JPH08184978A - 電子写真感光体及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体及び電子写真装置

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JPH08184978A
JPH08184978A JP32792994A JP32792994A JPH08184978A JP H08184978 A JPH08184978 A JP H08184978A JP 32792994 A JP32792994 A JP 32792994A JP 32792994 A JP32792994 A JP 32792994A JP H08184978 A JPH08184978 A JP H08184978A
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electrophotographic
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coating layer
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JP32792994A
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Kazuma Sato
一馬 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温低湿から高温高湿に至る全環境下で安定
した電位特性と画像特性を有する電子写真感光体及び電
子写真装置を提供する。 【構成】 導電性支持体上に中間層及び感光層をこの順
に有する電子写真感光体において、該中間層が、下記一
般式(1) (RO)m −X−An (1) (式中、XはZr、Ti、AlまたはSiを示し、Rは
アルキル基を示し、Aはアセチルアセトネート基または
置換アルキル基を示し、m及びnは整数でm+n≦4で
ある。)で示される有機金属化合物から生成される重合
物と、被覆層を有する硫酸バリウム微粒子からなる粉体
を含有し、かつ該被覆層を酸化スズで形成した電子写真
感光体及び電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体及びこの
感光体を用いた電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真感光体は基本的には支持体と支
持体上に形成された感光層とから成っている。しかし、
支持体の欠陥の被覆、感光層の塗工性向上、感光層と支
持体との接着性改良、感光層の電気的破壊に対する保
護、帯電性の向上、支持体から感光層への電荷注入性の
改良などのために感光層と支持体との間に中間層を設け
ることが有効である。したがって、電子写真感光体にお
ける中間層は被覆性、接着性、機械的強度、適当な導電
性と電気的バリア性などの多くの機能が要求される。
【0003】従来から中間層としては、以下のタイプの
ものが提案されている。 (i)導電性フィラーの含有しない樹脂薄膜。 (ii)導電性フィラーの含有した樹脂薄膜。 (iii)上記(ii)の薄膜の上に、上記(i)の薄膜を積
層したもの。
【0004】上記(i)の薄膜は導電性フィラーを含有
しないため膜の電気抵抗が高く、しかも支持体上の欠陥
を被覆するために膜厚を厚くしなければならない。その
ために、初期及び繰り返し使用時の残留電位が高くなる
という欠点を持っており、上記(i)の薄膜の実用化の
ためには支持体上の欠陥を小さくし、中間層の膜厚を非
常に薄くする必要がある。これまでにこの様な中間層と
して、金属アルコキシド(特開平3−73902号公
報、特開平4−36758号公報)等が報告されてい
る。
【0005】一方、上記(ii)及び(iii)の薄膜は、導
電性フィラーを分散することによって適当な導電性を付
与できる利点はあるが、導電性フィラーの分散性が悪い
と、中間層の抵抗や誘電率などの電気特性が変化し、電
位特性や画像特性に大きな影響を与える。また、フィラ
ーの分散性が悪いと、膜の表面平滑性が悪くなり、塗工
欠陥の原因になる。更に、フィラーの分散が悪いと支持
体との密着性や機械的強度も低下する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電性フィラー分散型の中間層を用いた電子写真感光体
では、温度、湿度などの環境依存性が大きく、低温低湿
から高温高湿下での全環境に対して常に安定した電位特
性及び画像特性を有する感光体を作成することが困難で
あった。例えば、中間層の抵抗の増大を招く低温低湿下
では、感光体を繰り返し使用した場合、中間層に電荷が
蓄積され残留電位及び明部電位が上昇した。一方、中間
層の抵抗低下を招く高温高湿下においては、中間層の電
気的バリア能が低下し、支持体からキャリア注入が加速
され、繰り返し使用時における暗部電位の低下が観測さ
れた。その結果、高温高湿下で画像濃度の低下が起こる
他に、反転現像を行う電子写真方式のプリンターの場合
は、画像に不要な黒点(黒ポチ)が発生したり、カブリ
を生じやすくなった。
【0007】このように、環境の変化によって感光体の
特性が変化してしまうのは、導電性フィラーの分散性が
悪いため、もしくは、樹脂中のイオン性不純物のためと
考えられる。すなわち、中間層内部における導電性フィ
ラーの分散性低下もしくはイオン性不純物によって局所
的な抵抗変化が生じ、そのために電位特性や画像特性が
環境変化に受け易くなるものと考えられる。
【0008】本発明の目的は低温低湿から高温高湿下に
至る全環境下に対して安定した電位特性と画像特性を有
する電子写真感光体を提供すること及びこの感光体を用
いた電子写真装置を提供することでる。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、導
電性支持体上に中間層及び感光層をこの順に有する電子
写真感光体において、該中間層が、下記一般式(1) (RO)m −X−An (1) (式中、XはZr、Ti、AlまたはSiを示し、Rは
アルキル基を示し、Aはアセチルアセトネート基または
置換アルキル基を示し、m及びnは整数でm+n≦4で
ある。)で示される有機金属化合物から生成される重合
物と、被覆層を有する硫酸バリウム微粒子からなる粉体
を含有し、かつ該被覆層を酸化スズで形成したことを特
徴とする電子写真感光体である。
【0010】また、本発明は、上記電子写真感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した該感光体に
対し像露光を行ない静電潜像を形成する像露光手段と、
静電潜像の形成された該感光体をトナーで現像する現像
手段とを有することを特徴とする電子写真装置である。
【0011】一般式(1)において、Rで示されるアル
キル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、n−
ブチル基、t−ブチル基などが挙げられ、Aで示される
置換アルキル基としてはアミノプロピル基、γ−グリシ
ドキシプロピル、γ−メルカプトプロピル基、γ−メタ
クリロキシプロピル基などが挙げられる。
【0012】本発明に用いる有機金属化合物は、イオン
性不純物が少ないため、性質の環境安定性が優れてい
る。また、前記有機金属化合物は、分散助剤としての性
質を有しており、フィラーの分散性が優れている。
【0013】本発明の電子写真感光体は、支持体上に支
持体側から順に中間層と感光層とを有する。中間層には
フィラーとして、導電性被覆層を有する硫酸バリウム微
粒子からなる粉体を含有する。
【0014】硫酸バリウム微粒子は、分散性が非常に優
れている。
【0015】本発明においては、硫酸バリウム微粒子に
導電性被覆層を設けることにより、フィラーとして適切
な比抵抗としている。被覆層としては酸化スズで形成さ
れた被覆層を使用する。被覆層を有する硫酸バリウムか
らなる粉体の比抵抗は0.1〜1000Ωcm、更には
1〜1000Ωcmが好ましい。
【0016】本発明において、粉体比抵抗は三菱油化製
の抵抗測定装置ロレスタAP(Loresta Ap)
を用いて測定した。測定対象の粉体は、500kg/c
2の圧力でかためてコイン状のサンプルとして上記測
定装置に装着した。
【0017】被覆層の被覆率は10〜80重量%、更に
は30〜60重量部が好ましい。被覆層の被覆率とは被
覆層を有する微粒子からなる粉体の重量に対する、この
粉体に使用されている被覆層の全重量の割合である。被
覆層を有する硫酸バリウム微粒子の平均粒径は0.05
〜1.0μm、更には0.07〜0.7μmが好まし
い。本発明において、微粒子の平均粒径は遠心沈降法に
より測定した値である。一般に、フィラーの平均粒径が
小さくなると、分散が難しくなり再凝集し易くなるが、
本発明で使用するフィラーは、分散性に優れるものであ
る。フィラーの含有量は、中間層に対して1.0〜90
重量%、更には5.0〜80重量%が好ましい。
【0018】被覆層には、必要に応じてフッ素あるいは
アンチモンを含有してもよい。フッ素あるいはアンチモ
ンを含有させることにより、被覆層の比抵抗を低下させ
ることができる。フッ素あるいはアンチモンを含有した
酸化スズの被覆層は、酸化スズの結晶格子にフッ素原子
あるいはアンチモン原子が取り込まれた固溶体である。
フッ素あるいはアンチモンの含有量は、被覆層に対して
0.01〜30重量%、更には0.1〜10重量%が好
ましい。
【0019】また、還元法により酸化スズの酸素を欠損
させることによっても、被覆層の比抵抗を低下させるこ
とができる。
【0020】中間層は、例えば浸漬あるいはマイヤーバ
ーなどによる溶剤塗布で形成することができる。
【0021】フィラーの分散性を向上させるために、フ
ィラー表面をカップリング剤(シランカップリング剤や
チタンカップリング剤など)あるいはシリコンオイルな
どの処理剤で処理してもよい。
【0022】中間層の厚みは0.1〜30μm、更には
0.2〜15μmが好ましい。また、中間層の体積抵抗
率は1013Ωcm以下、更には1012Ωcm以下10Ω
cm以上が好ましい。本発明において、体積抵抗率はア
ルミニウム板上に測定対象の中間層を塗布し、更にこの
中間層上に金の薄膜を形成して、アルミニウム板と金薄
膜の両電極間を流れる電流値を pAメーターで測定して
求めた。
【0023】中間層には、被覆層を有する硫酸バリウム
微粒子からなる粉体以外に、酸化亜鉛や酸化チタンなど
の粉体からなるフィラーを含有してもよい。更に、中間
層の表面性を高めるためにレベリング剤を添加してもよ
い。
【0024】本発明の感光層は単一層でもよいし、少な
くとも電荷発生層及び電荷輸送層で構成される積層構造
でもよい。
【0025】感光層が単一層の場合、電荷発生物質、電
荷輸送物質を同一層に含有して、同一層内で光キャリア
の生成及び移動を行う。
【0026】感光層が積層構造の場合、電荷発生物質を
含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送
層との積層順は、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層
の順でもよいし、その逆でもよい。
【0027】電荷発生物質としては、例えばアゾ系顔料
(例えばモノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾなど)、金属
及び無金属のフタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料
(例えばインジゴ、チオインジゴなど)、キノン系顔料
(例えばアントアントロン、ピレンキノンなど)、ペリ
レン系顔料(例えばペリレン酸無水物、ペリレン酸イミ
ドなど)、スクワリウム系色素、ピリリウム、チオピリ
リウム塩類、トリフェニルメタン系色素などが挙げられ
る。また、セレン、セレン−テルルあるいはアモルファ
スシリコンなどの無機材料も、電荷発生物質として使用
することができる。
【0028】電荷輸送物質としては、電子輸送物質と正
孔輸送物質がある。電子輸送物質と正孔輸送物質として
は、例えば2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,
4,5,7−テトラニトロフルオレノン、クロラニル、
テトラシアノキノジメタンなどが挙げられる。正孔輸送
物質としては、例えば多環芳香族化合物(例えばピレ
ン、アントラセンなど)、複素環化合物(例えばカルバ
ゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、チ
アゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、ピラゾリ
ン、チアジアゾール、トリアゾールなど)、ヒドラゾン
系化合物(例えばp−ジエチルアミノベンズアルデヒド
−N,N−ジフェニルヒドラゾン、N,N−ジフェニル
ヒドラジノ−3−メチリデン−9−エチルカルバゾール
など)、スチリル系化合物(例えばα−フェニル−4′
−N,N−ジアミノスチルベン、5−〔4−(ジ−p−
トリルアミノ)ベンジリデン〕−5H−ジベンゾ〔a,
d〕ジシクロヘプテンなど)、ベンジジン系化合物、ト
リアリールアミン系化合物などが挙げられる。
【0029】感光層が単一層の場合、感光層の厚みは5
〜100μmが好ましく、更には10〜60μmが好ま
しい。単一層の感光層には、電荷発生物質及び電荷輸送
物質を各々の10〜70重量%、更には20〜70重量
%含有するのが好ましい。
【0030】感光層が積層構造の場合、電荷発生層の厚
みは0.001〜5μm、更には0.05〜2μmが好
ましく、電荷輸送層の厚みは1〜40μm、更には10
〜30μmが好ましい。電荷発生層には、電荷発生物質
を10〜100重量%、更には40〜100重量%含有
するのが好ましい。電荷輸送層には、電荷輸送物質を2
0〜80重量%、更には30〜70重量%含有するのが
好ましい。
【0031】本発明の電子写真感光体は、感光層に使用
する材料を真空蒸着あるいは適当な結着樹脂と組み合わ
せて支持体上に成膜して得られる。
【0032】感光層の結着樹脂としては、例えばポリビ
ニルアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポ
リエステル、ポリ酢酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル、アクリル樹脂、セルロース系樹脂などが好ましく
用いられる。
【0033】感光層の材料の種類によっては中間層から
感光層にフリーキャリアが注入されることがあり、感光
体の帯電能が低下し、画像特性に大きな影響を及ぼす。
この様な場合には、必要に応じて中間層と感光層との間
に電気的バリア性を有するバリア層(例えば適当な樹脂
薄膜)を設けることによってこのフリーキャリアの注入
を効果的に抑制することができる。バリア層としては、
例えばポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリアクリル酸類、メチルセルロース、エチルセル
ロース、ポリグルタミン酸、カゼイン、でんぷんなどの
水溶性樹脂や、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリアミド酸、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リウレタンやポリグルタミン酸エステルなどの樹脂を用
いることができる。特に、塗工性、密着性、耐溶剤性及
び電気的バリア性、抵抗などの点でポリアミドがバリア
層として好ましい。ポリアミドとしては、溶液状態で塗
布できるような低結晶性もしくは非結晶性の共重合ナイ
ロンなどが適当である。バリア層の厚みは0.1〜2μ
mが好ましい。
【0034】本発明の電子写真感光体においては、感光
層上に保護層を設けてもよい。保護層は主に樹脂で構成
される。保護層を構成する材料としては、例えばポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリサルホン、ポリアリルエーテル、ポリ
アセタール、ナイロン、フェノール樹脂、アクリル樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリ
ル樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂などが挙げら
れる。保護層の膜厚は0.05〜15μm、更には1〜
10μmが好ましい。
【0035】支持体はアルミニウム、アルミニウム合
金、銅、チタン、ステンレスなどの金属や合金、また
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、フェノール樹脂、ポリプロピレン、ポリスチ
レンなどの高分子材料、更には、硬質紙などの材料を用
いて製造することができる。支持体の形状は、円筒状、
ベルト状あるいはシート状が好ましい。支持体を構成す
る材料の体積抵抗が高い場合には、導電処理をする必要
がある。導電処理は、支持体上に導電性薄膜を形成した
り、あるいは支持体内に導電性物質を分散させて行なう
ことができる。
【0036】本発明の電子写真感光体は、電子写真複写
機に利用されるだけでなく、レーザービームプリンタ
ー、CRTプリンター、LEDプリンター、液晶プリン
ター、ファクシミリ、レーザー製版などの電子写真応用
技術に広く用いることができる。
【0037】本発明による電子写真感光体は、低温低湿
から高温高湿に至る全環境下に対して、安定した電位特
性と良好な画像形成を実現することができる。
【0038】次に、本発明の電子写真感光体を備えた電
子写真装置について説明する。図1に本発明のドラム型
感光体を用いた転写式電子写真装置の概略構成を示し
た。図において、1は本発明のドラム型感光体であり、
軸1aを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動す
る。該感光体1はその回転過程で帯電手段2によりその
周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで
露光部3にて不図示の像露光手段により光像露光L(ス
リット露光あるいはレーザービーム走査露光など)を受
ける。これにより感光体周面に露光像に対応した静電潜
像が順次形成されていく。その静電潜像は、次いで現像
手段4でトナー現像され、そのトナー現像像が転写手段
5により不図示の給紙部から感光体1と転写手段5との
間に感光体1の回転と同期取りされて給送された記録材
Pの面に順次転写されていく。像転写を受けた記録材P
は感光体面から分離されて像定着手段8へ導入されて像
定着を受けて複写物(コピー)として機外へプリントア
ウトされる。像転写後の感光体1の表面はクリーニング
手段6にて転写残りトナーの除去を受けて清浄面化さ
れ、前露光手段7により除電処理がされて繰り返して像
形成に使用される。感光体1の均一帯電手段2としては
コロナ帯電装置が一般に広く使用されている。また、転
写装置5もコロナ転写手段が一般に広く使用されてい
る。電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、ク
リーニング手段などの構成要素のうち、複数のものを装
置ユニットとして一体に結合して構成し、このユニット
を装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。例え
ば、感光体1とクリーニング手段6とを一体化してひと
つの装置ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手
段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。このとき上記
の装置ユニットの方に帯電手段および/または現像手段
を伴って構成してもよい。また、光像露光Lは、電子写
真装置を複写機やプリンターとして使用する場合には、
原稿からの反射光や透過光を用いる、あるいは、原稿を
読み取り信号化し、この信号に従ってレーザービームを
走査したり、発光ダイオードアレイを駆動したり、また
は液晶シャッターアレイを駆動することなどにより行わ
れる。
【0039】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 (実施例1)酸化スズの被覆層を有する硫酸バリウム微
粒子からなる粉体(被覆率50重量%、粉体比抵抗70
0Ωcm)25重量部とテトラブトキシジルコニウム5
0部と、エチルアルコール300重量部とからなる溶液
を約15時間、ボールミルで分散した。この分散液に含
有するフィラーの平均粒径は、0.25μmであった。
【0040】このようにして調合した分散液を外径30
mm、長さ360mmのアルミニウムシリンダー(表面
の粗さRmax 5μm)上に浸漬法によって塗布し、14
0℃で30分間加熱硬化することにより、厚み10μm
の中間層を形成した。中間層のこの時の表面粗さRmax
を測定したところ0.5μmであった。尚、粗さRma x
はJIS B0601によるものである。
【0041】次に、オキシチタニウムフタロシアニン顔
料4重量部、ポリビニルブチラール樹脂(BX−1、積
水化学工業製)2重量部、シクロヘキサノン34重量部
からなる溶液をサンドミルで8時間分散した後、テトラ
ヒドロフラン60重量部を加えて電荷発生層用の分散液
を調合した。この分散液を上記の中間層の上に浸漬塗布
し、80℃で10分間加熱乾燥することにより、電荷発
生層を形成した。電荷発生層の膜厚は0.2μmであっ
た。
【0042】次いで、下記構造で示されるトリアリール
アミン化合物50重量部と、
【0043】
【化1】 ポリカーボネート樹脂(ユーピロン Z−200、三菱
瓦斯化学製)50重量部をモノクロルベンゼン400重
量部に溶解した溶液を、前記電荷発生層の上に浸漬塗布
し、120℃で1時間加熱乾燥して厚み20μmの電荷
輸送層を形成した。
【0044】このようにして作成した本発明の電子写真
感光体を、正現像の電子写真方式の複写機に装着して、
帯電−露光−現像−転写−クリーニングのプロセスを
0.8秒サイクルで繰り返した。この感光体について低
温低湿(15℃、15%RH)及び高温高湿(30℃、
85%RH)の環境下で電子写真特性を評価した。この
結果、この感光体は、表1に示すように低温低湿及び高
温高湿のどちらにおいても、暗部電位(VD )と明部電
位(VL )との間に大きな差を形成することができて十
分なコントラストを得ることができた。更に、連続して
10000枚の記録紙に画像を出したところ、いずれの
環境でも暗部電位及び明部電位のどちらもほとんど変化
せず、非常に優れた画質の画像も安定して得られた。
【0045】
【0046】(実施例2)中間層に用いる有機金属化合
物をトリブトキシジルコニウム−アセチルアセトネート
25重量部、及びγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン25重量部に代えた以外は実施例1と同様に
して感光体を作成した。
【0047】(実施例3)中間層に用いる有機金属化合
物をジプロポキシチタン−ビス(エチルアセチルアセテ
ート)50重量部に代えた以外は実施例1と同様にして
感光体を作成した。
【0048】(実施例4)中間層に用いる有機金属化合
物をジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)ア
ルミニウム35重量部、及びγ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン15重量部に代えた以外は実施例1と同様
にして感光体を作成した。
【0049】(実施例5)硫酸バリウム微粒子を、酸化
スズに対して10重量%のアンチモンを含有する酸化ス
ズ被覆層を有する硫酸バリウム粉体(被覆率50重量
%、粉体比抵抗500Ωcm)に代えた以外は実施例1
と同様にして感光体を作成した。
【0050】こうして作成した各電子写真感光体につい
て、実施例1と同様にして評価した。その結果、これら
の感光体は表2に示すように低温低湿及び高温高湿のど
ちらにおいても、暗部電位(VD )と明部電位(VL
との間に大きな差を形成することができた。更に連続し
て10000枚の記録紙に画像を出したところ、いずれ
の環境でも暗部電位と明部電位のどちらもほとんど変化
せず、非常に優れた画質の画像も安定して得られた。
【0051】
【0052】(比較例1)実施例1の中間層を、前記有
機金属化合物から生成される重合物のみからなる10μ
mの中間層に代え、その他は実施例1と同様にして電子
写真感光体を作成した。
【0053】このようにして作成した電子写真感光体に
ついて、実施例1と同様に評価した。その結果、比較例
では初期において残留電位が高く、暗部電位(VD )と
明部電位(VL )の間に十分な差を形成することができ
なかった。
【0054】
【0055】
【発明の効果】酸化スズにより被覆した導電性硫酸バリ
ウムと有機金属化合物から生成される中間層を用いるこ
とにより、高温高湿から低温低湿までの全環境におい
て、安定した画像形成を可能にする電子写真感光体を作
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置
の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
1 電子写真感光体 2 帯電手段 3 露光部 4 現像手段 5 転写手段 6 クリーニング手段 7 前露光手段 8 像定着手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に中間層及び感光層をこ
    の順に有する電子写真感光体において、該中間層が、下
    記一般式(1) (RO)m −X−An (1) (式中、XはZr、Ti、AlまたはSiを示し、Rは
    アルキル基を示し、Aはアセチルアセトネート基または
    置換アルキル基を示し、m及びnは整数でm+n≦4で
    ある。)で示される有機金属化合物から生成される重合
    物と、被覆層を有する硫酸バリウム微粒子からなる粉体
    を含有し、かつ該被覆層を酸化スズで形成したことを特
    徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】 前記被覆層がフッ素あるいはアンチモン
    を含有する請求項1記載の電子写真感光体。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電子写真感光体と、該感
    光体を帯電させる帯電手段と、帯電した該感光体に対し
    像露光を行ない静電潜像を形成する像露光手段と、静電
    潜像の形成された該感光体をトナーで現像する現像手段
    とを有することを特徴とする電子写真装置。
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