JPS62273567A - 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
晶質ケイ素を用いた電子写真用、感光１本に関する。

従来の技術 電子写真法は、感光体に帯電、１象露光により静電潜（
象を形成し、この潜１象をトナーと称される現像剤で現
１象後、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、１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Ｍ　ｒｇ光材料、あるいは、ポ・リビニル力ルバ
ゾール、トリニトロフルオレノン、ビスアゾ顔料、フタ
ロンアニン、ピラゾリン、ヒドラゾン等の有Ｋｇ光は科
が知られており、感光層を単層あるいは債ｌにして用い
られている。

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、この察光層として非晶質ケイ素（アモルファスン
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；よ、ンラ
ン（ＳＩ８４）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
を有する如く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辱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
けなかったお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１弄られない。この帯電電位の減衰は、
１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っ 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露囲気の変
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（象
品質の（量れた電子写真用感光体を提供することにある
っ 更に、本発明の池の目的は、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；ま、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１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；客演の乾燥硬化物を
用′７す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（ま、水素原子を含有する非晶
質ケイ素を主体とし、更に、炭素、皇子、窒素原子また
は酸素原子のうちの少なくとも１種類を含有するｌ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
を主体とし、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種類を含有する。ｌ型半導体から
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、客演の乾燥硬化物から成ることを枠機と
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′、）のは、チタニウム錯体お
よびチタニウムアルコキシドである。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セトネート、 ビス（アセチルアセトネート）チタンオキシド、チタニ
ウムテトラメトキサイド、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辱るに当っては、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）Ｔ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（
アミンエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、Ｔ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ｒ−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、ジフェニルジェト
キシシラン、モノフニニルトリメトキシ７ラン等が挙げ
ちれる。

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ｉ尋るが、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、５ｉＨ１、Ｓ　
＋ｚＨｇ　、Ｓ　１３Ｈｓ　、Ｓ　１４ＨＩＱ、等の水
素ケイ素ガスのＩＩ−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（ＳｉＨ２）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）ま、Ｓ　ｉＨ，、Ｓ　１２Ｈｅ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１型半
導体からなり、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。

なお、この非晶質ケイ素感光−には、該層を、より１型
半導体にするように、微量のホウ素（Ｂ）を添加するこ
とができるっこのＢ原子の添加には通常ジボラン（Ｂ、
Ｈ６）ガスが原料として用いられる。この場合、Ｂ原子
の添加量は１０〜１０００　ｐｐｍ　の程度である。

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ｃ　ｖ　Ｄ　１土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、１〜５　Ｔｏｒｒ　、基板加熱温度は１
００〜４００℃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、＊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Ａ、ｉ！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％ンラン（
ＳｉＨ，）ガスを毎分１２０ＣＣ１水素希釈の１ｏ　Ｏ
ｐｐｍ　ジボラン（Ｂ２Ｈ１ｌ　　）ガスを毎分２０Ｃ
Ｃ１１００９６エチレン（ＣｚＨ４）ガスを毎分１２Ｃ
Ｃさらに１００％水素（Ｎ２）ガスを毎分３３ｃｃの範
囲で流入させ、反応、１内を０．５７ｏｒｒ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Ａ　ｆ基板上に厚
さ２５μｍの非晶質ケイ素を主体とし水素と炭素を含む
１型半導体から成る光導電層を有する感光体を（尋だ。

このようにして１尋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へ１基板上に、ジイソプボ
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、２
５０℃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つこのよう
にして１尋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：よみられなかった。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Ａ　ｆ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％ンラン（Ｓ
ｉ）（４）ガスを毎分１２０ＣＣ１水素希釈のｌｏｏｐ
ｐｍ　シボラフ　（Ｂ２Ｈ６）ガスを毎分２０ＣＣ１１
００％窒素（Ｎ２）ガスを毎分８５ＣＣ１さらに１００
％水素（Ｎ２　）ガスを毎分１５（（で流入させ、反応
漕内を０．５Ｔｏｒｒの内圧に維持した後、１３．５６
！ｌ／ＩＨ２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！−１ｆｆｌ持し
た。このようにして円筒状のＡｌ基板上に、厚さ２５μ
ｍの非晶質ケイ素を主体とし水素と窒素を含むｌ型半導
体かみ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（尋られたが、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２： 比較例２と同じ形状の円筒状へ２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１を、
比較例２とほぼ同じ膜厚で設けた。

このようにして１尋ろれた、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１象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Ａβ基板を膜管し、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（Ｓ　
ＩＨ４）ガスを毎分１２０ｃｃ、水素希釈の１１００ｐ
ｐ　ジボラン（ＢｚＨｓ）ガスを毎分２０ＣＣ１および
１００％の酸素（０２）ガスを毎分ｌ、Ｑｃｃ、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Ａ　１基吸上に、厚さ２５μｍで非晶
質ケイ素を主体とし水素と酸素とを含む１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１尋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ちれたが、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３： 比較例３と同じ形状の円筒状Ａβ基板上に、テトラブチ
ルオルソチタネート１重Ｉｎ、Ｔ−アクリロキシプロピ
ルトリメトキン７ラン１重量部、メチルアルコール１０
　ｆｆ１１部、イソプロピルアルコール２０重量部から
なる溶液を浸漬塗布し、２５０℃の炉中にて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、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１象濃度が得られた。また、複写操作を５
万回繰り返したが画（象農度の低下はみちれなかった。

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。

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（象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。