JPS61177467A - 光導電部材 - Google Patents
光導電部材Info
- Publication number
- JPS61177467A JPS61177467A JP60019415A JP1941585A JPS61177467A JP S61177467 A JPS61177467 A JP S61177467A JP 60019415 A JP60019415 A JP 60019415A JP 1941585 A JP1941585 A JP 1941585A JP S61177467 A JPS61177467 A JP S61177467A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- layer
- group
- photoconductive
- laminated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Light Receiving Elements (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、光(この明細書において、光とは、紫外領域
からγ線領域にわたる電磁波をいう。)に感応性のある
光導電部材に関する。
からγ線領域にわたる電磁波をいう。)に感応性のある
光導電部材に関する。
固体m像素子、電子写真感光体等における光導電性層を
構成する光導電性材料は、その使用上の目的から暗所で
の比抵抗が高く(通常10I3Ωα以上で)、かつ光照
射により比抵抗が小さくなる性質をもつものでなくては
ならない。
構成する光導電性材料は、その使用上の目的から暗所で
の比抵抗が高く(通常10I3Ωα以上で)、かつ光照
射により比抵抗が小さくなる性質をもつものでなくては
ならない。
ここで、電子写真を例にとって、その原理および感光体
として必要な条件を簡単に説明する。電子写真は感光体
表面にコロナ放電により電荷をふらせ帯電させる。次に
、感光体に照射すると電子と正孔の対ができ、そのどち
らか一方により表面の電荷が中和される。たとえば正に
帯電させた場合、光照射により生じた対のうち電子によ
って中和される。したがって、光照射により感光体表面
に静電化の潜像が形成される。そして、この潜像の可視
化は、感光体表面の電荷と逆極性に帯電したトナーと呼
ばれる黒粉体を感光体表面にクーロン力によって吸引さ
せることによりなされる。このとき、感光体表面に電荷
がなくとも、トナーの電荷でトナーが感光体に引付けら
れることを避けるため、感光体と現像器との間に電荷に
よる電場と逆方向の電場が生じるように現像器の電位を
高くするという処置がなされている。これを、以下現像
バイアスという。以上が原理であるが、次に、感光体と
して必要な条件を述べると、第1にコロナ放電により帯
電した電荷が光照射まで保持されること、第2に光照射
により生成した電子と正孔の対が再結合することなく、
一方が表面の電荷を中和し、さらにもう一方は、感光層
の支持体まで短時間に到達すること等が上げられる。
として必要な条件を簡単に説明する。電子写真は感光体
表面にコロナ放電により電荷をふらせ帯電させる。次に
、感光体に照射すると電子と正孔の対ができ、そのどち
らか一方により表面の電荷が中和される。たとえば正に
帯電させた場合、光照射により生じた対のうち電子によ
って中和される。したがって、光照射により感光体表面
に静電化の潜像が形成される。そして、この潜像の可視
化は、感光体表面の電荷と逆極性に帯電したトナーと呼
ばれる黒粉体を感光体表面にクーロン力によって吸引さ
せることによりなされる。このとき、感光体表面に電荷
がなくとも、トナーの電荷でトナーが感光体に引付けら
れることを避けるため、感光体と現像器との間に電荷に
よる電場と逆方向の電場が生じるように現像器の電位を
高くするという処置がなされている。これを、以下現像
バイアスという。以上が原理であるが、次に、感光体と
して必要な条件を述べると、第1にコロナ放電により帯
電した電荷が光照射まで保持されること、第2に光照射
により生成した電子と正孔の対が再結合することなく、
一方が表面の電荷を中和し、さらにもう一方は、感光層
の支持体まで短時間に到達すること等が上げられる。
従来、光導電部材における光導電性層の形成に使用され
るものとして非晶質カルコゲナイド系材料がある。非晶
質カルコゲナイド系材料は、大面積化を容易に達成する
ことのできる優れた光導電材料であるが、光吸収領域端
が可視領域から紫外領域に近いところまであるので、実
用上、可視領域における光感度が低く、また、硬度が低
いので電子写真感光体に応用しても寿命が短い等の問題
点を有する。
るものとして非晶質カルコゲナイド系材料がある。非晶
質カルコゲナイド系材料は、大面積化を容易に達成する
ことのできる優れた光導電材料であるが、光吸収領域端
が可視領域から紫外領域に近いところまであるので、実
用上、可視領域における光感度が低く、また、硬度が低
いので電子写真感光体に応用しても寿命が短い等の問題
点を有する。
上記問題点を解消する光導電性材料として、近年、アモ
ルファスシリコンが注目されている。アモルファスシリ
コンは、光吸収波長領域が広くて全整色(panchr
oa+at ic )であり、光感度も高い。
ルファスシリコンが注目されている。アモルファスシリ
コンは、光吸収波長領域が広くて全整色(panchr
oa+at ic )であり、光感度も高い。
また、アモルファスシリコンは硬度も高く、電子写真感
光体に応用した場合、従来のものに比べて10倍以上の
寿命を有するとされている。さらに、アモルファスシリ
コンは、人体に無害であり、単結晶シリコンと比較する
と、安価で容易に大面積化を図ることができる等の多く
の利点を有する。
光体に応用した場合、従来のものに比べて10倍以上の
寿命を有するとされている。さらに、アモルファスシリ
コンは、人体に無害であり、単結晶シリコンと比較する
と、安価で容易に大面積化を図ることができる等の多く
の利点を有する。
しかしながら、アモルファスシリコンは、暗所での比抵
抗(以下、単に暗抵抗ということもある。
抗(以下、単に暗抵抗ということもある。
)が、108〜1010Ωα程度の低さであるから、静
電潜像を形成する電子写真感光体にあっては、その表面
に帯電した電荷を保持することができない。もっとも、
電子写真感光体においては、アモルファスシリコン感光
体と支持体との間に、窒素・原子、炭素原子、酸素原子
等をドーピングした比抵抗の高いアモルファスシリコン
層を介在させることにより、支持体からのキャリアの注
入を防止することが試みられてはいる。しかし、この試
みにより、比抵抗の高いアモルファスシリコン層の厚み
を大きくすると、その上にあるアモルファスシリコン層
から支持体へのキャリアの透過を阻止することとなるの
で、結果として残留電位が生じてしまう。また、比抵抗
の高いアモルファスシリコン層の厚みを小さくすると、
十分な電位保持能を持たせることができなくなってしま
い、また、現像バイアスによる絶縁破壊が起こる。
電潜像を形成する電子写真感光体にあっては、その表面
に帯電した電荷を保持することができない。もっとも、
電子写真感光体においては、アモルファスシリコン感光
体と支持体との間に、窒素・原子、炭素原子、酸素原子
等をドーピングした比抵抗の高いアモルファスシリコン
層を介在させることにより、支持体からのキャリアの注
入を防止することが試みられてはいる。しかし、この試
みにより、比抵抗の高いアモルファスシリコン層の厚み
を大きくすると、その上にあるアモルファスシリコン層
から支持体へのキャリアの透過を阻止することとなるの
で、結果として残留電位が生じてしまう。また、比抵抗
の高いアモルファスシリコン層の厚みを小さくすると、
十分な電位保持能を持たせることができなくなってしま
い、また、現像バイアスによる絶縁破壊が起こる。
(発明の目的)
本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、残留電位を生ぜず、高い電位保持能
ならびに帯電能を有するとともに、現像バイアスによる
絶縁破壊を起こすことがない光導電部材を提供すること
にある。
的とするところは、残留電位を生ぜず、高い電位保持能
ならびに帯電能を有するとともに、現像バイアスによる
絶縁破壊を起こすことがない光導電部材を提供すること
にある。
本発明は、上記目的を達成するために、導電性支持体と
光導電性層との間に、導電性支持体側から、周期律表1
11a族元素かVa族元素のいずれかをI X i Q
4 atomic%以上1 、 oatog+tc%
以下の範囲で含む非晶質窒化シリコンからなる第1の電
荷注入防止層と、周期律表IIIa族元素かVa族元素
のいずれかをl x 1Q atomic%以上1×
10→atomic%以下の範囲で含み、膜厚が5μm
以上40μm以下の範囲の非晶質炭化シリコンからなる
第2の電荷注入防止層とをこの順に積層したことを特徴
とするものである。
光導電性層との間に、導電性支持体側から、周期律表1
11a族元素かVa族元素のいずれかをI X i Q
4 atomic%以上1 、 oatog+tc%
以下の範囲で含む非晶質窒化シリコンからなる第1の電
荷注入防止層と、周期律表IIIa族元素かVa族元素
のいずれかをl x 1Q atomic%以上1×
10→atomic%以下の範囲で含み、膜厚が5μm
以上40μm以下の範囲の非晶質炭化シリコンからなる
第2の電荷注入防止層とをこの順に積層したことを特徴
とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。
。
図中、1はたとえば平板状やドラム状の導電性支持体(
たとえばアルミニウム製ドラム)であり、この導電性支
持体1上には、周期律表IIIa族元素かVa族元素の
いずれか一方を1×10→atomic%以上1 、0
atoa+ic%以下の範囲で含む非晶質窒化シリコン
からなる第1の電荷注入防止層2が積層されている。
たとえばアルミニウム製ドラム)であり、この導電性支
持体1上には、周期律表IIIa族元素かVa族元素の
いずれか一方を1×10→atomic%以上1 、0
atoa+ic%以下の範囲で含む非晶質窒化シリコン
からなる第1の電荷注入防止層2が積層されている。
また、この第1の電荷注入防止層2上には、周期律表1
18族元素かVa族元素のいずれか一方をI X 10
ato1c%以上1 X 104 atomic%
以下の範囲で含む非晶質炭化シリコンからなる第2の電
荷注入防止層3が5μm以上40μm以下の範囲の膜厚
で積層されている。この第2の電荷注入防止層3は、膜
厚が5μmでも良いが、表面を帯電して用いる場合には
、どの程度の表面電位を得るかによって膜厚を変える必
要がある。
18族元素かVa族元素のいずれか一方をI X 10
ato1c%以上1 X 104 atomic%
以下の範囲で含む非晶質炭化シリコンからなる第2の電
荷注入防止層3が5μm以上40μm以下の範囲の膜厚
で積層されている。この第2の電荷注入防止層3は、膜
厚が5μmでも良いが、表面を帯電して用いる場合には
、どの程度の表面電位を得るかによって膜厚を変える必
要がある。
また、この第2の電荷注入防止1!i3上には、周期律
表1[a族元素かVa族元素のいずれか一方を1 X
10−’ atomic%以上I X 104 ato
mic%g下の範囲で含む非晶質シリコンからなる光導
電性層4が0.5μm以上5μm以下の範囲の膜厚で積
層されている。ここで、非晶質シリコンは、広い波長域
に亘って吸収係数が高く、この程度の膜厚で十分な光感
度が得られるものである。
表1[a族元素かVa族元素のいずれか一方を1 X
10−’ atomic%以上I X 104 ato
mic%g下の範囲で含む非晶質シリコンからなる光導
電性層4が0.5μm以上5μm以下の範囲の膜厚で積
層されている。ここで、非晶質シリコンは、広い波長域
に亘って吸収係数が高く、この程度の膜厚で十分な光感
度が得られるものである。
なお、この光導電性層4上には、化学的安定性の向上の
ために、比抵抗が1013Ωα以上の表面被覆層5を0
.05μm以上5μm以下の範囲の膜厚で積層すること
が望ましい。この材料は、SiO2,SiN、SiC等
の光学的バンドギャップの広いものが良く、電子の易動
度を高くするために、周期律表1[a族元素のドーピン
グも好ましい。
ために、比抵抗が1013Ωα以上の表面被覆層5を0
.05μm以上5μm以下の範囲の膜厚で積層すること
が望ましい。この材料は、SiO2,SiN、SiC等
の光学的バンドギャップの広いものが良く、電子の易動
度を高くするために、周期律表1[a族元素のドーピン
グも好ましい。
また、第2の電荷注入防止層3は、第1の電荷注入防止
層2の補助的役割を果たすもので、光学的バンドギャッ
プが第1の電荷注入防止層2よりもやや広く、しかも、
比抵抗も高い非晶質炭化シリコンである。
層2の補助的役割を果たすもので、光学的バンドギャッ
プが第1の電荷注入防止層2よりもやや広く、しかも、
比抵抗も高い非晶質炭化シリコンである。
次に、成膜方法を説明する。
先ず、導電性支持体1を真空反応容器に入れ、容器内を
メカニカルブースターポンプと油圧回転ポンプにより1
0’Torr程度の真空にし、支持体1を100〜40
0℃の温度に保持する。ついで、容器内にSi原子を含
むガス、たとえばSiH+、5i2Hs、SiF+等の
原料ガスを導入する。また、非晶質炭化シリコンを成膜
するには、これらの原料ガスにCH4、C2H6等の炭
化水素を混合する。なお、この混合比を変えることによ
り光学的バンドギャップを、変えることができる。さら
に、周期律表[la族元素あるいはVa族元素のドーピ
ングは、82 H6、BF3 ij。
メカニカルブースターポンプと油圧回転ポンプにより1
0’Torr程度の真空にし、支持体1を100〜40
0℃の温度に保持する。ついで、容器内にSi原子を含
むガス、たとえばSiH+、5i2Hs、SiF+等の
原料ガスを導入する。また、非晶質炭化シリコンを成膜
するには、これらの原料ガスにCH4、C2H6等の炭
化水素を混合する。なお、この混合比を変えることによ
り光学的バンドギャップを、変えることができる。さら
に、周期律表[la族元素あるいはVa族元素のドーピ
ングは、82 H6、BF3 ij。
るいはPH3、PFs等のガスを混合することで達成さ
れる。
れる。
以上のようなガスを各層の組成に合せて反応容・ 器
内に導入し、0.1〜3 Torr程度の圧力になるよ
うに排気速度を調節する。
内に導入し、0.1〜3 Torr程度の圧力になるよ
うに排気速度を調節する。
ついで、支持体1の周辺にプラズマが起こるように設置
した電極間に高周波電力を投入すると支持体1上に成膜
される。
した電極間に高周波電力を投入すると支持体1上に成膜
される。
次に、このようにして成膜した光導電部材の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
、 第1の電荷注入防止層2は、Bを1×10“3a
tomic%ドーピングした非晶質窒化シリコンを用い
、0.5μm程度積層した。この層はBを多くドーピン
グしており、比抵抗が低く、光学的バンドギャップも1
.70eV程度である。
tomic%ドーピングした非晶質窒化シリコンを用い
、0.5μm程度積層した。この層はBを多くドーピン
グしており、比抵抗が低く、光学的バンドギャップも1
.70eV程度である。
また、第2の電荷注入防止層3は、Bを1 X 10
’ atomic%ドーピングした非晶質炭化シリコン
を25μ雇程度積層した。この層は少量のBドープによ
り、真性領域に近く、比抵抗も10′30α以上と高く
、光学的バンドギャップも1.758V程度で、第1の
電荷注入防止層2のそれよりも広い。
’ atomic%ドーピングした非晶質炭化シリコン
を25μ雇程度積層した。この層は少量のBドープによ
り、真性領域に近く、比抵抗も10′30α以上と高く
、光学的バンドギャップも1.758V程度で、第1の
電荷注入防止層2のそれよりも広い。
また、光導電性層4は、非晶質シリコンを5μm程度積
層した。この層はドーピングしな(とも良いが、Bを1
X 10 ’ atomic%程度ドーピングすると
正孔の易動度が大きくなり、より好ましい。また、この
層は、1.55eV程度の光学的バンドギャップをもっ
ており、広い波長域に亘って光を吸収する。
層した。この層はドーピングしな(とも良いが、Bを1
X 10 ’ atomic%程度ドーピングすると
正孔の易動度が大きくなり、より好ましい。また、この
層は、1.55eV程度の光学的バンドギャップをもっ
ており、広い波長域に亘って光を吸収する。
さらに、表面被覆層5は、光学的バンドギャップが2.
2eV、比抵抗が1014Ωa程度の非晶質炭化シリコ
ンを1μm積層した。この層は0.1μm積度でも良い
が、5μm以下であれば厚くとも多少の残留電位が増え
るだけで、それ以上の暗中での帯電能の向上が見られる
上、化学的にも安定になるので好ましい。また、Bの・
I X 10 atomic%程度のドーピングに
より、電子の易動度が高くなるので、ドーピングするこ
とも有効である。また、この層は非晶質窒化シリコンで
も良い。
2eV、比抵抗が1014Ωa程度の非晶質炭化シリコ
ンを1μm積層した。この層は0.1μm積度でも良い
が、5μm以下であれば厚くとも多少の残留電位が増え
るだけで、それ以上の暗中での帯電能の向上が見られる
上、化学的にも安定になるので好ましい。また、Bの・
I X 10 atomic%程度のドーピングに
より、電子の易動度が高くなるので、ドーピングするこ
とも有効である。また、この層は非晶質窒化シリコンで
も良い。
次に、このようにして作製した光導電部材を電子写真感
光体として使用したところ、コロナチャージャから感光
体への流入電流が0.4μc/dという条件で700V
jX上の表面電位が得られ、帯電後15秒後の電位保持
率が80%と良好な静電特性を備えていることが確認さ
れた。
光体として使用したところ、コロナチャージャから感光
体への流入電流が0.4μc/dという条件で700V
jX上の表面電位が得られ、帯電後15秒後の電位保持
率が80%と良好な静電特性を備えていることが確認さ
れた。
なお、上記光導電部材は、正帯電用電子写真感光体に適
用するためのものであるが、上記ドーパントB(はう素
)をP(りん)に変えると負帯電用電子写真感光体に適
用することができる。すなわち、成膜時に混合するガス
が828sであったものをPH3にすれば良く、他の条
件は上記と同じである。このようにして作製した光導電
部材は、コロナチャージャへの印加電圧の極性を変える
以外は上記と同じ条件で帯電能および電位保持能ともに
上記同様価れていた。
用するためのものであるが、上記ドーパントB(はう素
)をP(りん)に変えると負帯電用電子写真感光体に適
用することができる。すなわち、成膜時に混合するガス
が828sであったものをPH3にすれば良く、他の条
件は上記と同じである。このようにして作製した光導電
部材は、コロナチャージャへの印加電圧の極性を変える
以外は上記と同じ条件で帯電能および電位保持能ともに
上記同様価れていた。
以上説明したように本発明によれば、残留電位を生ぜず
、高い電位保持能ならびに帯電能を有するとともに、現
像バイアスによる絶縁破壊を起こすことがない等の優れ
た効果を奏する。
、高い電位保持能ならびに帯電能を有するとともに、現
像バイアスによる絶縁破壊を起こすことがない等の優れ
た効果を奏する。
図面は本発明の一実施例を示す構成図である。
1・・・導電性支持体、2・・・第1の電荷注入防止層
、3・・・第2の電荷注入防止層、4・・・光導電性層
、5・・・表面被覆層。
、3・・・第2の電荷注入防止層、4・・・光導電性層
、5・・・表面被覆層。
Claims (3)
- (1)導電性支持体上に、周期律表IIIa族元素かVa
族元素のいずれかを1×10^−^4atomic%以
上1.0atomic%以下の範囲で含む非晶質窒化シ
リコンからなる第1の電荷注入防止層と、周期律表III
a族元素かVa族元素のいずれかを1×10^−^8a
tomic%以上1×10^−^4atomic%以下
の範囲で含み、膜厚が5μm以上40μm以下の範囲の
非晶質炭化シリコンからなる第2の電荷注入防止層と、
膜厚が0.5μm以上5μm以下の範囲の非晶質シリコ
ンからなる光導電性層とをこの順に積層したことを特徴
とする光導電部材。 - (2)光導電性層は、周期律表IIIa族元素かVa族元
素のいずれかを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の光導電部材。 - (3)光導電性層は、膜厚が0.05μm以上5μm以
下の範囲で比抵抗が10^1^3Ωcm以上の表面被覆
層で被覆したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の光導電部材。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60019415A JPS61177467A (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 光導電部材 |
US06/800,972 US4666803A (en) | 1984-11-26 | 1985-11-22 | Photoconductive member for exhibiting photoconductivity upon illumination by electromagnetic light in the visible to ultraviolet range |
DE19853541764 DE3541764A1 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-26 | Photoleiterelement |
US06/913,362 US4724193A (en) | 1984-11-26 | 1986-09-30 | Photoconductive membrane for exhibiting photoconductivity upon illumination by electromagnetic light in the visible to ultraviolet range |
US06/913,369 US4716090A (en) | 1984-11-26 | 1986-09-30 | Photoconductive member for exhibiting photoconductivity upon illumination by electromagnetic light in the visible to ultraviolet range |
US06/913,368 US4716089A (en) | 1984-11-26 | 1986-09-30 | Photoconductive member for exhibiting photoconductivity upon illumination by electromagnetic light in the visible to ultraviolet range |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60019415A JPS61177467A (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 光導電部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61177467A true JPS61177467A (ja) | 1986-08-09 |
Family
ID=11998620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60019415A Pending JPS61177467A (ja) | 1984-11-26 | 1985-02-04 | 光導電部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61177467A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5346809B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2013-11-20 | キヤノン株式会社 | 負帯電用電子写真感光体、画像形成方法および電子写真装置 |
-
1985
- 1985-02-04 JP JP60019415A patent/JPS61177467A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5346809B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2013-11-20 | キヤノン株式会社 | 負帯電用電子写真感光体、画像形成方法および電子写真装置 |
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