JPS58189643A - 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】 技術分野 本発明は可視光波長領域にも近赤外波長領域にも優れた
光感度特性を示す感光体に関する。

従来技術 ここ数年、グロー放電分解法やスパッタリング法によっ
て生成されるアモルファスシリコン（以下、ａ−８ｉ　
ト略す）、アモルファスゲルマニウム（以下、ａ−Ｇｅ
と略す）乃至はアモルファスシリコン−ゲルマニウム（
以下、ａ−８ｉ：Ｇｅと略す）の電子写真感光体への応
用が注目されてきている。これはこれらａ−８ｉ　、　
　ａ−Ｇｅ　１ａ−８ｉ　：Ｇｅが従来のセレンやＣｄ
Ｓ感光体等と比して環境汚染性、耐熱性、摩耗性等にお
いて一段と優れているためである。

そして特にａ−８ｉ：Ｇｅの場合、Ｇｏのバンドギャッ
プがａ　−Ｓｉと比して小さいため、ａ−８ｉにＧｅま
しい半導体レーザービームプリンターへの応用が考えら
れる。ａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層は単層構造（基板を含ま
ず）として用いた場合、ａ　−Ｓ　ｉに対するＧ６の含
有量を大とすればする程、　長波長側に光感度は延びる
が、可視光領域を含む全体の光感度を低下させるという
不都合が生じる。つまりＧｅは長波長側感度向上には有
効であるがそれに伴ってａ　−Ｓ　ｉが本来有する優れ
た可視光領域の光感度を低下せしめるという矛盾を生じ
る。従ってＧｅの含有量はかなりの制限を受けてしまい
、所望の光感度特性を持つ感光体を得ることができない
。更にＧｅはａ　−Ｓ　ｉと比して光吸収率が高いこと
に加えて、光吸収により発生するチャージャキャリアの
移動度（ｍｏｂｉｌｉｔ、ｙ　）が小さい。このことは
単層構造の場合、チャージキャリアの多くが光導電層中
にトラップされることを意味し、残留電位の上昇と光感
度の低下を招くという欠点がある。

発明の目的 本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、その目的
とするところは、可視光領域はもとより近赤外領域でも
高感度で良好な画像を得ることのできる感光体を提供す
ることにある。

本発明の要旨は、導電性基板上に電荷保持層として機能
春厚さが約５乃至１００ミクロンのアモルファスシリコ
ン半導体層と、少なくとも水素を含有し厚さが約０．１
乃至８ミクロンで長波長領域（７００〜８５０ｎｍ）の
光感度を保証するアモルファスシリコン−ゲルマニウム
光導電層と、やはり少なくとも水素を含有し厚さが約０
．１乃至８ミクロンで可視光領域での光感度を保証する
アモルファスシリコン光導電層を順次積層してなる感光
体にある。

第１図は本発明に係る感光体の構成を示し、（１）は導
電性基板でその上にａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）、ａ−
８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）及びａ−８ｉ光導電層（４）
を順次積層してなるものである。

基板（１）上に形成されるａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）
はグロー放電分解法やスパッタリング法によって厚さ約
５乃至１００ミクロン、好ましくは約１０乃至６０ミク
ロン・に生成される。このａ　−Ｓｉ半導体層（２）は
　・後述するａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４）の表面におけ
る電荷の保持を保証する電荷保持層として機能するとと
もに基板（１）側へチャージキャリアを運搬するための
電荷運搬層として機能する。電荷保持層として有効に機
能するためにはａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）は暗抵抗に
して約１０１３Ω・ａ以上が必要で、例えば本願と同一
発明者に係る特開昭５６−１５６８８４号公報に示され
るようにａ　−Ｓ　ｉに約１０乃至４０　ａｔｏｍｉｃ
％の水素、約５Ｘ１０　”乃至Ｉ　Ｑ　　’　ａｔｏｍ
ｉｃ％の酸素並びに約１０乃至２００００　ｐｐｍの周
期律表第■Ａ族不純物（好ましくは硼素）を含有するこ
とによって暗抵抗にして１０　Ω・Ｇ以上が保証される
。

もっともこの場合、酸素含有量を最大５Ｘ１０”ａｔｏ
ｍｉｃ％としたのは優れた光感度特性を維持するためで
あるが、ａ　−Ｓｉ半導体層（２）は光導電層として機
能しないので特開昭５４−１４５５８９号公報に示され
るように酸素を８０　ａｔｏｍｉｃ％程度まで含有して
も差し支えはない。また酸素に代り同量の窒素、炭素を
含有してもよい。要はａ　−Ｓｉ半導体層（２）として
１０１３Ω・〔オーダの暗抵抗が達成されるのであれば
その添加物は任意である。ａ　−Ｓ　ｉの暗抵抗が酸素
や窒素の添加により著しく向上するのは不明な点も多い
がダングリングボンドを有効に解消するためと考えられ
る。即ち、ａ　−Ｓ　ｉはその出発原料としてＳｉＨ４
，５ｉ２Ｈｓ等が用いられるとともに。

グロー放電分解法にあってはキャリアーガスとして水素
が用いられることにより、更には硼素を含有するときに
はＢ２Ｈ６が使用される関係上米素、一般には１０乃至
４　Ｑ　ａｔｏｍｉｃ％のオーダの水素が含まれる。し
かし水素のみではダングリングボンドを不充分にしか解
消もきず暗抵抗は余り向上しない。ところが酸素や窒素
は含有によってダングリングボンドをほとんど解消して
暗抵抗を１０１８０・０１以上に向上する。　またａ−
８ｉはその固有の性質としてバンドギャップが広くチャ
ージキャリアの移動度が大きいので電荷運搬層として有
効に作用する。

ａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）の厚さを少なくとも５ミク
ロン、好ましくは１０ミクロン以上とするのは、それ以
下の厚さでは感光体を所望の表面電位に帯電するのが困
難なためで、また１００Ｅクロン以下、好ましくは６０
ミクロン以下とするのは表面電位が飽和するためである
。

ａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）はやはりグロー放電分解
法やスパッタリング法によってａ　−Ｓ　ｉ半導体層（
２）上に約０．１乃至３ミクロンの厚さに形成され、少
なくとも水素を約１０乃至４　Ｑ　ａｔｏｍｉｃ％含有
する。

これは出発原料として５ｉ）（４、ＧｅＨ４等が用いら
れ、また後述するがグロー放電分解法にあっては水素を
ＳｉＨ４、ＧｅＨ４ガスのキャリアーガスとして用いる
のが好都合なためである。もつともこのように水素のみ
を含有するａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）にあっては暗
抵抗にして１０１０Ω・Ｇに満たないが、　上述したａ
　−Ｓ　ｉ半導体層（２）が電荷保持層として機能する
ので何ら差し支えはない。しかし必要に応じて暗抵抗乃
至は感度向上のために適量の周期律表第■Ａ族不純物、
好ましくは硼素、更には微量の酸素を含有してもよい。

第１ＪＡ族不純物は最大２００００　ｐｐｍまで、　酸
素は約１　ａｔｏｍｉｃ％まで含有するのが好ましい。

これは酸素は暗抵抗を著しく向上させるが逆に光感度を
低下させるためで１ａｔｏｍｉ　ｃ％以上含有すればａ
−８ｉ　：Ｇｅ本来の光感度特性が損われてしまうため
である。尚、第１ＪＡ族不純物だけでもある程度の暗抵
抗向上は可能であるとともに最も高感度である。

上記ａ−８ｉ　：Ｇｅ光導電層（８）はＧｅのバンドギ
ャップがａ　−Ｓｉと比して小さいことより近赤外領域
、特に７００乃至９００　ｎｍの長波長側領域の優れた
光感度を保証する。即ち、Ｇｅはａ　−Ｓ　ｉのみでは
低感度である長波長領域の光感度を向上させ、８００　
ｎｍ前後の波長を露光源とする半導体レーザビームプリ
ンターへの応用を可能ならしめる。長波長側感度向上の
ためにａ　−３ｉに対しＧｅはモル比で最大では０５乃
至０．６５である。モル比で最低でも１９：１とするの
はそれ以下のＧｅ含有では長波長領域での感度向上が期
待できないこと、逆に１；１以上とすれば感度が逆に低
下するｔコめである。

これはＧｅのバンドギャップがａ　−Ｓ　ｉと比してか
なり狭いため、多量のＧｅを入れた場合にはａ−８ｉ：
Ｇｅ光導電層（３）で発生するチャージキャリアがａ−
８ｉ半導体層（２）との界面でトラ、ノブされるｔこめ
と考えられる。

ａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）の厚さを少なくとも０．
１ミクロンとするのはそれ以下の厚さでは充分に光吸収
できず感度保証ができないためである。また厚さを約３
ミクロン以下とするのはａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）に
よって感光体の電荷保持が保証されていることに加え、
前述の通り、　Ｇｅはバンドギャップが狭くチャージキ
ャリアの移動度が小さいためである。つまりａ−８ｉ：
Ｇｅ光導電層（３）はその層で発生するチャージキャリ
アはもとより後述する上層のａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４
）で発生するチャージキャリアをａ　−Ｓｉ半導体層（
２）へ運搬せしめる必要があり、３ミクロン以上の厚さ
とすればａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４）の感度低下が大き
くなる。

ａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）上に形成されるａ　−Ｓ
　ｉ光導電層（４）は同様の製造方法により０１乃至３
ミクロンの厚さに生成され少なくとも１０乃至４Ｑ　ａ
ｌ、ｏｍｉ　ｃ竪、の水素を含有する。

前述した通り、ａ　−Ｓｉは水素を含有するのみではそ
の暗抵抗が低いが、ａ　−Ｓｉ半導体層（２）が電荷保
持層として機能するので水素のみの含有でもよい。しか
しａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４）はその表面が作像面であ
る関係上、暗抵抗が不充分に低いと横方向の電荷の流れ
が生じ画像乱れを生じる。このため、・−８ｉ光導電層
（４）は暗抵抗向上のために水素に加え、適量の周期律
表第■Ａ族不純物（好ましくは硼素）、更には微量の酸
素又は炭素を含有するのが好ましい。何れの添加もａ　
−Ｓ　ｉ光導電層の暗抵抗を向上するのに有効であるが
、特に酸素、炭素が有効である。酸素は前述した特開昭
５６−１５６８３４号公報にも記載されている通り、約
５Ｘ１０　”　ａｔｃ＋ｍｉ・・％まで含有することが
できる。これはａ　−Ｓｉは酸素の含有により暗抵抗は
向上するが逆に光感度が低下するためである。尚、酸素
を含有したときには第１［Ａ族不純物を１０乃至２００
００　ｐｐｍ合わせて含有することができる。炭素の場
合、酸素はど光感度の低下は著しくなく約５　ａｔｏｍ
ｉｃ％まで含有してもよい。そ゛の他、ａ　−Ｓｉの光
感度を損うことなく暗抵抗を向上できるのであればその
含有物は適当でよい。

少なくとも水素を含むａ　−Ｓｉ光導電層（４）は可視
光領域で優れた光感度特性を示し、従来のＳｅ、　Ｓｅ
−Ｔｅ　感光体と比してかなり高感度である。従って本
発明に係る感光体はａ　−Ｓｉ　：Ｇｅ光導電層（３）
が長波長領域の、そしてａ　−Ｓｉ光導電層（４）が可
視光領域の光感度を保証する。これに関して、ａ−８ｉ
光導電層（４）の厚さを約０１乃至３ミクロンとするの
は、０１ミクロン以下では光吸収が不充分で可視光領域
の感度保証ができないためで、３ミクロン以りでは下の
ａ−３ｉ：Ｇｅ光導電層（３）に光が充分に到達せず長
波長領域の優れた光感度が保証できなくなるためである
。つまり第２図はａ　−Ｓ　ｉ光導電層（水素約２５　
ａｔｏｍｉｅ％、酸素約０．　Ｏｌ　ａｔｏｍｉｃ％、
硼素４０　ｐｐｌＴｌ含有）とａ　−Ｓ　ｉ　Ｏ，７６
Ｇｅ　Ｏ，２５光導電＠（水素約２５　ａｔｏｍｉｃ％
、酸素約０．０１　ａもｏｍｉｃ％、硼素４　Ｑ　ｐｐ
ｍ含有）の４００から１０００１ｍに至る波長における
各層の膜厚１ミクロン当りの光透過率（％／ミクロン）
を示すが、これから明らかなようにａ　−Ｓｉ光導電層
はカーブ（Ａ）で示すように７００ｎｍ以下、特に６０
０　ｎｍ前後の波長では光透過率は低いが７００１ｍ以
上の長波長の光に対しては透過率が９０％以りと非常に
高い。換言すればａ　−Ｓｉ光導電層（４）はそれ自体
では高感度である可視光領域の光は、よく吸収するが低
感度な長波長領域の光は多く透過する。従って７０００
ｍ以上の光はそれ以上の波長で高感度な下層のａ−８ｉ
：Ｇｅ層（３）へ多く到達する。そしてａ−８ｉ：Ｇｅ
光導電層はカーブ（Ｂ）に示す通りａ　−Ｓ　ｉと比べ
て長波長側での光透過率が低く、つまり光吸収が高いの
でその領域での光感度を高感度保証する。もっともａ　
−３ｉ光導電層（４）の膜厚を次第に厚くすると、それ
だけａ　−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）への光量は低下し
、　この意味で最大３ミクロン位いが適当である。但し
基本的にはａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４）の厚さを大とす
れば可視光領域の感度は向上し逆に長波長領域の感度が
低下し、またａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）の厚さを大
きくすれば長波長側の感度は向上するが可視光領域の感
　　度が低下（ａ−８ｉ層（４）で発生したチャージキ
ャリアがａ−８ｉ：Ｇｅ層（３）でトラップされるため
）するので、感光体の主たる使用感度に応じて膜厚を定
めればよい。尚、ａ　−Ｓｉ光導電層（４）に炭素を含
有した場合は、光透過率はカーブ（Ａ）より幾分低いの
で膜厚も最大２ミクロン位いとするのが望ましい。

第２図はまたａ　−Ｓ　ｉ光導電層（４）を最上層とし
なければならないことを意味している。ａ−８ｉ：Ｇｅ
光導電層（３）を最上層とすればその短波長の光透過率
が低いため可視光領域の光感度が保証できなくなる。

以上の構成の感光体にあっては、更に基板（１）とａ　
−Ｓ　ｉ半導体層（２）間に整流層を設けてもよい。

次に本発明に係る感光体を製造するための誘導ゝ結合型
グロー放電分解装置について説明する。

第３図において、第１、第２、第３、第４、第５タンク
（５）、（６）、（７）、（８）、（９）には夫々Ｓｉ
Ｈ４、Ｂ２Ｈ６、ＱｃＨ４，０２、Ｃ２Ｈ４ガスが密封
されている。ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６、Ｇｅ１（４ガスのキ
ャリアーガスは何れも水素であるが、Ａ「、Ｈｅであっ
ても差し支えはない。

これらガスは対応する第１、第２、第３、第４、第５調
整弁（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１４
）を開放することにより放出され、その流量はマスフロ
ーコントローラー（１５）、（１６）、（１７）、（１
８）、（１９）により規制され、第１及び第２タンク（
５）、（６）、のガスは第１主管（２０）へと、第３タ
ンク（７）からのＧｅＨ４ガスは第２主管（２１）へと
、更に第４、第５タンク（８）、（９）からの０２、Ｃ
２Ｈ２ガスは夫々第３、第４主管（２２）、（２３）へ
と送られる。尚、（２４）、（２５）、（２６χ（２７
）、（２８）は流量計、（２９）、（３０）、（８１）
、（３２）はチェック弁である。第１、第２、第３、第
４主管（２０）、（２１）、（２２）、（２３）を通じ
て流れるガスは反応管（３３）へと送り込まれるが、こ
の反応管の周囲には共振振動コイル（８４）が巻回され
ておりそれ自体の高周波電力は約０１乃至３　ｋｉｌｏ
ｗａｔｔｓであることが好ま、シ＜、また周波数は１乃
至５０　ＭＨｚ　が適当である。反応管（８３）内部に
はその上にａ−３ｉ；Ｇｅ半導体層（２）が形成される
アルミニウム、ステンレス、ＮＥＳＡガラス等のような
基板（３５）がモータ（８６）により回転可能であるタ
ーンテーブル（３７）−Ｌに載置されており、該基板（
３５）自体は適当な加熱手段により約１００乃至４００
′Ｃ１好ましくは約１５０乃至３００℃の温度に均一加
熱されている。

また反応管（３３）の内部は層形成時に高度の真空状態
（放電圧、０５乃至２　Ｔｏｒｒ　）を必要とすること
により回転ポンプ（３８）と拡散ポンプ（３９）に連結
されている。

以上のグロー放電分解装置において、まずａ−８１半導
体層（２）を基板上に形成するには第１調整弁（１０）
を開放して第１タンク（５）よりＳｉＨ４ガスを、硼素
を含有するときは第２調整弁（１１）をも開放して第２
タンク（６）よりＢ２Ｈ６ガスを、更に酸素を含有する
ときには第４調整弁（１３）をも開放して０２ガスを放
出する。各ガスの放出量は、マスフローコントロラー（
１５）、（１６）、（１８）により規制され、ＳｉＨ４
ガスあるいはそれにＢ２Ｈ６ガスが混合されたガスが第
１主管（２０）を介して、ＳｉＨ４に対し一定のモル比
にある酸素ガスが第８主管（２２）を介して反応管（８
３）へと送り込まれる。そして反応管（３３）内部が０
５乃至２．０　Ｔｏｒｒ程度の真空状態、基板温度が１
００乃至４００６Ｃ１共振振動コイル（３４）の高周波
電力が０．１乃至８　ｋｉｌｏｗａｔｔｓ、また周波数
が１乃至５０ＭＨｚに設定されていることに相俟ってグ
ロー放電が起こり、ガスが分解して基板上に水素、更に
も酸素、硼素を含有するａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）が
約０．５乃至５ミクロン／６０分の早さで形成される。

厚さ５乃至１００ミクロンのａ−８ｉ半導体層が形成さ
れると、一旦、グロー放電を中断する。続いて第１、第
８タンク（５）、（７）よりＳｉＨ４、ＧｅＨ４ガス、
更に必要に応じて第２タンク（６）よりＢ２Ｈ６ガス、
第４タンク（８）より０２ガスを放出させて上記と同様
の条件の下で少なくとも水素を含有するａ　−Ｓ　ｉ：
Ｇｅ光導電＠（８）をａ　−Ｓ　ｉ半導体層（２）上に
厚さ０１乃至３ミクロンに形成する。ここで再びグロー
放電を中断し、その後、第１、第２、第４タンク（５）
、（６）、（８）よりＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６，０２ガスあ
るいは０２ガスに代って第５タンク（９）よりＣ２Ｈ４
′ガスを放出させａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層（３）上に水
素に加え少なくとも酸素又は”炭素を含有するａ　−Ｓ
ｉ光導電層（４）を厚さ０．１乃至８′ミクロンに形成
する。

本発明の感光体は第４図に示す容量結合型グロー放電分
解装置によっても作成することができる。

尚、第３図と同一部分については同一符番を付してその
説明に替える。第４図において、（４０）、（４１）は
夫々ＳｉＨ４、Ｑｅ）（４ガスのキャリアーガスである
水素が密封された第６、第７タンク、（４２）、（４３
）は第６、第７調整弁、（４４）、（４５）はマスフロ
ーコントロラー、（４６）、（４７）は流量計である。

反応室（４８）内部には基板（３５）に近接して高周波
電源（４９）に接続された第１、第２電極板（５０）、
（５１）が平行配設されており、夫々は第５及び第６主
管（５２）、（５３）に接続されている。尚、第１、第
２電極板間は導線（５４）で電気接続されている。

′へ 上記第１電極板（５０）は直方体形状の第１、第２導体
（５５）、（５６）を２個重ね合わせた構成で、基板（
３５）に対面する表面壁には多数のガス放出孔が、重ね
合わせ部の中間壁には少数のガス放出孔が、そして裏面
壁には第５主管（５２）と接続されるガス導入孔が形成
されており、まず第５主管（５２）からのガスを一旦第
１導体（５５）内で貯め、中間壁の孔から徐々に放出し
第２導体（５６）の放出孔から均一に放出されるように
なっている。そしてガスの放゛出と同時に高周波電源（
４９）より約０．０５乃至１．５ｋｉ　Ｉｏｗａｔも８
（周波数１乃至５０ＭＨｚ）の電力を第１、第２電極板
（５０）、（５１）に印加してグロー放電を起こし基板
（３５）上に光導電層を形成する。この際、基板（３５
）は電気的に接地に保たれるかそれ自体に直流バイアス
電圧が印加される。この装置にあっては電極板の放電が
均一、層の形成分布が均一、ガス分解効率に優れ成膜速
度が早いこと、更にガス導入が容易で構成も簡単である
という利点を有する。

以下、実験例について説明する。

実験例１ 第３図に示すグロー放電分解装置、但し反応管（３３）
として直径１００聴、高さ６００ｍｍのパイレックス管
を用いるとともにその周囲に直径１３０ｒＩｎ１高さ９
０ｍｍ１１０ターンの共振振動コイルを巻回させて構成
されるもので本発明に係る感光体を作成した。

直径８０馴のアルミニウムドラムを基板（８５）として
ターンテーブル上に載置し約２０００Ｃに昇温する。反
応管（３３）内を１０　　’　Ｔｏｒｒまで回転ポンプ
（３８）と拡散ポンプ（３９）で排気しその後は回転ポ
ンプのみに切り換える。続いて第１タンク（５）より水
素をキャリアーガスとするＳｉＨ４ガス（水素に対し５
ｉＨ４１０％）を７３　ｓｅｃｍの流量の下で、第２タ
ンク（６）をＢ２Ｈ６ガス（水素中８０ｐｐｍ）を１８
　ｓｅｃｍ、第４タンク（８）より０２ガスをＱ、　３
　ｓｅｃｍを放出し反応管（３３）内に導入してコイル
（３４）にｌ　５　Ｑ　ｗａｔも８（周波数４　ＭＨｚ
　）の高周波電力を印加して１ミクロン／６０分の早さ
で厚さ２０ミクロンで水素約２５ａｔｏｎｉｉｃ％に加
え酸素Ｑ、　Ｑ　ｌ　ａｔｏｍｉｃ％と硼素４０　ｐｐ
ｍを含有するａ　−Ｓｉ半導体層（２）を形成した。尚
、このときの放電圧はＩ　Ｔｏｒｒとした。

続いて第１タンク（５）よりＳｉＨ４ガスを７　Ｑ　ｓ
ｅｅｍ　。

第２タンク（６）よりＢ２Ｈ６ガスを１８ｓｅｃｍ、　
　第３タンク（７）よりＧｅ　Ｈ４ガス（水素中１０％
）を１４　ｓｅｃｍ、そして第４タンク（８）より０２
ガスをＱ、　３　ｓｅｃｍ放出し１．上記と同一条件の
下でａ　−３ｉ半導体層（２）上に厚さ０１ミクロンで
約２５　ａｔｏｍｉｃ％の水素、０．０１ａｔｏｍｉｃ
の酸素、４０　ｐｐｍの硼素を含有するａ−８ｉ０．７
’５Ｇｅ０．２５光導電層（８）を形成した。

反応管（３３）内の残留ガスを排気後“、第１タンク（
５）よりＳｉＨ４ガスを７０　ｓｅｃｍ　１　　第２タ
ンク（６）よりＢ２Ｈ６ガスを１０００ｃｍ１第４タン
ク（８）より０２ガスを０．８　ｓｅｃｍ放出して同一
条件の下でａ−８ｉ０．７５　Ｇｅ０２５光導電層（８
）上に厚さ１ミクロンで水素に加え硼素を４０　ｐｐｍ
と酸素をＱ、　Ｑ　ｌ　ａｔｏｍｉｃ％含有するａ−８
ｉ光導電層（４）を形成した。　こうして得られた感光
体を試料Ａとする。

同様の条件の下に同一構成の感光体、但しａ−８ｉｏ７
５Ｇｅｏ２５光導電層（３）に酸素を含有していないも
の（即ち水素と４０　ｐｐｍの硼素のみ）、　更に酸素
及び硼素を含有せず水素のみの感光体を２種類作成した
。これらを夫々試料Ｂ、Ｃとする。

これら各感光体を＋５００Ｖに帯電し、光照射はモノク
ロメータを使用して波長域５００乃至８５０ｎｍ間を順
次５０　ｎｍ毎に可変していき表面電位が半減するに必
要な光エネルギーとの関係を測定して分光感度を調べた
。

その結果は第５図に示す通りで、カーブ（Ｃ）、（Ｄ）
、（ト）は夫々試料Ａ、Ｂ、Ｃに対応する。尚、カーブ
（ト）は基板上にａ　−Ｓ　ｉ半導体層のみを有する感
光体の分光感度である。同図から明らかなよう本発明の
感光体は可視光領域はもとより特に長波長領域で光感度
が著しく改善している。カーブ（ト）で示されるａ　−
Ｓｉ半導体層のみを有する感光体と比べ水素、酸素及び
硼素を含有する感光体（試料Ａ、カーブＣ）は可視光領
域では略同感度であるが長波長領域では高感度で、前者
が波長７００１ｍでは０、２２　ｃｔｉ／　ｅｒｇであ
るのに対し後者は０．８２ｃｍＪ／ｅｒｇ　１７５０　
ｎｍでは０．１２に対し０．２、ｓ　ｏ　ｏ　ｎｍでは
０．０７に対し０１５．８５０　ｎｍでは０．０６に対
し０．１８と約１．５倍から２倍程度光感度が向上して
いる。ａ−３ｉｏ７５Ｇｅｏ２５光導電層が水素と硼素
のみを含有する試料Ｂの場合はカーブ（Ｄ）に示される
ように更に感度向上している。逆に水素のみが含有され
るａ−８ｉｏ７５Ｇｅｏ２ｓ光導電層を有する試料Ｃの
場合、カーブ（５）に示されるようにＡ、Ｂと比べて幾
分感度が低いがそれでもカーブ（ト）よりはがなり高感
度である。そして可視光領域でも、例えば６００１ｍ層
が高感度を保証している。尚、上記試料Ａ、　Ｂ、Ｃの
うち帯電能が最も高いのはＡで、以下、ＢｌＣの順であ
る。

次にａ−８ｉｏ７５Ｇｅｏ２ｓ光導電１に水素に加え硼
素を夫々２００．２０００．２００００　ＰＰｍ含有さ
せた以外は試料Ｂと同じ感光体を作成し、夫々の分光感
度を測定したところ、長波長領域でカーブυ）より硼素
含有量の増大に応じて順次わずかながらも低い感度が測
定された。しかし何れもカープロよりは高感度であった
。

更に試料Ａと同じ感光体、但しａ−８ｉ０．７５　Ｇｅ
Ｏ，２６光導電層に酸素を夫々０１．１　ａｔｏｍｉｃ
％含有させた感光体を作成し、その分光感度を測定した
ところ、何れもカーブ（Ｃ）よりは低い感度が測定され
た。

しかし、酸素をｌ　ａｔｏｍｉｃ％含有する感光体でも
カーブ（ト）より長波長側で高感度であることが確認さ
れた。もっとも、それ以上の酸素を含有すればカーブ（
ト）と大差がなくなると予想され、この意味で酸素含有
量は最大でも１　ａｔｏｍｉｃ％程度とするのが望まし
い。

続いて試料Ａと同じ感光体、但しａ−８ｉ：Ｇｅ光導電
層のＳｉとＧｅのモル比を夫々１９：１．１０：１．２
：１．１：１とした感光体を作成してやはり分光感度を
測定したところ、１９：１の微量のＧｅでも長波長側感
度は向上し、Ｇｅの増大により高感度となっていく。現
にＧｅＯ量が２：１のものではカーブ（Ｃ）と比して約
１．３〜１．７倍程高感度である。

しかしＳｉとＧｃのモル比が１：１のものでは逆に２：
１のものより低感度となっている。この原因は不明なと
ころもあるが、Ｇｅのバンドギャップがａ　−Ｓｉと比
してかなり狭いため、多量のＧｅを入れた場合にはａ−
Ｓｉ：Ｇｅ光導電層で発生するキャリアーがａ　−Ｓ　
ｉ半導体層及びａ　−Ｓ　ｉ光導電１との界面でトラッ
プされ各層を移動できないためと考えられる。この意味
で８１とＧｅのモル比は最大でも１：１が限度である。

次に試料Ａ、Ｂ、Ｃと同じ感光体、但しａ　−Ｓｉ光導
ｍＷ　＠　（４）形成時に第１タンク（５）よりＳｉＨ
４ガスを７０　ｓｅｃｍ　１第５タンク（９）よりＣ２
Ｈ４ガスを５　ｓｅｃｍ放出させ炭素を約１　ａｔｏｍ
ｉｃ％含有する厚さ０．５Ｅクロンのａ−８ｉ光導電層
（４）を有する感光体を３種類作成した。これらの試料
をり、ＥｌＦとして５００から８５０　ｎｍに至る分光
感度を測定したところ第６図に示すような結果が得られ
た。

第６図において、カーブ（Ｇ）、（６）、（Ｉ）は夫々
試料り、Ｅ、Ｆに対応し、長波長領域ではカーブ（Ｆ）
（基板上にａ　−Ｓｉ半導体層のみを設けてなる感光体
）より光感度が著しく向上している。特にａ　−Ｓ　ｉ
Ｏ，７５Ｇｅ０．２５光導電層として水素に加え硼素を
４０ｐｐｍ含有する試料Ｅがカーブ（６）によって示さ
れるように最も高感度である。もっとも第５図と比べた
場合、夫々幾分ながらも感度は低くなっており、これは
炭素の含有によりａ　−Ｓ　ｉ光導電層の長波光透過が
小さくなったためと考えられる。更にａ−８ｉ光導電層
によって保証される可視光領域の感度も炭素を含有した
ときは低下している。しかしそれでも例えば６００　ｎ
ｍでは０．６　ｃＩＩ／ｅｒｇ以上あり充分に高感度で
ある。また試料り、Ｅ、ＦともＡ、Ｂ、Ｃより帯電能が
向上し炭素はさほど光感度を低下することなく帯電能向
上に有効である。但し試料りと同じ感光体で炭１をａ　
−Ｓ　ｉ光導電層（４）に５　ａｔｏｒｎｉｃ　　％含
有したものでは可視光領域の感度が従来の感光体と同程
度となるのでそれ以上の炭素含有は好ましくない。

最後に試料Ａと同じ感光体、但しａ−３ｉｏ７５Ｇｅ０
２５光導電層（３）の膜厚を夫々２ミクロン、３ミクロ
ンとした以外は同じ感光体２種類を作成して分光感度を
測定したところ、長波長の感度は膜厚の増大に応じて向
上したが逆に可視光領域の感度は低下した。同じように
ａ−８ｉ０．７５　Ｇｅ０．２５　光導電層の厚さを０
１ミクロンとしてａ　−３ｉ光導電層の厚さを夫々２．
３ミクロンとした以外は試料Ａと同じものを作成して分
光感度を測定したところ上記とは逆の結果が得られ、総
合に判断してａ−８ｉ：Ｇｅとａ　−Ｓ　ｉ光導電層の
膜厚は最大３ミクロン位いが限度である。

作像実験では試料Ａの感光体をレーザービームプリンタ
ーにセットした。そしてコロナチャージャで正極性に帯
電し、発振波長７８０　ｎｍ　１３　ｍｗの半導体レー
ザー光を直接変調して回転多面鏡で走査し、感光体上へ
ネガ露光し、正極性トナーで反転磁気ブラシ現像、転写
、クリーニング、除電をア トが得られた。プリント画質は１０万枚唸リント後も鮮
明であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る感光体の積層構成図、第２図はア
モルファスシリコンとアモルファスシリコン−ゲルマニ
ウム光導電層の光透過率を示す図、第８図及び第４図は
本発明に係る感光体を製造するためのグロー放電分解装
置、第５図及び第６図は本発明に係る感光体分光感度を
示す図である。 （１）・導電性基板、（２）　・＝　ａ　−Ｓ　ｉ半導
体層、（８）　・ａ−８ｉ：Ｇｅ光導電層、　（４）−
ａ　−Ｓ　ｉ光導電層、　（５）第１タンク（ＳｉＨ４
ガス）、　　（６）・・第２タンク（Ｂ２Ｈ６ガス）、
　　（７）・・第３タンク（ＧＣＨ４ガスχ出願人　　
ミノルタカメラ株式会社 河　　村　　孝　　夫 京都セラミック株式会社 第２　図 丈長（カ久） 第３図 第４　図 第５図 裏表Ｃ々次） 第６図 う友−ｋ（々２７２．）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　導電性基板上に厚さ約５乃至１００ｊクロンのア
   モルファスシリコン半導体層と、厚さ約０１乃至３ミク
   ロンのアモルファスシリコン−ゲルマニウム光導電層と
   、厚さ約０１乃至３ミクロンのアモルファスシリコン光
   導電層を順次積層してなることを特徴とする感光体。 ２、前記アモルファスシリコン−ゲルマニウム光導電層
   は少なくとも水素を含有し、ＳｉとＧｅのモル比は１：
   １乃至１９：１であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の感光体。 ６、　前記アモルファスシリコン光導電層は少なくとも
   水素と酸素あるいは炭素を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の感光体。