JPS62145251A - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JPS62145251A
JPS62145251A JP28599785A JP28599785A JPS62145251A JP S62145251 A JPS62145251 A JP S62145251A JP 28599785 A JP28599785 A JP 28599785A JP 28599785 A JP28599785 A JP 28599785A JP S62145251 A JPS62145251 A JP S62145251A
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photoreceptor
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amorphous silicon
photoconductive layer
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Yuzuru Fukuda
譲 福田
Shigeru Yagi
茂 八木
Kenichi Karakida
唐木田 健一
Yasunari Okugawa
奥川 康令
Yasuo Ro
盧 泰男
Noriyoshi Takahashi
高橋 徳好
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Fujifilm Business Innovation Corp
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based

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  • 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。

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。
従来の技術 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fiff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
(SiH2)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1!′)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′吻を作成すると、画像
濃度が低くまた、中間調のr現性に乏しい複写物となる
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浸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、導電性基板と、
非晶質ケイ素から成る光導電層との間に中間層を設ける
とともに、該中間層として、有機アルミニウム化合物を
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、非晶質ケイ素を主体とするi型半導体で
あって、更に、炭素原子、窒累原子または酸素原子のう
ちの少なくとも1種類を含有したものを用いる。
か(して、本発明に従えば、導電性基板上に中間層及び
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、さらに炭素原子、窒累
原子または酸素原子のうちの少なくとも1種頚を含有し
ており、前記中間層が、有機アルミ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層を形成するのに用い
られる有機アルミニウム化合物としては、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サイ
ド、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムイソプロ
ポキサイド、アルミニウムーn−プロポキサイド、アル
ミニウムー5ec−ブトキサイド、アルミニウムーロー
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、T−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、T−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、T−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
に有機ケイ秦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、’l&硬化させることによっ
て本発明の電子写真用感光体が15られる。乾煙硬化温
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、特に1μm以下が好
適である。
非晶質ケイ素を主体とする光導電層は、S i If 
s、5iaH6,5i3He、S 14H1O1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基板上に形成す
る。中でも、プラズマCVD(Chemical Va
por Deposition  )法によってシラン
(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と同時に
、別途に水素(H2)ガスを導入してもよい。
なお、この非晶質ケイ素を主体とする光導電層中には、
該層をよりl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。このホウ素原子の添加には
通常ボロン(B2H,)ガスが原料として用いられる。
この場合、ホウ素原子の添加量は10〜1100ppの
程度である。
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、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
0.1〜5 Tarr 、基板加熱温度は100〜40
0℃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。
101竺 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250℃に維持し、反応室内に100%シラン(Si
H4)ガスを毎分120cc。
水素希釈の100ppm ジボラン(B2H6)ガスを
毎分20cc、100%エチレン(C,H,)ガスを毎
分12(:C,さらに100%水素(N2)ガスを毎分
880Cの範囲で流入させ、反応槽内をQ、5Torr
の内圧に維持した後、13.56 M Hz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
l基板上に厚さ25μmで非晶質ケイ素を主体とし不純
物として炭素原子を含有する1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、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と同一の円筒状Aで)A板に、アルミニウムト
リスアセチルアセトネート1重里部、イソプロピルアル
コール30重量部から成る溶液を浸漬塗布し、250℃
の炉中で2時間乾燥硬化し、0.1μm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体とする光
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AI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(Si
H<)ガスを毎分120cc。
水素希釈の100ppm ジボラン(B2H,)ガスを
毎分20CG、100%窒累(N2)ガスを毎分85c
c、さらに100%水素(N2)ガスを毎分15ccの
範囲で流入させ、反応槽内をQ、5Torrの内圧に維
持した後、13.56 M Hz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85
Wに維持した。このようにして、円筒状のA1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窒
累原子を含有する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2: 比較例2と同一の円筒状A!基板に、アルミニウムー5
ec−ブトキサイド1重攪部、エチルアルコール40重
量部から成る溶液を浸漬塗布し、250℃の炉中で2時
間乾燥硬化し、0.2μm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。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A1基板を設iδ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
iH,)ガスを毎分120cc。
水素希釈の100ppm ジボラン(B2)IS)ガス
を毎分20CC1100%酸累(02)ガスを毎分1.
0cc、さらに100%水素(H2)ガスを毎分99c
cの範囲で流入させ、反応槽内を0.5Torrの内圧
に維持した後、13.56 M Hz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An基板
上に厚さ25μmで非晶質ケイ素を主体とし不純物とし
て炭素原子を含有する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3: 比較例3と同一の円筒状Aβ基板に、アルミニウムー5
ec−ブトキサイド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重攪部、エチ
ルアルコール30重量部から成る溶液を浸?貴塗布し、
250℃の炉中で2時間乾煙硬化し、0.2μm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。
発明の効果 本発明の電子写真用感光体は、非晶質ケイ素からの成る
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Rm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及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少なくとも1種類を含有してお
    り、 前記中間層が、有機アルミ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。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5286591A (en) * 1991-07-10 1994-02-15 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrophotographic photoreceptor with subbing layer
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