JPH0727257B2 - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JPH0727257B2
JPH0727257B2 JP61117819A JP11781986A JPH0727257B2 JP H0727257 B2 JPH0727257 B2 JP H0727257B2 JP 61117819 A JP61117819 A JP 61117819A JP 11781986 A JP11781986 A JP 11781986A JP H0727257 B2 JPH0727257 B2 JP H0727257B2
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康令 奥川
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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として知られてい
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(アモルファスシ
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。
本発明の目的 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、導電性基板上
に、非晶質ケイ素から成る光導電層を被覆し、更に、そ
の上に表面層を積層すると共に、該表面層として、アル
ミニウムのアセチルアセトネート錯体またはアルミニウ
ムのアルコキシドを少なくとも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
とするi型半導体を用いる。
かくして、本発明に従えば、導電性基板上に光導電層お
よび表面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
を主体とするi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内の少なくとも1種類含有して
おり、前記表面層が、アルミニウムのアセチルアセトネ
ート錯体またはアルミニウムのアルコキシドを少なくと
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表面層を形成するのに用い
られるアルミニウムのアセチルアセトネート錯体または
アルミニウムのアルコキシドの好ましい例としては、ア
ルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウム
メトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイ
ソプロポキシド、アルミニウム−n−プロポキシド、ア
ルミニウム−Sec−ブトキシド、アルミニウム−n−ブ
トキシド等が挙げられる。
本発明の電子写真用感光体を得るに当っては、上記のご
とき特定の有機アルミニウム化合物の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、これらの有機アルミニウム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、有機アルミニウム化合物、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、光導電層上に、
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
100〜400℃の間の任意の温度に設定することができる。
最終的に得られる表面層の膜厚も任意に設定され得る
が、0.1〜10μm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、等の水素化ケイ素ガスの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、イオンプレーティング法、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(Che
mical Vapor Deposition)法によりシラン(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する、い
わゆるi型半導体である。なお、よりi型半導体にする
ように微量のホウ素を含有させるのが好ましく、このホ
ウ素原子の添加には、通常、ジボラン(B2H6)ガスが原
料として用いられ、ホウ素原子の添加量は10〜100ppm程
度であるのが好ましい。
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、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なる。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100ppmジボラン(B2H6)ガスを毎
分20cc、および100%のエチレン(C2H4)ガスを毎分12c
c、さらに100%水素(H2)ガスを毎分88ccで流入させ、
反応槽を0.5Torrの内圧に維持した後、13.56MHzの高周
波電力を投入して、グロー放電を生ぜしめ、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の非晶質ケイ素を主体とし不純物
として微量のホウ素、更に、炭素を含有するi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、正のコ
ロナ帯電方式で画質を評価したところ、初期時では実用
上問題のない画像濃度が得られたが、複写操作を繰り返
すうちに徐々に画像濃度は低下した。また、この感光体
を30℃、85%RHの環境下で画質評価したところ、初期時
より画像の流れが観察された。
実施例1: 比較例1と同一方法、同一条件にて作成した非晶質ケイ
素を主体とし不純物としての微量のホウ素と更に炭素を
含有するi型半導体から成る光導電層を有する感光体の
上に、アルミニウムトリスアセチルアセトネート1重量
部、イソプロピルアルコール30重量部からなる溶液を塗
布し、200℃の炉中で1時間乾燥硬化し、0.1μm厚の表
面層を有する感光体を得た。得られた表面層はセラミッ
クスに似た性質を持ち、非晶質ケイ素の優れた特性であ
る、表面硬度、耐摩耗性、耐熱性をほとんど損うことが
なかった。
このようにして得られた感光体を複写機に入れ、正のコ
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。この
感光体を30℃、85%RHの環境下で画質評価を行なったが
画像の流れはみられず高解像度を示した。同時に負のコ
ロナ帯電方式で実施した複写試験も、正帯電方式の場合
と同様、良好な結果を与えた。
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100ppmジボラン(B2H6)ガスを毎
分20cc、および100%の窒素(N2)ガスを毎分85cc、さ
らに100%水素(H2)ガスを毎分15cc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の非晶質ケイ素を主体とし不純物
とし微量のホウ素、更に窒素を含有するi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、正のコ
ロナ帯電方式で画質を評価したところ、初期時では実用
上問題のない画像濃度が得られたが、複写操作を繰り返
すうちに徐々に画像濃度は低下した。また、この感光体
を30℃、85%RHの環境下で画質評価したところ、初期時
より画像の流れが観察された。
実施例2: 比較例2と同一方法、同一条件にて作成した非晶質ケイ
素を主体とし微量のホウ素と、更に窒素を含有するi型
半導体から成る光導電層を有する感光体の上に、アルミ
ニウム−Sec−ブトキシド1重量部、エチルアルコール4
0重量部からなる溶液を浸漬塗布し、200℃で1時間乾燥
硬化し、0.2μm厚の表面層を有する感光体を得た。得
られた表面層はセラミックスに似た性質を持ち、非晶質
ケイ素の優れた特性である、表面硬度、耐摩耗性、耐熱
性をほとんど損うことがなかった。
このようにして得られた感光体を複写機に入れ、正のコ
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。この
感光体を30℃、85%RHの環境下で画質評価を行なったが
画像の流れはみられず高解像度を示した。同時に負のコ
ロナ帯電方式で実施した複写試験も、正帯電方式の場合
と同様、良好な結果を与えた。
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100ppmジボラン(B2H6)ガスを毎
分20cc、および100%の酸素(O2)ガスを毎分1.0cc、さ
らに100%水素(H2)ガスを毎分99cc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
として微量のホウ素、更に、酸素を含有するi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、正のコ
ロナ帯電方式で画質を評価したところ、初期時では実用
上問題のない画像濃度が得られたが、複写操作を繰り返
すうちに徐々に画像濃度は低下した。また、この感光体
を30℃、85%RHの環境下で画質評価したところ、初期時
より画像の流れが観察された。
実施例3: 比較例3と同一方法、同一条件にて作成した非晶質ケイ
素を主体とし微量のホウ素と酸素を含有するi型半導体
から成る光導電層を有する感光体の上に、アルミニウム
−Sec−ブトキシド1重量部、メチルトリメトキシシラ
ン1重量部、イソプロピルアルコール30重量部、エチル
アルコール30重量部からなる溶液を浸漬塗布し、200℃
1時間乾燥硬化して、0.2μm厚の表面層を有する感光
体を得た。得られた表面層はセラミックスに似た性質を
持ち、非晶質ケイ素の優れた特性である、表面硬度、耐
摩耗性、耐熱性をほとんど損うことがなかった。
このようにして得られた感光体を複写機に入れ、正のコ
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。この
感光体を30℃、85%RHの環境下で画質評価を行なったが
画像の流れはみられず高解像度を示した。同時に負のコ
ロナ帯電方式で実施した複写試験も、正帯電方式の場合
と同様、良好な結果を与えた。
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 ッ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 ッ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 ックス株式会社竹松工場内 (56)参考文献 特開 昭59−223444(JP,A) 特開 昭59−223446(JP,A) 特開 昭59−102240(JP,A) 特開 昭62−201457(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基板上に光導電層および表面層を順
    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
    体とするi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の少なくとも1種類を含有して
    おり、前記表面層が、アルミニウムのアセチルアセトネ
    ート錯体またはアルミニウムのアルコキシドを少なくと
    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。
JP61117819A 1986-05-22 1986-05-22 電子写真用感光体 Expired - Lifetime JPH0727257B2 (ja)

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JPS59223446A (ja) * 1983-06-03 1984-12-15 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体
JPS59223444A (ja) * 1983-06-03 1984-12-15 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体

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