JPS61183659A - 感光体 - Google Patents
感光体Info
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- JPS61183659A JPS61183659A JP2310885A JP2310885A JPS61183659A JP S61183659 A JPS61183659 A JP S61183659A JP 2310885 A JP2310885 A JP 2310885A JP 2310885 A JP2310885 A JP 2310885A JP S61183659 A JPS61183659 A JP S61183659A
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- layer
- photoreceptor
- charge generation
- image
- charge
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- 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
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
ある。
口、従″来技、術
従来、電子写真感光体として、Se又はSeにAS%T
e、Sb等をドープした感光体、ZnOやCdSを樹脂
バインダーに分散させた感光体等が知られている。
e、Sb等をドープした感光体、ZnOやCdSを樹脂
バインダーに分散させた感光体等が知られている。
しかしながらこれらの感光体は、環境汚染性、熱的安定
性、機械的強度の点で問題がある。
性、機械的強度の点で問題がある。
一方、アモルファスシリコン(a −5t) ヲ母体と
して用いた電子写真感光体が近年になって提案されてい
る。a−Stは、5i−Siの結合手が切れたいわゆる
ダングリングボンドを有しており、この欠陥に起因して
エネルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する。こ
のために、熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗抵抗
が小さく、また光励起担体が局在準位にトラップされて
光導電性が悪くなっている。そこで上記欠陥を水素原子
(H)で補償してStにHを結合させることによって、
ダングリングボンドを埋めることが行われる。
して用いた電子写真感光体が近年になって提案されてい
る。a−Stは、5i−Siの結合手が切れたいわゆる
ダングリングボンドを有しており、この欠陥に起因して
エネルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する。こ
のために、熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗抵抗
が小さく、また光励起担体が局在準位にトラップされて
光導電性が悪くなっている。そこで上記欠陥を水素原子
(H)で補償してStにHを結合させることによって、
ダングリングボンドを埋めることが行われる。
このようなアモルファス水素化シリコン(以下、a −
Si : Hと称する。)の暗所での抵抗率は10”〜
109Ω−0であって、アモルファスSeと比較すれば
約1万分の1も低い。従って、a −3i : Hの単
層からなる感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初
期帯電電位が低いという問題点を有している。しかし、
他方では、可視及び赤外領域の光を照射すると抵抗率が
大きく減少するため、感光体の感光層として極めて優れ
た特性を有している。
Si : Hと称する。)の暗所での抵抗率は10”〜
109Ω−0であって、アモルファスSeと比較すれば
約1万分の1も低い。従って、a −3i : Hの単
層からなる感光体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初
期帯電電位が低いという問題点を有している。しかし、
他方では、可視及び赤外領域の光を照射すると抵抗率が
大きく減少するため、感光体の感光層として極めて優れ
た特性を有している。
第10図には、上記のa −3t : Hを母材とした
a−Si系感光体9を組込んだ電子写真複写機が示され
ている。この複写機によれば、キャビネット1の上部に
は、原稿2を載せるガラス製原稿載置台3と、原稿2を
覆うプラテンカバー4とが配されている。原稿台3の下
方では、光源5及び第1反射用ミラー6を具備した第1
ミラーユニツト7からなる光学走査台が図面左右方向へ
直線移動可能に設けられており、原稿走査点と感光体と
の光路長を一定にするための第2ミラーユニツト20が
第1ミラーユニツトの速度に応じて移動し、原稿台3側
からの反射光がレンズ21、反射用ミラー8を介して像
担持体としての感光体ドラム9上へスリット状に入射す
るようになっている。ドラム9の周囲には、コロナ帯電
器10、現像器11、転写部12、分離部13、クリー
ニング部14が夫々配置されており、給紙箱15から各
給紙ローラー16.17を経て送られる複写紙18はド
ラム9のトナー像の転写後に更に定着部19で定着され
、トレイ35へ排紙される。
a−Si系感光体9を組込んだ電子写真複写機が示され
ている。この複写機によれば、キャビネット1の上部に
は、原稿2を載せるガラス製原稿載置台3と、原稿2を
覆うプラテンカバー4とが配されている。原稿台3の下
方では、光源5及び第1反射用ミラー6を具備した第1
ミラーユニツト7からなる光学走査台が図面左右方向へ
直線移動可能に設けられており、原稿走査点と感光体と
の光路長を一定にするための第2ミラーユニツト20が
第1ミラーユニツトの速度に応じて移動し、原稿台3側
からの反射光がレンズ21、反射用ミラー8を介して像
担持体としての感光体ドラム9上へスリット状に入射す
るようになっている。ドラム9の周囲には、コロナ帯電
器10、現像器11、転写部12、分離部13、クリー
ニング部14が夫々配置されており、給紙箱15から各
給紙ローラー16.17を経て送られる複写紙18はド
ラム9のトナー像の転写後に更に定着部19で定着され
、トレイ35へ排紙される。
定着部19では、ヒーター22を内蔵した加熱ローラー
23と圧着ローラー24との間に現像済みの複写紙を通
して定着操作を行なう。
23と圧着ローラー24との間に現像済みの複写紙を通
して定着操作を行なう。
しかしながら、a −5i : Hを表面とする感光体
は、長期に亘って大気や湿気に曝されることによる影響
、コロナ放電で生成される化学種の影響等の如き表面の
化学的安定性に関して、これまで十分な検討がなされて
いない。例えば1力月以上放置したものは湿気の影響を
受け、受容電位が著しく低下することが分かっている。
は、長期に亘って大気や湿気に曝されることによる影響
、コロナ放電で生成される化学種の影響等の如き表面の
化学的安定性に関して、これまで十分な検討がなされて
いない。例えば1力月以上放置したものは湿気の影響を
受け、受容電位が著しく低下することが分かっている。
一方、アモルファス水素化炭化シリコン(以下、a −
5iC: Hと称する。)について、その製法や存在が
“Ph1l。
5iC: Hと称する。)について、その製法や存在が
“Ph1l。
Mag、Vol、35 ” (197B)等に記載さ
れており、その特性として、耐熱性や表面硬度が高こと
、a Si:Hと比較して高い暗所抵抗率(10”〜
1013Ω−cIII)を有すること、炭素量により光
学的エネルギーギャップが1.6〜2.8eVの範囲に
亘って変化すること等が知られている。但、炭素の含有
によりバンドギャップが拡がるために長波長感度が不良
となるという欠点がある。
れており、その特性として、耐熱性や表面硬度が高こと
、a Si:Hと比較して高い暗所抵抗率(10”〜
1013Ω−cIII)を有すること、炭素量により光
学的エネルギーギャップが1.6〜2.8eVの範囲に
亘って変化すること等が知られている。但、炭素の含有
によりバンドギャップが拡がるために長波長感度が不良
となるという欠点がある。
こうしたaSiC:Hとa−Si: Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭55−127083号公報
において提案されている。これによれば、a −3i:
H層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下に
a −3iC: H層を設け、上層のa −Si:Hに
より広い波長域での光感度を得、かつa−Si:H層と
へテロ接合を形成する下層のa −5iC:Hにより帯
電電位の向上を図っている。しかしながら、a −3t
: H層の暗減衰を充分に防止できず、帯電電位はな
お不充分であって実用性のあるものとはならない上に、
表面にa −St r H層が存在していることにより
化学的安定性や機械的強度、耐熱性等が不良となる。
子写真感光体は例えば特開昭55−127083号公報
において提案されている。これによれば、a −3i:
H層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下に
a −3iC: H層を設け、上層のa −Si:Hに
より広い波長域での光感度を得、かつa−Si:H層と
へテロ接合を形成する下層のa −5iC:Hにより帯
電電位の向上を図っている。しかしながら、a −3t
: H層の暗減衰を充分に防止できず、帯電電位はな
お不充分であって実用性のあるものとはならない上に、
表面にa −St r H層が存在していることにより
化学的安定性や機械的強度、耐熱性等が不良となる。
一方、特開昭57−17952号公報には、a −3t
:Hからなる電荷発生層上に第1のa −5iC:
H層を表面改質層として形成し、裏面上(支持体電極側
)に第2のa −5iC: H層を形成している。
:Hからなる電荷発生層上に第1のa −5iC:
H層を表面改質層として形成し、裏面上(支持体電極側
)に第2のa −5iC: H層を形成している。
また、この公知技術に関連したものとして、特開昭57
−23543号公報にみられる如く、上記の電荷発生層
と上記第1及び第2のa−SiCr H層との間に傾斜
層(a 5il−xc x : H)を設け、この傾
斜層においてa −5i : H側でx=0とし、a−
3iC: H層側でx=0.5とした感光体が知られて
いる。
−23543号公報にみられる如く、上記の電荷発生層
と上記第1及び第2のa−SiCr H層との間に傾斜
層(a 5il−xc x : H)を設け、この傾
斜層においてa −5i : H側でx=0とし、a−
3iC: H層側でx=0.5とした感光体が知られて
いる。
しかしながら、上記の公知の感光体について本発明者が
検討を加えたところ、表面改質層を設けたことによる効
果は特に連続繰返し使用においてそれ程発揮されないこ
とが判明した。即ち、20〜30万回の連続ランニング
時に表面のa −3iC層が7〜8万回程度で機械的に
損傷され、これに起因する白スジや白ポチが画像欠陥と
して生じるため、耐剛性が充分ではない。しかも、繰返
し使用時の耐光疲労が生じ、画像流れも生じる上に、電
気的・光学的特性が常時安定せず、使用環境(温度、湿
度)による影響を無視できない。また、表面改質層と電
荷発生層との接着性も更に改善する必要がある。
検討を加えたところ、表面改質層を設けたことによる効
果は特に連続繰返し使用においてそれ程発揮されないこ
とが判明した。即ち、20〜30万回の連続ランニング
時に表面のa −3iC層が7〜8万回程度で機械的に
損傷され、これに起因する白スジや白ポチが画像欠陥と
して生じるため、耐剛性が充分ではない。しかも、繰返
し使用時の耐光疲労が生じ、画像流れも生じる上に、電
気的・光学的特性が常時安定せず、使用環境(温度、湿
度)による影響を無視できない。また、表面改質層と電
荷発生層との接着性も更に改善する必要がある。
ハ0発明の目的
本発明の目的は、感光体表面層の耐剛性を向上させて機
械的損傷に強く、白スジ等の発生による画像劣化を防止
し、更に耐光疲労、画像流れ、特性の安定性、接着強度
等を改良した感光体を提供することにある。
械的損傷に強く、白スジ等の発生による画像劣化を防止
し、更に耐光疲労、画像流れ、特性の安定性、接着強度
等を改良した感光体を提供することにある。
二1発明の構成及びその作用効果
即ち、本発明による感光体は、アモルファス水素化及び
/又はフッ素化シリコンからなる電荷発生層上に、アモ
ルファス水素化及び/又はフッ素化酸化シリコンからな
る表面改質層が設けられ、かつ前記電荷発生層下に、ア
モルファス水素化及び/又はフッ素化炭化シリコンから
なる電荷輸送層が設けられ、更に前記電荷発生層と前記
表面改質層との間に、炭素原子と窒素原子と酸素原子と
のうちの少なくとも1種を含有するアモルファスシリコ
ン系中間層が設けられていることを特徴とするものであ
る。
/又はフッ素化シリコンからなる電荷発生層上に、アモ
ルファス水素化及び/又はフッ素化酸化シリコンからな
る表面改質層が設けられ、かつ前記電荷発生層下に、ア
モルファス水素化及び/又はフッ素化炭化シリコンから
なる電荷輸送層が設けられ、更に前記電荷発生層と前記
表面改質層との間に、炭素原子と窒素原子と酸素原子と
のうちの少なくとも1種を含有するアモルファスシリコ
ン系中間層が設けられていることを特徴とするものであ
る。
本発明によれば、上記表面改質層がアモルファス水素化
及び/又はフッ素化酸化シリコンで形成されているので
、機械的損傷に対して強くなり、白スジ発生等による画
質の劣化がなく、耐刷性が優れたものとなる。この表面
改質層による効果を充二分に発渾させるには、上記表面
改質層をa−Sin−XOxで表わしたときにX≧0.
5 (=50atomic%:以下、atomic%
を単に「%」で表わす。)とするのが望ましく、0.5
≦X≦0.8とするのが更によく、特に0.55≦X≦
0.7がよい。
及び/又はフッ素化酸化シリコンで形成されているので
、機械的損傷に対して強くなり、白スジ発生等による画
質の劣化がなく、耐刷性が優れたものとなる。この表面
改質層による効果を充二分に発渾させるには、上記表面
改質層をa−Sin−XOxで表わしたときにX≧0.
5 (=50atomic%:以下、atomic%
を単に「%」で表わす。)とするのが望ましく、0.5
≦X≦0.8とするのが更によく、特に0.55≦X≦
0.7がよい。
また、本発明においては、表面改質層と電荷発生層との
間に上記の中間層を設けているので、表面改質層と電荷
発生層との接着性が向上する。この中間層は、アモルフ
ァス水素化及び/又はフッ素化S i Cs同S iN
%同5iO1同S i CN s同5iCO。
間に上記の中間層を設けているので、表面改質層と電荷
発生層との接着性が向上する。この中間層は、アモルフ
ァス水素化及び/又はフッ素化S i Cs同S iN
%同5iO1同S i CN s同5iCO。
同S iN Os同St CN Oからなるものである
。この中間層の(C+N+O)含有量は、Si&CとN
とOとの合計原子数を100%とした場合、30〜50
%であるのが望ましく、更には40〜50%であるのが
よい。この(C+N+O)含有量は、上記表面改質層の
O含有量より低くすることが望ましい。
。この中間層の(C+N+O)含有量は、Si&CとN
とOとの合計原子数を100%とした場合、30〜50
%であるのが望ましく、更には40〜50%であるのが
よい。この(C+N+O)含有量は、上記表面改質層の
O含有量より低くすることが望ましい。
なお、この中間層は2層以上とし、このうち、表面改質
層側の中間層の(C+N+O)含有量を電荷発生層側の
中間層のそれよりも多くするのがよい。
層側の中間層の(C+N+O)含有量を電荷発生層側の
中間層のそれよりも多くするのがよい。
本発明による感光体は上記の如く、a −5iO系の表
面改質層とC,N及び0の少なくとも1種を含有するa
−Si系中間層とを電荷発生層上に設けているので、
上記に加えて、繰返し使用時の耐光疲労に優れ、また画
像流れもなく、電気的・光学的特性が常時安定化して使
用環境に影響を受けないことが確認されている。
面改質層とC,N及び0の少なくとも1種を含有するa
−Si系中間層とを電荷発生層上に設けているので、
上記に加えて、繰返し使用時の耐光疲労に優れ、また画
像流れもなく、電気的・光学的特性が常時安定化して使
用環境に影響を受けないことが確認されている。
ホ、実施例
以下、本発明を実施例について詳細に説明する。
第1図は、本実施例による正帯電用のa Si系電子
写真感光体39を示すものである。この感光体39はA
1等のドラム状導電性支持基板41上に、周期表第ma
族元素(例えばホウ素)がヘビードープされたa−Si
C:HからなるP型電荷ブロッキング層44と、周期表
第Tea族元素(例えばホウ素)がライトドープされた
a−SiC:Hからなる電荷輸送層42と、a −St
: Hからなる電荷発生層(光導電層)43と、(C
+N+O)含有量が50%以下(例えば40%)のアモ
ルファス水素化シリコンからなる中間層46と、酸素原
子含有量が50%以上(例えば60%)のアモルファス
水素化酸化シリコン(a Sll −xOx : H
)からなる表面改質層45とが積層された構造からなっ
ている。光導電層43は暗所抵抗率ρ。と光照射時の抵
抗率ρ1との比が電子写真感光体として充分大きく光感
度(特に可視及ヒ赤外領域の光に対するもの)が良好で
ある。
写真感光体39を示すものである。この感光体39はA
1等のドラム状導電性支持基板41上に、周期表第ma
族元素(例えばホウ素)がヘビードープされたa−Si
C:HからなるP型電荷ブロッキング層44と、周期表
第Tea族元素(例えばホウ素)がライトドープされた
a−SiC:Hからなる電荷輸送層42と、a −St
: Hからなる電荷発生層(光導電層)43と、(C
+N+O)含有量が50%以下(例えば40%)のアモ
ルファス水素化シリコンからなる中間層46と、酸素原
子含有量が50%以上(例えば60%)のアモルファス
水素化酸化シリコン(a Sll −xOx : H
)からなる表面改質層45とが積層された構造からなっ
ている。光導電層43は暗所抵抗率ρ。と光照射時の抵
抗率ρ1との比が電子写真感光体として充分大きく光感
度(特に可視及ヒ赤外領域の光に対するもの)が良好で
ある。
この感光体39においては、本発明に基いて、電荷発生
層43上の表面改質層45に、Siと0との合計原子数
に対して50%以上の酸素を含有せしめ、かつそれら両
層間に、(C+N+O)含有量が50%以下でC,N及
びOの少なくとも1種を含有するa −5t系中間JW
46を設けている。
層43上の表面改質層45に、Siと0との合計原子数
に対して50%以上の酸素を含有せしめ、かつそれら両
層間に、(C+N+O)含有量が50%以下でC,N及
びOの少なくとも1種を含有するa −5t系中間JW
46を設けている。
上記構成の感光体は正帯電用としての機能分離型のもの
であるが、負帯電用に変更することができる。この場合
、電荷ブロッキング層44には周期表第Va族元素(例
えばリン)をヘビードープし、同層をN型化、更にはN
゛型化、電荷輸送層42には周期表第ma族元素(例え
ばホウ素)のライトドープをしなければよい。
であるが、負帯電用に変更することができる。この場合
、電荷ブロッキング層44には周期表第Va族元素(例
えばリン)をヘビードープし、同層をN型化、更にはN
゛型化、電荷輸送層42には周期表第ma族元素(例え
ばホウ素)のライトドープをしなければよい。
また、第2図に示すように、電荷ブロッキング層44を
設けない構成としてよいし、第3図に示すように、中間
層を2層以上、例えば46a、46bの2層とし、層4
6bの(C+N+O)含有量を層46aよりも多くする
(前者を例えば50%、後者を40%とする)のがよい
。このように中間層を複数の層で形成すると、本発明の
作用効果が更に充分に発揮される。
設けない構成としてよいし、第3図に示すように、中間
層を2層以上、例えば46a、46bの2層とし、層4
6bの(C+N+O)含有量を層46aよりも多くする
(前者を例えば50%、後者を40%とする)のがよい
。このように中間層を複数の層で形成すると、本発明の
作用効果が更に充分に発揮される。
なお、上記のa −5iOr H層の酸素原子含有量は
第4図に示す如くに光学的エネルギーギャップ(Eg、
opt)と相関関係があるので、酸素原子含有量を光学
的エネルギーギャップに置き換えて規定することができ
る。
第4図に示す如くに光学的エネルギーギャップ(Eg、
opt)と相関関係があるので、酸素原子含有量を光学
的エネルギーギャップに置き換えて規定することができ
る。
また、a −3iO: H,a−3iCO: H,a=
SiNO:Hは、酸素原子、CO,No含有量を適切に
選択すれば、第5図の曲線a、b、cのように比抵抗の
上昇、帯電電位保持能の向上という顕著な作用効果が得
られる。即ち、例えば第5図に曲線aで示すように、酸
素原子含有量が50〜80%のa −3iO: Hを用
いた場合、その比抵抗は炭素含有量に従って変化し、1
0′2Ω−(至)以上になる。
SiNO:Hは、酸素原子、CO,No含有量を適切に
選択すれば、第5図の曲線a、b、cのように比抵抗の
上昇、帯電電位保持能の向上という顕著な作用効果が得
られる。即ち、例えば第5図に曲線aで示すように、酸
素原子含有量が50〜80%のa −3iO: Hを用
いた場合、その比抵抗は炭素含有量に従って変化し、1
0′2Ω−(至)以上になる。
この傾向はa−3iC:Hやa −5iN : Hにお
いても同様である。従って、上記のように、表面改質層
の酸素原子含有量Xを0.5≦X≦0.8とし、中間層
の(C+N十〇)含有量y tJ、3≦y≦0.5とし
たとき、両層の比抵抗は充分大きく保持できる。
いても同様である。従って、上記のように、表面改質層
の酸素原子含有量Xを0.5≦X≦0.8とし、中間層
の(C+N十〇)含有量y tJ、3≦y≦0.5とし
たとき、両層の比抵抗は充分大きく保持できる。
第6図には、a −3iC: H,a −5iNO:
H。
H。
a −5iCO: Hの光学的エネルギーギャップを示
すが、例えばC含有量が30〜50%では同ギャップは
充分な大きさとなっている。
すが、例えばC含有量が30〜50%では同ギャップは
充分な大きさとなっている。
なお、上記中間層はa −5it−yN3’ : H以
外にも、a −st、−、Cy : H,a −5it
−yOy : H,a −5it−、(CN)y: H
,a st+−y(co)y: HSa 5it−
y(NO)y:Hで形成してよく (望ましくは0.3
≦y≦0.5)、或いはN、OlCの三元素を同時に含
有せしめてもよい。
外にも、a −st、−、Cy : H,a −5it
−yOy : H,a −5it−、(CN)y: H
,a st+−y(co)y: HSa 5it−
y(NO)y:Hで形成してよく (望ましくは0.3
≦y≦0.5)、或いはN、OlCの三元素を同時に含
有せしめてもよい。
上記のa −3iO: H層45は感光体の表面を改質
してa −5i系悪感光を実質的に優れたものとするた
めに必須不可欠なものである。即ち、表面での電荷保持
と、光照射による表面電位の減衰という電子写真感光体
としての基本的な動作を可能とするものである。従って
、帯電、光減衰の繰返し特性が非常に安定となり、長期
間(例えば1力月以上)放置しておいても良好な電位特
性を再現できる。これに反し、a −5i : Hを表
面とした感光体の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気
等の影響を受は易く、電位特性の経時変化が著しくなる
。
してa −5i系悪感光を実質的に優れたものとするた
めに必須不可欠なものである。即ち、表面での電荷保持
と、光照射による表面電位の減衰という電子写真感光体
としての基本的な動作を可能とするものである。従って
、帯電、光減衰の繰返し特性が非常に安定となり、長期
間(例えば1力月以上)放置しておいても良好な電位特
性を再現できる。これに反し、a −5i : Hを表
面とした感光体の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気
等の影響を受は易く、電位特性の経時変化が著しくなる
。
また、a −5iOr H層45は表面硬度が高いため
に、現像、転写、クリーニング等の工程における耐摩耗
性があり、更に耐熱性も良いことから粘着転写等の如く
熱を付与するプロセスを適用することができる。
に、現像、転写、クリーニング等の工程における耐摩耗
性があり、更に耐熱性も良いことから粘着転写等の如く
熱を付与するプロセスを適用することができる。
上記のような優れた効果を総合的に奏するためには、a
−5tO: H層45の酸素組成を選択することが重
要である。即ち、酸素原子含有量がSi + 0=10
0%としたとき50〜80%であることが望ましい。0
含有量が50%以上とすることが、上記した理由から望
ましく、上記した比抵抗が所望の値となり、かつ光学的
エネルギーギャップがほぼ3.OeV以上となり、可視
及び赤外光に対しいわゆる光学的に透明な窓効果により
照射光はa −5i : H層(電荷発生層)43に到
達し易くなる。しかし、0含有量が50%未満では、機
械的損傷等の欠点が生じ易く、かつ比抵抗が所望の値以
下となり易く、かつ一部分の光は表面層45に吸収され
、感光体の光感度が低下し易くなる。また、0含有量が
80%を越えると層の酸素量が多くなり、半導体特性が
失なわれ易い上にa −5iO: H膜をグロー放電法
で形成するときの堆積速度が低下し易いので、0含有量
は80%以下とするのがよい。
−5tO: H層45の酸素組成を選択することが重
要である。即ち、酸素原子含有量がSi + 0=10
0%としたとき50〜80%であることが望ましい。0
含有量が50%以上とすることが、上記した理由から望
ましく、上記した比抵抗が所望の値となり、かつ光学的
エネルギーギャップがほぼ3.OeV以上となり、可視
及び赤外光に対しいわゆる光学的に透明な窓効果により
照射光はa −5i : H層(電荷発生層)43に到
達し易くなる。しかし、0含有量が50%未満では、機
械的損傷等の欠点が生じ易く、かつ比抵抗が所望の値以
下となり易く、かつ一部分の光は表面層45に吸収され
、感光体の光感度が低下し易くなる。また、0含有量が
80%を越えると層の酸素量が多くなり、半導体特性が
失なわれ易い上にa −5iO: H膜をグロー放電法
で形成するときの堆積速度が低下し易いので、0含有量
は80%以下とするのがよい。
また、a −3iO: H層45の膜厚を400人≦t
≦5000人の範囲内(特に400人≦t≦2000人
)に選択することも重要である。即ち、その膜厚が50
00人を越える場合には、残留電位VRが高くなりすぎ
かつ光感度の低下も生じ、a −Si系感光体としての
良好な特性を失ない易い。また、膜厚を400人未満と
した場合には、トンネル効果によって電荷が表面上に帯
電されなくなるため、暗減衰の増大や光感度の低下が生
じてしまう。
≦5000人の範囲内(特に400人≦t≦2000人
)に選択することも重要である。即ち、その膜厚が50
00人を越える場合には、残留電位VRが高くなりすぎ
かつ光感度の低下も生じ、a −Si系感光体としての
良好な特性を失ない易い。また、膜厚を400人未満と
した場合には、トンネル効果によって電荷が表面上に帯
電されなくなるため、暗減衰の増大や光感度の低下が生
じてしまう。
中間層46(更には46a、46b)の(C+N+O)
の含有量は、上記した理由から50%以下とすることが
望ましく、かつ電荷発生層43との接着性を保持しなが
ら比抵抗等の特性を良好にするには30%以上とするの
が望ましい。
の含有量は、上記した理由から50%以下とすることが
望ましく、かつ電荷発生層43との接着性を保持しなが
ら比抵抗等の特性を良好にするには30%以上とするの
が望ましい。
この中間層の膜厚は50〜5000人とするのがよいが
、5000人を越えると上記したと同様の現象が生じ易
<、50人未満では中間層としての効果が乏しくなる。
、5000人を越えると上記したと同様の現象が生じ易
<、50人未満では中間層としての効果が乏しくなる。
また、上記電荷ブロッキング層44は、基板41からの
電子の注入を充分に防ぐには、周期表第ma族元素(例
えばボロン)を流量比B z Hh / S i Ha
=100〜5000容量ppmにしてグロー放電分解で
ドープして、P型(更にはP“型)化するとよい。
電子の注入を充分に防ぐには、周期表第ma族元素(例
えばボロン)を流量比B z Hh / S i Ha
=100〜5000容量ppmにしてグロー放電分解で
ドープして、P型(更にはP“型)化するとよい。
また、電荷輸送層42への不純物ドープ量は流量比で8
gH6/5iHa =2〜10容量ppmとするとよい
。感光体を負帯電使用する場合、プロ、キング層にドー
プする不純物は、例えば流量比PH3/5IH4=10
0〜1000容量ppmにしてグロー放電分解でドープ
してよい。
gH6/5iHa =2〜10容量ppmとするとよい
。感光体を負帯電使用する場合、プロ、キング層にドー
プする不純物は、例えば流量比PH3/5IH4=10
0〜1000容量ppmにしてグロー放電分解でドープ
してよい。
また、電荷発生層42は4〜8μm、好ましくは5〜7
μmとするのがよい。電荷発生層43が4μm未満であ
ると光感度が充分でなく、また8μmを越えると残留電
位が上昇し、実用上不充分である。
μmとするのがよい。電荷発生層43が4μm未満であ
ると光感度が充分でなく、また8μmを越えると残留電
位が上昇し、実用上不充分である。
電荷輸送層42は10〜30μmとするのがよい。ブロ
ッキング層44は500人未満であるとブロッキング効
果が弱く、また2μlを越えると電荷輸送能が悪(なり
易い。
ッキング層44は500人未満であるとブロッキング効
果が弱く、また2μlを越えると電荷輸送能が悪(なり
易い。
なお、上記の各層は水素を含有することが必要である。
特に、光導電層43中の水素含有量は、ダングリングボ
ンドを補償して光導電性及び電荷保持性を向上させるた
めに必須不可欠であって、10〜30%であるのが望ま
しい。この含を量範囲は表面改質層45、ブロッキング
層44及び電荷輸送層42も同様である。また、ブロッ
キング層44の導電型を制御するための不純物として、
P型化のためにボロン以外にもAI Ga% In5T
j!’等の周期表ma族元素を使用できる。N型化のた
めにはリン以外にも、As、 Sb等の周期表第Va族
元素を使用できる。
ンドを補償して光導電性及び電荷保持性を向上させるた
めに必須不可欠であって、10〜30%であるのが望ま
しい。この含を量範囲は表面改質層45、ブロッキング
層44及び電荷輸送層42も同様である。また、ブロッ
キング層44の導電型を制御するための不純物として、
P型化のためにボロン以外にもAI Ga% In5T
j!’等の周期表ma族元素を使用できる。N型化のた
めにはリン以外にも、As、 Sb等の周期表第Va族
元素を使用できる。
なお、上記電荷輸送層42及び電荷ブロッキング層44
の炭素含有量は5〜30%、好ましくは10〜20%と
するのがよい。
の炭素含有量は5〜30%、好ましくは10〜20%と
するのがよい。
次に、上記した感光体(例えばドラム状)の製造方法及
びその装置(グロー放電装置)を第7図につI/)て説
明する。
びその装置(グロー放電装置)を第7図につI/)て説
明する。
この装置51の真空槽52内ではドラム状の基板41が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター55で基板41
を内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基
板41に対向してその周囲に、ガス導出口53付°きの
円筒状高周波電極57が配され、基板41との間に高周
波電源56によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、
図中の62は5iHn又はガス状シリコン化合物の供給
源、63は02又はガス状酸素化合物の供給源、64は
CH1等の炭化水素ガス又はNH,!、N2等の窒素化
合物ガスの供給源、65はAr等のキャリアガス供給源
、66は不純物ガス(例えばB2Hh)供給源、67は
各流量計である。
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター55で基板41
を内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基
板41に対向してその周囲に、ガス導出口53付°きの
円筒状高周波電極57が配され、基板41との間に高周
波電源56によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、
図中の62は5iHn又はガス状シリコン化合物の供給
源、63は02又はガス状酸素化合物の供給源、64は
CH1等の炭化水素ガス又はNH,!、N2等の窒素化
合物ガスの供給源、65はAr等のキャリアガス供給源
、66は不純物ガス(例えばB2Hh)供給源、67は
各流量計である。
このグロー放電装置において、まず支持体である例えば
A1基板41の表面を清浄化した後に真空槽52内に配
置し、真空槽52内のガス圧が10− ’Torrとな
るように調節して排気し、かつ基板41を所定温度、特
に100〜350℃(望ましくは150〜300℃)に
加熱保持する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリア
ガスとして、SiH4又はガス状シリコン化合物、CH
,(又はNHa 、Nz ) 、Otを適宜真空槽52
内に導入し、例えば0.01〜10Torrの反応圧下
で高周波電源56により高周波電圧(例えば13.56
MHz)を印加する。これによって、上記各反応ガス
を電極57と基板41との間でグロー放電分解し、P型
a −5LC: H,、a −5iC: H,a −S
t: H,C,N、0の少なくとも1種を含有するa−
St : HSa −5iO: Hを上記の層44.4
2.43.46.45として基板上に連続的に(即ち、
例えば第1図の例に対応して)堆積させる。
A1基板41の表面を清浄化した後に真空槽52内に配
置し、真空槽52内のガス圧が10− ’Torrとな
るように調節して排気し、かつ基板41を所定温度、特
に100〜350℃(望ましくは150〜300℃)に
加熱保持する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリア
ガスとして、SiH4又はガス状シリコン化合物、CH
,(又はNHa 、Nz ) 、Otを適宜真空槽52
内に導入し、例えば0.01〜10Torrの反応圧下
で高周波電源56により高周波電圧(例えば13.56
MHz)を印加する。これによって、上記各反応ガス
を電極57と基板41との間でグロー放電分解し、P型
a −5LC: H,、a −5iC: H,a −S
t: H,C,N、0の少なくとも1種を含有するa−
St : HSa −5iO: Hを上記の層44.4
2.43.46.45として基板上に連続的に(即ち、
例えば第1図の例に対応して)堆積させる。
上記製造方法においては、支持体上にa −3i系の層
を製膜する工程で支持体温度を100〜350℃として
いるので、感光体の膜質(特に電気的特性)を良くする
ことができる。
を製膜する工程で支持体温度を100〜350℃として
いるので、感光体の膜質(特に電気的特性)を良くする
ことができる。
なお、上記a −3i系悪感光の各層の形成時において
、ダングリングボンドを補償するためには、上記したH
のかわりに、或いはHと併用してフッ素をSi F 、
等の形で導入し、a −5i : F、 a −Si:
H:F、a−SiN:F、a−SiN:H:F、、aS
i C: F % a St C: H: F Sa
St CN : F %a −3iNO: F、
a −5iCO: F等とすることもできる。この場合
のフッ素量は0.5〜10%が望ましい。
、ダングリングボンドを補償するためには、上記したH
のかわりに、或いはHと併用してフッ素をSi F 、
等の形で導入し、a −5i : F、 a −Si:
H:F、a−SiN:F、a−SiN:H:F、、aS
i C: F % a St C: H: F Sa
St CN : F %a −3iNO: F、
a −5iCO: F等とすることもできる。この場合
のフッ素量は0.5〜10%が望ましい。
なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
あるが、これ以外にも、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法や、水素放電管で活性化又はイオン化され
た水素導入下でSiを蒸発させる方法(特に、本出願人
による特開昭56−78413号(特願昭54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能である。
あるが、これ以外にも、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法や、水素放電管で活性化又はイオン化され
た水素導入下でSiを蒸発させる方法(特に、本出願人
による特開昭56−78413号(特願昭54−152
455号)の方法)等によっても上記感光体の製造が可
能である。
以下、本発明を具体的な実施例について説明する。
グロー放電分解法により、ドラム状/l支持体上に第1
図の構造の電子写真感光体を作製した。
図の構造の電子写真感光体を作製した。
即ち、まず、支持体である例えば平滑な表面を持つドラ
ム状A1基板41の表面を清浄化した後に、第7図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10−6
Torrとなるように調節して排気し、かつ基板41を
所定温度、特に100〜350℃(望ましくは150〜
300℃)に加熱保持する。次いで、高純度の静ガスを
キャリアガスとして導入し、0.5Torrの背圧のも
とて周波数13.56 MHzの高周波電力を印加し、
10分間の予備放電を行った。次いで、SiH4、CH
4とB、H,とからなる反応ガスを導入し、流量比1:
l:l: (1,5X10弓)の(Ar+5iHn
+CH4+BzHb )混合ガスをグロー放電分解する
ことにより、電荷ブロッキング機能を担うP型のa −
5iC: H層44を製膜し、次いで5iHnに対する
B2H4の流量比をl:6×10−6として電荷輸送層
42を6μm/hrの堆積速度で順次所定厚さに製膜し
た。引き続き、B、H。
ム状A1基板41の表面を清浄化した後に、第7図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が10−6
Torrとなるように調節して排気し、かつ基板41を
所定温度、特に100〜350℃(望ましくは150〜
300℃)に加熱保持する。次いで、高純度の静ガスを
キャリアガスとして導入し、0.5Torrの背圧のも
とて周波数13.56 MHzの高周波電力を印加し、
10分間の予備放電を行った。次いで、SiH4、CH
4とB、H,とからなる反応ガスを導入し、流量比1:
l:l: (1,5X10弓)の(Ar+5iHn
+CH4+BzHb )混合ガスをグロー放電分解する
ことにより、電荷ブロッキング機能を担うP型のa −
5iC: H層44を製膜し、次いで5iHnに対する
B2H4の流量比をl:6×10−6として電荷輸送層
42を6μm/hrの堆積速度で順次所定厚さに製膜し
た。引き続き、B、H。
及びCH4を供給停止し、SiH,を放電分解し、所定
厚さのa −3i : H層43を形成した。引き続い
て、流量比4:1:6の(Ar + Si Ha +
CH4、N2又は0□)混合ガスをグロー放電分解し、
所定厚さの中間層46を形成し、更に流量比4:1:1
0の(^r+5iH4+Oz )混合ガスをグロー放電
分解してa −5iO: H表面保護層45を更に設け
、電子写真感光体を完成させた。
厚さのa −3i : H層43を形成した。引き続い
て、流量比4:1:6の(Ar + Si Ha +
CH4、N2又は0□)混合ガスをグロー放電分解し、
所定厚さの中間層46を形成し、更に流量比4:1:1
0の(^r+5iH4+Oz )混合ガスをグロー放電
分解してa −5iO: H表面保護層45を更に設け
、電子写真感光体を完成させた。
こうして作成された感光体の構成をまとめると次の通り
であった。
であった。
(3)、a−5i:)(電荷発生層:膜厚=5μm(4
)、a−SiC:H電荷輸送層:膜厚=14um炭素含
有量= 12atomic% (5)、a −3tC: H電荷ブロッキング層:膜厚
=1μ麟炭素含有量=12atomic% 〔正帯電用二Bドープ有り (6)、支持体:Alシリンダー(鏡面研磨仕上げ)次
に、上記の各感光体を使用して各種のテストを次のよう
に行なった。
)、a−SiC:H電荷輸送層:膜厚=14um炭素含
有量= 12atomic% (5)、a −3tC: H電荷ブロッキング層:膜厚
=1μ麟炭素含有量=12atomic% 〔正帯電用二Bドープ有り (6)、支持体:Alシリンダー(鏡面研磨仕上げ)次
に、上記の各感光体を使用して各種のテストを次のよう
に行なった。
乳ユが主笈皮
第9図に示すように、感光体39面に垂直に当てた0、
3Rダイヤ針70に荷重Wを加え、感光体をモータ71
で回転させ、傷をつける。次に、電子写真複写機U −
Bix 1600 (小西六写真工業社製)改造機にて
画像出しを行ない、何gの荷重から画像に白スジが現わ
れるかで、その感光体の引っかき強度(g)とする。
3Rダイヤ針70に荷重Wを加え、感光体をモータ71
で回転させ、傷をつける。次に、電子写真複写機U −
Bix 1600 (小西六写真工業社製)改造機にて
画像出しを行ない、何gの荷重から画像に白スジが現わ
れるかで、その感光体の引っかき強度(g)とする。
貞盈孟並
温度33℃、相対湿度80%の環境下で、感光体を電子
写真複写機U −Bix 4500 (小西六写真工業
社製)改造機内に24時間順応させた後、現像剤、紙、
ブレードとは非接触で1000コピーの空回しを行なっ
た後、画像出しを行ない、以下の基準で画像流れの程度
を判定した。
写真複写機U −Bix 4500 (小西六写真工業
社製)改造機内に24時間順応させた後、現像剤、紙、
ブレードとは非接触で1000コピーの空回しを行なっ
た後、画像出しを行ない、以下の基準で画像流れの程度
を判定した。
◎二画像流れが全(なく 、5.5ポイントの英字や細
線の再現性が良い。
線の再現性が良い。
○:5.5ポイントの英字がやや太くなる。
△:5.5ポイントの英字がつぶれて読みづらい。
X:5.5ポイントの英字判読不能。
留”位V、(V)
U−Bix 1600改造機を使った電位測定で、40
0nmにピークをもつ除電光30 lux −secを
照射した後も残っている感光体表面電位。
0nmにピークをもつ除電光30 lux −secを
照射した後も残っている感光体表面電位。
20 コピ一時の1質
◎:画像上に白スジ、白ポチがなく、解像度、階調性が
よく、鮮明。
よく、鮮明。
02画像上に白スジや画像流れによるにじみがごく一部
のみに発生。
のみに発生。
△:画像上に白スジ、白ポチが部分的に発生。
画像流れにより文字も部分的に読みづらい。
×:画像上に白スジ、白ポチ、画像流れが全面的に発生
。
。
結果を第8図にまとめて示した。この結果を含めて次の
ことが明らかとなった。
ことが明らかとなった。
(1)、中間層、表面改質層共に無しの場合:引っかき
強度試験における引っかき強度が弱く、感光体機械的損
傷を受けやすく、画像上に白スジ等が発生する。また、
画像流れを起こし、画像ボケが発生する。従って、耐刷
性は極めて低い。
強度試験における引っかき強度が弱く、感光体機械的損
傷を受けやすく、画像上に白スジ等が発生する。また、
画像流れを起こし、画像ボケが発生する。従って、耐刷
性は極めて低い。
(2)、中間層無し、a −5iO: H表面改質層(
膜厚= 1500人)の場合: 引っかき強度、画像流れ防止弁不十分であり、耐剛性低
い。
膜厚= 1500人)の場合: 引っかき強度、画像流れ防止弁不十分であり、耐剛性低
い。
(3)、中間層無し、a −5iO: H表面改質層(
〔O〕=60at、%)の膜厚を変えた場合:引っかき
強度不十分、画像流れ防止不十分、膜厚と共に残留電位
が上昇する。
〔O〕=60at、%)の膜厚を変えた場合:引っかき
強度不十分、画像流れ防止不十分、膜厚と共に残留電位
が上昇する。
(4)、a−Si系中間層((C+N+O) =30〜
50at。
50at。
%)とa −5iO: H表面改質層(〔O〕=50〜
80at、%)の積層: 引っかき強度が向上し、画像流れも発生せず、高画質の
画像が数十万コピー得られる(高耐剛性)。
80at、%)の積層: 引っかき強度が向上し、画像流れも発生せず、高画質の
画像が数十万コピー得られる(高耐剛性)。
(5)、a−Si系中間層とasiO:H表面改質層の
厚さが薄いときは引っかき強度が弱く、画像流れ防止の
効果も少なくなる傾向あり。また、膜厚が厚すぎると、
残留電位が上昇し易い。
厚さが薄いときは引っかき強度が弱く、画像流れ防止の
効果も少なくなる傾向あり。また、膜厚が厚すぎると、
残留電位が上昇し易い。
第1図〜第9図は本発明の実施例を示すものであって、
第1図、第2図、第3図はa −Si系感光体の各断面
図、 第4図はa−3iOの光学的エネルギーギャップを示す
グラフ、 第5図はa −5iO等の比抵抗を示すグラフ、第6図
はa−SiC等の光学的エネルギーギャップを示すグラ
フ、 第7図はグロー放電装置の概略断面図、第8図は各感光
体の層構成とその特性を比較して示す表、 第9図は引っかき強度試験機の概略図 である。 第1O図は従来の電子写真複写機の概略断面図である。 なお、図面に示された符号において、 39−−〜−−−−−−・−−−−−a −S i系感
光体4t−−一−−・−−一−−−−−−−支持体(基
板)42−・−・−・・−−一−−−−−電荷輸送層4
3−・−・−−一−−−−−−・−電荷発生層44−・
−−−−−−−−−−一−−電荷プロッキング層45−
−−−−−−−−・−−−一−−表面改質層46.46
a 、 46b −−−−−−一中間層55−・−−−
−−−−−−−−−・・ヒーター56−−−−−・−・
・−一一一−・高周波電源57・−−−−−−−一−−
−−−−電極62〜6ローーーーーーー各ガス供給源で
ある。 代理人 弁理士 逢 坂 宏 第2図 a−811−tow:H 第5図 !!i(素、Co、No含有量(atomtc%)第6
図 0−51←XにX’H,(1’a11−)LNIJII
:M、0−311−3(L;’J)%’n第7図
図、 第4図はa−3iOの光学的エネルギーギャップを示す
グラフ、 第5図はa −5iO等の比抵抗を示すグラフ、第6図
はa−SiC等の光学的エネルギーギャップを示すグラ
フ、 第7図はグロー放電装置の概略断面図、第8図は各感光
体の層構成とその特性を比較して示す表、 第9図は引っかき強度試験機の概略図 である。 第1O図は従来の電子写真複写機の概略断面図である。 なお、図面に示された符号において、 39−−〜−−−−−−・−−−−−a −S i系感
光体4t−−一−−・−−一−−−−−−−支持体(基
板)42−・−・−・・−−一−−−−−電荷輸送層4
3−・−・−−一−−−−−−・−電荷発生層44−・
−−−−−−−−−−一−−電荷プロッキング層45−
−−−−−−−−・−−−一−−表面改質層46.46
a 、 46b −−−−−−一中間層55−・−−−
−−−−−−−−−・・ヒーター56−−−−−・−・
・−一一一−・高周波電源57・−−−−−−−一−−
−−−−電極62〜6ローーーーーーー各ガス供給源で
ある。 代理人 弁理士 逢 坂 宏 第2図 a−811−tow:H 第5図 !!i(素、Co、No含有量(atomtc%)第6
図 0−51←XにX’H,(1’a11−)LNIJII
:M、0−311−3(L;’J)%’n第7図
Claims (1)
- 1、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンか
らなる電荷発生層上に、アモルファス水素化及び/又は
フッ素化酸化シリコンからなる表面改質層が設けられ、
かつ前記電荷発生層下に、アモルファス水素化及び/又
はフッ素化炭化シリコンからなる電荷輸送層が設けられ
、更に前記電荷発生層と前記表面改質層との間に、炭素
原子と窒素原子と酸素原子とのうちの少なくとも1種を
含有するアモルファスシリコン系中間層が設けられてい
ることを特徴とする感光体。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2310885A JPS61183659A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 感光体 |
US06/813,619 US4673629A (en) | 1984-12-31 | 1985-12-26 | Photoreceptor having amorphous silicon layers |
DE19853546314 DE3546314A1 (de) | 1984-12-31 | 1985-12-30 | Photorezeptor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2310885A JPS61183659A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61183659A true JPS61183659A (ja) | 1986-08-16 |
Family
ID=12101276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2310885A Pending JPS61183659A (ja) | 1984-12-31 | 1985-02-08 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61183659A (ja) |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2310885A patent/JPS61183659A/ja active Pending
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