JPH01243066A

JPH01243066A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JPH01243066A
Application number: JP63069667A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Fukuda; 福田　讓; Shigeru Yagi; 茂八木; Kenichi Karakida; 唐木田　健一
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-27
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0797227B2; KR890015078A; US5104756A; KR920002244B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真用感光体に関し、詳しくは、機能分
離型感光層を有する電子写真用感光体に関する。

従来の技術近年、光照射により電荷担体を発生させる電荷発生層と
、電荷発生層で生じた電荷担体を効率良く注入でき、か
つ効率的に移動可能な電荷輸送層とに分離した、いわゆ
る機能分離型感光層を有する電子写真感光体において、
電荷発生層として、非晶質ケイ素２を、また電荷輸送層
として、プラズマＣＶＤ法で形成された非晶質材料を用
いた電子写真感光体が注目されている。これは非晶質ケ
イ素の有する優れた特性である光感度、高硬度、熱安定
性を損なうことなく、従来の非晶質ケイ素系電子写真感
光体の帯電性、生産性を根本的に改善できる可能性を有
しており、電気的に安定な繰り返し特性を有し、長寿命
の電子写真感光体を得る可能性を有するためであり、こ
れらの点に着目して、種々の電荷輸送層からなる非晶質
ケイ素系電子写真感光体が提案されている。この様な機
能分離型の非晶質ケイ素系電子写真感光体において、電
荷輸送層としては、プラズマＣＶＤ法で形成された、例
えば米国特許第４．６３４．６４８号明細書に開示され
ている醸化ケイ素やアモルファスカーボンよりなるもの
を使用することができる。

発明が解決しようとする課題非晶質ケイ素系電子写真感光体において、電荷輸送層と
電荷発生層を分離した層構成とし、電荷発生層として非
晶質ケイ素を用い、また電荷輸送１として非晶質ケイ素
に比べてより誘電率の小ざく、より高抵抗の物質を用い
ることによって、帯電性を向上させ、暗減衰を減少させ
ることができる。しかしながら、上記プラズマＣＶＤ法
によって作成される膜は、その成膜速度が非晶質系膜の
それと変わらず、また、層構成が複雑になるため、膜欠
陥の発生確率が増大し、感光体の生産性が低く、極めて
高コストであるという問題があった。

本発明は、従来の伎術における上記のような問題点に鑑
みてなされたものでおる。

したがって、本発明の目的は、新規な電荷輸送層を有す
る電子写真感光体を提供することにおる。

即ち、本発明の目的は、接着性が良好で、機械的強度・
硬度が高く、欠陥の少ない電荷輸送層を有する高耐久性
の電子写真感光体を提供することに必る。

本発明の他の目的は、高感度で汎色性に富み、高帯電性
で暗減衰が小ざく、また露光後の残留電位の少ない電子
写真感光体を提供することにおる。

本発明の他の目的は、帯電特性が外部環境の雰囲気の変
化によって影響を受けない電子写真用感光体を提供する
ことにおる。

又、本発明の更に他の目的は、繰返し使用しても画像品
質の優れた電子写真用感光体を提供することにおる。

課題を解決するための手段及び作用本発明者等は、先にアルミニウムの該化物が、電荷輸送
層としての殿能を有することを見出だしたが（特願昭６
１−２０６８７６号）、更に検討の結果、特定の方法に
よってアルミニウム酸化物膜を形成した場合に、物理特
性及び電子写真特性において、−層優れたものが得られ
ることを見出だし、本発明を完成するに至った。

本発明の電子写真感光体は、少なくとも支持体と電荷輸
送層と電荷発生層とからなり、該電荷輸送層は、少なく
とも表面がアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる
支持体を陽極酸化することによって形成された陽極酸化
アルミニウム皮膜よりなるものであることを特徴とする
。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の電子写真感光体の基本的層構成を有
する実施例の模式的断面図であり、第２図は、他の実施
例の模式的断面図である。第１図においては、支持体１
上に陽極酸化アルミニウム皮膜２が形成され、その上に
電荷発生層３が形成されている。第２図においては、陽
極酸化アルミニウム皮膜と電荷発生層の間に中間層４が
形成されてあり、更に表面に表面層５が形成されている
。

本発明において、支持体としては、アルミニウム及びそ
の合金（以下、これ等を単にアルミニウムという）より
なるもの、及びアルミニウム以外の導電性支持体及び絶
縁性支持体のいずれをも用いることが出来るが、アルミ
ニウム以外の支持体を用いる場合には、少なくとも他の
層と接触する面に、少なくとも５μｍ以上の膜厚を有す
るアルミニウム膜が形成されていることが必要でおる。

このアルミニウム膜は、蒸着法、スパッター法、イオン
ブレーティング法によって形成することが出来る。アル
ミニウム以外の導電性支持体としては、ステンレススチ
ール、ニッケル、クロム等の金属及びその合金があげら
れ、絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポ
リイミド等の高分子フィルム又はシート、ガラス、セラ
ミック等が必げられる。

本発明において、良好な特性の陽極酸化アルミニウム皮
膜を得るためのアルミニウム材料としては、純Ａ１系の
材料の他に、Ａ　ｌ−Ｍｇ系、Ａ１−慣−Ｓｉ系、ＡＩ
−Ｈｇ−Ｎｎ系、ＡＩ−Ｎｎ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｈｇ系、
ＡＩ−Ｃｕ−ＮＩ系、ＡＩ−ＣｔＪ系、Ａｌ−３ｉ系、
Ａ　ｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系、ＡＩ−ｃｕ−１
ｔ＋ｉ系、Ａｌ−３ｉ系、Ａｌ−Ｃｕ−３ｉ系、ＡＩ−
Ｍ（１−３ｉ系等のアルミニウム合金材料の中から適宜
選択して使用することができる。

支持体のアルミニウム面は、電解質を含む水溶液中で陽
極酸化することによって、所望の膜厚のバ１ノＡ７層と
多孔質層とからなる陽極駿化アルミニウム皮膜を形成し
、電荷輸送層としての役割を果たす。陽極順化アルミニ
ウム皮膜は公知の方法によって形成することができるが
、陽極酸化皮膜を形成するための電解質としては、皮膜
溶解性電解質でおる硫酸、しゅう駿、クロム駿、リン酸
、スルファミン酸、ベンゼンスルフォン散等の中から適
宜選択して用いることができ、それによって電荷輸送層
として必要な厚さの陽極酸化アルミニウム皮膜を形成す
ることができる。

電解には、直流、交流いずれを用いることも出来る。以
下、直流を適用する場合について述べるが、交流の場合
にも同様にして陽極酸化アルミニウム皮膜を形成するこ
とができる。

支持体上に陽極酸化アルミニウム皮膜を形成するための
陽極酸化処理は、次のようにして行われる。まず、表面
を鏡面切削仕上げし、所望の形状に加工されたアルミニ
ウム面を有する支持体を、有搬溶剤又はフロン溶剤中で
超音波洗浄し、続いて純水中で超音波洗浄する。この洗
浄処理後、必要に応じて、支持体のアルミニウム面に対
して純水沸騰水中煮沸処理或いは加熱水蒸気処理等の前
処理を施してもよい。これ等の処理は、陽極駿化に必要
な電気量の低減や皮膜特性の改質に良好な結果を与える
ので好ましい。

引き続いて、支持体上に陽極酸化アルミニウム皮膜を形
成する。ステンレス鋼或いは硬質ガラスなどで作製され
た電解槽（陽極酸化槽）中に電解質溶液（陽極酸化溶液
）を所定の液面まで満たす。

電解質溶液としては、通常、純水中に前記電解質を溶か
したものが用いられる。純水中の電解質含有濃度は、標
準状態（０’Ｃ１１気圧）において、電解質が固体でお
る場合には０．０１〜９０重量％、また電解質が液体で
ある場合には０．０１〜８５体積％である。用いる純水
としては、蒸溜水或いはイオン交換水等をめげることが
できるが、特に塩素分等の不純物が充分に取り除かれて
いることが、陽極酸化アルミニウム皮膜の腐蝕やピンホ
ール発生防止のために必要である。

次いで、この電解質溶液の中に陽極として上記のアルミ
ニウム面を有する支持体を、又、陰極としてステンレス
鋼板おるいはアルミニウム板をある一定の電極間距離を
隔てて浸漬する。この際の電極間距離は０．ＩＣｍ−１
ｏｏ設定される。直流電源装置を用意し、その正（プラス）
端子とアルミニウム面、及び負（マイナス）端子と陰極
板とをそれぞれ結線し、電解質溶液中の陽極、陰極両電
極間に通電する。この通電により、陽極となる支持体の
アルミニウム面上に陽極醸化アルミニウム皮膜が形成さ
れる。

この様にして形成された陽極酸化アルミニウム皮膜は、
電解電圧に比例した厚さの無孔性基層（バリヤ層）と、
その上に形成された、電解質の種類、電解電圧、電流密
度、温度等によって決まる膜厚を有する多孔質層とから
なる。

陽極醸化実施時の電流密度は、通常、０．　０００１〜
１０Ａ／ｃＩＩｉ、好ましくは０９ＯＯＯ５〜１Ａ／ｃ
Ｉ！ｉで必る。

また陽極酸化電圧は、通常０．１〜１ｏｏｏｖ、好まし
くは０．１〜７００Ｖである。又、電解質溶液の液温は
、Ｏ〜ｉｏｏ℃、好ましくは１０〜９５°Ｃに設定され
る。

必要であれば、形成された陽極酸化皮膜は、純粋沸騰水
中煮沸処理等の封孔処理を施してもよい。

また、陽極酸化アルミニウム皮膜の多孔質層中に、浸漬
、電解等の方法によって、染料、無機塩、金属塩あるい
は倉属を吸着又は沈着あるいは析出させて着色すること
も出来る。この様にして着色した多孔質層を有する陽極
酸化アルミニウム皮膜よりなる電荷輸送層は、その上に
形成される電荷発生層を透過した光を吸収する反射防止
層としての機能を有するので、半導体レーザープリンタ
用感光体として適したものになる。また、多孔質層中に
金属を含有させる場合には、電荷輸送層の電荷輸送能を
向上することが可能になるので、好ましい。

この様にして形成された陽極酸化アルミニウム皮膜は、
必要に応じて純水による洗浄等の措置が取られた後、乾
燥させる。陽極酸化アルミニウム皮膜の膜厚は１〜１０
０μｍ、好ましくは５〜５０μｍに設定される。

次いで、陽極開化アルミニウム皮膜上には、電荷発生層
が形成されるが、電荷発生層としては、非晶質ケイ素、
セレン、セレン化水素、セレン−テルル等の無機物を、
ＣＶＤ、蒸着或いはスパッタ等の方法によって形成した
ものが使用できる。

また、フタロシアニン、銅フタロシアニン、ＡＩフタロ
シアニン、スクエアリン酸誘導体、ビスアゾ染料等の色
素を蒸着により、或いは結着樹脂中に分散して浸漬塗布
等の方法により薄膜としたものを用いることができる。

中でも、非晶質ケイ素、ゲルマニウムを添加した非晶質
ケイ素を用いた場合には、優れた機械的、電気的特性を
示すものとなる。

以下、非晶質ケイ素を用いて電荷発生層を形成する場合
を例にめげて説明する。

非晶質ケイ素を主成分とする電荷発生層は公知の方法に
よって形成することができる。例えば、グロー放電分解
法、スパッタリング法、イオンブレーティング法、真空
蒸着法等によって形成することができる。これらの膜形
成方法は、目的に応じて適宜１択されるが、プラズマＣ
ＶＤ法によりシラン或いはシラン系ガスをグロー放電分
解する方法が好ましく、この方法によれば、膜中に適量
の水素を含有した比較的暗抵抗が高く、かつ、光感度も
高い膜が形成され、電荷発生層として好適な特性を１昇
る。ことができる。

以下、プラズマＣＶＤ法を例にめげて説明する。

ケイ素を主成分とする非晶質ケイ素感光層を作成するた
めの原料としては、シラン、ジシランをはじめとするシ
ラン類等が市げられる。又、電荷発生層を形成する際、
必要に応じて、水素、へ１ノウム、アルゴン、ネオン等
のキャリアガスを用いることも可能である。又、これ等
の原料ガス中に、ジポラン（８２Ｈ６）ガス、ホスフィ
ン（ＰＨ３）ガス等のドーパントカスを混入させ、膜中
にホウ素必るいはリン等の不純物元素の添加することも
できる。又、光感度の増加等を目的として、感光層中に
ハロゲン原子、炭素原子、該素原子、窒素原子等を含有
させてもよい。更に又、長波長域感度の増加を目的とし
て、ゲルマニウム、錫等の元素を添加することも可能で
ある。

本発明において、電荷発生層は、ケイ素を主成分とし、
１〜４０原子％、好ましくは５〜２０原子％の水素を含
んだものが好ましい。膜厚としては、０．１〜３０ｔＩ
Ｍ１好ましくは０．２〜５ｕｉの範囲に設定される。

本発明の電子写真感光体においては、必要に応じて、電
荷発生層の上部或いは下部に隣接して、他の層を形成し
てもよい。これ等の層としては、例えば次のものがめげ
られる。

中間層として、例えばアモルファスシリコンに元素周期
律表第■族必るいはＶ族元素を添加してなるｎ形半導体
層、ｎ形半導体層、あるいは窒化ケイ素、炭化ケイ素、
酸化ケイ素、非晶質炭素などの絶縁層が、また、その他
、元素周期律表第■Ｂ族元素、Ｖ族元素を同時に含む層
等、感光体の電気的及び画像的特性を制御できる層がめ
げられる。これらの各層の膜厚は任意に決定できるが、
通常ｏ、　０１即〜１０仮の範囲に設定して用いられる
。

更に、電子写真感光体表面のコロナイオンによる変質を
防止するための表面保護層を設けてもよい。

上記各層は、プラズマＣＶＤ法により形成することがで
きる。電荷発生層の場合に説明したように、不純物元素
を添加する場合には、それ等の不純物元素を含２む物質
のガス化物を、シランガスと共にプラズマＣＶＤ装置内
に導入してグロー放電分解を行なう。上記各層の膜形成
条件は次の通りである。即ち、周波数は、通常、Ｏ〜５
ＧＨ７，好ましくは５〜３ＧＨ２、放電時の真空度は１
０−５〜５Ｔ。

ｒｒ　（０，００１〜６６５Ｐａ）　、基板加熱温度は
１００〜４００℃でおる。

実施例次に実施例によって本発明の詳細な説明する。

実施例１純度９９．９９％のＡＩ−ｎｇ金合金らなる直径的１２
０ｍの円筒状アルミニウムパイプを支持体として用い、
フロン洗浄と蒸溜水中超音波洗浄を行った後、純水沸騰
水中煮沸処理を１５分間実施した。引き続いて、電解質
溶液として、４％のリン該溶液を用い、液温２８°Ｃに
維持しながら、直流電圧６０Ｖをアルミニウムパイプと
円筒状陰極であるステンレス鋼板との間に印加し、６０
分間陽極酸化を行った。

形成された陽極酸化アルミニウム皮膜は膜厚２０μｍで
めった。

この様にして陽極酸化アルミニウム皮膜が形成されたア
ルミニウムパイプを蒸溜水中で超音波洗浄し、１００’
Ｃで乾燥した後、容量結合型プラズマＣＶＤ装置の真空
槽内に設置した。このアルミニウムパイプを２５０’Ｃ
に維持し、真空槽内に１００％シラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）
ガスを毎分２５０ＣＣ１水素稀釈の１１００ｐｐジボラ
ン（Ｂ２　Ｈ６）ガスを毎分３ＣＣ１更に１００％水素
（町）カスを毎分２５０ＣＣで流入させ、真空槽内を１
．５Ｔｏｒｒ（２００，ＯＮ／ｍ）の内圧に維持した後
、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を投入して、グロー放
電を生じせしめ、高周波電源の出力を３５０Ｗに維持し
た。このようにして水素と極微量の硼素を含む高暗抵抗
で、いわゆるｉ型の非晶質ケイ素からなる厚さ２μｍの
電荷発生層を形成した。

以上の手順により、アルミニウムパイプ上に膜厚２０１
ｍの陽極酸化アルミニウム皮膜よりなる電荷輸送層と膜
厚２μｍのｉ型非晶貿ケイ素よりなる電荷発生層とを有
する電子写真感光体を得た。

得られた電子写真用感光体に対して、正帯電特性を測定
した７ところ、感光体流入電流１０μＡ　／　ｃｍの場
合、帯電直後の帯電電位は６００Ｖでおり、暗減衰は１
０％／　Ｓｅｃでおった。白色光で露光した後の残留電
位は１００Ｖで必り、半減露光量は９８ｒｇ。

ｃｉでめった。

比較のために、純水沸騰水中煮沸処理及び陽極酸化処理
を行っていないアルミニウムパイプ上に、上記と同一方
法、同一条件によりｉ型の非晶質ケイ素よりなる膜厚２
ＩＪＩｎの感光層を有する電子写真感光体を作成した。

この電子写真用感光体に対して、同様な方法で正帯電特
性を測定したところ、感光体流入電流１０μＡ　／　ｃ
ｍの場合、帯電直後の帯電電位は６０Ｖでおった。

上記比較から明らかなように、陽極酸化アルミニウム皮
膜は電荷輸送層として機能していることが分る。

実施例２純度９９．９９％のＡｌ−Ｍｇ合金からなる直径的１２
０ｍの円筒状アルミニウムパイプをフロン洗浄と蒸溜水
中超音波洗浄を行った後、純水沸騰水中煮沸処理を１５
分間実施した。引き続いて、電解質溶液として、純水中
に８体積％の硫酸及び０．５重量％の硫酸アルミニウム
を添加してなる溶液を用い、液温２５℃に維持しながら
、直流電圧５０Ｖをアルミニウムパイプと円筒状陰極で
あるステンレス鋼板との間に印加し、８０分間陽極酸化
を行った。形成された陽極醸化アルミニウム皮膜は膜厚
１７．５μｍであった。

この様にして陽極酸化アルミニウム皮膜が形成されたア
ルミニウムパイプを蒸溜水中で超音波洗浄し、１００’
Ｃで乾燥した後、容量結合型プラズマＣＶＤ装置の真空
槽内に設置した。その後、実施例１におけると同様にし
て電荷発生層を形成した。

得られた電子写真感光体に対して、正帯電特性を測定し
たところ、感光体流入電流１０μＡ　／　ｃｍの場合、
帯電直後の帯電電位は５２０Ｖでおり、暗減衰は１５％
／　ＳｅＣでめった。白色光で露光した後の残留電位は
８５Ｖでおり、半減露光量は８ｅｒｇ、Ｃｌｌ１であっ
た。

実施例３純度９９．９９％のＡｔ−）１（］合金からなる直径的
１２０ｍの円筒状アルミニウムパイプをフロン洗浄と蒸
溜水中超音波洗浄を行なった。引き続いて、電解質溶液
として、５％のしゆう酸溶液を用い、液温３０’Ｃに維
持しながら、直流電圧５５Ｖをアルミニウムパイプと円
筒状陰極でおるステンレス鋼板この間に印加し、６０分
間陽極酸化を行った。形成された陽極酸化アルミニウム
皮膜は膜厚１６即で必った。

この様にして陽極酸化アルミニウム皮膜が形成されたア
ルミニウムパイプを蒸溜水中で超音波洗浄し、１００　
’Ｃで乾燥した後、容量結合型プラズマＣＶＤ装置の真
空槽内に設置した。その後、実施例１におけると同様に
して電荷発生層を形成した。

得られた電子写真感光体に対して、正帯電特性を測定し
たところ、感光体流入電流１０μＡ　／　ｃｍの場合、
帯電直後の帯電電位は４９０Ｖでおり、暗減衰は１７％
／　Ｓ［３Ｃでめった。白色光で露光した後の残留電位
は７０Ｖでおり、半減露光量は８ｅｒｇ、ｃｉであった
。

実施例４純度９９．９９％のＡｌ−Ｈ１ｌ１合金からなる直径約
１２０跡の円筒状アルミニウムパイプをフロン洗浄と蒸
溜水中超音波洗浄を行なった。引き続いて、電解質溶液
として、純水中に１５体積％のＦａ酸を添加してなる溶
液を用い、液温３５°Ｃに維持しながら、直流電圧４０
Ｖをアルミニウムパイプと円筒状陰極でおるステンレス
鋼板との間に印加し、６０分間陽極該化合行った。

次いで、ニッケル塩を含む溶液中で交流電解を行い、多
孔質層の孔中にニッケルを析出させた。

形成された陽極酸化アルミニウム皮膜は膜厚１６μｍで
、外観は黒色であった。

この様にして陽極酸化アルミニウム皮膜が形成されたア
ルミニウムパイプを蒸溜水中で超音波洗浄し、１００’
Ｃで乾燥した後、容量結合型プラズマＣＶＤ装置の真空
槽内にＳｒｉ置した。その後、実施例１にあけると同様
にして電荷発生層を形成した。

得られた電子写真感光体に対して、正帯電特性を測定し
たところ、感光体流入電流１０μＡ　／　ｃｍの場合、
帯電直後、の帯電電位は４４０Ｖで必り、暗減衰は１８
％／ＳｅＣで５つだ。白色光で露光した後の残留電位は
７０Ｖであり、半減露光量は７．５ｅｒｇ、ｃｉであっ
た。

発明の効果本発明の電子写真感光体は、上記のように、電荷輸送層
として陽極酸化アルミニウム皮膜よりなる層を有するも
のであるから、電荷輸送層と基板及び電荷発生層との接
着性、密着性が極めて高く、機械的強度・硬度も高く、
欠陥の少ないものであり、したがって本発明の電子写真
感光体は耐久性に優れたものである。また本発明の電子
写真感光体は、高感度で汎色性に富み、高帯電性で暗減
衰が低く、また、露光後の残留電位の少ないものでおり
、その帯電特性は、外部環境の雰囲気の変化によって影
響を受けることがなく、また、繰り返し使用しても優れ
た画質の画像を形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の模式的断面図、第２図は本
発明の他の実施例の模式的断面図である。１・・・支持体、２・・・陽極酸化アルミニウム皮膜、
３・・・電荷発生層、４・・・中間層、５・・・表面層
。特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　渡部　剛１・・・支持イ本２・・・陽極酸イヒアルミニウム皮Ｊ１桑３・・・電荷
発生層４・・・中間層５・・・表面層第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも支持体と電荷輸送層と電荷発生層とか
らなり、該電荷輸送層は、少なくとも表面がアルミニウ
ム又はアルミニウム合金よりなる支持体を陽極酸化する
ことによつて形成された陽極酸化アルミニウム皮膜より
なるものであることを特徴とする電子写真用感光体。