持体側から光受容層中へ注入される電子の
移動を効果的に阻止することが出来、又、前記含
有させる物質が前記のn型不純物の場合には、光
受容層の自由表面が極性に帯電処理を受けた際
に、支持体側から光受容層中へ注入される正孔の
移動を効果的に阻止することが出来る。
この様に、前記端部層領域Eに一方の極性の伝
導特性を支配する物質を含有させる場合には、光
受容層の残りの層領域、即ち、前記端部層領域E
を除いた部分の層領域Zには、他の極性の伝導特
性を支配する物質を含有させても良いし、或い
は、同極性の伝導特性を支配する物質を、端部層
領域Eに含有される実際の量よりも一段と少ない
量にして含有させても良い。
この様な場合、前記層領域Z中に含有される前
記伝導特性を支配する物質の含有量としては、端
部層領域Eに含有される前記物質の極性や含有量
に応じて所望に従つて適宜決定されるものである
が、好ましくは0.001〜1000atomic ppm、より好
適には0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜
200atomic ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて、端部層領域E及び層領域Zに
同種の伝導性を支配する物質を含有させる場合に
は、層領域Zに於ける含有量としては、好ましく
は、30atomic ppm以下とするのが望ましい。上
記した場合の他に、本発明に於いては、光受容層
中に、一方の極性を有する伝導性を支配する物質
を含有させた層領域と、他方の極性を有する伝導
性を支配する物質を含有させた層領域とを直に接
触する様に設けて、該接触層領域に所謂空乏層を
設けることも出来る。詰り、例えば、光受容層中
に、前記のP型不純物を含有する層領域と前記の
n型不純物を含有する層領域とを直に接触する様
に設けて所謂p−n接合を形成して、空乏層を設
けることが出来る。
光受容層中に伝導特性を制御する物質、例えば
第族原子或いは第族原子を構造的に導入する
には、層形成の際に第族原子導入用の出発物質
或いは第族原子導入用の出発物質をガス状態で
堆積室中に、第2の層領域を形成する為の他の出
発物質と共に導入してやれば良い。この様な第
族原子導入用の出発物質と成り得るものとして
は、常温常圧でガス状の又は、少なくとも層形成
条件下で容易にガス化し得るものが採用されるの
が望ましい。その様な第族原子導入用の出発物
質として具体的には硼素原子導入用としては、
B2H6,B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,
B6H14等の水素化硼素、BF3,BCl3,BBr3等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、
AlCl3,GaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等も挙
げることが出来る。
第族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、燐原子導入用とし
ては、PH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3,
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,
SbCl3,SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族
原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げる
ことが出来る。
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つても良い。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al,
Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd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
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、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
を導電処理され、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。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr,
Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,
Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr,Al,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、スパツタ
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、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状とし得、所望によつ
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充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。
次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。
第21図に光導電部材の製造装置の一例を示
す。
図中の1102〜1106のガスボンベには、
本発明の光導電部材を形成するための原料ガスが
密封されており、その1例としてたとえば110
2は、Heで稀釈されたSiH4ガス(純度99.999%、
以下SiH4/Heと略す)。ボンベ、1103はHe
で稀釈されたGeH4ガス(純度99.999%、以下
GeH4/Heと略す。)ボンベ、1104はNOガ
ス(純度99.99%)ボンベ、1105はHeガス
(純度99.999%)ボンベ、1106はH2ガス(純
度99.999%)ボンベである。
これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して、先ずメインバルブ1134を開いて反
応室1101、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空計1136の読みが約5×10-6torrになつ
た時点で補助バルブ1132,1133、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じる。
次にシリンダー状基体1137上に光受容層を
形成する場合に1例をあげると、ガスボンベ11
02よりSiH4/Heガス、ガスボンベ1103よ
りGeH4/Heガス、ガスボンベ1104よりNO
ガスをバルブ1122,1123,1124を開
いて出口圧ゲージ1127,1128,1129
の圧を1Kg/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1107,1108,1109内に
夫々流入させる。引き続いて流出バルブ111
7,1118,1119、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SiH4/Heガス流量と
GeH4/Heガス流量とNOガス流量との比が所望
の値になるように流出バルブ1117,111
8,1119を調整し、又、反応室1101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。そして基体1137の温度が加熱ヒーター
1138により50〜400℃の範囲の温度に設定さ
れていることを確認された後、電源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、同時にあらかじめ設計された変化
率線に従つてGeH4/HeガスおよびNOガスの流
量を手動あるいは外部駆動モータ等の方法によつ
てバルブ1118、バルブ1120の開口を適宜
変化させる操作を行つて形成される層中に含有さ
れるゲルマニウム原子及び酸素原子の分布濃度を
制御する。
上記の様にして、所望時間グロー放電を維持し
て、所望層厚に、基体1137上に第1の層領域
Gを形成する。所望層厚に第1の層領域Gが形成
された段階に於いて、流出バルブ1118を完全
に閉じること、及び必要に応じて放電条件を変え
る以外は、同様な条件とし手順に従つて、所望時
間グロー放電を維持することで第1の層領域G上
にゲルマニウム原子の実質的に含有されない第2
の層領域Sを形成することが出来る。
第1の層領域Gおよび第2の層領域S中に、伝
導性を支配する物質を含有させるには、第1の層
領域Gおよび第2の層領域Sの形成の際に例えば
B2H6,PH3等のガスを堆積室1101の中に導
入するガスに加えてやれば良い。
層形成を行つている間は層形成の均一化を図る
ため基体1137はモータ1139により一定速
度で回転させてやるのが望ましい。
以下実施例について説明する。
実施例 1
第21図に示した製造装置によりシリンダー状
のAl基体上に第1表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.11−1〜17−6)
を夫々作成した(第2表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第22図に、又、酸素原子の含有分布濃度は
第23図に示される。
こうして得られた各試料を、帯電露光実験装置
に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行い、
直ちに光像と照射した。光像はタングステンラン
プ光源を用い、2lux・secの光量を透過型のテス
トチヤートを通して照射させた。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアーを含む)を像形成部材表面をカスケード
することによつて、像形成部材表面上に良好なト
ナー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、
いずれの試料も解像力に優れ、階調再現性のよい
鮮明な高濃度の画像が得られた。
上記に於いて、光源をタングステンランプの代
りに810nmのGaAs系半導体レーザ(10mW)を
用いて、静電像の形成を行つた以外は、上記と同
様のトナー画像形成条件にして、各試料に就いて
トナー転写画像の画質評価を行つたところ、いず
れの試料も解像力に優れ、階調再現性の良い鮮明
な高品位の画像が得られた。
実施例 2
第21図に示した製造装置によりシリンダー状
のAl基体上に第3表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.21−1〜27−6)
を夫々作成した(第4表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第22図に、又、酸素原子の含有分布濃度は
第23図に示される。
これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナー転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃,80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。
実施例 3
第21図に示した製造装置によりシリンダー状
のAl基体上に第5表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.31−1〜37−6)
を夫々作成した(第6表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第22図に、又、酸素原子の含有分布濃度は
第23図に示される。
これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナー転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃,80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。
実施例 4
第21図に示した製造装置によりシリーダー状
のAl基体上に第7表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.41−1〜47−6)
を夫々作成した(第8表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第22図に、又、酸素原子の含有分布濃度は
第23図に示される。
これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナー転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃,80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
High signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, fast photoresponsiveness, and desired dark resistance placement. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time.
Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion reader is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers composed of a-Si have poor electrical, optical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. The reality is that there are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time, which require a combined improvement in characteristics. For example, when applied to an electrophotographic image forming member, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it was often observed that residual potential remained during the period of use, and this kind of When a photoconductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in the so-called ghost phenomenon that causes afterimages, or when used repeatedly at high speeds, responsiveness gradually decreases, among other disadvantages. There were many cases where problems occurred. Furthermore, a-Si has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, when a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp is used as a light source, there is still room for improvement in that the light on the longer wavelength side cannot be used effectively. In addition, if the amount of irradiated light that reaches the support without being sufficiently absorbed in the photoconductive layer increases, the support itself will reflect the light that has passed through the photoconductive layer. When the ratio is high, interference due to multiple reflections occurs within the photoconductive layer, which is one of the causes of "blurring" of images. This effect becomes greater as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, when designing photoconductive members for electrophotography,
It is necessary to devise ways to solve all of the problems mentioned above. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of extensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we have discovered that Si is an amorphous material whose matrix is silicon atoms. , especially a silicon atom as a host, a hydrogen atom H or a halogen atom X
An amorphous material containing at least one of the following, so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon [hereinafter referred to as "a-Si (H, ”]
A photoconductive member designed and produced by specifying the layer structure of the photoconductive member, which has a photoreceptive layer that exhibits photoconductivity, as described below, has extremely excellent properties in practical use. In addition to the fact that it is superior in all respects to conventional photoconductive materials, it has particularly excellent properties as a photoconductive material for electrophotography, and on the long wavelength side. This is based on the discovery that it has excellent absorption spectrum characteristics. The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has a long lifespan, does not cause any deterioration phenomenon even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed. Another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has high photosensitivity in the entire visible light range, has excellent matching with semiconductor lasers in particular, and has fast photoresponse. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member for electrophotography that has sufficient performance. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography having high signal-to-noise ratio characteristics. The photoconductive member for electrophotography of the present invention includes a support for a photoconductive member for electrophotography (hereinafter referred to as "photoconductive member"), and germanium atoms and, if necessary, silicon atoms on the support. It is composed of an amorphous material containing 1 to 10 ×
A layer region G containing 10 5 atomic ppm of germanium atoms and having a layer thickness of 30 Å to 50 μm, and a layer region S comprising an amorphous material containing silicon atoms (but not containing germanium atoms) and having a layer thickness of 0.5 to 90 μm. It consists of a photoreceptive layer having a layer thickness of 1 to 100 μm and exhibiting photoconductivity, which is provided in order from the support side, and the photoreceptor layer has a layer thickness of 0.001 to 100 μm with respect to the sum of silicon atoms, germanium atoms, and oxygen atoms. It has 50 atomic% oxygen atoms, and its distribution concentration in the layer thickness direction is C1 and C1, respectively.
The first layer region 1, the third layer region 3, and the second layer region 2, which are C3 and C2, are formed from the support in this order, and the C1, C3, and C2 are C3>C.
1, C3>C2, and either C1 or C2 is not 0. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-described layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. Indicates pressure resistance and usage environment characteristics. In particular, when applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical characteristics are stable, and it is highly sensitive and has high
It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Further, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has fast photoresponse. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic structural diagram schematically shown to explain the layer structure of the photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG.
The photoreceptive layer 102 has a free surface 105 on one end surface. The light-receiving layer 102 is made of an amorphous material (hereinafter a-Ge (Si, H, ”)
The first layer region G103 composed of a-Si(H,
X) and has a layer structure in which a second layer region S104 having photoconductivity is laminated in order. The germanium atoms contained in the first layer region G103 may be contained so as to be uniformly distributed throughout the first layer region G103, or may be contained evenly in the layer thickness direction. However, the distribution concentration may be non-uniform. However, in any case, in the in-plane direction parallel to the surface of the support, it is uniformly distributed and evenly contained in order to make the properties uniform in the in-plane direction. is also necessary. In particular, it is contained evenly in the layer thickness direction of the layer region G, and on the side opposite to the side where the support 101 is provided (the surface 105 of the light-receiving layer 102).
It is contained in the first layer region G103 so that it is distributed in a larger amount on the support body 101 side, or vice versa. In the photoconductive member of the present invention, the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G is as described above in the layer thickness direction, and the germanium atoms are distributed in the plane parallel to the surface of the support. It is desirable to have a uniform distribution in the inward direction. In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region S provided on the first layer region G, and it is difficult to form a photoreceptive layer in such a layer structure. Therefore, it is possible to obtain a photoconductive member that has excellent photosensitivity to light in the entire wavelength range from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible light region. In addition, the distribution state of germanium atoms in the first layer region G is such that germanium atoms are continuously distributed in the entire layer region, and the distribution concentration C of germanium atoms in the layer thickness direction increases from the support side to the second layer region. When a change that decreases toward S is given, the affinity between the first layer region G and the second layer region S is excellent, and as will be described later, the support side end By making the distribution concentration C of germanium atoms extremely large, when a semiconductor laser or the like is used, light on the long wavelength side that is almost completely absorbed by the second layer region S can be absorbed into the first layer. In region G, it is possible to substantially completely absorb the light and prevent interference due to reflection from the support surface. In addition, when silicon atoms are contained in the first layer region G, which is one of the preferred embodiments of the photoconductive member of the present invention, the first layer region G and the second layer region S Each of the amorphous materials that make up has a common constituent element, silicon atoms, so
Chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface. 2 to 10 show the distribution state of germanium atoms in the layer thickness direction contained in the first layer region G of the photoconductive member when germanium atoms are contained in a non-uniformly distributed manner. A typical example is shown. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region G, and t B represents the first layer region G on the support side.
The position of the end face of t T is the first position opposite to the support side.
The position of the end face of the layer region G is shown. That is, the first layer region G containing germanium atoms is from the t B side.
t Layer formation occurs toward the T side. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, from the interface position t B where the surface where the first layer region G containing germanium atoms is formed and the surface of the first layer region G are in contact with each other,
Up to the position t 1 , the distribution concentration C of germanium atoms
is contained in the first layer region G where germanium atoms are formed while taking a constant value of C 1 , and the position t 1
The concentration is gradually and continuously decreased from C 2 to the interface position t T . At the interface position tT , the distribution concentration C of germanium atoms is C3 . In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the germanium atoms contained is from the position t B to the position t T
A distribution state is formed in which the concentration gradually and continuously decreases from C 4 until reaching C 5 at position t T . In the case of Figure 4, the distribution concentration C of germanium atoms is constant at a concentration C6 from position t B to position t 2 , and gradually and continuously between position t 2 and position t T. At position t T , the distribution concentration C
is substantially zero (substantially zero here means less than the detection limit amount). In the case of Fig. 5, the distribution concentration C of germanium atoms is gradually decreased continuously from the concentration C 8 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. . In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of germanium atoms between position t B and position t 3 is as follows:
The concentration C is a constant value of 9 , and at the position t T the concentration
It is said to be C 10 . Between the position t 3 and the position t T , the distribution concentration C is linearly decreased from the position t 3 to the position t T . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Up to , the distribution concentration C of germanium atoms decreases linearly from the concentration C 14 to substantially zero. In FIG. 9, the distribution concentration C of germanium atoms from position t B to position t 5 is the concentration C 15
The concentration C is linearly decreased to 16 , and the position t 5
An example is shown in which the concentration C 16 is kept at a constant value between and the position t T . In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of germanium atoms is a concentration C 17 at the position t B , and is gradually decreased from this concentration C 17 until reaching the position t 6 , and then at t 6 . Near the position, the concentration decreases rapidly to a concentration C18 at position t6 . Between position t 6 and position t 7 , the concentration decreases rapidly at first, and then slowly decreases to C 19 at position t 7 , and between position t 7 and t 8 , is gradually reduced very slowly to reach the concentration C 20 at position t 8 . Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G in the layer thickness direction, in the present invention, In the first layer, the distribution state of germanium atoms has a portion where the distribution concentration C of germanium atoms is high, and a portion where the distribution concentration C is considerably lower on the interface tT side than on the support side. The case where it is provided in region G is cited as one of the preferred examples. The first layer region G constituting the photoreceptive layer constituting the photoconductive member in the present invention is preferably a localized region containing germanium atoms at a relatively high concentration on the support side, as described above. It is desirable to have A. For example, localized region A can be explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10 by 5μ from interface position tB .
It is desirable that it be installed within the same range. The above localized region A may be the entire layer region L T up to 5μ thick from the interface position t B , or may be the layer region
Sometimes it is considered part of L T. Whether the localized area A is a part or all of the layer area L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region A has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum value Cmax of the distribution concentration of germanium atoms is preferably 1000 atomic ppm or more with respect to the sum with silicon atoms,
Preferably 5000 atomic ppm or more, optimally 1×
It is desirable to form a layer so that a distribution state of 10 4 atomic ppm or more can be achieved. That is, in the present invention, the layer region G containing germanium atoms has a layer thickness from the support side.
It is preferable to form the layer so that the maximum value Cmax of the distribution concentration exists within 5μ (a layer region with a thickness of 5μ from t B ). In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region G is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention, but , preferably 1 to 10×10 5 atomic ppm, more preferably 100 to 9.5×10 5 atomic ppm, optimally 500 to
It is desirable that the amount is 8×10 5 atomic ppm. In the present invention, the layer thickness of the first layer region G and the second layer region S is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. Considerable care must be taken in the design of the photoconductive member to ensure that the desired properties are fully imparted to the member. In the present invention, the layer thickness T B of the first layer region G is
Preferably from 30 Å to 50 μ, more preferably from 40 Å
It is desirable that the thickness be 40μ, optimally 50Å to 30μ. In addition, the layer thickness T of the second layer region S is usually
0.5-90μ, preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. The sum of the layer thickness T B of the first layer region G and the layer thickness T of the second layer region S (T B +T) is determined by the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire photoreceptive layer. It is determined as desired when designing the layers of the photoconductive member based on the organic relationship between the two. In the photoconductive member of the present invention, the above (T B )
The numerical range of is preferably 1 to 100μ, more preferably 1 to 80μ, and optimally 2 to 50μ. In a more preferred embodiment of the present invention,
The above layer thickness T B and layer thickness T are preferably
When satisfying the relationship T B /T≦1, it is desirable to select appropriate numerical values for each. In selecting the numerical values of the layer thickness T B and the layer thickness T in the above case, it is more preferable that T B /T≦0.9.
Optimally, it is desirable that the values of layer thickness T B and layer thickness T be determined so that the relationship T B /T≦0.8 is satisfied. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region G is 1×10 5 atomic
In the case of ppm or more, the layer thickness T B of the first layer region G
It is desirable that the thickness be quite thin, preferably 30μ or less, more preferably 25μ or less, and optimally 20μ or less. In the present invention, the amount of hydrogen atoms H, the amount of halogen atoms X, or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) contained in the second layer region S constituting the photoreceptive layer to be formed is preferably 1 to
It is desirable that the content be 40 atomic %, more preferably 5 to 30 atomic %, most preferably 5 to 25 atomic %. In the present invention, specific examples of the halogen atoms X contained in the first layer region G and/or second layer region S constituting the light-receiving layer as necessary include fluorine, chlorine, and bromine. , iodine, and fluorine and chlorine are particularly preferred. In the photoconductive member of the present invention, the photoreceptive layer contains a , a layer region O containing oxygen atoms is provided. The oxygen atoms contained in the photoreceptive layer may be contained evenly in the entire layer area of the photoreceptive layer, or may be contained only in some layer areas of the photoreceptive layer so that they are ubiquitous. Also good. In the present invention, the distribution state of oxygen atoms is nonuniform in the layer thickness direction in the entire photoreceptive layer, as described above, but in the first, second, and third layer regions. Uniform in the layer thickness direction. Figures 11 to 20
The figure shows a typical example of the distribution of oxygen atoms in the entire photoreceptive layer. In each of these figures,
The horizontal axis shows the distribution concentration C and O of oxygen atoms, and the vertical axis shows the layer thickness of the photoreceptive layer. T B shown on the vertical axis indicates the position of the end surface of the photoreceptive layer on the support side, and t T indicates the position of the end surface of the photoreceptive layer on the side opposite to the support. That is, the photoreceptive layer is formed from the t B side toward the t T side. In the example shown in FIG. 11, from position t B to position t 9
From position t 9 to position t 11 , the distribution concentration C and O of oxygen atoms are assumed to be concentration C 22 , and from position t 11 to position t T , the concentration is C 21 . C 21 . In the example shown in FIG. 12, the distribution concentrations C and O of oxygen atoms are increased in steps from position t B to position t 12 to concentration C 23 and from position t 12 to position t 13 to concentration C 24 , From position t13 to position tT , the concentration is decreased to C25 . In the example of FIG. 13, the distribution concentration of oxygen atoms C, O
is the concentration C 26 from position t B to position t 14 , and the position
From t14 to position t15 , the concentration increases stepwise to C27 , and from position t15 to position tT , the concentration is C28 , which is lower than the initial concentration C26 . In the example shown in FIG. 14, the distribution concentrations C and O are C29 from position tB to position t10 , decrease to C30 from position t16 to position t17 , and from position t17 to position Up to t 18 , the concentration C is increased stepwise to 31 , and the position
From t 18 to position t B , the concentration is reduced to C 30 . In the example shown in FIG. 15, a layer region with high oxygen atom distribution concentrations C and O is provided on the support side of the photoreceptive layer. Such a distribution concentration C of oxygen atoms,
By using O, it is possible to effectively prevent charge injection from the support side when subjected to charging treatment, and at the same time, it is possible to strengthen the adhesion between the support and the photoreceptive layer. Furthermore, by containing oxygen atoms at a lower concentration in the layer region between t 20 and t T , the dark resistance is further improved without reducing the photosensitivity. In the examples shown in FIGS. 16 to 20, a layer region containing no oxygen atoms is provided in the photoreceptive layer on the support side of the photoreceptor layer or on the opposite side from the support. In the present invention, when the main purpose is to improve photosensitivity and dark resistance, the oxygen atom-containing layer region O provided in the photoreceptive layer occupies the entire layer area of the photoreceptive layer. In order to prevent charge injection from the free surface of the photoreceptive layer, it is provided near the free surface and its main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the photoreceptive layer. In this case, it is provided so as to occupy the end layer region of the light-receiving layer on the side of the support. In the first case mentioned above, the content of oxygen atoms contained in the layer region O is relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case to prevent charge injection from the free surface of the photoreceptor layer. relatively more to prevent,
In the third case, it is desirable to use a relatively large amount in order to ensure enhanced adhesion to the support. In addition, for the purpose of achieving the above three at the same time,
It is distributed at a relatively high concentration on the support side, at a relatively low concentration at the center of the photoreceptive layer, and in the surface layer region on the free surface side of the photoreceptor layer, a layer with a large number of oxygen atoms is distributed. What is necessary is to form a distribution state of oxygen atoms in the layer region O. In order to prevent charge injection from the free surface, a layer region with a high distribution concentration C and O of oxygen atoms is formed on the free surface side. However, if a layer region with a high distribution concentration C,O comes into contact with the atmosphere, it may adsorb moisture in the air and cause image blurring in the case of electrophotography. Low is desirable. In the present invention, the content of oxygen atoms contained in the layer region O provided in the light-receiving layer depends on the characteristics required of the layer region O itself or when the layer region O is in direct contact with the support. When provided, it can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the characteristics at the contact interface with the support. In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region O, the characteristics of the other layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer region are also considered. and the content of oxygen atoms is appropriately selected. The amount of oxygen atoms contained in the layer region O is determined as desired depending on the characteristics required of the photoconductive member to be formed, but the amount of oxygen atoms contained in the layer region O is determined as desired depending on the characteristics required of the photoconductive member to be formed. "T
(SiGeO)) is preferably 0.001
~50atomic%, more preferably 0.002~
It is desirable that it be 40 atomic%, optimally 0.003 to 30 atomic%. In the present invention, whether the layer region O occupies the entire area of the photoreceptive layer, or even if it does not occupy the entire area of the photoreceptor layer, the ratio of the layer thickness T O of the layer area O to the layer thickness T of the photoreceptive layer is sufficiently large, it is desirable that the upper limit of the content of oxygen atoms contained in the layer region (O) is sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, if the ratio of the layer thickness T O of the layer region O to the layer thickness T of the photoreceptive layer is two-fifths or more, The upper limit of the amount of oxygen atoms is preferably:
30 atomic% or less, more preferably 20 atomic%
Hereinafter, the optimum value is preferably 10 atomic% or less. In the present invention, the layer region O containing oxygen atoms constituting the photoreceptive layer is the localized region B containing oxygen atoms at a relatively high concentration on the support side and near the free surface, as described above. In this case, it is possible to further improve the adhesion between the support and the photoreceptive layer and to improve the reception potential. The localized region B, described using the symbols shown in FIGS. 11 to 20, is preferably provided within 5 μm from the interface position t B or free surface t T. In the present invention, the localized region B is the entire layer region L T up to 5μ thick from the interface position t B or free surface t T
In some cases, it may be considered as a part of the layer region L T . Whether the localized region B is a part or all of the layer region L T is appropriately determined depending on the characteristics required of the light-receiving layer to be formed. The localized region B has a distribution concentration C of oxygen atoms as the distribution state of the oxygen atoms contained therein in the layer thickness direction.
It is desirable that the layers be formed so that a distribution state can be obtained in which the maximum value Cmax of O is preferably 500 atomic ppm or more, more preferably 800 atomic ppm or more, and optimally 1000 atomic ppm or more. That is, in the present invention, the layer region O containing oxygen atoms has a distribution concentration C, O within 5 μm in layer thickness from the support side or free surface (layer region 5 μ thick from t B or t T ). It is desirable to form it so that a maximum value Cmax exists. In the present invention, the first layer region G composed of a-Ge (Si, H, It is done by a deposition method. For example, to form the layer region G by the glow discharge method, basically a raw material gas for supplying Si that can supply silicon atoms Si and a raw material gas for supplying Ge that can supply germanium atoms Ge are used. , if necessary, a raw material gas for supplying Si that can supply silicon atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms H, and/or a raw material gas for introducing halogen atoms X into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure. A glow discharge is generated in the deposition chamber by introducing the gas at a desired pressure, thereby forming a layer made of a-Ge (Si, H, Just do it. Furthermore, in order to contain germanium atoms in a non-uniform distribution state, a layer consisting of a-Ge (Si, H, X) is formed while controlling the distribution concentration of germanium atoms according to a desired rate of change curve. That's fine. Substances that can be used as raw material gas for supplying Si used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydride (silanes) such as Si 4 H 10 can be effectively used, especially because of its ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. In this respect, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred. Substances that can be used as raw material gas for Ge supply include:
GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and other germanium hydrides in a gaseous state or that can be gasified are mentioned as those that can be effectively used, especially during layer formation work. GeH 4 , Ge 2 H 6 , and Ge 3 H 8 are preferred in terms of ease of handling, good Ge supply efficiency, and the like. Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, etc. Preferred examples include halogen compounds that can be converted into Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . I can do it. When forming the characteristic photoconductive member of the present invention using a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, the material gas that can supply Si together with the material gas for supplying Ge is used. The first layer region G made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When creating the first layer region G containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide, which is a raw material gas for supplying Si, and
Introducing germanium hydride, which serves as a raw material gas for supplying Ge, and gases such as Ar, H 2 , He, etc. into a deposition chamber forming a first layer region G at a predetermined mixing ratio and gas flow rate; The first layer region G can be formed on a desired support by generating a glow discharge and forming a plasma atmosphere of these gases, but it is possible to control the introduction ratio of hydrogen atoms. In order to make the process even easier, hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms may be mixed with these gases as desired to form a layer. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. The first layer made of a-SiGe (H,
To form the layer region G, for example, in the case of the sputtering method, two targets, one made of Si and one made of Ge, or two targets made of Si and Ge are used, and these are placed in a desired gas plasma atmosphere. In the case of the ion plating method, for example, polycrystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline germanium or single crystal germanium are respectively housed in a deposition boat as evaporation sources, and these evaporation sources are used in a resistance heating method, Alternatively, it can be carried out by heating and evaporating by electron beam method (EB method) or the like and passing the flying evaporated material through a desired gas plasma atmosphere. In addition, when sputtering a target composed of Si, Ge
The layer region G can also be formed by introducing a raw material gas for supply. In order to make the distribution of germanium atoms non-uniform, for example, the target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supplying Ge in accordance with a desired rate of change curve. In order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, for example, H 2 or gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gases. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiH 2 I 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 , and GeHF 3 ,
GeH 2 F 2 , GeH 3 F, GeHCl 3 , GeH 2 Cl 2 ,
GeH 3 Cl, GeHBr 3 , GeH 2 Br 2 , GeH 3 Br,
GeHI 3 , GeH 2 I 2 , GeH 3 I and other hydrogenated germanium halides, halides containing hydrogen atoms as one of their constituents, GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 ,
Gaseous or gasifiable substances such as germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and the like can also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region G. In the case of halides containing hydrogen atoms in these substances, when forming the first layer region G, hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced at the same time as halogen atoms are introduced into the layer. Therefore, in the present invention, it is used as a suitable raw material for introducing halogen. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region G, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Silicon hydride such as Si 3 H 8 , Si 4 H 10 with germanium or germanium compound for supplying Ge, or GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Generating a discharge by coexisting germanium hydride such as Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and silicon or a silicon compound for supplying Si in a deposition chamber. But it can be done. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms H, the amount of halogen atoms X, or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X ) is preferably 0.01 to 40 atomic%, more preferably 0.05 to 40 atomic%
It is desirable that it be 30 atomic%, optimally 0.1 to 25 atomic%. To control the amount of hydrogen atoms H and/or halogen atoms X contained in the first layer region G, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms H or halogen atoms The amount of starting material introduced into the deposition system, the discharge force, etc. may be controlled. In the present invention, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H,
The first layer is formed using starting materials [starting materials for forming the second layer region S] from among the starting materials for forming the layer region G excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying Ge. This can be carried out using the same method and conditions as when forming region G. That is, in the present invention, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, It is done by a deposition method. For example, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, Together with the raw material gas, if necessary, a raw material gas for introducing hydrogen atoms H and/or halogen atoms A layer made of a-Si(H,X) may be formed on the surface of a predetermined support placed at a predetermined position. In addition, when forming by a sputtering method, for example, when sputtering a target composed of Si in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, hydrogen atoms H or / and a gas for introducing halogen atoms X may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, in order to provide the layer region O containing oxygen atoms in the photoreceptive layer, when forming the photoreceptive layer, the starting material for introducing oxygen atoms is used as the starting material for forming the photoreceptive layer. It may be used in conjunction with the above, and the amount thereof may be controlled and contained in the formed layer. When a glow discharge method is used to form the layer region O, a starting material for introducing oxygen atoms is added to one selected as desired from among the starting materials for forming the amorphous layer described above. . As such a starting material for introducing oxygen atoms, most of the gaseous substances containing at least oxygen atoms or gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms Si, and a raw material gas whose constituent atoms are oxygen atoms O,
Hydrogen atom H or halogen atom X as necessary
or a raw material gas containing silicon atoms (Si) and a raw material gas containing oxygen atoms (O) and hydrogen atoms (H) at a desired mixing ratio. , also in a desired mixing ratio, or silicon atoms, Si
A raw material gas consisting of constituent atoms, silicon atoms Si,
A raw material gas having three constituent atoms, oxygen atom O and hydrogen atom H, can be mixed and used. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms Si and hydrogen atoms H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing oxygen atoms O as constituent atoms. Specifically, for example, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ),
Nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monooxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), nitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms (Si), oxygen atoms (O), and hydrogen atoms (H) as constituent atoms, such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ), trisiloxane (H Examples include lower siloxanes such as 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). To form the layer region O containing oxygen atoms by the sputtering method, single crystal or polycrystalline
Si wafer or SiO2 wafer or Si and
This can be carried out by sputtering a wafer containing a mixture of SiO 2 in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, oxygen atoms and/or
The raw material gas for introducing the halogen atoms is diluted with a diluting gas as necessary, and introduced into a sputtering deposition chamber to form a gas plasma of these gases to sputter the Si wafer. Good. Alternatively, by using a target other than Si and SiO 2 or a single target with a mixture of Si and SiO 2 , the sputtering can be carried out in an atmosphere of diluent gas as a sputtering gas or at least This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing hydrogen atoms H and/or halogen atoms X as constituent atoms. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, when a layer region O containing oxygen atoms is provided when forming a photoreceptive layer, the distribution concentration C, O of oxygen atoms contained in the layer region O is changed stepwise in the layer thickness direction. In order to form a layer region O having a desired distribution state (depth profile) in the layer thickness direction, in the case of a glow discharge, the distribution concentration C, O for introducing oxygen atoms should be changed. This is accomplished by introducing a starting material gas into the deposition chamber, with the gas flow rate appropriately varied according to the desired rate of change line. For example, the opening of a predetermined needle valve provided in the middle of the gas flow path system may be appropriately changed by any commonly used method such as manually or by using an externally driven motor. At this time, instead of changing the flow rate manually, it is also possible to control the flow rate according to a pre-designed rate of change line using, for example, a microcomputer to obtain a desired content distribution concentration line. When forming the layer region O by the sputtering method, the desired distribution state (depth profile) of oxygen atoms in the layer thickness direction is obtained by changing the distribution concentration C, O of oxygen atoms in the layer thickness direction. To form,
First, as in the case of the glow discharge method, the starting material for introducing oxygen atoms is used in a gaseous state, and the gas flow rate when introducing the gas into the deposition chamber is changed as desired. done by. Second, the target for sputtering,
For example, if a target containing a mixture of Si and SiO 2 is used, this can be done by changing the mixing ratio of Si and SiO 2 in advance in the layer thickness direction of the target. In the photoconductive member of the present invention, the first layer region G containing germanium atoms and/or the second layer region S not containing germanium atoms include:
By containing the substance C that controls the conduction characteristics, the conduction characteristics of each layer region can be arbitrarily controlled as desired. That is, by providing a layer region PN containing a substance C that controls conduction characteristics in the photoreceptive layer, the conduction characteristics of the layer region PN can be controlled as desired. Examples of such substances include so-called impurities in the semiconductor field, and in the present invention, P-type impurities that impart P-type conductivity to Si or Ge, and N-type impurities that impart N-type conductivity to Si or Ge. Examples of n-type impurities that give Specifically, P-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium). Among them, B and Ga are particularly preferably used. Examples of n-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
In particular, P and As are preferably used. In the present invention, the content of the substance that controls the conductive properties contained in the layer region PN is determined by the conductive properties required for the layer region PN or other substances provided in direct contact with the layer region PN. It can be selected as appropriate based on the organic relationship, such as the characteristics of the layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with other layer regions. Furthermore, when the substance C that controls the conduction properties is incorporated locally in a desired layer region of the photoreceptive layer, particularly at the edge of the photoreceptor layer on the side of the support. When it is contained in the substratum region E,
The properties of other layer regions provided in direct contact with the layer region E and the relationship with the properties at the contact interface with the other layer regions are also taken into consideration, and the content of a substance that controls conduction characteristics is determined. The amount is selected accordingly. In the present invention, the content of the substance C that controls conduction properties contained in the layer region PN is preferably 0.01 to 5×10 4 atomic ppm, more preferably
0.5 to 1×10 4 atomic ppm, optimally 1 to 5×
It is desirable to set it to 10 3 atomic ppm. In the present invention, the content of the substance C that controls the conduction characteristics in the layer region PN containing the substance C is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably
50atomic ppm or more, optimally 100atomic ppm
In the above case, it is preferable that the substance C is locally contained in a part of the layer region of the photoreceptive layer, and it is particularly preferable that the layer region PN is unevenly distributed at the end of the photoreceptor layer on the side of the support. . In the present invention, the layer region PN can be provided in part or all of the layer region G or layer region S constituting the light-receiving layer. Further, the layer region PN may be provided in a part or all of the layer region O, or may be provided so as to include the layer region O as a part thereof. By containing the substance C that controls the conduction characteristics in the support-side end layer region E of the photoreceptive layer so that the content exceeds the above-mentioned value, for example, the substance C to be contained can be the same as the P In the case of type impurities,
When the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, the movement of electrons injected from the support side into the photoreceptor layer can be effectively prevented, and the substance to be contained can be In the case of type impurities, when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, it is possible to effectively prevent the movement of holes injected from the support side into the photoreceptor layer. In this way, when the end layer region E contains a substance that controls conductivity of one polarity, the remaining layer region of the photoreceptive layer, that is, the end layer region E
The layer region Z excluding the portion may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or the end layer region E may contain a substance that controls the conduction characteristics of the same polarity. It may be contained in an amount much smaller than the actual amount. In such a case, the content of the substance controlling the conduction characteristics contained in the layer region Z may be determined as desired depending on the polarity and content of the substance contained in the end layer region E. Although it is determined as appropriate, it is preferably 0.001 to 1000 atomic ppm, more preferably 0.05 to 500 atomic ppm, and optimally 0.1 to 500 atomic ppm.
It is desirable to set it to 200 atomic ppm. In the present invention, when the end layer region E and the layer region Z contain the same type of substance that controls conductivity, the content in the layer region Z is preferably 30 atomic ppm or less. is desirable. In addition to the above-mentioned cases, in the present invention, the photoreceptive layer contains a layer region containing a substance controlling conductivity having one polarity, and a substance controlling conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a so-called depletion layer in the contact layer region by providing it in direct contact with a layer region containing . For example, the layer region containing the P-type impurity and the layer region containing the N-type impurity are provided in the photoreceptive layer so as to be in direct contact with each other to form a so-called p-n junction. , a depletion layer can be provided. In order to structurally introduce substances that control the conduction properties into the photoreceptive layer, such as group atoms or group atoms, starting materials for introducing group atoms or starting materials for introducing group atoms may be used during layer formation. The substance can be introduced in gaseous form into the deposition chamber together with other starting materials for forming the second layer region. As a starting material for such introduction of group atoms, it is desirable to employ a material that is gaseous at room temperature and pressure, or that can be easily gasified at least under layer-forming conditions. As starting materials for introducing such group atom, specifically, for introducing boron atom,
B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 , B 6 H 12 ,
Examples include boron hydrides such as B 6 H 14 and boron halides such as BF 3 , BCl 3 , BBr 3 and the like. In addition,
AlCl 3 , GaCl 3 , Ga(CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like can also be mentioned. In the present invention, effective starting materials for introducing group atoms include hydrogenated phosphorus such as PH 3 , P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 ,
Examples include phosphorus halides such as PF5 , PCl3 , PCl5 , PBr3 , PBr5 , PI3 . 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 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing group atoms. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al,
Examples include metals such as Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. . Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al ,Ag,Pb,Zn,Ni,
A thin film of metal such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the metal, Conductivity is imparted to the surface. The shape of the support may be any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired. For example, the photoconductive member 100 in FIG. If it is used as a forming member, it is preferably in the form of an endless belt or a cylinder in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such cases, the thickness is usually 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 21 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus. Gas cylinders 1102 to 1106 in the diagram include
The raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention is sealed, for example, 110
2 is SiH 4 gas diluted with He (99.999% purity,
(hereinafter abbreviated as SiH 4 /He). Cylinder, 1103 is He
GeH4 gas diluted with (purity 99.999% or less)
Abbreviated as GeH 4 /He. ) cylinder, 1104 is a NO gas (purity 99.99%) cylinder, 1105 is a He gas (purity 99.999%) cylinder, and 1106 is a H 2 gas (purity 99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 112 of gas cylinders 1102 to 1106 are used.
2-1126, confirm that the leak valve 1135 is closed, and also check that the inflow valve 1112-1126 is closed.
After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, the main valve 1134 is first opened to exhaust the reaction chamber 1101 and each gas pipe. Next, when the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 5×10 -6 torr, the auxiliary valves 1132 and 1133 and the outflow valves 1117 to 1121 are closed. Next, to give an example when forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 1137, the gas cylinder 11
SiH 4 /He gas from 02, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1103, NO from gas cylinder 1104
Open the gas valves 1122, 1123, 1124 and check the outlet pressure gauges 1127, 1128, 1129.
Adjust the pressure to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 1112,
1113 and 1114 are gradually opened to allow the flow into mass flow controllers 1107, 1108, and 1109, respectively. Subsequently, the outflow valve 111
7, 1118, 1119, the auxiliary valves 1132 are gradually opened to allow the respective gases to flow into the reaction chamber 1101. At this time, the SiH 4 /He gas flow rate and
Outflow valves 1117 and 111 are installed so that the ratio of GeH 4 /He gas flow rate to NO gas flow rate becomes a desired value.
8 and 1119, and also adjust the opening of the main valve 1134 while checking the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure inside the reaction chamber 1101 reaches the desired value. After confirming that the temperature of the substrate 1137 is set to a temperature in the range of 50 to 400°C by the heating heater 1138, the power source 1140 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 1101. At the same time, the flow rates of GeH 4 /He gas and NO gas are changed manually or by using an external drive motor or the like to appropriately change the openings of valves 1118 and 1120 according to a pre-designed change rate line. The distribution concentration of germanium atoms and oxygen atoms contained in the layer is controlled. In the manner described above, the glow discharge is maintained for a desired period of time to form the first layer region G on the substrate 1137 to a desired layer thickness. At the stage where the first layer region G has been formed to the desired layer thickness, the desired layer is formed under the same conditions and procedures except for completely closing the outflow valve 1118 and changing the discharge conditions as necessary. By maintaining the glow discharge for a time, the second layer region G is substantially free of germanium atoms.
layer region S can be formed. In order to contain a substance that controls conductivity in the first layer region G and the second layer region S, for example, when forming the first layer region G and the second layer region S,
Gases such as B 2 H 6 and PH 3 may be added to the gas introduced into the deposition chamber 1101. During layer formation, the base 1137 is preferably rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation. Examples will be described below. Example 1 Samples (sample Nos. 11-1 to 17-6) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 21 under the conditions shown in Table 1.
(Table 2). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 22, and the distribution concentration of oxygen atoms is shown in FIG. Each sample thus obtained was placed in a charging exposure experimental device and corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds.
Immediately irradiated with a light image. The optical image was generated using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 2 lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a charged developer (including toner and carrier) over the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
Transferred onto transfer paper with 5.0kV corona charging,
All samples had excellent resolution, and clear, high-density images with good gradation reproducibility were obtained. In the above, the toner image forming conditions were the same as above, except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used as the light source instead of a tungsten lamp, and an electrostatic image was formed. When the image quality of the toner-transferred images was evaluated, all samples had excellent resolution, and clear, high-quality images with good gradation reproducibility were obtained. Example 2 Samples (sample Nos. 21-1 to 27-6) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 21 under the conditions shown in Table 3.
(Table 4). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 22, and the distribution concentration of oxygen atoms in each sample is shown in FIG. When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. Furthermore, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples. Example 3 Samples (sample Nos. 31-1 to 37-6) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 21 under the conditions shown in Table 5.
(Table 6). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 22, and the distribution concentration of oxygen atoms in each sample is shown in FIG. When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. Furthermore, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples. Example 4 Samples (sample Nos. 41-1 to 47-6) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 21 under the conditions shown in Table 7.
(Table 8). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 22, and the distribution concentration of oxygen atoms in each sample is shown in FIG. When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. Furthermore, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
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【表】【table】
【表】【table】
【表】
以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条
件を以下に示す。
基体温度:ゲルマニウム原子Ge含有層
…約200℃
ゲルマニウム原子Ge非含有層
…約250℃
放電周波数:13.56MHz
反応時反応室内圧:0.3Torr[Table] Common layer forming conditions in the above embodiments of the present invention are shown below. Substrate temperature: germanium atom Ge-containing layer
...About 200℃ Germanium atom Ge-free layer
…Approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明
する為の模式的層構成図、第2図乃至第10図は
夫々光受容層中のゲルマニウム原子の分布状態を
説明する為の説明図、第11図乃至第20図は
夫々光受容層中の酸素原子の分布状態を説明する
ための説明図、第21図は、本発明で使用された
装置の模式的説明図で、第22図、第23図は
夫々本発明の実施例に於ける各原子の含有分布状
態を示す分布状態図である。
100……光導電部材、101……支持体、1
02……光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer structure diagram for explaining the layer structure of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are illustrations for explaining the distribution state of germanium atoms in the photoreceptive layer, respectively. 11 to 20 are explanatory views for explaining the distribution state of oxygen atoms in the photoreceptive layer, respectively. FIG. 21 is a schematic explanatory view of the apparatus used in the present invention, and FIG. 23 are distribution state diagrams showing the content distribution state of each atom in the embodiment of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...Photoreceptive layer.
Claims (1)
体上に、ゲルマニウム原子と必要に応じてシリコ
ン原子を含む非晶質材料で構成され、シリコン原
子との和に対して1〜10×105atomic ppmのゲ
ルマニウム原子を含み、層厚30Å〜50μの層領域
Gとシリコン原子を含む(ゲルマニウム原子を含
まない)非晶質材料で構成され、層厚0.5〜90μの
層領域Sとが前記支持体側より順に設けられた層
構成の光導電性を示す層厚1〜100μの光受容層
とからなり、該光受容層は、シリコン原子とゲル
マニウム原子と酸素原子の和に対して0.001〜
50atmic%の酸素原子を含有し、その層厚方向に
おける分布濃度が夫々C1,C3,C2である第
1の層領域1、第3の層領域3、第2の層領域2
をこの順で前記支持体より有するとともに、前記
C1,C3,C2がC3>C1,C3>C2で且
つC1,C2のいずれか一方は0ではないことを
特徴とする電子写真用光導電部材。 2 層領域S及び層領域Gの少なくともいずれか
一方に水素原子が含有されている特許請求の範囲
第1項に記載の電子写真用光導電部材。 3 層領域S及び層領域Gの少なくともいずれか
一方にハロゲン原子が含有されている特許請求の
範囲第2項に記載の電子写真用光導電部材。 4 層領域G中に於けるゲルマニウム原子の分布
状態が不均一である特許請求の範囲第1項に記載
の電子写真用光導電部材。 5 層領域G中に於けるゲルマニウム原子の分布
状態が均一である特許請求の範囲第1項に記載の
電子写真用光導電部材。 6 光受容層中に伝導性を支配する物質が含有さ
れている特許請求の範囲第1項に記載の電子写真
用光導電部材。 7 伝導性を支配する物質が周期律表第族に属
する原子である特許請求の範囲第6項に記載の電
子写真用光導電部材。 8 伝導性を支配する物質が周期律表第族に属
する原子である特許請求の範囲第6項に記載の電
子写真用光導電部材。[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and an amorphous material containing germanium atoms and optionally silicon atoms on the support; On the other hand, it is composed of a layer region G containing 1 to 10×10 5 atomic ppm of germanium atoms and having a layer thickness of 30 Å to 50 μ and an amorphous material containing silicon atoms (but not containing germanium atoms) and having a layer thickness of 0.5 to 90 μ. The layer region S is composed of a photoreceptive layer having a layer thickness of 1 to 100 μm and exhibiting photoconductivity, which is provided in order from the support side, and the photoreceptor layer is composed of silicon atoms, germanium atoms, and oxygen atoms. 0.001 to sum
A first layer region 1, a third layer region 3, and a second layer region 2 containing 50 atomic% oxygen atoms and having distribution concentrations in the layer thickness direction of C1, C3, and C2, respectively.
A photoconductive member for electrophotography, characterized in that C1, C3, and C2 satisfy C3>C1, C3>C2, and one of C1 and C2 is not 0. 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the layer region S and the layer region G contains hydrogen atoms. 3. The photoconductive member for electrophotography according to claim 2, wherein at least one of the layer region S and the layer region G contains a halogen atom. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the layer region G is non-uniform. 5. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the layer region G is uniform. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains a substance that controls conductivity. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance governing conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58153672A JPS6045256A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Photoconductive member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58153672A JPS6045256A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Photoconductive member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6045256A JPS6045256A (en) | 1985-03-11 |
JPH0217022B2 true JPH0217022B2 (en) | 1990-04-19 |
Family
ID=15567645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58153672A Granted JPS6045256A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Photoconductive member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6045256A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0730416B2 (en) * | 1992-06-29 | 1995-04-05 | 中外炉工業株式会社 | Strip floating pressure pad |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153672A patent/JPS6045256A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6045256A (en) | 1985-03-11 |