JPS6263938A - 感光体 - Google Patents

感光体

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JPS6263938A
JPS6263938A JP20415685A JP20415685A JPS6263938A JP S6263938 A JPS6263938 A JP S6263938A JP 20415685 A JP20415685 A JP 20415685A JP 20415685 A JP20415685 A JP 20415685A JP S6263938 A JPS6263938 A JP S6263938A
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JP
Japan
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charge
layer
plasma
film
photoreceptor
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JP20415685A
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English (en)
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Shuji Iino
修司 飯野
Hideo Yasutomi
英雄 保富
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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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】 産業上の利用分野 本発明はプラズマ重合ポリエチレン膜を電荷輸送層とす
る感光体に関する。
従来技術 従来、感光体、特に電子写真感光体にアモルファスシリ
コン(a−9t)が広く採用されるに到っている。a−
8t感光体は、種々の優れた特性がある一方で、誘電率
ε−12であるため、十分な帯電能を得るには最低25
μm程度の膜厚を要し、従って成膜に長時間を要し、白
斑点ノイズの発生ずる確率が高く、加えて原料費が高い
と云う欠点がある。
」二層の欠点を改良するための種々の試みがなされてい
るが、本質的に膜厚をこれより薄くすることは好ましく
ない。
一方、近年半導体分野において、ダイアモンド状炭素の
薄膜が提案されているが、その電荷輸送性能については
全く知られていない。
さらに、このような炭素薄膜をa −S i感光体の下
引き層や最表面保護層として設けろ提案がなされている
。例えば特開昭59−136742号公報には/44基
板」二のa−8t層に光照射時におけるA、9拡散を防
止するために1〜5μmの炭素膜を形成させろための感
光体が提案されている。
特開昭60−63541号公報にはa−8I層と基板間
に、200人〜271mのダイアセン1−゛状炭素膜を
使用したa−3i悪感光を開示している。
このダイアモンド状炭素膜の作用は、a−3i系感光体
固有の問題点であるa−81層とへ!基板との密着性不
良を解消するためらのである。
特開昭60−61761号公報には最表面保護層として
500人〜271mのダイアモンド状炭素薄膜を使用し
た感光体を開示している。この炭素薄膜はa−8i悪感
光の耐コロナ放電および機械的強度を改良オろためのも
のである。
特開昭59−、、、、−214859号公報にはa  
Si感光体の表面にスヂレンやアセチレン等の有機炭化
水素モノマーをプラズマ重合さUて厚さ5μm程度のオ
ーバーコ l・を形成させる技術が開示されている。こ
のオーバーコ−1・の1]的はa−8lの表面劣化にも
とづく画像流れを防止4゛ろためである。
介−BJ17!l±枦シ及ユ6よう一俣−する一間−題
点−このように、従来ではダイアモンド状炭素膜を最表
面保護層乃至は下引き層として用いているが、それ自体
安価で製造面も容易であるので電荷輸送性を有すること
が望まれている。即ち、従来ではダイアモンド状炭素膜
を薄膜として用いているため、電荷輸送性について何ら
改仰、保証することはなかった。本発明はピンポールが
なく、適当な電荷発生層と組合わせて、帯電能に優れた
感光体を得、さらに耐湿性や耐コロナ性の向−1−を図
ることを1]的と1ろ。
問獲心((鼾内亥う一ノニめ−の手段 本発明は、プラズマ重合ポリエチレン膜かこれを電荷発
生層と組み合(:)+」ろとき電荷輸送機能を有すると
云う新たな知見にムとづくものである。
即ち、本発明は電荷発生層と電荷輸送層とをイアする機
能分離型感光体において、電荷輸送層としてプラズマ重
合ポリエチレン膜をfj″オろことを特徴と4−る電子
写真感光体に関−4′ろ。
本発明感光体(」少なくとも電荷発生層と電荷輸送層か
ら構成され、電荷輸送層として少なくとも一層のプラズ
マ重合ポリエチレン膜を有する。
電荷発生層として(J特に限定的で(」なくアモルファ
スシリコン(a−3i)(特性を変えるため種々の異種
元素、例えばC10、S、N、P、 B、ハロゲン、G
e等を含んていてもよく、また多層構造であってもよい
)、5cSSe ′I’e、CdS、銅フタロンアニン
、酸化椎鉛等の無機物質およびヒスアゾ系類t4、■・
リアリールメタン系染料、チア−へ− ジン系染料、オキサジン系染料、キザンテン系染料、シ
アニン系色素、スヂリル系色素、ピリリウム系染料、ア
ゾ系顔料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリ
レン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾー
ル系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料
、フタロンアニン系顔料等の6機物質が例示される。
これ以外も、光を吸収し極ぬて高い効率で電荷担体を発
生ずる材料であれば、いずれの+J籾であっても使用す
ることができる。
電荷発生層は後述するごとく、感光体のどの位置に設け
てもよく、例えば最−に層、最下層、中間層いずれに設
けてもよい。層厚は、素材の種類、特にその分光吸収特
性、露光光源、目的等にもよるが、一般に555nmの
光に対し90%以」二の吸収となるように設定されろ。
a−8i:I−(の場合で0 、 I−171m程度で
ある。
電荷輸送層としては少なくとも一層のプラズマ重合ポリ
エチレンを用いる。本発明にとって好ましいブラリズマ
重合ポリエヂレン層中の水素含量は、40〜67 at
omic%(以下、atm  %と記ず)、好ましくは
45〜65atm  %、特に好ましくは50〜60a
tm、%である。水素に代えて、一部ハロゲン、例えば
、塩素、臭素等で置き換えてもにい。この様な膜は撥水
性、耐厚耗性が改良される。置換量は対水素当りIOa
Lm  %までとすべきである。通常の電子写真用には
プラズマ重合ポリエチレン電荷輸送層の厚さは5〜50
μm1特に7〜20μmが適当であり、71trnより
薄いと帯電能が低く充分な複写画像濃度を得ることがで
きない。20μmより厚いと生産性の点で好ましくない
。このプラズマ重合ボリエヂレン層は透光性、高暗抵抗
を有するとともに、電荷輸送性に富み、膜厚を」二足の
ように57zm以」−としても電荷トラップを生じるこ
となくキャリアを輸送する。
本発明プラズマ重合ポリエチレン膜は直流、高周波、マ
イクロ波プラズマ法等のプラズマ状態を経て形成電る方
法により形成されろ。しかし例えば、電荷発生層を高周
波プラズマまたはCV I)法により形成する場合には
、炭素膜も同様の方法で成膜した方が、製造装置コスト
・工程の簡略化につながり好ましい。
プラズマ重合ポリエチレン膜を形成するための炭素源と
しては、C、T−12、C、H,、C、T(、、C31
−1,、C,Ho、C4H8、C314eSC,H6、
Cl−l3COH等が例示されろ。
キャリアガスとしてはAr、Ne5He等が適当である
本発明においては、」1記のごときプラズマ重合ポリエ
チレン膜の電荷輸送層の帯電特性を調節するために、■
Δ族またはVA族元素を混入させてもよい。
感光体を→−帯電で用いるときは、相対的に基板側を1
〕型にし、表面側をN型にし、−帯電で用いるときは基
板側をN型にし、表面側をP型にすることにより、逆バ
イアス効果をもたせるのが好ましい。これにより、帯電
能の向上、暗減衰の低減および感度の向上等の効果が達
成される。
この様な極性調整は単一層内でのIflA族またはVA
族元素の含量を徐々に基板側または表面側に増加させる
ことによって行なってもよく、あるいは、均一・な濃度
のIIIA族またはVA族元素を含有する単一のプラズ
マ重合ポリエチレン電荷輸送層を基板側または表面側に
設けてもよい。また、必要ならば複数の濃度の異なるプ
ラズマ重合ポリエチレン膜を接合領域に空乏層が形成さ
れろように設(′Jでもよい。
第1図から第4図は本発明感光体の一態様を示す模式的
断面図である。図中、(1)は基板、(2)はプラズマ
重合ポリエチレン膜、(3)は電荷発生層を示している
。第1図に示す態様の感光体において、例えば、汁帯電
し続いて画像露光すると電荷発生層(3)でヂャージキ
ャリアが発生し、電子は表面電荷を中和する一方、正孔
はプラズマ重合ポリエチレン膜(2)の優れた電荷輸送
性に保証されて基板(1)側へ輸送される。」−帯電時
には、電荷発生層と1−で特に極性調整を行なっていな
いa−8iを用い、これを」−帯電で使用するときは、
相対的にプラズマ重合ポリエヂレンの電荷輸送層はP型
に調整するのが好ましい。即ち、a−8iはそれ自体弱
いN型乃至は真性であるから、表面からの正電荷の注入
を防止し、またP型に調整したプラズマ重合ポリエチレ
ン膜層は正孔の移動を容易とする。
P型調整のために使用するIITA族元素としては、1
3、AQ、Ga、In等が例示されるが、Bが特に好ま
しい。a−8i重電荷生層にVA族元素、例えばりんを
混入させて、表面層を相対的に更に強いN型としてもよ
い。この場合しプラズマ重合ポリエチレン膜の極性をP
型に調整してもよい。第1図の感光体を一帯電で用いる
ときは、上記と反対にプラズマ重合ポリエチレン膜(2
)にりんを含有してN型に調整すればよく、電荷発生層
(3)としてa−9iを用いるときは■3を含有しても
よい。
第2図の感光体はプラズマ重合ポリエチレン膜(2)を
最」二層として用いた例で、」−帯電で用いるときは、
プラズマ重合ポリエチレン膜(2)の極性は第VA族元
素等を用い電荷発生層(3)に対し相対的にN型として
正孔の移動を容易とする。−帯電で用いるときはB等を
含有してその逆に調整すればよい。
第3図に示す感光体は、電荷輸送層(2)に用いるプラ
ズマ重合ポリエチレン膜をバリア一層(4)としても用
いた例で、基板(1)からの電荷の注入を有効に阻止す
るとともに電荷発生層(3)で発生した電荷を基板側に
輸送する整流機能を有する。
この意味において、バリア一層(4)には十帯電時は第
111A族元素、−帯電時には第VA族元累を含有する
のが望ましい。また、バリア一層の膜厚は0.01〜5
μmであるのが好ましい。
第4図はプラズマ重合ポリエチレン膜を厚さ0、O1〜
5Izmの表面保護層(5)としても用いた例で、電荷
発生層(3)の保護と初期表面電位の向上を図ったもの
である。この保護層(5)にも必要により第1nA、第
VA族元素をドープしてもよい。
更に第4図の感光体は第3図で示したバリア一層を基板
とプラズマ重合ポリエチレン電荷輸送層(2)間に設(
Jてもよい。
第■Δ族元索をプラズマ重合ポリエチレン膜に混入させ
るには、これらの元素を含む適当なガス状化合物を炭化
水素ガスと共に、イオン化状態またはプラズマ状態にし
て成膜すればよい。また、形成されたプラズマ重合ポリ
エチレン膜をIITA族元素を含む化合物ガスに曝して
ドープしてもよい。
本発明に使用し得るBを含む化合物としては、B (O
C2H5)3、B t H6、B(43、BBra、B
 F s等が例示される。
AR,を含む化合物としてはA児(Of−CaH7)3
、(CH3)3A fl、(C3H5)3AJ2.、(
i−C,H8)3Afl、AflCfl。等が例示され
る。
Gaを含む化合物としてはG a(Oi −C3H7)
3、(CH3)5ea、(C2H5)3Ga、GaC,
i3、GaBr3等がある。
Inを含む化合物としてはI n(Of−CJ(t)s
、(CyH5)31n等がある。
ITIA族元素の導入量は炭素原子に対し、20000
ppm以下、より好ましくは3〜loooppmである
極性調整に用いられるVA族元素としては、N1F、、
As、Sbがあるが、Pが特に好ましい。このVA族元
素もIr1A族元素と同様にしてプラズマ重合ポリエチ
レン膜に導入することができる。
本発明に用い得ろVA族元素を含む化合物としては、以
下のものがある。
Nを含む化合物として、N2、N、01NO1No7等
、Pを含む化合物としてP O(OCI−r 3)、、
(C2H5)3P SP l−l3、POCえ。等:A
Sを含む化合物としてA s H3、A s Cl 3
、AsBr3等:Sbを含む化合物としてS b(OC
2H5)!l、sbc兇。、5hH3等が例示される。
VA族元素の導入量は炭素原子に対し、20000pp
m以下、より好ましくはIl−1000pp程度である
本発明感光体の電荷発生層には、更に別の元素を導入し
てその特性を調整してもよい。
第1図および第2図の感光体にそれぞれ別の材料で表面
被覆層や中間層を設けても良い。
電荷輸送層はその作製条件(結合状態)、不純物により
着色(例えば、黄色、青色、茶色)することがあるが、
第2図の構成では、それを利用して電荷発生層への有害
光カットの効果を持たせることができる。
電荷輸送層にSt、Geを添加してバンドギャップの調
整を行ない電荷発生層との界面障壁を小さくすることも
可能である。第1図で、多fit(>t。
atomic%)のGe添加した部分を基体側に偏在さ
せることにより、余剰光の反射防止を行ない、干渉縞・
ボケの発生を防ぐことも可能である。
本発明の感光体の電荷輸送層として作用するプラズマ重
合ポリエチレン膜にはさらに窒素、酸素、硫黄および/
または各種金属類を混入させてもよく、あるいは水素の
一部をハロゲンで置換してもよい。
一般に窒素としてはN2、N Hs、N、01No。
Not等が用いられ、これを混入することにより電荷発
生層との界面障壁を小さくすることができる。特にアモ
ルファス炭素の場合は−N H、−1−N=N−1−N
 H−等の基として存在し、ドナーとして作用するため
ホールが移動し易くなる。
酸素源としては、C9,03、N20、NO等が例示さ
れるが、これを混入することによって帯電能が向上する
硫黄源としてはC87、(C7HJtS、14.S。
SF、、S Oを等が例示される。硫黄の混入はアモル
ファス炭素において特に光の吸収、干渉防止に有効であ
る。
また水素の一部をハロゲンに代えることにより、撥水性
、摩耗性、透光性が向上し、特にフッ素では一〇F、−
CFp、−CF3等が形成されて、反射防止効果が現わ
れnが小さくなる(1.39)。
さらにアモルファス炭素をアルゴンで後処理した後、大
気と接触させると、カルボニル基が導入され表面が活性
化され、また−CF2−はCFとなる。
炭素およびハロゲン源としては、C2■(sc、M、C
2H3(4、cr−+sc4、  CH3B r  、
   COC112、CCC20F t CHC克F9
、CF45H(4、C!2、F2等、 Ge源としては
GeHいS1源としては5i84.Te源としてはH3
Te、Se源としてはI(2Se 、 As源としては
As T−13、Sb源としてはSbH3、B源として
はB(43、B2■]I11P源としてはPH3等、C
10およびN源としてはCO、C2H5N H2、C、
H、01HCN、Co2、(CH3)3N、CH30C
H3、CH3NH2、N t O。
N H3、N01No3.02、N2等が例示される。
本発明感光体は電荷発生層と電荷輸送層とを有する。従
ってこれを製造するには少なくとも二工程を必要とする
。電荷発生層としては、例えばグロー放電分解装置を用
いて形成したa−9i層を用いるときは、同一の真空装
置を用いてプラズマ重合を行なうことが可能であり、従
ってプラズマ重合ポリエチレン電荷輸送層や表面保護層
、中間バリア一層等はプラズマ重合法により行なうのが
特に好ましい。
第5図は本発明に係る感光体の製造装置を示し、図中、
(16)〜(20)は夫々 C3HいI(2、B 2 
Ho、SiH4、N、Oガスが密閉された第1乃至第5
タンクで、夫々のタンクは第1〜第5調整弁(11)〜
(15)とマスフローコントローラー(21)〜(25
)に接続されている。これらガスは主管(30)を介し
て反応室(10)に送り込まれる。
反応室(10)にはコンデンサを介して高周波電源(2
7)に接続される電極板(28)と電気的に接地される
とともにA!の如き導電性基板(26)が載置される電
極板(29)が対向配置して設けられている。また」−
配電極板(28)はトランス(31)を介して直流電圧
源(32)に接続されており、高周波電源(27)から
の電力印加に加え直流バイアス電圧が上乗せ印加される
ようになっている。また電極板(29)lに載置される
導電性基板(2d)は図示しない加熱手段によって、例
えば1006C〜350℃に加熱されるようになってい
る。
以」二の構成において、例えば第1図に示した感光体を
製造する場合、反応室(10)を一定の真空状態として
から主管(30)を介して第1タンク(16)よりCv
 H−ガス、第2タンク(17)よりキャリアガスとし
てH,ガスを供給する。一方、高周波電源(27)より
電極板(28)に30 watts 〜l kw、の電
力を印加し両電極板間にプラズマ放電を起こし、予め加
熱された基板(26)lに厚さ5〜507zmのプラズ
マ重合ポリエチレン電荷輸送層(2)を形成する。
この電荷輸送層は水素は40〜67atm、%含有する
が、この水素含有量は他の製造条件にも依存するが直流
電圧源(32)から50V〜IKVのバイアス電圧を印
加することにより制御できる。即ち、水素含有量はバイ
アス電圧を大きくすることによって減少し、プラズマ重
合ポリエチレン膜自体の硬度を高くすることができる。
こうして形成されたプラズマ重合ポリエチレン電荷輸送
層は透光性、暗抵抗に優れ、チャージキャリアの輸送性
に著しく優れている。尚、この層に例えば第3タンク(
18)よりB、Heガス、または第5タンク(20)よ
りNeoHeガス入してP、N型に制御して電荷輸送性
を一層高めても良い。
次に電荷発生層(3)は、第2及び第4タンク(17)
、(19)よりN3、S i I−14ガスを導入する
ことによりa−8iを母体とする層として形成される。
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例1 (r)  第5図に示すグロー放電分解装置において、
まず、反応室(10)の内部をIO’Torr程17一 度の高真空にした後、第1および第2調整弁(11)お
よび(12)を開放し、第1タンク(16)よりCv 
H4ガス、第2タンク(II)よりH,ガスを出力圧ゲ
ージIKg/cm’の下でマスフローコントローラ(2
1)および(22)内へ流入させた。そして、各マスフ
ローコントローラの目盛を調整して、C,H,の流量を
60 sccm、 N2を80sccn+となるように
設定して反応室(10)内へ流入した。それぞれの流量
が安定した後に、反応室(10)の内圧が1.0Tor
rとなるように調整した。一方、導電性基板(26)と
しては3X50X50mmのアルミニウム板を用いて2
50℃に予じめ加熱しておき、各ガス流量が安定し、内
圧が安定した状態で高周波電源(27)を投入し電極板
(28)に100 wattsの電力(周波数13.5
6 MHz)を印加して5時間プラズマ重合を行ない、
導電性基板(26)上にI]を約60atm%を含む厚
さ約5.5μmのプラズマ重合ポリエチレン電荷輸送層
を形成した。
(II)  高周波源(27)からの電力印加を一時停
止し、反応室の内部を真空にした。
第4および第2調整弁(14)および(12)を開放し
、第4タンク(19)より S+H4ガス、第2タンク
(17)から1−(2ガスを出力圧ゲージIKg/cm
’の下でマスフローコントローラ(24)および(22
)内へ流入させた。各マスフローコントローラの目盛を
調整して、SiH4の流量を90 secm、 I(、
の流量を210 secmに設定し、反応室に流入させ
た。
夫々の流量が安定した後に、反応室(10)の内圧が1
.0Torrとなるよう調整した。
ガス流量が安定し、内圧が安定した状態で高周波源(2
7)を投入し、電極板(28)にIOWの電力(周波数
1.3 、56 MHz)を印加してグロー放電を発生
させた。このグロー放電を40分間行ない厚さ1μmの
a−8i:H電荷発生層を形成させた。
得られた感光体は初期表面電位(Vo )−+330v
oltのときの半減露光量E1/2は0.28 Qux
・seeであった。また、この感光体に対して作像して
転写したところ、鮮明な画像が得られた。
坦恰外と 実施例1において工程(1)を省略し、工程(II)と
同一条件で膜厚65μmのa−Si+H層を形成せしめ
、a−9i:H感光体を得た。
得られた感光体は初期表面電位(Vo )=−to。
Vで半減露光量El/2は0.71ux−secであり
、+極性では充分な帯電能を示さなかった。
寒和引2− 表−1に示す条件を採用する以外、実施例1と同様にし
て感光体を得た。得られた感光体の特性を同じく表−1
に示す。
表−■ 灸団p突−震 本発明に係る感光体は電荷輸送性、電荷保持能に優れ、
月っ、良好な画像を得ることができるものである。
また電荷輸送層を薄くし得るので製造工程管理が著しく
容易となり、ノイズ原因となる白斑点のない感光体を高
収率で得ることができる。
さらに成膜速度が速く、a−9iなどと同じ装置内で成
膜でき、成膜速度が速く、ピンホールが形成し難く、従
って不良品の発生率が低く歩留りがよい。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明感光体の模式的断面図、およ
び第5図は感光体製造用装置の一例を示す。 (1)基板 (2)プラズマ重合ポリエヂレン層 (3)電荷発生層    (10)反応室(+6) C
,I−(、タンク   (+7)H2タンク(19)S
iH,タンク 第1図 第3図 7幅1862−63938 (7) 第2図 第4図 第 、30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、電荷発生層と電荷輸送層とを有する機能分離型感光
    体において、電荷輸送層としてプラズマ重合ポリエチレ
    ン膜を有することを特徴とする感光体。
JP20415685A 1985-09-13 1985-09-13 感光体 Pending JPS6263938A (ja)

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JP20415685A JPS6263938A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 感光体
US06/905,515 US4749636A (en) 1985-09-13 1986-09-10 Photosensitive member with hydrogen-containing carbon layer
DE19863631328 DE3631328A1 (de) 1985-09-13 1986-09-15 Lichtempfindliches element

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JP20415685A JPS6263938A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 感光体

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JPS6263938A true JPS6263938A (ja) 1987-03-20

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ID=16485760

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JP20415685A Pending JPS6263938A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 感光体

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JP (1) JPS6263938A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163751A (ja) * 1986-09-26 1989-06-28 Canon Inc 電子写真用感光体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163751A (ja) * 1986-09-26 1989-06-28 Canon Inc 電子写真用感光体

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