JPS62184466A - 感光体 - Google Patents
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- JPS62184466A JPS62184466A JP61027342A JP2734286A JPS62184466A JP S62184466 A JPS62184466 A JP S62184466A JP 61027342 A JP61027342 A JP 61027342A JP 2734286 A JP2734286 A JP 2734286A JP S62184466 A JPS62184466 A JP S62184466A
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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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08264—Silicon-based comprising seven or more silicon-based layers
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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】
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。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。
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。
一方、アモルファスシリコン(以下、a−3iと称する
。)を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−5iは、5i−3i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。
。)を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−5iは、5i−3i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(II)で補償してSi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。
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(II)で補償してSi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−3
i:Hと称する。)は、光感度が良好である上に無公害
性、良耐刷性等の面で注目されている。しかし、a−3
i:Hは750〜800 nm (近赤外)の波長の光
に対しては可視域の光に対するより1ケタ程感度が悪い
ことが知られている。従って、情報信号を電気的に処理
してハードコピーとして出力するための情報末端処理機
において半導体レーザーを記録光源として用いる場合に
は、実用的な情報記録用の半導体レーザーはGaAlA
sを構成材料としたものであってその発振波長は760
〜B20 nmであるから、この種の情報記録にとって
a−3i:Hは感度不十分となり、不適当である。
i:Hと称する。)は、光感度が良好である上に無公害
性、良耐刷性等の面で注目されている。しかし、a−3
i:Hは750〜800 nm (近赤外)の波長の光
に対しては可視域の光に対するより1ケタ程感度が悪い
ことが知られている。従って、情報信号を電気的に処理
してハードコピーとして出力するための情報末端処理機
において半導体レーザーを記録光源として用いる場合に
は、実用的な情報記録用の半導体レーザーはGaAlA
sを構成材料としたものであってその発振波長は760
〜B20 nmであるから、この種の情報記録にとって
a−3i:Hは感度不十分となり、不適当である。
Se系の感光体の場合には、有機光導電材料からなる感
光体に比べて感度が大きいものの、処理速度の高速化に
対応するためには長波長領域での感度がやはり不十分で
ある。
光体に比べて感度が大きいものの、処理速度の高速化に
対応するためには長波長領域での感度がやはり不十分で
ある。
そこで、a−3i:Hの優れた光導電性又は光感度を生
かしつつ長波長領域の感度を向上させるために、アモル
ファス水素化シリコンゲルマニウム(以下、a−3iG
e:Hと称する。)を光導電層に用いることが考えられ
る。つまり、a−3iGe:Hは600〜8500II
+の波長域で光感度が良好である。しかしながら、逆に
言えば、a−3iGe:H単独では、可視領域での感度
がa−3i :Hに比べて悪い。しかも、a−3iGe
:HNのみでは、暗抵抗は108〜109Ω−cmにす
ぎず、電荷保持能に乏しい。しかも、a−3iGe:H
は支持体(基板)に対する膜付き又は接着性が悪く、ま
た機械的、熱的性質がa−5i:Hよりも劣るために、
電子写真感光体として実用化する上で難がある。
かしつつ長波長領域の感度を向上させるために、アモル
ファス水素化シリコンゲルマニウム(以下、a−3iG
e:Hと称する。)を光導電層に用いることが考えられ
る。つまり、a−3iGe:Hは600〜8500II
+の波長域で光感度が良好である。しかしながら、逆に
言えば、a−3iGe:H単独では、可視領域での感度
がa−3i :Hに比べて悪い。しかも、a−3iGe
:HNのみでは、暗抵抗は108〜109Ω−cmにす
ぎず、電荷保持能に乏しい。しかも、a−3iGe:H
は支持体(基板)に対する膜付き又は接着性が悪く、ま
た機械的、熱的性質がa−5i:Hよりも劣るために、
電子写真感光体として実用化する上で難がある。
a−3iGeを使用した例として、a−3iGe層上に
電荷輸送層を形成し、これら両層間の境界領域の組成を
連続的に変化させたものがあるが、これでは、上記に加
えて製膜の制御性が困難になる。
電荷輸送層を形成し、これら両層間の境界領域の組成を
連続的に変化させたものがあるが、これでは、上記に加
えて製膜の制御性が困難になる。
近時、半導体レーザー等による記録機能の他に可視光を
光源とする記録機能(例えば通常の電子写真複写機とし
ての機能)も併せ持つ多機能機器が注目されているが、
上記のa−3i:H及びa−3iGe:H共にそうした
要求を満足し得ない。
光源とする記録機能(例えば通常の電子写真複写機とし
ての機能)も併せ持つ多機能機器が注目されているが、
上記のa−3i:H及びa−3iGe:H共にそうした
要求を満足し得ない。
ハ1発明の目的
本発明の目的は、可視及び近赤外の両領域に亘って感度
に優れ、かつ帯電電位、暗減衰等の電荷保持特性や耐久
性の良い感光体を提供することにある。
に優れ、かつ帯電電位、暗減衰等の電荷保持特性や耐久
性の良い感光体を提供することにある。
二9発明の構成及びその作用効果
即ち、本発明は、炭素原子と窒素原子と酸素原子とのう
ち少なくとも1種を含有するアモルファス水素化及び/
又はハロゲン化シリコンからなる電荷・論送層と、アモ
ルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンからなる
第1の電荷発生層と、アモルファス水素化及び/又はハ
ロゲン化シリコンゲルマニウムからなる第2の電荷発生
層とを有し、前記電荷輸送層の上及び下のいずれか一方
側に前記第1の電荷発生層と前記第2の電荷発生層とが
共に存在しており、かつ前記電荷輸送層と前記第1の電
荷発生層と前記第2の電荷発生層との中で互いに隣接す
る層間の少なくとも1つに中間層が少なくともIFf設
けられ、この中間層とこれに隣接する層との間のEg、
opt及び/又はχ (但し、Eg、optは光学的エ
ネルギーギャップ、χは真空準位と価電子帯とのバンド
ギャップである。)の差が0,2eV以下である感光体
に係るものである。
ち少なくとも1種を含有するアモルファス水素化及び/
又はハロゲン化シリコンからなる電荷・論送層と、アモ
ルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコンからなる
第1の電荷発生層と、アモルファス水素化及び/又はハ
ロゲン化シリコンゲルマニウムからなる第2の電荷発生
層とを有し、前記電荷輸送層の上及び下のいずれか一方
側に前記第1の電荷発生層と前記第2の電荷発生層とが
共に存在しており、かつ前記電荷輸送層と前記第1の電
荷発生層と前記第2の電荷発生層との中で互いに隣接す
る層間の少なくとも1つに中間層が少なくともIFf設
けられ、この中間層とこれに隣接する層との間のEg、
opt及び/又はχ (但し、Eg、optは光学的エ
ネルギーギャップ、χは真空準位と価電子帯とのバンド
ギャップである。)の差が0,2eV以下である感光体
に係るものである。
本発明によれば、電荷発生層がアモルファス水素化及び
/又はハロゲン化シリコンゲルマニウム層と、アモルフ
ァス水素化及び/又はハロゲン化シリコン等とからなっ
ているので、前者による近赤外領域での感度向上と後者
による可視域での感度向上との双方を実現した感光体を
提供できる。
/又はハロゲン化シリコンゲルマニウム層と、アモルフ
ァス水素化及び/又はハロゲン化シリコン等とからなっ
ているので、前者による近赤外領域での感度向上と後者
による可視域での感度向上との双方を実現した感光体を
提供できる。
例えば、a−3iGe:Hの有する比較的長波長域(例
えば600〜850 nm)での高感度特性を生がしな
がら、高い電荷保持性や膜付き等を特に電荷輸送層で実
現しており、これまで知られているものに比べて特性を
十分に満足した有用な感光体を提供することができる。
えば600〜850 nm)での高感度特性を生がしな
がら、高い電荷保持性や膜付き等を特に電荷輸送層で実
現しており、これまで知られているものに比べて特性を
十分に満足した有用な感光体を提供することができる。
また、本発明の感光体は、電荷発生層と電荷輸送層とを
分離した機能分離型のものであり、特に電荷輸送層はC
,N、Oの少なくとも1種を含有するアモルファスシリ
コン層で形成されているので、電荷輸送能等が良好とな
り、帯電電位を高くし、III減衰を少なくできる。
分離した機能分離型のものであり、特に電荷輸送層はC
,N、Oの少なくとも1種を含有するアモルファスシリ
コン層で形成されているので、電荷輸送能等が良好とな
り、帯電電位を高くし、III減衰を少なくできる。
更に、本発明では、上記の中間層の存在によって、隣接
層間のエネルギーギャップが小さくなり、スパイク(バ
ンドの不連続化)等の発生を少なくできる。この結果、
キャリアの移動をスムーズにして高感度化、低残留電位
を実現でき、かつ各層a−Si系材料系材績製膜して積
石する場合、0.02μm程度の境界層が存在する。こ
れを考慮し、中間層厚としてはこの境界層を含めてO,
OS〜2μmが好ましい。更に好適には0.1〜1μm
とするのが望ましい。
層間のエネルギーギャップが小さくなり、スパイク(バ
ンドの不連続化)等の発生を少なくできる。この結果、
キャリアの移動をスムーズにして高感度化、低残留電位
を実現でき、かつ各層a−Si系材料系材績製膜して積
石する場合、0.02μm程度の境界層が存在する。こ
れを考慮し、中間層厚としてはこの境界層を含めてO,
OS〜2μmが好ましい。更に好適には0.1〜1μm
とするのが望ましい。
ホ、実施例
以下、本発明による感光体を詳細に説明する。
本発明による感光体は、例えば第1図に示す如く、導電
性支持基板1上に、C,N及び0の少な(とも1種を含
有する例えばa−3iC:H又はa −S i N :
Hからなる電荷輸送層2、中間層6、a−3iGe:
H層3、中間層7、a−3i:H層5、C,N、0又は
Geを含有する例えばa−3iC;Hからなる表面改質
層4が順次積層せしめられたものからなっている。また
、基板1がらのキャリアの注入を防止して表面電位を十
分に保持するのに、C,N又は0を含有する例えばa
−3iC:H又はa−3iN:Hからなる電荷ブロッキ
ング層8を破線の如くに形成し、周期表第VA族元素の
含有によってN型導電特性を、或いはI[[A族元素の
含有によってP型導電特性を示すのがよい。また、その
厚みは400人〜2μmであるのが望ましい。電荷輸送
層2は主として電位保持、電荷輸送機能を有し、10〜
30μmの厚みに形成されるのがよい。
性支持基板1上に、C,N及び0の少な(とも1種を含
有する例えばa−3iC:H又はa −S i N :
Hからなる電荷輸送層2、中間層6、a−3iGe:
H層3、中間層7、a−3i:H層5、C,N、0又は
Geを含有する例えばa−3iC;Hからなる表面改質
層4が順次積層せしめられたものからなっている。また
、基板1がらのキャリアの注入を防止して表面電位を十
分に保持するのに、C,N又は0を含有する例えばa
−3iC:H又はa−3iN:Hからなる電荷ブロッキ
ング層8を破線の如くに形成し、周期表第VA族元素の
含有によってN型導電特性を、或いはI[[A族元素の
含有によってP型導電特性を示すのがよい。また、その
厚みは400人〜2μmであるのが望ましい。電荷輸送
層2は主として電位保持、電荷輸送機能を有し、10〜
30μmの厚みに形成されるのがよい。
一方、第2の電荷発生層であるa−3iGe:H層3は
光照射に応じて電荷担体(キャリア)を発生させるもの
であって、特に600〜850 nmの長波長域で高感
度を示し、その厚みは1μm以上であればよい。第1の
電荷発生層5を含めた電荷発生層全体の厚みは2〜10
μmであるのが望ましい。
光照射に応じて電荷担体(キャリア)を発生させるもの
であって、特に600〜850 nmの長波長域で高感
度を示し、その厚みは1μm以上であればよい。第1の
電荷発生層5を含めた電荷発生層全体の厚みは2〜10
μmであるのが望ましい。
一方、a−3isH眉5は可視光域で高感度を示すキャ
リア発生層として機能し、1μm以上の厚みに設けられ
ている。
リア発生層として機能し、1μm以上の厚みに設けられ
ている。
更に、a−3iC:HFt4はこの感光体の表面電位特
性の改善、長期に亘る電位特性の保持、耐環境性の維持
(湿度や雰囲気、コロナ放電で生成される化学種の影響
防止)、炭素含有による結合エネルギーの向上で表面硬
度が高くなることによる機械的強度及び耐刷性の向上、
感光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特に粘着転写
性)の向上環の機能を有し、いわば表面改質層として働
くものである。そして、このa −S i C: 1−
I層4の厚みを400〜5000人に選択することが重
要である。
性の改善、長期に亘る電位特性の保持、耐環境性の維持
(湿度や雰囲気、コロナ放電で生成される化学種の影響
防止)、炭素含有による結合エネルギーの向上で表面硬
度が高くなることによる機械的強度及び耐刷性の向上、
感光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特に粘着転写
性)の向上環の機能を有し、いわば表面改質層として働
くものである。そして、このa −S i C: 1−
I層4の厚みを400〜5000人に選択することが重
要である。
本実施例の感光体において注目すべきことは、各層5−
3間、3−2間に夫々中間層7.6を設け、これらの各
中間層によって各層間のEg、opt及び/又はχを0
.2eV以下に設定していることである。このために、
中間層7及び6を両層5−3.3−2の中間組成で形成
している。
3間、3−2間に夫々中間層7.6を設け、これらの各
中間層によって各層間のEg、opt及び/又はχを0
.2eV以下に設定していることである。このために、
中間層7及び6を両層5−3.3−2の中間組成で形成
している。
次に、本例による第1図の感光体の各層を更に詳しく説
明する。
明する。
a−3iC:H3
このa−3iC:H屓4は感光体の表面を改質してa−
3i系感光体を実用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−3i:)(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γツを受は
易く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3
iC:H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に優れ、数十ガロの耐
刷性があり、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。
3i系感光体を実用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−3i:)(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γツを受は
易く、電位特性の経時変化が著しくなる。また、a−3
iC:H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に優れ、数十ガロの耐
刷性があり、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。
このような優れた効果を総合的に奏するためには、a−
5iC:8層4の膜厚を上記した400〜5000人の
範囲内に選択することが重要である。即ち、その膜厚を
5000八を越えた場合には、残留電位が高(なりすぎ
かつ感度の低下も生じ、a−5i系感光体としての良好
な特性を失うことがある。
5iC:8層4の膜厚を上記した400〜5000人の
範囲内に選択することが重要である。即ち、その膜厚を
5000八を越えた場合には、残留電位が高(なりすぎ
かつ感度の低下も生じ、a−5i系感光体としての良好
な特性を失うことがある。
また、膜厚を400人未満とした場合には、暗減衰の増
大や光感度の低下が生じてしまう。
大や光感度の低下が生じてしまう。
また、このa −S i C: Hr44については、
上記した効果を発揮する上でその炭素組成を選択するこ
とも重要であることが分かった。組成比をa 5i1
−xCx:Hと表せば、Xを0.2〜0.8とすること
(S i 十C= too atomic%としたとき
に炭素原子含有量が20a Lom i c%〜80a
tomic%であること)が望ましい。
上記した効果を発揮する上でその炭素組成を選択するこ
とも重要であることが分かった。組成比をa 5i1
−xCx:Hと表せば、Xを0.2〜0.8とすること
(S i 十C= too atomic%としたとき
に炭素原子含有量が20a Lom i c%〜80a
tomic%であること)が望ましい。
なお、このa−3iC:H層は、他の層と同様に水素を
含有することが必須であり、その水素含有量は通常1〜
40atomic%、更に10〜30a tom i
c%とするのがよい。
含有することが必須であり、その水素含有量は通常1〜
40atomic%、更に10〜30a tom i
c%とするのがよい。
また、表面改質層4は、上記以外にも、Cに代えてN又
は0を含有し、更にはGeも含有するものであってよく
、この場合でもSiは20〜80atomic%とする
。
は0を含有し、更にはGeも含有するものであってよく
、この場合でもSiは20〜80atomic%とする
。
遁予■創二】」−
この層2は電位保持及び電荷輸送の両機能を担い、暗所
抵抗率が10′2Ω−cm以上であって、耐高電界性を
有し、単位膜厚光たりに保持される電位が大きく、しか
も感光層から注入される電子又はホールが大きな移動度
と寿命を示すので、電荷担体を効率良く支持体1側へ輸
送する。また、炭素又は窒素の組成によってエネルギー
ギャップの大きさを調整できるため、感光層において光
照射に応じて発生した電荷担体に対し障壁を作ることな
く、効率良く注入させることができる。従って、この層
2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光層で発生
した電荷担体を効率良く速やかに輸送し、高感度で残留
電位のない感光体とする働きがある。
抵抗率が10′2Ω−cm以上であって、耐高電界性を
有し、単位膜厚光たりに保持される電位が大きく、しか
も感光層から注入される電子又はホールが大きな移動度
と寿命を示すので、電荷担体を効率良く支持体1側へ輸
送する。また、炭素又は窒素の組成によってエネルギー
ギャップの大きさを調整できるため、感光層において光
照射に応じて発生した電荷担体に対し障壁を作ることな
く、効率良く注入させることができる。従って、この層
2は実用レベルの高い表面電位を保持し、感光層で発生
した電荷担体を効率良く速やかに輸送し、高感度で残留
電位のない感光体とする働きがある。
こうした機能を果たすために、N2の膜厚は、例えばカ
ールソン方式による乾式現像法を適用するためには10
〜30μmであることが望ましい。この膜厚が10μm
未満であると現像に必要な表面電位が得られず、また3
0μmを越えると電荷発生層で発生したキャリアの基板
への到達率が低下してしまう。但し、このa−3iC:
H又はa−3iN:HFtの膜厚は、Se感光体と比較
して薄くしてもぐ例えば十数μm)実用レベルの表面電
位が得られる。
ールソン方式による乾式現像法を適用するためには10
〜30μmであることが望ましい。この膜厚が10μm
未満であると現像に必要な表面電位が得られず、また3
0μmを越えると電荷発生層で発生したキャリアの基板
への到達率が低下してしまう。但し、このa−3iC:
H又はa−3iN:HFtの膜厚は、Se感光体と比較
して薄くしてもぐ例えば十数μm)実用レベルの表面電
位が得られる。
また、この屓2をa−3i、−xCx:H又はa−3i
l−yNy:Hと表したとき、0.1 ≦X≦0.6.
0.1 ≦y≦0.6(炭素又は窒素原子含有量がSi
+C(又はN) =100 atomic%とじたとき
に10〜60atomic%)とするのが望ましい。0
.1≦x、O,l≦yとすれば屓2の電気的、光学的特
性をa 5iGe:)(層3とは全く異なったものに
できる。x >0.6 、y >0.6のときは層の電
荷輸送能が低下するので、X≦0.6 、y≦0.6と
するのがよい。
l−yNy:Hと表したとき、0.1 ≦X≦0.6.
0.1 ≦y≦0.6(炭素又は窒素原子含有量がSi
+C(又はN) =100 atomic%とじたとき
に10〜60atomic%)とするのが望ましい。0
.1≦x、O,l≦yとすれば屓2の電気的、光学的特
性をa 5iGe:)(層3とは全く異なったものに
できる。x >0.6 、y >0.6のときは層の電
荷輸送能が低下するので、X≦0.6 、y≦0.6と
するのがよい。
なお、電荷輸送層2は、a−5iOで形成してよい。ま
た、a−3iC,a−3iNに更にO及び/又はGeを
含有せしめたもの、或いはGe及び/又はOを含有する
a−3iで形成してもよい。
た、a−3iC,a−3iNに更にO及び/又はGeを
含有せしめたもの、或いはGe及び/又はOを含有する
a−3iで形成してもよい。
Geの含有量はO〜30atomic%としてよい。
また、電荷輸送層2には、ホウ素等、周期表第[[[A
族を500 ppm以下、又は第VA族元素を200p
pm以下ドープして(このドープ量は後述のグロー放電
時のガス流量比で示す二以下同じ)光感度の向上を計る
のが良い。
族を500 ppm以下、又は第VA族元素を200p
pm以下ドープして(このドープ量は後述のグロー放電
時のガス流量比で示す二以下同じ)光感度の向上を計る
のが良い。
1屑1違しl土之1厘■
この層8はブロッキング及び下びき層として用いられ、
その膜厚は400人〜2μmとすることが望ましい。即
ち、400人未満では電荷のブロッキング効果が少なく
、また膜付き及び基板との接着性を良くするにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越える
と、ブロッキング効果は良いが、逆に感光体全体として
の光感度が悪くなり、また製膜時間が長くなり、コスト
的にみて不利である。周期表第111A族元素は50〜
110000pp、第VA族元素は10〜10000ρ
ρm含有し、Siは40〜90a tom ic%とす
るのがよい。
その膜厚は400人〜2μmとすることが望ましい。即
ち、400人未満では電荷のブロッキング効果が少なく
、また膜付き及び基板との接着性を良くするにも400
Å以上にするのがよい。他方、膜厚が2μmを越える
と、ブロッキング効果は良いが、逆に感光体全体として
の光感度が悪くなり、また製膜時間が長くなり、コスト
的にみて不利である。周期表第111A族元素は50〜
110000pp、第VA族元素は10〜10000ρ
ρm含有し、Siは40〜90a tom ic%とす
るのがよい。
このブロッキング層の炭素又は窒素含有量も層2と同じ
く5〜30atomic%、好ましくは10〜20at
omic%とするのがよい。
く5〜30atomic%、好ましくは10〜20at
omic%とするのがよい。
5−pシー屓 、
a−3iGe:H層3は、近赤外波長の光に対して第3
図の如く高い光導電性を示すことが一分かっており、a
−3t:Hに比べると、特に750〜800 nmの光
に対して十分な光感度(半減露光量(erg /c+J
)の逆数)を有している。他方、a−3i:H層5は可
視光に対して第3図の如(十分な感度を示すものである
。従って、これら両層(a−3iGe : H,a−5
i : H)を積層すると、第3図の如く、近赤外及び
可視の領域に亘っ−て広く高感度を示す感光体が得られ
、所期の目的を達成することができる。これら両層の積
層順序は、上記のようにa−3iGe:Hが上、a−5
i :Hが下であってよいし、或いはその逆であっても
よい。a−3iGe:Hが上にあっても、その膜厚を薄
くすれば可視域の光はa−3i:Hへ効果的に到達する
。
図の如く高い光導電性を示すことが一分かっており、a
−3t:Hに比べると、特に750〜800 nmの光
に対して十分な光感度(半減露光量(erg /c+J
)の逆数)を有している。他方、a−3i:H層5は可
視光に対して第3図の如(十分な感度を示すものである
。従って、これら両層(a−3iGe : H,a−5
i : H)を積層すると、第3図の如く、近赤外及び
可視の領域に亘っ−て広く高感度を示す感光体が得られ
、所期の目的を達成することができる。これら両層の積
層順序は、上記のようにa−3iGe:Hが上、a−5
i :Hが下であってよいし、或いはその逆であっても
よい。a−3iGe:Hが上にあっても、その膜厚を薄
くすれば可視域の光はa−3i:Hへ効果的に到達する
。
電荷発生層全体の厚みは、特に2〜lOμmとするのが
よい。膜厚が2μm未満であると、照射された光は効率
良く吸収されず、一部分は下地の層2に到達するため光
感度が低下する。またa−SiGe:H及びa−3i:
HJf5自体は電位保持性を有していなくてよいから感
光層としては必要以上の厚さにする必要はなく、上限は
10μmあれば十分である。a−3iGe:H3及びa
−3i:H5は夫々、1μm以上の厚みにしないと光を
十分に吸収できない。
よい。膜厚が2μm未満であると、照射された光は効率
良く吸収されず、一部分は下地の層2に到達するため光
感度が低下する。またa−SiGe:H及びa−3i:
HJf5自体は電位保持性を有していなくてよいから感
光層としては必要以上の厚さにする必要はなく、上限は
10μmあれば十分である。a−3iGe:H3及びa
−3i:H5は夫々、1μm以上の厚みにしないと光を
十分に吸収できない。
a−3iGe層3は、S i : Ge= (0,9:
0.1 )〜(0,4:0.6 )としてよい。各層3
.5には、周期表第1[[A族元素又は第VA族元素を
50ppm以下ドープしたり、C,N又はOが5ato
mic%以下含有されていてもよい。
0.1 )〜(0,4:0.6 )としてよい。各層3
.5には、周期表第1[[A族元素又は第VA族元素を
50ppm以下ドープしたり、C,N又はOが5ato
mic%以下含有されていてもよい。
また、この電荷発生層(上記した層2.4も同様)には
その電荷保持性を高めるために、その製膜時に例えば周
期表第1[IA族元素(B、AI、Qa、In等)をド
ープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3i
G e : H層3の膜特性は、後述する製造方法にお
ける基板温度、高周波放電パワー等の製膜条件によって
大きく異なる。組成的にみれば、Qe含有量は0.1〜
50atomic%(Si+G e = 100 at
omic%)に設定するのがよい。即ち、0.1 at
omic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、5Q
atomic%を越えると感度低下が生じ、膜の機械的
特性、熱的特性が劣化する。また、a −3iGe:H
及びa−3i:HのSiとHの結合■( が望ましい。5iと結合するHの量はSiに対して1〜
40aLomic%であるのがよい。これらの条件が満
たされたとき、ρD/ρ、の大きい感光体となるので望
ましい。
その電荷保持性を高めるために、その製膜時に例えば周
期表第1[IA族元素(B、AI、Qa、In等)をド
ープして抵抗を高めておくのが有効である。a−3i
G e : H層3の膜特性は、後述する製造方法にお
ける基板温度、高周波放電パワー等の製膜条件によって
大きく異なる。組成的にみれば、Qe含有量は0.1〜
50atomic%(Si+G e = 100 at
omic%)に設定するのがよい。即ち、0.1 at
omic%未満では長波長感度がそれ程向上せず、5Q
atomic%を越えると感度低下が生じ、膜の機械的
特性、熱的特性が劣化する。また、a −3iGe:H
及びa−3i:HのSiとHの結合■( が望ましい。5iと結合するHの量はSiに対して1〜
40aLomic%であるのがよい。これらの条件が満
たされたとき、ρD/ρ、の大きい感光体となるので望
ましい。
沖mエコー
これらの中間層は、両層2−3.3−5間のEg、op
t又はχの差をみかけ上0.2eV以下としてキャリア
を動き易くするために極めて重要である。このために、
中間層6は次のように選択できる。
t又はχの差をみかけ上0.2eV以下としてキャリア
を動き易くするために極めて重要である。このために、
中間層6は次のように選択できる。
また、中間層7の方は、a−3iとa−3iGeの中間
組成からなり、a S i G e E 3よりもG
e量が少なくなっているが、各眉5−7間、7−3間の
Ge量の差は5atomic%以内とするのが良い。
組成からなり、a S i G e E 3よりもG
e量が少なくなっているが、各眉5−7間、7−3間の
Ge量の差は5atomic%以内とするのが良い。
中間層6及び7は共に、均一な組成からなっているので
、後述の製膜を行い易いという利点がある。
、後述の製膜を行い易いという利点がある。
なお、上記の中間層6.7は夫々単一層からなっている
が、複数層からなっていてよいし、或いは中間層6.7
の一方のみを設けてもよい。
が、複数層からなっていてよいし、或いは中間層6.7
の一方のみを設けてもよい。
なお、上記のEg、optの測定方法としては、単層膜
での光吸収係数αを測定することにより知られる。a−
3i系材料のαのλ (照射光波長)依存性を測定する
と、5了O!:(hシーEg、opL )の関係が成立
する範囲があり、上式に基づきEg。
での光吸収係数αを測定することにより知られる。a−
3i系材料のαのλ (照射光波長)依存性を測定する
と、5了O!:(hシーEg、opL )の関係が成立
する範囲があり、上式に基づきEg。
optが求められる。但し、α:吸収係数、hニブラン
ク定数、シ:光の振動数である。
ク定数、シ:光の振動数である。
また、上記のχについては、第4図に示すように、隣接
する第1層(例えば上述の3)と第2層(例えば上述の
6)とについてその各真空準位(電子がフリーな状態)
と価電子帯のレベルとの差であるχ1、χ2として定義
する。このχの測定方法は、ケルビン・メソッド・フォ
ツ・コンタクト・ディファレンス(Kelvin me
thod forcor+Lact differen
ce) 、電子線回折、電子線遅延法(reLorda
tion ) 、二次電子エネルギー分析(photo
emission electron energg
analysis)の如き公知の方法による。なお、第
4図中、φ1、φ2はフェルミレベルと価電子帯とのギ
ャップであり、公知の方法によって暗状態の電気伝導度
の温度依存性の測定に基づいて求められる。第4図のバ
ンド図は、走行キャリアがホールの場合であるが、走行
キャリアが電子の場合には伝導電子帯端を揃えておく。
する第1層(例えば上述の3)と第2層(例えば上述の
6)とについてその各真空準位(電子がフリーな状態)
と価電子帯のレベルとの差であるχ1、χ2として定義
する。このχの測定方法は、ケルビン・メソッド・フォ
ツ・コンタクト・ディファレンス(Kelvin me
thod forcor+Lact differen
ce) 、電子線回折、電子線遅延法(reLorda
tion ) 、二次電子エネルギー分析(photo
emission electron energg
analysis)の如き公知の方法による。なお、第
4図中、φ1、φ2はフェルミレベルと価電子帯とのギ
ャップであり、公知の方法によって暗状態の電気伝導度
の温度依存性の測定に基づいて求められる。第4図のバ
ンド図は、走行キャリアがホールの場合であるが、走行
キャリアが電子の場合には伝導電子帯端を揃えておく。
また、元素含有量の定量は、アルハック−ファイ株式会
社製の走査型オージェ電子分光分析装置「マルチプロー
ブ600」を用いて行った。この装置を用いて、A r
+(4K e V)イオンビームを0.2μAとしてス
パッタを行い、電子ビーム(3KeV、0.1μA)を
励起としてオージェ電子を通常の方法により測定した。
社製の走査型オージェ電子分光分析装置「マルチプロー
ブ600」を用いて行った。この装置を用いて、A r
+(4K e V)イオンビームを0.2μAとしてス
パッタを行い、電子ビーム(3KeV、0.1μA)を
励起としてオージェ電子を通常の方法により測定した。
元素含有量の算出に当たっては、PHIオージェハンド
ブックの感度係数の値を用い、主要元素Si+C+N十
Ge+0−’100at%として行った。
ブックの感度係数の値を用い、主要元素Si+C+N十
Ge+0−’100at%として行った。
なお、上記において、ダングリングボンドを補償するた
めには、a−3iに対しては上記したHの代わりに、或
いはトIと併用してフッ素等のハロゲン原子を導入し、
例えばa−3iGe : F、 a−3iGe:H:F
、a−5i:F、a−3i:H:F、a−3iC:F、
a−3iC:l(:F等とすることもできる。この場合
のフソフ量は0.01〜20atomic%がよ< 、
0.5〜10atomic%が更に良い。
めには、a−3iに対しては上記したHの代わりに、或
いはトIと併用してフッ素等のハロゲン原子を導入し、
例えばa−3iGe : F、 a−3iGe:H:F
、a−5i:F、a−3i:H:F、a−3iC:F、
a−3iC:l(:F等とすることもできる。この場合
のフソフ量は0.01〜20atomic%がよ< 、
0.5〜10atomic%が更に良い。
第2図は他の例による感光体を示すが、第1図の感光体
とは異なり、電荷・輪送層2が表面側に存在しており、
この下側にa−3iGe層3、a−3iJi5及び中間
層6.7が夫々形成されている。
とは異なり、電荷・輪送層2が表面側に存在しており、
この下側にa−3iGe層3、a−3iJi5及び中間
層6.7が夫々形成されている。
このような構成でも、上記と同様の作用効果が得られる
上に、電荷・M送層が表面側にあるために耐久性、耐刷
性が良くなる。表面には更に、破線で示す表面改質層4
を形成するとなお良い。プo 7キング層8は必ずしも
設けなくてもよい。
上に、電荷・M送層が表面側にあるために耐久性、耐刷
性が良くなる。表面には更に、破線で示す表面改質層4
を形成するとなお良い。プo 7キング層8は必ずしも
設けなくてもよい。
次に、本発明による感光体を製造するのに使用可能な装
置、例えばグロー放電分解装置を第5図について説明す
る。
置、例えばグロー放電分解装置を第5図について説明す
る。
この装置61の真空槽62内では、ドラム状の基板1が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター65で基板1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
1に対向してその周囲に、ガス導出口63付きの円筒状
高周波電極67が配され、基板1との間に高周波電源6
6によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の7
2は3 i H4又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はG e H4又はガス状ゲルマニウム化合物の供
給源、74はN2、NH3等の窒素化合物ガスの供給源
、75はCH4等の炭化水素ガスの供給源、76はAr
等のキャリアガス供給源、77は不純物ガス(例えばB
2H6又はP H3)供給源、78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65で基板1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
1に対向してその周囲に、ガス導出口63付きの円筒状
高周波電極67が配され、基板1との間に高周波電源6
6によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の7
2は3 i H4又はガス状シリコン化合物の供給源、
73はG e H4又はガス状ゲルマニウム化合物の供
給源、74はN2、NH3等の窒素化合物ガスの供給源
、75はCH4等の炭化水素ガスの供給源、76はAr
等のキャリアガス供給源、77は不純物ガス(例えばB
2H6又はP H3)供給源、78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
An基板1の表面を清浄化した後に真空槽62内に配置
し、真空槽62内のガス圧が1O−6Torrとなるよ
うに調節して排気し、かつ基板1を所定温度、特に10
0〜350℃(望ましくは150〜300℃)に加熱保
持する。
An基板1の表面を清浄化した後に真空槽62内に配置
し、真空槽62内のガス圧が1O−6Torrとなるよ
うに調節して排気し、かつ基板1を所定温度、特に10
0〜350℃(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、s
r H4又はガス状シリコン化合物、G e H4又
はガス状ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3)
1.1;H,+、又はN2を適宜真空槽62内に導入し
、例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電
源66により高周波電圧(例えば13.56 M ll
z )を印加する。これによって、上記各反応ガスを電
極67と基板1との間でグロー放電分解し、−ボロンド
ープドa−5iNGe:H,ボロンドープドa S
iN G e : H%ボロンドープドミー3iGe:
H,a−3iGe:H,a−3i:Hを上記の層2.6
.3.7.5として基板上に連続的に(即ち、第1図の
例に対応して)堆積させる。これを層構成Aとする。
r H4又はガス状シリコン化合物、G e H4又
はガス状ゲルマニウム化合物、B2H6(又はPH3)
1.1;H,+、又はN2を適宜真空槽62内に導入し
、例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高周波電
源66により高周波電圧(例えば13.56 M ll
z )を印加する。これによって、上記各反応ガスを電
極67と基板1との間でグロー放電分解し、−ボロンド
ープドa−5iNGe:H,ボロンドープドa S
iN G e : H%ボロンドープドミー3iGe:
H,a−3iGe:H,a−3i:Hを上記の層2.6
.3.7.5として基板上に連続的に(即ち、第1図の
例に対応して)堆積させる。これを層構成Aとする。
また、上記の各層の順を変え、基板上に屓5、層7、層
3、層6、層2の順に連続的に(即ち、第2図の例に対
応して)堆積させ、これを層構成りとする。
3、層6、層2の順に連続的に(即ち、第2図の例に対
応して)堆積させ、これを層構成りとする。
このようにグロー放電分解で各層を形成するに際し、ジ
ボラン又はホスフィンガスとシリコン化合物(例えばモ
ノシラン)の流量比を適切に選ぶことが必要である。負
帯電用の感光体とする場合、a −S i C: H電
荷ブロッキング層8を形成するのがよいが、この際に、
PH3(ホスフィン)とSiH4(モノシラン)との流
量比を変えた場合、PH3によるリンドープの結果、N
型の導電性が安定化する領域に於いて、上記した基板か
らのキャリアの注入を十分に防止できるブロッキング層
とするにはP H3/ S i H4の流量比はlO〜
10000容fflppmにするのがよい。また、ボロ
ンドープによる正帯電用のP型化の場合、B 2 H6
/ S i H4=50〜10000容量ppmとして
グロー放電分解するのがよい。
ボラン又はホスフィンガスとシリコン化合物(例えばモ
ノシラン)の流量比を適切に選ぶことが必要である。負
帯電用の感光体とする場合、a −S i C: H電
荷ブロッキング層8を形成するのがよいが、この際に、
PH3(ホスフィン)とSiH4(モノシラン)との流
量比を変えた場合、PH3によるリンドープの結果、N
型の導電性が安定化する領域に於いて、上記した基板か
らのキャリアの注入を十分に防止できるブロッキング層
とするにはP H3/ S i H4の流量比はlO〜
10000容fflppmにするのがよい。また、ボロ
ンドープによる正帯電用のP型化の場合、B 2 H6
/ S i H4=50〜10000容量ppmとして
グロー放電分解するのがよい。
一方、上記の層2.3.5の形成時に行うボロンドーピ
ング量については、所望の暗抵抗値を得るために適切に
選択する必用があり、ジポランの流量で表したときに層
2ではBzHe/SiH4≦500容量ppmであるの
が望ましく、層3.5ではB2Hs/SiH4≦50容
ffippmとしてよい。
ング量については、所望の暗抵抗値を得るために適切に
選択する必用があり、ジポランの流量で表したときに層
2ではBzHe/SiH4≦500容量ppmであるの
が望ましく、層3.5ではB2Hs/SiH4≦50容
ffippmとしてよい。
屓5と3とでドーピング量が異なっていてよい。
また、表面改質層4にも、同様にボロンドープをBzH
6/5iH4=0.1〜10容量ppmで行うこともで
きる。
6/5iH4=0.1〜10容量ppmで行うこともで
きる。
ホスフィンをドープする場合、屓2ではPH3/SiH
4≦200容量1)l)II+ %層3.5ではPH3
/SiH4≦50容量ppmがよい。
4≦200容量1)l)II+ %層3.5ではPH3
/SiH4≦50容量ppmがよい。
但し、上記した不純物ドーピング+;tの最適範囲は、
層のN、C,H含有量に依存するので、上記した範囲に
必ずしも限定されるものではない。
層のN、C,H含有量に依存するので、上記した範囲に
必ずしも限定されるものではない。
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、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング法等によっても上記感光体の製造が可能である。使
用する反応ガスはSiH4以外にもS i 2 H6、
SiHF3、SiF+又はその誘導体ガス、CH4以外
のC2H6、C3H8等の低級炭化水素ガスが使用可能
である。更にドーピングされる不純物は上記ボロン、ア
ルミニウム以外にもガリウム、インジウム等の他の周期
表第11[A族元素、リン以外のヒ素、アンチモン等の
他の周期表第■^族元素が使用可能である。
あるが、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング法等によっても上記感光体の製造が可能である。使
用する反応ガスはSiH4以外にもS i 2 H6、
SiHF3、SiF+又はその誘導体ガス、CH4以外
のC2H6、C3H8等の低級炭化水素ガスが使用可能
である。更にドーピングされる不純物は上記ボロン、ア
ルミニウム以外にもガリウム、インジウム等の他の周期
表第11[A族元素、リン以外のヒ素、アンチモン等の
他の周期表第■^族元素が使用可能である。
次に、上記の如くにしてグロー放電分解により形成した
層構成A及びBの感光体について、各層間のχ、Eg、
optの差(Δχ、ΔEg、opt )を第6図に示し
、かつ次の各特性も併せて示す。
層構成A及びBの感光体について、各層間のχ、Eg、
optの差(Δχ、ΔEg、opt )を第6図に示し
、かつ次の各特性も併せて示す。
帯電電位Vo (V):感光体流れ込み電流200μA
、露光なしの条件で360SX型電位計(トレック社!
!りで測定した現像直前の感光体表面電位。
、露光なしの条件で360SX型電位計(トレック社!
!りで測定した現像直前の感光体表面電位。
半減露光量E% (ffux/sec ) :強度1
μW/cnl、波長750nmの光照射により表面電圧
を500 Vから250■に半減するのに必要な露光量
。
μW/cnl、波長750nmの光照射により表面電圧
を500 Vから250■に半減するのに必要な露光量
。
耐刷性:小西六社製の複写機U −BiX 2500M
R改造機を用いて、20万コピーの実写を行い、画質
を判定することにより耐剛性を判断した。
R改造機を用いて、20万コピーの実写を行い、画質
を判定することにより耐剛性を判断した。
○:画質良好 (20万コピー後)△:
若干膜ばがれ、キズ発生(20万コピー後)×:膜はが
れ、キズが著しいく・・) 残留電位:感光体に2212 ux−sec (55
5nmピーク)の光■を照射後の感光体表面電位 この結果から、本発明に基づいて、Δχ、らかである。
若干膜ばがれ、キズ発生(20万コピー後)×:膜はが
れ、キズが著しいく・・) 残留電位:感光体に2212 ux−sec (55
5nmピーク)の光■を照射後の感光体表面電位 この結果から、本発明に基づいて、Δχ、らかである。
図面は本発明を例示するものであって、第1図及び第2
図は電子写真感光体の一部分の断面図、 第3図は光の波長による各感光体の光感度を示すグラフ
、 第4図は隣接し合う層の各エネルギーバンド図、第5図
は上記感光体を製造するグロー放電装置の概略断面図、 第6図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 である。 なお、図面に示されている符号において、1・・・・・
・・・・支持体(基板) 2・・・・・・・・・電荷輸送層 3・・・・・・・・・a−3iGe:8層4・・・・・
・・・・表面改質層 5・・・・・・・・・a−3i:8層 6.7・・・・・・・・・中間層 8・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
図は電子写真感光体の一部分の断面図、 第3図は光の波長による各感光体の光感度を示すグラフ
、 第4図は隣接し合う層の各エネルギーバンド図、第5図
は上記感光体を製造するグロー放電装置の概略断面図、 第6図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 である。 なお、図面に示されている符号において、1・・・・・
・・・・支持体(基板) 2・・・・・・・・・電荷輸送層 3・・・・・・・・・a−3iGe:8層4・・・・・
・・・・表面改質層 5・・・・・・・・・a−3i:8層 6.7・・・・・・・・・中間層 8・・・・・・・・・電荷ブロッキング層である。
Claims (1)
- 1、炭素原子と窒素原子と酸素原子とのうち少なくとも
1種を含有するアモルファス水素化及び/又はハロゲン
化シリコンからなる電荷輸送層と、アモルファス水素化
及び/又はハロゲン化シリコンからなる第1の電荷発生
層と、アモルファス水素化及び/又はハロゲン化シリコ
ンゲルマニウムからなる第2の電荷発生層とを有し、前
記電荷輸送層の上及び下のいずれか一方側に前記第1の
電荷発生層と前記第2の電荷発生層とが共に存在してお
り、かつ前記電荷輸送層と前記第1の電荷発生層と前記
第2の電荷発生層との中で互いに隣接する層間の少なく
とも1つに中間層が少なくとも1層設けられ、この中間
層とこれに隣接する層との間のEg,opt及び/又は
χ(但し、Eg,optは光学的エネルギーギャップ、
χは真空準位と価電子帯とのバンドギャップである。)
の差が0.2eV以下である感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61027342A JPS62184466A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61027342A JPS62184466A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62184466A true JPS62184466A (ja) | 1987-08-12 |
Family
ID=12218374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61027342A Pending JPS62184466A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62184466A (ja) |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP61027342A patent/JPS62184466A/ja active Pending
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