JPS632066A - 超薄膜積層構造を有する光受容部材 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電子写真用感光等に用いられる光受容部材、
特に改善された光応答特性を有する光受容部材に関する
。

〔従来技術の説明〕

従来、電子写真用感光体等に用いられる光受容部材とし
ては、その光感度領域の整合性が他の種類の光受容部材
と比較して優れているのに加えて、ビッカース硬度が高
く、公害の問題が少ない等の点から、例えば特開昭５４
−８６３４１号公報や特開昭５６−８３７４６号公報に
みられるようにシリコン原子（Ｓｉ）を母体とする非晶
質材料、いわゆるアモルファスシリコン（以１、ｒａ−
ＳｉＪと呼称する。）から成る光受容部材が注目されて
いる。

また更に、近年、半導体レーザー（７７０〜８５０ｎｍ
）を光源とする電子写真法を用いたレーザープリンタの
実用化が試みられているところ、ａ−５ｉ、特に好まし
くは水素原子（Ｈ）又はノ１０ゲン原子（Ｘ）の少な（
ともいずれか−方を含有するａ−３ｉ（以後、ｒａ　−
Ｓｉ　（Ｈ，Ｘ）ｊと表記する。〕で構成された感光層
を有する光受容部材は、他に比べ全波長にわたり高い感
度を有しており、特に長波長域における光感度が、従来
のセレン系感光体等に比べて優れているという特徴を有
していることから、ａｄ　ａＳ　ｉ（ＨｒＸ）で構成さ
れた感光層ををする光受容部材は半導体レーザーとのマ
ツチング性に優れ、光応答性の速いものが得られている
ことが知られている。

しかし、半導体レーザーを光源として画像露光を行なっ
た場合、半導体レーザーの波長域がａ　−３ｉ　（Ｈ，
Ｘ）の光吸収域の長波長端にががるため、半導体レーザ
ーと光受容部材との感度マツチングのばらつきが多く、
生産という立場からは歩留りの点で満足のいくものでは
なかった。

この問題を解決するため、ａ−３ｉ、多結晶シリコン〔
以後、ｒｐｏｌｙ−ＳｉＪと表記する。〕又は両者を含
むいわゆる非単結晶シリコン〔以後、ｒ　Ｎｏｎ−５ｉ
Ｊと表記する。〕　〔尚、微結晶質シリコンと通称され
るものはａ−５ｉに分類される。〕にゲルマニウム原子
を含有せしめたものを機能分離型感光層の電荷発生層と
して使用することが提案されている。該ゲルマニウム原
子を含有するＮｏｎ−３ｉ　（以後、ｒ　ａ　−５ｉＧ
ｅ　（Ｈ，Ｘ）　Ｊと表記する〕で構成された電荷発生
層は長波長光の吸収を著しく増大できるため、光吸収不
足に起因する感度ばらつきは解決できる。

ところが、Ｎｏｎ−５ｉＧｅ　（Ｈ，Ｘ）　Ｎは、禁制
寄生に欠陥準位を作ってしまうという問題がある。そし
てこの欠陥準位の生起は、光子を吸収して生成した光キ
ャリアの再結晶を引き起こして感光体としての感度低下
を招いたり、長時間使用した場合に残留電位が生じたり
、得られる画像にゴーストが発生するといった問題があ
る。

そこで例えば特開昭６０−１４０３５４号公報に開示さ
れたごと（、ａ　−Ｓｉ　：　Ｈとａ−Ｇｅ：Ｈをそれ
ぞれ薄層として交互に複数回積層したものが提案されて
いる。しかし本発明者等の実験によると、前記公報に開
示された技術で上述の問題は満足には解決されなかった
。

即ち、特開昭６０−１４０３５４号公報に於ては、ｒ　
ａ　−Ｓｉ　：　ＨにＧｅをドープすると水素は優先的
にＳｉと結合する・・・・・・（中略）・旧・・そのた
めＳｉ　−Ｇｅのバンドギャップ内に不純物準位を多数
つくり出してしまい、光導電性が低下する。・旧・・（
中略）・・・・・・上記作製方法（プラズマＣＶＤ法と
スパッタ法を指す）では水素が優先的にＳｉと結合する
状態を作り出す。」とされ、したがって、Ｈ゛を打ち込
みつつそれぞれ１〜数原子層の純ａ　−ｓｉ　：　Ｈｉ
、純ａＧｅ：ＨＮを繰り返して堆積せしめて厚膜方向で
等価的なａ−ｓｉ−Ｇｅ；Ｈとされるのである。このた
め成膜法も固相のＳｊｓ　Ｇｅからの蒸発やイオン化を
用いる方法に限定されている。

本発明者等の実験によれば、前記公報開示の技術に従う
層には、イオン打込みや蒸発源からの付着、さらにはイ
オンダメージに起因するａ−５ｉ　：　Ｈやａ−Ｇｅ：
Ｈ自身の結晶学的非整合性とそれに伴う欠陥準位の増大
といった問題が残っており、解決法として不充分であっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は前述の事情に鑑みてなされたものであって、ａ
　−Ｓｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成されるに係る上述の問題を
解決して所望機能を奏するものにした、電子写真用感光
体等に用いられる光受容部材を提供することを目的とす
るものである。

即ち、本発明の主たる目的は、欠陥準位を有さずして、
長波長感度に優れた、残留電位やゴーストの生じない、
高耐久性の光受容部材を提供することにある。

本発明の他の口約は、残留電位の問題が殆んどなく、画
像欠陥の問題がなくして、改善された光応答特性を有す
る電子写真用光受容部材を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明者らは、従来のａ　−Ｓｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成さ
れる感光層を少なくとも有する電子写真用感光体等に用
いられる光受容部材について、前述の諸問題を克服して
上述のり的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、前記光
受容部材について、その電荷発生層として、Ｎｏｎ−５
ｉＧｅ　（Ｈ。

Ｘ）で構成される超薄膜と、Ｎｏｎ−３ｅ　（Ｈ，Ｘ）
とＮｏｎ−Ｇｅ　（Ｈ，Ｘ）　Ｎｏｎ−５ｉＧｅ　（Ｈ
，Ｘ）との中のいずれか一つで構成される超薄膜とを交
互に複数回積層されて構成されたものを使用した場合、
長波長感度に優れた、残留電位やゴーストの生じない、
高耐久性の光受容部材を得られるという知見を得た。

本発明は、上述の知見に基づいて完成せしめたものであ
り、支持体と、電磁波エネルギーを受容して電荷担体を
発生する機能を有し、構成原子の比が異なる少くとも二
種類の超薄膜を複数回交互に積層されて成る電荷発生層
と、該電荷発生層で生成した電荷担体を輸送する電荷輸
送層と、を具備することを特徴とする超薄腹積Ｎ構造を
有する光受容部材 （但し、前記構成原子の比とは、各構成原子の量を、夫
々ｘＩ　＋　　ｘ２　＋　・・・・・・Ｘｉ・・・・・
・とする時、ｉ番目の構成原子の比はｘｉ／ΣＸｊ　と
表わさされ、Ｘｌが零の場合も含むものとし、前記光受
容部材に含まれる二種類の超薄膜の組としての、ａ　−
５ｉ　：　Ｈとａ−Ｇｅ：Ｈは除くものとする）にある
。

以下、図面を参照して本発明を詳述する。尚、光受容部
材について図示する例は電子写真用のものではあるが、
撮像管ターゲット、長尺ものラインセンサー、フォトダ
イオード、更には光キャリアを利用する装置全形−（例
えば太陽電池なども含む〉−一一一に適用できるもので
あり、図示の例に限定されないのは勿論である。

第１図は、本発明の光受容部材を作製可能なＲＦ放電ま
たはマイクロ波放電を用いた堆積膜形成装置の模式的説
明図である。

堆積膜形成装置は、高真空にし得る堆積室１００、パワ
ー導入用の電極を兼ねた周囲壁１０２、上壁１０３、底
壁１０４、碍子ｌＯ５、加熱用ヒーター１０７、ガス導
入管１０８、ガス放出孔１０９、バルブ１１０　、排気
管１１１、排気バルブ１１２、電圧印加手段１１３、内
圧モニター１１４、ガス供給系２００、ガスボンベ２０
１〜２０５、バルブ２１１〜２１５、マスフローコント
ローラー２２１〜２２５、流入バルブ２３１〜２３５、
流出バルブ２４１〜２４５、内圧調整器２５１〜２５５
そして、前記マスフローコントローラー２２１〜２２５
、流出バルブ２４１〜２４５、および排気バルブ１１２
を制御するためのマイクロコンピュータ−（不図示）か
ら構成され、反応容器１００内に円筒状基体１０６が設
置される。

該装置を用いて従来の光受容部材を形成するのは公知で
あるが、例えば本発明の超薄膜積層構造は前記装置で以
下の様にして形成した。超薄膜形成用の第１の原料ガス
をガスボンベ２０１に入れ、第２の原料ガスをガスボン
ベ２０２に入れ、第１の原料ガス及び第２の原料ガス希
釈用のガスをボンベ２０３に入れた。

まず、超薄膜積層構造形成前に堆積室１００内を十分に
排気して、マスフローコントローラー２２１　、２２２
　、２２３及び流入バルブ２４１　、２４２　。

２４３をマイクロコンピュータ−により、第２図に示す
ように各原料ガスを制御し、堆積室１００に導入した。

第２図の流量の変化領域は、流入パル７’２４１　、２
４２の開口度をマイクロコンピュータ−により制御して
行った。そして各原料ガスの導入と同時に、ＲＦ電源ま
たはマイクロ波電源である電圧印加手段１１３より所定
の電力を電極を兼ねた周囲壁１０２へ導入した。前記超
薄膜積層構造の全体の層厚は第２図に示す流量の変化様
式で所定の時間保つことで制御した。

本発明による光受容部材の作製方法としては、前記した
装置を用いる他、ＬＰ　−ＣＶＤやＨＯＭＯ−ＣＶＤを
はじめ、近年提案されている別励起ラジカルを会合せし
めて堆積するＨＲ−ＣＶＤや、５ｔ）Ｉａ　とＦ２の酸
化反応を用いる堆積法が適用可能である。

〔実施例〕

以下本発明に従う光受容部材の実施例を示す。

大血拠土 第１図に示した堆積膜形成装置を用いて、また該堆積膜
形成装置を用いた超薄膜積層構造作製方法に従って、シ
リンダー状、ｌ基体表面に、第１表で示す層形成条件に
て層形成を行い、第３図（ａ）に示す層構成の電子写真
用光受容部材を得た。

得られた光受容部材を用いて、Ｎ　Ｐ　−９０３０（キ
ャノン（株）製）にて画像形成を行ったところ、解像力
に優れ、階調再現性の良好な、鮮明で高濃度の画像が得
られ、従来の電子写真用光受容部材と比較して、波長８
２０ｎ’ｍ・の半導体レーザー感度が約８％向上した。

去止燃主二工 第１表の第２層の成膜条件を、第２表に示される条件に
変えて、実施例１と同様に第３図（ａｌに示す層構成の
電子写真用光受容部材を得た。

これらの光受容部材に対して実施例１と同様の画出しテ
ストを行なったところ、解像力に優れ、階調再現性の良
好な、鮮明で高濃度の画像が得られ、６〜１０％の感度
上昇が認められた。

大践拠■ 第１図に示した堆積膜形成装置を用いて、第３表に示す
条件にて層形成を行い、第３図（ｂ）に示す層構成の電
子写真用光受容部材を得た。

該光受容部材にてＮ　Ｐ−９０３０の画出しテストを行
ったところ、解像力に優れ、階調再現性の良好な、鮮明
で高濃度の画像が得られ、従来のものに比して半導体レ
ーザー感度が約８％向上していることが判明した。

去隻五エニ刊 第３表に於る第２層の成膜条件を、第４表に示す条件に
変えて実施例６と同じ手法で第３図（ｂ）に示す層構成
の電子写真用光受容部材を得た。Ｎ　Ｐ−９０３０によ
る画出しテストの結果、階調性・再現性に優れ、レーザ
ー感度が５〜１５％向上していることが認められた。

叉旌炎旦 第１図に示した堆積膜形成装置を用いて、第５表に示す
条件にて層形成を行い、第３図（ｃ）に示す層構成の電
子写真用光受容部材を得た。

該光受容部材にてＮ　Ｐ−９０３０の画出しテストを行
ったところ、解像力に優れ、階調再現性の良好な、鮮明
で高濃度の画像が得られ、従来のものに比して半導体レ
ーザー感度が約１１％向上していることが判明した。

大践拠Ｕ二■ 第５表に於る第１Ｎの成膜条件を、第６表に示す条件に
変えて実施例１１と同じ手法で第３図（ｃ）に示す層構
成の電子写真用光受容部材を得た。Ｎ　Ｐ−９０３０に
よる画出しテストの結果、階調性・再現性に優れ、レー
ザー感度が７〜１２％向上していることが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光受容部材作製装置の模式図であ
り、第２図は第１図の成膜装置に於て超薄膜積層光受容
層を成膜する際のガス・コントロールダイヤグラムの一
例を示す。 第３図は本発明による電子写真に適用可能な光受容部材
の層構成のいくつかの変化例が示される。 １００・・・・・・・・・高真空にし得る堆積室、１０
２・・・・・・・・・パワー導入用の電極を兼ねた周囲
壁、１０３・・・・・・・・・上壁、１０４・・・・・
・・・・底壁、１０５・・・・・・・・・碍子、１０６
・・・・・・・・・円筒状基体、１０７・・・・・・・
・・加熱用ヒーター、１０８・・・・・・・・・ガス導
入管、１０９・・・・・・・・・ガス放出孔、１１０・
・・・・・・・・パルプ、１１１・・・・・・・・・排
気管、１１２・・・・・・・・・排気パルプ、１１３・
・・・・・・・・電圧印加手段、１１４・・・・・・・
・・内圧モニター、２００・・・・・・・・・ガス供給
系、２０１〜２０５・・・・・・・・・ガスボンベ、２
１１〜２１５・・・・・・・・・パルプ、２２１〜２２
５・・・・・・・・・マスフローコントローラー、２３
１〜２３５・・・・・・・・・流入パルプ、２４１〜２
４５・・・・・・・・・流出パルプ、２５１〜２５５・
・・・・・・・・圧力調節器、３０１・・・・・・・・
・基体、３０２，３０２　’・・・・・・・・・電荷輸
送層、３０３・・・・・・・・・超薄膜積層電荷発生層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　支持体と、電磁波エネルギーを受容して電荷担体を発
   生する機能を有し、構成原子の比が異なる少くとも二種
   類の超薄膜を複数回交互に積層されて成る電荷発生層と
   、該電荷発生層で生成した電荷担体を輸送する電荷輸送
   層と、を具備することを特徴とする超薄膜積層構造を有
   する光受容部材。 （但し、前記構成原子の比とは、各構成原子の量を、夫
   々ｘ＿１、ｘ＿２、・・・・・・ｘ＿ｉ・・・・・・と
   する時、ｉ番目の構成原子の比は▲数式、化学式、表等
   があります▼と表わさ れ、ｘ＿ｉが零の場合も含むものとし、前記光受容部材
   に含まれる二種類の超薄膜の組としての、ａ−Ｓｉ：Ｈ
   とａ−Ｇｅ：Ｈは除くものとする）