JPH0711707B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JPH0711707B2
JPH0711707B2 JP60285991A JP28599185A JPH0711707B2 JP H0711707 B2 JPH0711707 B2 JP H0711707B2 JP 60285991 A JP60285991 A JP 60285991A JP 28599185 A JP28599185 A JP 28599185A JP H0711707 B2 JPH0711707 B2 JP H0711707B2
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健一 唐木田
康令 奥川
泰男 盧
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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、特に、感光層に非
晶質ケイ素を用いた電子写真用感光体に関する。
従来の技術 電子写真法は、感光体に帯電、像露光により静電潜像を
形成し、この潜像をトナーと称される現像剤で現像後、
転写紙にトナー像を転写し定着して複写物を得る方法で
ある。この電子写真法に用いられる感光体は、基本構成
として導電性基板上に感光層を積層して成る。しかし
て、従来より、感光層を構成する材料としてはセレンあ
るいはセレン合金、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機
感光材料、あるいは、ポリビニルカルバゾール、トリニ
トロフルオレノン、ビスアゾ顔料、フタロシアニン、ピ
ラゾリン、ヒドラゾン等の有機感光材料が知られてお
り、感光層を単層あるいは積層にして用いられている。
しかしながら、従来より用いられているこれらの感光層
は、耐久性、耐熱性、光感度などにおいて未だ解決すべ
き問題点を有している。
近年、この感光層として非晶質ケイ素(アモルフアスシ
リコン)を用いた感光体が知られ種々その改善が試みら
れている。この非晶質ケイ素を用いた感光体は、シラン
(SiH4)ガスをグロー放電分解法等によりケイ素の非晶
質膜を導電性基板上に形成したものであって、非晶質ケ
イ素膜中に水素原子が組み込まれて光導電性を呈するも
のである。この非晶質ケイ素感光体は、感光層の表面硬
度が高く傷つきにくく、摩耗にも強く、耐熱性も高く、
機械的強度においてもすぐれている。更に、非晶質ケイ
素は、分光感度域が広く、高い光感度を有する如く感光
特性もすぐれている。しかし反面、非晶質ケイ素を用い
た感光体は、暗減衰が大きく、帯電しても十分な帯電電
位が得られないという欠点を有する。即ち、非晶質ケイ
素感光体を帯電し、像露光して静電潜像を形成し、次い
で現像する際、感光体上の表面電荷が像露光工程まで、
あるいは現像工程までの間に光照射を受けなかった部分
の電荷までも減衰してしまい、現像に必要な帯電電位が
得られない。この帯電電位の減衰は、環境条件の影響に
よっても変化しやすく、特に高温高湿環境では帯電電位
が大巾に低下する。更に、非晶質ケイ素の感光体は、繰
返し使用すると徐々に帯電電位が低下してしまう。この
様な帯電電位の暗減衰の大きな感光体を用いて複写物を
作成すると、画像濃度が低くまた、中間調の再現性に乏
しい複写物となる。
発明の目的 本発明の目的は、非晶質ケイ素を用いる感光体の上述の
欠点を解消した電子写真用感光体を提供することにあ
る。
更に、本発明の目的は、非晶質ケイ素を用い、しかも、
帯電電位の暗減衰が極めて小さい電子写真用感光体を提
供することにある。
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
ことにある。
また、本発明の他の目的は、繰返し使用されても画像品
質の優れた電子写真用感光体を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、機械的強度、耐久性、耐熱
性、光感度などの電子写真特性に優れた電子写真用感光
体を提供することにある。
発明の構成 本発明者は、鋭意研究を行なった結果、導電性基板と、
非晶質ケイ素から成る光導電層との間に中間層を設ける
とともに、該中間層として、有機スズ化合物を少なくと
も1種類含有する溶液の乾燥硬化物を用いることによっ
て上記目的が達成されることを見出した。光導電層とし
ては、非晶質ケイ素を主体とし不純物としてリン原子を
含有するN型半導体であって、更に、炭素原子、窒素原
子または酸素原子のうちの少なくとも1種類を含有した
ものを用いる。
かくして、本発明に従えば、導電性基板上に中間層及び
光導電層を順次積層して成る電子写真用感光体におい
て、前記光導電層が、水素原子を含有する非晶質ケイ素
を主体とし不純物としてリン原子を含有するN型半導体
から成り、さらに炭素原子、窒素原子または酸素原子の
うちの少なくとも1種類を含有しており、前記中間層
が、有機スズ化合物を少なくとも1種類含む溶液の乾燥
硬化物から成ることを特徴とする電子写真用感光体が提
供される。
本発明の電子写真用感光体の中間層を形成するのに用い
られる有機スズ化合物としては、スズビスアセチルアセ
トネート、スズテトラメトキサイド、スズテトラエトキ
サイド、スズテトライソプロポキサイド、スズテトラブ
トキサイド、スズテトラ−Sec−ブトキサイド等が挙げ
られる。
本発明の電子写真用感光体を得るに当っては、上記のご
とき有機スズ化合物の1種または2種以上を適当な溶媒
に溶解した溶液を塗布する。また、この際、これらの有
機スズ化合物に有機ケイ素化合物を混合した溶液を用い
てもよい。この有機ケイ素化合物としては一般にシラン
カップリング剤と呼ばれている化合物が好適であり、例
えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タアクリロキシ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
ジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
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、メチルトリメト
キシシラン、ジメチルジメトキシラン、トリメチルモノ
メトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェ
ニルジエトキシシラン、モノフェニルトリメトキシシラ
ン等が挙げられる。このようなシランカップリング剤を
混合して用いる場合には、該シランカップリング剤が全
固形物重量に対して5〜50%となるようにするのがよ
い。
かくして、有機スズ化合物、場合によっては更に有機ケ
イ素化合物を含有する溶液を、導電性基板上に、スプレ
ー塗布、浸漬塗布、ナイフ塗布またはロール塗布などの
方法で塗布した後、乾燥硬化させることによって本発明
の電子写真用感光体が得られる。乾燥硬化温度は100〜4
00℃の間の任意の温度に設定することができる。最終的
に得られる中間層の膜厚も任意に設定され得るが、0.1
〜10μm、特に1μm以下が好適である。
非晶質ケイ素を主体とする光導電層は、SiH4、Si2H6、S
i3H8、Si4H10、等の水素ケイ素ガスの1種またはそれら
の混合物を原料として、グロー放電法、スパッタリング
法、イオンプレーテイング法、真空蒸着法などの方法に
よって基板上に形成する。中でも、プラズマCVD(Chemi
cal Vapor Deposition)法によってシラン(SiH4)ガス
等をグロー放電分解する方法(グロー放電法)が、膜中
への水素の含有量の制御の点から好ましい。また、この
場合水素の含有を一層効率良く行なうために、プラズマ
CVD装置内にシランガス等と同時に、別途に水素(H2
ガスを導入してもよい。
本発明の電子写真用感光体の光導電層として用いるの
は、水素原子を含有する非晶質ケイ素を主体とし不純物
としてリン原子を含有するN型半導体である。このリン
原子の添加には、通常、ホスフィン(PH3)ガスが原料
として用いられる。この場合、リン原子の添加量は、0.
01〜1000ppm程度である。
また、本発明に従う電子写真用感光体においては、光導
電層が、水素原子を含有する非晶質ケイ素を主体とし不
純物としてリン原子を含有するN型半導体から成り、更
に、炭素原子、窒素原子または酸素原子のうち少なくと
も1種類を含有している。このような原子の含有は、特
に感光層膜の暗抵抗の増加、光感度の増加、更には、帯
電能(単位膜厚あたりの帯電電位)の増加の点から好ま
しい。
更に、感光体の長波長域の感度を増加させることを目的
として、光導電層膜にゲルマニウム(Ge)などの元素を
添加することも可能である。またハロゲン原子を添加す
ることによって、暗抵抗の増加等を図ることもできる。
かくして、本発明の電子写真用感光体の光導電層を調製
するには、プラズマCVD装置内に、主原料である水素化
ケイ素ガス、更に所望に応じて水素ガスを用い、それら
のガスと共に、必要な元素を含むガス状化合物を導入し
てグロー放電分解を行なえばよい。以上のようにプラズ
マCVD法による非晶質ケイ素から成る光導電層を形成す
るのに有効な放電条件は、例えば、交流放電の場合、周
波数は通常0.1〜30MHz、放電時の真空度は0.1〜5Torr、
基板加熱温度は100〜400℃である。しかして、非晶質ケ
イ素を主体とする光導電層の膜厚は、1〜100μm、特
に10〜50μmとするのが好適である。
導電性基板としては、アルミニウム、ニッケル、クロ
ム、ステンレス鋼、もしくは黄銅などの金属、導電膜を
有するプラスチックシートもしくはガラス、または、導
電化処理をした紙などを用いることができる。また、導
電性基板の形状は、円筒状、平板状、エンドレスベルト
状等の任意の形状を採ることができる。
実施例 次に、比較例と本発明の実施例とを挙げて、本発明の電
子写真用感光体を更に説明する。
比較例1: 容量結合型プラズマCVD装置の反応室内の所定の位置に
円筒状Al基板を設置し、基板温度を所定の温度である25
0℃に維持し、反応室内に100%シラン(SiH4)ガスを毎
分120cc、水素希釈の300ppmホスフィン(PH3)ガスを毎
分30cc、100%エチレン(C2H4)ガスを毎分15cc、さら
に100%水素(H2)ガスを毎分75ccの範囲で流入させ、
反応槽内を0.5Torr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85Wに維持した。このようにして、円筒状
のAl基板上に厚さ25μmで非晶質ケイ素を主体とし不純
物としてリン原子及び炭素原子を含有するN型半導体か
ら成る光導電層を有する感光体を得た。このようにして
得られた感光体を複写機に入れ、負のコロナ帯電方式で
画質を評価したところ、実用に耐え得る画像濃度は得ら
れなかった。
実施例1: 比較例1と同一の円筒状Al基板に、スズビスアセチルア
セトネート1重量部、メチルトリメトキシシラン1重量
部、メチルアルコール20重量部、イソプロピルアルコー
ル30重量部から成る溶液を浸漬塗布し、250℃の炉中で
2時間乾燥硬化し、0.2μm厚の中間層を設けた。次
に、この中間層上に、比較例1と同じ方法により、比較
例1と同じ内容の非晶質ケイ素を主体とする光導電層を
比較例1とほぼ同じ膜厚で設けた。このようにして得ら
れた感光体を複写機に入れ、負のコロナ帯電方式で画質
評価したところ、初期時では実用上問題のない画像濃度
が得られた。また、複写操作を5万回繰り返したが画像
濃度の低下はみられなかった。
比較例2: 容量結合型プラズマCVD装置の反応室内の所定の位置に
円筒状Al基板を設置し、基板温度を所定の温度である25
0℃に維持し、反応室内に100%シラン(SiH4)ガスを毎
分120cc、水素希釈の300ppmホスフィン(PH3)ガスを毎
分30cc、100%窒素(N2)ガスを毎分90cc、さらに100%
水素(H2)ガスを毎分10ccの範囲で流入させ、反応槽内
を0.5Torr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85Wに維持した。このようにして、円筒状のAl基板
上に厚さ25μmで非晶質ケイ素を主体とし不純物として
リン原子及び炭素原子を含有するN型半導体から成る光
導電層を有する感光体を得た。このようにして得られた
感光体を複写機に入れ、負のコロナ帯電方式で画質を評
価したところ、実用に耐え得る画像濃度は得られなかっ
た。
実施例2: 比較例2と同一の円筒状Al基板に、スズテトライソプロ
ポキサイド2重量部、ジメチルジメトキシシラン1重量
部、メチルアルコール40重量部から成る溶液を浸漬塗布
し、250℃の炉中で2時間乾燥硬化し、0.3μm厚の中間
層を設けた。次に、この中間層上に、比較例2と同じ方
法により、比較例2と同じ内容の非晶質ケイ素を主体と
する光導電層を比較例2とほぼ同じ膜厚で設けた。この
ようにして得られた感光体を複写機に入れ、負のコロナ
帯電方式で画質評価したところ、初期時では実用上問題
のない画像濃度が得られた。また、複写操作を5万回繰
り返したが画像濃度の低下はみられなかった。
比較例3: 容量結合型プラズマCVD装置の反応室内の所定の位置に
円筒状Al基板を設置し、基板温度を所定の温度である25
0℃に維持し、反応室内に100%シラン(SiH4)ガスを毎
分120cc、水素希釈の300ppmホスフィン(PH3)ガスを毎
分30cc、100%酸素(O2)ガスを毎分1.0cc、さらに100
%水素(H2)ガスを毎分89ccの範囲で流入させ、反応槽
内を0.5Torr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85Wに維持した。このようにして、円筒状のAl基
板上に厚さ25μmで非晶質ケイ素を主体とし不純物とし
てリン原子及び酸素原子を含有するN型半導体から成る
光導電層を有する感光体を得た。このようにして得られ
た感光体を複写機に入れ、負のコロナ帯電方式で画質を
評価したところ、実用に耐え得る画像濃度は得られなか
った。
実施例3: 比較例3と同一の円筒状Al基板に、スズテトラブトキサ
イド2重量部、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン1重量部、メチルアルコール20重量部、エチルア
ルコール30重量部から成る溶液を浸漬塗布し、250℃の
炉中で2時間乾燥硬化し、0.2μm厚の中間層を設け
た。次に、この中間層上に、比較例3と同じ方法によ
り、比較例3と同じ内容の非晶質ケイ素を主体とする光
導電層を比較例3とほぼ同じ膜厚で設けた。このように
して得られた感光体を複写機に入れ、負のコロナ帯電方
式で画質評価したところ、初期時では実用上問題のない
画像濃度が得られた。また、複写操作を5万回繰り返し
たが画像濃度の低下はみられなかった。
発明の効果 本発明の電子写真用感光体は、非晶質ケイ素からの成る
感光体の優れた特性である高機械的強度、高耐久性、高
耐熱、高光感度を保持し、しかも、外部環境や使用回数
の影響を受けずに高い電荷保持力を有して、優れた品質
の画像を供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥川 康令 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松工場内 (72)発明者 盧 泰男 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松工場内 (72)発明者 高橋 徳好 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松工場内 (56)参考文献 特開 昭59−223439(JP,A) 特開 昭59−223441(JP,A) 特開 昭58−60748(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基板上に中間層及び光導電層を順次
    積層して成る電子写真用感光体において、 前記光導電層が、水素原子を含有する非晶質ケイ素を主
    体とし不純物としてリン原子を含有するN型半導体から
    成り、更に、炭素原子、窒素原子または酸素原子のうち
    少なくとも1種類を含有しており、 前記中間層が、有機スズ化合物を少なくとも1種類含む
    溶液の乾燥硬化物から成ることを特徴とする電子写真用
    感光体。
JP60285991A 1985-12-19 1985-12-19 電子写真用感光体 Expired - Lifetime JPH0711707B2 (ja)

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