JPS62273547A - 電子写真用感光体 - 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】 ３、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′７）だ電子写真用、感光体に関する。

従来の技術 電子写真法は、感光体に帯電、（象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、感光層を構成するは′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ちれている。

発明が解決しようとする問題点 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、ンラン
（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＜＜、摩擦にも強く、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（感光特性もすぐれてる。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Ω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、特に高温高温環
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、盛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雲囲気の変
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。

問題点を解決するための手段 本発明者は、鋭意研究を行なった結果、導電性基板上に
、中間層を積層し、その上に、非晶質ケイ素から成る光
導電層を被覆し、該中間層として、有機チタニウム化合
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、水素原子を含有する非晶質ケイ素を
主体とする半導体を用いる。

かくして、本発明に従えば、導電性基板上に中間層およ
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
を主体とする半導体から成り、前記中間層が、有機チタ
ニウム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１を形成するのに用い
られる有機チタニウム化合物としては、種々のものが考
えられるが、特に好ましいのは、チタニウム錯体および
チタニウムアルコキンドである。これらの好ましい例と
しては、 ジイソプロポキシ・チタンビス（アセチルアセト　ネ　
−　ト　）　、 ポリチタンアセチルア七トネート、 ビス（アセチルアセトネート）チタンオキシド、チタニ
ウムテトラメト本サイド、チタニウムテトラエトキサイ
ド、チタニウムテトラ−ｎ−プロポキサイド、チタニウ
ムテトラ−・イソ−プロポキサイド、チタニウムテトラ
ブトキサイド、チタニウムテトラ−イソ−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
とき有機チタニウム化合物の１種または２１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、これらの有機チタ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、ビニルトリエトキンシラン、ビニ
ルトリス（β−メトキシエトキン）シラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキン７ラン、ｒ−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）Ｔ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−タ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、ｒ−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、ジフェニルジェト
キシシラン、モノフェニルトリメトキシンラン等が挙げ
られる。

このようなシランカブブ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面彫物重量に対して
５〜５０％となるようにするのがよい。

かくして、有機チタニウム化合物、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、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、その上に光導
電層を積層す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。最終的に得られる中間層の膜厚も
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、ＳｉＨ＜　、Ｓ
　＋２Ｈｇ　％　Ｓ　１３Ｈｓ　、Ｓ　１４ＨＩＯ１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、イオンブレー
ティング法、真空蒸着法などの方法によって中間層上に
形成する。中でも、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　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み好
ましい。また、この場合水素の含有を−１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に同時
に、別途に水素（Ｈ２）ガスを導入してもよい。また、
膜成長速度の点からは、Ｓ　Ｉ　Ｈ４、Ｓ　１２Ｈｇを
用いるのが好ましい。

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半導体
である。

また非晶質ケイ素感光層膜の暗抵抗の制御あるいは帯電
極性の制御を目的として上記ガス中にジボラン（８２）
［６）ガスあるいはホスフィン（ＰＨ３＞ガスを混入さ
せ光導電層中へホウ素（Ｂ）あるいは。リン（Ｐ）など
の不純物元素の添加を行なうことができる。

またさらに、感光層膜の暗抵抗の増加、光感度の増加あ
るいは帯電能（単位膜厚あたりの帯電電位）の増加を目
的として感光層膜中にハロゲン原子、炭素原子、酸素原
子、窒素原子などを含有させてもよい。

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。またイ＼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吻を導入
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０．１〜３０　ＭＨｚ、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Ａｌ１彼を設置し、基板温度を所定の温度であ
る２５０℃に維持し、反応室内に１００％シラン（Ｓｉ
Ｈ，）ガスを毎分１２　Ｑｃｃ。

水素希釈の１００ｐｐｌＴｌ　ジボラン（Ｂ２）１８）
ガスを毎分２０ＣＣ１さらに１００％水素（Ｈ２）ガス
を毎分９Ｑｃｃの範囲で流入させ、反応槽内を０．５７
ｏｒｒ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
Δ！基基土上厘さ２５μｍの非晶質ケイ素を主体とし水
素と微量のホウ素を含む高抵抗でいわゆるｌ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。

実施例１： 比較例１と同じ形状の円筒状Ａ４２基板上に、ジイソブ
ポキシチタンビス（アセチルアセトネート）１重量部、
ｎ−ブタノール２０重量部からなる溶液を浸漬塗布し、
２５０℃の炉中で２時間乾燥して０．４μｍ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
うにして得られた光導電層はセラミックに似た性質を持
ち、非晶質珪素の優れた特性である、表面硬度、耐摩耗
性、耐熱性をそのま５有していた。

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。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Ａｆ基板を設！し、基板温度を所定の温度であ
る２５０℃に維持し、反応室内に１００％シラ７（ＳＩ
８４）ガスを毎分１２０ＣＣ１水素希釈の５００ｐｐｍ
　ジボラン（ｓｚＨｇ）ガスを毎分３０ｃｃ、さらに１
００％水素（Ｈ２）ガスを毎分８０ｃｃで流入させ、反
応槽内を０．５Ｔｏｒｒの内圧に維持した後、１３．５
６Ｍ）Ｉｚ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！：維持した。この
ようにして円筒状のへ１基板上に、厚さ２５μｍの非晶
質ケイ素を主体とし水素とホウ素を含むｐ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連写機に入れ、正のコ
ロナ帯電方式で画質評価を行なったところ、実用に耐え
得る画像濃度は１尋られなかった。

実施例２： 比較例２と同じ形状の円筒状Ａｆ基板上に、テトラエチ
ルオルソチタネート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浸漬塗布し、２５０℃の炉中
で２時間乾燥して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、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。

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Δｌ基板を設置し、基板温度を所定の温度であ
る２５０℃に維持し、反応室内に１００％シラン（５１
）＋４）ガスを毎分１２０ＣＣ１水素希釈の３００ｐｐ
ｍ　ホスフィン（ＰＨ３）ガスを毎分３０ｃｃ、さらに
１００％水素（Ｈ２）ガスを毎分８０ｃｃで流入させ、
反応槽内をＱ、５Ｔｏｒｒの内圧に維持した後、１３．
５６　ＭＨｚ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Ａβ基板上に、厚さ２５μｍで非晶
質ケイ素を主体とし水素とリンを含むｎ型半導体から成
る光導電層を有する感光体を辱た。

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を行なったところ、実用に耐え
得る画像濃度は１尋られなかった。

実施例３： 比較例３と同じ形状の円筒状Ａｊ２基板上に、テトラブ
チルオルソチタネート１重１部、Ｔ−アクリロキンプロ
ピルトリメトキシシラン１重量部、メチルアルコール１
０重量部、イソプロピルアルコール２０重量部から一ヱ
る溶液を浸漬塗布し、２５０℃の炉中にて２時間乾燥し
て０．３μｍｌの中間層を設（すた。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
じ膜厚て設けた。

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、非晶質ケイ素から成る感
光体の慶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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性基板上に中間層およ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
   体とする半導体から成り、 前記中間層が、有機チタニウム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。