JPH01271761A - 電子写真感光体 - Google Patents
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-
- G—PHYSICS
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光導電性アモルファスシリコンカーバイド層か
ら成る電子写真感光体に関し、特に正極性に帯電可能な
電子写真感光体に関するものである。
ら成る電子写真感光体に関し、特に正極性に帯電可能な
電子写真感光体に関するものである。
近年、電子写真感光体の進歩は目覚ましく、感光体を搭
載する複写機やプリンター等の開発に伴って感光体自体
にも種々の特性が要求されている。この要求に対してア
モルファスシリコン層が耐熱性、耐摩耗性、無公害性並
びに光感度特性等にイ憂れているという理由から注目さ
れている。
載する複写機やプリンター等の開発に伴って感光体自体
にも種々の特性が要求されている。この要求に対してア
モルファスシリコン層が耐熱性、耐摩耗性、無公害性並
びに光感度特性等にイ憂れているという理由から注目さ
れている。
しかし乍ら、アモルファスシリコン(以下、a−3iと
略す)層は、それに何ら不純物元素をドーピングしない
と約109Ω・cmの暗抵抗率しか得られず、これを電
子写真感光体に用いる場合には1012Ω・cm以上の
暗抵抗率にして電荷保持能力を高める必要がある。その
ためにホウ素などを添加しているが、十分に満足し得る
ような暗抵抗率が得られず約1011Ω・cm程度にす
ぎない。
略す)層は、それに何ら不純物元素をドーピングしない
と約109Ω・cmの暗抵抗率しか得られず、これを電
子写真感光体に用いる場合には1012Ω・cm以上の
暗抵抗率にして電荷保持能力を高める必要がある。その
ためにホウ素などを添加しているが、十分に満足し得る
ような暗抵抗率が得られず約1011Ω・cm程度にす
ぎない。
一方、上記の如きドーピング剤の開発と共に、a−3i
光導電層に別の非光導電層を積層して成る積層型感光体
が提案されている。
光導電層に別の非光導電層を積層して成る積層型感光体
が提案されている。
例えば、第2図はこの積層型感光体であり、基板(1)
の上にキャリア注入阻止層(2) 、a−3i光導電層
(3)及び表面保護層(4)が順次積層されている。
の上にキャリア注入阻止層(2) 、a−3i光導電層
(3)及び表面保護層(4)が順次積層されている。
この積層型感光体によれば、キャリア注入阻止層(2)
は基板(1)からのキャリアの注入を阻止するものであ
り、表面保護層(4)はa−5i光導電層(3)を保護
して耐湿性等を向上させるものであるが、両者の層(2
) (4)ともに感光体の暗抵抗率を大きくして帯電能
を高めることが目的であり、そのため、これらの層を光
導電性にする必要はない。
は基板(1)からのキャリアの注入を阻止するものであ
り、表面保護層(4)はa−5i光導電層(3)を保護
して耐湿性等を向上させるものであるが、両者の層(2
) (4)ともに感光体の暗抵抗率を大きくして帯電能
を高めることが目的であり、そのため、これらの層を光
導電性にする必要はない。
このように従来周知のa−5i悪感光は光キヤリア発生
層をa−3i光導電層により形成させた点に大きな特徴
があり、これによって耐熱性、耐久性及び光感度特性な
どに優れた長所を有しているが、その反面、暗抵抗率が
不十分であり、そのためにドーピング剤を用いたり、更
に積層型感光体にすることで暗抵抗率を大きくしている
。即ち、積層型感光体に形成されるキャリア注入阻止層
(2)及び表面保護層(4)はa−5i光導電層自体が
有する欠点を補完するものであり、a−3i光導電層(
3)と実質上区別し得る層と言える。
層をa−3i光導電層により形成させた点に大きな特徴
があり、これによって耐熱性、耐久性及び光感度特性な
どに優れた長所を有しているが、その反面、暗抵抗率が
不十分であり、そのためにドーピング剤を用いたり、更
に積層型感光体にすることで暗抵抗率を大きくしている
。即ち、積層型感光体に形成されるキャリア注入阻止層
(2)及び表面保護層(4)はa−5i光導電層自体が
有する欠点を補完するものであり、a−3i光導電層(
3)と実質上区別し得る層と言える。
本発明者等は上記事情に鑑みて、既にアモルファスシリ
コンカーバイト(以下、a−5iCと略す)は光導電性
を有すると共に暗抵抗率がドーピング剤の有無と無関係
に容易に10′3Ω・cm以上になり、更にドーピング
剤の選択によって正極性に帯電可能な電子写真感光体と
成り得ることを見い出した。
コンカーバイト(以下、a−5iCと略す)は光導電性
を有すると共に暗抵抗率がドーピング剤の有無と無関係
に容易に10′3Ω・cm以上になり、更にドーピング
剤の選択によって正極性に帯電可能な電子写真感光体と
成り得ることを見い出した。
上記a−5iC層が電子写真感光体と成り得た理由は、
その層が大きなキャリア移動度をもち、更に10−”(
Ω・cm)−’以下の暗導電率となり、これによって大
きな帯電能が得られたためである。
その層が大きなキャリア移動度をもち、更に10−”(
Ω・cm)−’以下の暗導電率となり、これによって大
きな帯電能が得られたためである。
しかしながら、このように大きなキャリア移動度をもつ
a−3iC電子写真感光体であっても、感光体搭載用機
器の開発が進展するのに伴って更に一層優れた電子写真
特性が望まれており、例えば光感度特性が要求される用
途に対して十分に満足し得ない場合であれば、画像にカ
ブリが生したり、残留電位が大きくなる。
a−3iC電子写真感光体であっても、感光体搭載用機
器の開発が進展するのに伴って更に一層優れた電子写真
特性が望まれており、例えば光感度特性が要求される用
途に対して十分に満足し得ない場合であれば、画像にカ
ブリが生したり、残留電位が大きくなる。
従って本発明は畝上に鑑みて案出されたものであり、そ
の目的は表面保護層及びキャリア注入阻止層を実質上不
要とし、a−3iC層を実質上の光導電層とし、そして
、光感度特性などを改善して所要通りに電子写真特性を
向上させることができた電子写真感光体を提供すること
にある。
の目的は表面保護層及びキャリア注入阻止層を実質上不
要とし、a−3iC層を実質上の光導電層とし、そして
、光感度特性などを改善して所要通りに電子写真特性を
向上させることができた電子写真感光体を提供すること
にある。
本発明の他の目的は正極性に帯電可能な電子写真感光体
を提供することにある。
を提供することにある。
□ 本発明によれば、基板上に光導電性a−5iC
層を形成した電子写真感光体であって、前記a−5iC
層は少なくとも第1の層領域及び第2の層領域を具備し
、第1の層領域は第2の層領域より基板側に配置され、
第2の層領域に周期律表第ma族元素(以下、ma族元
素と略す)を0.1乃至10,000ppm含有させる
と共に第1の層領域に比べて少なく含まれ、更に第2の
層領域に酸素を5 Xl0−5乃至1原子%含有させる
ことを特徴とする電子写真感光体が提供される。
層を形成した電子写真感光体であって、前記a−5iC
層は少なくとも第1の層領域及び第2の層領域を具備し
、第1の層領域は第2の層領域より基板側に配置され、
第2の層領域に周期律表第ma族元素(以下、ma族元
素と略す)を0.1乃至10,000ppm含有させる
と共に第1の層領域に比べて少なく含まれ、更に第2の
層領域に酸素を5 Xl0−5乃至1原子%含有させる
ことを特徴とする電子写真感光体が提供される。
以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の電子写真感光体であり、同図によれば
、導電性基板(1)の上に光導電性a−3iC層(5)
が形成され、そして、核層(5)はma族元素含有量に
対応された第1の層領域(5a)及び第2の層領域(5
b)から成る。
、導電性基板(1)の上に光導電性a−3iC層(5)
が形成され、そして、核層(5)はma族元素含有量に
対応された第1の層領域(5a)及び第2の層領域(5
b)から成る。
本発明の電子写真感光体はa−3iC層(5)に所定の
範囲内でl1Ia族元素を含有させた場合、正極性に帯
電させることができ、しかも、表面電位及び光感度が改
善され、そして、第2の層領域(5b)に所定の範囲内
で酸素を含有させ、これによって光感度が一層改善され
ることが特徴である。
範囲内でl1Ia族元素を含有させた場合、正極性に帯
電させることができ、しかも、表面電位及び光感度が改
善され、そして、第2の層領域(5b)に所定の範囲内
で酸素を含有させ、これによって光感度が一層改善され
ることが特徴である。
先ず、a−3iC層が光導電性を有するようになった点
については、アモルファス化したケイ素と炭素を不可欠
な構成元素とし、更にそのダングリングボンドを終端さ
せるべく水素元素(旧やハロゲン元素を所要の範囲内で
含有させることによって光導電性が生じるものと考えら
れる。本発明者等が炭素の含有比率を幾通りにも変えて
光導電性の有無を確かめる実験を行ったところ、a−3
iC層(5)中に炭素を1乃至90原子χ、好適には5
乃至50原子χの範囲内で含有させるとよく、或いはこ
の−〇− 範囲内で層厚方向に亘って炭素含有量を変えてもよい。
については、アモルファス化したケイ素と炭素を不可欠
な構成元素とし、更にそのダングリングボンドを終端さ
せるべく水素元素(旧やハロゲン元素を所要の範囲内で
含有させることによって光導電性が生じるものと考えら
れる。本発明者等が炭素の含有比率を幾通りにも変えて
光導電性の有無を確かめる実験を行ったところ、a−3
iC層(5)中に炭素を1乃至90原子χ、好適には5
乃至50原子χの範囲内で含有させるとよく、或いはこ
の−〇− 範囲内で層厚方向に亘って炭素含有量を変えてもよい。
また、水素元素(11)やハロケン元素の含有量は5乃
至50原子χ、好適には5乃至40原子χ、最適には1
0乃至30原子χがよく、通常、II元素が用いられて
いる。このH元素はダングリングボンドの終端部に取り
込まれ易いのでバンドギャップ中の局在準位密度を低減
化させ、これにより、優れた半導体特性が得られる。
至50原子χ、好適には5乃至40原子χ、最適には1
0乃至30原子χがよく、通常、II元素が用いられて
いる。このH元素はダングリングボンドの終端部に取り
込まれ易いのでバンドギャップ中の局在準位密度を低減
化させ、これにより、優れた半導体特性が得られる。
更にこのH元素の一部をハロゲン元素に置換してもよく
、これにより、a−3iC層の局在準位密度を下げて光
導電性及び耐熱性(温度特性)を高めることができる。
、これにより、a−3iC層の局在準位密度を下げて光
導電性及び耐熱性(温度特性)を高めることができる。
その置換比率はダングリングボンド終端用全元素中0.
01乃至50原子χ、好適には]乃至30原子χがよい
。また、ハロケン元素にはF、CI、Br、I、八を等
があるが、就中、Fを用いるとその大きな電気陰性度に
よって原子間の結合が大きくなり、これによって熱的安
定性に優れるという点で望ましい。
01乃至50原子χ、好適には]乃至30原子χがよい
。また、ハロケン元素にはF、CI、Br、I、八を等
があるが、就中、Fを用いるとその大きな電気陰性度に
よって原子間の結合が大きくなり、これによって熱的安
定性に優れるという点で望ましい。
また、a−3iC層(5)の各層領域については、第2
の層領域(5b)の■a族元素含有量が0.1乃至10
.000ppm 、好適には0.1乃至1 、000p
pmの範囲内で適宜法められ、これによって表面電位及
び光感度特性などの所要な電子写真特性が得られる。そ
して、この層領域(5b)よりもl1la族元素を多く
含有した第1の層領域(5a)を形成すると光導電性a
−3iC層(5)の基板側領域で導電率が大きくなり、
これにより、基板側からのキャリアの注入が阻止され、
a−5iC層(5)の全領域で発生した光キャリアが基
板へ円滑に流れ、その結果、表面電位及び光感度が一層
改善される。
の層領域(5b)の■a族元素含有量が0.1乃至10
.000ppm 、好適には0.1乃至1 、000p
pmの範囲内で適宜法められ、これによって表面電位及
び光感度特性などの所要な電子写真特性が得られる。そ
して、この層領域(5b)よりもl1la族元素を多く
含有した第1の層領域(5a)を形成すると光導電性a
−3iC層(5)の基板側領域で導電率が大きくなり、
これにより、基板側からのキャリアの注入が阻止され、
a−5iC層(5)の全領域で発生した光キャリアが基
板へ円滑に流れ、その結果、表面電位及び光感度が一層
改善される。
第1の層領域(5a)にma族元素を含有させるに当た
り、その含有量を1100pp以上に設定するとよく、
これによって暗抵抗率を下げて基板側へキャリアが有効
に流れ、その結果、表面電位及び光感度が最も有利に改
善される。
り、その含有量を1100pp以上に設定するとよく、
これによって暗抵抗率を下げて基板側へキャリアが有効
に流れ、その結果、表面電位及び光感度が最も有利に改
善される。
上記のような構成の感光体を正極性または負極性に帯電
させて両者の帯電性能を比較した場合、正極性で有利に
帯電能を高めることができる。
させて両者の帯電性能を比較した場合、正極性で有利に
帯電能を高めることができる。
このようにl1la族元素のドーピングによって正極性
に帯電し易くなる点については、未だ解明されておらず
、推論の域を脱し得ないが、a−3iC層が正電荷を保
持するのに十分に高い抵抗率がもち、また、基板からの
負電荷の注入を防く効果にも優れ、しかも、正電荷に対
する電荷移動度が優れている等の理由によると考えられ
る。
に帯電し易くなる点については、未だ解明されておらず
、推論の域を脱し得ないが、a−3iC層が正電荷を保
持するのに十分に高い抵抗率がもち、また、基板からの
負電荷の注入を防く効果にも優れ、しかも、正電荷に対
する電荷移動度が優れている等の理由によると考えられ
る。
このma族元素としてはB、AI、Ga、In等がある
が、就中、Bが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に
変え得る点で望ましい。
が、就中、Bが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に
変え得る点で望ましい。
本発明によれば、上記のような第2の層領域(5b)に
酸素が5X10−’乃至1原子χ含有された点に特徴が
あり、この範囲内では電子写真特性全般に亘って特性の
改善が期待できるが、本発明者等は特に光感度特性に顕
著な効果があることを見い出した。
酸素が5X10−’乃至1原子χ含有された点に特徴が
あり、この範囲内では電子写真特性全般に亘って特性の
改善が期待できるが、本発明者等は特に光感度特性に顕
著な効果があることを見い出した。
即ぢ、酸素を第2の層領域(5b)に5X10−’乃至
1原子χ、好適には5×10−5乃至0.1原子χ、最
”適にば5X]0−’乃至0.1原子χの範囲内で含有
させた場合、光感度が向上し、これによってこの感光体
を搭載した機器を更に広範な用途に適応し得一8= るようになり、当然のことながら光感度の低下に伴って
生じていた問題、即ち、画像のカブリや高い残留電位が
解決される。
1原子χ、好適には5×10−5乃至0.1原子χ、最
”適にば5X]0−’乃至0.1原子χの範囲内で含有
させた場合、光感度が向上し、これによってこの感光体
を搭載した機器を更に広範な用途に適応し得一8= るようになり、当然のことながら光感度の低下に伴って
生じていた問題、即ち、画像のカブリや高い残留電位が
解決される。
このようにして解決し得た点について本発明者等は未だ
十分に解明していないが、酸素が上述したダングリング
ボンド′v!:@用元素になっているものと考える。
十分に解明していないが、酸素が上述したダングリング
ボンド′v!:@用元素になっているものと考える。
第2の層領域(5b)に酸素を含有させるに当たっては
、種々の薄膜生成手段に用いられる原料ガスに酸素ガス
(0□)、または、C01C02、N01N20、NO
□等の酸素元素含有ガスを含有すればよく、或いは上述
の範囲内で膜中に含有されるのであれば、不純物として
不可避的に含有されたものであってもよい。
、種々の薄膜生成手段に用いられる原料ガスに酸素ガス
(0□)、または、C01C02、N01N20、NO
□等の酸素元素含有ガスを含有すればよく、或いは上述
の範囲内で膜中に含有されるのであれば、不純物として
不可避的に含有されたものであってもよい。
上記の如き光導電性a−5iC層(5)の厚みは、少な
くとも5μm以上あればよく、これによって表面電位が
200v以上となり、更に画像の分解能及び画像流れが
生じない範囲内でその上限が適宜選ばれており、本発明
者等の実験によれば、5乃至100 μm、好適には1
0乃至50μmの範囲内に設定するとよい。
くとも5μm以上あればよく、これによって表面電位が
200v以上となり、更に画像の分解能及び画像流れが
生じない範囲内でその上限が適宜選ばれており、本発明
者等の実験によれば、5乃至100 μm、好適には1
0乃至50μmの範囲内に設定するとよい。
また、第1の層領域(5a)の厚みは0.05乃至10
μm、好適には0.1乃至5μmの範囲内に設定すると
よく、この範囲内であれば残留電位を有利に低下させる
ことができ、一方、第2の層領域(5b)の厚みは5乃
至100μm、好適には10乃至50μmの範囲内に設
定するとよく、この範囲内であれば表面電位及び光感度
の改善効果に優れる。
μm、好適には0.1乃至5μmの範囲内に設定すると
よく、この範囲内であれば残留電位を有利に低下させる
ことができ、一方、第2の層領域(5b)の厚みは5乃
至100μm、好適には10乃至50μmの範囲内に設
定するとよく、この範囲内であれば表面電位及び光感度
の改善効果に優れる。
かくして本発明の電子写真感光体によれば、実質上光導
電性a−3iC層から成り、その層内部に■a族元素及
び酸素を所定の範囲内で含有させることにより表面電位
及び光感度などの電子写真特性が改善される。
電性a−3iC層から成り、その層内部に■a族元素及
び酸素を所定の範囲内で含有させることにより表面電位
及び光感度などの電子写真特性が改善される。
また、本発明の電子写真感光体については、a−3iC
層(5)の炭素含有量を層厚方向に亘って変化させても
よく、例えば第3図乃至第7図に示す通りにしてもよい
。
層(5)の炭素含有量を層厚方向に亘って変化させても
よく、例えば第3図乃至第7図に示す通りにしてもよい
。
これらの図において、横軸はa−3iC層(5)の層厚
方向を示し、aは基板(1)との界面、bは第1の層領
域(5a)と第2の層領域(5b)の界面、Cは感光体
表面であり、また、縦軸は炭素含有量である。
方向を示し、aは基板(1)との界面、bは第1の層領
域(5a)と第2の層領域(5b)の界面、Cは感光体
表面であり、また、縦軸は炭素含有量である。
或いは、a−5iC層(5)のl1la族元素含有量を
例えば第8図乃至第11図に示す通りに層厚方向に亘っ
て変化させてもよい。
例えば第8図乃至第11図に示す通りに層厚方向に亘っ
て変化させてもよい。
更に本発明によれば、a−3iC層(5)の表面上に従
来周知の表面保護層を形成してもよい。この表面保護層
はそれ自体高絶縁性、高耐食性及び高硬度性を有するも
のであれば種々の材料を用いることができ、例えばポリ
イミド樹脂などの有機材料+ a −S iC+ S
iOz + S iO+ A 12031 S iC+
S l 3 N 4.a −S i+ a −S ]
: I+ 1a−3i:F、a−3i(’、:H,a
−3iC:Fなどの無機材料を用いることができる。
来周知の表面保護層を形成してもよい。この表面保護層
はそれ自体高絶縁性、高耐食性及び高硬度性を有するも
のであれば種々の材料を用いることができ、例えばポリ
イミド樹脂などの有機材料+ a −S iC+ S
iOz + S iO+ A 12031 S iC+
S l 3 N 4.a −S i+ a −S ]
: I+ 1a−3i:F、a−3i(’、:H,a
−3iC:Fなどの無機材料を用いることができる。
或いは基板(1)とa−3iC層(5)の間に従来周知
のキャリア注入阻止層を形成してもよく、この層には上
記表面保護層と同じ材料が用いられる。
のキャリア注入阻止層を形成してもよく、この層には上
記表面保護層と同じ材料が用いられる。
次に本発明の電子写真感光体の製法を述べる。
本発明に係るa−3iC層を形成する場合、グロー放電
分解法、イオンブレーティング法、反応性スパッタリン
グ法、真空蒸着法、CVD法などの薄膜生成技術を用い
ることができ、また、これに用いられる原料には固体、
液体、気体のいずれでもよい。例えばグロー放電分解法
に用いられる気体原料としてS IHa + S l□
Hb + S I 3 tl sなどのSi元素系ガス
、C14,、CzHz、CJ4.CzH6,C311e
などのC元素系ガスがあり、そして、lieガス、H2
ガス等をキャリアガスとして用いればよい。
分解法、イオンブレーティング法、反応性スパッタリン
グ法、真空蒸着法、CVD法などの薄膜生成技術を用い
ることができ、また、これに用いられる原料には固体、
液体、気体のいずれでもよい。例えばグロー放電分解法
に用いられる気体原料としてS IHa + S l□
Hb + S I 3 tl sなどのSi元素系ガス
、C14,、CzHz、CJ4.CzH6,C311e
などのC元素系ガスがあり、そして、lieガス、H2
ガス等をキャリアガスとして用いればよい。
本発明の電子写真感光体をグロー放電分解法により製作
する場合、Si元素系ガス及びアセチレン(C2H2)
ガスの混合ガスよりa−3iC層を形成させると著しく
大きな高速成膜性が達成できる点で望ましい。本発明者
等が繰り返し行った実験によれば、5IH4ガス及びC
211□ガスを用いた場合、5乃至20μm7時の成膜
速度が得られた。因にSiH4ガスとCしガスを用いて
a−3iC膜を生成した場合、その成膜速度は約0.3
乃至1μmノ時である。
する場合、Si元素系ガス及びアセチレン(C2H2)
ガスの混合ガスよりa−3iC層を形成させると著しく
大きな高速成膜性が達成できる点で望ましい。本発明者
等が繰り返し行った実験によれば、5IH4ガス及びC
211□ガスを用いた場合、5乃至20μm7時の成膜
速度が得られた。因にSiH4ガスとCしガスを用いて
a−3iC膜を生成した場合、その成膜速度は約0.3
乃至1μmノ時である。
次に本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放電
分解装置を第12図により説明する。
分解装置を第12図により説明する。
図中、第1.第2.第3.第4.第5.第6タンク(6
) (7)(8) (9) (10) (11)には、
それぞれSiH4,CJz、B21(6(It2ガス希
釈で0.2χ含有)、B2116(+12ガス希釈で3
8ppm含有)、l(2,Noガスが密封されており、
H□はキャリアガスとしても用いられる。これらのガス
は対応する第1.第2.第3.第4.第5.第6調整弁
(12) (13)(14) (15) (16) (
17)を開放することにより放出され、その流量がマス
フローコントローラ(18) (19) (20) (
21) (22) (23)により制御され、第1.第
23第3.第4、第5タンク(6) (7) (8)
(9) (to)からのガスは第1主管(24)へ、第
6タンク(11)からのNoガスは第2主管(25)へ
送られる。尚、(26) (27)は止め弁である。第
1主管(24)及び第2主管(25)を通じて流れるガ
スは反応管(28)へと送り込まれるが、この反応管(
28)の内部には容量結合型放電用電極(29)が設置
されており、それに印加される高周波電力は50w乃至
3Kwが、また、その周波数はI MHz乃至50 M
It zが適当である。反応管(28)の内部には、
アルミニウムから成る筒状の成膜用基板(30)が試料
゛保持台(31)の上に載置されており、この保持台(
31)はモーター(32)により回転駆動され、そして
、基板(30)は適当な加熱手段により約200乃至4
00℃、好適には約200乃至350℃の温度に均一に
加熱される。また、反応管(28)の内部はa−3iC
膜形成時に高度の真空状態(放電時のガス圧0.1乃至
2.0Torr )を必要とし、そのため反応管(28
)は回転ポンプ(33)と拡散ポンプ(34)に連結さ
れている。
) (7)(8) (9) (10) (11)には、
それぞれSiH4,CJz、B21(6(It2ガス希
釈で0.2χ含有)、B2116(+12ガス希釈で3
8ppm含有)、l(2,Noガスが密封されており、
H□はキャリアガスとしても用いられる。これらのガス
は対応する第1.第2.第3.第4.第5.第6調整弁
(12) (13)(14) (15) (16) (
17)を開放することにより放出され、その流量がマス
フローコントローラ(18) (19) (20) (
21) (22) (23)により制御され、第1.第
23第3.第4、第5タンク(6) (7) (8)
(9) (to)からのガスは第1主管(24)へ、第
6タンク(11)からのNoガスは第2主管(25)へ
送られる。尚、(26) (27)は止め弁である。第
1主管(24)及び第2主管(25)を通じて流れるガ
スは反応管(28)へと送り込まれるが、この反応管(
28)の内部には容量結合型放電用電極(29)が設置
されており、それに印加される高周波電力は50w乃至
3Kwが、また、その周波数はI MHz乃至50 M
It zが適当である。反応管(28)の内部には、
アルミニウムから成る筒状の成膜用基板(30)が試料
゛保持台(31)の上に載置されており、この保持台(
31)はモーター(32)により回転駆動され、そして
、基板(30)は適当な加熱手段により約200乃至4
00℃、好適には約200乃至350℃の温度に均一に
加熱される。また、反応管(28)の内部はa−3iC
膜形成時に高度の真空状態(放電時のガス圧0.1乃至
2.0Torr )を必要とし、そのため反応管(28
)は回転ポンプ(33)と拡散ポンプ(34)に連結さ
れている。
以上のように構成されたグロー放電分解装置において、
例えば、a−3iC膜(酸素、Bを含有する)を基板(
30)に形成する場合には、第1.第2.第3.第5調
整弁(12) (13) (14) (16)を開いて
5ill<、 C2H21B2116.112ガスを放
出し、第6調整弁(17)を開いてNoガスを放出する
。放出量はマスフローコントローラ(18) (19)
(20) (22) (23)により制御され、5t
Ht+C2+12. B2116. II□の混合ガス
は第1主管(24)を介して、また、Noガスは第2主
管(25)を介して反応管(28)へ流し込まれる。そ
して、反応管(28)の内部が0.1乃至2.0Tor
r程度の真空状態、基板温度が200乃至400°C1
容量型放電用電極(29)の高周波電力が50W乃至3
に−1また、周波数が1乃至50MHzに設定されてい
ることに相俟ってグロー放電が起こり、ガスが分解して
酸素及びBを含有したa−5iC膜が基板上に高速で形
成される。
例えば、a−3iC膜(酸素、Bを含有する)を基板(
30)に形成する場合には、第1.第2.第3.第5調
整弁(12) (13) (14) (16)を開いて
5ill<、 C2H21B2116.112ガスを放
出し、第6調整弁(17)を開いてNoガスを放出する
。放出量はマスフローコントローラ(18) (19)
(20) (22) (23)により制御され、5t
Ht+C2+12. B2116. II□の混合ガス
は第1主管(24)を介して、また、Noガスは第2主
管(25)を介して反応管(28)へ流し込まれる。そ
して、反応管(28)の内部が0.1乃至2.0Tor
r程度の真空状態、基板温度が200乃至400°C1
容量型放電用電極(29)の高周波電力が50W乃至3
に−1また、周波数が1乃至50MHzに設定されてい
ることに相俟ってグロー放電が起こり、ガスが分解して
酸素及びBを含有したa−5iC膜が基板上に高速で形
成される。
次に本発明の実施例を詳細に説明する。
(例1)
本例においては、第1表に示す条件によりアルミニウム
製基板(30)の上に光導電性a−3iC層を形成し、
その電子写真特性を測定した。但し、第1の層領域(5
a)を形成するに当たって、Noガスを導入し、この層
領域(5a)に酸素及び窒素を含有せしめ、これによっ
て基板(30)に対する膜の密着力を高めている。
製基板(30)の上に光導電性a−3iC層を形成し、
その電子写真特性を測定した。但し、第1の層領域(5
a)を形成するに当たって、Noガスを導入し、この層
領域(5a)に酸素及び窒素を含有せしめ、これによっ
て基板(30)に対する膜の密着力を高めている。
電子写真特性として表面電位、光感度及び残留電位を測
定したところ、下記の通りの結果が得られた。この測定
結果は+5.6kvのコロナチャージャで帯電させ、次
いで、分光された単色光(650nm)を感光体表面に
照射して求められた。
定したところ、下記の通りの結果が得られた。この測定
結果は+5.6kvのコロナチャージャで帯電させ、次
いで、分光された単色光(650nm)を感光体表面に
照射して求められた。
表面電位・・・−780■
光感度 ・・・ 0.45 cm2erg−’残留電位
(露光開始5秒後の値) ・・・35V また、第1の層領域及び第2の層領域のそれぞれの炭素
含有量(Si元素とC元素の合計含有量に対するC元素
含有比率)をXMA分析により求め、そして、各々の層
領域のB含有量及び酸素含有量を二次イオン質量分析に
より求めたところ、下記の通りの結果が得られた。
(露光開始5秒後の値) ・・・35V また、第1の層領域及び第2の層領域のそれぞれの炭素
含有量(Si元素とC元素の合計含有量に対するC元素
含有比率)をXMA分析により求め、そして、各々の層
領域のB含有量及び酸素含有量を二次イオン質量分析に
より求めたところ、下記の通りの結果が得られた。
第1の層領域
炭素含有量・・・23原子%
B含有量・・−−1l100pp
酸素含有量・・・0.5原子%
第2の層領域
炭素含を量・・・18原子%
B含有量・・・・200ppm
酸素含有量・・・5×10″2原子%
(例2)
本例においては、(例1)の電子写真感光体を製作する
に当たって、第6タンク(11)にNoガスに代わって
0゜ガスが密封されたタンクを用いて、第2表に示す条
件により電子写真感光体を製作した。そして、その感光
体の電子写真特性は下記の通りとなった。
に当たって、第6タンク(11)にNoガスに代わって
0゜ガスが密封されたタンクを用いて、第2表に示す条
件により電子写真感光体を製作した。そして、その感光
体の電子写真特性は下記の通りとなった。
表面電位・・・−790V
光感度・・・・0.43cm2erg−’残留電位・・
・38 〔以下余白〕 また、各々の層領域の炭素含有量、B含有量並びに酸素
含有量を測定したところ、下記の通りの、結果が得られ
た。
・38 〔以下余白〕 また、各々の層領域の炭素含有量、B含有量並びに酸素
含有量を測定したところ、下記の通りの、結果が得られ
た。
第1の層領域
炭素含有量・・・23原子%
B含有量・・−−1l100pp
酸素含有量・・・0.8原子%
第2の層領域
炭素含有量・・・18原子%
B含有量・・・・200ppm
酸素含有量・・・8 Xl0−2原子%(例3)
(例2)のなかで第2の層領域に含有されでいる酸素、
B及び炭素の含有量を変えた場合、これによって得られ
た各種感光体の画質評価を行ったところ、第3表に示す
通りの結果が得られた。
B及び炭素の含有量を変えた場合、これによって得られ
た各種感光体の画質評価を行ったところ、第3表に示す
通りの結果が得られた。
同表中、画質評価は三段階に区分されており、◎印は画
像濃度が高く、しかも高光感度で且つカブリが全く生し
なかった場合であり、○印は光感度及び画像濃度の点で
上記評価より劣り、しかも、カブリが若干化じるが、い
ずれも実用上支障がない位の画質の場合であり、×印は
光感度、画像濃度、カブリのいずれの点についても劣っ
ている場合を示す。
像濃度が高く、しかも高光感度で且つカブリが全く生し
なかった場合であり、○印は光感度及び画像濃度の点で
上記評価より劣り、しかも、カブリが若干化じるが、い
ずれも実用上支障がない位の画質の場合であり、×印は
光感度、画像濃度、カブリのいずれの点についても劣っ
ている場合を示す。
第3表より明らかな通り、本発明の感光体B乃至E並び
に11乃至しは優れた光感度及び画像濃度が得られ、し
かも、カブリが顕著に低減化された或いは全(ないこと
が判った。
に11乃至しは優れた光感度及び画像濃度が得られ、し
かも、カブリが顕著に低減化された或いは全(ないこと
が判った。
然るに、感光体Aは酸素含有量が少なく、感光体Fは酸
素含有量が多く、また、感光体Gについては第2の層領
域のB含有量が第1のN領域に比べて多く、そのため、
いずれの感光体も画像濃度が低く、しかも、光感度に劣
り、画像にカブリが生じた。
素含有量が多く、また、感光体Gについては第2の層領
域のB含有量が第1のN領域に比べて多く、そのため、
いずれの感光体も画像濃度が低く、しかも、光感度に劣
り、画像にカブリが生じた。
以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、全層に
亘って光導電性を有するa−5iCが高い暗抵抗率とな
り、且つ光感度特性にも優れていることによって実質上
表面保護層及びキャリア注入阻止層を不要とすることが
でき、その結果、光導電性a−3iC層から成る電子写
真感光体が提供できた。
亘って光導電性を有するa−5iCが高い暗抵抗率とな
り、且つ光感度特性にも優れていることによって実質上
表面保護層及びキャリア注入阻止層を不要とすることが
でき、その結果、光導電性a−3iC層から成る電子写
真感光体が提供できた。
また本発明の電子写真感光体によれば、所定量の酸素を
含有させることによって光感度が向上し、更に電子写真
特性全般に亘って改善され、その結果、−段と高性能な
電子写真感光体が提供できる。
含有させることによって光感度が向上し、更に電子写真
特性全般に亘って改善され、その結果、−段と高性能な
電子写真感光体が提供できる。
更に本発明の電子写真感光体によれば、層厚方向に亘っ
てnla族元素の含有量を変えることによって表面電位
を向上させると共に光感度特性を高め、且つ残留電位を
顕著に小さくすることができ、その結果、格段に高性能
な電子写真感光体が提供できる。
てnla族元素の含有量を変えることによって表面電位
を向上させると共に光感度特性を高め、且つ残留電位を
顕著に小さくすることができ、その結果、格段に高性能
な電子写真感光体が提供できる。
また、本発明によれば、正極性に有利に帯電することが
できる正極性用電子写真感光体が提供される。
できる正極性用電子写真感光体が提供される。
本発明の電子写真感光体によれば、それ自体で帯電能及
び耐環境性に優れていることから、特に保護層を設ける
必要がなく、例えばコロナ放電による被曝或いは現像剤
の樹脂成分の感光体表面へのフィルミング等によって表
面が劣化した場合、その劣化した表面を研摩剤等で研摩
再生を繰り返し行ってもその研摩量において制限を受け
ずに感光体の初期特性を維持することができ、それによ
って初jtJ]4こおける良好な画像を長期に亘り安定
して供給することが可能となる。
び耐環境性に優れていることから、特に保護層を設ける
必要がなく、例えばコロナ放電による被曝或いは現像剤
の樹脂成分の感光体表面へのフィルミング等によって表
面が劣化した場合、その劣化した表面を研摩剤等で研摩
再生を繰り返し行ってもその研摩量において制限を受け
ずに感光体の初期特性を維持することができ、それによ
って初jtJ]4こおける良好な画像を長期に亘り安定
して供給することが可能となる。
更に、従来のa−3i悪感光を長期間に亘って使用した
場合にはコロナ放電に伴って感光体表面の局所的な放電
破壊が発生し易くなり、これに起因して画像に斑点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、a−3i
の誘電率がε−12であるのに対してa−3iCはε−
7と約半分程度であるために帯電能に優れており、これ
により、表面電位を高くしても何ら上記の放電破壊が発
生しな(なり、その結果、高品質且つ高信頼性の電子写
真感光体が提供される。
場合にはコロナ放電に伴って感光体表面の局所的な放電
破壊が発生し易くなり、これに起因して画像に斑点が生
じるという問題があったが、本発明によれば、a−3i
の誘電率がε−12であるのに対してa−3iCはε−
7と約半分程度であるために帯電能に優れており、これ
により、表面電位を高くしても何ら上記の放電破壊が発
生しな(なり、その結果、高品質且つ高信頼性の電子写
真感光体が提供される。
更に本発明の電子写真感光体を従来のa−3i悪感光と
比較した場合、このとSi感光体の問題点として耐湿性
に劣っているので画像流れが生じ易く、また、帯電能に
劣っているのでゴースト現象が発生するが、これを解決
するためにa−5i悪感光の使用時にヒータを用いてそ
の感光体を加熱し、その発生を防止している。これに対
して本発明の電子写真感光体は耐湿性且つ帯電能に優れ
ているために上記のようにヒータを用いて使用する必要
はないという利点がある。
比較した場合、このとSi感光体の問題点として耐湿性
に劣っているので画像流れが生じ易く、また、帯電能に
劣っているのでゴースト現象が発生するが、これを解決
するためにa−5i悪感光の使用時にヒータを用いてそ
の感光体を加熱し、その発生を防止している。これに対
して本発明の電子写真感光体は耐湿性且つ帯電能に優れ
ているために上記のようにヒータを用いて使用する必要
はないという利点がある。
また、本発明の電子写真感光体はa−5i悪感光と比べ
て炭素の含有量を変えるだけで幅広い分光感度特性(ピ
ーク600〜700nm )が得られると共に光感度自
体を増大させることができ、更に必要に応じて不純物元
素をドーピングすれば長波長側の増感も可能になるとい
う利点がある。
て炭素の含有量を変えるだけで幅広い分光感度特性(ピ
ーク600〜700nm )が得られると共に光感度自
体を増大させることができ、更に必要に応じて不純物元
素をドーピングすれば長波長側の増感も可能になるとい
う利点がある。
第1図は本発明の電子写真感光体の層構成を示す断面図
、第2図は従来の電子写真感光体の層構造を示す断面図
、また、第3図、第4図、第5図、第6図及び第7図は
本発明電子写真感光体の炭素含有量を示す線図、そして
、第8図、第9図、第10図及び第11図は本発明電子
写真感光体の周期律表第ma族元素含有量を示す線図、
第12図は実施例に用いられる容量結合型グロー放電分
解装置の説明図である。 ■・・・基板 5、・・・・光導電性アモルファスシリコンカーバイド
層 5a・・・第1の層領域 5b・・・第2の層領域 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 同 河村孝夫
、第2図は従来の電子写真感光体の層構造を示す断面図
、また、第3図、第4図、第5図、第6図及び第7図は
本発明電子写真感光体の炭素含有量を示す線図、そして
、第8図、第9図、第10図及び第11図は本発明電子
写真感光体の周期律表第ma族元素含有量を示す線図、
第12図は実施例に用いられる容量結合型グロー放電分
解装置の説明図である。 ■・・・基板 5、・・・・光導電性アモルファスシリコンカーバイド
層 5a・・・第1の層領域 5b・・・第2の層領域 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 同 河村孝夫
Claims (1)
- 基板上に光導電性アモルファスシリコンカーバイド層を
形成した電子写真感光体であって、前記アモルファスシ
リコンカーバイド層は少なくとも第1の層領域及び第2
の層領域を具備し、第1の層領域は第2の層領域より基
板側に配置され、第2の層領域に周期律表第IIIa族元
素を0.1乃至10,000ppm含有させると共に第
1の層領域に比べて少なく含まれ、更に第2の層領域に
酸素を5×10^−^5乃至1原子%含有させることを
特徴とする電子写真感光体。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10204888A JPH01271761A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 電子写真感光体 |
US07/336,891 US5106711A (en) | 1988-04-25 | 1989-04-12 | Electrophotographic sensitive member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10204888A JPH01271761A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01271761A true JPH01271761A (ja) | 1989-10-30 |
Family
ID=14316884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10204888A Pending JPH01271761A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01271761A (ja) |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10204888A patent/JPH01271761A/ja active Pending
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