JPS60205457A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤色光および近赤外光領域に感度を有する電子
写真感光体、特に半導体レーザーを使用するレーザープ
リンター用に使用しつる電子写真感光体に関する。

従来例の構成とその問題点 最近高速かつ高解像力を有するプリンターとしてレー・
ザープリンターが使用され、かかるレーザープリンター
の光源として半導体レーザーが使用されている。このた
めかかるレーザープリンターに用いられる写真感光体の
開発も盛んに行なわれている。その理由は上記半導体レ
ーザーの発振波長は８００　ｎ＋ｎ前後の近赤外光領域
にあり、これらのレーザーに高感度を有する感光体がめ
られているからである。しかしながら現在まで上述した
近赤外光領域で満足できる感光体がないのが現状である
。

従来よりｓ　ｏ　ｏ　ｎｍ前後の近赤外光に高感度を有
する感光体を得るため幾つかの改良提案がなされている
。例えばセレン糸感光体の場合にはテルルを導入するこ
とにより、また非晶質水素化ケイ素系感光体の場合には
ゲルマニウムを導入することによって長波長の光に対す
る感度上昇を計っているが、かかる感光体において赤外
光に対する感度を上昇させると、帯電電位を低下する問
題が発生し好ましくない。また近赤外光に高感度を有す
る感光体として、近赤外光にも高感度を有する光導電材
料である式％式％） （式中ＸはＯ≦Ｘ≦１の値を有し、ｙは０≦ｙ≦０１の
値を有する）の組成を有する材料を電荷発生層に用い、
電荷輸送層に絶縁物を用いた機能分離型の電子写真感光
体が提案されている（特公昭５６−４６５８９号公報参
照）。上記電荷輸送層に用いられる絶縁物材料としては
ポリエチレンフタレート（マイラ、米国デュポン社製商
標名）またはポリビニルカルバゾールが使用されている
。しかしながら電荷輸送層にマイラを用いた場合には帯
電電位は高くなるが、光感度がないという欠点を有する
。また電荷輸送層にポリビニルカルバゾールを用いた場
合には帯電電位が高く、光感度も有するが残留電位も高
くなる欠点がある。このため上記感光体は電子写真感光
体としては実用上なお問題があった。

発明の目的 本発明の目的は帯電電位が高く、残留電位が低く、かつ
近赤外光領域においても高感度を有する電子写真感光体
、特に半導体レーザーを使用したレーザープリンターに
用いるのに適した電子写真感光体を提供することにある
。

発明の構成 本発明は少なくとも表面が導電性である基体と、上記式
（１）の組成を有する電荷発生層と、非晶質水素化ケイ
素を主成分とする電荷輸送層とを有する電子写真感光体
にある。

また本発明は上記電子写真感光体において、上記基体と
電荷発生層との間に電子または正孔注入阻止層を設け、
上記電荷輸送層の表面に正札または電子注入ＩＱＩ止層
を設けた電子写真感光体にある。

実施例の説明 本発明で使用する上記の少なくとも表面が導電性である
基体としては、例えばガラス、ケイ素単結晶ウェハー、
アルミナ等従来より電子写真１１Ｇ光体基体材料として
使用されている任意の基体とに、導電性を４える材料例
えば工ｎｏ、、ＳｎＯ，、ＩＴＯ、Ｍｏ等従来より使用
されている任意の導電性材料の層を受けたものが使用で
きる。

また基体自体が導電性材料、例えばアルミニウム、不銹
鋼等従来から使用されている任はの材料からなっていて
もよい。

また本発明で使用する式（１）の組成を有する電荷発生
層は可視光、特に赤色光から近赤外光領域までの感度を
有する光導電体であり、これらの材料および上述した少
なくとも表面が導電性である基体上への蒸着法について
は特公昭５１−２０２４１号公報、特公昭５１−２０２
４２号・公報、特公昭５５−２１４７３号公報、および
前記特公昭５６−４６５８９号公報を参照できる。

本発明で使用する電荷輸送層としての非晶質水素化ケイ
素は高周波マグネトロンスパッタリング法、プラズマ化
学蒸着法等公知の方法で形成できる。例えば高周波マグ
ネトロンスパッタリング法を使用するときには、例えば
その装置４内を通常予めｌ　Ｘ　１０”’　ｍＨｆ４以
下に排気しておき、その中にアルゴンを分圧７．３　Ｘ
　１０−”　ｌｌｌｌＨｇ、水素を分圧０．７Ｘ１０−
”嘔Ｈｇとなるように導入し、純度９９．９９９％の多
結晶ケイ素をターゲットして、放電電力３００Ｗでスパ
ッタリングする。なお上記水素分圧は適宜変えることが
できる。またプラズマ化学蒸着法を使用するときには例
えばＳｉＨいＨ３、Ｂ２Ｈ６を適宜選択し、全圧力を０
．５〜０．８■Ｈｇとし０．３Ｗ／ｃ＋Ｊの放電電力密
度で蒸着させることができる。これらの水素化ケイ素蒸
着法については当業者に知られている任意の方法を使用
できる。

以下図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発明
による電子写真感光体の断面図である。第１図において
１は導電性基体であり、２は式（１）の組成を有する電
荷発生層であり、３は非晶質水素化ケイ素からなる電荷
輸送−である。

かかる感光体を正に帯電させこれに波長７８０ｎｍの光
を照射した場合、光は非晶′Ｕ水素化ケイ素からなる電
荷輸送層３を透過して、式（１）の組成を有する電荷発
生層２で吸収され、そこで電子正孔対が発生する。発生
した正孔は導電性基体１へ走行し、電子は電荷輸送層３
へ走行し、表面の正の電荷を中和し、表面電位を低下さ
せる。第１図の感光体では正孔および電子の注入阻止層
を特に設けていないが、電子写真感光体の帯電電位を上
昇させるためには、上記正孔および電子の注入阻止層を
設けるとよい、このため番ζはｇ２図に示す如く、導電
性基体１と式（１）の組成を有する電荷発生層２の間に
基体への電子の注入を阻止する層４を設け、また非晶質
水素化ケイ素階３の表面に正孔の注入を阻止する層５を
設ける。かくすると感光体の初期帯電電位、暗減衰特性
の改良が得られる。

第１図および第２図には正帯電させた電子写真感光体の
例を示したが、本発明の電子写７Ｒｔｅ光体は負帯電と
しても使用できる。負帯電させた場合、同じ波長７８０
ｎｍの光を照射すると、第１図に示した電子写真感光体
において、光は水素化ケイ素電荷輸送層３を透過して式
（１）の組成を有する電荷発生層２で吸収され正孔１ピ
子対を発生する。発生した電子は導電性基体１へ走行し
、正孔は非晶質水素化ケイ素電荷輸送層３へと走行し、
表面の値の電荷を中和して表面電位を低下させる。この
場合にも電子写真感光体の帯？！電位を上昇させるため
、第３図に示す如く、導電性基体１と電荷発生層２の間
に、この場合には正孔の注入阻止層５を設け、非晶質水
素化ケイ素電荷輸送層３の表面に電子注入素子層４を設
けるとよい。かくすると初期帯！　ｔ’ｔｔ位、暗減衰
特性の改善が得られる。なおこれらの電子写真感光体の
電荷発生層を構成する材料の代（１）において、ｙ　＞
　０．１であると暗抵抗が増加して良好な光導電特性を
示さなくなる。

上述した電子注入阻止層４としては、ＺｎＴｅ。

窒化ケイ素で窒素含有率の多いもの、あるいはｐ型非晶
質水素化ケイ素等を使用できる。

また正孔注入阻止層５としては０ｄＳｅ　、　（！ｄＳ
。

Ｚｎ５ａ、　ＺｎＳ、　Ｚｎ１ＯｄＳ、　Ｚｎ０ｄＳｅ
、　Ｚｎ５Ｓｅ１０ｄＳＳｓ、Ｓ、　、　ＧｄＮ、窒化
ケイ素で窒素含有率の少ないもの、あるいはｎ型非晶質
水素化ケイ素等を使用できる。

以上の説明においては、７８０　ｎｍの波長の光を入射
した例をもって示したが、本発明による機能分離型の電
子写真感光体の感度波長領域としては電荷輸送層である
非晶質水素化ケイ素を透過する波長から電荷発生層であ
る式（１）の組成を有する層を透過する波長、即ち６０
０　ｎｍから９００　ｎｍまでに高感度を有する。６０
０　ｎｍより短い波長の光は、照射しても非晶質水素化
ケイ素により吸収されて電荷発生層まで到達しないので
感度がない。［Ｊち非晶質水素化ケイ素で６００ｎｍよ
り短い波長の光が吸収された場合、非晶質水素化ケイ素
で電子正孔対が発生する。しかしながらこの場合発生す
る電子および正孔に対しては、非晶質水素化ケイ素の方
が式（１）の組成の電荷発生層の材料より電子親和力が
大きく、また光学的仕事関数が小さいため、電荷発生層
の方へ正孔または電子の注入が生ぜず電流が流れなくな
るので光感度がない。

以下実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例　１ 第４図に本実施例の電子写真感光体の断面図を示す。光
学研咽したガラス基板上にＩｎ、Ｏ，層を、公知の蒸着
法で厚さ０．１　／’となるように形成し、導電性基体
１１を作った。この導電性基体１１を真空蒸着装置中に
設置し、基体温度を２００°Ｃとし、公知の蒸着法で電
子注入阻止層１４としてＺｎＴｅの厚さ２／Ｉｍの層を
形成した。次に特公昭５５−２１４７３号公報に記載さ
れた方法で、（ｚ”ｏ、ｙ　Ｏｄｏ、ｓ　Ｔｅ　）ｏ、
ｅｓ　（工”　２Ｔθｍ　）　１１．０８の組成を有す
る層を厚さ３戸ｍに形成し、次いで真空中で５５０℃で
１５分熱処理して１！荷発生層１２を形成した。次にこ
の電荷発生層を設けた基体を高周波マグネトロンスパッ
タリング装置に設置し、装置をＩ　Ｘ　１０−　’ｍ）
（ｇ以下に排気した後アルゴン分圧７．３Ｘ１０−３鵡
Ｈｇ、水素分圧０．７Ｘ　１０−”ｗａ　Ｈｇ中で、純
度９９．９９９％の多結晶質ケイ素をターゲットして放
電電力３０ＱＷて上記電荷発生層１２上に非晶質水素化
ケイ素を厚さ５　ｆｉｍに形成して電荷輸送層１３を作
った。

上述した如くして作った電子写真感光体をコロナ侶１ヒ
器を用い初期帯ｔｆｆｉ位４００ｖに正帯１１Ｌさせ、
分光感度特性を測定した。その結果を第５図に曲線Ａで
示す。比較のため非晶質水素化ケイ素の分光感度特性を
曲線Ｂで、また非晶質セレンの分光感度特性を曲線０で
示す。第５図から明らかな如く、本発明によれば６００
〜９００　ｎｎｎの光波長領域で高感度を有し、初期帯
電電位４００ｖで残留電位５０Ｖの電子写真感光体が得
られた。

実施例　２ 本実施例の電子写真感光体の断面図を第６図に示す。ケ
イ素単結晶ウエハー−ヒにモリブデンを電子ビーム蒸着
法により蒸着して厚さ８００スの導電層を形成して導電
性基体２１を作った。

この基体２１をスパッタリング装置中で基体温度２５０
℃に加熱し、アルゴン分圧２Ｘ１０−”関ＨｇＳ窒素分
圧４Ｘ１０−”ヨＨｇで放電電力５００Ｗを用い！９ｉ
ＮｘのＴ１１子注入阻止層２４を厚さ６００Ａに形成し
た。次に実施例１と同様にして、組成（”０．７０ｄ１
１．３Ｔｅ）０，９５　（””２　Ｔｅ３　）０．０５
を有する厚さ３μｍの電荷発生層２２を形成した。この
電荷発生層２２上に実施例１と同様にして非晶質セレン
ケイ素の電荷輸送層２３をＪに成した。この電荷輸送層
２３上に実施例１と同じ装置で、水素分圧１．４　Ｘ　
１０−３．Ｈｇ、アルゴン分圧６．７×１０−”　ｍ　
Ｈｇを用いた外は実施例１と同じ条件で電荷輸送層２３
より水素含有量の多いｎ型非晶質水素化ケイ素からなる
正孔注入阻止層２５を厚さ０．２７ｍに設けた。

上述した如く作った電子感光体を実施例１と同様に正帯
１ｕさせて測定した分光感度特性は実施例１の場合と同
じであり、初期帯電電位４００ｖ１残留１「位７０Ｖの
電子写真感光体が得られた。

実施例　３ 本実施例の電子写真感光体の断面図を第７図に示す。表
面を鏡面研摩したアルミニウム円１５基体３１を高周波
マグネトロンスパッタリング装置内に設置し、実施例２
と同一条件でＳｉＮｘの電子注入阻止層３４を厚さ６０
０Ａに形成した。この電子注入阻止層３４上に実施例１
と同様にして厚さ３μｍの電荷発生層３２を形成した。

次にこの基体を回転式プラズマ化学蒸着袋：五中に設置
し、基体温度を２００〜２２０　”Ｃに保ち、５０　ｒ
ｐｍで回転させた、装置中にＢ、）１．／　５ｉｌ（。

／Ｈ，＝１４〜２８Ｘ１０−”／１４Ｘ１０−”　／１
の割合の混合物を導入し、金田力を０．５　ｙ　０．８
ｍ＋Ｈｇとして放電電力密度０．３　Ｗ／ｄでりＳｌの
非晶′６水素化ケイ素の電荷輸送層３３を厚さ２０７ｍ
に形成した。次いで同じ装置で、ＰＨ，／　ｓｉＨ。

／）！、＝７０Ｘ１０−’／１４Ｘ１０−’　／１の割
合の混合物を使用し、全圧力０．５〜０．８　ｍ　Ｈｇ
で放電電力密度０．３Ｗ／ａ４として上記電荷輸送層３
３上にｎ型非晶質水素化ケイ素の厚さ０．２／Ｉｍの正
孔注入阻止層３５を形成した。

上述した如くして作った電子写真感光体を実施例１と同
様に正帯電させて分光感度特性を測定したところ、分光
感度特性は実施例１の場合と同じで、初期帯ｉＩ！電位
４００Ｖ、残留電位７０Ｖの電子写真感光体が得られた
。

実施例　４ 本実施例の電子写真感光体の断面図を第８図に示す。光
学研摩したガラス基体上に実施例１と同様にして厚さ１
００ＯＡの工ｎ、０．導？ＩＬ性層を形成して導電性基
体４１を作った。この導電性基体４１を真空蒸着装置中
に設置し、基体温度２００°Ｃにして厚さ０．３　ｐｍ
のＺｎ５ｅの正札注入阻止層４５を形成し、次いで実施
例１と同様にして厚さ３．＃ｍの電荷発生層４２を形成
し、その後真空中で５５０℃で６０分熱処理し、次に２
００〜２２０”Ｃに４１を下げ１２０分熱処理した。こ
の低温処理を行なうことにより電荷発生１ｉ１４５の分
光’＋ｉＦ、　ｎｌが炎波長側に半値波長で５０〜１０
０　ｎ＋ｒ１シフトした。この′電荷発生層４５を没け
た几体をプラズマ化学蒸着装置１″を内に設置ｉ？？　
Ｌ、実施例３の第１の非晶・ｇｆ水素化ケイ素と同じ′
！Ｅ荷輸送層４３を厚さ２０，４ｍに形成した。次にこ
の第１の非晶質水素化ケイ素４３上に第２のｐ型非晶質
水素化ケイ素の電子注入阻ＩＩ：、層４４を形成した。

この電子注入阻止層４４は上記電鋳輸送層４３を形成し
た装置を用い、Ｅ、Ｈ，／′ＳニドＩ　、／Ｈ２＝　１
５〜３０Ｘ１０−５　／１　５Ｘ１０−”／１　の　′
、１川合用混合物を装：な内に導入し、全圧力を０５〜
０．８叫Ｈｇとして放Ｎ、７１−１力密度０．３Ｗ／ｃ
ｄとして形成した。

上述した如くして作った電子写真感光体は負帯電で使用
される。この電子写真感光体をコロナ帯電器を用い初期
帯電電位４．００　Ｖに負帯電し、分光感度特性を測定
したところ分光感度は実施例１の電子写真感光体の場合
より長波長側に５０〜１００　ｎｍシフトし、６００〜
９５０ｎｍまで高感度を有し、初期帯ＩＭ　ｉｌｉ位４
００Ｖ。

残留１位５０Ｖの電子写真感光体が得られた。

実施例　５ 本実施例の７毬子写真感光体の断面図を第９図に示す。

表面を鏡面研摩したステンレスｗ４袈円筒である導電性
基板５１上に実施例４と同様にして、ただしｃａｓｅの
厚さ０．３μｍの１ｌＥＪＬ注入阻止層５５を形成し、
次いで実施例１と同様にして厚さ３ｉｒｍの電荷発生層
５２を形成し、真空中で５５０”Ｃで６０分熱処理した
。次いで実施例３と同様にして厚さ２０ｚｍの非晶質水
素化ケイ素電荷輸送層５３を形成した。次にＬ記電荷輸
送層５３上に次の如くして電子注入阻止層５４を形成し
た。基体湿度を３００”Ｃにし、ｓｘＨ，／　Ｎ２＝　
０．２　／　１の割合の混合物を反応室に導入し、全圧
力を０３〜０．４履Ｈｇとし、放ｍ電力密度０．５Ｗ／
ｃｄで厚さＱ、０５／’ｍに形成した。

上述した如く作った電子写（°忌感光体は負−’、ｉｌ
　’、ｉｔｔ可能な感光体であり、分光感度は実施例１
の電子写真感光体の分光感度と同じであり、初期帯電電
位４．００　Ｖで残留電位７０Ｖの電子写真感光体が得
られた。

なお比較のため、従来の導電性基体上にＺｎ５ｑ　４の
＠１層、式（１）の組成を有する第２層およびポリビニ
ルカルバゾールの第３Ｒで構成した電子写真感光体は負
帯電であり、初期帯電電位５゜Ｖで残留電位４００■、
感度波長６００〜９００ｔ１ｍであり、またポリビニル
カルバゾールＮ（７）ｆｔりにマイラ層を用いたものは
初期帯電電位５０ＱＶで残留電位５ｏｏｖであった。

上述したことから明らかな如く、本発明による電子写真
感光体は６００〜９００ｎｍの波長領域で残留電位の少
ない電子写真感光体が得られ、また電荷発生層を低温熱
処理すると感度波長領域を長波長側にシフトすることが
できる。

発明の効果 本発明は従来の電子写真感光体に比し、６００〜９００
　ｎｍの波長領域において高感度を有し、残留電位の少
ない電子写真感光体、特に半導体レーザーを用いたレー
ザープリンター用の感光体に適しており、レーザープリ
ンターの高速化に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の電子写真感光体を説
明するための断面図であり、第４図は実施例１の電子写
真感光体の断面図であり、第５図は実施例１の電子写真
感光体の分光感度性を示す図、第６図〜第９図は実施例
２〜５のそれぞれの電子写真感光体の断面図である。 １．１１，２１，３１，４１．５１は導電性基体、２，
１２，２２，３２，４２．５２は電荷発生層、３，１３
，２３，３３，４３．５３は電荷輸送層、４，１４，２
４，３４，４４゜５４は電子注入阻止層、５．２５．３
５．４５゜５５は正孔注入阻止層。 特許出願人　松下電器産業株式会社 ′Ｖ丸土 第１図 第２図 第３ｚ 第５図 浪　長　（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも表面が導電性である基体と、式％式％） （式中ＸはＯ≦Ｘ≦１の値を有し、ｙはＯ≦ｙ≦０．１
   の値を有する）の組成を有する電荷発生層と、非晶質水
   素化ケ１素を主成分とする電荷輸送層とを有することを
   特徴とする１′ＩＬ子写真心）光体。 ２、　少なくとも表面が導電性である基体と、式％式％
   ） （式中Ｘは０≦Ｘ≦１の値を有し、ｙは０≦ｙ≦０．１
   の値を有する）の組成を有する電荷発生層と、非晶質水
   素化ケイ素を主成分とする電荷輸送層とを有する電子写
   真感光体において、上記導電性である基体と上記？１を
   荷発生層との間に電子または正孔注入阻止層を設け、上
   記電荷輸送層の表面に正孔または電子注入阻止層を設け
   たことを特徴とする電子写真感光体。