JPS6398667A - 電子写真感光体 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はシリコンを光導Ｎ層に用いた耐環境性の良好な
電子写真感光体に関し、特に帯電特性、暗減衰特性およ
び光感度特性等を改善した電子写真感光体に係る。

（従来の技術） 水ＩＨを含有するアモルファスシリコン（以下、ａ−３
ｉ：ｌ−１と略す）は、近年光電変換材料として注目さ
れており、太陽電池、薄膜トランジジスタ、およびイメ
ージセンサ等の外、電子写真プロセスの感光体にも応用
されている。

電子写真感光体としてのａ−８ｉ：ｌ−１は下記のよう
な特長を有しているため、従来広く使用されて来た電子
写真感光体の光導電層構成材料、即ちＣｄＳ、ＺｎＯ，
Ｓｅ、若しくは５ｅ−Ｔｅ等の無薇材料や、ポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）若しくはトリニトロフ
ルオレノン（ＴＮＦ）等の有ぼ材料に代る電子写真プロ
セスの感光体として注目されている。

第一の特長は、ａ−８ｉ：Ｈが無公害物質であるため、
前記の無機材料および有機材料のように回収処理の必要
がないことである。

第二の特長は、可視光領域で高い分光感度を有し、また
表面硬度が高く耐摩耗性および耐衝撃性が優れている等
の利点を有してことである。

上記特長を有するａ−３ｉ：）−１は、カールソン方式
（ゼログラフィ一方式）による感光体として検討が進め
られている。この場合、感光体には光感度が高いことの
みならず、表面電荷を充分に保持できる高い抵抗が要求
されるが、この両特性をａ−３ｉ二ｌ−１の単一膜構造
で満足させることは困難である。このため、ａ−３ｉ：
ｌ−１光導電層と導電性支持体との間に障壁層を設け、
且つ光導電層上に表面電荷保持層を設けた積層型の構造
とすることによって電荷保持能力を高め、上記の要求を
満足させる手段が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 通常の場合、上記のａ−３ｉ：）−１膜はシラン系ガス
を使用したグロー放電分解法により形成され、その際に
膜中に取り込まれる水素によってシリコンのダングリン
グボンドが飽和される。従って、取込まれる水素量の差
によって電気的および光学的特性が大きく変動する。

即ち、ａ−８ｉ：Ｈ膜に侵入する水素の量が多くなると
、ダングリングボンドの飽和度が高くなって光学的バン
ドギャップが大きくなる。これはａ−３ｉ：Ｈの抵抗を
高くする反面、長波長光に対する光感度を低下させるた
め、例えば長波長の半導体レーザ光源を搭載したレーザ
ビームプリンタに使用するのは困難となる。また、ａ−
８ｉ：Ｈ膜中の水素含有量が過剰になると、成膜条件に
よっては３１−８ｉ結合の開裂を伴って膜中の大部分に
（３ｉＨ２）ｎ及びＳｉＨ２等の結合構造が形成される
ことがある。これはボイドの増加をもたらし、また新た
なシリコンダングリングボンドを生成させるため、光導
電特性が劣化し、電子写真感光体として使用不能になっ
てしまう。

逆にａ−８ｉ：ｌ−１中に取込まれる水素の量が低下す
ると、光学的バンドギャップは小さくなる。

このため抵抗は小さくなってしまうが、長波長光に対す
る光感度は増加する。また、シリコンダングリングボン
ドが飽和されずに残留するから、発生するキャリアの移
動度が低下し、キャリア寿命が短くなる。そのため光導
電特性が劣化し、電子写真感光体としては使用し雌いも
のとなる。

上記のように、電子写真感光体の光導電層を単一のａ−
８ｉ：８層のみで構成した場合、ａ−８ｉ：Ｈ膜の製造
条件によって特性が大きく変化し、望ましい特性が得ら
れない問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ａ−８ｉ：
Ｈ感光体と同様に基板との密着性および耐環境性に優れ
ると共に、帯電能に優れ、残留電位が低く、しかも近赤
外領域までの広い波長領域に屋って感度が高い電子写真
感光体を提供することを課題とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 発明者は種々研究を重ねた結果、感光体の少なくとも一
部に、相互に光学的バンドギャップが異なる厚さ３０〜
５００人の薄い半導体層を積層したベテロ接合超格子構
造を使用することによって上記の課題を達成できること
に想到し、本発明に至ったものである。

即ち、本発明による電子写真感光体は、導電性支持体と
、光導電層とを有する電子写真感光体において、前記光
導電層は、その少なくとも一部が光学的バンドギャップ
が相互に異なり且つ厚みが３０〜５００人である二種以
上の半導体層を積層して構成されていることを特徴とす
るもので、ヘテロ接合超格子を構成する前記半導体層と
してパラマイクロクリスタリンシリコン（ｐａｒａ−μ
ｃ−８ｉ）と、炭素、Ｉ！素、窒素のうち少なくとも一
種の元素を含有するアモルファスシリコン（夫々ａ　−
８ｉＣ，ａ−８ｉｎ、ａ−８ｉＮ等と略す）を用いる。

上記ｐａｒａ　−ｔｔ　ｃ　−Ｓ　ｉは、非晶質のａ−
３ｉと成る程度の微結晶を含有するマイクロクリスタリ
ンシリコン〈μｃ−８ｉ）との中間の性質を示す。

なお、μｃ−８ｉは粒径が約数十オンゲストロムの微結
晶シリコンと非晶質シリコンとの混合層により形成され
ているものと考えられ、以下のような物性上の特徴を有
している。第一に、Ｘ線回折測定では２θが２８〜２８
．５°付近にある結晶回折パターンを示し、ハローのみ
が現れる無定形のａ−３ｉから明確に区別される。第二
に、μｃ−８ｉの暗抵抗は１０１０Ω・Ｃ２以上に調整
することができ、暗抵抗が１０！１０・αのポリクリス
タリンシリコンからも明確に区別される。

ｐａｒａ−μｃ−３ｉについて更に詳しく説明すると、
ａ−３ｉと同様、μｃ−８ｉのように明瞭なＸ線結晶回
折パターンを示すことはなく、また電子顕微鏡でも結晶
領域を直接観察することはできない。しかし、Ｘ線回折
では２θが２７〜２８°の近傍に幅広いピークを示す。

また、５００℃〜６００℃程度の熱処理によって結晶化
が進み、μＣ−８ｉ：Ｈとなるのに対し、ａ−８ｉ：Ｈ
ではこのような微結晶化は起こらない。これらの性質が
ら、ｐａｒａ　−μｃ　−Ｓ　ｉは５〜２０人の粒径の
ｔＢｔｌ！ｉ結晶シリコンを含有しており、これが核に
なって微結晶が成長するものと考えられる。このような
超微結晶の存在により、これら超微結晶間を通って流れ
る所謂パーコレーションパスが形成されるため、ｐａ　
ｒａ−μＣ−８ｉの光学的バンドギャップ（ＥＱ’　）
はａ−３ｉより小さく、またａ−８ｉよりも大きいドリ
フト移動度を有している。因みに、ｐａｒａ　−ｕ　ｃ
　−Ｓ　ｉ及びａ−３ｉの両者に”）ｌｒＮて、ＥＱｏ
と電子の移動度（タイム・オブ・フライト法による）を
比較すれば下記の通りである。

＜ＥＱ”　　（ｅＶ）＞ ・ｐａｒａ−ｕｃ−８ｉ：Ｈ１，６０ −ａ　−Ｓ　ｉ　　：　Ｈ１，６５〜１．７５くドリフ
ト移動度（ｃｍ２／■・５ｅＣ）〉−ｐａｒａ−μｃ−
８ｉ：Ｈ１０−”　〜１００−ａ−８ｉ　：）−１１０
−２〜１０−１本発明において、ａ−８ｉとして上記の
ａ−８ｉＣ，ａ−８ｉｏ、ａ−８ｉＮ等を用いるのは、
光導電層を構成するａ−８ｉの光学的バンドギャップ（
ＥＱ’　）を調節するためと、光導電層の抵抗を増大さ
せるためである。

本発明で用いる上記μｃ−８ｉの光学的バンドギ’ｒｐ
ｙプ（ＥＱ’　）は、１．５〜１．７ｅ■とするのが望
ましい。また、ａ−８ｉ　Ｃ，ａ−８ｉ　Ｏ，ａ−８’
＋Ｎ等の光学的バンドギャップは、μＣ−３ｉとの間で
超格子構造が形成されるような適当な値に設定する。こ
の望ましいＥｇｏを得るため夫々に所要量の水素を添加
し、ｐａｒａ−μＣ−８ｉ　：Ｈ，ａ−ｓｉｃ：ｌ−１
，ａ−ｓｉｏ：）（、ａ−８ｉＮ：Ｈ等として使用する
のが好ましい。これによってシリコンのダングリングボ
ンドが補償され、暗抵抗と明抵抗との調和がとれ、光導
電特性が向上する。

なお、実際）ｐａｒａ　−ｕ　ｃ　−Ｓ　ｉ脱及びａ−
３ｉ膜は、製造条件等の具体的な要因によって弱いＰ型
またはＮ型を帯びることが多い（特にＮ型になり易い）
。そこで、超格子構造を形成するために必要なＩ型とす
るために、夫々逆の導電型を有する不純物を軽くドープ
して前記のＰ型またはＮ型を打消すのが望ましい。

また、ｐａｒａ−ｕ　ｃ　−Ｓ　ｉにライてもＥｇ’を
調整するために、必要に応じて炭素、酸素、窒素のうち
の少なくとも一種の元素を含有させてもよい。

（作用） 本発明の電子写真感光体では、光１３電層に前記超格子
構造が設けられているため、この領域では発生したキャ
リアの寿命が長く、移動度も大きくなる。その理論につ
いては未だ充分に確立しているとは言えないが、超格子
構造に特長的な周期的井戸型ポテンシャルによる量子効
果であることは疑いがなく、これは特に超格子効果とい
われる。

こうして光導電層でのキャリアの移動度が大きくなり、
またキャリアの寿命が長くなることによって電子写真感
光体の感度は著しく向上することになるが、その詳細に
ついては後述する通りである。

また、光導電層材料に用いたｐａｒａ−μＣ−３ｉ：Ｈ
は、既述したＥＱｏ及びドリフト移動度の関係から長波
長光に対する感度が高く、良好な光ｓ電性を示すため、
半導体レーザ（波長的７７０ｎｍ）を用いたプリンタや
高速運転の複写礪用感光体として充分な感度が得られる
。

更に、本発明では光導電層を構成するａ−８ｉに炭素、
酸素、窒素のうちの少なくとも一種を含有させているた
め、光導電層の抵抗を増大して表面の電荷保持能力を高
めることができる。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図である。同図において、１は導電性支持
体である。該導電性支持体の上には障壁ＷＪ２が形成さ
れ、その上には光導電層３が形成されている。更に、光
導電層３の上には表面層４が形成されている。

第２図は本発明の他の実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図で、この実施例では電荷発生層および電
荷輸送層からなる機能分離型の光導電層が用いられてい
る。即ち、導電性支持体１及び障壁層２の上に電荷輸送
層５が形成され、該電荷輸送層の上に電荷発生層６が形
成されている。

更に、電荷発生層６の上には表面層４が形成されている
。

上記第１図および第２図の実施例における各部の詳細は
、次に説明する通りである。

導電性支持体１は、通常はアルミニウム製のドラムで構
成される。

障壁層２はμｃ−３ｉやａ−３ｉを用いて形成してもよ
く、またａ−ＢＮ：Ｈ（窒素および水素を添加したアモ
ルファス硼素）を使用してもよい。

更に、絶縁性の膜を用いてもよい。例えば、ｐａ　ｒａ
−ｕＣ−８ｉ　：　ｌ−１及びａ−８ｉ：ＨＩＣ炭素Ｃ
１窒素Ｎ及び酸素０から選択された元素の一種以上を含
有させることにより、高抵抗の絶縁性障壁層を形成する
ことができる。障壁層２の膜厚は１００人〜１０ＪＪＩ
ＩＬが好ましい。

上記障壁Ｆｍ２は、導電性支持体１と光導電層３（また
は電荷発生層５）との間の電荷の流れを抑制することに
より感光体表面の電荷保持機能を＾め、感光体の帯電能
を高めるために形成されるものである。従って、半導体
層を障壁層に用いてカールソン方式の感光体を構成する
場合には、表面に帯電させた電荷の保持能力を低下させ
ないために、障壁ＷＩ２をＰ型またはＮ型とする。即ち
、感光体表面を正帯電させる場合には障壁層２をＰ型と
し、表面電荷を中和する電子が光導電層に注入されるの
を防止する。逆に表面を負帯電させる場合には障壁層２
をＮ型とし、表面電荷を中和するホールが光導電層へ注
入されるのを防止する。障壁層２から注入されるキャリ
アは光の入射で光導電層３．６内に発生するキャリアに
対してノイズとなるから、上記のようにしてキャリアの
注入を防止することは感度の向上をもたらす。なお、ｐ
ａｒａ−μｃ−８ｉ　：　Ｈやａ−８ｉ：ＨをＰ型にす
るためには、周期律表の第■族に属する元素、例えば硼
素Ｂ、アルミニウムＡ２、ガリウムＧａｓインジウムＩ
ｎ１及びタリウムＴλ等をドーピングすることが好まし
い。また、ｐａｒａ−μＣ−８ｉ　：Ｈやａ−８ｉ：ｔ
ｌｒＮ型にするためには周期律表の第Ｖ族に属する元素
、例えば窒素、燐Ｐ１砒素Ａｓ、アンチモンＳｂ１及び
ビスマス３ｉ等をドーピングすることが好ましい。

第１図の実施例における光導電層３および第２図の実施
例における電荷発生層２６は、ｉＴａ図にその断面を拡
大して示すように、膜厚が夫々３０〜５００人の範囲に
あるｐａｒａ　−ｔｔｃ−８ｉ　：　ＨａｌＪｌｌｌ及
びａ−８ｉ　Ｎ　：　Ｈｉｄ［層１２を交互に積層して
構成されている。ｐ、ａｒａ−μｃ−３ｉ：１−１８層
１１及びａ−３ｉＮ：８１層１２には、水素Ｈを０．０
１乃至３０原子％、好ましくは１乃至２５原子％含有さ
せる。これにより、シリコンのダングリングボンドが補
償され、暗抵抗と明抵抗との調和がとれ、光導電特性が
向上する。

既述したように、ｐａｒａ−μｃ−３ｉ　：　Ｈ薄層１
１とａ−８ｉＮ：８１層１２とは光学的バンドギャップ
（ＥＱ’　）が相違する。即ち、この場合はｐａｒａ−
μｃ−８ｉ　：　Ｈｉｅ層１１のＥｇ’が１．６ｅ■、
ａ−ｓ＋Ｎ：Ｈ薄層１２のＥＱ′″は１．９ｅ■である
。従って、厚さ方向を横軸、縦軸にＥｇｏをとったエネ
ルギーバンド図は第４図のようになる。図から明らかな
ように、Ｅｇｏの大きいａ−３ｉＮ：Ｈ薄層１２がポテ
ンシャルバリアとなり、ＥＱ″′の小さいｐａｒａ−μ
ｃ−８ｉ　：　Ｈｉｄ層１１がポテンシャル井戸となる
周期的なポテンシャル、即ち超格子ポテンシャルが形成
される。

なお、超格子構造を構成する薄層１１．１２のＥＱｏと
膜厚を変更することにより、ヘテロ接合超格子構造にお
ける見かけのバンドギャップを自由に調整することがで
きる。

上記のような超格子構造ではバリア薄層が極めて薄いの
で、電子はトンネル効果によりバリアを通過して超格子
構造中を走行する。また、相互に近接す−るポテンシャ
ル井戸のエネルギ一単位間で相互に摂動が生じ、超格子
構造全体に広がるエネルギーバンドが形成される（超格
子効果）。このため、超格子構造内ではバルク半導体領
域に比べて著しく大きいキャリア移動度が得られる。ま
た、前記超格子効果によってキャリアに対する再結合中
心の影響が小さくなり、従ってキャリアの寿命はバルク
内での寿命の５〜１０倍と長くなる。こうして光導電層
内でのキャリアの移動度および寿命が向上することによ
り、電子写真感光体としての感度は著しく高くなる。こ
れについては更に後述する。

第２図の実施例における電荷輸送層５としては、例えば
ａ−８ｉ　：Ｈ，ｕｃ−８ｉ　：　Ｈのように障壁層２
および電荷発生層６との密着性が良好なものを用いる。

また、ａ−８ｉ：ＨやμＣ−３ｉ：Ｈを用いる場合には
、酸素、炭素および／または窒素を添加して抵抗を増大
させ、表面電荷の保持能力を向上させるのが好ましい。

表面層４は、ａ−８ｉＮ：Ｈ（窒素および水素を添加し
たアモルファスシリコン）、ａ−３ｉＯ：Ｈ（１！素お
よび水素を添加したアモルファスシリコン）、ａ−８ｉ
Ｃ：Ｈ（炭素および水素を添加したアモルファスシリコ
ン）等の無機化合物、或いはポリ塩化ビニル及びポリア
ミド等の有機材料で形成される。このような表面１１４
を設けるのは次の理由からである。即ち、光導電層３や
電荷発生層６のａ−５ｉ：ｌ−１等は屈折率が３乃至３
．４と比較的大きいため、表面での光反射が起き易い。

この光反射は光導電層３または電荷発生層６に吸収され
る光量の割合を低下させ、光損失を大きするため、表面
層４を設けて反射を防止するのである。また、表面層４
を設けることによって光導電層３又は電荷発生１１６を
損傷から保護し、更に帯電能を向上して表面に電荷が良
くのるようにすることができる。

次に、上記実施例になる電子写真感光体の全体的な作用
について、第５図を参照して説明する。

−なお、以下の説明は第２図に示した機能分離型の実施
例間するものであるが、第１図の実施例についても略同
様にあてはまるものである。

まず、コロナ放電を用いることにより、電子写真感光体
の表面層４を約５００ｖの正電圧で帯電させる。これに
より表面層４と導電性支持体１との間には電界が誘起さ
れ、第７図に示すようなボテシャルが形成される。この
感光体の所定領域に選択的に光（ｈν）を入射すると、
光入射領域では電荷発生層６内で電子−正孔のキャリア
対が発生し、これら各キャリアは感光体中の電界によっ
て夫々の導電帯を移動する。即ち、正孔は導電性支持体
１側に向けて加速され、電荷輸送層５および障壁層２を
通って導電性支持体１に流出する。一方、電子は表面層
４側に向けて加速され、表面層４に到達して既に表面に
帯電されている正電荷を中和する。その結果、光入射領
域では表面層２に帯電されていた正電荷が消失し、光が
入射されなかった領域にのみ正電荷が残留するから、表
面層４には光の入射分布に対応した静電潜像が形成され
る。従って、負に帯電したトナーを散布して現像処理を
行なえば前記静電潜像に対応したトナーによる顕像が形
成され、これを紙表面に熱転写することによって印刷さ
れた画像が得られる。

上記の作用説明から明らかなように、カールソン方式に
よる電子写真感光体の感度は、最初に感光体表面に帯電
された正電荷の保持能力と、光入射で発生した電子（光
電子）が前記正電荷を中和する効率に依存する。既述の
ように、この実施例の感光体では障壁層２の存在および
電荷発生層６の抵抗増大によって、表面に帯電された正
電荷が光電子の中和によらないで消失することを防止し
ている。また、電荷発生層６の超格子構造により光電子
の移動度が大きく且つ寿命が長いから、発生した光電子
は途中で消滅することなく高い効率で表面の正電荷を中
和する。また、表面層４で入射光の反射を防止している
ことも感度の向上に寄与する。これらの要素によって、
上記実施例の電子写真感光体は極めて高い光導電特性を
有し、従来の感光体よりも鮮明な画像を得ることができ
る。

なお、表面を負に帯電させた場合の作用も、上記と略同
様である。

次に、上記実施例の電子写真感光体を構成するｐａｒａ
−μｃ−８ｉ　：　Ｈ膜、ａ−８ｉ：ｌ−１膜、μＣ−
８ｉ：Ｈ膜等を形成する方法について説明する。

これらの薄膜はグロー放電分解法で形成することができ
る。即ち、原料としてＳ　＋　Ｈ４及び５ｉ２Ｈｓ等の
シラン類ガスを反応室に導入し、高周波によりグロー放
電することにより、ｐａ　ｒａ　−μｃ−Ｓｉ薄層やａ
−３ｉ：ｌ−１薄層等を成膜すると同時に、該薄層中に
Ｈを添加することができる。

この場合、必要に応じて水素またはヘリウムをシラン類
のキャリアガスとして使用することができ、これらキャ
リアガスで稀釈した方が欠陥の少ない薄膜を形成できる
。このようなプラズマ条件下では、成膜中のシリコン表
面において水素原子が活性な水素原子またはヘリウム原
子の衝突で弾き飛ばされるため、シリコン層内の水素含
有量が少なくなる。このためＥｑｏが小さくなって長波
長領域の光を吸収し易くなり、波長７７０　ｎｍ程度の
近赤外光に対しても光導電性を示すようになるから、半
導体レーザを光源としたプリンタの光導電層材料として
好適となる。また、上記プラズマ条件によると膜中のシ
リコン３ｉが４配位で結合している領域が多くなり、ダ
ングリングボンドが生じ難くなる。従って、欠陥が少な
くキャリア移動度も大きくなる。

なお、グロー放電分解法によらず、例えばスパッタリン
グ等の物理的な方法によっても、これ等の薄層を形成す
ることができる。但し、スパッタ法等では水素の添加量
を制御するのが難かしい。

上記のように、ｐａｒａ−μｃ−８ｉ　：　Ｈやμｃ−
８ｉ：Ｈを成膜する方法は、ａ−８ｉ：）ｌを成膜する
方法と同じである。その場合、成ｍ基体の温度をａ−８
ｉ：Ｈを形成する場合よりも＾く設定し、且つ高周波電
力をａ−８ｉ：）−１の場合よりも高く設定することに
より、μｃ−３ｉ：ｌ−１やｐａｒａ−μｃ−８ｉ：Ｈ
を形成し易くなり、且つシランガス等の原料ガスの流量
を増大させて成膜速度を早くすることができる。また、
原料ガスのＳｉＨ＋及び５ｉ２Ｈｓ等の高次のシランガ
スを水素で稀釈したガスを使用すれば、μＣ−８ｉ：Ｈ
やｐａｒａ−ｔｌｃ−８ｉ　：　Ｈを一層効率良く形成
することができる。

上記の成膜法において、原料ガスにＮ２またはＮＨ３ガ
スを所要量添加すればａ−８ｉＮ：ＨＩＩＧＩを形成す
ることができる。またａ−ｓ　＋　ｃ　：　Ｈ膜は、通
常、ＳｉＨ＋とＣＨ４との混合ガスをグロー放電するこ
とによって成膜することができる。

必要に応じ、シラン類のキャリアガスとして水素または
ヘリウムガスを使用することができる。また、シラン類
ガスとハロゲン化硅素ガスとの混合ガスで反応させても
、同様にＨを含有するａ　−８ｉＮ：およびＩ）ａｒａ
−μＣ−８ｉ　：　Ｈを成膜することができる。

既述のように障壁層２としてａ−ＢＮ　：　８層を用い
ることもできるが、この成膜には８２　Ｈ６＋Ｎ２の混
合ガス、もしくは８２　Ｈ２＋Ｎ＠３の混合ガスを用い
た高周波グロー放電分解法による。

以下に第６図を参照し、上記実施例の電子写真感光体を
グロー放電法により製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスボンべ２）．２２，２３．
２４には、例えば夫々ＳｉＨ＋　、Ｂ２　Ｈａ　、Ｈ２
、ＣＨ４等の原料ガスが収容されている。これらガスボ
ンベ内のガスは、流量調整用のバルブ２６及び配管２７
を介して混合器２８に供給されるようになっている。各
ボンベには圧力計２５が設置されており、該圧力計２５
を監視しつつバルブ２６を調整することにより混合器２
８に供給する各原料ガスの流量及び混合比をｌｆｆ１５
できる。混合器２８にて混合されたガスは反応容器２９
に供給される。反応容器２９の底部３１には、回転軸３
０が鉛直方向の回りに回転可能に取付けられている。該
回転軸３０の上端に、円板状の支持筒３２がその面を回
転軸３０に垂直にして固定されている。反応容器２９内
には、円筒状の電極３３がその軸中心を回転軸３０の軸
中心と一致させて底部３１上に設置されている。

感光体のドラム基体３４が支持台３２上にその軸中心を
回転軸３０の軸中心と一致させて載置されており、この
ドラム基体３４の内側にはドラム基体加熱用のヒータ３
５が配設されている。電極３３とドラム基体３４との間
には高周波電源３６が接続されており、電極３３および
ドラム基体３４間に高周波電流が供給されるよういなっ
ている。回転軸３０はモータ３８により回転駆動される
。反応容器２９内の圧力は圧力計３７により監視され、
反応容器２９はゲートバルブ３８を介して真空ポンプ等
の適宜の排気手段に連結されている。

上記製造装置により感光体を製造する場合には、反応容
器２９内にドラム基体３４を設置した後、ゲートバルブ
３９を開にして反応容器２９内を約０、Ｉ　Ｔｏｒｒの
圧力以下に排気する。次いで、ボンベ２），２２，２３
．２４から所要の反応ガスを所定の混合比で混合して反
応容器２９内に導入する。この場合に、反応容器２９内
に導入するガス流口は反応容器２９内の圧力が０．１乃
至１．０Ｔｏｒｒになるように設定する。次いで、モー
タ３８を作動させてドラム基体３４を回転させ、ヒータ
３５によりドラム基体３４を一定潟度に加熱すると共に
、高周波電源３６により置換３３とドラム基体３４との
間に高周波電流を供給して、両者間にグロー放電を形成
する。これにより、ドラム基体３４上にａ−８ｉ：Ｈが
堆積する。なお、原料ガス中にＮ２　Ｑ、ＮＨ３、ＮＯ
２、Ｎ２　。

ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４，０２ガス等を使用することにより、
これらの元素をａ−８ｉ：Ｈ中に含有させることができ
る。

このように、この発明に係る電子写真感光体は。

クローズドシステムの製造装置で製造することができる
ため、人体に対して安全である。

Ｒ侵に、本発明に係る電子写真感光体を成脱し、電子写
真特性を試験した結果について説明する。

ＬＩＬ二 必要に応じて干渉防止のための酸処理、アルカリ処理お
よびサンドブラスト処理を施した直径８０１１幅３５０
ｕ＋のアルミニウム製ドラム基体を反応容器内に装着し
、反応容器を約１０−’Ｔｏｒｒの真空度に排気した。

ドラム基体を３００℃に加熱し、１０「ｐ■で自転させ
つつ、ＳｉＨ＋ガスを５００８ＣＣＭ、Ｂ２　Ｈ６ガス
をＳｉＨ４ガスに対する流量比で１０−’、ＣＨ４ガス
を１１００５ＣＣの流量で反応容器内に導入し、反応容
器内を１ＴＯ，ｒｒに調節した。続いて１３．５６　Ｍ
　ＨＺの高周波電力を印加してプラズマを生起させ、Ｐ
型のａ−８ｉＣ：Ｈ障壁層を形成した。

次いで、Ｂ２　Ｈ６／Ｓ　ｉ　Ｈ４比を１０−７、ＣＨ
４ガスをＯに設定し、５００Ｗの高周波電力を投入して
膜厚２０Ｊｌｒｔのｉ型ａ−５ｉ：Ｈ電荷輸送層を形成
した。

次に、放電を一旦停止してＮＨ３ガス流量を１２０ＳＣ
ＣＭ導入し、反応圧力を１．２　Ｔｏｒｒ　ニ調節した
後、５００　Ｗの高周波電力を印加して膜厚５０人のａ
−８ｉＮ：Ｈ２Ｎ層を形成した。次に、ＳｉＨ＋ガスが
５００　ＳＣＣＭ、Ｈ２ガスが５００ＳＣＣＭ、８２　
Ｈｓ　／Ｓ　ｉ　Ｈ４が１０−Ｔになるように設定した
後、７０（ＩＷの８８波電力を印加して５０人のｐａｒ
ａ−μｃ−８ｉ：Ｈ薄層を形成した。

このような操作を繰返して、２５０層のａ　−８ｉ　Ｎ
　：　Ｈｉｄ層と２５０層のｐａｒａ−μｃ−８ｉ　：
　Ｈ層とを交互に積層し、ヘテロ接合超格子４ｆ４造の
心荷発生層を５ｕｒＩＬの厚さに形成した。次いで、表
面層として厚さ０．５ｕ！Ｉｔのａ−８ｉＣ：８表面層
を形成した。

乳ＩＬと この例では、製造例１と同様にｐ型ａ−３ｉＣ：Ｈ障壁
層およびｉ型ａ−８ｉ：Ｈ電荷輸送層を形成し、その後
、ＣＨ４ガス流量を１１０００８ＣＣに設定し、反応圧
力が１，２　　ｏｒｒ、＾周波電力が５００Ｗの条件で
ａ−８ｉＣ：Ｈ薄層を５０人形成した。次いで、試験例
１と同様にしてｐａｒａ−μｃ　　Ｓ　ｉ　：　ＨｒＩ
Ｊ８を５０人形成した。このような操作を繰返し、２５
０層のａ−ｓ　＋　ｃ　：　Ｈ薄層と２５０層のｐａｒ
ａ−ｕｃ−８ｉ　：　Ｈ薄層とを交互に積層して、５厚
のへテロ接合超格子構造の電荷発生層を゛形成した。そ
の後、ａ−３ｉ：ｌ−１表面層を０．５−形成した。

上記の製造例１．２で得られた感光体は、何れも半導体
レーザの発掘波長である７８０〜７９０　ｎｍの長波長
光に対しても高い感度を有していた。この感光体を半導
体レーザプリンタに搭載してカールソンプロセスにより
画像を形成したところ、感光体表面の露光量が２５ｅｒ
！］／ｃｍである場合でも、鮮明で高解像度の画像を得
ることができた。

また、この感光体を繰返し帯電させたところ、転写画像
の再現性および安定性は極めて良好であり、更に、耐コ
ロナ性、耐湿性、および耐摩耗性等の耐久性が優れてい
ることが実証された。

なお、上記の例では電荷発生層の厚みを５／ＩＬとした
が、これに限らず１または３譚等に設定しても感光体と
して実用可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の電気写真感光体では光導
電層の一部または全部に、光学的バンドギャップが相互
に異なる８層を積層して構成される超格子構造を使用す
るから、可視光から近赤外光の広い波長領域にｎつで高
感度であり、キャリアの走行性が高いと共に、高抵抗で
帯電特性が優れる等、顕著な効果を得ることができる。

特に、本発明では薄層を形成する材料を適宜組合わせる
ことにより、任意の波長帯の光に対して最適の光導電特
性を有する感光体を得ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる電子写真感光体を示す
断面図であり、第２図は他の実施例になる電子写真感光
体を示す断面図、第３図は第１図および第２図の一部を
拡大して示す断面図、第４図は超格子構造のエネルギー
バンドを示す図、第５図は第２図の実施例になる電子写
真感光体の全体的な動作を示す説明図、第６図は本発明
の電子写真感光体を製造する装置を示す図である。 １・・・導電性支持体、２・・・障壁層、３・・・光導
電層、４・・・表面層、５・・・電荷輸送層、６・・・
重荷発生層、１１−ｐａｒａ　−μｃ　−Ｓ　ｉ　：　
Ｈ＊ＩＨ１１２−・・ａ−８ｉＮ：Ｈ薄層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体と、光導電層とを有する電子写真感
   光体において、前記光導電層はその少なくとも一部が、
   厚さ３０〜５００Åのパラマイクロクリスタリンシリコ
   ンと、炭素、酸素、窒素のうち少なくとも一種以上の元
   素を含有する厚さ３０〜５００Åのアモルファスシリコ
   ンとを交互に積層して構成されることを特徴とする電子
   写真感光体。
2. （２）前記パラマイクロクリスタリンシリコンとアモル
   ファスシリコンとは、水素を含有することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の電子写真感光体。
3. （３）前記光導電層は、周期律表の第III族または第Ｖ
   族に属する元素から選択された少なくとも一種の元素を
   含有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ま
   たは第（２）項記載の電子写真感光体。
4. （４）前記光導電層と支持体との間に障壁層が介挿され
   、更に前記光導電層上に表面層が形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項また
   は第（３）項記載の電子写真感光体。
5. （５）前記光導電層が、前記パラマイクロクリスタリン
   シリコンとアモルファスシリコンとを交互に積層して構
   成された電荷発生層と、その下に積層されている電荷輸
   送層とからなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項〜第（４）項の何れか１項記載の電子写真感光体。