JPS59154455A - 電子写真用感光体およびその製造方法 - Google Patents

電子写真用感光体およびその製造方法

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JPS59154455A
JPS59154455A JP2796583A JP2796583A JPS59154455A JP S59154455 A JPS59154455 A JP S59154455A JP 2796583 A JP2796583 A JP 2796583A JP 2796583 A JP2796583 A JP 2796583A JP S59154455 A JPS59154455 A JP S59154455A
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silicon carbide
amorphous silicon
plasma
substrate
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JP2796583A
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Minoru Takamizawa
高見沢 稔
Yasushi Kobayashi
小林 泰史
Akira Hayashida
章 林田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • 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, 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

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 質シリコンカーバイドを主体とする材料を感恍性太面層
に有する電子写真用感光体およびその製造方法に関する
ものである。
電子馬具用感光体C二ついては、現在、その光伸電材料
としてSe,OdS、7、not,cどの*’J m 
負相やポリビニルカルバゾール、トリニトロフルオレノ
ンなどの有機相を使用したものが、汎用されている。し
かし、これら公知の光W電材別はいずれも未解決の問題
を含むものであり、例えばBe糸糸導導電材料は分光感
度が秀れているものの製造時の毒性が未解決とされてい
るほか、これには耐久性、熱時の結晶化時に暗抵抗率が
低一トするという欠点があり、CdS−ZnO  ζ二
ついてはこれ1うを14,を脂バインダー中(二分散さ
せてから、塗布、硬化という製造工程における塗布液の
d.ξ!i硬に間匙があるほか、このようにして得た光
導(4,層が耐湿劣化性をもち、その表面均一性C二も
難点があるという不利があり、CaS についてはさら
に間作−■−からの問題がある。また、上記した楢機竹
材(二は製造が容易であり、これから作られた光導電性
か可撓性であるという有利性があるけれども、これζ二
は耐ti1性、耐コロナ性、クリーニング性に欠けると
いう不利があり、さらC二は分光感度領域が狭く、それ
が短波長側に片寄っているという欠点があった。
そのため、この電子写真用感光体については、その光導
電層を非晶質シリコンで形成してなるものが1311発
され、これによれば水素、ホウ素、リンl「どのドーピ
ング剤の添加によって秀れた電気的、光学的特性をもち
、耐久性、耐溶剤性C−もfぐれ斧、毒性のl「い光導
電層をもつ感光1末fr”h得られるとされている(特
開昭54−781.35号公報、同54−99441号
公報、同54−155046号公報参照)。しかし、こ
れは空気中での発火性が強く、その取り扱いが廃棄ガス
処理の而からも問題であl)、しかも高価格であるシラ
ンガス(S IH<、 S i 2ト16)を始発杓と
するものであ4〕し、これにはまたこのシランガスのプ
ラズマ処理(二よる非晶aシリコンの析出速度が3〜5
λ7/秒とj1″く、したがって光導電11ilとして
必要な10μ以」−の膜厚を得るのに長時間が必労とさ
ft Z)という工業的な不利がある。
本発明の第1発明はこのような不利を解決した電子写真
用感光体に関するもので、これは光導電層を非晶質シリ
コンカーバイドを主体とする被覆ものとする で形成した感光表面層を有÷柚特徴とするものであり、
この第2発明は古ζ体を収納(7たプラズマ反応装置内
に、分子中C二SiX鯖合(Xはハロゲン原子または酸
素原子)を含冶ぜず、少なくとも1ケの三S 3. H
結合を有するげい素化合物、またはこのけい素化合物と
炭化水素化合物とを導入し、プラズマ気相沈積法で基体
上(二光導″1−Ll、層となる非、!i′i′1負の
シリコンカーバイド被覆層を形成させることを特徴とす
る電子′8真用感光体の装道力氾モ;ニイ系わるもので
ある。
これを説明すると、本発明者らはさきC二分子中i二S
 i X結合を含まない有機けい素化合物またはこの有
機けい素化合物と炭化水素化合物とをプラズマ気相沈積
法(以下CV’ D法と略記する〕で処理して基体」−
に非晶質シリコンカーバイド被覆をする方法を開発した
L Iei願昭57−228504号)が、このように
して形成させた非晶質シリコンカーバイド被膜について
の検討を行なったところ、これが1012ΩC11l以
4二の暗抵抗率を示すこと、このプラズマ処理に当って
上記したけし)素イ11合物−[■  ホウ素、リンな
どのドープ剤を添加すると2〜 電子写真用感光体とし又要求される明抵抗と暗抵抗の差
を3〜5桁≦二することかでさること、王たこの被膜が
知、子馬′真用感光体の光導電層とし゛C要求される耐
コrJナイオン性、耐溶剤性、耐光疲労性、耐湿性、耐
熱性、ll■摩耗性、クリーニング性なとに非常にすぐ
れた特性を示すものであることを見出して、本発明を完
成させた。
本発明の第1発明による電子−1う真相感光体は例えば
第1図、第2図【二示されでいる。−)なわら、この感
光体1トま第1図にン]〈シたようにステンレススチー
ル、アルミニウム、煩司、りに1ム、モリフ′デン、金
、イリジウム、チタン、白金などの金属またはそれらの
合金などの阜体2のうえに、プラズマCVD法で非晶贋
シリコンカーバイド被膜3を設けたものであるが、これ
はまた第2図に示したようにこのシリコンカーバイド被
膜層8の上にさらに導電処理をした合成樹脂フィルム、
シート、ガラス、セラミックス層4を設けたヰ)のであ
ってもよい。
この基体2およびこれに非晶質シリコンカーバイド被膜
3を設けた感光体1のフ+β状は信急とされるが、これ
らは通常円筒状、ベルト状、板状などとされる。このw
体2の上C二形成さtr、る光導電1′Mとなる非晶質
シリコンカーバイド被膜層は後述す<)プラズマCV 
D法ににって作られろが、この光導fit・1層の1)
;1抵抗率値を電子写真用感光体として要求されるイ1
1′Iどする/こめにはこの非晶質シリコンカーバイド
中に水素を含面させることがよく、この水素のhlにつ
いては理論的な裏イ」けは必ずしも明碍でないけれども
5〜40原子%とすればよいが、この水素hiはこのシ
リコンカーバイド被膜を形成させるためのけい素化合物
の種類、プラズマ発生条件などで容易に制御することが
できる。
また、この電子写真用感光体はその光導電層となる非晶
質シリコンカーバイド中を形成させるときに、その原料
となるけい素化合物C二このシリコンカーバイド層をn
型またはp型とするための不純物を添加しておけば、そ
の伝、i51iを任意に制御することができるので、こ
れによればこの感光体に静電イ8を形成させる際の帯電
を■、○のいずれにも任意に設定することができるとい
う利点が与えられる。
」−記した本発明の電子fLi−真用感光体jオ本発明
の第2発明である以下に述べる方法で装スサ)◇ことが
できる。
すなわち、本発明の方法はその分子中にSIX結合を有
しないが三S 〕、 H結合糸を冶するけい素化合物を
ガス状で反応装置内に導入し、このプラズマCV D処
理によって反応装置内に収納した基体上l1非晶質のシ
リコンカーバイドを被覆させるものであり、これC−よ
れば容易に」−記1ッた本発明の感光体を得ることがで
きる。
この方法でプラズマ反応装置内に収納される基体は本発
明の感光体を構成する前記した金属または合金などから
なるものとすればよい。また、この反応に使用されるけ
い素化合物はこれが反応装置内にガス状で導入されるも
のであることから種発生のものとされるが、これはその
分子中(二Sコx基を含んでいると分解性がわるくなる
のでこれは含まないものとする必要があり、さらC二は
このプラズマc V D 71.によるシリコンカーバ
イドの生成反応を望ましい速度と−イーるということか
ら:ESiH基を少なくとも1−f含むものとする必要
がある。
これらのけい素化合物は例えば一般式 R2n+281r□(ここにRは水素原子またはメチル
基、エチル尽、プロピル払、フェニル是、ビニル基から
遊ばれる1価炭化水素法、nは1〜4の正数)で示され
るシランまたはポリシラン類、および一般式     
  F( □ R3b 1 +  Rys 1 へ RF( (ここにRは前記Cニーじ、R1はメチレン哉まだはフ
ェニレン基、mは1〜2の正数)で示されるシルフェニ
レン化合物またはシルフェニレン化合物あるいはrl−
分子中l二この両者の主骨格をもつ化合物などがあげら
れる。このけい素化合物としては次式: 5if−14
、CH35in3.  (CH3)2SiH2、(Cj
(3ン 、  5II(、(C21(5)2Sコ H2
−C3H6ε蜀 H3、C、H2−= C)!斜!a、
S]  FT□ 、   C6)1.E1] )(3、
S121(6、CH3CH3CE(3C130H3CH
3111l11 )(!:EI    Sコ −SL    ’    
、 H−8i −8i −4;i−H,111l1l CH3CE(3CH3C)(3ト−I    C03C
)(3C■(3 1 CH3C1−13C馬 1         1          1CI(
3C1−■3CT(3 CH、CH3CH3CH。
0)13C)(3C113 111 i1−8i−CT(2’i;i   5l−I(I(1
11 CH3CH3CH3 で示されるシラン、ポリシランが例示され、これらr・
まその1科または2種かあるいは2錘以上の混合物とし
て使用されるが、これC二ついてはメチルポリシラン類
を350℃以上の温度で熱分解させて得られるメチルハ
イドロジエンシラン類、直仄法によるメチルシラン製造
時f二副生するメチルクロロジシラン類の還元によって
得られるメチルハイドロジエンシラン類が好ましいもの
とされる。
なお、これらのけい素化合物はプラズマ処理f二よって
非晶質のシリコンカーバイドとなるが、このけい素化合
物が’E SiH結合を多量C1含むものであるとこの
シリコンカーバイドが非晶質のシリコンを含むものとな
るので、この場合にはけい素化合物にメタン、エタン、
プロパン、エチレン、アセチレン、ベンゼン、トルエン
などの炭化水素化合物を添加すれはよく、これfニーよ
ればシ11コン分の少ないシリコンカーバイドを得るこ
とができ2)。
本発明の方法は俵体物′員を収納したプラズマ反応器内
を減圧としたのち、ここf二手記したけい素化合物また
はこれと炭化水素化合物とをガス状で導入し、一定圧力
としCから電圧を印加して器内にプラズマを発生させる
ことによって行なわれるが、これらは必要に応じ、ヘリ
ウム、水素、アルゴン、W、a Mミ「どのキャリ八・
−ガスl二個−流さ・せて反応器内〔二導入してもよく
、このキャリヤーガスの使用はプラズマの安定化と)(
I−このプラズマに」;つて生成するシリコンカーバイ
ド被膜の組成の安定化と物性向上をもたらTという効用
を与えるので好ましいものとされる。
このプラズマを発生させる【二は、反応装置内を10ト
ル以下、好ましくは0.05〜1トルのガスIF下とし
たのち、装置内C1説けられている電極f二10 KH
z〜100MI(z 、 10 ’W〜1.00 K、
WのI’::(’h’、’l 7+各H7j・力を、印
加才れtよよいが、この竜イ・狛ま外部で1磯、極とし
7てもよい。また、この装置内には予じめ’、!JL 
)li・3牙するべき基体物質が収納されるが、この)
4一体杓負十、C−プラズマ処理、で生成したシリコン
カーバイド被l1位として被着させるためにはこれを加
熱t、−Cおくことがよく、これには例えば基体物質を
通弗、加熱するか、あるいはこれをプラズマ発生相の−
y′−ス側市[極−Lに置きこの電極を加熱するよう(
−し7て、これを50〜500℃、さらにトま10(+
−400”C程+4Jc保持す2)よう+=t、hばよ
い。
つJ″、言二本発明の方法を添付の図面にも1どづいて
説明−↑るが、・:+’p、 3図はバッチ式で基体を
処理イーる方法を小しグにものであり、このプラズマ反
応器111−はその内部l二人刃側電極12とアース電
極13が設置されており、これは系外の真至ホンブ14
によってトラップ15を経て10トル以−)の識斤下に
保I、1され、この系内の真空度はセンサー16にょっ
−Cビラニー真空M117に記録される。
基体18はアース電Th13のト(二あり、これは外部
のヒーター′市源19(ユよっ゛C加熱されるアース電
極13からの伝熱で所定温10(二保持される。、二の
入力側′電極121−高周波竜源20から1(う:力が
印加され、系[7′−1に低温プラズマがニル生5柱て
いイ]状態C二なったとき、容器21からmjX<計2
2、吐出口23をなfて系内l二けい素化合物が棉人さ
れる。−1このけい素化合物1jこの截温プラズマによ
って非晶質のシリコンカーバイドとl「す、これが糸体
」二に皮脱とLで被着さJl、イ〕が、この(けい素化
合物に炭化水5(iI合!1ネイを2M!合するとさ、
さらにこ八、をキャリヤーガスで搬送゛するときにはこ
れらな8器24.26からi”Je 稙#I’ 25.
27を糸−6てンrNf、入さセるように才牙]7ばよ
い。4「お1、二の場合f二おいて法体」二f二形成さ
れるシリコンカーバイド被膜ζ二水素ガスを吸烏jさせ
るとき、またこれをrlを、J〕ハ弓の感剤性とするた
めには、この1−1−い素化合物に所定量のH2ガス、
n型または1′少のドープ剤?添加すればよく、これ【
二よれば基体上に非晶質シリコンカーバイドを主体とす
る光導電層を5へ一100大/秒の成長速度で形成させ
ることができる。
つぎC二本発明の実施例をあげるが、例中におけるkA
e、はメチル基、■1はビニル基を示したものである。
実施例1 表面を充分清浄化した厚さ1市、長さ100 mm、i
]5 Q runのアルミニウム基板を第3図【1示し
たプラズマ反応装置内のアース電極上l二固定し、下部
ヒーターで200℃に加熱した。
ついで、この装置内を真空排気して内圧が0.05トル
f二なったときに系内f二水素/アルゴン−1/4(容
Ed比)の混合ガスをキャリヤーガスとして導入して系
内の圧力を0.2トルとしてから、M e   M e を導入【7て内圧を035トルに保持し、入力端外極に
13.56 Muz 、ちOWの高周波電力を印加して
系内にプラズマを発生させた。このプラズマによりテト
ラメチルジシランは分解され、この反応を8時間継続し
たところ、非晶質のシリコンカーバイドが厚さ20μで
被着されたμ;体が得られた。
つぎ(二、この乃体を取り出して、これに暗中で5.5
0(IVの電圧を印加してその表面l二〇コロナ放電を
行なわせたのち、これに15 lux・秒の露光1片で
画像露光を行なってここ(1静電像を形成させ、これを
カスケード法で■荷電されたトナーl二よって現像し、
紙への転写、定着を行なったところ、極めて解像力の高
い鮮明な画像がイ8られた。
なお、水晶についてこの画像形成を繰り返し7行なって
その耐久性についての試験を行なったところ、2万枚目
の画像も初めのものと同様(二色゛l明であり、この光
導電層が耐溶剤性、耐コロナイオン↑ノ1、簡1 /1
i+ If、(べに著しくイ゛ぐれたものであることが
面1j、(シさ2t]、プこ。
実施例2 実施例1(二おけるテトラメチルジシランの代わりにジ
ノチルシランI Me2SiH2Jを使用して、前例同
様C二処理し、10時間のプラズマCVD処理をj′j
なったところ、アルミニウム基板に約20μの厚さで非
晶質シリコンカーバイドの被覆をすることができた。
つぎに、これにOコロナ放電を行なったのち、露光、ト
ナー現像、転写、定着したところ鮮明な画像力疎7られ
、これは2万枚以上の耐久性を示した。
また、これl二暗中で■コロナ放電を行ない、1511
1X・秒のつY、 、iilで露光して静電画像を形成
させ、○荷電されたトナー【二よって現像し、転写、定
着したところ、この場合C二も鮮明な画像が得られた。
実施例3〜8 実施例1と同じ装置を使用し、原料ガス、キャリヤーガ
スの種類、it、基板のl工!i曳、プラズマ発生条件
を変えてプラズマCVD処理を杓ない、得られた電子写
真用感光体f二ついての電子ち一頁軽性をしらべたとこ
ろ、第1表に示したとおりの結果が得られた。
、見 定めてから装置内を0,1トル王で)J1気し、キャリ
ヤーガスを導入し7て0.15 )ルとしたのち、反応
ガスを導入して反応さ−1−1−110時間後の膜厚を
測定して算出したものである。
フ、(施例 9 実施例1と同じ装置に、アルミニウム基板をセットシ、
こ第1を250℃に加熱してから、この装置内を0.0
5 +ルに排気し、ついでここ+:i(2/Af−1:
I  (容ijX比)の1昆合ガスを碑、入して系内を
03トルとしノtのち、5XlO’容石%のb 2 H
6を含有−4゛るデトラメチルジ′シランを導入して系
内を0.15 トルとした[。
っぎC−1人カイ1111電極に13.561H律、3
0 V7の高周波電力を印加して系内lニプラズマを5
′i生さ・jj、101124間反応全反応させてアル
ミニウム裁板I−に約25/lのj早さの非晶aシリコ
ンカーバイドを被、i+′Iさせた。
この上うl二して得た感光体は暗抵抗が1012Ω・(
2)であるのに対し、明抵抗が1080・cmテアリ、
これに暗中で6,0OOVの電圧でθコロナ放i・、を
行ない、151LIX・秒の露光量で静電if!iI像
を形成さ→±、ffスケート法により■荷電されたトナ
ーで棉像し、転写、定]、たところ、鮮明なii!+j
像をJjえ、これは耐久性も2万枚月、士であつ1こ。
マ&、これ(二ついて6,0OOVで○コ「1す放電を
行ない、15iux・秒の露光iンで静電1IIll像
を形成させ、カスケード法によって○荷電されたトナー
で現像し、転与、定着したところ、この#)合も鮮明な
画像が得られたので、このものは帯電特性に対する依存
性がなく、両極性感光体の特性をもつものであることが
判った。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はいずれも本発明の電子耳真用感光体の
縦断lfi図を示したものであり、第3図は本発明方法
を実施する装置の縦断面図を示したものである。 J・・・ 感光体、   2・・・ 2k  体、3・
・・ 非晶質シリコンカーバイド被覆、4・・・ 後処
理層、 11・・・プラズマ反応器、12・・・入力側
電極、13・・・アース電極、14・・・ 真草ポ′ン
ブ、  18・・・ 基体、19・・・ ヒーター、 
20・・・高周波電飾、2+、24.26・・・容器。 出願人 侶越化学工業株式会行 1旨−7−1゛ 丁・ 糸”r−C’f’由tfi   1↓:’11f
(j’ll 58 ’13II 22  m11十i−
1”j  ・′) 表 ・」・昭和58年特許1(□l
、第27965号2、発明の名称 電子も真用感光体およびその製造方法 3、rlMを)る者 °預′1と(・、jl、jl録 !+:j許出願人出願
人名称20G)仁航化学工Y−昧式会ト)・1代J甲 
人 () 所 〒1034+□7.ミ部中央区I−I木(,
5本町4」11≦)感地ノ)、llヒ+l 〔1f話東
1.i (270) O858,0859:16  ネ
山 11  ・″)  歳] “′父明細トンにおける
[発明の詳細な説明の翻]7  r山 +l  、’)
 内 、ギl) 明細(貫電2員12イ]のrmrm化
晶化時1を「結晶化による」ど袖t1−4する。 2) 明細t:第6頁7行の「合金んC1どの基体2」
を1合金またはその人ii++h風粘υ、処珪された電
気絶縁体−例えば合成樹脂フィルム−シー トーガラス
ーセラミックー紙などのん体2−1と補止する。 3) 明細書第6011〜12行の[−2d電処」11
1をし1.た・・・・セラミツゲス層4」を「表囲破預
層4」と補正する。 4) 曲屈1書第7L″118行の「えられる。」のあ
と(二つぎの文を−1を挿入する。 [なお、この非晶′凸シリコンカーバイド層を1)型と
」−るζ二は周(す1律RIll b族jii (B 
−At、(la)の化合物の添加、I]ヤJとするには
周期律表vb族元素(N−P−As −:;b ) o
>化合′窃の添加なすればよいが、こオロ−は涌1,1
〜pノ(勺の場合はB10.、1.z°]、0−’〜1
0”原子係−rr J(りの場合には1)H3を10−
5〜1o−8原子%1元仕せるJ二つ(−(ればよい、
31′5) 明#jii得第9Fよ11行の1メチレン
ツ、1」のあとに[−1f−ヂレン八」を挿入する。 6) 明細jI)第12員1行の「シリコノ」を「非晶
υIvリロン」と補正する。 7) 明細−】第12貞2行−12行−明細1ジ1第1
7頁4〜5行および明細=第14員15行の1−シリ−
7ンカーバイド」をI)[、晶’tり・ノリコンカーバ
イド」と7山正する。 8) 明細書第12自6行の「′屯1−J−1を「直7
1nまたは交流の′眼圧」と?+44正する。 9) 明細f:第12頁9行の「−窒素」を削除する。 1、0 )  明細書第14以16ねおよび18行のf
p)曽−1な「p型−1と袖IFする。 11)  明細占第15’)耳2行の「5〜100」を
1−5〜10」と補正する。 12) 明細1ジ1第17頁17行の[−こσ) iJ
i々合(二も・・・得られた。」を[(→ロロナ放屯の
jj、’、台と比較してL!u j*のハ1明さに低下
が見られた。−1と補止する。 13) 明*l11占第19負の第1kをか1紙のとお
りに補止する。 14)  明1llIIl占第21貞7打の1();電
特性−1を「帯電極性」と補正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 を特徴とする電子写真用感光体 2 基体を収納したプラズマ反応装置内に、分子中(二
    SiX結合(又はハロゲンj皇子または酸素原子)を含
    有せず、少なくとも1ケの=SiH結合を有するけい素
    化合物またはこのけい素化合物と炭化yJ<素化合物と
    を導入し、プラズマ気相沈積法で基体−1−に光導電層
    となる非晶γlのシリコンカーバイド被覆層を形成させ
    ることを4に徴とする電子写真用感光体の製造方法
JP2796583A 1983-02-22 1983-02-22 電子写真用感光体およびその製造方法 Pending JPS59154455A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4912008A (en) * 1985-01-09 1990-03-27 Hitachi, Ltd. Method of annealing electrophotographic photosensitive device
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