JP2558286B2 - ｐ，ｎ多接合を有する多層型無定形ケイ素像形成部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般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
よびある層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、チッ化ケイ素、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1000
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感光
性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
いて高解像力の受入れ可能な形成を可能にする。

従来技術 静電写真像形成法、特に、静電複写像形成法は周知で
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、感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。伝導体は一
般に表面に光導電性材料を含む伝導性基体からなり、多
くの場合、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響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感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
形ケイ素の光導電性上部層とからなる電気写真感光性部
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℃〜350℃の温度に加熱し、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0.5〜100オ
ングストローム／秒の速度で付着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解像力の
受け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、像品質はしばしば像が部分的に消失
するまで劣下し続ける。

さらに、従来技術において、例えば、化学量論量のチ
ッ化ケイ素オーバーコーティングを含む無定形ケイ素感
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複
写を発生させる。しかも、上記チッ化ケイ素オーバーコ
ーティングによれば、解像力の減損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ィック デバイシス コ
ンテインニング、コンペンセイティット アモホアス
シリコン コンポジションズ（Electrophotographic De
vices Containing Compensated Amorphous Silicon Com
positions）”なる名称の米国特許出願第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
ィッド アモホアス シリコン コンポジションズ（El
ectrophotographic Devices Containing Overcoated Am
orphous Silicon Compositions）”なる名称の米国特許
出願第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ィング層
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タイプド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タイプドパントで重く
ドーピングした無定形ケイ素からなる捕捉薄層；および
特定の化学量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ィ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（Heterogeneous Electrophotographic Imaging Memb
ers of Amorphous Silicon）”なる名称の米国特許出願
第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蒸着酸
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
像形成部材では多数の薄い交互ｐ、ｎ成分を含む光励起
層を用いている点で主として異なる。

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4,394,425号、第4,409,308号、
第4,414,319号、第4,443,529号、第4,452,874号、第4,4
52,875号、第4,483,911号、第4,359,512号、第4,403,02
6号、第4,416,962号、第4,423,133号、第4,460,670号、
第4,461,820号、第4,484,809号および第4,490,453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4,420,546号、第4,471,042号、
第4,477,549号、第4,486,521号および第4,490,454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、高密度無定形ケイ
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4,237,501号；および
次の各米国特許、即ち、第4,359,514号、第4,464,076
号、第4,403,026号、第4,397,933号、第4,423,133号、
第4,461,819号、第4,237,151号、第4,356,246号、第4,3
61,638号、第4,365,013号、第3,160,521号、第3,160,52
2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、チッ化ケイ素および炭化ケイ素のような
オーバーコーティングが開示されている。チッ化ケイ素
オーバーコーティングの例には約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ック（Chittick）
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 Journal of the Electrochemical
Society）、vol.116、77、（1969）”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（Walter Spear）によ
り、1973年の***、ガルミィ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（the Fifth International Conference on Amor
phous and Liquid Semiconductors）”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 ソリッズ（Journal of Noncrystalline So
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.1
3、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
には的しているけれども、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領域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、プラズマ蒸着させた酸化ケイ素、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感光性と低暗
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
しに受け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。

発明の目的 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感光性像形成部材を
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
オルガノシ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、プラズマ蒸着酸化ケイ素、チッ化ケイ素、炭化ケイ
素、チッ化ケイ素、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。

同様に、本発明のさらに別の目的は低暗減衰特性、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。

さらに、本発明の別の目的はプラズマ蒸着酸化ケイ素
電荷移送層を含む、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ウムから誘導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。

発明の要約 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ｐ、ｎ薄光励起層、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、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〜約40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
群より選ばれた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100
層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ィング層も含み得る。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100
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感応
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
解像力の受け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、支持基板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
国特許出願第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）、チッ化ケイ素およ
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10
0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2,000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る限り使用できる。
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10〜1,000ppm
の量の周期律表第III族からの成分がある。第III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、０〜100p
pmの量の周期律表第Ｖ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０〜100ppmの量の第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
−Si_xGe_1-x/n−Si_yCe_1-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、過剰量のゲル
マニウムを合金中へ混入させたときは、その感光性はス
ペクトルの赤該領域、即ち、約7,000〜約9,000オングス
トロームの波長まで暗減衰特性の増大なしに拡大する。
また、さらに本発明の像形成部材に関しては、ｎ−タイ
プ層では、電子濃度が例えば約10¹⁴〜約10²/cm³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 carr
ier doping）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
ングはまた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難なしに多層構造（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、また調
整用ドパントの選択を制限している。

さらに、本発明の像形成部材は、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励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−タイプ材料であり相互
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、ｎ薄光励起層
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体多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−タイプの最後の層は
ｐ−タイプであり、この順序は電荷移送を電子移送層に
よって置き換えるときに逆にし得る。

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多のガスと一緒に同時に導入する
ことによっても作製できる。各ガスの総流速は約50〜約
400sccmの間に維持し、ガス混合物圧は一定の250〜1,00
0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℃であり得る（米国特許第4,46
6,380号および第4,544,167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10分間空にして未使用ガスの除去を行う。第２層組成
用のガス組成物をチャンバーに導入し第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
励起多層は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、電荷移送層が光励起多層と支持基体
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
無定形ケイ素自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透明また
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ベルトの形状
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（Ma
krolon）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、基体の厚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0.01イ
ンチ（254ミクロン）〜約0.2インチ（5080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10〜40
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、または前進した他
の成分を含む電荷移送層である。こ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、光励起体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く
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
時に導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他の希釈用、ドーピング用
または合金化用ガスと一緒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電圧を適用しそれによってシランガスを分解して
上記円筒状部材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着物を得ることからな
る。また、各ガスの総流速は50〜400sccm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rfは電極表面で0.01
〜１ワット/cm²であり、蒸着処理中の基体温度は100℃
〜300℃の間であり得る。

従って、無定形ケイ素光導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ゝよそ同じである。

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１ ｎ−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起層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℃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100ppm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9ppm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100ppmの
ほう素を含む各ｐ−タイプ種層と約9ppmのリンを含む各
ｎ−タイプ層とはミッ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
量は各単一層において約10^-7（オーム−cm）^-1の高暗電
導性と電位計で測定したとき100ボルト／秒以上の暗減
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、ｎ接合光励起層は40
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5ppmのほう素を含む水素化
無定形ケイ素からなる電荷移送層上に付着させるによっ
て感光性像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40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への光励起キャリヤーの注入に対
するバリヤーのないことを示していた。

実施例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100ppm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、
受け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
収光学特性を維持することによって中和されているもの
と確信している。

暗減衰および光誘起減衰電位（上記各実施例参照）は
感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ナ
ー中でその光導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
軸に沿って取り付け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20rpm
の表面速度で操作せしめ像形成部材を10cm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構造交互薄層
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、それらの等価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図は本発明の光導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……基体、５……電荷移送層、７……光励起層、71,7
3,75,77,79……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−タイプ交互
水素化無定形ケイ素−ゲルマニウム合金層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−76842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−140354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−214619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−64054（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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８〜100層の交互層からなるｐ、ｎ多接合光励起
   層；および電荷移送層からなり、前記多接合光励起層構
   造体が0.5ミクロンから２ミクロンの厚さを有するとと
   もに、各ｐ−タイプまたはｎ−タイプ層の厚さが500〜2
   000オングストロームであることを特徴とする像形成部
   材。