JP2008076520A - Electrophotographic photoreceptor, and process cartridge and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophotographic photoreceptor excellent in mechanical durability, sensitivity and oxidation resistance of the surface, suppressing an image defect caused by deposition of a discharge product, and maintaining the characteristics at a high level with time, and to provide a process cartridge and an image forming apparatus using the photoreceptor. <P>SOLUTION: The electrophotographic photoreceptor comprises a photosensitive layer, an intermediate layer and a surface layer stacked in this order on a conductive substrate, wherein both of the intermediate layer and the surface layer contain a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the kind and the composition ratio of the included element differs between the intermediate layer and the surface layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式により画像を形成する複写機等に用いられる電子写真感光体、並びに、これを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member used in a copying machine or the like for forming an image by an electrophotographic method, and a process cartridge and an image forming apparatus using the same.

近年、電子写真法は、複写機やプリンター等に幅広く利用されている。このような電子写真法を利用した画像形成装置に使用される電子写真感光体(以下、「感光体」と称す場合がある)は、装置内で、様々な接触やストレスに曝されるため、これらに起因して劣化を招くが、その一方で、画像形成装置のデジタル化やカラー化にともなって高い信頼性が求められている。   In recent years, electrophotographic methods have been widely used for copying machines, printers, and the like. An electrophotographic photosensitive member (hereinafter sometimes referred to as a “photosensitive member”) used in an image forming apparatus using such an electrophotographic method is exposed to various contacts and stress in the apparatus. Although this causes degradation, on the other hand, high reliability is required as the image forming apparatus is digitized and colorized.

例えば、感光体の帯電プロセスに着目した場合、以下のような問題がある。まず、非接触帯電方式では、放電生成物が感光体に付着して、画像ぼけなどが発生する。従って、感光体に付着した放電生成物を除去するために、例えば、現像剤中に研磨機能を持つ粒子を混合してクリーニング部でかきとるシステムが採用されたりする。この場合、感光体表面が磨耗により劣化する。一方、近年、接触帯電方式が広く使用されている。この方式においても感光体の磨耗が加速される場合がある。   For example, when paying attention to the charging process of the photoreceptor, there are the following problems. First, in the non-contact charging method, the discharge product adheres to the photoconductor, causing image blur and the like. Therefore, in order to remove the discharge products adhering to the photosensitive member, for example, a system in which particles having an abrasive function are mixed in the developer and scraped off by the cleaning unit may be employed. In this case, the surface of the photoreceptor is deteriorated due to wear. On the other hand, in recent years, the contact charging method has been widely used. Even in this method, the wear of the photosensitive member may be accelerated.

このような背景から、電子写真用感光体にはさらなる長寿命化が求められている。電子写真用感光体の長寿命化には、耐磨耗性の向上が必要であるため、感光体表面の硬度を大きくすることが求められる。
しかしながら、表面が、硬度の高いアモルファスシリコンからなる感光体では、放電生成物の付着などが発生し、画像ボケや画像ながれが発生し易く、この現象は特に高湿時に顕著である。これは有機感光層を有する有機感光体の表面層に関しても同様である。
From such a background, the electrophotographic photoreceptor is required to have a longer life. In order to extend the life of the electrophotographic photoreceptor, it is necessary to improve the wear resistance, and therefore it is required to increase the hardness of the photoreceptor surface.
However, in a photoconductor whose surface is made of amorphous silicon having a high hardness, adhesion of discharge products and the like are liable to occur, and image blurring and image blurring are likely to occur, and this phenomenon is particularly remarkable at high humidity. The same applies to the surface layer of the organic photoreceptor having the organic photosensitive layer.

このような問題の発生を抑制するために、感光体の表面層として、炭素系の材料が用いられる場合が多い。
例えば、有機感光層上に、触媒CVD法を利用してアモルファスシリコンカーバイド表面保護層を形成する方法(例えば、特許文献1参照)、耐湿性や耐刷性を改善することを目的としてアモルファス炭素中に微量のガリウム原子を含有させる技術(例えば、特許文献2参照)、ダイヤモンド結合を有するアモルファス窒化炭素を用いる技術(例えば、特許文献3参照)、非単結晶の水素化窒化物半導体を用いる技術(例えば、特許文献4参照)が提案されている。
In order to suppress the occurrence of such a problem, a carbon-based material is often used as the surface layer of the photoreceptor.
For example, a method of forming an amorphous silicon carbide surface protective layer on a photosensitive organic layer using a catalytic CVD method (see, for example, Patent Document 1), in amorphous carbon for the purpose of improving moisture resistance and printing durability. (See, for example, Patent Document 2), a technique using diamond-bonded amorphous carbon nitride (see, for example, Patent Document 3), and a technique using a non-single-crystal hydrogenated nitride semiconductor (see, for example, Patent Document 2). For example, see Patent Document 4).

しかしながら炭素系の膜、例えば水素化アモルファス炭素膜(a−C:H)や、これをフッ素化した膜(a−C:H,F)では、膜の硬度を向上させると、その一方で膜が着色してしまう傾向にある。従って、炭素系の膜からなる表面層が、使用により磨耗してくると、経時的にみた場合、表面層の光透過量が大きくなり、表面層内側に設けられた感光層の感度が高くなるという問題があった。また、表面層の面方向の磨耗が不均一に起こると、感光層の感度も不均一となるため、特に中間調の画像を形成する場合に、画像むらが発生し易くなるという問題があった。   However, in the case of a carbon-based film, for example, a hydrogenated amorphous carbon film (aC: H) or a film (aC: H, F) obtained by fluorinating the film, if the hardness of the film is improved, the film Tends to be colored. Therefore, when a surface layer made of a carbon-based film is worn by use, the light transmission amount of the surface layer increases with time, and the sensitivity of the photosensitive layer provided inside the surface layer increases. There was a problem. In addition, if the surface layer wear in the surface direction is uneven, the sensitivity of the photosensitive layer also becomes non-uniform, so that there is a problem that image unevenness is likely to occur particularly when a halftone image is formed. .

一方、炭素系の薄膜材料の一般的な特性として、硬度の向上と透明性の向上とがトレードオフの関係にあることが知られている。これは、膜中の炭素の結合に着目した場合、硬度を高めるためには、ダイヤモンド型のsp3結合性を高める必要があるが、これらの膜の中には、光を吸収するグラファイト型のsp2結合が混在することが避けられない上に、グラファイト型のsp2結合の存在を膜中への水素の添加等により抑制しようとすると、透明性は向上するが膜質が有機的な膜となり硬度が低下してしまうからである。   On the other hand, as a general characteristic of carbon-based thin film materials, it is known that there is a trade-off relationship between improvement in hardness and improvement in transparency. When focusing on the carbon bonds in the film, it is necessary to increase the diamond-type sp3 bonding property in order to increase the hardness. However, in these films, there is a graphite-type sp2 that absorbs light. In addition to unavoidable bonding, it is possible to suppress the presence of graphite-type sp2 bonds by adding hydrogen to the film, etc., but the transparency improves but the film quality becomes an organic film and the hardness decreases. Because it will do.

また、近年、窒化炭素膜の研究開発も行われているが、ダイヤモンド膜やダイヤモンドライクカーボン膜等の従来から知られている炭素系薄膜以上の硬さや特性には至っていない。さらに硬く緻密な膜を得るためには、成膜時に、1000℃程度の加熱が必要である上に、放電電力を大きくしなければならない。しかし、かような高温や高エネルギーの放電条件を前提とした成膜方法は、有機感光体のような熱や放電によりダメージを受けやすい有機感光体への適用は困難であり、実用的ではない。   In recent years, research and development of carbon nitride films have also been carried out, but they have not reached the hardness and characteristics higher than those of conventionally known carbon-based thin films such as diamond films and diamond-like carbon films. In order to obtain a harder and denser film, heating at about 1000 ° C. is required at the time of film formation, and the discharge power must be increased. However, film formation methods based on such high temperature and high energy discharge conditions are difficult to apply to organic photoreceptors that are easily damaged by heat and discharge, such as organic photoreceptors, and are not practical. .

このように、硬度と透明性との両立という点では、従来の炭素系薄膜は感光体の表面層としては不充分である。一方、この点については、水素化アモルファス炭化ケイ素膜(a−SiC:H)が優れている。しかし、放電生成物の付着などで画像ボケや画像ながれが発生しやすいため、これらの発生を抑制するためにドラムヒータを使用する必要がある。
さらに、水素化窒化物半導体は、硬度と透明性には優れるものの、高湿環境下では、耐水性に欠け、実用性に劣る。
Thus, the conventional carbon-based thin film is insufficient as a surface layer of a photoreceptor in terms of both hardness and transparency. On the other hand, the hydrogenated amorphous silicon carbide film (a-SiC: H) is excellent in this respect. However, image blur and image drift are likely to occur due to adhesion of discharge products, etc., and it is necessary to use a drum heater to suppress these occurrences.
Furthermore, although the hydrogenated nitride semiconductor is excellent in hardness and transparency, it lacks water resistance in a high humidity environment and is inferior in practicality.

これらの問題に対しては、たとえば、フッ化マグネシウムを表面層に用いることが提案がされている(例えば、特許文献5参照)。しかしながら、フッ化マグネシウムは水や酸に溶解するため高湿雰囲気での耐湿性が不足する。
また、前記特許文献4において、リモートプラズマを用いた非単結晶III族窒化物化合物半導体を用いた電子写真用感光体の表面層が提案されている。しかしながら、非単結晶III族窒化物化合物半導体を有機感光体の表面層とする場合には、基板温度と半導体が成長する表面温度とが異なるため有機高分子表面が熱で損傷を受ける問題があり、本来の有機高分子フィルムなどの透明で平滑な特性を生かすことができなかった。また電気特性が良くても、電子写真感光体の場合にはその表面がコロナ放電やトナーによる現像、クリーニングなどによる接触に曝されるため、耐刷性は不十分であった。
For these problems, for example, it has been proposed to use magnesium fluoride for the surface layer (see, for example, Patent Document 5). However, since magnesium fluoride dissolves in water and acid, the moisture resistance in a high humidity atmosphere is insufficient.
Further, in Patent Document 4, a surface layer of an electrophotographic photoreceptor using a non-single crystal group III nitride compound semiconductor using remote plasma is proposed. However, when a non-single crystal group III nitride compound semiconductor is used as the surface layer of the organic photoreceptor, there is a problem that the surface of the organic polymer is damaged by heat because the substrate temperature and the surface temperature at which the semiconductor grows are different. However, it was impossible to make use of the transparent and smooth characteristics of the original organic polymer film. Even if the electrical characteristics are good, in the case of an electrophotographic photoreceptor, the surface is exposed to contact by corona discharge, development with toner, cleaning, etc., so that the printing durability is insufficient.

一方、上述したような気相中での成膜を利用して表面層を形成する方法に対して、塗布法により表面層を形成する方法も提案されている。中でも、耐磨耗性を向上させるために、シロキサン結合を有する高分子化合物を用いたものを表面層に用いることが知られている。しかしながら、このような材料からなる表面層は、気相成膜を利用して形成された表面層と比較すると硬度が低い。このため、経時的に、感光体表面に傷が発生したり磨耗が進行した場合に、表面の付着性が増加して、トナーが感光体表面に付着することにより感光体の寿命が低下するという問題がある。
特開2003−316053号公報 特開平2−110470号公報 特開2003−27238号公報 特開平11−186571号公報 特開2003−29437号公報
On the other hand, a method of forming a surface layer by a coating method has been proposed in contrast to the method of forming a surface layer using film formation in the gas phase as described above. Among these, in order to improve the wear resistance, it is known to use a surface layer using a polymer compound having a siloxane bond. However, a surface layer made of such a material has a lower hardness than a surface layer formed using vapor phase film formation. For this reason, when the surface of the photoconductor is scratched or worn out over time, the adhesion of the surface is increased, and the lifetime of the photoconductor is reduced by the toner adhering to the surface of the photoconductor. There's a problem.
JP 2003-316053 A JP-A-2-110470 JP 2003-27238 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-186571 JP 2003-29437 A

このように、感光体の表面層としては、高い硬度と優れた透明性とを両立させ、且つ、放電生成物の付着に起因する画像欠陥も抑制でき、さらに、これらの特性を経時的に高いレベルで維持できることが求められるが、従来から知られている材料では、これら全ての特性を高いレベルで両立させることは困難であった。   As described above, as the surface layer of the photoreceptor, both high hardness and excellent transparency can be achieved, and image defects due to adhesion of discharge products can be suppressed. Furthermore, these characteristics are improved over time. Although it is required to be maintained at a level, it has been difficult to achieve all these characteristics at a high level with conventionally known materials.

本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。
すなわち、本発明は、表面の機械的耐久性や耐酸化性に優れ、放電生成物の付着に起因する画像欠陥も抑制できると共に感度にも優れ、さらに、これらの特性を経時的に高いレベルで維持することが容易な電子写真感光体、並びに、これを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to solve the above problems.
That is, the present invention is excellent in mechanical durability and oxidation resistance of the surface, can suppress image defects due to adhesion of discharge products, is excellent in sensitivity, and further, these characteristics at a high level with time. It is an object of the present invention to provide an electrophotographic photosensitive member that can be easily maintained, and a process cartridge and an image forming apparatus using the same.

上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
<1> 導電性基体上に感光層と、中間層と、表面層とをこの順に積層して構成され、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なる電子写真感光体である。
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention
<1> A photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer are laminated in this order on a conductive substrate,
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the types and composition ratios of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. An electrophotographic photoreceptor.

<2> 前記表面層及び中間層を併せた層厚が0.1μm以上5μm未満であり、かつ、前記感光層の層厚に対して0.5〜10%の範囲である<1>に記載の電子写真感光体である。 <2> The layer thickness including the surface layer and the intermediate layer is 0.1 μm or more and less than 5 μm, and is in the range of 0.5 to 10% with respect to the layer thickness of the photosensitive layer. This is an electrophotographic photoreceptor.

<3> 前記表面層が水素を含む<1>に記載の電子写真感光体である。 <3> The electrophotographic photosensitive member according to <1>, wherein the surface layer contains hydrogen.

<4> 前記感光層が有機材料を含む<1>に記載の電子写真感光体である。 <4> The electrophotographic photosensitive member according to <1>, wherein the photosensitive layer includes an organic material.

<5> 導電性基体上に感光層と、中間層と、表面層とをこの順に積層して構成される電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から選択された少なくとも1つとを一体として有し、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なるプロセスカートリッジである。
<5> An electrophotographic photosensitive member formed by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer in this order on a conductive substrate, and at least one selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit. As one,
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the types and composition ratios of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. Process cartridge.

<6> 導電性基体上に感光層と、中間層と、表面層とをこの順に積層して構成される電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、該帯電された電子写真感光体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも備え、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なる画像形成装置である。
<6> An electrophotographic photosensitive member constituted by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer in this order on a conductive substrate, charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the charged An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member, a developing means for developing the electrostatic latent image as a toner image with a developer containing toner, and the toner image on a recording medium. And at least a transfer means for transferring,
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the types and composition ratios of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. An image forming apparatus.

以上に説明したように、本発明によれば、表面の機械的耐久性や耐酸化性に優れ、放電生成物の付着に起因する画像欠陥も抑制できると共に感度にも優れ、さらに、これらの特性を経時的に高いレベルで維持することが容易な電子写真用感光体、並びに、これを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the surface has excellent mechanical durability and oxidation resistance, can suppress image defects due to adhesion of discharge products, and has excellent sensitivity. Can be easily maintained at a high level over time, and a process cartridge and an image forming apparatus using the same can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
<電子写真感光体>
本発明の電子写真感光体は、導電性基体上に感光層と、中間層と、表面層とをこの順に積層して構成され、前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の組成比が異なることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Electrophotographic photoreceptor>
The electrophotographic photoreceptor of the present invention is constituted by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer in this order on a conductive substrate, and each of the intermediate layer and the surface layer includes a group 13 element, oxygen, and It contains at least one of nitrogen, and the composition ratio of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different.

本発明の感光体における表面層は、13族元素の酸化物や窒化物を含むため、画像形成装置内で、帯電器によって発生するオゾンや窒素酸化物等による酸化雰囲気に対して、感光体表面自体が酸化され難く、酸化による感光体の劣化を防止することができる。また、上述したように機械的耐久性や耐酸化性に優れることから、これらの特性を長期に渡って高いレベルで維持することが容易である。またクリーニングブレードなどによって摺擦に曝される感光体表面の耐磨耗性に優れると共に、感光体表面の傷の発生を抑制できる上に、良好な感度を得ることが容易である。   Since the surface layer in the photoconductor of the present invention contains an oxide or nitride of a group 13 element, the surface of the photoconductor is protected against an oxidizing atmosphere generated by a charger or ozone or nitrogen oxide in the image forming apparatus. It is difficult to oxidize itself, and the deterioration of the photoreceptor due to oxidation can be prevented. Moreover, since it is excellent in mechanical durability and oxidation resistance as mentioned above, it is easy to maintain these characteristics at a high level over a long period of time. In addition, the surface of the photoreceptor exposed to rubbing by a cleaning blade is excellent in abrasion resistance, and the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor can be suppressed, and good sensitivity can be easily obtained.

しかし、上記表面層は硬質の無機薄膜であるため、特に感光層が有機材料で構成される場合には感光層及び表面層の熱膨張率が異なったり、応力に対する歪特性が大きく異なったりすることがあり、両層間で機械的ストレスが生ずることがあった。また機械的特性を改善するために膜厚を厚くする場合には残留電位などの上昇が有り、電気特性が劣化し画像濃度や均一性などで問題があった。
本発明者等は、上記問題に対し鋭意検討し、表面層と感光層との間に表面層と同系統の元素を異なる種類・組成比で含有する中間層として設けることにより、前記問題が解消されることを見出した。
However, since the surface layer is a hard inorganic thin film, especially when the photosensitive layer is made of an organic material, the thermal expansion coefficient of the photosensitive layer and the surface layer are different, and the strain characteristics with respect to stress are greatly different. In some cases, mechanical stress may occur between the two layers. Further, when the film thickness is increased in order to improve the mechanical characteristics, there is an increase in the residual potential and the like, and the electrical characteristics deteriorate and there is a problem in image density and uniformity.
The inventors of the present invention have intensively studied the above problem and solved the above problem by providing an intermediate layer containing elements of the same type as the surface layer in different types and composition ratios between the surface layer and the photosensitive layer. I found out that

具体的には、本発明における中間層は、後述する表面層に含まれる13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを同様に含むため、表面層との接着性は良好であり、また、中間層の熱膨張率や弾性率も前記含有元素の組成等を変更することで、表面層よりは感光層に近い層とすることができ、感光層との間で緩衝の役割をも果たす。なお、中間層は13族元素及び窒素のみを含んでもよいし、これに酸素が含まれていても良い。また、酸素は表面層に含まれる酸素量よりも少ないことが好ましい。さらに13族元素と酸素からなるものでも良く、酸素量を表面層より少なくすることにより電気抵抗を低下させ残留電位を制御することができるため特に好ましい。   Specifically, since the intermediate layer in the present invention similarly contains at least one of group 13 elements and oxygen and nitrogen contained in the surface layer described later, the adhesion with the surface layer is good, and In addition, the thermal expansion coefficient and elastic modulus of the intermediate layer can also be made closer to the photosensitive layer than the surface layer by changing the composition of the contained elements, and also serves as a buffer between the intermediate layer and the photosensitive layer. . Note that the intermediate layer may contain only a group 13 element and nitrogen, or may contain oxygen. Moreover, it is preferable that oxygen is less than the amount of oxygen contained in the surface layer. Further, it may be composed of a group 13 element and oxygen, and is particularly preferable because the residual potential can be controlled by reducing the electric resistance by making the amount of oxygen smaller than that of the surface layer.

以下、まず本発明の電子写真感光体の構成について、図面により説明する。
図1は、本発明の感光体の層構成の一例を示す模式断面図であり、図1中、1は導電性基体、2は感光層、2Aは電荷発生層、2Bは電荷輸送層、3は表面層、5は中間層を表す。4は下引層である。図1に示す感光体は、導電性基体1上に、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、中間層5、表面層3がこの順に積層された層構成を有し、感光層2は電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの2層から構成される。
Hereinafter, the structure of the electrophotographic photosensitive member of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the layer structure of the photoreceptor of the present invention. In FIG. 1, 1 is a conductive substrate, 2 is a photosensitive layer, 2A is a charge generation layer, 2B is a charge transport layer, 3 Represents a surface layer and 5 represents an intermediate layer. 4 is an undercoat layer. 1 has a layer structure in which a charge generation layer 2A, a charge transport layer 2B, an intermediate layer 5, and a surface layer 3 are laminated in this order on a conductive substrate 1, and the photosensitive layer 2 has a charge generation. It is composed of two layers, a layer 2A and a charge transport layer 2B.

図2は、本発明の感光体の層構成の他の例を示す模式断面図であり、図2中、6は感光層を表し、他は、図1中に示したものと同様である。
図2に示す感光体は、導電性基体1上に、感光層6、中間層5、表面層3がこの順に積層された層構成を有し、感光層6は、図1や図2に示す電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの機能が一体となった層である。
なお、感光層2,6は、有機高分子から形成されたものでも良いし、無機材料から形成されたものでも良いし、それらが組み合わされたものでも良い。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the layer structure of the photoreceptor of the present invention. In FIG. 2, 6 represents a photosensitive layer, and the other parts are the same as those shown in FIG.
The photoreceptor shown in FIG. 2 has a layer structure in which a photosensitive layer 6, an intermediate layer 5, and a surface layer 3 are laminated in this order on a conductive substrate 1, and the photosensitive layer 6 is shown in FIG. 1 and FIG. This is a layer in which the functions of the charge generation layer 2A and the charge transport layer 2B are integrated.
The photosensitive layers 2 and 6 may be formed from an organic polymer, may be formed from an inorganic material, or may be a combination thereof.

(中間層)
本発明における中間層5は感光層2と表面層3との間に設置される。特に、後述する13族元素と窒素及び酸素のうちの少なくとも1つとを含む無機薄膜を表面層とする電子写真感光体では、本発明における13族元素と窒素及び酸素のうちの少なくとも1つとを含む中間層を設けることにより、表面層3と感光層2の硬度と膨張率の差による機械的ストレスを減少させることができ、また成膜時のプラズマの電子やイオンUVなどの照射による電荷輸送層(CTL)等の疲労を防止することができる。また電気特性と機械的および化学的安定性とを機能分離することができ、残留電位を低下させ、サイクル特性や環境変動などを改善することができる。
(Middle layer)
The intermediate layer 5 in the present invention is disposed between the photosensitive layer 2 and the surface layer 3. In particular, an electrophotographic photosensitive member having a surface layer of an inorganic thin film containing a group 13 element and at least one of nitrogen and oxygen, which will be described later, includes the group 13 element and at least one of nitrogen and oxygen in the present invention. By providing the intermediate layer, the mechanical stress due to the difference in hardness and expansion coefficient between the surface layer 3 and the photosensitive layer 2 can be reduced, and the charge transport layer is formed by irradiation with plasma electrons or ion UV during film formation. Fatigue such as (CTL) can be prevented. In addition, the electrical characteristics and mechanical and chemical stability can be separated from each other, the residual potential can be lowered, and cycle characteristics and environmental fluctuations can be improved.

さらに、画像形成装置内で感光体が使用された場合のコロナ放電や各種の光源からの紫外線などの短波長光による感光層2への影響を防ぐことができる。特に本発明における中間層がない場合に、表面層3を厚くした場合などにCTLに成膜直後から内在する応力によって、プリント出力時に累積して印加されるクリーナー系や紙や転写機構などとの機械的刺激によって、感光層表面に微小のクラックや欠陥が発生し、電荷輸送性が劣化したり、不均一な輸送が起こることにより発生する画像濃度のむら等の問題を防止することができる。
その結果、表面の機械的耐久性や耐酸化性に優れ、放電生成物の付着に起因する画像欠陥も抑制できると共に感度にも優れ、さらに均一性に優れた画像出力等の特性を経時的に高いレベルで維持することが容易な電子写真有機感光体を提供することができる。
Further, it is possible to prevent the photosensitive layer 2 from being affected by short-wavelength light such as corona discharge and ultraviolet rays from various light sources when a photoreceptor is used in the image forming apparatus. In particular, when there is no intermediate layer in the present invention, when the surface layer 3 is made thick, the cleaner system, paper, transfer mechanism, etc., which are applied cumulatively at the time of print output due to the stress inherent in the CTL immediately after film formation Due to the mechanical stimulation, micro cracks and defects are generated on the surface of the photosensitive layer, and it is possible to prevent problems such as image density unevenness caused by deterioration of charge transportability and non-uniform transport.
As a result, it has excellent mechanical durability and oxidation resistance on the surface, can suppress image defects due to adhesion of discharge products, has excellent sensitivity, and has excellent uniformity in image output characteristics over time. An electrophotographic organic photoreceptor that can be easily maintained at a high level can be provided.

中間層5は13族元素と窒素及び酸素のうちの少なくとも1つとを含んで形成されるが、13族元素及び窒素の化合物と13族元素及び酸素の化合物との積層としたものでも良い。具体的には、例えばGa及び窒素の化合物とAl及び酸素の化合物との積層や、Ga及び窒素の化合物とGa及び酸素の化合物との積層でも良い。さらに、Ga及び酸素とGa及び窒素の化合物とを積層したものでも良い。
いずれにしても、上記本発明における中間層5は、硬度も高く、透明性にも優れることが望まれるが、表面層3及び感光層2の中間の熱膨張係数を有し、また、感光層2と接着性の良いものが好ましい。
The intermediate layer 5 is formed to include a group 13 element and at least one of nitrogen and oxygen, but may be a stack of a group 13 element and a nitrogen compound and a group 13 element and oxygen compound. Specifically, for example, a stacked layer of a compound of Ga and nitrogen and a compound of Al and oxygen, or a stacked layer of a compound of Ga and nitrogen and a compound of Ga and oxygen may be used. Further, a laminate of Ga and oxygen and a compound of Ga and nitrogen may be used.
In any case, it is desired that the intermediate layer 5 in the present invention has high hardness and excellent transparency, but has a thermal expansion coefficient intermediate between the surface layer 3 and the photosensitive layer 2, and the photosensitive layer. 2 and those having good adhesiveness are preferred.

中間層5に含まれる13族元素としては、具体的には、B,Al,Ga,Inから選ばれる少なくとも一つ以上の元素を用いることができ、これらの元素から選択される二つ以上の元素を組み合わせて用いることもできる。
この場合、これらの原子の中間層中の含有量の組み合わせは制限は無いが、上記4つの元素のうち、Inの場合には可視光域に吸収があり、In以外の元素は可視光域に吸収がないため、使用する13族元素を適宜選択することにより、中間層5の光に対する感応波長域を任意に調整することが可能である。例えば、中間層5の構成元素としては、この感光体を備えた電子写真装置の露光波長やイレーズ波長などに対して、これらの光を出来るだけ吸収しないように元素を選択する必要がある。
Specifically, as the group 13 element contained in the intermediate layer 5, at least one element selected from B, Al, Ga, and In can be used, and two or more elements selected from these elements can be used. Combinations of elements can also be used.
In this case, the combination of the contents of these atoms in the intermediate layer is not limited, but among the above four elements, In is absorbed in the visible light region, and elements other than In are in the visible light region. Since there is no absorption, it is possible to arbitrarily adjust the sensitive wavelength range of the intermediate layer 5 with respect to light by appropriately selecting the group 13 element to be used. For example, as the constituent element of the intermediate layer 5, it is necessary to select an element so as not to absorb as much light as possible with respect to the exposure wavelength and the erase wavelength of the electrophotographic apparatus provided with this photoreceptor.

本発明においては、表面層3及び中間層5はいずれも13族元素と窒素や酸素を含むが、両層は前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なるものである。具体的には、前記好ましい特性を得るために、表面層3に含まれる元素の種類に対して、中間層5は、表面層3が酸化物である場合には中間層5は窒化物、また窒化物の表面層3に対しては中間層5は13族元素の異なる窒化物とすることが好ましく、含まれる元素の組成比に関しては、酸化物の表面層3に対しては、中間層5は表面層3より酸素濃度を低くすることが好ましい。この場合、酸素濃度が数%以内でわずかに異なった場合でも可視吸収スペクトルや電気伝導度などで異なる場合も含む。   In the present invention, both the surface layer 3 and the intermediate layer 5 contain a group 13 element and nitrogen or oxygen, but both layers differ in at least one of the type and composition ratio of the contained elements. Specifically, in order to obtain the preferable characteristics, the intermediate layer 5 is formed of a nitride when the surface layer 3 is an oxide with respect to the types of elements contained in the surface layer 3, For the nitride surface layer 3, the intermediate layer 5 is preferably a nitride having a different group 13 element. With respect to the composition ratio of the contained elements, the intermediate layer 5 is different from the oxide surface layer 3. The oxygen concentration is preferably lower than that of the surface layer 3. In this case, even when the oxygen concentration is slightly different within a few percent, it includes the case where the visible absorption spectrum and electrical conductivity are different.

さらにより具体的には、例えば、表面層3がGa及び窒素の化合物を含む場合には中間層5はAl及び窒素の化合物を含み、表面層3がGa及び酸素の化合物を含む場合には中間層5はGa及び窒素の化合物やAl及び窒素(酸素を含んでもよい)の化合物を含むものであることが好ましい。
なお、表面層3がGa、酸素及び窒素の化合物を含む場合には、中間層5は同様の元素を含む化合物であることが好ましい(ただし、この場合両層の組成比は異なる)。
More specifically, for example, when the surface layer 3 includes a compound of Ga and nitrogen, the intermediate layer 5 includes a compound of Al and nitrogen, and when the surface layer 3 includes a compound of Ga and oxygen, the intermediate layer 5 is intermediate. The layer 5 preferably contains a compound of Ga and nitrogen or a compound of Al and nitrogen (which may contain oxygen).
In addition, when the surface layer 3 contains the compound of Ga, oxygen, and nitrogen, it is preferable that the intermediate | middle layer 5 is a compound containing the same element (however, the composition ratio of both layers differs in this case).

なお、中間層5に窒素、酸素及び13族元素が含まれる場合、これらの含有原子数比は0.5:1乃至3:1であることが好ましい。この範囲外にあると四面体結合や三次元的な結合を形成した部分が少なくイオン分子結合的となり十分な化学的安定性や硬さを得ることができない。
中間層5に酸素及び13族元素が含まれる場合、これらの含有原子数比は0.1:1乃至3:1であることが好ましい。0.1以下では電気抵抗が低く、潜像を保持することが出来ない。3:1以上では膜中に欠陥が多くなり十分な化学的安定性や硬さを得ることができない。
When the intermediate layer 5 contains nitrogen, oxygen, and a group 13 element, the atomic ratio of these elements is preferably 0.5: 1 to 3: 1. If it is out of this range, there are few portions where tetrahedral bonds or three-dimensional bonds are formed, and it becomes ionic molecule-bonded, so that sufficient chemical stability and hardness cannot be obtained.
When the intermediate layer 5 contains oxygen and a group 13 element, the ratio of the number of atoms contained is preferably 0.1: 1 to 3: 1. Below 0.1, the electrical resistance is low and the latent image cannot be held. When the ratio is 3: 1 or more, defects are increased in the film, and sufficient chemical stability and hardness cannot be obtained.

また、中間層5の厚み方向の13族元素と窒素、酸素の組成は、均一であってもよいが、中間層5の厚み方向において窒素の濃度分布が基体側に向かって増加するものであってもよく、酸素の濃度分布は基材側に向かって減少していてもよい、また窒素と酸素とを同時に含む場合、窒素の濃度分布は基材側に向かって減少し酸素の濃度分布は基材側に向かって増加していてもよい。   In addition, the composition of the group 13 element, nitrogen, and oxygen in the thickness direction of the intermediate layer 5 may be uniform, but the nitrogen concentration distribution increases toward the substrate in the thickness direction of the intermediate layer 5. The oxygen concentration distribution may decrease toward the substrate side, and when nitrogen and oxygen are included at the same time, the nitrogen concentration distribution decreases toward the substrate side and the oxygen concentration distribution is You may increase toward the base material side.

中間層5は、上記13族元素と窒素及び/または酸素のみを含むものであってもよいが、この他にも水素等の元素が必要に応じて含まれていてもよく、特に水素が含まれていることが好ましい。この場合、水素が、Ga元素と窒素と酸素との結合により発生したダングリングボンドや構造欠陥を補償することによって電気的な安定性、化学的安定性、機械的な安定性を増すと共に、高い硬度と透明性に加えて中間層膜表面の高い撥水性や低摩擦係数も得ることができる。   The intermediate layer 5 may contain only the group 13 element and nitrogen and / or oxygen, but may contain other elements such as hydrogen as necessary, particularly hydrogen. It is preferable that In this case, hydrogen increases electrical stability, chemical stability and mechanical stability by compensating for dangling bonds and structural defects generated by the combination of Ga element, nitrogen and oxygen, and high. In addition to hardness and transparency, a high water repellency and low friction coefficient on the surface of the intermediate layer film can be obtained.

中間層中に水素が含まれる場合、中間層中の水素の含有量としては0.1原子%以上40原子%以下の範囲が好ましく、0.5以上30原子%以下の範囲内がより好ましい。
水素の含有量が0.1原子%未満の場合には膜内部に構造的な乱れを内蔵したままとなり、電気的に不安定となったり機械的な特性も不十分となる場合がある。また、40原子%を超える場合には水素が13族元素と窒素原子に2原子以上結合する確立が増加して、三次元構造を保つことができず硬度や化学的安定性(特に耐水性)などが不十分となる場合がある。
When hydrogen is contained in the intermediate layer, the hydrogen content in the intermediate layer is preferably in the range of 0.1 atomic% to 40 atomic%, and more preferably in the range of 0.5 to 30 atomic%.
When the hydrogen content is less than 0.1 atomic%, structural disturbances remain built in the film, which may cause electrical instability and insufficient mechanical characteristics. In addition, when it exceeds 40 atomic%, the probability of hydrogen bonding to two or more atoms of group 13 elements and nitrogen atoms increases, and a three-dimensional structure cannot be maintained, and hardness and chemical stability (especially water resistance) Etc. may be insufficient.

また、中間層5に含まれる水素量は、中間層5を構成する主たる2つの元素(13族元素及び酸素あるいは13族元素及び窒素)全体に対して、0.1原子%以上50原子%以下の範囲が好ましく、1原子%以上40原子%以下の範囲であることがより好ましい。
なお、本発明において、中間層中の水素含有量はハイドロジェンフォワードスキャタリング(HFS)により求められた値を意味する。測定法については後述する。
The amount of hydrogen contained in the intermediate layer 5 is 0.1 atomic% or more and 50 atomic% or less with respect to the entire two main elements (Group 13 element and oxygen or Group 13 element and nitrogen) constituting the intermediate layer 5. Is preferable, and the range of 1 atomic% to 40 atomic% is more preferable.
In the present invention, the hydrogen content in the intermediate layer means a value obtained by hydrogen forward scattering (HFS). The measurement method will be described later.

さらに中間層中には、炭素も含まれていてもよいが、この場合の含有量は15原子%以下であることが好ましい。炭素の含有量が15原子%を超えると炭素が中間層中で−CH,−CHとして存在するために、中間層内部に含まれる水素が多くなるため、結果として中間層の大気中での化学的安定性等が不充分となる場合がある。 Further, the intermediate layer may contain carbon, but the content in this case is preferably 15 atomic% or less. If the carbon content exceeds 15 atomic%, carbon is present in the intermediate layer as —CH 2 , —CH 3 , so that the amount of hydrogen contained in the intermediate layer increases. As a result, in the atmosphere of the intermediate layer In some cases, the chemical stability or the like is insufficient.

なお、本発明において、中間層中の13族元素や窒素、酸素、炭素等の元素の含有量は、膜厚方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング(RBS)により求めた値を意味する。測定法については後述する。   In the present invention, the content of group 13 elements and elements such as nitrogen, oxygen, and carbon in the intermediate layer means values obtained by Rutherford back scattering (RBS) including distribution in the film thickness direction. The measurement method will be described later.

中間層5が結晶性/非結晶性であるかは特に限定されることはなく、微結晶、多結晶、あるいは、非晶質のいずれであってもよい。
なお、中間層5は、安定性や望ましい硬度の点から微結晶が含まれた非晶質、非晶質が含まれた微結晶/多結晶であっても良いが、中間層表面の平滑性や摩擦の点からは非晶質であることが好ましい。結晶性/非晶質性は、RHEED(反射高速電子線回折)測定により得られた回折像の点や線の有無により判別することができる。また、非晶質性は、X線回折スペクトル測定によっても回折角に固有の鋭いピークが現れないことによっても判別することができる。
Whether the intermediate layer 5 is crystalline / non-crystalline is not particularly limited, and may be microcrystalline, polycrystalline, or amorphous.
The intermediate layer 5 may be amorphous containing microcrystals or microcrystalline / polycrystalline containing amorphous materials in terms of stability and desirable hardness, but the smoothness of the intermediate layer surface From the viewpoint of friction, it is preferably amorphous. Crystallinity / amorphous property can be determined by the presence or absence of a point or a line in a diffraction image obtained by RHEED (reflection high-energy electron diffraction) measurement. Amorphousness can also be determined by the absence of a sharp peak specific to the diffraction angle even by X-ray diffraction spectrum measurement.

中間層5には、導電型の制御や導電性の制御のために種々のドーパントを添加することができる。中間層5の導電性をn型に制御する場合には、例えば、Si,Ge,Snから選ばれる一つ以上の元素を用いることができ、p型に制御する場合には、例えば、Be,Mg,Ca,Zn,Srから選ばれる一つ以上の元素を用いることができる。また通常ドープしていないこのような中間層5はn型が多くさらに暗抵抗を高くするためにp型化で使用する元素を使用することができる。   Various dopants can be added to the intermediate layer 5 in order to control the conductivity type and the conductivity. When the conductivity of the intermediate layer 5 is controlled to n-type, for example, one or more elements selected from Si, Ge, and Sn can be used, and when controlled to p-type, for example, Be, One or more elements selected from Mg, Ca, Zn, and Sr can be used. Further, such an intermediate layer 5 which is not usually doped has many n-types, and an element used for p-type conversion can be used in order to further increase the dark resistance.

本発明における中間層5は、その結晶性/非結晶性が、微結晶、多結晶あるいは非晶質のいずれの場合においても、その内部構造に結合欠陥や、転位欠陥、結晶粒界の欠陥などが多く含まれる傾向にある。このため、これらの欠陥の不活性化のために半導体膜中には、水素および/またはハロゲン元素が含まれていても良い。中間層中の水素やハロゲン元素は結合欠陥などに取り込まれて、反応活性点を消失させ、電気的な補償を行う働きを有するため、半導体膜内のキャリアの拡散や移動に関係するトラップが抑制される。
以上のような中間層5を、感光体の表面層3の下層に設けた場合には、帯電と露光とが繰り返された場合の電荷の内部蓄積による感光体表面の残留電位やそのサイクルアップを抑え、帯電特性をより安定化することができる。
The intermediate layer 5 of the present invention has a bond defect, a dislocation defect, a grain boundary defect, etc. in its internal structure regardless of whether the crystallinity / non-crystallinity is microcrystalline, polycrystalline or amorphous. Tend to be included. For this reason, hydrogen and / or a halogen element may be contained in the semiconductor film in order to inactivate these defects. Hydrogen and halogen elements in the intermediate layer are taken into bond defects, etc., which eliminates reactive sites and performs electrical compensation, thereby suppressing traps related to carrier diffusion and movement in the semiconductor film. Is done.
When the intermediate layer 5 as described above is provided below the surface layer 3 of the photoconductor, the residual potential on the surface of the photoconductor due to the internal accumulation of charges when charging and exposure are repeated and the cycle up thereof are increased. And charging characteristics can be further stabilized.

中間層5の形成方法の詳細については後述するが、本発明における中間層5は、例えばガリウムを含む化合物と窒素や酸素を含む化合物との反応によって得られる。基板温度が室温から100℃では、反応をプラズマを利用して起こすことが好ましい。プラズマ中にこれらの元素を含む化合物を同時に導入しても良いし、窒素や酸素を含む非成膜性の反応性プラズマの下流中にガリウムを含む化合物を導入して分解し基板上で窒素や酸素と反応させても良い。以下に示す表面層の作製方法を用いるのが連続的な成膜となるため好ましい。   Although the details of the method for forming the intermediate layer 5 will be described later, the intermediate layer 5 in the present invention is obtained, for example, by a reaction between a compound containing gallium and a compound containing nitrogen or oxygen. When the substrate temperature is from room temperature to 100 ° C., the reaction is preferably caused by using plasma. Compounds containing these elements may be introduced into the plasma at the same time, or compounds containing gallium may be introduced and decomposed downstream of the non-film forming reactive plasma containing nitrogen or oxygen to decompose nitrogen or oxygen on the substrate. You may make it react with oxygen. It is preferable to use the following surface layer manufacturing method because continuous film formation is achieved.

形成された中間層5は絶縁層でもよいが、この場合は、中間層の厚さは残留電位との関係から決定する必要がある。また、半導電性の層の場合には、その体積抵抗率は静電潜像の形成に妨げにならないよう、10+8から10+13Ωcmの範囲とする好ましい。
なお、中間層5の厚さは0.01〜1μmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは0.02〜0.7μmの範囲である。
The formed intermediate layer 5 may be an insulating layer, but in this case, the thickness of the intermediate layer needs to be determined from the relationship with the residual potential. In the case of a semiconductive layer, the volume resistivity is preferably in the range of 10 +8 to 10 +13 Ωcm so as not to interfere with the formation of the electrostatic latent image.
In addition, it is preferable that the thickness of the intermediate | middle layer 5 shall be the range of 0.01-1 micrometer, More preferably, it is the range of 0.02-0.7 micrometer.

(表面層)
本発明における表面層3は、前記中間層上に形成され、該中間層と同様に13族元素と窒素及び酸素のうちの少なくとも1つとを含む層である。
表面層3は、13族元素と窒素や酸素を含む13族酸化物、13族窒化物半導体等であり硬度も高く、透明性にも優れる。また、中間層5と同様、酸素を含む場合には、大気中の酸素や酸化雰囲気中においても耐酸化性に優れ、経時的な物性変化が極めて小さい。また、このような組成からなる半導体膜は、後述する表面層の製造方法を利用すれば有機材料を含む感光層上へも形成可能である。
(Surface layer)
The surface layer 3 in the present invention is a layer formed on the intermediate layer and containing a group 13 element and at least one of nitrogen and oxygen as in the intermediate layer.
The surface layer 3 is a group 13 oxide containing a group 13 element, nitrogen or oxygen, a group 13 nitride semiconductor, etc., and has high hardness and excellent transparency. Similarly to the intermediate layer 5, when oxygen is included, it has excellent oxidation resistance even in oxygen in the atmosphere or in an oxidizing atmosphere, and changes in physical properties over time are extremely small. Further, a semiconductor film having such a composition can be formed on a photosensitive layer containing an organic material by using a method for producing a surface layer described later.

本発明における表面層3は、中間層5と同様に13族元素と窒素及び酸素のうちの少なくとも1つとを含む層であるため、層の形成条件や層厚等が異なる以外は、基本的な性質は前記中間層において説明した内容と同様である。
表面層3に含まれる化合物としては、大きくは13族元素及び酸素を含む化合物、13族元素及び窒素を含む化合物、13族元素、酸素及び窒素を含む化合物が挙げられる。
Since the surface layer 3 in the present invention is a layer containing a group 13 element and at least one of nitrogen and oxygen like the intermediate layer 5, the surface layer 3 is fundamental except that the formation conditions and the layer thickness of the layer are different. The properties are the same as those described in the intermediate layer.
Examples of the compound contained in the surface layer 3 include a compound containing a group 13 element and oxygen, a compound containing a group 13 element and nitrogen, and a compound containing a group 13 element, oxygen and nitrogen.

表面層3が13族元素と酸素とを含む場合には、該酸素の含有量は15原子%を超えることが好ましい。酸素の含有量が15原子%以下の場合には、半導体膜が酸素を含む雰囲気下では不安定となり、酸化による水酸基の生成が起こるため、経時的に電気的特性や機械的特性等の物性変化を引き起こす場合がある。また電気抵抗が低くなり静電潜像の保持が出来なくなる。
なお、耐酸化性の確保という観点からは酸素の含有量が多い方が好ましいが表面層膜中の元素間の分子結合が二次元的な配置となるものが多くなるために、硬さに欠けもろい膜となる場合がある。また13族元素と酸素のみから形成する場合には15原子%以下では電気抵抗が低く静電潜像の保持が出来なくなる。
When the surface layer 3 contains a group 13 element and oxygen, the oxygen content is preferably more than 15 atomic%. When the oxygen content is 15 atomic% or less, the semiconductor film becomes unstable in an oxygen-containing atmosphere, and hydroxyl groups are generated by oxidation. Therefore, physical properties such as electrical characteristics and mechanical characteristics change over time. May cause. In addition, the electric resistance is lowered and the electrostatic latent image cannot be held.
From the viewpoint of ensuring oxidation resistance, it is preferable that the oxygen content is large. However, since the number of molecular bonds between elements in the surface layer film is two-dimensionally arranged, the hardness is insufficient. It may become a fragile film. In the case of forming only from a group 13 element and oxygen, if it is 15 atomic% or less, the electric resistance is low and the electrostatic latent image cannot be retained.

また、表面層中の酸素の含有量は、28原子%以上であることがより好ましく、37原子%以上であることが更に好ましい。なお、酸素の含有量は実用上は65原子%以下であることが好ましい。この場合でも、表面層中の窒素の含有量は1原子%以上であることが好ましい。表面層中には1原子%以上の窒素が含まれていてもよい。   Further, the oxygen content in the surface layer is more preferably 28 atomic% or more, and further preferably 37 atomic% or more. In practice, the oxygen content is preferably 65 atomic% or less. Even in this case, the nitrogen content in the surface layer is preferably 1 atomic% or more. The surface layer may contain 1 atomic% or more of nitrogen.

表面層の最表面における、13族元素や酸素等の元素の含有量は、XPS(X線光電子分光法)により求めることができる。例えば、XPSの測定装置として日本電子社製JPS9010MXを用い、X線ソースにはMgKα線を用い、10kV,20mAで照射することにより測定できる。この場合、光電子の測定は1eVのステップで行い、元素の含有量は、Ga元素に対しては3d5/2、Oは1s,Nは1sスペクトルを測定し、スペトクルの面積強度と感度因子により求めることができる。なお、測定前にArイオンエッチングを500Vで10s程度行う。   The content of elements such as group 13 elements and oxygen on the outermost surface of the surface layer can be determined by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). For example, it can be measured by using JPS9010MX manufactured by JEOL Ltd. as an XPS measuring apparatus, using an MgKα ray as an X-ray source, and irradiating at 10 kV, 20 mA. In this case, the photoelectron is measured in steps of 1 eV, and the element content is 3d5 / 2 for Ga element, 1s for O, and 1s for N, and obtained from the area intensity of the spectrum and the sensitivity factor. be able to. Note that Ar ion etching is performed at 500 V for about 10 seconds before measurement.

一方、表面層3が13族元素と窒素とを含む場合には、表面層3の膜厚を0.01μm以上5μm未満とし、形成後の表面の中心線平均粗さ(Ra)を0.1μm以下とすることが好ましい。
表面の中心平均粗さ(Ra)が0.1μmを超えると、電子写真装置(画像形成装置)内でのクリーニング工程でブレードやブラシなどによるクリーニング不良が発生し、表面にトナーが残存したままで帯電、現像工程、転写工程を経てしまうため、解像度が低下し、さらに画像濃度が低下、画像ムラやゴーストが出やすくなる。また、当然に中心平均粗さ(Ra)が0.1μmを超えていると下層の感光層2がダメージを受けているため、感度の低下や残電上昇を生じてしまう場合がある。
表面の中心平均粗さ(Ra)は0.07μm以下であることが好ましく、0.05μm以下であることがより好ましい。
On the other hand, when the surface layer 3 contains a group 13 element and nitrogen, the film thickness of the surface layer 3 is 0.01 μm or more and less than 5 μm, and the center line average roughness (Ra) of the formed surface is 0.1 μm. The following is preferable.
When the center average roughness (Ra) of the surface exceeds 0.1 μm, a cleaning failure due to a blade or a brush occurs in the cleaning process in the electrophotographic apparatus (image forming apparatus), and the toner remains on the surface. Since the charging, developing process, and transfer process are performed, the resolution is lowered, the image density is further lowered, and image unevenness and ghost are likely to occur. Naturally, when the center average roughness (Ra) exceeds 0.1 μm, the lower photosensitive layer 2 is damaged, and thus the sensitivity may be lowered and the remaining power may be increased.
The center average roughness (Ra) of the surface is preferably 0.07 μm or less, and more preferably 0.05 μm or less.

また、表面層3の厚さが0.01μm未満では、感光層2の影響を受けやすく、機械的強度が不十分である。一方、厚さが5μm以上では、帯電露光の繰り返しによって、残留電位が上昇し、また感光層に対する機械的な内部応力が増加して、剥離やひび割れが発生しやすくなる場合がある。
表面層の厚さは0.03〜3μmの範囲が好ましく、0.05〜2μmの範囲がより好ましい。
On the other hand, when the thickness of the surface layer 3 is less than 0.01 μm, it is easily affected by the photosensitive layer 2 and the mechanical strength is insufficient. On the other hand, when the thickness is 5 μm or more, the residual potential increases due to repeated charging and exposure, and mechanical internal stress on the photosensitive layer increases, which may cause peeling or cracking.
The thickness of the surface layer is preferably in the range of 0.03 to 3 μm, more preferably in the range of 0.05 to 2 μm.

なお、上記表面の中心線平均粗さ(Ra)は、東京精密社製表面粗さ形状測定器サーフコム550Aを使用し、カットオフ値75%、測定距離1.0mm、走査速度0.12mm/secとして、感光体の任意の位置10箇所で軸方向に測定し平均したものである。
また、表面層の厚さは、触針式の段差測定装置(東京精密社製、表面粗さ計)と走査型電子顕微鏡(日立社製、S−400)により撮影した半導体膜の断面写真とを併用して測定した。
In addition, the centerline average roughness (Ra) of the surface uses a surface roughness shape measuring device Surfcom 550A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., with a cutoff value of 75%, a measuring distance of 1.0 mm, and a scanning speed of 0.12 mm / sec. Are measured in the axial direction at 10 arbitrary positions on the photoconductor and averaged.
The thickness of the surface layer is a cross-sectional photograph of a semiconductor film taken with a stylus type step difference measuring device (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., surface roughness meter) and a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, S-400). Was measured in combination.

表面層3に含まれる13族元素としては、具体的には、B,Al,Ga,Inから選ばれる少なくとも一つ以上の元素を用いることができ、これらの元素から選択される二つ以上の元素を組み合わせて用いることもできる。
この場合、これらの原子の表面層中の含有量の組み合わせは制限は無いが、上記4つの元素のうち、Inの場合には可視光域に吸収があり、In以外の元素は可視光域に吸収がないため、使用する13族元素を適宜選択することにより、表面層膜の光に対する感応波長域を任意に調整することが可能である。例えば、本発明の半導体膜を感光体の表面層として用いる場合には、この感光体を備えた電子写真装置の露光波長やイレーズ波長などに対して、これらの光を出来るだけ吸収しないように元素を選択する必要がある。
Specifically, as the group 13 element contained in the surface layer 3, at least one element selected from B, Al, Ga, and In can be used, and two or more elements selected from these elements can be used. Combinations of elements can also be used.
In this case, the combination of the contents in the surface layer of these atoms is not limited, but among the above four elements, in the case of In, absorption is in the visible light region, and elements other than In are in the visible light region. Since there is no absorption, it is possible to arbitrarily adjust the sensitive wavelength range of the surface layer film to light by appropriately selecting the group 13 element to be used. For example, when the semiconductor film of the present invention is used as a surface layer of a photoconductor, an element that absorbs as much light as possible with respect to the exposure wavelength and the erase wavelength of an electrophotographic apparatus equipped with this photoconductor is used. It is necessary to select.

表面層3における窒素及び/または酸素と13族元素との含有原子数比は0.5:1乃至3:1が好ましい。この範囲外にあると四面体結合を形成した部分が少なくイオン分子結合的となり十分な化学的安定性や硬さを得ることができない。
表面層3の厚み方向の組成は、均一であってもよいが、13族元素と酸素を含むものであれば、膜の厚み方向において組成に傾斜構造を有していたり、多層構成からなるものであってもよい。また、表面層3の厚み方向において窒素の濃度分布を有するものであり、基体側に向かって増加し、酸素の濃度分布は基材側に向かって減少していても良いし、反対に窒素の濃度分布は基材側に向かって減少し酸素の濃度分布は基材側に向かって増加していても良い。
The atomic ratio of nitrogen and / or oxygen and the group 13 element in the surface layer 3 is preferably 0.5: 1 to 3: 1. If it is outside this range, there are few portions where tetrahedral bonds are formed, and it becomes ionic molecule-bonded, so that sufficient chemical stability and hardness cannot be obtained.
The composition in the thickness direction of the surface layer 3 may be uniform, but as long as it contains a group 13 element and oxygen, the composition has a gradient structure in the thickness direction of the film or has a multilayer structure It may be. Further, it has a nitrogen concentration distribution in the thickness direction of the surface layer 3 and may increase toward the substrate side, and the oxygen concentration distribution may decrease toward the substrate side. The concentration distribution may decrease toward the substrate side, and the oxygen concentration distribution may increase toward the substrate side.

また、表面層3は13族元素と酸素及び/または窒素のみを含むものであってもよいが、酸素と13族元素のみからなる表面層と中間層が酸素と13族元素のみからなる場合には表面層と中間層界面が不連続であり、表面層より中間層の酸素濃度が低いことが必要である。さらに表面層3は13族元素と酸素、窒素以外に、水素等の第4の元素が必要に応じて含まれていてもよく、特に水素が含まれていることが好ましい。この場合、水素が、13族元素と窒素と酸素との結合により発生したダングリングボンドや構造欠陥を補償することによって電気的な安定性、化学的安定性、機械的な安定性を増すと共に、高い硬度と透明性に加えて表面層膜表面の高い撥水性や低摩擦係数も得ることができる。   The surface layer 3 may contain only a group 13 element and oxygen and / or nitrogen. However, when the surface layer and the intermediate layer made of only oxygen and the group 13 element are made only of oxygen and the group 13 element. Requires that the interface between the surface layer and the intermediate layer is discontinuous, and the oxygen concentration in the intermediate layer is lower than that in the surface layer. Furthermore, the surface layer 3 may contain a fourth element such as hydrogen as necessary in addition to the group 13 element, oxygen, and nitrogen, and particularly preferably contains hydrogen. In this case, hydrogen compensates for dangling bonds and structural defects generated by the combination of the group 13 element, nitrogen, and oxygen, thereby increasing electrical stability, chemical stability, and mechanical stability. In addition to high hardness and transparency, high water repellency and a low friction coefficient on the surface layer film surface can be obtained.

ここで、表面層膜中に水素が含まれる場合、表面層膜中の水素の含有量としては0.1原子%以上40原子%以下の範囲が好ましく、0.5以上30原子%以下の範囲内がより好ましい。
水素の含有量が0.1原子%未満の場合には膜内部に構造的な乱れを内蔵したままとなり、電気的に不安定となったり機械的な特性も不十分となる場合がある。また、40原子%を超える場合には水素が13族元素と窒素原子に2原子以上結合する確立が増加して、三次元構造を保つことができず硬度や化学的安定性(特に耐水性)などが不十分となる場合がある。
また、表面層膜に含まれる水素量は、表面層膜を構成する主たる2つの元素(13族元素及び酸素あるいは13族元素及び窒素)全体に対して、0.1原子%以上50原子%以下の範囲が好ましく、1原子%以上40原子%以下の範囲であることがより好ましい。
Here, when hydrogen is contained in the surface layer film, the hydrogen content in the surface layer film is preferably in the range of 0.1 atomic% to 40 atomic%, and in the range of 0.5 to 30 atomic%. The inside is more preferable.
When the hydrogen content is less than 0.1 atomic%, structural disturbances remain built in the film, which may cause electrical instability and insufficient mechanical characteristics. In addition, when it exceeds 40 atomic%, the probability of hydrogen bonding to two or more atoms of group 13 elements and nitrogen atoms increases, and a three-dimensional structure cannot be maintained, and hardness and chemical stability (especially water resistance) Etc. may be insufficient.
The amount of hydrogen contained in the surface layer film is 0.1 atomic% or more and 50 atomic% or less with respect to the entire two main elements (group 13 element and oxygen or group 13 element and nitrogen) constituting the surface layer film. Is preferable, and the range of 1 atomic% to 40 atomic% is more preferable.

上記水素量はハイドロジェンフォワードスキャタリング(以下、「HFS」という場合がある)により、以下のようにして求めることができる(前記中間層における水素量の測定も同様である)。
HFSは、加速器としてNEC社 3SDH Pelletron、エンドステーションとしてCE&A社 RBS−400を用い、システムとして3S−R10を用いた。解析にはCE&A社のHYPRAプログラムを用いた。HFSの測定条件は、以下の通りである。
・He++イオンビームエネルギー:2.275eV
・検出角度:160°入射ビームに対してGrazing Angle30°
The amount of hydrogen can be determined by hydrogen forward scattering (hereinafter sometimes referred to as “HFS”) as follows (the same applies to the measurement of the amount of hydrogen in the intermediate layer).
HFS used NEC 3SDH Pelletron as an accelerator, CE & A RBS-400 as an end station, and 3S-R10 as a system. For the analysis, the CE & A HYPRA program was used. The measurement conditions of HFS are as follows.
-He ++ ion beam energy: 2.275 eV
Detection angle: Grazing Angle 30 ° with respect to 160 ° incident beam

HFS測定は、He++イオンビームに対して検出器が30°に、試料が法線から75°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾うことが可能である。この時検出器を薄いアルミ箔で覆い、水素とともに散乱するHe原子を取り除くことが良い。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによって行う。
参照用試料としてSi中にHをイオン注入した試料と白雲母を使用した。白雲母は水素濃度が約6.5atomic%であることが知られている。なお、最表面に吸着しているHは、清浄なSi表面に吸着しているH量を差し引くことによって行うことができる。
The HFS measurement can pick up the hydrogen signal scattered in front of the sample by setting the detector at 30 ° to the He ++ ion beam and the sample at 75 ° from the normal. At this time, the detector is preferably covered with a thin aluminum foil to remove He atoms scattered together with hydrogen. The quantification is performed by comparing the hydrogen counts of the reference sample and the sample to be measured after normalization with the stopping power.
As a reference sample, a sample obtained by ion implantation of H into Si and muscovite were used. It is known that muscovite has a hydrogen concentration of about 6.5 atomic%. Note that H adsorbed on the outermost surface can be obtained by subtracting the amount of H adsorbed on the clean Si surface.

また、層中の水素量は、赤外吸収スペクトル測定により、13族元素−水素結合やN−H結合の強度から推定することもできる。赤外吸収スペクトルにより測定する場合は、成膜時と同じ条件で、赤外透過基板に成膜しても良いし、感光体から剥離してKBr錠剤として測定しても良い。感光層が有機感光体の場合には有機溶剤で溶かして残渣を用いることもできる。またアモルファスシリコンの場合には、表面を削りおとしても良いし、また全体を剥離して用いても良い。   The amount of hydrogen in the layer can also be estimated from the intensity of a group 13 element-hydrogen bond or NH bond by infrared absorption spectrum measurement. In the case of measuring by an infrared absorption spectrum, the film may be formed on an infrared transmission substrate under the same conditions as those at the time of film formation, or may be peeled off from the photoreceptor and measured as a KBr tablet. In the case where the photosensitive layer is an organic photoreceptor, the residue can be used by dissolving in an organic solvent. In the case of amorphous silicon, the surface may be scraped off or the whole may be peeled off.

この赤外吸収スペクトル測定には、パーキンエルマー社製Soectrum One フーリエ変換赤外吸収測定器システムB S/N比30000:1、分解能4cm−1を用いた。10mm×10mmのシリコンウェハーに着膜した試料はビームコンデンサー付きの試料台に設置した後測定した。参照用としては着膜しないシリコンウェハーを用いた。
例えばGaN吸収の半値巾は1100cm−1と800cm−1の吸収の谷を結んで低波数側に外挿した直線をベースラインとしてGaN吸収ピークから垂直に下ろした線との交点とピークの頂点までの吸収を全吸収強度として、この半分の強度の位置での吸収の横方向の線巾を半値巾と定義した。
For this infrared absorption spectrum measurement, Perkin Elmer's Sectum One Fourier Transform Infrared Absorption Measuring Instrument System B S / N ratio 30000: 1, resolution 4 cm −1 was used. A sample deposited on a 10 mm × 10 mm silicon wafer was measured after being placed on a sample stage with a beam condenser. For reference, a silicon wafer that was not deposited was used.
For example the half width of GaN absorption to the intersection and the peak apex of the line drawn perpendicularly from the GaN absorption peak linear extrapolated to a lower wavenumber side by connecting the valley of the absorption of 1100 cm -1 and 800 cm -1 as a baseline As the total absorption intensity, the line width in the lateral direction of absorption at this half intensity position was defined as the half-value width.

表面層中には、炭素も含まれていてもよいが、この場合の含有量は15原子%以下であることが好ましい。炭素の含有量が15原子%を超えると炭素が表面層膜中で−CH,−CHとして存在するために、表面層膜内部に含まれる水素が多くなるため、結果として表面層膜の大気中での化学的安定性等が不充分となる場合がある。 The surface layer may contain carbon, but the content in this case is preferably 15 atomic% or less. If the carbon content exceeds 15 atomic%, carbon is present in the surface layer film as —CH 2 , —CH 3 , so that the amount of hydrogen contained in the surface layer film increases. Chemical stability in the atmosphere may be insufficient.

表面層中の13族元素や窒素、酸素、炭素等の元素の含有量は、膜厚方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング(RBS)により、以下のようにして求めることができる(前記中間層における13族元素等の測定も同様である)。
RBSは、加速器としてNEC社 3SDH Pelletron、エンドステーションとしてCE&A社 RBS−400、システムとして3S−R10を用いた。解析にはCE&A社のHYPRAプログラム等を用いた。
なお、RBSの測定条件は、He++イオンビームエネルギーは2.275eV、検出角度160°、入射ビームに対してGrazing Angleは約109°である。
The content of elements such as group 13 elements and nitrogen, oxygen, carbon, etc. in the surface layer can be determined by Rutherford backscattering (RBS) including distribution in the film thickness direction as described above (the intermediate The same applies to the measurement of group 13 elements in the layer).
RBS used NEC 3SDH Pelletron as an accelerator, CE & A RBS-400 as an end station, and 3S-R10 as a system. The analysis used the CE & A HYPRA program.
The RBS measurement conditions are: He ++ ion beam energy is 2.275 eV, detection angle is 160 °, and Grazing Angle is about 109 ° with respect to the incident beam.

RBS測定は、具体的には以下のように行った。
まず、He++イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、160°にセットし、後方散乱されたHeのシグナルを測定する。検出したHeのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。組成比及び膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定しても良い。深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度を向上できる。
ターゲット原子によって後方散乱されるHe原子の数は、1)ターゲット原子の原子番号、2)散乱前のHe原子のエネルギー、3)散乱角度の3つの要素のみにより決まる。 測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて膜厚を算出する。密度の誤差は20%以内である。
Specifically, the RBS measurement was performed as follows.
First, a He ++ ion beam is incident on the sample perpendicularly, a detector is set at 160 ° with respect to the ion beam, and the backscattered He signal is measured. The composition ratio and the film thickness are determined from the detected energy and intensity of He. In order to improve the accuracy of obtaining the composition ratio and the film thickness, the spectrum may be measured at two detection angles. Accuracy can be improved by measuring and cross-checking at two detection angles with different depth resolution and backscattering dynamics.
The number of He atoms back-scattered by the target atom is determined only by three factors: 1) the atomic number of the target atom, 2) the energy of the He atom before scattering, and 3) the scattering angle. The density is assumed by calculation from the measured composition, and this is used to calculate the film thickness. The density error is within 20%.

なお、本発明のように感光層上に中間層と表面層とが連続して形成されている場合でも、上記測定方法により表層部分を破壊することなく、表面層、中間層の各々の元素組成を測定することができる。
また、表面層全体中における各元素の含有量については、二次電子質量分析法やXPS(X線光電子分光法)で測定することができる。
Even when the intermediate layer and the surface layer are continuously formed on the photosensitive layer as in the present invention, the elemental composition of each of the surface layer and the intermediate layer is obtained without destroying the surface layer portion by the above measurement method. Can be measured.
The content of each element in the entire surface layer can be measured by secondary electron mass spectrometry or XPS (X-ray photoelectron spectroscopy).

表面層3の結晶性/非結晶性であるかは特に限定されないが、微結晶、多結晶、あるいは、非晶質のいずれであってもよい。
なお、表面層膜は、安定性や硬度から微結晶が含まれた非晶質、非晶質が含まれた微結晶/多結晶であっても良いが、表面層膜表面の平滑性や摩擦の点からは非晶質であることが好ましい。結晶性/非晶質性は、RHEED(反射高速電子線回折)測定により得られた回折像の点や線の有無により判別することができる。また、非晶質性は、X線回折スペクトル測定によっても回折角に固有の鋭いピークが現れないことによっても判別することができる。
Whether the surface layer 3 is crystalline or non-crystalline is not particularly limited, but may be microcrystalline, polycrystalline, or amorphous.
The surface layer film may be amorphous containing microcrystals or microcrystalline / polycrystalline containing amorphous because of stability and hardness, but the surface layer film surface smoothness and friction From this point, it is preferably amorphous. Crystallinity / amorphous property can be determined by the presence or absence of a point or a line in a diffraction image obtained by RHEED (reflection high-energy electron diffraction) measurement. Amorphousness can also be determined by the absence of a sharp peak specific to the diffraction angle even by X-ray diffraction spectrum measurement.

表面層3には、導電型の制御や導電性の制御のために種々のドーパントを添加することができる。表面層膜の導電性をn型に制御する場合には、例えば、Si,Ge,Snから選ばれる一つ以上の元素を用いることができ、p型に制御する場合には、例えば、Be,Mg,Ca,Zn,Srから選ばれる一つ以上の元素を用いることができる。また通常ドープしていないこのような表面層はn型が多くさらに暗抵抗を高くするためにp型化で使用する元素を使用することができる。   Various dopants can be added to the surface layer 3 in order to control the conductivity type and the conductivity. When the conductivity of the surface layer film is controlled to n-type, for example, one or more elements selected from Si, Ge, and Sn can be used, and when controlled to p-type, for example, Be, One or more elements selected from Mg, Ca, Zn, and Sr can be used. Further, such a surface layer which is not usually doped has many n-types, and an element used for p-type conversion can be used in order to further increase the dark resistance.

本発明における表面層3は、その結晶性/非結晶性が、微結晶、多結晶あるいは非晶質のいずれの場合においても、その内部構造に結合欠陥や、転位欠陥、結晶粒界の欠陥などが多く含まれる傾向にある。このため、これらの欠陥の不活性化のために表面層膜中には、水素および/またはハロゲン元素が含まれていても良い。表面層中の水素やハロゲン元素は結合欠陥などに取り込まれて、反応活性点を消失させ、電気的な補償を行う働きを有するため、表面層膜内のキャリアの拡散や移動に関係するトラップが抑制される。   The surface layer 3 in the present invention has a bond defect, a dislocation defect, a crystal grain boundary defect, etc. in its internal structure regardless of whether the crystallinity / non-crystallinity is microcrystalline, polycrystalline or amorphous. Tend to be included. For this reason, hydrogen and / or a halogen element may be contained in the surface layer film in order to inactivate these defects. Hydrogen and halogen elements in the surface layer are incorporated into bonding defects, etc., which eliminates reactive sites and performs electrical compensation. Therefore, traps related to the diffusion and movement of carriers in the surface layer film are generated. It is suppressed.

次に、上述した組成等以外の表面層3の好ましい特性等について簡単に説明する。
表面層3は、既述したように非晶性あるいは結晶性のいずれでもよいが、感光層(あるいは中間層)との密着性を高めかつ感光体表面の滑りを良くするためには、表面層3は非晶質性であることが好ましい。また表面層3の下層(感光層側)が微結晶性であり、上層(感光体表面側)が非晶質性であっても良い。
Next, preferable characteristics and the like of the surface layer 3 other than the above-described composition will be briefly described.
As described above, the surface layer 3 may be either amorphous or crystalline. However, in order to improve the adhesion to the photosensitive layer (or the intermediate layer) and to improve the sliding of the surface of the photosensitive member, the surface layer 3 is used. 3 is preferably amorphous. Further, the lower layer (photosensitive layer side) of the surface layer 3 may be microcrystalline, and the upper layer (photosensitive member surface side) may be amorphous.

表面層3は、帯電時、電荷を表面層に注入させるものでも良い。この場合、表面層3と感光層2との間で電荷がトラップされる必要がある。また電荷が表面層3の表面にトラップされても良い。例えば、感光層2が図1に示すように機能分離型である場合、負帯電で表面層3が電子を注入する場合には電荷輸送層の表面層側の面が電荷トラップの機能を果たしても良いし、中間層5が電荷の注入阻止及びトラップの機能を果たしてもよい。正帯電性の場合にも同様にすることができる。   The surface layer 3 may be one in which charges are injected into the surface layer during charging. In this case, charges must be trapped between the surface layer 3 and the photosensitive layer 2. Further, electric charges may be trapped on the surface of the surface layer 3. For example, when the photosensitive layer 2 is a function-separated type as shown in FIG. 1, if the surface layer 3 injects electrons with negative charge, the surface of the charge transport layer on the surface layer side may function as a charge trap. Alternatively, the intermediate layer 5 may function as charge injection blocking and trapping. The same applies to the case of positive charging.

表面層3の厚さは0.1μmから1μmの範囲内が好ましい。厚みが0.1μm以下では感光層の影響を受けやすく、機械的強度が不十分となる場合がある。また、厚みが1μm以上では帯電露光の繰り返しによって、残留電位が上昇し、また感光層に対する機械的な内部応力が増加して、剥離やひび割れが発生しやすくなる場合がある。   The thickness of the surface layer 3 is preferably in the range of 0.1 μm to 1 μm. If the thickness is 0.1 μm or less, it is easily affected by the photosensitive layer, and the mechanical strength may be insufficient. On the other hand, when the thickness is 1 μm or more, the residual potential increases due to repeated charging and exposure, and mechanical internal stress on the photosensitive layer increases, which may cause peeling or cracking.

また、表面層3は電荷注入阻止層、あるいは、電荷注入層としての機能を兼ねてもよい。この場合、既述したように表面層膜の導電型をn型やp型に調整することによって、表面層3を電荷注入阻止層、あるいは、電荷注入層としても機能させることができる。
表面層3が電荷注入層としても機能する場合には、中間層5や感光層2の表面(表面層側の面)で電荷がトラップされる。負帯電の場合にn型の表面層3は電荷注入層として機能し、p型の表面層は電荷注入阻止層として機能する。正帯電の場合にはn型の表面層3は電荷注入阻止層として機能し、p型の表面層は電荷注入層として機能する。
また、静電潜像を維持するため、高抵抗としたi型の表面層膜を表面層として形成しても良い。
The surface layer 3 may also function as a charge injection blocking layer or a charge injection layer. In this case, as described above, the surface layer 3 can function as a charge injection blocking layer or a charge injection layer by adjusting the conductivity type of the surface layer film to n-type or p-type.
When the surface layer 3 also functions as a charge injection layer, charges are trapped on the surface of the intermediate layer 5 and the photosensitive layer 2 (surface on the surface layer side). In the case of negative charging, the n-type surface layer 3 functions as a charge injection layer, and the p-type surface layer functions as a charge injection blocking layer. In the case of positive charging, the n-type surface layer 3 functions as a charge injection blocking layer, and the p-type surface layer functions as a charge injection layer.
In order to maintain the electrostatic latent image, a high resistance i-type surface layer film may be formed as the surface layer.

(表面層及び中間層の形成)
次に、本発明における表面層と中間層との形成方法について説明する。表面層と中間層の形成には、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法、有機金属気相成長法、分子線エキタピシー法、蒸着、スパッタリング等の公知の気相成膜法が利用できるが有機金属気相成長法を用いることが好ましい。
(Formation of surface layer and intermediate layer)
Next, a method for forming the surface layer and the intermediate layer in the present invention will be described. For the formation of the surface layer and the intermediate layer, a known vapor deposition method such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a metal organic vapor phase epitaxy method, a molecular beam epitaxy method, vapor deposition or sputtering can be used. It is preferable to use a phase growth method.

この場合、窒素を含む物質および酸素を含む物質を反応に必要なエネルギー状態または励起状態に活性化する活性化手段によって、前記窒素を含む物質および/または前記酸素を含む物質を活性種とし、前記活性種と、活性化していない13族元素を含む有機金属化合物とを反応させることにより、感光層上に本発明における表面層と中間層とを形成することが好ましい。
これにより、感光層が有機材料を含む場合において、感光層に熱的なダメージを与えることなく、感光体の表面層として上述したような特性を有する表面層と中間層とを形成することができる。なお、表面層及び中間層の形成に際しては、感光層の表面を予めプラズマによりクリーニングしてもよい。
In this case, the substance containing nitrogen and / or the substance containing oxygen is used as an active species by activating means for activating the substance containing nitrogen and the substance containing oxygen into an energy state or an excited state necessary for the reaction, It is preferable to form the surface layer and the intermediate layer in the present invention on the photosensitive layer by reacting the active species with an organometallic compound containing a group 13 element that is not activated.
Accordingly, when the photosensitive layer contains an organic material, the surface layer and the intermediate layer having the above-described characteristics can be formed as the surface layer of the photosensitive member without causing thermal damage to the photosensitive layer. . In forming the surface layer and the intermediate layer, the surface of the photosensitive layer may be previously cleaned with plasma.

なお、上述したような表面層及び中間層の形成は、通常は、窒素を含む物質や、酸素を含む物質、13族元素を含む有機金属化合物からなるガスまたはこれらを気化したガスを、基材(導電性基体上に感光層が形成されたもの)が配置された反応室(成膜室)内にて、反応室へと各々の成分を含むガスを供給しつつ、反応を終えたガスを反応室から排気しながら行われる。このような観点からは、13族元素を含む有機金属化合物を、窒素を含む物質および酸素を含む物質を活性化する活性化手段の下流側に導入することが好ましい。
これにより、13族元素を含む有機金属化合物が導入された位置よりも上流側で活性化された窒素を含む物質および酸素を含む物質が、活性化手段の下流側で合流するため、活性化していない13族元素を含む有機金属化合物と活性化した窒素を含む物質および/または酸素を含む物質とを反応させることができる。
Note that the formation of the surface layer and the intermediate layer as described above is usually performed by using a substance containing nitrogen, a substance containing oxygen, a gas composed of an organometallic compound containing a group 13 element, or a gas obtained by vaporizing them. In the reaction chamber (film formation chamber) in which (the photosensitive layer is formed on the conductive substrate) is disposed, the gas containing each component is supplied to the reaction chamber and the reaction finished gas It is carried out while exhausting from the reaction chamber. From such a viewpoint, it is preferable to introduce an organometallic compound containing a group 13 element downstream of an activating means for activating a substance containing nitrogen and a substance containing oxygen.
As a result, the substance containing nitrogen and the substance containing oxygen activated on the upstream side of the position where the organometallic compound containing the group 13 element is introduced merge on the downstream side of the activating means, and thus are activated. It is possible to react an organometallic compound containing no group 13 element with a substance containing activated nitrogen and / or a substance containing oxygen.

また、本発明における表面層及び中間層は、例えば、感光体の感光層が有機系の電荷発生材料や結着樹脂等の有機材料を含む場合には、中間層を感光層上に形成する際の基材表面の最高温度は、100℃以下であることが好ましく、50℃以下であることが好ましく、基材表面の最高温度は常温に近ければ近いほど好ましい。100℃を超えると、基材が変形したり、感光層に含まれる有機材料の分解等によりその物性が劣化してしまう場合がある。   In the present invention, the surface layer and the intermediate layer are formed when the intermediate layer is formed on the photosensitive layer, for example, when the photosensitive layer of the photoreceptor contains an organic charge generating material or an organic material such as a binder resin. The maximum temperature of the substrate surface is preferably 100 ° C. or less, preferably 50 ° C. or less, and the maximum temperature of the substrate surface is preferably closer to room temperature. When the temperature exceeds 100 ° C., the base material may be deformed or the physical properties may be deteriorated due to decomposition of the organic material contained in the photosensitive layer.

以下に、上述した表面層及び中間層の形成方法について、感光体の中間層、表面層を形成する場合を例としてより詳細に説明する。
図3は、本発明の感光体の中間層、表面層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図であり、図3(A)は、成膜装置を側面から見た場合の模式断面図を表し、図3(B)は、図3(A)に示す成膜装置のA1−A2間における模式断面図を表す。図3中、10は成膜室、11は排気口、12は基体回転部、13は基体ホルダー、14は基材、15はガス導入部、16はガス導入部15から導入したガスを噴射する開口を有するシャワーノズル、17はプラズマ拡散部、18は高周波電力供給部、19は平板電極、20はガス導入管、21は高周波放電管部である。
Hereinafter, the method for forming the surface layer and the intermediate layer will be described in more detail by taking as an example the case of forming the intermediate layer and the surface layer of the photoreceptor.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a film forming apparatus used for forming the intermediate layer and the surface layer of the photoreceptor of the present invention. FIG. 3A is a schematic view when the film forming apparatus is viewed from the side. A cross-sectional view is shown, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line A1-A2 of the film formation apparatus shown in FIG. In FIG. 3, 10 is a film forming chamber, 11 is an exhaust port, 12 is a substrate rotating unit, 13 is a substrate holder, 14 is a substrate, 15 is a gas introducing unit, and 16 is a gas introduced from the gas introducing unit 15. A shower nozzle having an opening, 17 is a plasma diffusion unit, 18 is a high-frequency power supply unit, 19 is a flat plate electrode, 20 is a gas introduction tube, and 21 is a high-frequency discharge tube unit.

図3に示す成膜装置において、成膜室10の一端には、不図示の真空排気装置に接続された排気口11が設けられており、成膜室10の排気口11が設けられた側と反対側に、高周波電力供給部18、平板電極19および高周波放電管部21からなるプラズマ発生装置が設けられている。
このプラズマ発生装置は、高周波放電管部21と、高周波放電管部21内に配置され、放電面が排気口11側に設けられた平板電極19と、高周波放電管部21外に配置され、平板電極19の放電面と反対側の面に接続された高周波電力供給部18とから構成されたものである。なお、高周波放電管部21には、高周波放電管部21内にガスを供給するためのガス導入管20が接続されており、このガス導入管20のもう一方の端は、不図示の第1のガス供給源に接続されている。
In the film forming apparatus shown in FIG. 3, an exhaust port 11 connected to a vacuum exhaust apparatus (not shown) is provided at one end of the film forming chamber 10, and the side of the film forming chamber 10 where the exhaust port 11 is provided. On the opposite side, a plasma generator comprising a high-frequency power supply unit 18, a plate electrode 19 and a high-frequency discharge tube unit 21 is provided.
This plasma generator is disposed in a high-frequency discharge tube portion 21, a high-frequency discharge tube portion 21, a flat plate electrode 19 provided with a discharge surface on the exhaust port 11 side, and disposed outside the high-frequency discharge tube portion 21. The high-frequency power supply unit 18 is connected to the surface of the electrode 19 opposite to the discharge surface. The high-frequency discharge tube portion 21 is connected to a gas introduction tube 20 for supplying gas into the high-frequency discharge tube portion 21, and the other end of the gas introduction tube 20 is a first not shown. Connected to the gas supply.

なお、図3に示す成膜装置に設けられたプラズマ発生装置の代わりに、図4に示すプラズマ発生装置を用いてもよい。図4は、図3に示す成膜装置において利用することのできるプラズマ発生装置の他の例を示す概略模式図であり、プラズマ発生装置の側面図である。図4中、22が高周波コイル、23が石英管を表し、20は、図3中に示すものと同様である。このプラズマ発生装置は、石英管23と、石英管23の外周面沿って設けられた高周波コイル22とからなり、石英管23の一方の端は成膜室10(図4中、不図示)と接続されている。また、石英管23のもう一方の端には、石英管23内にガスを導入するためのガス導入管20が接続されている。   Note that the plasma generator shown in FIG. 4 may be used instead of the plasma generator provided in the deposition apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of the plasma generating apparatus that can be used in the film forming apparatus shown in FIG. 3, and is a side view of the plasma generating apparatus. In FIG. 4, 22 represents a high frequency coil, 23 represents a quartz tube, and 20 is the same as that shown in FIG. This plasma generator comprises a quartz tube 23 and a high-frequency coil 22 provided along the outer peripheral surface of the quartz tube 23. One end of the quartz tube 23 is formed with a film forming chamber 10 (not shown in FIG. 4). It is connected. The other end of the quartz tube 23 is connected to a gas introduction tube 20 for introducing gas into the quartz tube 23.

平板電極19の放電面側には、放電面と略平行な棒状のシャワーノズル16が接続されており、シャワーノズル16の一端は、ガス導入管15と接続されており、このガス導入管15は成膜室10外に設けられた不図示の第2のガス供給源と接続されている。
また、成膜室10内には、基体回転部12が設けられており、円筒状の基材14が、シャワーノズルの長手方向と基材14の軸方向とが略平行に対面するように基体ホルダー13を介して基体回転部12に取りつけられるようになっている。成膜に際しては、基体回転部12が回転することによって、基材14が周方向に回転させることができる。なお、基材14としては、予め感光層まで積層された感光体、あるいは、感光層上に中間層までが積層された感光体が用いられる。
A rod-shaped shower nozzle 16 substantially parallel to the discharge surface is connected to the discharge surface side of the flat plate electrode 19, and one end of the shower nozzle 16 is connected to a gas introduction tube 15. A second gas supply source (not shown) provided outside the film forming chamber 10 is connected.
In addition, a substrate rotating unit 12 is provided in the film forming chamber 10 so that the cylindrical substrate 14 faces the longitudinal direction of the shower nozzle and the axial direction of the substrate 14 substantially in parallel. It can be attached to the base rotating part 12 via the holder 13. In film formation, the base member 14 can be rotated in the circumferential direction by rotating the substrate rotating unit 12. In addition, as the base material 14, a photoconductor previously laminated up to the photosensitive layer, or a photoconductor laminated up to the intermediate layer on the photosensitive layer is used.

表面層や中間層(以下、これらを併せて「表面層等」という場合がある)の形成は、例えば以下のように実施することができる。まず、NガスとHガスとHeガスと酸素ガスとをガス導入管20から高周波放電管21内に導入すると共に、高周波電力供給部18から平板電極19に、13.56MHzのラジオ波を供給する。この際、平板電極19の放電面側から排気口11側へと放射状に広がるようにプラズマ拡散部17が形成される。ここで、ガス導入管20から導入された4種類のガスは成膜室10を平板電極19側から排気口11側へと流れる。平板電極19は電極の周りをアースシールドで囲んだものでも良い。
次に、水素をキャリアガスとして用いて希釈したトリメチルガリウムガスをガス導入管15、活性化手段である平板電極19の下流側に位置するシャワーノズル16を介して成膜室10に導入することによって、基材14表面にガリウムと窒素と酸素とを含む非単結晶膜を成膜することができる。
Formation of the surface layer and the intermediate layer (hereinafter, these may be collectively referred to as “surface layer etc.”) can be carried out, for example, as follows. First, N 2 gas, H 2 gas, He gas, and oxygen gas are introduced into the high-frequency discharge tube 21 from the gas introduction tube 20, and a 13.56 MHz radio wave is applied from the high-frequency power supply unit 18 to the plate electrode 19. Supply. At this time, the plasma diffusion portion 17 is formed so as to spread radially from the discharge surface side of the flat plate electrode 19 to the exhaust port 11 side. Here, the four types of gases introduced from the gas introduction pipe 20 flow through the film forming chamber 10 from the plate electrode 19 side to the exhaust port 11 side. The plate electrode 19 may be one in which the electrode is surrounded by a ground shield.
Next, trimethylgallium gas diluted with hydrogen as a carrier gas is introduced into the film forming chamber 10 through the gas inlet tube 15 and the shower nozzle 16 located downstream of the flat plate electrode 19 serving as the activating means. A non-single-crystal film containing gallium, nitrogen, and oxygen can be formed on the surface of the base material 14.

成膜時の表面層等の形成温度は特に限定されないが、アモルファスシリコン感光体を作製する場合には円筒状の基材14表面の温度が、50℃から350℃の範囲内で形成することが好ましく、有機感光体を作製する場合には円筒状の基材14表面の温度が、20℃から100℃の範囲内で形成することが好ましい。
有機感光体を作製する場合において、表面層等の成膜時の基材14表面の温度は、100℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、50℃以下が特に好ましい。基材14表面の温度が成膜開始当初は100℃以下であっても、プラズマの影響で150℃より高くなる場合には感光層が熱で損傷を受ける場合があるため、このような影響を考慮して基材14の表面温度を制御することが好ましい。
The formation temperature of the surface layer and the like at the time of film formation is not particularly limited, but when an amorphous silicon photoconductor is manufactured, the surface temperature of the cylindrical substrate 14 may be formed within a range of 50 ° C. to 350 ° C. Preferably, when producing an organic photoreceptor, the surface of the cylindrical substrate 14 is preferably formed at a temperature in the range of 20 ° C to 100 ° C.
In the case of producing an organic photoreceptor, the temperature of the surface of the substrate 14 during film formation of the surface layer or the like is preferably 100 ° C. or less, more preferably 80 ° C. or less, and particularly preferably 50 ° C. or less. Even if the temperature of the surface of the substrate 14 is 100 ° C. or less at the beginning of film formation, if the temperature becomes higher than 150 ° C. due to plasma, the photosensitive layer may be damaged by heat. It is preferable to control the surface temperature of the base material 14 in consideration.

基材14表面の温度は加熱および/または冷却手段(図中、不図示)によって制御しても良いし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。基材14を加熱する場合にはヒータを基材14の外側や内側に設置しても良い。基材14を冷却する場合には基材14の内側に冷却用の気体または液体を循環させても良い。
放電による基材14表面の温度の上昇を避けたい場合には、基材14表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。
The temperature of the surface of the base material 14 may be controlled by heating and / or cooling means (not shown in the drawing), or may be left to a natural temperature increase during discharge. When heating the base material 14, a heater may be installed outside or inside the base material 14. When the substrate 14 is cooled, a cooling gas or liquid may be circulated inside the substrate 14.
In order to avoid an increase in the temperature of the surface of the base material 14 due to electric discharge, it is effective to adjust a high energy gas flow hitting the surface of the base material 14. In this case, conditions such as the gas flow rate, discharge output, and pressure are adjusted so as to achieve the required temperature.

13族元素を含むガスとしてはトリメチルガリウムガスの代わりにインジウム、アルミニウムを含む有機金属化合物やジボランのような水素化物を用いることもでき、これらを2種類以上混合してもよい。
例えば、表面層等の形成の初期において、トリメチルインジウムをガス導入管15、シャワーノズル16を介して成膜室10内に導入することにより、基材14上にチッ素とインジウムとを含む膜を成膜すれば、この膜が、継続して成膜する場合に発生し、感光層を劣化させる紫外線を吸収することができる。このため、成膜時の紫外線の発生による感光層へのダメージを抑制できる。
As the gas containing a group 13 element, an organic metal compound containing indium or aluminum or a hydride such as diborane may be used instead of trimethylgallium gas, and two or more of these may be mixed.
For example, in the initial stage of formation of the surface layer or the like, a film containing nitrogen and indium is formed on the base material 14 by introducing trimethylindium into the film formation chamber 10 through the gas introduction tube 15 and the shower nozzle 16. If the film is formed, this film is generated when the film is continuously formed, and it is possible to absorb ultraviolet rays that deteriorate the photosensitive layer. For this reason, damage to the photosensitive layer due to generation of ultraviolet rays during film formation can be suppressed.

また、表面層等には、その導電型を制御するためにドーパントを添加することができる。成膜時におけるドーパントのドーピングの方法としてはn型用としてはSiH,SnHを、p型用としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメチルストロンチウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、などをガス状態で使用できる。また、ドーパント元素を表面層中にドーピングするには、熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用することもできる。
具体的には、少なくとも一つ以上のドーパント元素を含むガスをガス導入管15、シャワーノズル16を介して成膜室10内に導入することによってn型、p型等任意の導電型の表面層を得ることができる。
In addition, a dopant can be added to the surface layer or the like in order to control the conductivity type. As a dopant doping method at the time of film formation, SiH 3 and SnH 4 are used for n-type, and biscyclopentadienyl magnesium, dimethyl calcium, dimethyl strontium, dimethyl zinc, diethyl zinc, etc. are used for p-type. Can be used in the gas state. In order to dope the dopant element into the surface layer, a known method such as a thermal diffusion method or an ion implantation method may be employed.
Specifically, a surface layer of any conductivity type such as n-type or p-type is introduced by introducing a gas containing at least one dopant element into the film forming chamber 10 through the gas introduction pipe 15 and the shower nozzle 16. Can be obtained.

なお、13族元素の供給材料として水素原子を含む有機金属化合物を用い、13族原子と窒素原子と酸素とを主に含む表面層等を形成する場合、成膜室10内には活性水素が存在することが好ましい。活性水素は、キャリアガスとして使用する水素ガスや有機金属化合物に含まれる水素原子から供給されるものでもよい。
例えば、図3に示すような成膜装置において、水素ガスと窒素ガスまたは酸素ガスとを別々の位置から成膜装置内に導入する場合には、水素ガスの活性化状態と、窒素ガスまたは酸素ガスの活性化状態とを各々独立して制御できるように、複数のプラズマ発生装置を設けてもよい。また、これに対して、装置の簡素化という点では、水素および窒素または酸素ガスの供給材料としてNHのようなチッ素原子と水素原子とを同時に含むガスを用いたり、窒素ガスと水素ガスとを混合したガスまたはHOのような酸素と水素とを同時に含むガスを用いて、これをプラズマにより活性化することが好ましい。
Note that when an organometallic compound containing a hydrogen atom is used as a supply material for the group 13 element and a surface layer mainly including a group 13 atom, a nitrogen atom, and oxygen is formed, active hydrogen is contained in the film formation chamber 10. Preferably it is present. The active hydrogen may be supplied from hydrogen atoms used as a carrier gas or hydrogen atoms contained in an organometallic compound.
For example, in the film forming apparatus as shown in FIG. 3, when hydrogen gas and nitrogen gas or oxygen gas are introduced into the film forming apparatus from different positions, the activated state of the hydrogen gas and the nitrogen gas or oxygen gas A plurality of plasma generators may be provided so that the gas activation state can be independently controlled. On the other hand, in terms of simplification of the apparatus, a gas containing simultaneously nitrogen atoms and hydrogen atoms such as NH 3 is used as a supply material of hydrogen and nitrogen or oxygen gas, or nitrogen gas and hydrogen gas are used. It is preferable to use a gas mixed with or a gas containing oxygen and hydrogen at the same time, such as H 2 O, to activate it with plasma.

また、キャリアガスとしてヘリウムなどの希ガスや、水素を組み合わせて用いれば、ヘリウムなどの希ガスと水素による基材14表面で成長している膜のエッチング効果により100℃以下の低温でも高温成長時と同等の水素の少ない非晶質の13族元素と窒素及び/または酸素との化合物を形成できる。   Further, when a rare gas such as helium or hydrogen is used in combination as a carrier gas, the etching effect of the film grown on the surface of the base material 14 by a rare gas such as helium and hydrogen can be used even at a low temperature of 100 ° C. or lower. And an amorphous group 13 element with less hydrogen and nitrogen and / or oxygen can be formed.

上述したような方法により、活性化された水素、窒素、酸素、希ガス及び13族原子が基材14表面近傍上に存在し、さらに、活性化された希ガスや水素が、有機金属化合物を構成するメチル基やエチル基等の炭化水素基の水素を分子として脱離させる効果を有する。それゆえ、基材14表面には、水素含有量が少なく、窒素および/または酸素と13族元素とが三次元的な結合を構成する硬質膜からなる表面層等が低温で形成される。
このような硬質膜は、シリコンカーバイトに含まれるsp2結合性の炭素原子とは異なり、ダイヤモンドを構成する炭素原子のように、GaとN,Oとがsp3結合を形成するため透明となる。さらに、この膜は透明且つ硬質である上に、膜の表面は撥水性を有すると共に低摩擦となる。
By the method as described above, activated hydrogen, nitrogen, oxygen, rare gas and group 13 atom are present in the vicinity of the surface of the substrate 14, and further, the activated rare gas or hydrogen is converted into an organometallic compound. It has the effect of desorbing hydrogen of hydrocarbon groups such as methyl groups and ethyl groups as molecules. Therefore, on the surface of the base material 14, a surface layer made of a hard film having a low hydrogen content and forming a three-dimensional bond of nitrogen and / or oxygen and a group 13 element is formed at a low temperature.
Such a hard film is transparent because Ga, N, and O form sp3 bonds like carbon atoms constituting diamond, unlike sp2 bondable carbon atoms contained in silicon carbide. Furthermore, the film is transparent and hard, and the film surface has water repellency and low friction.

図3に示す成膜装置のプラズマ発生手段は、高周波発振装置を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でも良い。
さらに、これらの装置を2種類以上組み合わせて用いてもよく、あるいは、同種の装置を2つ以上用いてもよい。プラズマの照射によって基材14表面の温度が上昇しないようにするためには高周波発振装置が好ましいが、熱の照射を防止する装置を設けても良い。
The plasma generating means of the film forming apparatus shown in FIG. 3 uses a high-frequency oscillation device, but is not limited to this. For example, a microwave oscillation device, an electrocyclotron resonance method, or a helicon plasma is used. A type of apparatus may be used. In the case of a high-frequency oscillation device, it may be inductive or capacitive.
Furthermore, two or more of these devices may be used in combination, or two or more of the same types of devices may be used. In order to prevent the temperature of the surface of the base material 14 from rising due to plasma irradiation, a high-frequency oscillation device is preferable, but a device for preventing heat irradiation may be provided.

2種類以上の異なるプラズマ発生装置(プラズマ発生手段)を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起できるようにする必要がある。また、放電する領域と、成膜する領域(基体が設置された部分)とに圧力差を設けても良い。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。   When two or more types of different plasma generators (plasma generating means) are used, it is necessary to be able to generate discharges simultaneously at the same pressure. In addition, a pressure difference may be provided between the discharge region and the film formation region (the portion where the base is installed). These apparatuses may be arranged in series with respect to the gas flow formed in the film forming apparatus from the part where the gas is introduced to the part where the gas is discharged. You may arrange | position so that it may oppose.

例えば、2種類のプラズマ発生手段をガス流に対して直列に設置する場合、図3に示す成膜装置を例に上げれば、シャワーノズル16を電極として成膜室10内に放電を起こさせる第2のプラズマ発生装置として利用できる。この場合、ガス導入部15を介して、シャワーノズル16に高周波電圧を印加して、シャワーノズル16を電極として成膜室10内に放電を起こさせることができる。あるいは、シャワーノズル16を電極として利用する代わりに、成膜室10内の基材14とプラズマ発生領域19との間に円筒状の電極を設けて、この円筒状電極を利用して、成膜室10内に放電を起こさせることもできる。
また、異なる2種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質の制御に有効である。また、放電は大気圧近傍で行っても良い。大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてHeを使用することが望ましい。
For example, when two types of plasma generating means are installed in series with respect to the gas flow, the film forming apparatus shown in FIG. 3 is taken as an example, and a discharge is caused in the film forming chamber 10 using the shower nozzle 16 as an electrode. 2 can be used as a plasma generator. In this case, a high-frequency voltage can be applied to the shower nozzle 16 via the gas introduction part 15 to cause discharge in the film forming chamber 10 using the shower nozzle 16 as an electrode. Alternatively, instead of using the shower nozzle 16 as an electrode, a cylindrical electrode is provided between the base material 14 in the film forming chamber 10 and the plasma generation region 19, and film formation is performed using this cylindrical electrode. It is also possible to cause discharge in the chamber 10.
In addition, when two different types of plasma generators are used under the same pressure, for example, when using a microwave oscillator and a high-frequency oscillator, the excitation energy of the excited species can be greatly changed, and the film quality can be controlled. It is valid. Moreover, you may perform discharge near atmospheric pressure. When discharging near atmospheric pressure, it is desirable to use He as a carrier gas.

なお、表面層等の形成に際しては、上述した方法以外にも、通常の有機金属気相成長法や分子線エピタキシー法を使用することができるが、これらの方法による成膜に際しても、活性窒素および/または活性水素、活性酸素を使用することは低温化に有効である。この場合、窒素原料としてはN,NH,NF,N、メチルヒドラジンなどの気体、液体を気化したり、あるいは、キャリアガスでバブリングしたものが利用できる。酸素原料としては酸素、HO,CO,CO,NO,NOなどが使用できる。 In forming the surface layer and the like, other than the above-described methods, a normal metal organic vapor phase epitaxy method or a molecular beam epitaxy method can be used. Use of active hydrogen or active oxygen is effective for lowering the temperature. In this case, as the nitrogen raw material, a gas or liquid such as N 2 , NH 3 , NF 3 , N 2 H 4 , methyl hydrazine, or the like, or a gas bubbled with a carrier gas can be used. As the oxygen source, oxygen, H 2 O, CO, CO 2 , NO, N 2 O, or the like can be used.

本発明における中間層及び表面層の形成は、成膜室10に導電性基体上に感光層を形成した基材14を設置し、各々組成の異なる混合ガスを導入して中間層、表面層を連続的に形成してもよいし、中間層までを形成し再度これを基材14として成膜室10に設置して表面層を形成してもよい。   In the present invention, the intermediate layer and the surface layer are formed by placing a base material 14 having a photosensitive layer formed on a conductive substrate in the film forming chamber 10 and introducing mixed gases having different compositions to form the intermediate layer and the surface layer. The surface layer may be formed continuously or may be formed up to the intermediate layer and then placed again in the film forming chamber 10 as the base material 14.

また、成膜条件としては、例えば高周波放電により放電する場合、低温で良質な成膜を行うには、周波数として10kHz〜50MHzの範囲とすることが好ましい。また、出力は基体の大きさに依存するが、基体の表面積に対して0.01〜0.2W/cmの範囲とすることが好ましい。基体の回転速度は0.1rpm〜500ppmの範囲が好ましい。
中間層及び表面層の成膜条件は同一としてもよいが、例えば中間層形成を低温で行うため出力をやや低めとし、表面層形成を出力を高めにして行うこともできる。
As film formation conditions, for example, when discharging is performed by high-frequency discharge, it is preferable that the frequency is in the range of 10 kHz to 50 MHz in order to perform high-quality film formation at a low temperature. Further, the output depends on the size of the substrate, but is preferably in the range of 0.01 to 0.2 W / cm 2 with respect to the surface area of the substrate. The rotation speed of the substrate is preferably in the range of 0.1 rpm to 500 ppm.
The film formation conditions for the intermediate layer and the surface layer may be the same, but for example, since the intermediate layer is formed at a low temperature, the output may be slightly lower, and the surface layer may be formed with a higher output.

以上のようにして形成された中間層及び表面層に関し、これらの層を併せた層厚は0.1μm以上5μm未満であり、後述する感光層の層厚の0.5〜10%の範囲であることが好ましい。基本的に感光体において、表層部に対して感光層の厚さが厚い方が表層部が応力による歪の影響を受けにくくなるためである。   Regarding the intermediate layer and the surface layer formed as described above, the combined thickness of these layers is 0.1 μm or more and less than 5 μm, and is in the range of 0.5 to 10% of the layer thickness of the photosensitive layer described later. Preferably there is. Basically, in the photosensitive member, the surface layer portion is less susceptible to the strain due to stress when the photosensitive layer is thicker than the surface layer portion.

前記層厚が感光層厚の10%より大きいと、全体として感光層の歪の影響が大きくなり表層部にひび割れが発生する場合がある。また個別の残留電位の和よりも残留電位が高くなる。0.5%に満たないと、耐久性を含めた表層部の膜厚として不十分である場合がある。
前記層厚の比は0.7〜7%の範囲であることがより好ましい。
When the layer thickness is larger than 10% of the photosensitive layer thickness, the influence of the distortion of the photosensitive layer as a whole increases, and cracks may occur in the surface layer portion. Further, the residual potential becomes higher than the sum of the individual residual potentials. If it is less than 0.5%, the film thickness of the surface layer portion including the durability may be insufficient.
The layer thickness ratio is more preferably in the range of 0.7 to 7%.

(導電性基体及び感光層)
本発明の感光体は、その層構成が導電性基体上に感光層と中間層と表面層とがこの順に積層されたものであれば特に限定されず、導電性基体と感光層の間に必要に応じて下引層等を設けてもよい。また、感光層は、2層以上であってもよく、更に、機能分離型であってもよい。さらに、本発明の感光体は、感光層がシリコン原子を含むいわゆるアモルファスシリコン感光体であってもよい。
(Conductive substrate and photosensitive layer)
The photoreceptor of the present invention is not particularly limited as long as the layer structure is such that a photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer are laminated in this order on a conductive substrate, and is necessary between the conductive substrate and the photosensitive layer. Depending on the case, an undercoat layer or the like may be provided. Further, the photosensitive layer may be two or more layers, and further may be a function separation type. Further, the photoreceptor of the present invention may be a so-called amorphous silicon photoreceptor in which the photosensitive layer contains silicon atoms.

アモルファスシリコン感光体の場合には表層部として本発明における表面層等を用いれば高湿時の画像ボケを防止することができ耐久性と高画質が両立できる。特に、感光層が有機感光材料等の有機材料を含むいわゆる有機感光体であることが好ましい。有機感光体の場合、磨耗が起こりやすいが、表層部に本発明における表面層等を用いれば、磨耗を抑制することができる。   In the case of an amorphous silicon photoreceptor, if the surface layer or the like according to the present invention is used as a surface layer portion, image blur at high humidity can be prevented, and both durability and high image quality can be achieved. In particular, the photosensitive layer is preferably a so-called organic photoreceptor containing an organic material such as an organic photosensitive material. In the case of an organic photoreceptor, wear tends to occur. However, if the surface layer or the like in the present invention is used for the surface layer portion, wear can be suppressed.

まず、本発明の感光体が有機感光体である場合の好ましい構成について、その概要を説明する。
感光層を形成する有機高分子化合物は熱可塑性であっても熱硬化性のものであっても、また2種類の分子を反応させて形成するものでも良い。感光層と表面層との間に設けられる中間層は、硬度や膨張係数、弾力性の調整、密着性の向上などの観点から、表面層の物性および感光層(機能分離型の場合は電荷輸送層)の物性の両者に対して、中間的な特性を示すものが好適である。また、中間層は、電荷をトラップする層として機能しても良い。
First, an outline of a preferred configuration when the photoreceptor of the present invention is an organic photoreceptor will be described.
The organic polymer compound forming the photosensitive layer may be thermoplastic or thermosetting, or may be formed by reacting two types of molecules. The intermediate layer provided between the photosensitive layer and the surface layer has the properties of the surface layer and the photosensitive layer (in the case of the function separation type, charge transport) from the viewpoints of hardness, expansion coefficient, elasticity adjustment, and adhesion improvement. Those exhibiting intermediate characteristics with respect to both physical properties of the layer) are preferred. The intermediate layer may function as a layer that traps charges.

有機感光体の場合には、感光層は、図1に示すように電荷発生層と電荷輸送層に分かれた機能分離型でも良いし、図2に示すように機能一体型であってもよい。機能分離型の場合には感光体の表面側に電荷発生層を設けたものでも良いし、表面側に電荷輸送層を設けたものでも良い。   In the case of an organic photoreceptor, the photosensitive layer may be a function-separated type that is divided into a charge generation layer and a charge transport layer as shown in FIG. 1, or may be a function-integrated type as shown in FIG. In the case of the function separation type, a charge generation layer may be provided on the surface side of the photoreceptor, or a charge transport layer may be provided on the surface side.

感光層上に、前述の方法により表面層等を形成する場合、熱以外の短波長電磁波の照射により感光層が分解したりすることを防ぐため、感光層表面には、表面層等を形成する前に紫外線などの短波長光吸収層を予め設けてもよい。また、短波長光が感光層に照射されないように、表面層等を形成する初期の段階で、バンドギャップの小さい層を最初に形成することもできる。このような、感光層側に設けられるバンドギャップの小さい層の組成としては、例えば、Inを含んだ13族元素比はGaIn(1−X)(0≦X≦0.99)が好適である。酸素と窒素は前述と同じ条件が用いられる。 When a surface layer or the like is formed on the photosensitive layer by the above-described method, the surface layer or the like is formed on the surface of the photosensitive layer in order to prevent the photosensitive layer from being decomposed by irradiation with short-wave electromagnetic waves other than heat. A short wavelength light absorption layer such as ultraviolet rays may be provided in advance. In addition, a layer having a small band gap can be formed first in the initial stage of forming the surface layer or the like so that the short wavelength light is not irradiated onto the photosensitive layer. As a composition of such a layer having a small band gap provided on the photosensitive layer side, for example, the group 13 element ratio including In is preferably Ga X In (1-X) (0 ≦ X ≦ 0.99). It is. The same conditions as described above are used for oxygen and nitrogen.

また、紫外線吸収剤を含む層(例えば、高分子樹脂に分散させた層を塗布等を利用して形成される層)を感光層表面に設けても良い。
このように、表面層等を形成する前に感光体表面に保護層を設けることで、表面層等を形成するときの紫外線や、画像形成装置内で感光体が使用された場合のコロナ放電や各種の光源からの紫外線などの短波長光による感光層への影響を防ぐことができる。
In addition, a layer containing an ultraviolet absorber (for example, a layer formed by coating a layer dispersed in a polymer resin) may be provided on the surface of the photosensitive layer.
In this way, by providing a protective layer on the surface of the photoconductor before forming the surface layer, etc., ultraviolet rays when forming the surface layer, etc., corona discharge when the photoconductor is used in the image forming apparatus, It is possible to prevent the photosensitive layer from being affected by short-wavelength light such as ultraviolet rays from various light sources.

次に、本発明の感光体がアモルファスシリコン感光体である場合の好ましい構成について、その概要を説明する。
アモルファスシリコン感光体は、正帯電用でも負帯電用の感光体でも良い。導電性基板の上に電荷注入阻止や接着性向上のための下引き層を形成し、ついで光導電層と表面層を設けたものが使用できる。表面層は感光層の表面に中間層を設け、さらにその表面に表面層を設けても良いし、感光層の表面に直に表面層を設けても良い。
また、感光層の最上層(表面層側の層)は、p型アモルファスシリコンであってもよくn型アモルファスシリコンであってもよく、感光層と表面層との間に中間層(電荷注入阻止層)として、例えば、Si1−X:H,Si1−X:H,Si1−X:H,アモルファスカーボン層が形成されていてもよい。
Next, an outline of a preferable configuration when the photoconductor of the present invention is an amorphous silicon photoconductor will be described.
The amorphous silicon photoreceptor may be a positively charged photoreceptor or a negatively charged photoreceptor. An undercoating layer for preventing charge injection and improving adhesion can be formed on a conductive substrate, and then a photoconductive layer and a surface layer can be used. For the surface layer, an intermediate layer may be provided on the surface of the photosensitive layer, and a surface layer may be further provided on the surface, or a surface layer may be provided directly on the surface of the photosensitive layer.
The uppermost layer (surface layer side layer) of the photosensitive layer may be p-type amorphous silicon or n-type amorphous silicon, and an intermediate layer (charge injection blocking) between the photosensitive layer and the surface layer. as layers), for example, Si X O 1-X: H, Si X N 1-X: H, Si X C 1-X: H, amorphous carbon layer may be formed.

次に、本発明の電子写真感光体を構成する導電性基体および感光層の詳細や、必要に応じて設けられる下引層や保護層の詳細について、電子写真感光体が機能分離型の感光層を有する有機感光体である場合について説明する。   Next, the details of the conductive substrate and the photosensitive layer constituting the electrophotographic photosensitive member of the present invention and the details of the undercoat layer and the protective layer provided as necessary will be described. The case of an organic photoreceptor having the above will be described.

−導電性基体−
導電性基体としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム;シート、紙、プラスチック、ガラス等の基材上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着したもの;酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属化合物を上記基材に蒸着したもの;金属箔を上記基材にラミネートしたもの;カーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン粉、金属粉、ヨウ化銅等を結着樹脂に分散し、上記基材に塗布することによって導電処理したもの等が挙げられる。また、導電性基体の形状は、ドラム状、シート状、プレート状のいずれであってもよい。
-Conductive substrate-
Conductive substrates include metal drums such as aluminum, copper, iron, stainless steel, zinc, nickel; aluminum, copper, gold, silver, platinum, palladium, titanium, nickel on a substrate such as sheet, paper, plastic, glass, etc. -Deposited metal such as chromium, stainless steel, copper-indium; Deposited conductive metal compound such as indium oxide and tin oxide on the substrate; Laminated metal foil on the substrate; Carbon black Indium oxide, tin oxide-antimony oxide powder, metal powder, copper iodide, and the like are dispersed in a binder resin and applied to the substrate to conduct a conductive treatment. The shape of the conductive substrate may be any of a drum shape, a sheet shape, and a plate shape.

また、導電性基体として金属製パイプ基体を用いる場合、当該金属製パイプ基体の表面は素管のままのものであってもよいが、予め表面処理により基体表面を粗面化しておくことも可能である。かかる粗面化により、露光光源としてレーザービーム等の可干渉光源を用いた場合に、感光体内部で発生し得る干渉光による木目状の濃度ムラを防止することができる。表面処理の方法としては、鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニング等が挙げられる。   When a metal pipe base is used as the conductive base, the surface of the metal pipe base may be a raw pipe, but the base surface may be roughened by surface treatment in advance. It is. Such roughening can prevent grain-like density unevenness due to interference light that can be generated inside the photosensitive member when a coherent light source such as a laser beam is used as the exposure light source. Examples of the surface treatment method include mirror cutting, etching, anodizing, rough cutting, centerless grinding, sand blasting, wet honing and the like.

特に、感光層との密着性向上や成膜性向上の点で、以下のようにアルミニウム基体の表面に陽極酸化処理を施したものを導電性基体として用いることが好ましい。   In particular, from the viewpoint of improving adhesion to the photosensitive layer and improving film forming properties, it is preferable to use an anodized surface of the aluminum substrate as described below as the conductive substrate.

以下、表面に陽極酸化処理を施した導電性基体の製造方法について説明する。まず、基体として純アルミ系あるいはアルミニウム合金(例えば、JISH4080に規定されている合金番号1000番台、3000番台、6000番台のアルミニウムあるいはアルミニウム合金)を用意する。次に陽極酸化処理を行う。陽極酸化処理は、クロム酸、硫酸、蓚酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸などの酸性浴中において行うが、硫酸浴による処理がよく用いられる。陽極酸化処理は、例えば、硫酸濃度:10質量%以上20質量%以下、浴温:5℃以上25℃以下、電流密度:1A/dm以上4A/dm以下、電解電圧:5V以上30V以下、処理時間:5分以上60分以下程度の条件で行われるが、これに限定するものではない。 Hereinafter, a method for producing a conductive substrate having an anodized surface will be described. First, pure aluminum or aluminum alloy (for example, alloy numbers 1000, 3000, and 6000 series aluminum or aluminum alloy defined in JISH4080) is prepared as a substrate. Next, an anodizing process is performed. The anodizing treatment is performed in an acidic bath of chromic acid, sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, boric acid, sulfamic acid, etc., and a treatment using a sulfuric acid bath is often used. The anodizing treatment is, for example, sulfuric acid concentration: 10 mass% to 20 mass%, bath temperature: 5 ° C. to 25 ° C., current density: 1 A / dm 2 to 4 A / dm 2 and electrolysis voltage: 5 V to 30 V. The treatment time is 5 to 60 minutes, but is not limited thereto.

このようにしてアルミニウム基体上に成膜された陽極酸化皮膜は、多孔質であり、又絶縁性が高く、表面が非常に不安定であるため、皮膜形成後にその物性値が経時的に変化しやすくなっている。この物性値の変化を防止するため、陽極酸化皮膜を更に封孔処理することが行われる。封孔処理の方法には、フッ化ニッケルや酢酸ニッケルを含有する水溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する方法、陽極酸化皮膜を沸騰水に浸漬する方法、加圧水蒸気により処理する方法などがある。これらの方法のうち、酢酸ニッケルを含有する水溶液に浸漬する方法が最もよく用いられる。   The anodized film formed on the aluminum substrate in this way is porous, has high insulating properties, and has a very unstable surface. Therefore, its physical properties change over time after the film is formed. It has become easier. In order to prevent the change of the physical property values, the anodized film is further sealed. Examples of the sealing treatment include a method of immersing the anodized film in an aqueous solution containing nickel fluoride and nickel acetate, a method of immersing the anodized film in boiling water, and a method of treating with pressurized steam. Of these methods, the method of immersing in an aqueous solution containing nickel acetate is most often used.

このようにして封孔処理が行われた陽極酸化皮膜の表面には、封孔処理により付着した金属塩等が過剰に残留している。このような金属塩等が基体の陽極酸化皮膜上に過剰に残存すると、陽極酸化皮膜上に形成する塗膜の品質に悪影響を与えるだけでなく、一般的に低抵抗成分が残ってしまう傾向にあるため、この基体を感光体に用いて画像を形成した場合に地汚れの発生原因になる。   On the surface of the anodic oxide film that has been subjected to the sealing treatment in this way, an excessive amount of metal salt or the like attached by the sealing treatment remains. If such metal salts etc. remain excessively on the anodic oxide film of the substrate, not only will the quality of the film formed on the anodic oxide film be adversely affected, but generally low resistance components tend to remain. For this reason, when an image is formed by using this substrate as a photosensitive member, it becomes a cause of background stains.

そこで、封孔処理に引き続き、封孔処理により付着した金属塩等を除去するために陽極酸化皮膜の洗浄処理が行われる。洗浄処理は純水により基体の洗浄を1回行うことでも構わないが、多段階の洗浄工程により基体の洗浄を行うのが好ましい。この際、最終の洗浄工程における洗浄液としては、可能な限りきれいな(脱イオンされた)洗浄液が用いられる。また、多段階の洗浄工程のうち、いずれか1工程において、ブラシ等の接触部材を用いた物理的なこすり洗浄を施すことがよりさらに好ましい。   Therefore, following the sealing process, an anodic oxide film is cleaned to remove metal salts and the like attached by the sealing process. The cleaning treatment may be performed by cleaning the substrate once with pure water, but the substrate is preferably cleaned by a multi-step cleaning process. At this time, a cleaning liquid that is as clean as possible (deionized) is used as the cleaning liquid in the final cleaning step. Moreover, it is more preferable to perform physical rubbing cleaning using a contact member such as a brush in any one of the multi-step cleaning steps.

以上のようにして形成される導電性基体表面の陽極酸化皮膜の膜厚は、3μm以上15μm以下程度の範囲内であることが好ましい。陽極酸化皮膜上には多孔質陽極酸化膜のポーラスな形状の極表面に沿ってバリア層といわれる層が存在する。バリア層の膜厚は本発明に用いられる感光体においては1nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。以上のようにして、陽極酸化処理された導電性基体を得ることができる。   The film thickness of the anodized film on the surface of the conductive substrate formed as described above is preferably in the range of about 3 μm to 15 μm. On the anodized film, there is a layer called a barrier layer along the porous extreme surface of the porous anodized film. The thickness of the barrier layer is preferably in the range of 1 nm to 100 nm in the photoreceptor used in the present invention. As described above, an anodized conductive substrate can be obtained.

このように得られた導電性基体は、陽極酸化処理により基体上に成膜された陽極酸化皮膜が高いキャリアブロッキング性を有している。そのため、この導電性基体を用いた感光体を画像形成装置に装着して反転現像(ネガ・ポジ現像)を行う場合に発生する点欠陥(黒ポチ、地汚れ)を防止することができるとともに、接触帯電時に生じやすい接触帯電器からの電流リーク現象を防止することができる。また、陽極酸化皮膜に封孔処理を施すことにより、陽極酸化皮膜の作製後における物性値の経時変化を防止することができる。また、封孔処理後に導電性基体の洗浄を行うことにより、封孔処理により導電性基体表面に付着した金属塩等を除去することができ、この導電性基体を用いて作製した感光体を備えた画像形成装置により画像を形成した場合に地汚れの発生を十分に防止することができる。   The conductive substrate thus obtained has a high carrier blocking property in the anodized film formed on the substrate by anodization. Therefore, it is possible to prevent point defects (black spots, background stains) that occur when a photoconductor using this conductive substrate is mounted on an image forming apparatus and reversal development (negative / positive development) is performed, It is possible to prevent a current leakage phenomenon from a contact charger that is likely to occur during contact charging. Further, by subjecting the anodized film to a sealing treatment, it is possible to prevent a change in physical property values with time after the preparation of the anodized film. In addition, by washing the conductive substrate after the sealing treatment, metal salts and the like attached to the surface of the conductive substrate can be removed by the sealing treatment, and a photoconductor produced using this conductive substrate is provided. When an image is formed by the image forming apparatus, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of background stains.

−下引層−
次に、下引層について説明する。下引層を構成する材料としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂;ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂などの高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子などを含有する有機金属化合物などが挙げられる。
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。これらの中でも、ジルコニウムもしくはシリコンを含有する有機金属化合物は、残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ないため好ましく使用される。また、有機金属化合物は、これを単独または2種以上を混合したり、さらに上述の結着樹脂と混合して用いることが可能である。
-Undercoat layer-
Next, the undercoat layer will be described. The material constituting the undercoat layer is acetal resin such as polyvinyl butyral; polyvinyl alcohol resin, casein, polyamide resin, cellulose resin, gelatin, polyurethane resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate In addition to polymer resin compounds such as resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, melamine resin, zirconium, titanium, aluminum, manganese, silicon atoms, etc. Examples thereof include organometallic compounds.
These compounds can be used alone or as a mixture or polycondensate of a plurality of compounds. Among these, an organometallic compound containing zirconium or silicon is preferably used because it has a low residual potential and a small potential change due to the environment and a small potential change due to repeated use. In addition, the organometallic compound can be used alone or in combination of two or more, or further mixed with the above-described binder resin.

有機シリコン化合物(シリコン原子を含有する有機金属化合物)としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの中でも、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が好ましく使用される。   As organic silicon compounds (organometallic compounds containing silicon atoms), vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane , Γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N Examples include -β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethylmethoxysilane, N, N-bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, and γ-chloropropyltrimethoxysilane. Among these, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxysilane), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyl Silane coupling agents such as trimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyltrimethoxysilane are preferably used.

有機ジルコニウム化合物(ジルコニウムを含有する有機金属化合物)としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。   Examples of organic zirconium compounds (zirconium-containing organometallic compounds) include zirconium butoxide, zirconium zirconium acetoacetate, zirconium triethanolamine, acetylacetonate zirconium butoxide, ethyl acetoacetate zirconium butoxide, zirconium acetate, zirconium oxalate, zirconium lactate, Zirconium phosphonate, zirconium octoate, zirconium naphthenate, zirconium laurate, zirconium stearate, zirconium isostearate, methacrylate zirconium butoxide, stearate zirconium butoxide, isostearate zirconium butoxide and the like.

有機チタン化合物(チタンを含有する有機金属化合物)としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。   Examples of organotitanium compounds (organometallic compounds containing titanium) include tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, butyl titanate dimer, tetra (2-ethylhexyl) titanate, titanium acetylacetonate, polytitanium acetylacetonate, titanium octylene. Examples include glycolate, titanium lactate ammonium salt, titanium lactate, titanium lactate ethyl ester, titanium triethanolamate, polyhydroxy titanium stearate and the like.

有機アルミニウム化合物(アルミニウムを含有する有機金属化合物)としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)などが挙げられる。   Examples of organoaluminum compounds (aluminum-containing organometallic compounds) include aluminum isopropylate, monobutoxyaluminum diisopropylate, aluminum butyrate, diethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and aluminum tris (ethyl acetoacetate).

また、下引層を形成するための下引層形成用塗布液に用いる溶媒としては、公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、これらの溶剤は単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。なお2種以上の溶媒を混合する場合に使用できる溶媒としては、混合溶媒として結着樹脂を溶かす事ができる溶媒であれば、いかなるものでも使用することができる。   Moreover, as a solvent used for the undercoat layer forming coating solution for forming the undercoat layer, known organic solvents, for example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene, methanol, ethanol, n-propanol, Aliphatic alcohol solvents such as iso-propanol and n-butanol, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone and 2-butanone, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride, tetrahydrofuran, dioxane and ethylene Examples thereof include cyclic or linear ether solvents such as glycol and diethyl ether, and ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and n-butyl acetate. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. As a solvent that can be used when two or more solvents are mixed, any solvent can be used as long as it can dissolve the binder resin as a mixed solvent.

下引層の形成は、まず、下引層用塗布剤および溶媒を分散及び混合して調合された下引層形成用塗布液を用意し、導電性基体表面に塗布することにより行う。下引層形成用塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布法、リング塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。下引層を形成する場合には、その膜厚は0.1μm以上3μm以下の範囲内となるように形成することが好ましい。下引層の膜厚をこのような膜厚範囲内とすることにより、電気的な障壁を過剰に強くすることなく減感及び繰り返しによる電位の上昇を防止することができる。   The undercoat layer is formed by first preparing an undercoat layer forming coating solution prepared by dispersing and mixing an undercoat layer coating agent and a solvent, and applying the prepared solution to the surface of the conductive substrate. As a coating method for the coating solution for forming the undercoat layer, it is possible to use usual methods such as a dip coating method, a ring coating method, a wire bar coating method, a spray coating method, a blade coating method, a knife coating method, and a curtain coating method. it can. In the case of forming the undercoat layer, it is preferable that the film thickness be in the range of 0.1 μm to 3 μm. By setting the film thickness of the undercoat layer within such a film thickness range, it is possible to prevent an increase in potential due to desensitization and repetition without excessively strengthening the electrical barrier.

このようにして導電性基体上に下引層を形成することにより、下引層上に形成される層を塗布形成する際の濡れ性の改善を図ることができるとともに、電気的なブロッキング層としての機能を十分に果たすことができる。   By forming the undercoat layer on the conductive substrate in this way, it is possible to improve wettability when applying and forming a layer formed on the undercoat layer, and as an electrical blocking layer. The function of can be sufficiently fulfilled.

上記により形成された下引層の表面粗さは、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)倍(但し、nは下引層よりも外周側に設けられる層の屈折率)〜1倍程度の範囲内の粗度を有するように調整することが可能である。表面粗さの調整は、下引層形成用塗布液中に樹脂粒子を添加することにより行われる。これにより下引層の表面粗さを調整して作製した感光体を画像形成装置に用いた場合に、レーザ光源による干渉縞像をより十分に防止することができる。
なお、樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型PMMA樹脂粒子等を用いることができる。また、表面粗さの調整のために下引層表面を研磨することもできる。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウエットホーニング、研削処理等を用いることができる。なお、正帯電構成の画像形成装置に用いられる感光体では、レーザ入射光は感光体の極表面近傍で吸収され、さらに感光層中で散乱されるため、下引層の表面粗さの調整は強くは必要とされない。
The surface roughness of the undercoat layer formed as described above is 1 / (4n) times the exposure laser wavelength λ used (where n is the refractive index of the layer provided on the outer peripheral side of the undercoat layer) to It is possible to adjust to have a roughness within a range of about 1 time. The surface roughness is adjusted by adding resin particles to the coating solution for forming the undercoat layer. As a result, when a photoreceptor prepared by adjusting the surface roughness of the undercoat layer is used in an image forming apparatus, an interference fringe image caused by a laser light source can be more sufficiently prevented.
As the resin particles, silicone resin particles, cross-linked PMMA resin particles, and the like can be used. In addition, the surface of the undercoat layer can be polished to adjust the surface roughness. As a polishing method, buffing, sand blasting, wet honing, grinding, or the like can be used. Note that in a photoconductor used in an image forming apparatus having a positively charged configuration, laser incident light is absorbed near the surface of the photoconductor and further scattered in the photoconductive layer. Not strongly required.

また、下引層形成用塗布液に、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加物を加えることも好ましい。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物などの電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。   It is also preferable to add various additives to the coating solution for forming the undercoat layer in order to improve electrical characteristics, environmental stability, and image quality. Additives include quinone compounds such as chloranil, bromoanil and anthraquinone, tetracyanoquinodimethane compounds, fluorenones such as 2,4,7-trinitrofluorenone and 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone Compounds, 2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole and 2,5-bis (4-naphthyl) -1,3,4-oxadi Azoles, oxadiazole compounds such as 2,5-bis (4-diethylaminophenyl) 1,3,4 oxadiazole, xanthone compounds, thiophene compounds, 3,3 ′, 5,5 ′ tetra-t-butyl Electron transporting substances such as diphenoquinone compounds such as diphenoquinone, electron transporting pigments such as polycyclic condensation systems and azo systems, zirconium chelate compounds, tita Umukireto compounds, aluminum chelate compounds, titanium alkoxide compounds, organic titanium compounds, there can be used a known material such as a silane coupling agent.

ここで用いられるシランカップリング剤の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the silane coupling agent used here include vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ. -Glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β Examples include silane coupling agents such as-(aminoethyl) -γ-aminopropylmethylmethoxysilane, N, N-bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, and γ-chloropropyltrimethoxysilane. Is not limited to these There.

ジルコニウムキレート化合物の具体例としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。   Specific examples of the zirconium chelate compound include zirconium butoxide, zirconium zirconium acetoacetate, zirconium triethanolamine, acetylacetonate zirconium butoxide, ethyl acetoacetate butoxide, zirconium acetate, zirconium oxalate, zirconium lactate, zirconium phosphonate, zirconium octoate. , Zirconium naphthenate, zirconium laurate, zirconium stearate, zirconium isostearate, methacrylate zirconium butoxide, stearate zirconium butoxide, isostearate zirconium butoxide and the like.

チタニウムキレート化合物の具体例としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。   Specific examples of the titanium chelate compound include tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, butyl titanate dimer, tetra (2-ethylhexyl) titanate, titanium acetylacetonate, polytitanium acetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium lactate ammonium. Examples thereof include salts, titanium lactate, titanium lactate ethyl ester, titanium triethanolamate, and polyhydroxytitanium stearate.

アルミニウムキレート化合物の具体例としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)などが挙げられる。   Specific examples of the aluminum chelate compound include aluminum isopropylate, monobutoxy aluminum diisopropylate, aluminum butyrate, diethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate) and the like.

これらの添加物は、単独で用いることもできるが、複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることもできる。   These additives can be used alone, but can also be used as a mixture or polycondensate of a plurality of compounds.

また、上述した下引層形成用塗布液には、少なくとも1種の電子受容性物質を含有させておくことが好ましい。電子受容性物質の具体例としては、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸などが挙げられる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl,CN,NO等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体がより好ましく用いられる。これにより、感光層における光感度の向上や残留電位の低減を図るとともに、繰り返し使用した場合の光感度の劣化を低減することができ、下引層に電子受容性物質を含む感光体を備えた画像形成装置により形成したトナー像の濃度ムラを十分に防止することができる。 In addition, it is preferable that the above-described undercoat layer forming coating solution contains at least one electron accepting substance. Specific examples of the electron accepting substance include succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, o-dinitrobenzene, m-di Examples include nitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, picric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Of these, fluorenone-based, quinone-based, and benzene derivatives having an electron-withdrawing substituent such as Cl, CN, NO 2 are more preferably used. As a result, the photosensitivity layer can be improved in photosensitivity and the residual potential can be reduced, and the photosensitivity deterioration when repeatedly used can be reduced. The undercoat layer includes a photoconductor containing an electron accepting substance. The density unevenness of the toner image formed by the image forming apparatus can be sufficiently prevented.

また、上述した下引層用塗布剤の代わりに下記のような分散型下引層用塗布剤を用いることも好ましい。これにより、適度に下引層の抵抗値を調整することにより残留電荷の蓄積を防ぐことができるとともに、下引層の膜厚をより厚くすることが可能となるため感光体の耐リーク性、とくに接触帯電時のリークの防止を図ることができる。   Moreover, it is also preferable to use the following dispersion-type undercoat layer coating agent instead of the above-described undercoat layer coating agent. Accordingly, accumulation of residual charges can be prevented by appropriately adjusting the resistance value of the undercoat layer, and the thickness of the undercoat layer can be increased. In particular, leakage during contact charging can be prevented.

この分散型下引層用塗布剤としては、アルミニウム、銅、ニッケル、銀などの金属粉体や、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性金属酸化物や、カーボンファイバ、カーボンブラック、グラファイト粉末などの導電性物質等を結着樹脂に分散したものが挙げられる。導電性金属酸化物としては、平均1次粒径0.5μm以下の金属酸化物微粒子が好ましく用いられる。平均1次粒径が大きすぎる場合には局部的な導電路形成を起こしやすく、電流のリークが発生しやすく、その結果かぶりの発生や帯電器からの大電流のリークが生じる場合がある。下引層はリーク耐性の向上のために適切な抵抗値に調整されることが必要である。そのため、上述の金属酸化物微粒子は、10Ω・cm以上1011Ω・cm以下程度の粉体抵抗を有することが好ましい。 Examples of the coating agent for the dispersion type undercoat layer include metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver, conductive metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, tin oxide, and zinc oxide, carbon fiber, carbon Examples thereof include a conductive resin such as black or graphite powder dispersed in a binder resin. As the conductive metal oxide, metal oxide fine particles having an average primary particle size of 0.5 μm or less are preferably used. If the average primary particle size is too large, local conductive path formation is likely to occur, current leakage is likely to occur, and as a result, fogging or large current leakage from the charger may occur. The undercoat layer needs to be adjusted to an appropriate resistance value in order to improve leakage resistance. Therefore, the metal oxide fine particles described above preferably have a powder resistance of about 10 2 Ω · cm to 10 11 Ω · cm.

なお、上記範囲の下限よりも金属酸化物微粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位上昇を引き起こす場合ある。従って、中でも上記の範囲内の抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物微粒子がより好ましく用いられる。また、金属酸化物微粒子は2種以上混合して用いることもできる。さらに、金属酸化物微粒子にカップリング剤による表面処理を行うことで、粉体の抵抗を制御することができる。この際使用可能なカップリング剤としては上述の下引層形成用塗布液と同様の材料を用いることができる。また、これらのカップリング剤は2種以上を混合して用いることもできる。   In addition, if the resistance value of the metal oxide fine particles is lower than the lower limit of the above range, sufficient leakage resistance cannot be obtained, and if it is higher than the upper limit of the range, a residual potential may be increased. Therefore, among these, metal oxide fine particles such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide having a resistance value within the above range are more preferably used. Moreover, 2 or more types of metal oxide fine particles can be mixed and used. Furthermore, the resistance of the powder can be controlled by subjecting the metal oxide fine particles to a surface treatment with a coupling agent. As the coupling agent that can be used at this time, the same material as the coating liquid for forming the undercoat layer described above can be used. Moreover, these coupling agents can also be used in mixture of 2 or more types.

この金属酸化物微粒子の表面処理においては、公知の方法であればいかなる方法でも使用可能であるが、乾式法あるいは湿式法を用いることができる。
乾式法を用いる場合においては、まず、金属酸化物微粒子を加熱乾燥して表面吸着水を除去する。表面吸着水を除去することによって、金属酸化物微粒子表面に均一にカップリング剤を吸着させることができる。次に、金属酸化物微粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接あるいは有機溶媒または水に溶解させたカップリング剤を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによって均一に処理される。カップリング剤を添下あるいは噴霧する際には、50℃以上の温度で行われることが好ましい。カップリング剤を添加あるいは噴霧した後、さらに100℃以上で焼き付けを行うことが好ましい。焼き付けの効果によりカップリング剤を硬化させ金属酸化物微粒子と堅固な化学反応を起こさせることができる。焼き付けは、所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。
For the surface treatment of the metal oxide fine particles, any known method can be used, but a dry method or a wet method can be used.
In the case of using the dry method, first, the metal oxide fine particles are dried by heating to remove surface adsorbed water. By removing the surface adsorbed water, the coupling agent can be uniformly adsorbed on the surface of the metal oxide fine particles. Next, while the metal oxide fine particles are stirred with a mixer having a large shearing force or the like, the coupling agent dissolved directly or in an organic solvent or water is dropped and sprayed together with dry air or nitrogen gas to be uniformly treated. . When adding or spraying the coupling agent, it is preferably performed at a temperature of 50 ° C. or higher. After adding or spraying the coupling agent, baking is preferably performed at 100 ° C. or higher. Due to the effect of baking, the coupling agent can be cured to cause a solid chemical reaction with the metal oxide fine particles. Baking can be carried out in an arbitrary range as long as the temperature and the time at which desired electrophotographic characteristics are obtained.

湿式法を用いる場合においては、乾式法と同様に、まず、金属酸化物微粒子の表面吸着水を除去する。この表面吸着水を除去する方法として、乾式法と同様の加熱乾燥の他に、表面処理に用いる溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法等が実施できる。次に、金属酸化物微粒子を溶剤中に攪拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミルなどを用いて分散し、カップリング剤溶液を添加し攪拌あるいは分散したのち、溶剤除去することで均一に処理される。溶剤除去した後、さらに100℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。   In the case of using the wet method, first, the surface adsorbed water of the metal oxide fine particles is removed as in the dry method. As a method for removing the surface adsorbed water, in addition to the heat drying similar to the dry method, a method of removing with stirring and heating in a solvent used for the surface treatment, a method of removing by azeotropy with the solvent, and the like can be performed. Next, the metal oxide fine particles are dispersed in a solvent using stirring, ultrasonic waves, a sand mill, an attritor, a ball mill, etc., and a coupling agent solution is added and stirred or dispersed. Is done. After removing the solvent, baking can be performed at 100 ° C. or higher. Baking can be carried out in an arbitrary range as long as the temperature and time allow the desired electrophotographic characteristics to be obtained.

金属酸化物微粒子に対する表面処理剤の量は所望の電子写真特性が得られる量であることが必須である。電子写真特性は表面処理後に金属酸化物微粒子に表面処理剤が付着している量によって影響される。シランカップリング剤の場合、その付着量は蛍光X線分析により測定される(シランカップリング剤に起因する)Si強度と、使用されている金属酸化物の主たる金属元素強度とから求められる。この蛍光X線分析により測定されるSi強度は用いられる金属酸化物の主たる金属元素強度の1.0×10−5倍以上1.0×10−3倍以下の範囲であることが好ましい。この範囲を下回った場合、かぶりなどの画質欠陥が発生しやすく、この範囲を上回った場合、残留電位の上昇による濃度低下が発生しやすくなる場合がある。 It is essential that the amount of the surface treatment agent with respect to the metal oxide fine particles is an amount capable of obtaining desired electrophotographic characteristics. The electrophotographic characteristics are affected by the amount of the surface treatment agent attached to the metal oxide fine particles after the surface treatment. In the case of a silane coupling agent, the amount of adhesion is determined from the Si intensity (derived from the silane coupling agent) measured by fluorescent X-ray analysis and the main metal element strength of the metal oxide used. The Si intensity measured by this fluorescent X-ray analysis is preferably in the range of 1.0 × 10 −5 times or more and 1.0 × 10 −3 times or less of the main metal element strength of the metal oxide used. If it falls below this range, image quality defects such as fog are likely to occur, and if it exceeds this range, density reduction due to an increase in residual potential may easily occur.

分散型下引層用塗布剤に含まれる結着樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などの公知の高分子樹脂化合物、また電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂などが挙げられる。
中でも下引層上に形成される層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましく用いられる。分散型下引層形成用塗布液中の金属酸化物微粒子と結着樹脂との比率は所望する感光体特性を得られる範囲で任意に設定できる。
Examples of the binder resin contained in the dispersion type undercoat layer coating agent include acetal resins such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol resin, casein, polyamide resin, cellulose resin, gelatin, polyurethane resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, Known polymer resin compounds such as polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol resin, phenol-formaldehyde resin, melamine resin, urethane resin, In addition, a charge transporting resin having a charge transporting group, a conductive resin such as polyaniline, and the like can be given.
Of these, resins insoluble in the coating solvent for the layer formed on the undercoat layer are preferably used, and phenol resins, phenol-formaldehyde resins, melamine resins, urethane resins, epoxy resins, and the like are particularly preferably used. The ratio of the metal oxide fine particles to the binder resin in the dispersion type undercoat layer forming coating solution can be arbitrarily set within a range in which desired photoreceptor characteristics can be obtained.

上述した方法により表面処理された金属酸化物微粒子を結着樹脂に分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が用いた方法が挙げられる。さらに、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
この分散型下引層用塗布剤により下引層を形成する方法は、上述した下引層用塗布剤を用いて下引層を形成する方法と同様に行うことができる。
Examples of the method for dispersing the metal oxide fine particles surface-treated by the above-described method in the binder resin include a media disperser such as a ball mill, a vibration ball mill, an attritor, a sand mill, a horizontal sand mill, an agitator, an ultrasonic disperser, and a roll mill. And a method using a medialess disperser such as a high-pressure homogenizer. Further, examples of the high-pressure homogenizer include a collision method in which the dispersion liquid is dispersed by liquid-liquid collision or liquid-wall collision in a high pressure state, and a penetration method in which the fine liquid is penetrated and dispersed in a high pressure state.
The method of forming the undercoat layer with this dispersion-type undercoat layer coating agent can be carried out in the same manner as the method of forming the undercoat layer using the above-described undercoat layer coating agent.

−感光層:電荷輸送層−
次に、感光層について、電荷輸送層と電荷発生層とに分けてこの順に以下に説明する。
電荷輸送層に用いられる電荷輸送材料としては、下記に示すものが例示できる。即ち2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体、1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ(p−メチル)フェニルアミン、N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、ジベンジルアニリン、9,9−ジメチル−N,N−ジ(p−トリル)フルオレノン−2−アミンなどの芳香族第3級アミノ化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミンなどの芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4’−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジンなどの1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、4−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、[p−(ジエチルアミノ)フェニル](1−ナフチル)フェニルヒドラゾン、1−ピレンジフェニルヒドラゾン、9−エチル−3−[(2メチル−1−インドリニルイミノ)メチル]カルバゾール、4−(2−メチル−1−インドリニルイミノメチル)トリフェニルアミン、9−メチル−3−カルバゾールジフェニルヒドラゾン、1,1−ジ−(4,4’−メトキシフェニル)アクリルアルデヒドジフェニルヒドラゾン、β,β−ビス(メトキシフェニル)ビニルジフェニルヒドラゾンなどのヒドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリル−キナゾリンなどのキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)−ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリンなどのα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N−エチルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物質が用いられる。あるいは、上記化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、単独又は2種以上を組み合せて使用できる。
-Photosensitive layer: Charge transport layer-
Next, the photosensitive layer will be described below in this order, divided into a charge transport layer and a charge generation layer.
Examples of the charge transport material used for the charge transport layer include those shown below. That is, oxadiazole derivatives such as 2,5-bis (p-diethylaminophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,3,5-triphenyl-pyrazoline, 1- [pyridyl- (2)]- Pyrazoline derivatives such as 3- (p-diethylaminostyryl) -5- (p-diethylaminostyryl) pyrazoline, triphenylamine, tri (p-methyl) phenylamine, N, N-bis (3,4-dimethylphenyl) biphenyl Aromatic tertiary amino compounds such as -4-amine, dibenzylaniline, 9,9-dimethyl-N, N-di (p-tolyl) fluorenon-2-amine, N, N′-diphenyl-N, N Aromatic tertiary diamino compounds such as' -bis (3-methylphenyl)-[1,1-biphenyl] -4,4'-diamine, 3- (4'-dimethylamino) 1,2,4-triazine derivatives such as phenyl) -5,6-di- (4′-methoxyphenyl) -1,2,4-triazine, 4-diethylaminobenzaldehyde-1,1-diphenylhydrazone, 4-diphenyl Aminobenzaldehyde-1,1-diphenylhydrazone, [p- (diethylamino) phenyl] (1-naphthyl) phenylhydrazone, 1-pyrenediphenylhydrazone, 9-ethyl-3-[(2methyl-1-indolinylimino) methyl Carbazole, 4- (2-methyl-1-indolinyliminomethyl) triphenylamine, 9-methyl-3-carbazole diphenylhydrazone, 1,1-di- (4,4′-methoxyphenyl) acrylaldehyde diphenylhydrazone , Β, β-bis (methoxyphenyl) vinyldiphenyl Hydrazone derivatives such as drazone, quinazoline derivatives such as 2-phenyl-4-styryl-quinazoline, benzofuran derivatives such as 6-hydroxy-2,3-di (p-methoxyphenyl) -benzofuran, p- (2,2-diphenyl) Hole transport materials such as α-stilbene derivatives such as vinyl) -N, N-diphenylaniline, enamine derivatives, carbazole derivatives such as N-ethylcarbazole, poly-N-vinylcarbazole and derivatives thereof are used. Or the polymer etc. which have the group which consists of the said compound in a principal chain or a side chain are mentioned. These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more.

電荷輸送層に用いられる結着樹脂には任意のものを用いることができるが、結着樹脂は、特に電荷輸送材料と相溶性を有し適当な強度を有するものであることが望ましい。   Any binder resin can be used for the charge transport layer, but the binder resin is preferably compatible with the charge transport material and has an appropriate strength.

この結着樹脂の例として、ビスフェノールAやビスフェノールZ,ビスフェノールC,ビスフェノールTPなどからなる各種のポリカーボネート樹脂やその共重合体、ポリアリレート樹脂やその共重合体、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、アチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独あるいは2種以上の混合物として使用することができる。   Examples of this binder resin include various polycarbonate resins and copolymers thereof, such as bisphenol A, bisphenol Z, bisphenol C, and bisphenol TP, polyarylate resins and copolymers thereof, polyester resins, methacrylic resins, acrylic resins, Polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer resin, silicone Resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-acrylic copolymer resin, ethylene-alkyd resin, poly-N-vinylcarbazole resin, polyvinyl butyral resin, polyphenylene ether resin, etc. And the like. These resins can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷輸送層に用いられる結着樹脂の分子量は、感光層の膜厚や溶剤などの成膜条件によって適宜選択されるが、通常は粘度平均分子量で3000以上30万以下の範囲内が好ましく、2万以上20万以下の範囲内がより好ましい。   The molecular weight of the binder resin used for the charge transport layer is appropriately selected depending on the film thickness of the photosensitive layer and the film forming conditions such as the solvent, but is usually preferably within the range of 3000 to 300,000 in terms of viscosity average molecular weight. A range of 10,000 to 200,000 is more preferable.

電荷輸送層は、上記電荷輸送材料及び結着樹脂を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し乾燥することによって形成することができる。電荷輸送層形成用塗布液の形成に使用される溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル、あるいはこれらの混合溶剤などを用いることができる。電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は10:1乃至1:5の範囲内が好ましい。また電荷輸送層の膜厚は一般に5μm以上50μm以下の範囲内であることが好ましく、10μm以上40μm以下の範囲であることがより好ましい。   The charge transport layer can be formed by applying and drying a solution in which the charge transport material and the binder resin are dissolved in an appropriate solvent. Examples of the solvent used for forming the coating solution for forming the charge transport layer include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and chlorobenzene, ketones such as acetone and 2-butanone, methylene chloride, chloroform and ethylene chloride. Halogenated aliphatic hydrocarbons, cyclic or linear ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether, or a mixed solvent thereof can be used. The blending ratio between the charge transport material and the binder resin is preferably in the range of 10: 1 to 1: 5. The thickness of the charge transport layer is generally preferably in the range of 5 μm to 50 μm, and more preferably in the range of 10 μm to 40 μm.

電荷輸送層および/または後述する電荷発生層は、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を含んでもよい。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン又はそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。
The charge transport layer and / or the charge generation layer, which will be described later, are used for the purpose of preventing deterioration of the photoreceptor due to ozone, oxidizing gas, light, or heat generated in the image forming apparatus. Additives such as stabilizers may be included.
Examples of the antioxidant include hindered phenols, hindered amines, paraphenylenediamines, arylalkanes, hydroquinones, spirochromans, spiroidanones or their derivatives, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.

酸化防止剤の具体的な化合物例として、フェノール系酸化防止剤では、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチル−フェノール)、4,4’−チオ−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート]−メタン、3,9−ビス[2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチル エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、3−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ステアリルなどが挙げられる。   As specific examples of antioxidants, phenolic antioxidants include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, styrenated phenol, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′- Di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) -propionate, 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol), 2-t-butyl-6- (3'-t- Butyl-5'-methyl-2'-hydroxybenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 4,4'-butylidene-bis- (3-methyl-6-tert-butyl-phenol), 4,4'-thio- Bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,3,5-tris (4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl) isocyanurate, tetrakis- [methylene- -(3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxy-phenyl) propionate] -methane, 3,9-bis [2- [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5- Methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 3-3 ′, 5′-di-t-butyl-4′- And hydroxyphenyl) stearyl propionate.

ヒンダードアミン系化合物では、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイミル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,3,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6,−ペンタメチル−4ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物などが挙げられる。   Among hindered amine compounds, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2- [ 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] ethyl] -4- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] -2 , 2,6,6-tetramethylpiperidine, 8-benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro [4,5] undecane-2,4-dione, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine succinate Condensate, poly [{6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diimyl} {(2,2,6,6-tetramethyl- 4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,3,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], 2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2- n-Butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N— (1,2,2,6,6, -pentamethyl-4piperidyl) amino] -6-chloro-1,3,5-triazine condensate and the like.

有機イオウ系酸化防止剤では、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。
有機燐系酸化防止剤では、トリスノニルフェニルフォスフィート、トリフェニルフォスフィート、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスフィートなどが挙げられる。
Organic sulfur-based antioxidants include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis- (Β-lauryl-thiopropionate), ditridecyl-3,3′-thiodipropionate, 2-mercaptobenzimidazole and the like.
Examples of the organophosphorus antioxidant include trisnonylphenyl phosfte, triphenyl phosfeft, tris (2,4-di-t-butylphenyl) -phosfte, and the like.

なお、有機硫黄系および有機燐系酸化防止剤は2次酸化防止剤と言われるもので、フェノール系あるいはアミン系などの1次酸化防止剤と併用することにより酸化防止効果を相乗的により高めることができる。   Organic sulfur and organophosphorus antioxidants are called secondary antioxidants, and when used in combination with primary antioxidants such as phenols or amines, the antioxidant effect is increased synergistically. Can do.

光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
ベンゾフェノン系光安定剤として、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジ−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系光安定剤として、2−(−2’−ヒドロキシ−5’メチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラ−ヒドロフタルイミド−メチル)−5’−メチルフェニル]−ベンゾトリアゾール、2−(−2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル 5’−メチルフェニル−)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル−)−5−クロロ ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル−)−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
その他の光安定剤としては、2,4,ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケルジブチル−ジチオカルバメートなどがある。
Examples of the light stabilizer include benzophenone, benzotriazole, dithiocarbamate, and tetramethylpiperidine derivatives.
Examples of the benzophenone light stabilizer include 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, and 2,2′-di-hydroxy-4-methoxybenzophenone.
As the benzotriazole light stabilizer, 2-(-2′-hydroxy-5′methylphenyl-)-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′-(3 ″, 4 ″, 5 ″) , 6 ″ -tetra-hydrophthalimido-methyl) -5′-methylphenyl] -benzotriazole, 2-(-2′-hydroxy-3′-t-butyl 5′-methylphenyl-)-5-chlorobenzo Triazole, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylphenyl-)-5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-t-butylphenyl- ) -Benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-octylphenyl) -benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-amylphenyl-)-benzotriazole Etc.
Other light stabilizers include 2,4, di-t-butylphenyl-3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzoate, nickel dibutyl-dithiocarbamate, and the like.

電荷輸送層は、上記に示した電荷輸送材料及び結着樹脂を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し、乾燥させることによって形成することができる。電荷輸送層形成用塗布液の調整に用いられる溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系、アセトン、2ーブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状或るいは直鎖状エーテル等、あるいはこれ等の混合溶媒を用いることができる。
また電荷輸送層形成用塗布液には、塗布形成される塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加することもできる。
The charge transport layer can be formed by applying a solution obtained by dissolving the charge transport material and the binder resin described above in an appropriate solvent and drying the solution. Examples of the solvent used for preparing the coating solution for forming the charge transport layer include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and chlorobenzene, ketones such as acetone and 2-butanone, and halogens such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride. Cyclic aliphatic hydrocarbons, cyclic or linear ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether, or a mixed solvent thereof can be used.
In addition, a small amount of silicone oil can be added to the charge transport layer forming coating solution as a leveling agent for improving the smoothness of the coating film to be formed.

電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1乃至1:5であることが好ましい。また電荷輸送層の膜厚は一般には5μm以上50μm以下の範囲内とすることが好ましく、10μm以上30μm以下の範囲内がより好ましい。   The mixing ratio of the charge transport material and the binder resin is preferably 10: 1 to 1: 5 by mass ratio. In general, the thickness of the charge transport layer is preferably in the range of 5 μm to 50 μm, and more preferably in the range of 10 μm to 30 μm.

電荷輸送層形成用塗布液の塗布は、感光体の形状や用途に応じて、浸漬塗布法、リング塗布法、スプレー塗布法、ビード塗布法、ブレード塗布法、ローラー塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法などの塗布法を用いて行うことが出来る。乾燥は、室温での指触乾燥の後に加熱乾燥することが好ましい。加熱乾燥は、30℃以上200℃以下の温度域で5分以上2時間の範囲の時間で行うことが望ましい。   The coating solution for forming the charge transport layer can be applied by dip coating, ring coating, spray coating, bead coating, blade coating, roller coating, knife coating, curtain coating, depending on the shape and application of the photoreceptor. It can be performed using a coating method such as a coating method. The drying is preferably performed by heating after touch-and-drying at room temperature. The heat drying is desirably performed in a temperature range of 30 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for a time in the range of 5 minutes to 2 hours.

−感光層:電荷発生層−
電荷発生層は、電荷発生材料を真空蒸着法により蒸着させて形成するか、有機溶剤及び結着樹脂を含む溶液を塗布することにより形成される。
-Photosensitive layer: Charge generation layer-
The charge generation layer is formed by depositing a charge generation material by a vacuum deposition method or by applying a solution containing an organic solvent and a binder resin.

電荷発生材料としては、非晶質セレン、結晶性セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、その他のセレン化合物;セレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機系光導電体;又はこれらを色素増感したもの、無金属フタロシアニン,チタニルフタロシアニン,銅フタロシアニン,錫フタロシアニン,ガリウムフタロシアニンなどの各種フタロシアニン化合物;スクエアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の各種有機顔料;又は染料が用いられる。
また、これらの有機顔料は一般に数種の結晶型を有しており、特にフタロシアニン化合物ではα型、β型などをはじめとしてさまざまな結晶型が知られているが、目的にあった感度その他の特性が得られる顔料であるならば、これらのいずれの結晶型でも用いることが可能である。
Examples of charge generation materials include amorphous selenium, crystalline selenium, selenium-tellurium alloy, selenium-arsenic alloy, and other selenium compounds; inorganic photoconductors such as selenium alloy, zinc oxide, and titanium oxide; Sensitized, various phthalocyanine compounds such as metal-free phthalocyanine, titanyl phthalocyanine, copper phthalocyanine, tin phthalocyanine, gallium phthalocyanine; Various organic pigments such as salts; or dyes are used.
In addition, these organic pigments generally have several types of crystals. In particular, phthalocyanine compounds have various crystal types including α type and β type. Any of these crystal forms can be used as long as it is a pigment capable of obtaining characteristics.

なお、上述した電荷発生材料の中でも、フタロシアニン化合物が好ましい。この場合、感光層に光が照射されると、感光層に含まれるフタロシアニン化合物がフォトンを吸収してキャリアを発生させる。このとき、フタロシアニン化合物は、高い量子効率を有するため、吸収したフォトンを効率よく吸収してキャリアを発生させることができる。   Of the charge generation materials described above, phthalocyanine compounds are preferred. In this case, when the photosensitive layer is irradiated with light, the phthalocyanine compound contained in the photosensitive layer absorbs photons and generates carriers. At this time, since the phthalocyanine compound has a high quantum efficiency, the absorbed photons can be efficiently absorbed to generate carriers.

更にフタロシアニン化合物の中でも、下記(1)〜(3)に示すようなフタロシアニンがより好ましい。すなわち、
(1)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも7.6°,10.0°,25.2°,28.0°の位置に回折ピークを有する結晶型のヒドロキシガリウムフタロシアニン。
(2)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも7.3°,16.5°,25.4°,28.1°の位置に回折ピークを有する結晶型のクロルガリウムフタロシアニン。
(3)電荷発生材料としてCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)において、少なくとも9.5°,24.2°,27.3°の位置に回折ピークを有する結晶型のチタニルフタロシアニン。
Furthermore, among the phthalocyanine compounds, phthalocyanines as shown in the following (1) to (3) are more preferable. That is,
(1) At least 7.6 °, 10.0 °, 25.2 °, 28.0 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material Crystalline hydroxygallium phthalocyanine having a diffraction peak at the position.
(2) At least 7.3 °, 16.5 °, 25.4 °, 28.1 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material Crystalline chlorogallium phthalocyanine having a diffraction peak at the position.
(3) Diffraction peaks at positions of at least 9.5 °, 24.2 °, and 27.3 ° in the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using Cukα rays as the charge generation material. A crystalline form of titanyl phthalocyanine.

これらのフタロシアニン化合物は、特に、光感度が高いだけでなく、その光感度の安定性も高いため、これらフタロシアニン化合物を含む感光層を有する感光体は、高速な画像形成及び繰り返し再現性が要求されるカラー画像形成装置の感光体として好適である。   Since these phthalocyanine compounds have not only high photosensitivity but also high stability of photosensitivity, a photoreceptor having a photosensitive layer containing these phthalocyanine compounds is required to have high-speed image formation and reproducibility. It is suitable as a photoreceptor for a color image forming apparatus.

なお、結晶の形状や測定方法によりこれらのピーク強度や位置が微妙にこれらの値から外れることも有るが、X線回折パターンが基本的に一致しているものであれば同じ結晶型であると判断できる。   Note that the peak intensity and position may slightly deviate from these values depending on the crystal shape and measurement method. However, if the X-ray diffraction patterns are basically the same, the same crystal type is assumed. I can judge.

電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。即ちビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプなどのポリカーボネート樹脂およびその共重合体、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾールなどである。   Examples of the binder resin used for the charge generation layer include the following. That is, polycarbonate resin such as bisphenol A type or bisphenol Z type and copolymers thereof, polyarylate resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer resin Vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, poly-N-vinylcarbazole and the like.

これらの結着樹脂は、単独であるいは2種以上混合して用いることが可能である。電荷発生材料と結着樹脂との配合比(電荷発生材料:結着樹脂)は、質量比で、10:1乃至1:10の範囲が望ましい。また電荷発生層の厚みは、一般には0.01μm以上5μm以下の範囲内であることが好ましく0.05μm以上2.0μm以下の範囲内であることがより好ましい。   These binder resins can be used alone or in admixture of two or more. The mixing ratio of the charge generation material and the binder resin (charge generation material: binder resin) is preferably in the range of 10: 1 to 1:10 by mass ratio. The thickness of the charge generation layer is generally preferably in the range of 0.01 μm to 5 μm, and more preferably in the range of 0.05 μm to 2.0 μm.

また電荷発生層は、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として少なくとも1種の電子受容性物質を含有してもよい。電荷発生層に用いられる電子受容性物質としては、例えば無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピークリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸などを挙げることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl,CN,NO等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特によい。 The charge generation layer may contain at least one electron accepting substance for the purpose of improving sensitivity, reducing residual potential, reducing fatigue during repeated use, and the like. Examples of the electron accepting material used in the charge generation layer include succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, and o-dinitrobenzene. M-dinitrobenzene, chloranil, dinitroanthraquinone, trinitrofluorenone, peak phosphoric acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Of these, fluorenone-based, quinone-based, and benzene derivatives having electron-withdrawing substituents such as Cl, CN, NO 2 are particularly preferable.

電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの方法を用いることができる。
電荷発生層を形成する為の塗布液の溶媒として公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。
As a method for dispersing the charge generating material in the resin, methods such as a roll mill, a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor, a dyno mill, a sand mill, and a colloid mill can be used.
Known organic solvents as coating solution solvents for forming the charge generation layer, for example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene, fats such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, and n-butanol Aromatic alcohol solvents, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone and 2-butanone, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride, cyclic or straight chain such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether And ether solvents such as methyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, and n-butyl acetate.

また、これらの溶媒は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。2種類以上の溶媒を混合して用いる場合には、混合溶媒として結着樹脂を溶かす事ができる溶媒であれば使用することができる。但し、感光層が、導電性基体側から、電荷輸送層と電荷発生層とをこの順に形成した層構成を有する場合に、浸漬塗布のように下層を溶解しやすい塗布方法を利用して電荷発生層を形成する際には、電荷輸送層等の下層を溶解しないような溶媒を用いることが望ましい。また、比較的下層の侵食性の少ないスプレー塗布法やリング塗布法を利用して電荷発生層を形成する場合には溶媒の選択範囲を広げることができる。   These solvents can be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of solvents are mixed and used, any solvent that can dissolve the binder resin as the mixed solvent can be used. However, when the photosensitive layer has a layer structure in which the charge transport layer and the charge generation layer are formed in this order from the conductive substrate side, charge generation is performed using a coating method that easily dissolves the lower layer, such as dip coating. When forming the layer, it is desirable to use a solvent that does not dissolve the lower layer such as the charge transport layer. In addition, when the charge generation layer is formed by using a spray coating method or a ring coating method having a relatively low erosion property of the lower layer, the selection range of the solvent can be expanded.

<プロセスカートリッジ及び画像形成装置>
次に、本発明の感光体を用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置について説明する。
本発明のプロセスカートリッジは、本発明の感光体を用いたものであれば特に限定されないが、具体的には、本発明の感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から選択された少なくとも1つとを一体として有するものであり、画像形成装置本体に脱着自在である構成を有するものであることが好ましい。
<Process cartridge and image forming apparatus>
Next, a process cartridge and an image forming apparatus using the photoreceptor of the present invention will be described.
The process cartridge of the present invention is not particularly limited as long as it uses the photoconductor of the present invention, and specifically, at least one selected from the photoconductor of the present invention, a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit. It is preferable to have a structure that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus.

また、本発明の画像形成装置は、本発明の感光体を用いたものであれば特に限定されないが、具体的には、本発明の感光体と、この感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電される感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段(静電潜像形成手段)と、静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備えた構成を有するものである。なお、本発明の画像形成装置は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよく、この場合、全ての感光体が本発明の感光体であることが好ましい。また、トナー像の転写は、中間転写体を利用した中間転写方式であってもよい。   Further, the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it uses the photoreceptor of the present invention. Specifically, the photoreceptor of the present invention, a charging unit for charging the surface of the photoreceptor, An exposure unit (electrostatic latent image forming unit) that forms an electrostatic latent image by exposing the surface of the photoreceptor charged by the charging unit, and a toner image is formed by developing the electrostatic latent image with a developer containing toner. And a transfer means for transferring the toner image to a recording medium. The image forming apparatus of the present invention may be a so-called tandem machine having a plurality of photoconductors corresponding to the toners of the respective colors. In this case, it is preferable that all the photoconductors are the photoconductors of the present invention. The toner image may be transferred by an intermediate transfer system using an intermediate transfer member.

図5は、本発明のプロセスカートリッジの好適な一実施形態の基本構成を概略構成図である。プロセスカートリッジ100は、電子写真感光体107とともに、帯電手段108、現像手段111、クリーニング手段113、露光のための開口部105、及び除電器114を取り付け、ケース101、取り付けレール103を用いて組み合せて一体化したものである。そして、このプロセスカートリッジ100は、転写手段112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とからなる画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、電子写真装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of a preferred embodiment of the process cartridge of the present invention. The process cartridge 100 is mounted with a charging unit 108, a developing unit 111, a cleaning unit 113, an opening 105 for exposure, and a static eliminator 114 together with the electrophotographic photosensitive member 107, and is combined using a case 101 and a mounting rail 103. It is an integrated one. The process cartridge 100 is detachably attached to an image forming apparatus main body including a transfer unit 112, a fixing device 115, and other components not shown, and the image forming apparatus together with the electrophotographic apparatus main body. It constitutes.

図6は、本発明の画像形成装置の一実施形態の基本構成の概略構成図である。図6に示す画像形成装置200は、電子写真感光体207と、電子写感光体207を接触方式により帯電させる帯電手段208と、帯電手段208に接続された電源209と、帯電手段208により帯電される電子写真感光体207を露光する露光手段210と、露光手段214により露光された部分を現像する現像手段211と、現像手段211により電子写真感光体7に現像された像を転写する転写手段212と、クリーニング装置213と、除電器214と、定着装置215とを備える。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a basic configuration of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus 200 shown in FIG. 6 is charged by an electrophotographic photosensitive member 207, a charging unit 208 that charges the electrophotographic photosensitive member 207 by a contact method, a power source 209 connected to the charging unit 208, and a charging unit 208. An exposure unit 210 that exposes the electrophotographic photosensitive member 207, a developing unit 211 that develops a portion exposed by the exposure unit 214, and a transfer unit 212 that transfers an image developed on the electrophotographic photosensitive member 7 by the developing unit 211. A cleaning device 213, a static eliminator 214, and a fixing device 215.

本発明のプロセスカートリッジや、画像形成装置の感光体のクリーニング手段としては特に限定されるものではないが、クリーニングブレードであることが好ましい。クリーニングブレードは、他のクリーニング手段と比べると感光体表面を傷つけ、また、磨耗を促進しやすいものである。しかし、本発明のプロセスカートリッジや、画像形成装置においては、感光体として本発明の感光体を用いているため、長期に渡る使用においても、感光体表面の傷の発生や磨耗を抑制することができる。   The process cartridge of the present invention and the cleaning means for the photoreceptor of the image forming apparatus are not particularly limited, but a cleaning blade is preferable. The cleaning blade is likely to damage the surface of the photosensitive member and promote wear compared to other cleaning means. However, since the process cartridge and the image forming apparatus of the present invention use the photoconductor of the present invention as the photoconductor, it is possible to suppress the occurrence of scratches and wear on the surface of the photoconductor even during long-term use. it can.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
<実施例1>
(電子写真感光体の作製)
まず、以下に説明する手順により、Al基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体を作製した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Example 1>
(Preparation of electrophotographic photoreceptor)
First, an organic photoreceptor was produced by laminating an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer in this order on an Al substrate by the procedure described below.

−下引層の形成−
ジルコニウム化合物(商品名:マツモト製薬社製オルガノチックスZC540)20質量部、シラン化合物(商品名:日本ユニカー社製A1100)2.5質量部、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:積水化学社製エスレックBM−S)10質量部およびブタノール45質量部を攪拌混合して得た溶液を、外径84mmのAl製基体表面に塗布し、150℃10分間加熱乾燥することにより、膜厚1.0μmの下引層を形成した。
-Formation of undercoat layer-
20 parts by mass of a zirconium compound (trade name: Organotix ZC540 manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.), 2.5 parts by mass of a silane compound (trade name: A1100 manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.), a polyvinyl butyral resin (trade name: S-REC BM- manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) S) A solution obtained by stirring and mixing 10 parts by mass and 45 parts by weight of butanol was applied to the surface of an Al substrate having an outer diameter of 84 mm, and dried by heating at 150 ° C. for 10 minutes, thereby subtracting a film thickness of 1.0 μm. A layer was formed.

−電荷発生層の形成−
次に、電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン1質量部を、ポリビニルブチラール(商品名:積水化学社製エスレックBM−S)1質量部および酢酸n−ブチル100質量部と混合して得られた混合物をガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間分散し、電荷発生層形成用分散液を得た。
この分散液を浸漬法により下引層の上に塗布した後、100℃で10分間乾燥させ、膜厚0.15μmの電荷発生層を形成した。
-Formation of charge generation layer-
Next, a mixture obtained by mixing 1 part by mass of chlorogallium phthalocyanine as a charge generation material with 1 part by mass of polyvinyl butyral (trade name: S-REC BM-S manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by mass of n-butyl acetate. Dispersion with a glass bead with a paint shaker for 1 hour gave a dispersion for forming a charge generation layer.
This dispersion was applied on the undercoat layer by an immersion method and then dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.15 μm.

−電荷輸送層の形成−
次に、下記構造式(1)で表される化合物を2質量部、および、繰り返し単位が下記構造式(2)で表される高分子化合物(粘度平均分子量:39000)3質量部をクロロベンゼン20質量部に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を得た。
-Formation of charge transport layer-
Next, 2 parts by mass of a compound represented by the following structural formula (1) and 3 parts by mass of a polymer compound (viscosity average molecular weight: 39000) represented by the following structural formula (2) are used as chlorobenzene 20 A charge transport layer forming coating solution was obtained by dissolving in mass parts.

Figure 2008076520
Figure 2008076520

Figure 2008076520
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この塗布液を、浸漬法により電荷発生層上に塗布し、110℃で40分間加熱して膜厚20μmの電荷輸送層を形成し、Al基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体(以下、「ノンコート感光体」と称す場合がある)を得た。   This coating solution is applied onto the charge generation layer by an immersion method, heated at 110 ° C. for 40 minutes to form a 20 μm-thick charge transport layer, and the undercoat layer, the charge generation layer, and the charge transport layer are formed on the Al substrate. An organic photoreceptor (hereinafter, sometimes referred to as “non-coated photoreceptor”) in which the layers were laminated in this order was obtained.

−中間層の形成−
ノンコート感光体表面への中間層の形成は、図3に示す構成を有する成膜装置を用いて行った。
まず、ノンコート感光体を、成膜装置の成膜室10内の基体ホルダー13に載せ、排気口11を介して成膜室10内を、圧力が0.1Pa程度になるまで真空排気した。次に、窒素ガスと水素ガスとを1:2の割合で混合したガスを、ガス導入管20から直径50mmの電極19が設けられた高周波放電管部21内に300sccm(窒素ガス100sccm、水素ガス200sccm)導入し、高周波電力供給部18およびマッチング回路(図4中不図示)により、13.56MHzのラジオ波を出力100Wにセットしチューナでマッチングを取り電極19から放電を行った。この時の反射波は0Wであった。
次に、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、ガス導入部15を介してシャワーノズル16から成膜室10内のプラズマ拡散部17に、3sccm導入した。この時、バラトロン真空計で測定した成膜室10内の反応圧力は40Paであった。
-Formation of intermediate layer-
The formation of the intermediate layer on the surface of the non-coated photoreceptor was performed using a film forming apparatus having the configuration shown in FIG.
First, the non-coated photoreceptor was placed on the substrate holder 13 in the film forming chamber 10 of the film forming apparatus, and the film forming chamber 10 was evacuated through the exhaust port 11 until the pressure reached about 0.1 Pa. Next, a gas in which nitrogen gas and hydrogen gas are mixed at a ratio of 1: 2 is supplied into a high-frequency discharge tube portion 21 provided with an electrode 19 having a diameter of 50 mm from the gas introduction tube 20 (nitrogen gas 100 sccm, hydrogen gas). 200 sccm) was introduced, and a radio wave of 13.56 MHz was set at an output of 100 W by the high-frequency power supply unit 18 and a matching circuit (not shown in FIG. 4), and matching was performed with a tuner to discharge from the electrode 19. The reflected wave at this time was 0 W.
Next, a mixed gas containing trimethylgallium gas using hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. is supplied from the shower nozzle 16 to the plasma diffusion portion 17 in the film formation chamber 10 through the gas introduction portion 3 at 3 sccm. Introduced. At this time, the reaction pressure in the film forming chamber 10 measured with a Baratron vacuum gauge was 40 Pa.

この状態で、ノンコート感光体を10rpmの速度で回転させながら60分間成膜し、膜厚0.15μmのGaN膜を形成し、電荷輸送層表面に中間層が設けられた有機感光体を得た。   In this state, the non-coated photoreceptor was rotated for 60 minutes while rotating at a speed of 10 rpm to form a GaN film having a thickness of 0.15 μm, and an organic photoreceptor having an intermediate layer provided on the surface of the charge transport layer was obtained. .

また、上記と同様の条件でSi基板に成膜したサンプル膜の赤外線吸収スペクトル測定を実施したところ、Ga−H結合、Ga−N結合、N−H結合、に起因するピークが確認された。これらのことから、中間層中には、ガリウムと窒素と水素と酸素とが含まれていることがわかった。なお、前記N−H結合、Ga−H結合の対Ga−N結合に起因する吸収ピークの強度比は、それぞれ0.05、0.1でありGaN吸収ピークの半値幅は200cm−1であった。 Moreover, when the infrared absorption spectrum measurement of the sample film | membrane formed into a film | membrane on Si substrate on the conditions similar to the above was implemented, the peak resulting from a Ga-H bond, a Ga-N bond, and a N-H bond was confirmed. From these facts, it was found that the intermediate layer contained gallium, nitrogen, hydrogen and oxygen. The intensity ratio of the absorption peak due to the N—H bond and the Ga—H bond to the Ga—N bond was 0.05 and 0.1, respectively, and the FWHM of the GaN absorption peak was 200 cm −1. It was.

−表面層の形成−
中間層の形成に続いて、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスを、ガス導入管20から直径100mmの電極19が設けられた高周波放電管部21内に約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素200sccm、酸素0.3sccm)導入し、高周波電力供給部18およびマッチング回路(図1中不図示)により、13.56MHzのラジオ波を出力100Wにセットしチューナでマッチングを取り電極19から放電を行った。この時の反射波は0Wであった。
次に、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、ガス導入部15を介してシャワーノズル16から成膜室10内のプラズマ拡散部17に、3sccm導入した。この時、バラトロン真空計で測定した成膜室10内の反応圧力は40Paであった。
-Formation of surface layer-
Following the formation of the intermediate layer, a gas obtained by mixing nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas, and oxygen gas is supplied from the gas introduction tube 20 into the high-frequency discharge tube portion 21 provided with the electrode 19 having a diameter of about 100 sccm ( Nitrogen gas 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen 200 sccm, oxygen 0.3 sccm) are introduced, and a radio wave of 13.56 MHz is set to an output of 100 W by a high frequency power supply unit 18 and a matching circuit (not shown in FIG. 1). Matching was performed and discharging was performed from the electrode 19. The reflected wave at this time was 0 W.
Next, a mixed gas containing trimethylgallium gas using hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. is supplied from the shower nozzle 16 to the plasma diffusion portion 17 in the film formation chamber 10 through the gas introduction portion 3 at 3 sccm. Introduced. At this time, the reaction pressure in the film forming chamber 10 measured with a Baratron vacuum gauge was 40 Pa.

この状態で、中間層を形成したノンコート感光体を1rpmの速度で回転させながら60分間成膜し、中間層上に表面層として膜厚0.25μmの水素を含むGaON膜を形成した感光体(1)を得た。なお、成膜に際しては、ノンコート感光体の加熱処理は行わなかった。また、成膜時の温度をモニターするために、成膜前に予めノンコート感光体の表面に貼り付けておいたサーモテープの色を、成膜後に確認したところ、45℃であった。   In this state, a non-coated photoreceptor having an intermediate layer formed thereon is rotated for 60 minutes while rotating at a speed of 1 rpm, and a photoreceptor (on which a GaON film containing 0.25 μm of hydrogen is formed as a surface layer on the intermediate layer) 1) was obtained. In the film formation, the non-coated photoconductor was not heat-treated. In addition, in order to monitor the temperature at the time of film formation, the color of the thermotape previously attached to the surface of the non-coated photoreceptor before film formation was confirmed after film formation, and was 45 ° C.

−表面層、中間層の分析・評価−
表面層の成膜に際し、同時に前記中間層を形成したSi基板を用いて中間層上にサンプル膜を作製した。このサンプル膜について、膜の組成をラザフォード・バック・スキャタリング(RBS)とハイドロジェン・フォワードスキャタリング(HFS)とを用いて測定した。その結果から、中間層については、ガリウムと窒素と水素とがそれぞれ38原子%、40原子%、22原子%であることが、表面層については、ガリウムと窒素と酸素と水素がそれぞれ35原子%、18原子%、30原子%、17原子%であることが分った。酸素は表面層全体に分布しており、表面層中に含まれる炭素は検出限界(0.5原子%)以下であった
また、RHEED(反射高速電子線回折)測定により得られた回折像にはハローパターンの中にぼやけたリングが見え、形成膜は非晶質性の微結晶膜であることがわかった。
-Analysis and evaluation of surface layer and intermediate layer-
When forming the surface layer, a sample film was formed on the intermediate layer using the Si substrate on which the intermediate layer was formed at the same time. About this sample film | membrane, the composition of the film | membrane was measured using Rutherford back scattering (RBS) and hydrogen forward scattering (HFS). As a result, it is found that gallium, nitrogen, and hydrogen are 38 atomic percent, 40 atomic percent, and 22 atomic percent for the intermediate layer, respectively, and gallium, nitrogen, oxygen, and hydrogen are each 35 atomic percent for the surface layer. 18 atomic%, 30 atomic%, and 17 atomic%. Oxygen was distributed throughout the surface layer, and the carbon contained in the surface layer was below the detection limit (0.5 atomic%). In addition, in the diffraction image obtained by RHEED (reflection high-energy electron diffraction) measurement A blurred ring was seen in the halo pattern, and the formed film was found to be an amorphous microcrystalline film.

−表面特性−
・硬度
硬度は、サイズが5×10mmのSi結晶の角を、前記組成分析に用いたSi結晶基板に成膜した約10×10mmのサンプル膜に軽く押し当てて擦った際の膜表面の傷の発生具合を目視により以下の基準で評価した。
◎:傷が全く発生しない。
○:擦った後の膜表面の観察する角度を変えると、傷らしき擦り後が見られるが実用上問題ないレベル。
×:目視で容易に確認できる傷が膜表面に観察される。
-Surface characteristics-
·hardness
Hardness is the occurrence of scratches on the film surface when the corner of the Si crystal having a size of 5 × 10 mm is lightly pressed and rubbed against a sample film of about 10 × 10 mm formed on the Si crystal substrate used in the composition analysis. The condition was visually evaluated according to the following criteria.
A: No scratches are generated.
◯: When the observation angle of the film surface after rubbing is changed, a scratched after rubbing is observed, but there is no practical problem.
X: Scratches that can be easily confirmed visually are observed on the film surface.

・すべり
すべりは、プリントテスト前の感光体表面のすべりをクリーンティッシュー(ベンコット)で擦すった際のすべり具合を官能評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:ベンコットと感光体表面との間につっかかる感じが全くなく、すべりが非常に良い。
○:ベンコットと感光体表面との間に若干つっかかる感じがする場合があるが、基本的にはすべりは良い。
×:ベンコットと感光体表面との間につっかかる感じがあり、場合によっては、ベンコッとが破ける場合がある。
-Slip The sensory evaluation of the slip when the surface of the photoconductor before the print test was rubbed with a clean tissue (Bencot). The evaluation criteria are as follows.
(Double-circle): There is no feeling which sticks between a bencott and a photoreceptor surface, and a slide is very good.
○: There may be a slight squeezing between the bencott and the surface of the photoreceptor, but basically the sliding is good.
X: There is a feeling of being caught between the bend and the surface of the photoreceptor, and the bend may be broken in some cases.

・初期耐水性
初期耐水性は、成膜直後のSi基板上に形成されたサンプル膜を純水に10秒間浸漬した後に引き上げて、膜の表面状態を目視により観察することにより評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:純水への浸漬前後で膜の表面には全く変化は見られない。
○:純水への浸漬前後で膜の表面に若干変化が見られる場合もあるが、水垢と判別がしにくいレベル。
×:純水への浸漬前後で膜の表面がみられ、浸漬後の膜の表面が潮解したような後が見られる。
・ Initial water resistance
Initial water resistance was evaluated by immersing a sample film formed on a Si substrate immediately after film formation in pure water for 10 seconds and then pulling it up and observing the surface state of the film with the naked eye. The evaluation criteria are as follows.
A: No change is observed on the film surface before and after immersion in pure water.
○: A slight change may be seen on the surface of the film before and after immersion in pure water, but it is difficult to distinguish from scale.
X: The surface of the film is seen before and after being immersed in pure water, and the surface after immersing the surface of the film after immersion is seen.

・初期接触角
初期接触角は、接触角測定装置CA−Xロール型(協和界面科学社製)を用いて、23℃・55%RHの環境下において成膜直後のSi基板上に形成されたサンプル膜に純水を滴下することにより測定した。なお、場所を変えて3回繰り返し測定した際の平均値を接触角として求めた。
・ Initial contact angle
The initial contact angle is purely applied to a sample film formed on a Si substrate immediately after film formation in a 23 ° C./55% RH environment using a contact angle measuring device CA-X roll type (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). It was measured by dropping water. In addition, the average value at the time of repeating the measurement three times at different locations was determined as the contact angle.

(評価)
次に、この中間層、表面層を設けた有機感光体の電子写真特性を評価した。まず、上述の表面層等の形成前のノンコート感光体と、表面層等を設けた感光体とに対して、露光用の光(光源:半導体レーザー、波長780nm、出力5mW)を用い、感光体の表面を走査しながら40rpmで回転させながら、スコロトロン帯電器により−700Vに負帯電させた状態で照射した後の、表面の残留電位を測定した。その結果、ノンコート感光体が−20Vであるの対し、表面層を設けた有機感光体は−60V以下で、かつ温度湿度依存性が少なく良好なレベルであることがわかった。
また、感度に対する影響については、光源の波長を赤外領域から可視領域全体にわたって評価したが、ノンコート感光体と、表面層を設けた感光体とでは殆ど差異は見られず、表面層を設けたことによる感度の低下が無いことがわかった。
さらに、表面層を設けた感光体の表面に対して、貼りつけた粘着テープを剥がす剥離試験を行ったが、表面層は全く剥離せず、接着性は良好であることがわかった。
(Evaluation)
Next, the electrophotographic characteristics of the organic photoreceptor provided with the intermediate layer and the surface layer were evaluated. First, exposure light (light source: semiconductor laser, wavelength 780 nm, output 5 mW) is used for the above-described non-coated photoconductor before formation of the surface layer and the photoconductor provided with the surface layer. The residual potential of the surface after irradiation was measured in a state where the surface was negatively charged to −700 V by a scorotron charger while rotating at 40 rpm while scanning the surface. As a result, it was found that the non-coated photoreceptor is -20V, while the organic photoreceptor provided with the surface layer is -60V or less and has a good temperature and humidity dependency and a good level.
In addition, for the influence on the sensitivity, the wavelength of the light source was evaluated from the infrared region to the entire visible region, but there was almost no difference between the non-coated photoreceptor and the photoreceptor provided with the surface layer, and the surface layer was provided. It was found that there was no decrease in sensitivity due to the above.
Further, a peel test was performed on the surface of the photoreceptor provided with the surface layer to peel off the attached adhesive tape. The surface layer did not peel at all, and it was found that the adhesion was good.

次に、この中間層及び表面層を設けた感光体を、富士ゼロックス社製DocuCentre Color 500に取り付けて、高温高湿環境(28℃、80%RH)下で、連続20000枚のプリントテストを行い、以下の評価を行った。なお、画質評価を行うためのリファレンスとして、ノンコート感光体についてもDocuCentre Col0r 500に取り付けて、同様の画像を形成した。   Next, the photoconductor provided with the intermediate layer and the surface layer is attached to the DocuCenter Color 500 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and a continuous 20000 print test is performed under a high temperature and high humidity environment (28 ° C., 80% RH). The following evaluation was performed. As a reference for image quality evaluation, a non-coated photoconductor was also attached to the DocuCenter Col0r 500 to form a similar image.

−白筋−
画像上の白筋欠陥を2万枚プリント終了前後の画像について評価した。評価基準は以下の通りである。
○:白筋状の画像欠陥は殆ど見られない。
×:感光体の傷に起因すると考えられる白筋状の画像欠陥が見られる多数見られる。
-White stripe-
The white streak defect on the image was evaluated for the images before and after the completion of printing 20,000 sheets. The evaluation criteria are as follows.
○: White streak-like image defects are hardly seen.
X: Many white streak-like image defects that are thought to be caused by scratches on the photoreceptor are observed.

−画像濃度−
1000枚プリント後に、エリアカバレッジ100%のベタ画像を100枚連続で印画し、得られた画像について、一見して画像濃度が低下していると確認できる場合は濃度低下ありとした。
-Image density-
After printing 1000 sheets, 100 solid images with an area coverage of 100% were printed continuously, and when it was confirmed that the image density was lowered at first glance, the density was lowered.

−画像ボケ−
画像ボケは、2万枚プリントテスト後に、水溶性である放電生成物を除去するため感光体表面の一部分のみを水拭きした。
その後、ハーフトーン画像(画像密度30%)をプリントし、ハーフトーン画像中に感光体表面の水拭きした箇所と水拭きしていない箇所とに対応するような濃度差が目視で確認できるか否かにより判断し、濃度差が一見して容易に確認できる場合は画像ボケが発生しているものと判断した。
-Image blur-
The image blur was wiped off only a part of the surface of the photoreceptor to remove the water-soluble discharge product after the 20,000-sheet print test.
Thereafter, a halftone image (image density of 30%) is printed, and whether or not a density difference corresponding to a location where the surface of the photoreceptor is wiped and a location where the surface is not wiped can be visually confirmed in the halftone image. When the density difference can be easily confirmed at a glance, it is determined that the image blur has occurred.

−傷−
プリントテスト後の感光体表面を目視により観察し、表面の傷の有無を調べた。
以上の結果をまとめて表1に示す。
-Scratch-
The surface of the photoreceptor after the print test was visually observed to check for the presence of scratches on the surface.
The above results are summarized in Table 1.

<実施例2>
実施例1の電子写真感光体の作製において、表面層の形成を、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素200sccm、酸素0.6sccm)に変更した以外は、実施例1と同様にして感光体(2)を得た。
<Example 2>
In the production of the electrophotographic photosensitive member of Example 1, the surface layer was formed by introducing an amount of gas mixed with nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas and oxygen gas from the gas introduction pipe 20 to about 450 sccm (nitrogen gas). A photoconductor (2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the gas was changed to 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen 200 sccm, oxygen 0.6 sccm).

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(2)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (2) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例3>
実施例1の電子写真感光体の作製において、まず、中間層の形成を、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスを、ガス導入管20から高周波放電管部21内に約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素ガス200sccm、酸素ガス0.02sccm)導入し、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、成膜室10内のプラズマ拡散部17に、3sccm導入した以外は、実施例1と同様にして中間層を形成した。
<Example 3>
In the production of the electrophotographic photosensitive member of Example 1, first, an intermediate layer is formed by mixing a gas obtained by mixing nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas, and oxygen gas into the high-frequency discharge tube portion 21 from the gas introduction tube 20. About 450 sccm (nitrogen gas 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen gas 200 sccm, oxygen gas 0.02 sccm) was introduced, and a mixed gas containing trimethylgallium gas containing hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. An intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 except that 3 sccm was introduced into the plasma diffusion portion 17 in the substrate 10.

次いで、表面層の形成を、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素200sccm、酸素0.8sccm)に変更し、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、成膜室10内のプラズマ拡散部17に、4sccm導入した以外は、実施例1と同様にして表面層を形成し感光体(3)を得た。   Next, the surface layer is formed by introducing an amount of gas mixed with nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas and oxygen gas from the gas introduction pipe 20 to about 450 sccm (nitrogen gas 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen 200 sccm, oxygen 0.8 sccm) except that 4 sccm of a mixed gas containing trimethylgallium gas using hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. is introduced into the plasma diffusion portion 17 in the film forming chamber 10. A surface layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a photoreceptor (3).

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(3)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (3) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例4>
実施例1の電子写真感光体の作製において、まず、中間層の形成を、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスを、ガス導入管20から高周波放電管部21内に約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素ガス200sccm、酸素ガス0.03sccm)導入し、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、成膜室10内のプラズマ拡散部17に、3sccm導入した以外は、実施例1と同様にして中間層を形成した。
<Example 4>
In the production of the electrophotographic photosensitive member of Example 1, first, an intermediate layer is formed by mixing a gas obtained by mixing nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas, and oxygen gas into the high-frequency discharge tube portion 21 from the gas introduction tube 20. About 450 sccm (nitrogen gas 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen gas 200 sccm, oxygen gas 0.03 sccm) is introduced, and a mixed gas containing trimethylgallium gas containing hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. An intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 except that 3 sccm was introduced into the plasma diffusion portion 17 in the substrate 10.

次いで、表面層の形成を、窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約450sccm(窒素ガス100sccm、ヘリウムガス150sccm、水素200sccm、酸素1.0sccm)に変更し、水素ガスをキャリアガスとし0℃で圧力101kPaに保ったトリメチルガリウムガスを含む混合ガスを、成膜室10内のプラズマ拡散部17に、4sccm導入した以外は、実施例1と同様にして表面層を形成し感光体(4)を得た。   Next, the surface layer is formed by introducing an amount of gas mixed with nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas and oxygen gas from the gas introduction pipe 20 to about 450 sccm (nitrogen gas 100 sccm, helium gas 150 sccm, hydrogen 200 sccm, oxygen 1.0 sccm) except that 4 sccm of a mixed gas containing trimethylgallium gas using hydrogen gas as a carrier gas and maintained at a pressure of 101 kPa at 0 ° C. is introduced into the plasma diffusion part 17 in the film forming chamber 10. A surface layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a photoreceptor (4).

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(4)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (4) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例5>
実施例3の電子写真感光体の作製において、中間層の形成を、水素ガスとヘリウムガスと酸素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約400sccm(水素200sccm、ヘリウム200,酸素0.02 sccm)に変更した以外は、実施例1と同様にして中間層を形成した。さらに表面層の形成を、水素ガスとヘリウムガスと酸素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約400sccm(水素200sccm、ヘリウム200,酸素0.8sccm)に変更した以外は、実施例1と同様にして感光体(5)を得た。
<Example 5>
In the production of the electrophotographic photosensitive member of Example 3, the intermediate layer was formed by introducing a gas mixed with hydrogen gas, helium gas, and oxygen gas from the gas introduction pipe 20 to about 400 sccm (hydrogen 200 sccm, helium 200 The intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the oxygen was changed to 0.02 sccm. Further, the surface layer is formed except that the amount of gas mixed from hydrogen gas, helium gas and oxygen gas introduced from the gas introduction pipe 20 is changed to about 400 sccm (hydrogen 200 sccm, helium 200, oxygen 0.8 sccm). In the same manner as in Example 1, a photoreceptor (5) was obtained.

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(5)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (5) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例6>
実施例3の電子写真感光体の作製において、表面層の形成を、水素ガスと窒素ガスとを混合したガスのガス導入管20からの導入量を、約350sccm(水素200sccm、窒素150sccm)に変更した以外は、実施例1と同様にして感光体(6)を得た。
<Example 6>
In the production of the electrophotographic photoreceptor of Example 3, the surface layer was formed by changing the amount of gas mixed with hydrogen gas and nitrogen gas from the gas introduction pipe 20 to about 350 sccm (hydrogen 200 sccm, nitrogen 150 sccm). A photoconductor (6) was obtained in the same manner as in Example 1 except that.

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(6)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (6) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例7>
実施例1の電子写真感光体の作製において、まず、中間層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が5sccmとなるように導入し、実施例1と同様にして中間層を形成した。このとき膜厚は0.5μmであった。
<Example 7>
In the production of the electrophotographic photoreceptor of Example 1, first, the intermediate layer was formed so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 5 sccm, and the intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the film thickness was 0.5 μm.

次いで、表面層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が4sccmとなるように導入し、実施例1と同様にして表面層を形成し感光体(7)を得た。表面層は1.8μmで表面層及び中間層の厚さは2.3μmであった。   Next, the formation of the surface layer was introduced so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 4 sccm, and the surface layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a photoreceptor (7). The surface layer was 1.8 μm, and the thickness of the surface layer and the intermediate layer was 2.3 μm.

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(7)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (7) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例8>
実施例5の電子写真感光体の作製において、まず、中間層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が3sccmとなるように導入実施例5と同様にして中間層を形成した。但し膜厚を0.05μmであった。
<Example 8>
In the production of the electrophotographic photosensitive member of Example 5, first, the intermediate layer was formed in the same manner as in Introduction Example 5 so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 3 sccm. However, the film thickness was 0.05 μm.

次いで、表面層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が3sccmとなるように導入し、実施例5と酸素流量が0.2sccmと異なる以外同様にして表面層を形成し感光体(8)を得た。表面層は0.4μmであった。   Next, the formation of the surface layer was introduced so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 3 sccm, and the surface layer was formed in the same manner as in Example 5 except that the oxygen flow rate was different from 0.2 sccm. Obtained. The surface layer was 0.4 μm.

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(8)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (8) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<実施例9>
実施例5の電子写真感光体の作製において、まず、中間層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が3sccmとなるように導入し、実施例5と同様にして中間層を形成した。但し膜厚を0.35μmであった。
<Example 9>
In the production of the electrophotographic photoreceptor of Example 5, first, the intermediate layer was formed so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 3 sccm, and the intermediate layer was formed in the same manner as in Example 5. However, the film thickness was 0.35 μm.

次いで、表面層の形成を、トリメチルガリウム混合ガスの流量が3sccmとなるように導入し、実施例5と同様にして表面層を形成し感光体(9)を得た。表面層は0.05μmであった。   Next, the formation of the surface layer was introduced so that the flow rate of the trimethylgallium mixed gas was 3 sccm, and the surface layer was formed in the same manner as in Example 5 to obtain a photoreceptor (9). The surface layer was 0.05 μm.

また実施例1の評価において、感光体(1)の代わりに感光体(9)を用いた以外は、同様にして評価を行った。
表面層等の分析を含めて結果を表1に示す。
In the evaluation of Example 1, the evaluation was performed in the same manner except that the photoconductor (9) was used instead of the photoconductor (1).
The results are shown in Table 1 including analysis of the surface layer and the like.

<比較例1>
実施例1において、中間層を形成せずに全体膜厚が同じとなるように、トリメチルガリウム(TMG)を含むガスと窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとの流量やその比率を変えた以外は、実施例1と同様に成膜を行い、表面層を形成した感光体(10)を作製した。
感光体(10)を用いて実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
In Example 1, the flow rates and ratios of the gas containing trimethylgallium (TMG), nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas, and oxygen gas are changed so that the entire film thickness is the same without forming the intermediate layer. Except for the above, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a photoreceptor (10) having a surface layer formed thereon.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the photoreceptor (10). The results are shown in Table 1.

<比較例2>
実施例4において、中間層を形成せずに全体膜厚が同じとなるように、トリメチルガリウム(TMG)を含むガスと窒素ガスとヘリウムガスと水素ガスと酸素ガスとの流量やその比率を変えた以外は、実施例1と同様に成膜を行い、表面層を形成した感光体(11)を作製した。
感光体(11)を用いて実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
In Example 4, the flow rates and ratios of the gas containing trimethylgallium (TMG), nitrogen gas, helium gas, hydrogen gas, and oxygen gas are changed so that the entire film thickness is the same without forming the intermediate layer. Except for the above, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a photoconductor (11) having a surface layer formed thereon.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the photoreceptor (11). The results are shown in Table 1.

Figure 2008076520
Figure 2008076520

表1に示すように、中間層を設けた実施例の感光体では、比較例の中間層のない感光体に比べ、高温高湿環境下での繰り返しプリント出力においても、画像濃度低下が発生しないことがわかった。   As shown in Table 1, in the photoconductor of the example provided with the intermediate layer, the image density does not decrease even in the repeated print output under the high temperature and high humidity environment as compared with the photoconductor without the intermediate layer of the comparative example. I understood it.

本発明の感光体の層構成の一例を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a layer configuration of a photoreceptor of the present invention. 本発明の感光体の層構成の他の一例を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the layer structure of the photoreceptor of the present invention. 本発明の感光体の中間層及び表面層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a film forming apparatus used for forming an intermediate layer and a surface layer of a photoconductor of the present invention. 本発明に用いることが可能なプラズマ発生装置の一例を示す概略模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the plasma generator which can be used for this invention. 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the process cartridge of this invention. 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性基体、2,6 感光層、2A 電荷発生層、2B 電荷輸送層、3 表面層、4 下引層、5 中間層、10 成膜室、11 排気口、12 基体回転部、13 基体ホルダー、14 基材、15 ガス導入部、16 シャワーノズル、17 プラズマ拡散部、18 高周波電力供給部、19 平板電極、20 ガス導入管、21 高周波放電管部、22 高周波コイル、23 石英管、101 ケース、103 取り付けレール、105 開口部、107,207 電子写真感光体、108,208 帯電手段、111,211 現像手段、112,212 転写手段、113,213 クリーニング装置、114,214 除電器、115,215 定着装置、210 露光手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive substrate, 2,6 Photosensitive layer, 2A Charge generation layer, 2B Charge transport layer, 3 Surface layer, 4 Undercoat layer, 5 Intermediate layer, 10 Film-forming chamber, 11 Exhaust port, 12 Base rotation part, 13 Base Holder, 14 Base material, 15 Gas introduction part, 16 Shower nozzle, 17 Plasma diffusion part, 18 High frequency power supply part, 19 Flat plate electrode, 20 Gas introduction pipe, 21 High frequency discharge pipe part, 22 High frequency coil, 23 Quartz tube, 101 Case, 103 mounting rail, 105 opening, 107, 207 electrophotographic photosensitive member, 108, 208 charging means, 111, 211 developing means, 112, 212 transfer means, 113, 213 cleaning device, 114, 214 static eliminator, 115, 215 Fixing device, 210 exposure means

Claims (6)

導電性基体上に感光層と、中間層と、表面層とをこの順に積層して構成され、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする電子写真感光体。
It is configured by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer, and a surface layer in this order on a conductive substrate,
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the types and composition ratios of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. An electrophotographic photosensitive member characterized by the above.
前記表面層及び中間層を併せた層厚が0.1μm以上5μm未満であり、かつ、前記感光層の層厚に対して0.5〜10%の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。   2. The layer thickness of the surface layer and the intermediate layer is 0.1 μm or more and less than 5 μm, and is in the range of 0.5 to 10% with respect to the layer thickness of the photosensitive layer. The electrophotographic photoreceptor described in 1. 前記表面層が水素を含むことを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。   The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the surface layer contains hydrogen. 前記感光層が有機材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。   The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the photosensitive layer contains an organic material. 導電性基体上に感光層、中間層及び表面層をこの順に積層して構成される電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から選択された少なくとも1つとを一体として有し、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とするプロセスカートリッジ。
An electrophotographic photoreceptor constituted by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer and a surface layer in this order on a conductive substrate, and at least one selected from a charging means, a developing means and a cleaning means, and
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the type and composition ratio of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. A process cartridge characterized by that.
導電性基体上に感光層、中間層及び表面層をこの順に積層して構成される電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、該帯電された電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも備え、
前記中間層及び表面層が、いずれも13族元素と酸素及び窒素のうちの少なくとも1つとを含み、かつ、該中間層及び表面層における前記含有元素の種類及び組成比のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする画像形成装置。
An electrophotographic photosensitive member constituted by laminating a photosensitive layer, an intermediate layer and a surface layer in this order on a conductive substrate, a charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the charged electrophotographic photosensitive member Electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface, developing means for developing the electrostatic latent image as a toner image with a developer containing toner, transfer means for transferring the toner image to a recording medium, Comprising at least
Each of the intermediate layer and the surface layer contains a group 13 element and at least one of oxygen and nitrogen, and at least one of the type and composition ratio of the contained elements in the intermediate layer and the surface layer is different. An image forming apparatus.
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