JPS6187159A - 電子写真用感光体 - Google Patents
電子写真用感光体Info
- Publication number
- JPS6187159A JPS6187159A JP20922184A JP20922184A JPS6187159A JP S6187159 A JPS6187159 A JP S6187159A JP 20922184 A JP20922184 A JP 20922184A JP 20922184 A JP20922184 A JP 20922184A JP S6187159 A JPS6187159 A JP S6187159A
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- Japan
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- layer
- contact angle
- surface protective
- pure water
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- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はアモルファスシリコンからなる光導電層を有す
る電子写真用感光体に関する。
る電子写真用感光体に関する。
従来、電子写真感光体として例えばアモルファスＳｅｓ
またはアモルファスＳｅに＾Ｓ、Ｔｅ、Ｓｂ等の不純物
をドープした感光体、あるいはＺｎＯやＣｄＳを樹脂バ
インダーに分散させた感光体等が使用されている。しか
しながらこれらの感光体は環境汚染性。 熱的安定性３機械的強度の点で問題がある。これらの問
題を解決するために近年、光導電層とじてアモルファス
シリコン（以下ａ−３ｌと記す）を用いることが提案さ
れている。しかし、蒸着あるいはスパフタリングによっ
て作成されたａ −３１は暗所での比抵抗が１０’Ω口
と低く、また光電導度が極めて小さいので電子写真感光
体としては望ましくない、このようなａ −５ｌではＳ
ｉ −Ｓｉ結合が切れた、いわゆるダングリングボンド
が生成され、この欠陥に起因してエネルギーギャップ内
に多（の局在準位が存在する。このために熱励起担体の
ホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくなり、また光
励起担体が局在準位に捕獲されるために光導電性が悪（
なっている、これに対してシランガス（Ｓｉｌｌｙ）の
グロー放電分解によって作成したアモルファス水素化シ
リコン（ａ−３ｌ＋Ｈ）では上記欠陥を水素原子（Ｈ）
でＦ＠獲し、ＳｔにＨを結合させることによってダング
リジグボンドの数を大幅に低減できるので光導電性が極
めて良好になり、ｐ型及びｎ型の価電子制御も可能とな
ったが、暗比抵抗値は高々１Ｇ’−１０”Ω１であって
電子写真感光体として十分な１０” Ｑ ｃｍ以上の比
抵抗値に対して未だ低い、従ってこのようなａ−３ｉ：
Ｈからなろ感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく初期
帯電位が低い、そこでこのようなａ−５ｉ：Ｈに電荷保
持能を付与するため、硼素を適量ドープすることにより
比抵抗を１ＱｌｆｉＱ１以上まで高めることができ、カ
ールソン方式による複写プロセスに適用することを可能
としている。 このようなａ−３ｉ：Ｈを表面とする感光体は初期的に
は良好な画像が得られるものの、長期間大気中あるいは
高温中に保存しておいた後画像評価した場合しばしば画
像不良を発生することが判明している。また、多数回複
写プロセスを繰り返すとしだいに画像ぼけを生じてくる
こともわかっている。このような劣化した感光体は、特
に高温中において画像ぼけを発生しやすく、複写回数が
増すと画像ぼけを生じ始める臨界湿度はしだいに下がる
傾向があることが確かめられている。このような画像ぼ
けを調べるには、実際の複写機等で数万枚のコピーを繰
り返して画像を目視により検査いなければならず、真人
な労力を必要とする。 上述のごとく、ａ−３ｉ：Ｈ感光体は長期にわたって大
気や湿気にさらされることにより、あるむ１は複写プロ
セスにおけるコロナ放電等で生成される化学種（オゾン
、窒素酸化物１発生期酸素など）により感光体最表面が
影響を受けやす（、何らかの化学的な変質によって画像
不良を発生するものと考えられている。その劣化メカニ
ズムについてはこれまでにまだ十分な検討はなされてい
ないが、このような画像不良の発生を防止し耐剛性を向
上するために、ａ−３ｉ＋Ｈ感光体の表面に保護層を設
けて化学的安定化を図る方法が試みられている。 例えば表面保護層としてアモルファス炭化水素シリコン
（ａ −３ｉｘ ＣＩｍ ： Ｈ，Ｏ＜ ＊ ＜ １
）あるいはアモルファス窒化水素化シリコン（ａ−３１
，８１４： Ｉｔ Ｏ＜ｘ ＜１ ）を設けることに
よって感光体表面層の複写プロセスあるいは環境雰囲気
により劣化を防ぐ方法が知られている。たしかに表面保
護層中の炭素濃度あるいは窒素濃度を最適な値に選べば
耐剛性をかなり改良することができるが、高湿度雰囲気
中での耐湿性を維持することができず、数万枚の複写プ
ロセスを経験すると相対湿度６０％台で画像ぼけを発生
し、これらの表面層１１ＦＪを付与しても耐刷性、耐湿
性を大幅に向上することができない状況にある。
またはアモルファスＳｅに＾Ｓ、Ｔｅ、Ｓｂ等の不純物
をドープした感光体、あるいはＺｎＯやＣｄＳを樹脂バ
インダーに分散させた感光体等が使用されている。しか
しながらこれらの感光体は環境汚染性。 熱的安定性３機械的強度の点で問題がある。これらの問
題を解決するために近年、光導電層とじてアモルファス
シリコン（以下ａ−３ｌと記す）を用いることが提案さ
れている。しかし、蒸着あるいはスパフタリングによっ
て作成されたａ −３１は暗所での比抵抗が１０’Ω口
と低く、また光電導度が極めて小さいので電子写真感光
体としては望ましくない、このようなａ −５ｌではＳ
ｉ −Ｓｉ結合が切れた、いわゆるダングリングボンド
が生成され、この欠陥に起因してエネルギーギャップ内
に多（の局在準位が存在する。このために熱励起担体の
ホッピング伝導が生じて暗比抵抗が小さくなり、また光
励起担体が局在準位に捕獲されるために光導電性が悪（
なっている、これに対してシランガス（Ｓｉｌｌｙ）の
グロー放電分解によって作成したアモルファス水素化シ
リコン（ａ−３ｌ＋Ｈ）では上記欠陥を水素原子（Ｈ）
でＦ＠獲し、ＳｔにＨを結合させることによってダング
リジグボンドの数を大幅に低減できるので光導電性が極
めて良好になり、ｐ型及びｎ型の価電子制御も可能とな
ったが、暗比抵抗値は高々１Ｇ’−１０”Ω１であって
電子写真感光体として十分な１０” Ｑ ｃｍ以上の比
抵抗値に対して未だ低い、従ってこのようなａ−３ｉ：
Ｈからなろ感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく初期
帯電位が低い、そこでこのようなａ−５ｉ：Ｈに電荷保
持能を付与するため、硼素を適量ドープすることにより
比抵抗を１ＱｌｆｉＱ１以上まで高めることができ、カ
ールソン方式による複写プロセスに適用することを可能
としている。 このようなａ−３ｉ：Ｈを表面とする感光体は初期的に
は良好な画像が得られるものの、長期間大気中あるいは
高温中に保存しておいた後画像評価した場合しばしば画
像不良を発生することが判明している。また、多数回複
写プロセスを繰り返すとしだいに画像ぼけを生じてくる
こともわかっている。このような劣化した感光体は、特
に高温中において画像ぼけを発生しやすく、複写回数が
増すと画像ぼけを生じ始める臨界湿度はしだいに下がる
傾向があることが確かめられている。このような画像ぼ
けを調べるには、実際の複写機等で数万枚のコピーを繰
り返して画像を目視により検査いなければならず、真人
な労力を必要とする。 上述のごとく、ａ−３ｉ：Ｈ感光体は長期にわたって大
気や湿気にさらされることにより、あるむ１は複写プロ
セスにおけるコロナ放電等で生成される化学種（オゾン
、窒素酸化物１発生期酸素など）により感光体最表面が
影響を受けやす（、何らかの化学的な変質によって画像
不良を発生するものと考えられている。その劣化メカニ
ズムについてはこれまでにまだ十分な検討はなされてい
ないが、このような画像不良の発生を防止し耐剛性を向
上するために、ａ−３ｉ＋Ｈ感光体の表面に保護層を設
けて化学的安定化を図る方法が試みられている。 例えば表面保護層としてアモルファス炭化水素シリコン
（ａ −３ｉｘ ＣＩｍ ： Ｈ，Ｏ＜ ＊ ＜ １
）あるいはアモルファス窒化水素化シリコン（ａ−３１
，８１４： Ｉｔ Ｏ＜ｘ ＜１ ）を設けることに
よって感光体表面層の複写プロセスあるいは環境雰囲気
により劣化を防ぐ方法が知られている。たしかに表面保
護層中の炭素濃度あるいは窒素濃度を最適な値に選べば
耐剛性をかなり改良することができるが、高湿度雰囲気
中での耐湿性を維持することができず、数万枚の複写プ
ロセスを経験すると相対湿度６０％台で画像ぼけを発生
し、これらの表面層１１ＦＪを付与しても耐刷性、耐湿
性を大幅に向上することができない状況にある。
本発明は、これに対してアモルファスシリコンからなる
光導電層の上に適応した表面保護層を設けることにより
、耐湿性および耐コロナ性の優れた寿命の長い電子写真
用感光体を提供することを目的とする。
光導電層の上に適応した表面保護層を設けることにより
、耐湿性および耐コロナ性の優れた寿命の長い電子写真
用感光体を提供することを目的とする。
本発明は、感光体の表面保護層の表面において気中で測
定された純水の接触角が耐湿性および耐コロナ性と相関
性があることを見出し、アモルファス材料よりなり、純
水の接触角が４０度ないし７５度である表面保護層を設
けることにより上述の目的を達成する。
定された純水の接触角が耐湿性および耐コロナ性と相関
性があることを見出し、アモルファス材料よりなり、純
水の接触角が４０度ないし７５度である表面保護層を設
けることにより上述の目的を達成する。
本発明は以下に述べる試験結果に基づいている。
表面保護層は、照射された光を良く透過し、光導電層の
エネルギーギャップ、例えば硼素を添加したａ−５ｌ＋
Ｈの場合１．６〜１．８ ｅＶより大きいエネルギーギ
ャップを持つ必要があるため、エネルギーギャップが２
．ＯｅＶ以上の種々の表面保護層を種々の元素の組合せ
によって成膜し、その耐湿性と接触角との関係を調べた
。第１図は試験の対象とした感光体の層構成を模式的に
示したもので、アルミニウムからなる厚電性基板１の上
に硼素を添加したａ−５１；Ｈを容量結合型ＩＩＦグロ
ー放電により厚さ１５〜３０μ曽に成膜して光導電層２
を形成し、さらにその上に同様な方法で表面保護層３を
厚さ０．１〜２μ−に成膜した。グロー放電発生のため
には１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた。 第１表は試験の対象となった感光体の表面保護Ｎ３の製
造条件である。 第１表 第２表は、これらの各表面保護層の初期の接触角と、２
５℃、ｆ！度７０％の雰囲気中で１０分及び６０分コロ
ナに暴露した後の接触角及びその後の画像の賞を示して
いる。ここで接触角とは第２図に示したように、表面保
護層３と純水の水滴４と空気５との界面で作られる角θ
のことである。第２１１中の「Ｏ」は極めて鮮明な画像
を得られたもの、「○」は良好な画像が得られたもの、
「Δ」は部分的にぼけた画像のものであり、「×」は全
面にねたってぼけが発生したものである。 このように、初期の接触角が４５度ないし７０度である
表面保護層、すなわちａ −ＳＩＮ： Ｈ、ａ−３ｉＣ
＋Ｆ＋ｌｌ及びａ−５ｉＣ：Ｏ：Ｆ＋Ｉｌ膜は、接触角
変化が小で耐湿性良好である。これらの表面保護層を有
する感光体について実機にて高温中でのコピーテストを
行った結果、１０万枚コピー後も画像のぼけは生じなか
った。つまり感光体の耐湿性はエネルギーギャップや成
分元素及びその組成によつて一義に決まるのではなく、
純水との接触角を評価することによってはじめて明確な
対応を示すのである。 このことは、感光体表面の耐湿性が澄水性に関連を持ち
、それ故純水との接触角の値によって推定できるものと
考えられる。しかし純水の代わりに他の液体、例えば極
性のないよう化エチレンを用いて測定した接触角につい
ても、耐湿性良好な膜質を示す上下限を得ることができ
るので、耐湿性を示すパラメータとして測定の容易な他
の液体との接触角を用いることもできる。
エネルギーギャップ、例えば硼素を添加したａ−５ｌ＋
Ｈの場合１．６〜１．８ ｅＶより大きいエネルギーギ
ャップを持つ必要があるため、エネルギーギャップが２
．ＯｅＶ以上の種々の表面保護層を種々の元素の組合せ
によって成膜し、その耐湿性と接触角との関係を調べた
。第１図は試験の対象とした感光体の層構成を模式的に
示したもので、アルミニウムからなる厚電性基板１の上
に硼素を添加したａ−５１；Ｈを容量結合型ＩＩＦグロ
ー放電により厚さ１５〜３０μ曽に成膜して光導電層２
を形成し、さらにその上に同様な方法で表面保護層３を
厚さ０．１〜２μ−に成膜した。グロー放電発生のため
には１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた。 第１表は試験の対象となった感光体の表面保護Ｎ３の製
造条件である。 第１表 第２表は、これらの各表面保護層の初期の接触角と、２
５℃、ｆ！度７０％の雰囲気中で１０分及び６０分コロ
ナに暴露した後の接触角及びその後の画像の賞を示して
いる。ここで接触角とは第２図に示したように、表面保
護層３と純水の水滴４と空気５との界面で作られる角θ
のことである。第２１１中の「Ｏ」は極めて鮮明な画像
を得られたもの、「○」は良好な画像が得られたもの、
「Δ」は部分的にぼけた画像のものであり、「×」は全
面にねたってぼけが発生したものである。 このように、初期の接触角が４５度ないし７０度である
表面保護層、すなわちａ −ＳＩＮ： Ｈ、ａ−３ｉＣ
＋Ｆ＋ｌｌ及びａ−５ｉＣ：Ｏ：Ｆ＋Ｉｌ膜は、接触角
変化が小で耐湿性良好である。これらの表面保護層を有
する感光体について実機にて高温中でのコピーテストを
行った結果、１０万枚コピー後も画像のぼけは生じなか
った。つまり感光体の耐湿性はエネルギーギャップや成
分元素及びその組成によつて一義に決まるのではなく、
純水との接触角を評価することによってはじめて明確な
対応を示すのである。 このことは、感光体表面の耐湿性が澄水性に関連を持ち
、それ故純水との接触角の値によって推定できるものと
考えられる。しかし純水の代わりに他の液体、例えば極
性のないよう化エチレンを用いて測定した接触角につい
ても、耐湿性良好な膜質を示す上下限を得ることができ
るので、耐湿性を示すパラメータとして測定の容易な他
の液体との接触角を用いることもできる。
本発明は、ａ −３ｉ光導電層を有する感光体の光導電
層を覆うアモルファス表面像ｆｆ１層を表面が純水と成
す接触角によって選定することにより、耐湿性、耐コロ
ナ性の優れた感光体を得ることができる。従って新しい
表面保護層の開発に対しても有効に利用することができ
、ａ −３４感光体の特性向上に与える効果は極めて大
きい。
層を覆うアモルファス表面像ｆｆ１層を表面が純水と成
す接触角によって選定することにより、耐湿性、耐コロ
ナ性の優れた感光体を得ることができる。従って新しい
表面保護層の開発に対しても有効に利用することができ
、ａ −３４感光体の特性向上に与える効果は極めて大
きい。
第１図は本発明の実施例の層構成を示す断面図、第２図
は本発明によって用いられる接触角の測定原理を示す説
明図である。 １：導電性基体、２：光導電層、３；表面保護層、４８
水滴、θ：接触角。
は本発明によって用いられる接触角の測定原理を示す説
明図である。 １：導電性基体、２：光導電層、３；表面保護層、４８
水滴、θ：接触角。
Claims (1)
- １）アモルファスシリコンからなる光導電層の上にアモ
ルファス材料よりなる表面保護層を有するものにおいて
、表面において気中で測定された純水の接触角が４０度
ないし７５度である表面保護層が設けられたことを特徴
とする電子写真用感光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922184A JPS6187159A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電子写真用感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922184A JPS6187159A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電子写真用感光体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187159A true JPS6187159A (ja) | 1986-05-02 |
| JPH0462579B2 JPH0462579B2 (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=16569351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20922184A Granted JPS6187159A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 電子写真用感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187159A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5139912A (en) * | 1988-03-24 | 1992-08-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor |
| US5418605A (en) * | 1992-12-10 | 1995-05-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging device and image forming apparatus |
| US5583285A (en) * | 1994-11-29 | 1996-12-10 | Lucent Technologies Inc. | Method for detecting a coating material on a substrate |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5888753A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS6022132A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Hitachi Ltd | 積層感光体およびその製造方法 |
| JPS6022131A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20922184A patent/JPS6187159A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5888753A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS6022132A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Hitachi Ltd | 積層感光体およびその製造方法 |
| JPS6022131A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5139912A (en) * | 1988-03-24 | 1992-08-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor |
| US5418605A (en) * | 1992-12-10 | 1995-05-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging device and image forming apparatus |
| US5583285A (en) * | 1994-11-29 | 1996-12-10 | Lucent Technologies Inc. | Method for detecting a coating material on a substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462579B2 (ja) | 1992-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |