JPS6348559A

JPS6348559A - ｐ，ｎ多接合を有する多層型無定形ケイ素像形成部材

Info

Publication number: JPS6348559A
Application number: JP62185344A
Authority: JP
Inventors: イーナン　チェン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1988-03-01
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JP2558286B2; US4720444A

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】光凱■背景本発明はｍｍに多層型像形成部材に関し、さらに詳細に
は、本発明は、例えば、水素化無定形ケイ素、水素化無
定形ゲルマニウム、またはこれらの合金の多数層、およ
びある種の電荷移送層とからなる多層型光導電性像形成
部材に関する。従って、本発明の１つの実施態様におい
ては、支持基体；プラズマ蒸着水素化無定形ケイ素、酸
化ケイ素、チソ化ケイ素、チッ化ほう素、無定形炭素お
よびオルガノシランを包含する各種成分からなる電荷移
送層：およびリンでドーピングした水素化ｎ−タイプ無
定形ケイ素合金およびほう素でドーピングした水素化ｐ
−タイプ無定形ケイ素合金を包含する多数の薄い交互ｐ
、ｎ成分からなる光励起層とからなる多層型感光性像形
成部材が提供される。さらに、本発明の別の特定の実施
態様においては、交互ｐ、ｎ薄層が水素化無定形ゲルマ
ニウムのような赤外線感応性材料からなる多層型感光性
像形成部材が提供される。さらに、本発明の像形成部材
は支持基層、水素化無定形ケイ素の電荷移送層、および
水素化ｎ−タイプ無定形ケイ素合金または水素化ｐ−タ
イプ無定形ケイ素合金を包含する多数の薄い交互ｐ、ｎ
成分からなる光励起層とからなり得る。これら像形成部
材は電子写真、特に、静電複写像形成装置において使用
でき、例えば、形成した静電潜像を高品質で優れた解像
力に現像できる。さらに、本発明の部材は例えば１００
０ボルト以上の高電荷アクセプタンス値、優れた低暗減
衰特性を有し、さらに、これらの部材は例えば、約１０
ミクロン以下の極めて望ましい厚さを有し得る。さらに
また、静電複写像形成装置で使用するときの本発明の怒
光！ｉ像形成部材は発生する湿気およびコロナイオンに
対し非怒応性であり、延長された回数の像形成サイクル
において高解像力の受入れ可能な形成を可能ごこする。

従来技（ネテ静電写真像形成法、特に、静電写真像成法は周知であり
、従来技術において広範囲に開示されている。これ□ら
の方法においては、怒光性即ち光導電性材料がその上に
静電潜像を形成するのに用いられている。伝ｍ体は一最
に表面に光導電性材料を含む伝導性基体からなり、多（
の場合、薄いバリヤー層をその間に存在させて、得られ
る像の品質に悪影客を及ぼし得る基体からの電荷注入を
防止している。公知の有用な光導電性材料の例には無定
形セレン、セレン−テルル、セレン−ひ素のようなセレ
ン合金等がある。さらに、感光性像形成部材として、例
えば、トリニトロフルオレノンとポリビニルカルバゾー
ルの複合体を包含する種々の有機光導電性材料も使用で
きる。最近、アリールアミン正孔移送分子および光励起
層を含む多層型有機怒光性装置も開示されている（米国
特許第４，２６５，９９０号参照、その記載は参考とし
てすべて本明細書に引用する）。

また、無定形ケイ素光導電体も公知である（例えば、米
国特許第４，２６５，９９１号および第４　、２２５　
、２２２号参照）、米国特許第４．２６５，９９１号に
おいては、基体、および１０〜４０原子％の水素を含み
５〜８０ミクロンの厚さを有する無定形ケイ素の先導電
性上部層とからなる電子写真感光性部材が開示されてい
る。さらに、該米国特許はいくつかの無定形ケイ素の調
製方法も記載している。１つの方法の実施態様において
は、電子写真感光性部材は、チャンバー内に存在する部
材を５０°Ｃ〜３５０°Ｃの温度にｊＪ１１熱し、ケイ
素および水素原子を含むガスを導入し、チャンバー内に
電気エネルギーにより電気放電を与え、次いで電気放電
を用いて静電写真基体上に無定形ケイ素を０．５〜１０
０オングストロ一ム／秒の速度で付若させそれによって
所定厚の無定形ケイ素光導電性層を得ることによって作
製している。該米国特許に記載された無定形ケイ素装置
は感光性であるけれども、最小回数例えば約１０００回
以下の像形成サイクル後に、多くの脱落を有する乏しい
醒像力の受は入れることのでない低品質の像が得られる
。それ以上のサイクル操作、即ち、１０００回以後およ
び１０，０００回以後のサイクルでは、低品質はしばし
ば像が部分的に消失するまで劣下し涜ける。

さらに、従来技術において１例えば、化学狙論量の千フ
化ケイ素オーバーコーテイングを含む無定形ケイ素怒光
体像形成部材が開示されているが、これらの部材は、あ
る場合には、バンド屈曲現象の結果として低品質の７Ｍ
写を発生させる。しかも、上記千フ化ケイ素オーバーコ
ーテイングによれば、解像力の凍…は多くの場合極端で
あり、そのため、例えば、像形成自体をも妨げる。

また、いくつかの米国特許出願において、無定形ケイ素
からなる光導電性像形成部材が開示されている。例えば
、“エレクトロフォトグラフインク　デバイシス　コン
テインニング　コンペンセイティソト　アモホアス　シ
リコン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏ
ｇｒａｐｈｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎ
ｇＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　５ｉ
ｌｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）’なる名称の
米国特許出願筒６９５．９９０号においては、支持基体
および約２５重量ｐｐｍへ約１重量％のほう素を含み実
質的に等量のリンで調整した無定形水素化ケイ素組成物
とからなる像形成部材が開示されている（該米国特許出
願の記載はすべて参考として本明細書に引用する）。さ
らにまた、“エレクトロフォトグラフィック　デバイシ
ス　コンテインニング　オーバーコーティソド　了モホ
アス　シリコン　コンポジションズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐ
ｈｏｔｏ−ｇｒａｐｈｉｃ　　Ｄｅｖｉｃｅｓ　　Ｃｏ
ｎｔａｉｎｉｎｇ　　０ｖｅｒｃｏａｔｅｄ　　Ａｍｏ
ｒｐｈｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｓ）”なる名称の米国特許出願筒５４８，１１７号には
、支持基体、無定形ケイ素層、ドーピングした無定形ケ
イ素からなる捕捉層、および化学量論量のチッ化ケイ素
のトップオーバーコーテイング層とからなる像形成部材
が記載されている（該米国特許出願の記載も参考として
すべて本明細書に引用する）。さらに詳しくは、この米
国特許出願には、支持基体；未調整または未ドーピング
無定形ケイ素、またはほう素またはリンのようなｐまた
はｎタイブトパントで軽くドーピングした無定形ケイ素
からなるキャリヤー移送層；ほう素またはリンのような
ｐまたはｎタイプドパ二、’　　ｌ　　’４　　ＩＰ　
　＜　　ｌ’　　　　＋１：　　：、ｉ　、’）’　１
．ノニ！！　７’（ｑ’、’７　　ｆ　ニジ（：かｃ−
・　　な　乙捕捉薄層；および特定の化学■論量のチ・
ッ化ケイ素、炭化ケイ素または無定形炭素のトップオー
バーコーテイング層とからなる像形成部材が開示されて
いる。しかしながら、この像形成部材の１つの欠点は捕
捉層が像形成部材の電荷アクセプタンス値を低減させる
暗減衰成分を導入することである。

“ヘテロゲナース　エレクトロフォトグラフィック　イ
メージング　メンバーズ　オブ　アモホアス　シリコン
（Ｉｌｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈ
ｏｔｏ−ｇｒａｐｈｉｃ　　Ｉｍａｇｉｎｇ　　Ｍｅｍ
ｂｅｒｓ　　ｏｆ　　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　　５ｉｌｉ
ｃｏｎ）”なる名称の米国特許出願筒６６２，３２８号
には、水素化無定形ケイ素光励起組成物、および少なく
とも５０原子％の酸素を含むプラズマ萎着酸化ケイ素の
電荷移送層とからなる像形成部材が開示されている（該
米国特許出願の記載はすべて参考として本明細書に引用
する）。本発明の像形成部材はこの米国特許出願に開示
されたのと同様な成分からなるが、本発明の（象形成部
材では多数の薄い交互ｐ　丁１成分を含む光励起層を用
いている点で一１ユ六して異なる。

無定形ケイ素像形成部材を開示している他の代表的な従
来技術には、米国特許第４．４６０．６６９号、第４，
４６５，７５０号、第４，３９４，４２６号、第４，３
９４，４２５号、第４．４０９．３０８号、第４，４１
４，３１９号、第４．／１４３，５２９号、第４，４５
２，８７４号、第４，４５２，８７５号、第４，４８３
，９１１号、第４，３５９．５１２号、第４，４０３，
０２６号、第４，４１６，９６２号、第４，４２３．１
３３号、第４，４６０，６７０号、第４，４６１．８２
０号、第４．４８４，８０９号および第４，４９０，４
５３号がある。さらに、無定形ケイ素感光体部材に関し
て背景的興味のある特許には、例えば、米国特許第４．
３５９，５１２号、第４，３７７．６２８号、第４，４
２０，５４６号、第４．４７ＬＯ４２号、第４．４７７
、５４９号、第４，４８６，５２１号および第４．４９
０．４５４号がある。

さらに、無定形ケイ素像形成部材を開示している別の代
表的な従来技術特許には、例えば、高置度無定形ケイ素
またはゲルマニウムを含む像形成部材の製造方法に関す
る米国特許第４．３５７．１７９号；アンモニアを反応
チャンバー中に導入することからなる水素化無定形ケイ
素の製造方法を開示している米国特許第４，２３７，５
０１号；および次の各米国特許、即ち、第４，３５９，
５１４号、第４．．１６４，０７６号、第４．４０３，
０２６号、第４．３９７，９３３号、第４，４２３，１
３３号、第４，４６Ｌ８１９号、第４，２３７，１５１
号、第４，３５６，２４６号、第４，３６Ｌ６３８号、
第４，３６５，０１３号、第３，１６０，５２１号、第
３，１６０，５２２号、第３．４９６，０３７号、第４
，３９４，４２６号および第３，８９２，６５０号があ
る。米国特許第４，３９４，４２５号、第４，３９４，
４２６号および第４，４０９，３０８号に開示された無
定形ケイ素感光体は特に興味があり、チソ化ケイ素およ
び炭化ケイ素のようなオーバーコーテイングが開示され
ている。チソ化ケイ素オーバーコーテイングの例には約
４３〜約６０原子％のチッ素分を含むものがある。

さらに、シランガスのグロー放電による大面積の欠陥を
有しないフィルムの蒸着方法はチチソク（Ｃｈ　ｉ　ｔ
　ｔ　１ｃｋ）等の“ザ　ジャーナル　オブ　ザエレク
トロケミカル　ソサイエティ　（ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　５
ｏｃｉｅｔｙ）　、ｖｏｌ、　１１６．７７、（１９６
９）　　”に記載されている。さらに、無定形ケイ素の
作製および作製中の基体温度の最適化はウォルタースピ
ア（Ｗａｉｔｅｒ　５ｐｅａｒ）により、１９７３年の
西独、ガルミイシュパルテンキルシエンで開催された“
第５回無定形および液状半導体に関する国際会議（ｔｈ
ｅ　Ｆｉｆｔｈ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ　　ｏｎ　　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　　ａｒ
＋＋Ｊ　　Ｌｉｑｕｉｄ　　Ｓｅｍ１−ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒｓ）”で開示されている。他のケイ素作製方法は“
ジャーナル　オブ　ノンクリスタリンソリソズ（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　５ｏ
ｌｉｄｓ）、ｖｏｌ、８〜１０．７２７、（１９７２）
”、および“ザ　ジャーナル　オブ　ノンクリスタリン
　ソリッズ、ｖｏｌ、　１３．５５、（１９７３）’に
記載されている。

上述の無定形ケイ素感光性部材、特に、各米国特許出願
に開示された部材は、多くの場合、その意図する目的に
は適しているけれども、無定形ケイ素からなる改良され
た部材が求められている。

さらに、所望の高電荷アクセプタンス値、暗中での低電
荷減損特性およびスペクトルの赤色および赤外頭載まで
拡大した感光性を有する無定形ケイ素像形成部材が求め
られている。さらにまた、特定の電荷移送層、および光
励起成分のある種の多数層とを有する改良された無定形
ケイ素像形成部材が求められている。また、プラズマア
着させた酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケイ素、チソ
化ほう素、無定形炭素およびオルガノシランの移送層を
含む水素化無定形ケイ素像形成部材が求められている。

さらに、上記の電荷移送層、および水素化、またはハロ
ゲン化無定形ケイ素、水素化またはハロゲン化無定形ゲ
ルマニウム、またはドパントを含むこれらの合金からな
る例えば１０層以上の交互多層とを有する像形成部材が
求められている。さらにまた、暗中での低表面電位減衰
速度、および可視および近赤外線波長領域での感光性を
有する無定形ケイ素像形成部材が求められている。

また、ｎ−タイプ無定形ケイ素−ゲルマニウム合金とｎ
−タイプ水素化無定形ケイ素−ゲルマニウム合金の１０
〜約１００層からなる例えば０．５ミクロン以下の薄層
を有しそれによって赤外線窓光性と低暗減衰特性を有す
る無定形ケイ素合金像形成部材が求められている。さら
に、低暗減衰特性および暗減衰の増大なしに受は入れ可
能な帯電能力を有し、また優れた解像力の像を形成させ
ることのできる像形成部材が求められている。

λＪしυ１昨従って、本発明の目的は多層型無定形ケイ素感光性像形
成部材を提供することである。

本発明の別の目的は水素化またはハロゲン化無定形ケイ
素合金および電荷移送成分からなり、高電荷アクセプタ
ンス値と低暗減衰特性とを有する７ｙ光性像形成部材を
提供することである。

また、本発明のさらに別の目的はｐおよびｎ水素化無定
形ケイ素の薄い交互光励起成分、および電荷移送層とか
らなる窓光性像形成部材を提供することである。

さらに、本発明の別の目的はｐおよびｎのハロゲン化ま
たは水素化無定形ケイ素の薄い交互光励起成分、および
電荷移送層とからなる怒光性像形成部材を提供すること
である。

本発明のさらに別の目的はｐ−タイプ水素化無定形ケイ
素合金とｎ−タイプ水素化無定形ケイ素合金との交互１
層を含む光励起成分、およびこれと接触した水素化無定
形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭
化ケイ素、チッ化ほう素、無定形炭素またはオルガノシ
ランからなる電荷移送層とからなる多層型感光性像形成
部材を提供することである。

本発明のさらに別の目的はｐ−タイプ水素化無定形ケイ
素合金とｎ−タイプ水素化無定形ケイ素合金の１０層以
上の交互薄層を含む光励起成分、およびこれと接触した
水素化無定形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化
ケイ素、炭化ケイ素、チッ化ほう素、無定形炭素または
オルガノンランの電荷移送層とからなる多層型感光性像
形成部材を提供することである。

さらに、本発明の別の目的はｐ−タイプ水素化無定形ケ
イ素合金とｎ−タイプ水素化無定形ケイ素合金との１０
層以上の交互薄層を含む光励起成分、およびこれと接触
した約１０〜約５０原子％の水素を含む水素化無定形ケ
イ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケ
イ素、チッ化ほう素、無定形炭素またはオルガノシラン
からなる電荷移送層とからなる多層型感光性像形成部材
を提供することである。

本発明のさらに別の目的はｎ−タイプゲルマニウムとｐ
−タイプ水素化無定形ゲルマニウムとの交互薄層を含む
光励起成分、およびこれと接触した水素化無定形ケイ素
、プラズマ蒸着酸化Ｊ）−イ素、チッ化ケイ素、夫化写
イ素、チッ化ケイ素、（１１（定形炭素またはオルガノ
シランからなる電荷移送層とからなる多層型感光性像形
成部材を提供することである。

同様に、本発明のさらに別の目的１よ低暗減衰特性、暗
減衰の過剰の増大なしの優れた電荷能力を有し、優れた
解像力の像を得ることができ、また、光励起成分として
１ミクロン以下の薄い交互ｐ、ｎ層を含む水素化無定形
ケイ素像形成部材を提供することである。

さるに、本発明の別の目的はプラズマ７Ｍ　’８　ｆｊ
２化ケイ素電荷移送層を含み、さらに交互ｐ、ｎ水素化
無定形ケイ素光励起体を水素化無定形ゲルマニウムおよ
び錫、または炭素およびゲルマニラＪいから３Ｍ　２．
”？Ｔされる組成物で適当に合金化することによって近
赤外線において感光性とした多層型感光性像形成部材を
提供することである。

本発明のさらに別の目的は電荷移送分子および交互ｐ、
ｎ薄光励起層とを含む可撓性多層型水素化無定形ケイ素
像形成部材を提供することである。

さらにまた、本発明の別の目的は上記の各多層型水素化
無定形ケイ素像形成部材による像形成および複写方法を
提供することである。

本発明のさらに別の目的はスペクトルの赤色および赤外
領域まで拡大した感光性を有しまた同時に所望の低暗減
衰特性を有する像形成部材を提供することである。

３憑りと」真本発明の上記および他の目的は多層型無定形ケイ素感光
性像形成部材を提供することによって達成される。さら
に詳細には、本発明によれば、水素化またはハロゲン化
無定形ケイ素、水素化またはハロゲン化無定形ゲルマニ
ウム、または水素化またはハロゲン化無定形ケイ素と水
素化またはハロゲン化無定形ゲルマニウムの合金からな
る多数の交互り％　ｎｌ光ＪＪ起層、およびこれと接触
した適当な電荷移送層とからなる多層型感光性像形成部
材が提供される。本発明の１つの特定の実施態様におい
ては、支持基体；約１０〜約４０原子％の水素を含む無
定形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、千〕化ケイ素２
．突化ケイ素、チッ化ほう素、無定形炭素、およびオル
ガノシランからなる群より選ばれた成分からなる電荷移
送層；および水素化またはハロゲン化無定形ケイ素合金
、特に、それぞれ、ｐおよびｎ成分でドーピングした水
素化無定形ケイ素と水素化無定形ゲルマニウムの合金の
約１０〜約１００層の交互層を含む光励起成分とからな
る感光性像形成部材が提供される。さらにまた、本発明
は支持基体：約１０〜杓・１０原子％の水素を含む水素
化無定形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ
素、炭化ケイ素、チッ化ほう素、無定形炭素およびオル
ガノシランからなる群より選ばれｆこ成分からなる電荷
移送層；およびそれぞれ、ｐおよびｎ成分でドーピング
した約１０〜約４０原子％の水素を含む水素化無定形ゲ
ルマニウムの約１０〜約１ｏｏ＋Ｈの交互層を含む光励
起成分とからなる赤外線感光性像形成部材にも関する。

さらにまた、本発明の感光性部材はトップ保護オーバー
コーテイング層も含み得る。

また、電荷移送層はｐ、ｎ光励起層と支持基体との間に
存在し得、あるいは支持基体と電荷移送層との間にある
光励起層と接触させ得る。

本発明の感光性即ち光導電性部材は、例えば、静電潜像
を形成し、現像し、次いで現像した像を適当な基体に転
写し、必要に応じて像を基体に永久的に定着させるよう
な種々の像形成装置に組み込むことができる。さらに、
本発明の光導電性像形成部材は、ある種の形状において
は、静電複写方法において、即ち、例えば、部材がスペ
クトルの赤外領域に感光性である成分を含む場合におい
ても使用できる。また、本発明の感光性像形成部材は像
を液体現像法によって可視像とするような像形成装置で
も使用できる。本発明の感光性像形成部材は、静電複写
像形成部材で使用したときは、例えば１０ボルト／ミク
ロン以上の高電荷アクセプタンス値を有し、１００ボル
ト／秒以下の極めて低い暗減衰特性を有し、さらに１０
０ミクロン以下の厚さで所望の諸性質を有するように作
製できる。さらにまた、本発明の感光性部材は、多くの
場合５００，０００回の像形成サイクルを越える延長さ
れた回数の像形成サイクルで高解像力を有する像の形成
を可能にする。さらに、本発明の像形成部材の使用はホ
ワイトスポットが実質的にない像の形成を可能にする。

さらにまた、本発明の像形成部材は赤外波長に感光性で
あり、低暗減衰特性を有し、また像形成部材が例えばポ
リビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノンとのコ
ンプレックスようないくつかの従来技術光導電性有機光
励起顔料による場合のように毒性を有しない点（トリニ
トロフルオレノンは有毒であると信じられている）で環
境汚染のないものである。

従って、本発明の感光性部材は、その光励起層がゲルマ
ニウムまたは錫で適当に合金化されあるいはゲルマニウ
ム−炭素合金から作製されているときにはこれらの部材
を、８．０００オングストロームまでの波長に十分に窓
部性にすることができるので、固体状レーザーまたはエ
レクトロルミネッセンス光源による装置を包含する静電
複写および像形成装置において使用できる。また、本発
明の感光性像形成部材は、使用時に、湿気条件およびコ
、ロナ荷電装置から発生するコロナイオンに実質的に非
感応性であり、延長された回数の像形成サイクルにおい
て高解像力の受は入れ可能な像を形成可能にする。

以下、本発明およびその特徴を、より一層良好に理解す
るために、好ましい実施態様を示す図面に沿って説明す
る。

第１図においては、支持基体３；厚さ約５〜約５０ミク
ロンで水素化無定形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素（
米国特許出願節６６２，３２８号参照、該米国出願の記
載はすべて参考として本明細書に引用する）、チソ化ケ
イ素および炭化ケイ素からなる群より選ばれた成分から
なる移送層５；および、例えば、それぞれ、ｐおよびｎ
−タイプの水素化またはハロゲン化無定形ケイ素と水素
化またはハロゲン化無定形ゲルマニウムの合金からなり
約１０〜約１００層の約０．５〜約２ミクロン厚の交互
薄光励起層７とからなる本発明の感光性像形成部材が例
示されている。

第２図においては、本発明の感光性像形成部材の光励起
層（第１図の層７参照）の拡大図が示され、この層はｐ
−タイプ水素化（約１０〜約４０原子％の水素）無定形
ケイ素−ゲルマニウム合金の５つの交互層７１．７３．
７５．７７および７９；およびｎ−タイプ水素化無定形
ケイ素−ゲルマニウム合金の５つの交互層７２．７４．
７６．７８および８０とからなり、第１図において示し
たような電荷移送層（層５参照）と接触している。

光励起層の合計厚は約０．５〜２ミクロンであり、例え
ば、十分な光吸収を可能にしており、従って、各ｐ−タ
イプまたはｎ−タイプ層の厚さは約５００〜約２，００
０オングストロームである。本発明の１つの好ましい実
施態様においては、ｐ、ｎ薄光励起層の総数は約１０〜
約１００層であるが、それより多いあるいは少ない層も
本発明の目的が達成されろ限り使用できる。また、本発
明の別の実施態様においては、第２図の光励起体はアル
ミニウムのような支持基体上に付着させて光導電性像形
成部材を形成させてもよい。

本発明の光励起成分用に用いる、ｐ、ｎ交互薄層はその
中にドパントを含みこれら層をｐまたはｎ−タイプ層に
する。ｐドパントの例には、例えば、約１０〜１，００
０ｐｐｍの量の周期律表第■族からの成分がある。第■
族ドパントの具体的例にはほう素、アルミニウム、イン
ジウム等がある。

ｎドパント層を得るには、例えば、０〜１１００ｐｐの
量の周期律表第■族からの成分を使用し、これらの成分
にはリンおよびひ素等がある。本発明の感光性像形成部
材に関して重要なことはｐ、ｎ接合を形成させることで
あり、従って、説明するようなｐ、ｎ対および／または
ｎ対の交互層が存在すべきである。さらに交互層は異な
る組成物からなり得、例えば、ｐ層は種々の量のケイ素
およびゲルマニウムを含む水素化無定形ケイ素ゲルマニ
ウム合金からなり得、一方ｎ層はｐ層に存在するときよ
りも小量または多量のケイ素およびゲルマニウムを含む
水素化無定形ケイ素ゲルマニウム合金からなる。また、
例えば、ｎ−タイプ薄層はドパントを含まない水素化無
定形ゲルマニウムからなり得る。また、さらに詳しくは
、光励起層はｎ層が０〜１１００ｐｐの星の第Ｖ族成分
によりドーピングされたｐ、ｎ多接合の交互層からなり
得る。

一般に、合金を含む層を包含する光励起交互層は式：　
ｐ　　Ｓ　ｉＸＧ　ｅ＋−ｘ／　ｎ−８ｉｙＧ　ｅ＋−
ｙ　（式中、ＸおよびＹは０〜１の数であり、ｐはｐ−
ドーピング層を示し、ｎはｎ−ドーピング層を示す）に
よって示すことができる。上記の数Ｘおよびｙが１より
小さいとき、例えば、過刺量のゲルマニウムを合金中へ
混入させたときは、その感光性はスペクトルの赤外領域
、即ら、約７，０００〜約９．０００オングストローム
の波長まで暗凍衰特性の増大なしに拡大する。また、さ
らに本発明の像！［シ成部材るこ関してしよ　ｎ−タイ
プ層では、電子）農７度か例えば約１０１４〜杓ｆ　０
２７’　Ｃｍ　’と極めて高くて正孔濃度が実質的に低
く、一方、ｐ−タイプ層では、電子濃度が低く正孔濃度
が高い。理論によって拘束することは望まないけれども
、交互光励起層の主たる目的は高キャリヤー密度を隣接
層の低キャリヤー密度により当該技術において空間電荷
ドーピング（ｓｐａｃｅ　ｃａｒｒｉｅｒ　ｄｏｐｉｎ
ｇ）と称される易動性キャリヤーの移動によって中和す
ることであると信じている。そのようなドーピングはま
１こｐ−タイプ層とｎ−タイプ層間の界面でのバリヤー
高の電位の低減を可能にし、それによって光励起したキ
ャリヤーをさほど困デケなしに多層構造（層７参照）を
横切って移送層（層５参照）に移送せしめる。この事実
は光励起層中でのキャリヤー濃度の低減を調整した材料
中への反対極性のドパントの導入によって達成している
従来技術と対比される。従来技術は局在化状態の密度の
増大をもたらしキャリヤー範囲をせばめ、また言周整用
ドパントの選択を制限している。

さこ）に、本発明の像形成部＋４は、前述の各米国特許
出願および米国特許（これらの記載は参考としてすべて
本明細書に引用する）において記載されたようにして作
製された移送層上への多層光５勃起体のプラズマ蒸着を
含む種々の方法によって作製できる。本発明の部材にお
いて、光励起体の第１蒸着層がｐ−タイプ材料であり最
後の層がｎ　−タイプであれば表面を正帯電させ得、負
帯電のためには、ｐおよびｎ−タイプの各層の上記順序
を逆にする。即ち、さらに詳しくは、本発明の光導電性
像形成部材に正帯電を行いたいときには、ｐ、ｎ７ｉｖ
光励起層成分は底部層としてｐ−ドーピング成分をまた
最上層としてｎ−ドーピング成分を含む。これに対し、
負帯電型像形成部材を欲するときには、薄光励起層は第
１成分としてｎ−ドーピング種を層全体の最上成分とし
てｐ−ドーピング種を含む。

さらに、本発明の別の実施態様においては、作製方法は
支持基体上へ光励起交互層を付着させ次いで電荷移送層
を付着させることからなる。好ましいのは、この部材に
おいては、多層の第１成分はｎ−タイプで最後の層はｐ
−タイプであり、この順序は電荷移送を電子移送層によ
って置き換えろときに逆にし得る。

さらに詳しくは、励起体多層に関しては、反応チャンバ
ー中にシランガスを多くの場合合金化用ガスおよびドー
ピング用ガスを含む他のガスと一諸に同時に導入するこ
とによっても作製できる。

各ガスの総流速は約５０〜約４００　ｓｅｃｍの間に維
持し、ガス混合物圧は一定の２５０〜１，０００ミリト
ールに維持する。また、ラジオ周波数電力密度は電極領
域で約０．０１〜約１ワット／ｃｍ２であり、蒸着中の
基体温度は約１００〜約３００　”Ｃであり得る（米国
特許第４，４６６．３８０号および第４，５４４，１６
７号参照、これら米国特許の記載はすべて参考として本
明細書に引用する）。所望厚の第１層の蒸着の後、ガス
出力を止め、反応チャンバーを約１００〜約にして未使
用ガスの除去を行う。第２層組成用のガス混合物をチャ
ンバーに五人し第２層の蒸着を開始する。第２層が所望
の厚さに達したとき、ガス流入を停止し、反応チャンバ
ーを空にする。これらの処理工程を所望数の各層が適当
な厚さで得られるまで繰返し行う。

本発明の像形成部材は正または負帯電方式のいずれにお
いても使用できる。負帯電方式においては、即ち、移送
層が層を通して正孔の移動を可能にする場合には、光励
起多層：ま電荷移送層と支持基体の間に存在する。正帯
電方式においては、電荷移送層が光ｆｆ１ＪＩ起多層と
支持基体との間に存在する。

本発明の水素化無定形ケイ素光励起ｐ、ｎ層中にゲルマ
ニウムまたは錫のような他の元素を含ませるには、例え
ば、シランとゲルマンまたはスタナンとの同時グロー放
電によって行い得る。ゲルマニウムおよび／または錫に
よるケイ素の合金化は合金のバンドギャップが水素化無
定形ケイ素口体のバンドギャップより小さくそれによっ
てより長波長に対し感光性とするときに有用である。

各図面で示した像形成部材用の支持基体は不）５明また
は実質的に透明であり得、かくしてこの基体は本発明の
目的を達成する限り多くの物質からなり得る。これら基
体の具体的例はインジウム錫酸化物のような半導体表面
層を有する有機または無機材料の層、または、例えば、
アルミニウム、クロム、ニッケル、黄銅、ステンレスス
チール等のような伝導性材料である。基体は可撓性ある
いは硬質であってもよく、また、例えば、プレート、円
筒状ドラム、スクロール、エンドレス可撓性ベルト等の
ような多くの種々の形状を有し得る。好ましいのは、基
体は円筒状ドラムまたはエンドレス可撓性ヘルドの形状
である。ある場合においては、特に、基体が有機高分子
材料である場合には、基体裏面に例えばマクロロン（Ｍ
ａｋｒｏｌｏｎ）として商業的に入手できるポリカーボ
ネート材のような抗カール層をコーティングすることが
望ましい。

基体は好ましくはアルミニウム、ステンレススチールス
リーブまたは酸化ニッケル化合物からなる。

また、基体のｊゾさは経済性および必要な機械的性質を
含む多くの要因に依存する。従って、基体層は約０．０
１インチ（２５４ミクロン）〜約０．２インチ（５０８
０ミクロン）の厚さを有し得るが、好ましいのは約０．
０５インチ（１２７０ミクロン）〜約０．１５インチ（
３８１０ミクロン）の厚さを有する。１つの特に好まし
い実施態様においては、支持基体は約１ミル（２５，４
ミクロン）〜約１０ミル（２５４ミクロン）の酸化ニッ
ケルからなる。

光励起層に用いる材料の具体的例は好ましくは１０〜４
０原子％の水素を含む水素化無定形ケイ素特に前述の各
米国特許出願中に記載されているような無定形ケイ素で
ある。本発明による交互薄光励起層の各々に関しては、
１つの個々の交互層がほう素のようなｐドパントを含み
、他の個々の交互層がリンのようなｎドパントを含む。

この交互方式は、例えば、暗キャリヤーの濃度を低減さ
せる空間電荷ドーピングを可能にする点で本発明にとっ
て重要である。

本発明の像形成部材においてもう１つの重要な層は、例
えば、水素化無定形ケイ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、
チッ化ケイ素または炭化ケイ素、または前述した他の成
分を含む電荷移送層である。

ごれらの成分は前述の各米国特許出願中に記載されてい
るようなパラメーターおよび方法に従って適当なガス混
合物をグロー放電することによって作製できる。

電荷移送成分の具体例は前述したとおりであり、例えば
、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、水素化無定
形ケイ素、および、例えば、光勃起体ｐ、ｎ多層構造体
に電荷の移送を可能にする限りの他の同様な成分がある
。

本発明の像形成部材は前述した各米国特許出願に記載さ
れた方法によって作製できる。さらに詳しくは、本発明
の像形成部材は反応チャンバー中にシランガスを多（の
場合ドーピングまたは合金化用の他のガスと一緒に同時
にぷ入することによって作製できる。１つの特定の実施
態様においては、作製方法は、第１の基体電極手段とこ
の第１電極手段上に円筒状表面を与える第２対向電極手
段とを収容した受器を用意すること、上記円筒状表面を
第１電極手段中に収容された加熱要素によって第１電極
手段を軸回転させながら加熱すること、反応容器にケイ
素含有ガス源を多くの場合性の希釈用、ドーピング用ま
たごま合金化用ガスと一諸に上記円筒状部材に対して直
角に導入すること、接地した第１電極によって第２電極
上にｒｆ雷電圧適用しそれによってシランガスを分解し
て上記円筒状部）オ上に水素化無定形ケイ素またはドー
ピングした水素化無定形ケイ素の付若物を得ることから
なる。また、各ガスの総流速は５０〜４００ｓｅｃｍの
間に維持し、ガス混合物圧は一定の２５０〜１．０００
ミリトールに保持する。また、ラジオ周波数電力密度ｒ
ｆは電極表面で０．０１〜ｌワット／Ｃｍ２であり、蒸
着処理中の基体温度は１００°Ｃ〜３００　”Ｃの間で
あり１）る。

従って、無定形ケイ素光専電性層はシランガス単独のグ
ロー放電分解によりあるいは少量のジボランおよび／ホ
スフィンのようなドパントガスの存在下での分解により
付着させ得る。使用できる流量範囲、ラジオ周波数出力
レベル、および反応器圧は前述した各米国特許出願に記
載されたものとお＼よそ同じである。

実施例以下、本発明を特定の好ましい実施態様に関して詳細に
説明するが、これらの実施例は単に例示を目的とするも
のであることを理解されたい。本発明を実施例中に示し
た材料、条件またはプロセスパラメーターに限定する積
りはない。すべて部およびパーセントは特に断わらない
限り重量による。

実施例１ｎ−タイプおよびｐ−タイプ水素化無定形ケイ素の２０
交互層からなる光励器層ｐ、ｎ多接合成分を、シランガ
スと各ドパントとしてのホスフィンおよびボランガスの
２３０°Ｃでのグロー放電プラズマ蒸着によって作製し
た。各ｐおよび各ｎ層の厚さは５００オングストローム
であり、２０交互層の合計厚は１ミクロンであった。さ
らに詳しくは、１ｍｍ即ち、１，０００ミクロン厚のア
ルミニウム上に２０層の交互層を付着させた、第１層は
１１００ｐｐのほう素を含み約２５原子％の水素を含む
水素化無定形ケイ素からなり、次いでドパントとして９
ｐｐｍのリンを含み約２５原子％の水素を含む水素化無
定形ケイ素からなるｎ−タイプ層を付着させた。２０番
目即ち最後の交互層はｎ−タイプ種であり、正帯電させ
得る像形成部材を得た。約１１００ｐｐのほう素を含む
各ｐ−タイプ種層と約’ｉ　ｐｐｍのリンを含む各自−
タイプ層とはミツドギャップの周りにフェルミ準位の周
期０．４電子ボルトシフトを与える。上記ドーピング聞
は各単一層において約１Ｏ−７（オーム−ｃｍ）−’の
高暗主意性と電位計で測定したとき１００ボルト／秒以
上の暗戎衰の材料を与えることは公知であるが、各単一
層は、コロトロンによって帯電せずまた何らの電荷も残
留させなかった。一方、上記で作製したｐ、ｎｌｌ会合
光起層は・１０ボルトに正帯電でき１０ボルト／秒以下
の暗減衰速度を有していた、これらの測定は電位計によ
り行った。露光時には、作製したｐ、ｎ接合多光励起層
は、電荷移送層としても機能し、完全に放電して光励起
したキャリヤーの移送に対するバリヤーが界面でないこ
とを示した。

実施例２実施例１の２０交互多層ｐ、ｎ光励起層を厚さ４．５ミ
クロンを有し２５原子％の水素と５　ｐｐｍのほう累を
含む水素化無定形ケイ素からなる電荷１多送層上に付着
させるによって感光性（象形成部材を作製した。続いて
、この像形成部材は５５ボルトに正帯電でき、わずか４
０ボルト／秒の暗減衰を有していた。露光時に、この像
形成部材は完全に放電し多層からの移送層−１の光、励
起子ヤリャーの注入に対するバリヤーのないことを示し
ていた。

実梅例３光励起層として各々が２０原子％の水素を含み、ｐ層と
しての１００％のケイ素をｎ層として１００％のゲルマ
ニウムを含むｐ−タイプ水素化無定形ケイ素−水素化無
定形ゲルマニウム合金を用いる以外は実施例１および２
の手順を繰返すことによって赤外線感光性像形成部材を
作製できた。上記において、ゲルマニウムはドパントを
含まず、水素化無定形ケイ素は１１００ｐｐのほう素で
ドーピングしたものであった。交互層はそれぞれ５００
オングストロームの厚さを有していた。この部材はまた
正帯電でき、受は入れ可能な暗減衰を有していた。さら
に、水素化無定形ゲルマニウムの高暗電子伝導性はｐ−
タイプ水素化無定形ケイ素中の高濃度正孔による空間荷
電ドーピングにより、また同時に水素化無定形ゲルマニ
ウムの赤外吸収光学特性を♀ＩＦ持するごとによって中
和されているものと硫（３している。

暗減衰および光誘起減衰電位（上記各実施例参照）は官
光体周囲に沿って取り付けられた一連の電気プローブに
よって測定した。これは像形成部材を標準スキャンチー
中でその光う３電特性を測定する目的で試験することに
より行うものである。

このスキャンナーは像形成部材を軸に沿って取り付は回
転させる設備を備えた装置からなる。また、荷電コロト
ロン露出ワイヤー、消去ランプ、および電圧測定プロー
ブはスキャンナーの周囲に沿って取り付けられている。

この試験はスキャンナーを２Ｑｒｐｍの表面速度で操作
せしめ像形成部材をｌＱｃｍ長コロトロンによって７，
０００ボルトコロナ電位の正または負極性に露出するこ
とによって行った。スキャンナー試験結果は像形成部材
の帯電能力、即ち、暗減衰値および光照射にさらしたと
きの放電特性を示す。

得られたデータは、像が前述の像形成部材特に実施例２
および３の部材によって形成でき、現像できかつ転写で
きることを示しており、得られた像は背景付着物のない
すぐれた解像力を有するものであった。

他の感光性像形成部材は上記の手順によって作製できる
が、水素化無定形ケイ素の光励起多層型溝ｊ１交互薄層
として、水素化無定形ゲルマニウムの交互層または水素
化無定形ケイ素、水素化無定形ゲルマニウム合金の交互
層を用いる。合金組成は前述したとおりである。

本発明を特定の好ましい実施態様について説明して来た
けれども、本発明をこれらに限定する積りはない。むし
ろ、当業者ならば、それらの等刷物を含む種々の変形お
よび修正が本発明の精神および本発明の範囲内において
なし得ることを理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光性像形成部材の一部断面図である
。第２図は本発明の光ｍ電性像形成部材用のｐ、ｎ光励起
層の一部断面図である。３・・・・・・Ｗ体、５・・・・・・電荷移送層、７・
・・・・・光Ｊｊ起層、７１．７３，７５，７７．７９
・・・・・・ｐ−タイプ交互水素化無定形ケイ素−ゲル
マニウム合金層、７２．７４，７６．７８．８０・・・
・・・ｎ−タ・イブ交互水素化無定形ケイ素−ゲルマニ
ウム合金層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）支持基体；水素化無定形ケイ素、水素化無定形ゲ
ルマニウム、および水素化無定形ケイ素と水素化無定形
ゲルマニウムとの合金からなる群より選ばれた成分の約
８〜約１００層の交互層からなるｐ、ｎ多接合光励起層
；および電荷移送層とからなる像形成部材。
（２）約１０〜約３０の交互層が存在する特許請求の範
囲第（１）項記載の像形成部材。
（３）合金が式：ｐ−ドーピングＳｉ＿ｘＧｅ＿１＿−
＿ｘ／ｎ−ドーピングＳｉ＿ｙＧｅ＿１＿−＿ｙ（式中
、ｘおよびｙは０〜１の数である）を有する特許請求の
範囲第（１）項記載の像形成部材。
（４）光励起多層型構造体が約０．５〜約２ミクロンの
厚さを有する特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部
材。
（５）電荷移送層が水素化無定形ケイ素、プラズマ蒸着
酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケイ素、チッ化ほう素
、無定形炭素およびオルガノシランからなる群より選ば
れる特許請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（６）水素が約１０〜約４０原子％の量で存在する特許
請求の範囲第（１）項記載の像形成部材。
（７）ドーピングした水素化またはハロゲン化無定形ケ
イ素合金光励起層の少なくとも１０層の薄層からなる交
互成分、およびこれと接触した電荷移送層とからなる静
電写真像形成部材。
（８）ドパントを含有する水素化またはハロゲン化無定
形ケイ素合金光励起層の少なくとも１０層の薄層からな
る交互成分、およびこれと接触した水素化無定形ケイ素
、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケイ素
、チッ化ほう素、無定形炭素およびオルガノシランから
なる群より選ばれた成分を含む電荷移送層とからなる静
電写真像形成部材。
（９）ドパントがｐおよびｎ成分よりなる群から選ばれ
る特許請求の範囲第（８）より記載の像形成部材。
（１０）ｐドパントがほう素である特許請求の範囲第（
８）項記載の像形成部材。
（１１）ｎドパントがリンである特許請求の範囲第（９
）項記載の像形成部材。
（１２）ｐほう素ドパントが約１０〜約１００ｐｐｍの
量で存在する特許請求の範囲第（１０）項記載の像形成
部材。
（１３）ｎリンドパントが約１〜約１０ｐｐｍの量で存
在する特許請求の範囲第（１１）項記載の像形成部材。
（１４）光励起層が無定形ケイ素ゲルマニウム合金であ
る特許請求の範囲第（８）項記載の像形成部材。
（１５）光励起層が無定形ケイ素錫合金からなる特許請
求の範囲第（８）項記載の像形成部材。
（１６）光励起層が水素化炭素ゲルマニウム合金からな
る特許請求の範囲第（８）項記載の像形成部材。
（１７）さらに支持基体を含む特許請求の範囲第（８）
項記載の像形成部材。
（１８）光励起層の総厚が約０．５〜約２ミクロンであ
る特許請求の範囲第（８）項記載の像形成部材。
（１９）電荷移送層が約５〜約５０ミクロンの厚さを有
する特許請求の範囲第（８）項記載の像形成部材。
（２０）特許請求の範囲第（１）項記載の感光性像形成
部材を用意し、この部材を像形成的に露光し、得られた
像をトナー組成物で現像し、続いて像を適当な基体に転
写し、必要に応じて像を基体に永久的に定着させること
からなる像形成方法。
（２１）ドパントをｐおよびｎドパントからなる群より
選択する特許請求の範囲第（２０）項記載の像形成方法
。
（２２）ｐドパントがほう素である特許請求の範囲第（
２１）項記載の像形成方法。
（２３）ｎドパントがリンである特許請求の範囲第（２
１）項記載の像形成方法。
（２４）ｐほう素ドパントが約１０〜約１００ｐｐｍの
量で存在する特許請求の範囲第（２２）項記載の像形成
方法。
（２５）ｎリンドパントが約１０〜約１００ｐｐｍの量
で存在する特許請求の範囲第（２３）項記載の像形成方
法。
（２６）約１０〜約３０の交互層が存在する特許請求の
範囲第（２０）項記載の像形成方法。
（２７）合金が式：ｐ−ドーピングＳｉ＿ｘＧｅ＿１＿
−＿ｘ／ｎ−ドーピングＳｉ＿ｙＧｅ＿１＿−＿ｙ（式
中、ｘおよびｙは０〜１の数である）を有する特許請求
の範囲第（２０）項記載の像形成方法。
（２８）多層用として各ハロゲン化成分を用いる特許請
求の範囲第（２０）項記載の像形成方法。
（２９）電荷移送層が水素化無定形ケイ素、プラズマ蒸
着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケイ素、チッ化ほう
素、無定形炭素およびオルガノシランからなる群より選
ばれる特許請求の範囲第（２０）項記載の像形成方法。
（３０）水素が約１０〜約４０原子％の量で存在する特
許請求の範囲第（２０）項記載の像形成方法。
（３１）静電写真像形成部材が水素化またはハロゲン化
無定形ケイ素合金光励起層の少なくとも１０層の薄層か
らなる交互成分；およびこれと接触した水素化無定形ケ
イ素、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケ
イ素、チッ化ほう素、無定形炭素およびオルガノシラン
からなる群から選ばれた成分を含む電荷移送層とからな
る特許請求の範囲第（２０）項記載の像形成方法。