JPS627058A - 感光体 - Google Patents
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- JPS627058A JPS627058A JP14616185A JP14616185A JPS627058A JP S627058 A JPS627058 A JP S627058A JP 14616185 A JP14616185 A JP 14616185A JP 14616185 A JP14616185 A JP 14616185A JP S627058 A JPS627058 A JP S627058A
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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
- G03G5/0825—Silicon-based comprising five or six silicon-based layers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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
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。 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。 一方、アモルファスシリコン(a−3i)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−3t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か小
さく、また光励起担体が局在準位にトラップされて光伝
導性が悪(なっている。そこで、上記欠陥を水素原子(
H)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。)の暗所での抵抗率は、108〜10
BΩ−cm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5図には、上記のa−3i:Hを母材としたa−3i
系悪感光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
内臓した加熱ローラー23を圧着ローラー24との間に
現像済みの複写紙を通して定着操作を行う。 しかしながら、a−3i: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、これまで充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っている。一方、ア
モルファス水素化炭化シリコン(以下、a−5tC:H
と称する。)について、その製法や存在が−Ph11.
Mag、Vol、 35 ” (1978)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い
こと、a−3t:Hと比較して高い暗所抵抗率(10°
2〜1013Ω−C11)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。但し、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a−3iC:Hとa−3i: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−3isH
層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下にa
−3iCsH層を設け、上層のa−3i:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3i:Hjitとへテ
ロ接合を形成する下層のa−3iC: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:8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−3
i:8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−3i:
Hからなる電荷発生層上に第1のa−3iCsH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−3iC:8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、実開昭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−3iC:8層との間に傾斜層
(a−5i 1−xCx : H)を設け、この傾斜層
においてa−3tsH側でX=0とし、a−5iC:H
jit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−3iCJ’ii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、発明の目的 本発明の目的は、表面改質層と電荷発生層上の接着性に
優れ、帯電能及び膜強度に優れ、機械的損傷に強くかつ
耐刷性に優れている上に、画像流れのない安定な画質が
得られ、繰返し使用時の光疲労が少なく、残留電位も低
く、かつ特性が使用環境(温度、湿度)によらずに安定
している感光体を提供することにある。 二、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、・炭素原子及び/又は窒素原子を含有
するアモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンか
らなる電荷輸送層と、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と、炭素原子及び酸
素原子を含有する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中間層と、炭素原子及び酸素原子を
前記中間層よりも夫々多く含有する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表面改質層とが順
次積層されてなる感光体に係るものである。 本発明によれば、表面改質層は炭素及び酸素原子を含有
しているために、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
なり、かつ酸素の存在によって帯電能が向上し、膜強度
も大きくなり、画質の安定化を図れる。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、表面改質
層より炭素及び酸素原子含有量の少ない中間層を設けて
いるので、表面改質層と電荷発生層との接着性と帯電能
が向上する。また、表面改質層と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、残留電位も低下し
、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a−3t系電子写真感光体3
9を示すものである。この感光体39はA1等のドラム
状導電性支持基板41上に、周期表第ma族又は第Va
族元素(例えばホウ素又はリン)がヘビードープされか
つC及びNの少なくとも1つを含有するa−5i:Hか
らなる電荷ブロッキング層44が必要に応じて設けられ
、更に周期表第1[1a族元素(例えばホウ素)がライ
トドープされて真性化されかつC及び/又はNを含有す
るa−3t:Hからなる電荷輸送層42と、a−3i:
Hからなる電荷発生層(不純物ドーピングなし又は真性
化されたもの)43と、炭素及び酸素原子を含有するア
モルファス水素化シリコンからなる中間層46と、周期
表第11a族又は第Va族元素がドープされてP型又は
N型或いは真性化(若しくは不純物ドーピングなしの)
されかつC及び0を含有するアモルファス水素化シリコ
ン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。電荷発生層43は暗所抵抗率ρpと光照射時の
抵抗率ρLとの比が電子写真感光体として充分大きく光
感度(特に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好
である。 上記の層45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: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、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
スを通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、層
45の組成を選択することが重要である。 即ち、炭素原子含有量がS i + C+ O=100
atomic%(以下、atomic%を単に%で表す
。)としたとき1%≦(C)590%、更には10%≦
〔03570%であることが望ましい。このC含有量に
よって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2.5eV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
−St:H層(電荷発生層)43に到達し易くなる。し
かし、C含有量が1%以下では、機械的損傷等の欠点が
生じ、かつ比抵抗が所望の値以下となり易く、かつ一部
分の光は表面石45に吸収され、感光体の光感度が低下
し易くなる。 また、C含有量が90%を越えると層の炭素量が多くな
り、半導体特性が失われ易い上にa−3iC: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
、C含有量は90%以下とするのがよい。 また、層45の酸素含有量も重要であり、0%〈
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。 一方、アモルファスシリコン(a−3i)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−3t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か小
さく、また光励起担体が局在準位にトラップされて光伝
導性が悪(なっている。そこで、上記欠陥を水素原子(
H)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。)の暗所での抵抗率は、108〜10
BΩ−cm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5図には、上記のa−3i:Hを母材としたa−3i
系悪感光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
内臓した加熱ローラー23を圧着ローラー24との間に
現像済みの複写紙を通して定着操作を行う。 しかしながら、a−3i: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、これまで充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っている。一方、ア
モルファス水素化炭化シリコン(以下、a−5tC:H
と称する。)について、その製法や存在が−Ph11.
Mag、Vol、 35 ” (1978)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い
こと、a−3t:Hと比較して高い暗所抵抗率(10°
2〜1013Ω−C11)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。但し、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a−3iC:Hとa−3i: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−3isH
層を電荷発生(光導電)層とし、この電荷発生層下にa
−3iCsH層を設け、上層のa−3i:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3i:Hjitとへテ
ロ接合を形成する下層のa−3iC: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:8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−3
i:8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−3i:
Hからなる電荷発生層上に第1のa−3iCsH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−3iC:8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、実開昭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−3iC:8層との間に傾斜層
(a−5i 1−xCx : H)を設け、この傾斜層
においてa−3tsH側でX=0とし、a−5iC:H
jit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−3iCJ’ii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、発明の目的 本発明の目的は、表面改質層と電荷発生層上の接着性に
優れ、帯電能及び膜強度に優れ、機械的損傷に強くかつ
耐刷性に優れている上に、画像流れのない安定な画質が
得られ、繰返し使用時の光疲労が少なく、残留電位も低
く、かつ特性が使用環境(温度、湿度)によらずに安定
している感光体を提供することにある。 二、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、・炭素原子及び/又は窒素原子を含有
するアモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンか
らなる電荷輸送層と、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と、炭素原子及び酸
素原子を含有する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中間層と、炭素原子及び酸素原子を
前記中間層よりも夫々多く含有する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表面改質層とが順
次積層されてなる感光体に係るものである。 本発明によれば、表面改質層は炭素及び酸素原子を含有
しているために、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
なり、かつ酸素の存在によって帯電能が向上し、膜強度
も大きくなり、画質の安定化を図れる。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、表面改質
層より炭素及び酸素原子含有量の少ない中間層を設けて
いるので、表面改質層と電荷発生層との接着性と帯電能
が向上する。また、表面改質層と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、残留電位も低下し
、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a−3t系電子写真感光体3
9を示すものである。この感光体39はA1等のドラム
状導電性支持基板41上に、周期表第ma族又は第Va
族元素(例えばホウ素又はリン)がヘビードープされか
つC及びNの少なくとも1つを含有するa−5i:Hか
らなる電荷ブロッキング層44が必要に応じて設けられ
、更に周期表第1[1a族元素(例えばホウ素)がライ
トドープされて真性化されかつC及び/又はNを含有す
るa−3t:Hからなる電荷輸送層42と、a−3i:
Hからなる電荷発生層(不純物ドーピングなし又は真性
化されたもの)43と、炭素及び酸素原子を含有するア
モルファス水素化シリコンからなる中間層46と、周期
表第11a族又は第Va族元素がドープされてP型又は
N型或いは真性化(若しくは不純物ドーピングなしの)
されかつC及び0を含有するアモルファス水素化シリコ
ン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。電荷発生層43は暗所抵抗率ρpと光照射時の
抵抗率ρLとの比が電子写真感光体として充分大きく光
感度(特に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好
である。 上記の層45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: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、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
スを通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、層
45の組成を選択することが重要である。 即ち、炭素原子含有量がS i + C+ O=100
atomic%(以下、atomic%を単に%で表す
。)としたとき1%≦(C)590%、更には10%≦
〔03570%であることが望ましい。このC含有量に
よって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2.5eV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
−St:H層(電荷発生層)43に到達し易くなる。し
かし、C含有量が1%以下では、機械的損傷等の欠点が
生じ、かつ比抵抗が所望の値以下となり易く、かつ一部
分の光は表面石45に吸収され、感光体の光感度が低下
し易くなる。 また、C含有量が90%を越えると層の炭素量が多くな
り、半導体特性が失われ易い上にa−3iC: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
、C含有量は90%以下とするのがよい。 また、層45の酸素含有量も重要であり、0%〈
〔0〕
≦50%(更には5%≦
≦50%(更には5%≦
〔0〕≦30%)がよい。
また、表面改質層中の炭素及び/又は酸素含有量を中間
層46側から表面側にかけて連続的に増加させるとよい
。 帯電能を向上させるためには、表面改質層45を高抵抗
化してもよい。そのためには表面改質層を真性化しても
よい。 正又は負帯電使用に於いて、中間層から表面改質層中へ
の電子又は正孔の注入を容易にし、残留電位を極小化す
るためには、表面改質層をP又はN型としてもよい。各
場合の不純物ドープ量(後述のグロー放電分解時)は次
の通りであってよい。 真性化:B2Hs/SiH42〜50容量ppmP型:
B2H6/SiHヰ 1〜1000 (好ましくは50
〜500)容量ppm N型:PH3/SiH+ 1〜1000 (好ましく
は50〜500)容量ppm また、N45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5000人を越える場合に
は、残留電位vFlが高くなりすぎかつ光感度の低下も
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N46については、上記したと同様の理由から真性
化してもよい。また、残留電位低下のためには、電荷発
生層からの電荷の注入の可能とするのに中間層をP又は
N型としてもよい。導電型制御のためのドーピング量は
表面改質層と同じでよい。 この中間層の膜厚は50〜5ooo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。 中間層46は、S i +C+O= 100%としたと
き、0%く〔03590%(更には10%≦(C)57
0%)、0%〈
層46側から表面側にかけて連続的に増加させるとよい
。 帯電能を向上させるためには、表面改質層45を高抵抗
化してもよい。そのためには表面改質層を真性化しても
よい。 正又は負帯電使用に於いて、中間層から表面改質層中へ
の電子又は正孔の注入を容易にし、残留電位を極小化す
るためには、表面改質層をP又はN型としてもよい。各
場合の不純物ドープ量(後述のグロー放電分解時)は次
の通りであってよい。 真性化:B2Hs/SiH42〜50容量ppmP型:
B2H6/SiHヰ 1〜1000 (好ましくは50
〜500)容量ppm N型:PH3/SiH+ 1〜1000 (好ましく
は50〜500)容量ppm また、N45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5000人を越える場合に
は、残留電位vFlが高くなりすぎかつ光感度の低下も
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N46については、上記したと同様の理由から真性
化してもよい。また、残留電位低下のためには、電荷発
生層からの電荷の注入の可能とするのに中間層をP又は
N型としてもよい。導電型制御のためのドーピング量は
表面改質層と同じでよい。 この中間層の膜厚は50〜5ooo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。 中間層46は、S i +C+O= 100%としたと
き、0%く〔03590%(更には10%≦(C)57
0%)、0%〈
〔0〕≦50%(更には0%〈
〔0〕≦
30%とするのがよい。)また、中間層46を複数の層
で形成し、電荷発生層43がら表面改質層45へ向けて
中間層中の炭素含有量と酸素含有量との少な(とも一方
を段階的に順次増加させるのがよい。 電荷発生層43については、帯電能を向上するためには
、電荷発生層の高抵抗化を図ってもよい。 その為には、電荷発生層を真性化してもよい。この真性
化には、B2He/5iH4=1〜20容量ppmとす
るのがよい。また、感度向上及び残留電位低下のために
必要に応じてP又はN型化してよいが、P型化の場合は
B 2 Ha/S i H4=20〜100容量ppm
% N型化の場合はP H3/ S i H4−1〜
100容量ppmとする。 また、電荷発生層は1〜10μm、好ましくは5〜7μ
mとするのがよい。電荷発生層43が1μm未満である
と光感度が充分でなく、また10μm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については、帯電能、感度を最適化する
ためには、炭素(又は窒素)含有量、使用する帯電極性
に応じて電荷輸送層を真性化、P又はN型化してもよい
。 また、電荷輸送層は10〜30μmとするのがよい。 電荷輸送層42は具体的には次の通りであってよい。 SIC:真性化 B 2 He/S i II 4 2
〜20 容量ppmP型化 B 2 He / S
’I H420〜1000〃N型化 P Hs / S
i )I 4 1〜1000〃SiN:真性化 B
2 H6/ S i H41〜2000〃P型化 B
2 He / S i H42000〜300011
N型化 P H3/ S i H41〜1000〃また
、電荷輸送層の組成は、1%〈〔03530%、好まし
くは10%≦(C)530%がよく、1%く(N)53
0%、好ましくは10%≦(N)530%がよい。 電荷ブロッキング層44を設ける場合、1%〈〔035
30%、好ましくは10%≦(C)530%とし、1%
く 〔N1530%、好ましくは10%〈 〔N153
0%とするのがよい。 ブロッキング層の導電型は感度、帯電能、使用する帯電
極性により必要に応じてP型(更にはP+型)真性化又
はN型(更にはぐ型)してもよい。 ブロッキング層はその組成によって、次のようにドーピ
ング量を制御する。 SiC:真性化 B2Ha/5it142〜20 容
fflppm1)型(I力 B z It 6 / S
t II −s 20〜5000 =N型(N+
2 P H3/ S i H4L 〜1000
〃SiN:真性化 Bz116/5it14 1〜
2000 IlP型[)υ B 2 He/S i
H42000〜5000〃N型(Nつ P H3/ S
i T(41〜2000〃また、〕′ロブロッキング
Iff厚は500人〜2μmがよいが、500人未満で
あるとブロッキング効果が弱く、また2μmを越えると
電荷輸送能が悪くなり易い。 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、電荷発生層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稲であるのが望
ましい。この含有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A 72 % G a
、I n % T I!等の周期表111a族元素を
使用できる。N型化のためにはリン以外にも、As、S
b等の周期表第Va族元素を使用できる。 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2図について説明す
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ントされ、ヒーター55で基板4
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s + H4又はガス状シリコン化合物の
供給源、63はCH4等の炭化水素ガスの供給源、64
はN2等の窒素化合物ガスの供給源、65は02等の酸
素化合物ガスの供給源、66はAr等のキャリアガス供
給源、67は不純物ガス(例えばB 2 H6)供給源
、68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Δl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1O−6Torr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、S i H4又は
ガス状シリコン化合物、CI−(4、N2.02等を適
宜直空槽52内に導入し、例えば0.01〜10Tor
rの反応圧Tで高周波電源56により高周波電圧(例え
ば13.56 Mllz)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 S i C: T−1、a−3i
C:)l、a−8i:■■、a−3iCO:II、a−
3i C0:)■を上記の層44.42.43.46.
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−l°る。 上記製造方法においては、支持体上にa−5i系の層を
製膜する工程で支持体温度を100〜350°C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−5i系感光体感光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・ノ素を3iF4等の
形で導入し、a−3i:F。 a−3i :H:F、、a−3iN:F、a−3iN:
H:F、a−3iC:F、、a−3iC:H:F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。 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。 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Al基板41の表面を清浄化した後に、第2図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が1O−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、とくに100〜350℃(望ましくは150
〜300℃)に加熱保持する。次いで、高純度のAr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、SiH+と
B2H6又はPH3とからなる反応ガスを導入し、流量
比1:1:1(1,5xlO−3)の(Ar+SiH4
+CH−+又はN、2+B2H6又はPH3)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−3iC:H層44とa−3iC:H
電荷輸送層42とを6μm / h rの堆積速度で順
次所定厚さに製膜した。引き続き、B2H6及びCH4
を供給停止し、SiH4を放電分解し、厚さ5μmのa
Si:HJff43を形成した。引続いて、流量比
を変化させてグロー放電分解し、膜厚も変化させたa−
SiCO:H中間層46を形成し、更にa−3iCO:
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。 (3)、 a−3i : H電荷発生層:膜厚=5μ
m(41,a−3i C: H電荷輸送層(51,a−
3ic : H電荷プロフキング層(S i H4)
=500vol ppm(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
に行った。 ■ユ血1皿度 第3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−B
ix 1600 (小西六写真工業社製)改造機にて
画像出しを行い、何gの荷重から画像に白スジが現れる
かで、その感光体の引っかき強度(g)とする。 兎像流並 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−Bix4500 (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った後
、画像出しを行い、以下の基準で画像流れの程度を判定
した。 ◎:画像流れが全くなく 、5.5ポイントの英字や細
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。 亡Vに ■ U −B ix 2500改造機を使った電位測定で、
400nmにピークをもつ除電光301ux−secを
照射した後も残っている感光体表面電位。 o v U −B ix 2500改造機(小西六写真工業■製
)を用い、感光体流れ込み電流200μA、露光なしの
条件で360SX型電位針(トレック社製)で測定した
現像直前の表面電位。 ” E’ 1ux−sec上記の装置を用
い、グイクロイックミラー(光伸光学社製)により像露
光波長のうち620nm以上の長波長成分をシャープカ
ットし、表面電位を500Vから250Vに半減するの
に必要な露光量。 (露光量は550−1型光量計(EG andG社製)
にて測定) 銭亙ユ旦二夫互 U −B ix 2500改造機(小西六写真工業■製
)を用いて、次のように画質を評価した。 画質 ◎:画像濃度が充分高く、解像度、階調性がよく、鮮明
で画像上に白スジや白ポチがない、即ち、画像極めて良
好。 O:画像良好 Δ:画像実用上採用可能 ×:画像実用上採用不可能 結果を第4図にまとめて示した。この結果から、本発明
に基づいて感光体を作成すれば、電子写真用として各性
能に優れた感光体が得られることが分かる。
30%とするのがよい。)また、中間層46を複数の層
で形成し、電荷発生層43がら表面改質層45へ向けて
中間層中の炭素含有量と酸素含有量との少な(とも一方
を段階的に順次増加させるのがよい。 電荷発生層43については、帯電能を向上するためには
、電荷発生層の高抵抗化を図ってもよい。 その為には、電荷発生層を真性化してもよい。この真性
化には、B2He/5iH4=1〜20容量ppmとす
るのがよい。また、感度向上及び残留電位低下のために
必要に応じてP又はN型化してよいが、P型化の場合は
B 2 Ha/S i H4=20〜100容量ppm
% N型化の場合はP H3/ S i H4−1〜
100容量ppmとする。 また、電荷発生層は1〜10μm、好ましくは5〜7μ
mとするのがよい。電荷発生層43が1μm未満である
と光感度が充分でなく、また10μm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については、帯電能、感度を最適化する
ためには、炭素(又は窒素)含有量、使用する帯電極性
に応じて電荷輸送層を真性化、P又はN型化してもよい
。 また、電荷輸送層は10〜30μmとするのがよい。 電荷輸送層42は具体的には次の通りであってよい。 SIC:真性化 B 2 He/S i II 4 2
〜20 容量ppmP型化 B 2 He / S
’I H420〜1000〃N型化 P Hs / S
i )I 4 1〜1000〃SiN:真性化 B
2 H6/ S i H41〜2000〃P型化 B
2 He / S i H42000〜300011
N型化 P H3/ S i H41〜1000〃また
、電荷輸送層の組成は、1%〈〔03530%、好まし
くは10%≦(C)530%がよく、1%く(N)53
0%、好ましくは10%≦(N)530%がよい。 電荷ブロッキング層44を設ける場合、1%〈〔035
30%、好ましくは10%≦(C)530%とし、1%
く 〔N1530%、好ましくは10%〈 〔N153
0%とするのがよい。 ブロッキング層の導電型は感度、帯電能、使用する帯電
極性により必要に応じてP型(更にはP+型)真性化又
はN型(更にはぐ型)してもよい。 ブロッキング層はその組成によって、次のようにドーピ
ング量を制御する。 SiC:真性化 B2Ha/5it142〜20 容
fflppm1)型(I力 B z It 6 / S
t II −s 20〜5000 =N型(N+
2 P H3/ S i H4L 〜1000
〃SiN:真性化 Bz116/5it14 1〜
2000 IlP型[)υ B 2 He/S i
H42000〜5000〃N型(Nつ P H3/ S
i T(41〜2000〃また、〕′ロブロッキング
Iff厚は500人〜2μmがよいが、500人未満で
あるとブロッキング効果が弱く、また2μmを越えると
電荷輸送能が悪くなり易い。 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、電荷発生層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稲であるのが望
ましい。この含有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A 72 % G a
、I n % T I!等の周期表111a族元素を
使用できる。N型化のためにはリン以外にも、As、S
b等の周期表第Va族元素を使用できる。 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2図について説明す
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ントされ、ヒーター55で基板4
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s + H4又はガス状シリコン化合物の
供給源、63はCH4等の炭化水素ガスの供給源、64
はN2等の窒素化合物ガスの供給源、65は02等の酸
素化合物ガスの供給源、66はAr等のキャリアガス供
給源、67は不純物ガス(例えばB 2 H6)供給源
、68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Δl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1O−6Torr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、S i H4又は
ガス状シリコン化合物、CI−(4、N2.02等を適
宜直空槽52内に導入し、例えば0.01〜10Tor
rの反応圧Tで高周波電源56により高周波電圧(例え
ば13.56 Mllz)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 S i C: T−1、a−3i
C:)l、a−8i:■■、a−3iCO:II、a−
3i C0:)■を上記の層44.42.43.46.
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−l°る。 上記製造方法においては、支持体上にa−5i系の層を
製膜する工程で支持体温度を100〜350°C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−5i系感光体感光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・ノ素を3iF4等の
形で導入し、a−3i:F。 a−3i :H:F、、a−3iN:F、a−3iN:
H:F、a−3iC:F、、a−3iC:H:F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。 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。 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Al基板41の表面を清浄化した後に、第2図の真
空槽52内に配置し、真空槽52内のガス圧が1O−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、とくに100〜350℃(望ましくは150
〜300℃)に加熱保持する。次いで、高純度のAr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、SiH+と
B2H6又はPH3とからなる反応ガスを導入し、流量
比1:1:1(1,5xlO−3)の(Ar+SiH4
+CH−+又はN、2+B2H6又はPH3)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−3iC:H層44とa−3iC:H
電荷輸送層42とを6μm / h rの堆積速度で順
次所定厚さに製膜した。引き続き、B2H6及びCH4
を供給停止し、SiH4を放電分解し、厚さ5μmのa
Si:HJff43を形成した。引続いて、流量比
を変化させてグロー放電分解し、膜厚も変化させたa−
SiCO:H中間層46を形成し、更にa−3iCO:
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。 (3)、 a−3i : H電荷発生層:膜厚=5μ
m(41,a−3i C: H電荷輸送層(51,a−
3ic : H電荷プロフキング層(S i H4)
=500vol ppm(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
に行った。 ■ユ血1皿度 第3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−B
ix 1600 (小西六写真工業社製)改造機にて
画像出しを行い、何gの荷重から画像に白スジが現れる
かで、その感光体の引っかき強度(g)とする。 兎像流並 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−Bix4500 (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った後
、画像出しを行い、以下の基準で画像流れの程度を判定
した。 ◎:画像流れが全くなく 、5.5ポイントの英字や細
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。 亡Vに ■ U −B ix 2500改造機を使った電位測定で、
400nmにピークをもつ除電光301ux−secを
照射した後も残っている感光体表面電位。 o v U −B ix 2500改造機(小西六写真工業■製
)を用い、感光体流れ込み電流200μA、露光なしの
条件で360SX型電位針(トレック社製)で測定した
現像直前の表面電位。 ” E’ 1ux−sec上記の装置を用
い、グイクロイックミラー(光伸光学社製)により像露
光波長のうち620nm以上の長波長成分をシャープカ
ットし、表面電位を500Vから250Vに半減するの
に必要な露光量。 (露光量は550−1型光量計(EG andG社製)
にて測定) 銭亙ユ旦二夫互 U −B ix 2500改造機(小西六写真工業■製
)を用いて、次のように画質を評価した。 画質 ◎:画像濃度が充分高く、解像度、階調性がよく、鮮明
で画像上に白スジや白ポチがない、即ち、画像極めて良
好。 O:画像良好 Δ:画像実用上採用可能 ×:画像実用上採用不可能 結果を第4図にまとめて示した。この結果から、本発明
に基づいて感光体を作成すれば、電子写真用として各性
能に優れた感光体が得られることが分かる。
第1図〜第4図は本発明の実施例を示すものであって・
第1図はa−3i系悪感光の断面図、
第2図はグロー放電装置の概略断面図、第3図は引っか
き強度試験機の概略図、第4図は各感光体の特性を示す
表 である。 第5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−3ii感光体41・・・・
・・・・・支持体(基板)42・・・・・・・・・電荷
輸送層 43・・・・・・・・・電荷発生層 44・・・・・・・・・電荷ブロッキング層45・・・
・・・・・・表面改質層 4d・・・・・・・・・中間層 である。
き強度試験機の概略図、第4図は各感光体の特性を示す
表 である。 第5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−3ii感光体41・・・・
・・・・・支持体(基板)42・・・・・・・・・電荷
輸送層 43・・・・・・・・・電荷発生層 44・・・・・・・・・電荷ブロッキング層45・・・
・・・・・・表面改質層 4d・・・・・・・・・中間層 である。
Claims (1)
- 1、炭素原子及び/又は窒素原子を含有するアモルファ
ス水素化及び/又はフッ素化シリコンからなる電荷輸送
層と、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と、炭素原子及び酸素原子を含有す
るアモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコンから
なる中間層と、炭素原子及び酸素原子を前記中間層より
も夫々多く含有する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表面改質層とが順次積層されてな
る感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14616185A JPS627058A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14616185A JPS627058A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS627058A true JPS627058A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15401509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14616185A Pending JPS627058A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS627058A (ja) |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14616185A patent/JPS627058A/ja active Pending
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