JPH01295266A - 光導電部材 - 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】

〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等画像形成装
置において、静電潜像の形成を行なう光導電部材に関す
る。 （従来の技術） 近年電子写真装置等画像形成装置にあっては、その機能
や機種の多様化に伴い、感光体材料として、硫化カドミ
ウム〔ＣｄＳ〕、酸化亜鉛［ＺｎＯ］、セレン（Ｓｅ）
、セレンテルル合金［５ｅ−Ｔｅ１等の無機材料や、ポ
リ−Ｎ−ビニルカルバゾール（以下ＰＶＣｚと称す。）
、トリニ１へロフルオレン（以下ＴＮＦと称す。）等の
有機材料管種々のものが開発されている。 しかしながら前記感光体材料のうち、セレン〔ＳＯ３、
硫化カドミウム［ＣｄＳ］等にあっては、本質的に人体
に有害な材料である事から、製造時には安全対策」二そ
の製造装置が複雑となり、製造コス１へが上昇される一
方、使用後には回収する必要があり、これがコストには
ね返えり価格」１昇を招く他、セレン［Ｓｅ３、セレン
−テルル合金１：５ｅ−Ｔｅ３　にあっては結晶化温度
が約６５［℃］と低い特性を有するため、結晶化し易く
、複写を繰り返し行なう間に結晶化された部分に残留電
荷を生じ、画像を汚損する等の問題を生じ易く、結局は
長寿命化を図れないという欠点がある。そして酸化亜鉛
［ＺｎＯ］にあっては、その物性上、酸化還元を生じ易
く、温度や湿度等の環境雰囲気の影響を著しく受け、画
質が不安定となり、信頼性に劣るという欠点がある。 又有機材料である（ＰＶＣｚ）や（ＴＮＦ）等は熱安定
性及び耐摩耗性に劣る事から長寿命化に難点がある」二
、最近では発がん性の疑いがもたれるという欠点を有し
ている。 このため近年」−記欠点を解決するものとして、無公害
である事から回収処理が不要であり、又、表面硬度が高
く耐摩耗性及び耐Ｎ撃性に優れ、更には従来に比し高い
分光感度を有するアモルファスシリコン（以下ａ−３ｊ
、：Ｈと称す。）の、感光体材料への適応か検討されて
いる。即ち具体的には感光体は、その特性として高抵抗
かつ分光感度が高い事が要求される事から、これ等両特
性を満たすため、導電性支持体と（ａ−３ｉ：Ｉ−（）
光導電層の間に、感光体に優れた電荷保持能を持たせる
と共に、光疲労特徴特性や繰返し特性等に優れた効果を
有する電荷注入防止層を設けた積層型の（ａ　−３ｉ：
　Ｈ）感光体が開発されている。 しかしながら（ａ−３ｉ：ｔ（）は、シラン〔Ｓ］〕を
含有するガスを用いたグロー放電分解法による成膜時、
（ａ−５ｊゴ１）膜中に取り込まれる水素原子［Ｈ’］
の量に応して電気的特性及び光学的特性が大きく変動さ
れてしまうという問題を有している。即ち（ａ−３ｊ、
：Ｔ（）膜中に取り込まれる水素原子〔Ｈ〕の量が多く
なると、光学的バンドギャップが大きくなり、高抵抗化
する反面、これに伴い近赤外線領域近傍の長波長光領域
に対する分光感度が低下し、半導体レーザーを用いたレ
ーザビームプリンタに使用した場合、かぶりや活字のつ
ぶれ、残像、干渉縞まによる濃度むら等を生じ、その使
用が不能になると共に、成膜条件によっては、［（Ｓｊ
ｌ＋２）ｎ）結合や［５ｘＨ２］結合のような結合構造
を有するものが、（ａ　−３ｊ、：　Ｈ）膜中で支配的
となり、その結果（Ｓ　ｊ　ｌ＋　’１結合が切断され
、ダングリングボンドやボイド等の構造欠陥が増大し、
光導電性が劣下するという問題を有する。一方（ａ−５
ｊ：Ｉ（）膜中に取り込まれる水素原子〔Ｈ〕の量が低
下すると、長波長光に対する分光感度が増加する反面、
光学的バンドギャップが小さくなり、低抵抗化してしま
うと共に、水素原子［Ｈ］がダンクリングボンドを補償
しなくなるため、発生したキャリアの移動度や寿命が低
−３〜 下し、やはり光導電性が劣下し、感光体への使用が不能
になるという問題を有している。 （発明が解決しようとする課題） 従来は、（ａ　−３ｊ、：　Ｈ）膜中の水素含有量の変
動に応して（ａ−３ｉ：Ｉ（）の分光感度特性あるいは
抵抗値等が相反するように変動し、光学的特性及び電気
的特性のいずれもに優れた特性を有する（ａ−５ｉ：Ｈ
）感光体を得る事が出来ず画質の劣下を招くという問題
を生じている。 そこで本発明は上記課題を除去するもので、無公害且つ
表面硬度の高い（ａ−３ｉ：Ｈ）を用い、しかも高抵抗
を保持し、優れた耐電特性を得られると共に、広い波長
領域にわたり高い分光感度特性を有し、ひいてはレーザ
ビームプリンタ等においても鮮明で良質な画像を得る事
が出来、更には基板との密着性が良く、耐環境性に優れ
た光導電部材を提供する事を目的とする。 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、光導電層の少なく
とも一部を、３０〔人〕ないし２００〔人〕の（ａ−３
ｉ：Ｉ（）系の薄層からなるバルク層及び井戸層が多数
積層され、しかもバルク層又は井戸層のいずれか、ある
いは両方の層中の水素含有量が、各層毎に連続的に変動
される超格子構造とするものである。 （作用） 本発明は上記手段により、広い波長領域にわたり光導電
特性を向上し、長波長光に対する分光感度特性の劣下及
び帯電特性の劣下を防止する事により、レーザビームプ
リンタ等への適用を可能とするものである。 （実施例） 本発明の詳細な説明するにあたり、先ず本発明の原理に
ついて述べる。即ち、結晶質又は非晶質のいずれであっ
ても良いが、厚みが３０〔人〕ないし２００〔人〕程度
の極めて薄く、光学的パン１−ギャップが事なる複数の
薄層を積層したものからなる半導体層にあっては、光学
的バンドキャップの絶対的な大きさ自体に拘りなく、光
学的バンドギャ−ノブが相対的に小さい方の層を井戸層
にして、光学的ハフ１〜ギヤツプが相対的に大きい方の
層をバリア層とする周期的ポテンシャルバリアを有する
超格子構造が形成される。この超格子構造においては、
バリア層が極めて薄いので、薄層におけるキャリアの１
〜ンネル効果により、キャリアはバリア層を容易に通過
し、しかも超格子構造中の電界により加速され、単一層
の場合に比し、高い走行性で超格子構造中を走行する。 又、この超格子構造においては、光の入射により単一層
中で発生されるキャリアの数に比し、極めて多数のキャ
リアが発生され、分光感度が高くなる。更にポテンシャ
ルの井戸層においては、量子効果のため、単一層の場合
に比して、キャリアの寿命か５倍ないし１０倍と長くな
るという様に、超格子構造は光導電特性に優れている。 即ち具体的には光導電部材としては、第４図ないし、第
９図に示すように形成され、第４図に示す（具体例１）
においては、導電性支持体（１０）のトに電荷注入防止
層−層〔１〕）が形成され、電荷注入防止層（１１）の
」−に光導電層（１２）更には表面層（１３）が形成さ
れている。又、第５図に示す（具体例２）は（具体例」
−）において光導電層（１２）を、電荷発生層と電荷輸
送層とに機能分離したものであり、導電性支持体（１０
）及び電荷注入防止層（１１）の上に電荷輸送層（１６
）が形成されている。この電荷輸送層（１６）の」二に
は、電荷発生層（１７）が形成されており、電荷発生層
（１７）の上には表面層（１３）が形成されている。そ
して（具体例１）にあっては、光導電層（］２）は光の
入射により、キャリアを発生し、このキャリアは一方の
極性のものが感光体表面の帯電電荷と中和し、他方のも
のが光導電層（１２）を導電性支持体（１ｏ）まで走行
する。 また、（具体例２）にあっては、光の入射により、電荷
発生層（１７）にてキャリアが発生し、このキャリアの
一方は電荷輸送層（１６）を走行して導電性支持体（１
０）まで到達する。 これ等（具体例）において光導電層（１２）あるいは電
荷発生層（１７）を拡大すると、第６図のようになって
おり、光学的バンドギャップが相違し、夫々厚みが３０
〔人〕ないし２００　［人〕の第１の（ａ−３ｉニア− Ｈ）ｆｆｉ（１８）及び第２の（ａ　−３ｉ：　Ｈ）層
（２０）を交互に積層した超格子構造とされている。そ
して第１の（ａ−５ｉ：Ｉ（）層（１８）が水素含有量
３０〔％〕であり、第２の（ａ−５ｉニド■）層（２０
）が水素含有量１２〔％〕であり、第７図に示すように
光導電層（１２）あるいは電荷発生層（１７）中で、水
素含有量が連続的に変動される場合、それぞれ第１−の
（ａ−３ｉ：Ｈ）層（１８）の最大の光学的バンドキャ
ップが］、、８［ｅＶ）てあり、第２の（ａ　−３ｊ、
：　Ｈ）層（２０）の最小の光学的バンドギャップ］、
、６８［ｅＶ］である事から超格子構造中の厚み方向の
エネルギーバンド図は第゛８図に示すように、第１の（
ａ−３ｉ：Ｉ（）層（１８）がポテンシャルバリアとな
る一方、第２の（ａ−３ｉ：Ｈ）層（２０）がポテンシ
ャルの井戸となり、ポテンシャルのバリア層と井戸層が
周期的に形成される事となる。 尚、以上の様な超格子構造の各層（１８）　、　（２０
）の光学的バンドギャップあるいは層厚を変更すれば、
ペテロ接合超格子構造を有する層のみがけのバンドギャ
ップを自由に調整する事が出来る。 又、このような超格子構造を形成する材料としでは、水
素含有量が、３０〔原子％〕でパン１〜ギヤツプが１．
８１：ｅＶ）、水素含有量が１２〔原子％〕でパン１く
ギャップが１．６８［：ｅＶ）等の（ａ−３ｉ：）Ｉ）
あるいは光学的バンドギャップを調整するため、窒素［
Ｎ］、炭素〔Ｃ〕、酸素〔○〕を含有するアモルファス
窒化シリコン（以下ａ　−３ｉＮ　：　Ｈと称す。）、
アモルファス炭化シリコン（以下ａ　−３ｉＣ：　Ｉ−
Ｉと称す。）、アモルファス酸化シリコン（以下ａ−５
」Ｏ：Ｈと称す。）等（ａ−３ｉ：Ｉ（）系があり、こ
れ等は一般にノンドープの場合は弱いｎ型を示し、ホウ
素ＣＢ）、アルミニウム［Ａ１１］等の周期律表第■族
の元素のドーピングを増大させる事によりｉ型からｐ型
に移行してゆくのに対し、リン〔Ｐ〕、窒素［Ｎ’１等
の周期律表第■族の元素のドーピングを増大する事によ
りｎ型の特性が顕著となる。更には、周期律表第１Ｉ族
又は第Ｖ族の元素のドーピングにより、キャリアの走行
性がより向上される。尚他の材料としては、光学的バン
ドギャップが１．５［ｅＶ］であるアモルファスゲルマ
ニウムシリコン（以下ａ　−３ｉＧｅ：　Ｈと称す。）
アモルファス窒化ゲルマニウム（以下ａ　−ＧｅＮ：Ｈ
と称す。）、アモルファス炭化ゲルマニウム（以下ａ−
ＧｅＣ：Ｉ（と称す。）、アモルファス酸化ゲルマニウ
ム（以下ａ−ＧｅＯ：Ｈと称す。）等もある。又、光学
的バンドギャップの変動のためのみならず、これ等各材
料にあっては、シリコンのダングリングボンドを補償し
、暗抵抗と明抵抗を調和のとれたものとし、光導電性の
向上を図るためには、水素（Ｈ）が０．０１ないし３０
〔原子％〕金含有れる事が望ましい。そして例えば（ａ
−３ｉ：Ｈ）の薄層をグロー放電分解法により成膜する
場合には、原料としてシラン［：５ｊ−１１，１及びジ
シラン（ＳＸ２＋＋＋；］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薄層中
にＨを添加することができる。一方、（ａ−３ｊＮ：）
Ｉ）を形成するためには、原料ガスに窒素ガス〔Ｎ２〕
又はアンモニアガス（Ｎｉ＋３）等を所要量添加すれば
良い。更に（ａ−３ｊＧｅ：）（）は、通常、シラン（
Ｓｊ、Ｈｊとゲルマン（Ｇｅ１（４）との混合ガスをグ
ロー放電することにより成膜される。又、必要に応じて
、シラン類のキャリアガスとして水素ガス〔Ｎ７〕又は
ヘリウムガス（ｔ＋ｅｌを使用することができる。一方
、４フツ化ケイ素［Ｓｊ　Ｆ４］ガス及び１−リクロロ
シラン［：５ｉＣｆ＋、、］ガス等のハロゲン化ケイ素
を原料ガスとして使用することもてきる。また、シラン
類ガスとハロゲン化ケイ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−５ｉＮ：Ｉ（）及び（
ａ−３ｉ：Ｈ）を成膜することができる。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。 尚、（具体例１）及び（具体例２）における電荷注入防
止層（１１）は、導電性支持体（１０）と、光導電層（
］２）あるいは電荷発生層（１７）との間の電荷の流れ
を抑制することにより、感光体の表面における電荷の保
持機能を高め、感光体の帯電能を高める。カールソン方
式においては、感光体表面に正帯電させる場合には、支
持体側から光導電層へ電子が注入されることを防止する
ために、電荷注入防止層をｎ型半導体にする。一方、感
光体表面に負帯電させる場合には、支持体側から光導電
層へ正孔が注入されることを防止するために、電荷性人
防止層をｎ型半導体にする。また、電荷注入防止層とし
て、絶縁性の膜を支持体の上に形成することも可能であ
る。半導体の電荷注入防止層としては、マイクロクリス
タリンシリコン（以下μＣ−ＳコニＨと称す。）を使用
したり、（ａ−３ｉ：Ｈ）　　を使用する等しても良い
。そして（μＣ−３ｉ：Ｈ）及び（ａ−３ｉ：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
えばホウ素［Ｂ］、アルミニウム［ＡＱ：ｌ、ガリウム
Ｉ：Ｇａ〕、インジウム［Ｉｎ：］、及びタリウム（Ｔ
Ｉ２）等をドーピングすることが好ましく、（μＣ−３
］：Ｉ（）及び（ａ−３ｉ：Ｈ）をｎ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〔Ｎ〕、
リン〔■〕〕、ヒ素〔Ａｓ〕、アンチモン（ｓｂ）、及
びビスマス（Ｂｉ）等をドーピングすることが好ましい
。このｎ型不純物又はｎ型不純物のドーピングにより、
支持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止され
る。一方、（μＣ−５ｉ：Ｈ）及び（ａ−３ｉ：Ｉ（）
に、炭素［Ｃ’ｌ、窒素（Ｎ）及び酸素

〔０〕から選択
された少なくとも１種の元素を含有させることにより、
高抵抗の絶縁性電荷注入防止層を形成することができる
。尚、電荷注入防止層の厚みは１００〔人〕ないし１０
〔証〕が好ましい。 更に（具体例１）及び（具体例２）にあっては、光導電
Ｍ　（１２）あるいは電荷発生層（１，７）ｌに、次の
理由により表面層（１３）が設けられている。即ち光導
電層（１２）又は電荷発生層（１７）の（ａ　−３ｉ：
　Ｈ）等は、その屈折率が３乃至３，４と比較的大きい
ため、表面での光反射が起きやすい。このような光反射
が生じると、光導電層又は電荷発生層に吸収される光量
の割合いが低下し、光損失が大きくなる。 このため、表面層（１３）を設けて反射を防止すること
が好ましい。また、表面層（１３）を設けることにより
、光感電層（１２）又は電荷発生層（１７）が損傷から
保護される。さらに、表面層を形成することにより、帯
電能が向上し、表面に電荷がよくのるようになる。表面
層を形成する材料としては、（ａ−５ｉＮ：Ｉ（）、（
ａ　−３ｊ、Ｏ：　Ｈ）、及び（ａ　−３ｉＣ：　Ｈ）
等の無機化合物並びにポリ塩化ビニル及びホリアミド等
の有機材料がある。 このように構成される光導電部材の表面を、コロナ放電
により約５００［Ｖ）の正電圧で帯電させると、例えば
、第５図の（具体例２）に示す機能分離型のものにあっ
ては、第９図に示すようなポテンシャルバリアが形成さ
れる。この光導電部材に光（ｈｖ）が入射すると、電荷
発生層（１７）の超格子構造で電子（２１）と正孔（２
２）のキャリアが発生する。 この伝導帯の電子（２１）は、光導電部材中の電界によ
り、表面層（１３）側に向けて加速され、正孔（２２）
は導電性支持体（１０）側に向けて加速される。この場
合に、光学的バンドギャップが相違する薄層の境界で発
生するキャリアの数は、バルクで発生するキャリアの数
よりも極めて多い。このため、この超格子構造の電荷発
生層（１７）においては、分光感度が高くなる。また、
ポテンシャルの井戸層においては、量子効果のために、
超格子構造でない単一層の場合に比して、キャリアの寿
命が５乃至１０倍と長い。更に、超格子構造においては
、バンドギャップの不連続性により、周期的なバリア層
が形成されるが、キャリアはトンネル効果で容易にバイ
アス層を通り抜けるので、キャリアの実効移動度はバル
クにおける移動度と同等であり、キャリアの走行性が優
れている。以上のごとく、光学的バンドギャップが相違
する薄層を積層した超格子構造を有する光導電部材によ
れば、高光導電特性を得ることができ、従来の感光体よ
りも鮮明な画像を得ることができる。 以上の原理に基づき、以下本発明の一実施例を第１図な
いし第３図を参照しながら説明する。グロー放電装置（
２６）の反応容器（２７）内には感電性支持体であり、
アルミニウムからなるドラム状基体（２８）を支持する
ため、ヒータ（３０）を内蔵し、モータ（３１）により
シャツｈ（３１ａ）　を介し回転される支持体（３２）
及び、この支持棒（３２）を支持する支持台（３３）が
設けられている。又、支持棒（３２）周囲は、１．３，
５６（ＭＨｚ：ｌの高周波電源（３４）に接続されると
共に底部（２７ａ）に支持される円筒状電極（３６）に
より囲繞されると共に、支持棒（３２）Ｊ１方には、シ
ランガス〔５ｊＨ４〕、ジボランガス［５ｉ２Ｈ，］、
水素〔ｌ＋、）　、　メタンガスＣＣＬ）等の原料ガス
を必要に応じて供給出来るよう多数のガスボンベ（３７
ａ）・・（３７ｎ）及びガス混合器（３８ａ）を有する
ガス供給系（３８）にガス導入バルブ（４０ａ）を介し
て接続されるガス導入管（４０）が設けられている。尚
（４１ａ）　−（４１ｎ）は各ガスボンベ（３７ａ）・
（３７ｎ）のバルブ、（４２ａ）・（４２ｎ）は圧力計
である。更に（４３）は反応容器（２７）内の排気を行
なう排気装置（図示せず）に接続される排気バルブであ
り、（４４）は反応容器（２７）内の気圧を測定する真
空計である。又、（４６）は光導電部材であるレーザプ
リンタ等の感光体であり、ドラム状基体（２８）」−に
電荷注入防止層（４７）及び電荷輸送層（４８）、水素
含有量が多くバンドギャップの大きいバリア層（５０ａ
）及び水素含有量が少なくバンドギャップの小さい井戸
層（５０ｂ）が交互に任意の厚みで積層されるヘテロ接
合超格子構造からなる電荷発生層（５０）並びに表面層
（５１）が積層されている。ただし、電荷発生層（５０
）にあってはバリア層（５０ａ）及び／又は井戸層（５
０ｂ）の水素含有量が各層毎に連続的に変化されている
。尚（５２）は電荷輸送層（４８）及び電荷発生層（５
０）からなる光導電層である。 しかしてグロー放電装置（２６）で感光体（４６）を形
成する場合、支持棒（３２）にドラム状基体（２８）を
セラ１〜した後、反応容器（２７）内を０，１［１−ル
〕以下程度の気圧にするよう排気バルブ（４３）を開け
、排気装置（図示せず）により排ガス処理を行なうと共
にヒータ（３０）によりドラム状基体（２８）を所定温
度に加熱する。そしてガス導入管（４０）を介し、ガス
供給系（３８）より必要とする所定のガスを反応容器（
２７）に導入し、反応容器（２７）内のガス圧を０．１
ないし１〔トル〕程度の範囲内で一定に保持しつつ高周
波電源（３４）により、ドラム状基体（２８）及び円筒
状電極（３６）間に必要とする電力を所定時間印加し、
ドラム状基体（２８）ｌに電荷注入防止層（４７）を成
膜する。続いて同一反応容器（２７）内の温度、及び導
入ガス、更には電力量及び電力の印加時間等の成膜条件
を順次必要とされるものに設定し直しながら、電荷輸送
層（４８）、電荷発生層（５０）、表面層（５１）を成
膜し、感光体（４６）の形成を終了する。 次にこの実施例に基づき実際に成膜を行なった試験例に
ついて説明する。 〔試験例１〕 必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドブラスト処理を施した直径が８０ｍｍ、幅
が３５０　ｎｗ＋ｔ　のアルミニウム製のドラム状基体
（２８）を反応容器（２７）内に装着し、反応容器（２
７）を約１０”　［ｌ〜ル〕の真空度に排気した。次い
で、ヒータ（３０）により１〜ラム状基体（２８）を２
５０〔℃〕　に加熱し、モータ（３１）により１．０［
ｒ、ｐ、ｍ、］で自転させつつ、カス供給系（３８）よ
り、ガス導入管（４０）を介し、シランガス［５ｉ１１
４：ｌを５００（ＳＣＣＭＩ、　ジボランガス［Ｂ２Ｉ
＋、］をシランガス［ＳｉＨ，］に対する流量比で１０
−’、メタンガス（Ｃ１１４：ｌを１００１：ＳＣＣＭ
）という流量で反応容器（２７）内に導入し、排気装置
（図示せず）により反応容器（２７）内の圧力を１ｃＩ
−ル〕に維持しながら、高周波電源（３４）により５０
０［Ｗ：］の高周波電力を１へラム状基体（２８）及び
円筒状電極（３６）間に印加し、ｐ型の（ａ　−５ｉＣ
：　Ｈ）からなる膜厚０　、３　（４ｍ　）の電荷注入
防１１−層（４７）の成膜を行なう。次いで反応容器（
２７）内のシランガス［５ｉｆｔ４］に対するジボラン
ガス（Ｂ２１＋、）の流量を１０−７とすると共にメタ
ンガス〔ＣＨ４）を停止し、更にドラム状基体（２８）
及び円筒状電極（３６）間の高周波電力を１　（ＫＷ：
ｌに１−げ、■型の（ａ　−５ｊ、　：　Ｉ−Ｉ　）か
らなる電荷輸送層（４８）を電荷注入防止層（４７）−
１−に膜厚２０〔μｍ〕となる迄成膜する。 この後、他の成膜条件は変える事無く高周波電力を先ず
９９８（Ｗ’ｌ　に下げ５０〔人〕の（ａ−３ｉ：Ｉ（
）からなる電荷発生層（５０）のバリア層（５０ａ）を
形成し、次いで高周波電力を１　［Ｋ１１．ｌに戻し、
５０〔人〕の（ａ　−３ｊ　：Ｈ）からなり、水素含有
量が１２〔％〕で光学的バンドキャップが１．６８［ｅ
Ｖ）の電荷発生層（５０）の井戸層（５０ｂ）を成形し
、更に高周波電力を９９６［Ｗ］に下げバリア層（５０
ａ）を５０〔人〕成膜し、又高周波電力を１、［Ｋ罰に
戻し、井戸層（５０ｂ）を５０〔人〕成膜する。 そしてこのようにして高周波電力を５（ｔｏ（Ｗ’ｌに
になる迄２〔Ｗ〕ずつ下げて成膜される５０〔人〕の（
ａ−３ｉ　：　Ｔ−Ｔ　）からなるバリア層（５０ａ）
　と、高周波電力］［Ｋ１１］で成膜される５０〔人〕
の（ａ−３ｊ：Ｉ（）からなる井戸層（５０ｂ）とを交
互に２５０層ずつ成膜し、厚さ２．５ＣＩ１ｍ’ｌのへ
テロ接合超格子構造の電荷発生ｍ　（５０）を成膜する
。尚、バリア層（５０ａ）にあっては、その成膜特高周
波電力が９９８１：Ｗ）から５００［Ｗ：ｌに下げられ
るに従いその水素含有量は約１２〔％〕から約３０〔％
〕に増加され、第３図（イ）に示すように光学的パン１
〜ギヤツプは約１．６８［ｅＶ］から約］、、８（ｅ〕
に増大される。この後、最後に反応容器（２７）内にシ
ランガス（Ｓ］Ｈ，、：ｌを２５０　［：ＳＣＣＭ’ｌ
、メタンガス（Ｃ１４，）を２０００　ＥＳＣＣＭ）の
流量で導入し、反応容器（２７）内の圧力を１〔１〜ル
〕に維持しながら、１　［ＫＷ］の高周波電力を印加し
、（ａ　−５ｉｃ：　Ｈ）からなる膜厚０．５［μｍ〕
の表面層（５１）を成膜し、感光体（４６）の製造を終
了する。 このようにして１１）られた感光体（４６）を約５００
（Ｖ〕で正帯電し、白色光を露光したところ、多数の電
子正孔対のキャリアが発生され、しかもキャリアの寿命
が長く、高い走行性が得られ、感光体（４６）を実際に
複写機に装着し、画像形成を行なったところ鮮明で高品
質の画像が得られると共に、繰り返し帯電による画像の
再現性及び安定性も良好であり、更に、密着性も良く耐
コロナ放電性、耐湿性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れ
ているという事が判明された。 〔試験例２〕 この〔試験例２〕は第３図（ロ）に示すように前述の〔
試験例１〕の電荷発生７ｍ（５０）のバリア層（５０ａ
）の水素含有量を３０〔％〕即ちバンドギャップを１．
８１：ｅＶ：ｌと一定にし、井戸層（５０ｂ）の水素含
有量を７〔％〕即ちバンドギャップを１．５７１：ｅＶ
）迄徐々に減少させたものである。即ち〔試験例１〕と
同様にしてドラム状基体（２８）、Ｊ二に０　、３　〔
ｌ１ｍ　’Ｊ　の電荷注入防止層（４７）及び２０〔Ｉ
Ｊｍ〕の電荷輸送層（４８）を成膜する。この後高周波
電力を１．００２［Ｗ］から１．５００（Ｗ：ｌになる
迄２〔Ｗ〕ずつ」−げて成膜される５０（人〕の（ａ−
５ｉ：）Ｉ）からなる井戸層（５０ｂ）と、高周波電力
１０００［Ｗ）で成膜される５０〔人〕の（ａ−５ｉ：
Ｈ）からなるバリア層（５０ａ）とを交互に２５０層ず
つ成膜し、厚さ２゜５〔μｍ〕のへテロ接合超格子構造
の電荷発生層（５０）を成膜し、更に〔試験例１〕と同
様にして０　、５１：　７ｘｍ　〕の表面層（５１）を
成膜するものである。 このようにして得られた感光体（４６）は、半導体レー
ザの発振波長である７８０ないし７９０［μｍ〕の長波
長光に対しても高い分光感度を有し、実際に半導体し−
サビームプリンタに装着し、画像形成を行なったところ
、かぶりや、活字のつぶれ等の無い鮮明で高解像度の画
像を得る事が出来た。 また、この感光体を繰返し帯電したところ、転写画像の
再現性及び安定性が高く、耐コロナ性、耐湿性、及び耐
摩耗性などの耐久性が優れたいた。 このように構成すれば、光導電層の一部である電荷発生
層（５０）が、バンドギャップが各層毎に連続的に変動
されるバリア層（５０ａ）及び井戸層（５０ｂ）を交互
に積層した超格子構造の（ａ−３ｉ：Ｈ）から形成され
ている事から、電荷発生層が単一層で形成されるものに
比し、光の照射により発生されるキャリア数が多く、高
い分光感度を有し、しかもキャリアの走行性か優れると
共に、寿命も長くなり、優れた光導電特性を得られ、更
にバリア層（５０ａ）により光学的ハンドギヤツブが一
定以上に保持され、低抵抗化を来たす事が無いので、可
視光領域から、近赤外当逃の広い波長領域にわたって高
い分光感度を得られ、半導体レーザビームプリンタ装置
への適用が可能となり、しかも従来のように帯電能の低
下を生じ画像がぼけたり、かぶりを生ずる事も無く、鮮
明で良質の画像を得る事が出来る。 尚、本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えば、光導電層は電荷発生層と電荷輸送層に
分離されたもので無く、（具体例１）の様な構造であっ
ても良いし、超格子構造を構成する（ａ−３ｉ：Ｉ（）
の膜厚や層数あるいは水素含有量即ちパン１〜ギヤツプ
の大きさも限定されず、これ等を調整する事により、任
意の波長光に対し最適の光４電特性を有する感光体を得
る事も可能となる。又、バリア層及び井戸層の各層毎の
バンドギャップの変動量も任意であり、成膜時、高周波
電力を１〔Ｗ〕ずつ変動させても良いし、パン１くギャ
ップの変動の形態も、光学的バンドギャップが異なる薄
層の境界を形成するものであれば、第１０図（イ）ない
しくホ）に示す第１の変形例ないし第５の変形例のよう
に、第］の変形例にあっては、井戸層（６０ｂ）を一定
にし、バリア層（１０ａ）のバンドギャップを徐々に減
少させ、第２の変形例にあっては、バリアＪｉ（１６ａ
）を一定にし５井戸層（４１，ｂ）のパン１〜ギヤツプ
を徐々に増大させるようにしても良いし、更には第３及
び第４の変形例のようにバリア層（６２ａ）　、　（６
３ｂ）及び井戸層（６２ａ）、　（６３ｂ）の両方のハ
ンＩ〜ギャップを徐々に減少させたり増大させたり、あ
るいは、第５の変形例のように、バリア層（６４ａ）の
パン１〜ギヤツプは一旦減少させた後増人させる一方、
井戸層（６４ｂ）のハントギャップは一旦増大させた後
減少させるというようにしても良い。更に薄膜の材料も
、光学的バンドギャップ調整のため、炭素〔Ｃ〕、酸素
〔○〕、窒素ＣＮＩのうち少なくとも１種を含有させた
り、あるいは、キャリアの走行性向」−のため周期律表
の第ＴＩＩ族又は第■族の元素を含有させる等しても良
い。尚、超格子構造における水素含有量の変化、即ちバ
ンドギャップの変化は、直線的に連続していなくても良
く、例えば〔試験例１〕において、電荷発生層（５０）
形成時、高周波電力をバリア層（５０ａ）形成時と井戸
層（５０ｂ）形成時に即時に切換える事無く、高周波電
力を９９８［Ｗ）から連続的に１０００［Ｗ）に戻し次
いで又、９９６［Ｗ：］　に連続的に下げるという様に
して、超格子構造におけるバンドキャンプを第１１図に
示す第６の変形例のようにバリア層（６６ａ）と井戸層
（６６ｂ）間で曲線的に変動するようにしても良い。 〔発明の効果〕 以」二説明したように本発明によれば、その月質の特性
」二耐久性に優れ、長寿命化が図られると共に、無公害
であり、使用後の回収も不要な（ａ−５ｊ、：Ｈ）系の
材質を光導電層に用い、しかも可視光から近赤外光の広
い波長領域に亘って高い分光感度を有し、特に長波長光
に対しても優れた光導電特性を示すと共に、従来の様に
低抵抗化される事が無く、帯電特性にも優れ、鮮明で解
像度の高い画像を得る事が出来、レーザビームプリンタ
装置等への適用も可能な光導電部材を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し第１図は
その成膜装置を示す概略説明図、第２図はその感光体を
示す一部断面図、第３図（イ）ばその〔試験側上〕の電
荷発生層のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第３
図（ロ）はその〔試験例２〕の電荷発生層のエネルギー
バンドの一部を示すグラフ、第４図ないし第９図は本発
明の原理を示しその（具体例１）の感光体を示す一部断
面図、第５図はその（具体例２）の感光体を示す一部断
面図、第６図はその第４図及び第５図の一部を拡大した
断面図、第７図はその（具体例１）の光導電層あるいは
（具体例２）の電荷発生層の水素含有量の変化の一部を
示すグラフ、第８図はその光導電層あるいは電荷発生層
のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第９図はその
（具体例２）のエネルギーギャップを示す模式図、第１
０図（イ）ないし第１０図（ホ）は第１の変形例ないし
第５の変形例の電荷発生層のエネルギーバンドの一部を
示すグラフ、第１１図は第６の変形例の電荷発生層のエ
ネルギーバンドの一部を示すグラフである。 ２６　　グロー放電装置、　２７　　反応容器、２８　
　ドラム状基体、　　３２−支持棒、３４　　高周波電
源、　　　３６　　円筒状電極、３７ａ・３７ｎ・ガス
ボンベ、３８　　ガス供給系、４６・・感光体、　　　
　　４７・電荷注入防止層、４８　　電荷輸送層、　　
　５０・電荷発生層、５１・・表面層、　　　　　５２
・・光導電層。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 ＋６ 第　　２　　図 加　　　　　古。ａ 播４図 ／　　プｏａ 含ｉ丁２−ロ凹 第５図 黴■自［−−−一にごｍ− 第　１［Ｊ　　図　（ニ） ｌ−一■■■■−−■■１−−−−−■−−−□□暑■
■■■―−ｂ■――■−一、、−一一一、、、、、１第
　１０　　図　（ハ） 膜厚 第　　１０　　図　（ホ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性支持体上に電荷注入防止層及び光導電層を有する
   ものにおいて、前記光導電層の少なくとも一部が、アモ
   ルファスシリコン系の半導体の薄層からなるバリア層及
   び井戸層が多数積層される超格子構造からなり、前記バ
   リア層及び／又は前記井戸層の水素含有量が一層毎に連
   続的に変動する事を特徴とする光導電部材。