JPS627059A - 感光体 - Google Patents
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- JPS627059A JPS627059A JP14616285A JP14616285A JPS627059A JP S627059 A JPS627059 A JP S627059A JP 14616285 A JP14616285 A JP 14616285A JP 14616285 A JP14616285 A JP 14616285A JP S627059 A JPS627059 A JP S627059A
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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)
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- 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%
Te5Sb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−3i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−3
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は、108〜lO
9Ω−印であって、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−3tzH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−3t:Hを母材としたa−3
i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上ヘスリツ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−3iC:H
と称する。)について、その製法や存在が@Ph11.
Mag、Vo1.35 ” (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いこ
と、a−3i:Hと比較して高い暗所抵抗率(10戊〜
10 Ω−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−5iC: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−3tsH
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−3t:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3i:H層とへテロ接
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−8i:l(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−8i
;)1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−3iCsH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:H層との間に傾斜層
(a−3i1−xCx:H)を設け、この傾斜層におい
てa−St:H側でX=0とし、a−3iC:H1’i
t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。 ハ、発明の目的 本発明の目的は、表面改質層と電荷発生層との接着性に
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/又は窒素原子と酸素原
子と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−3i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つとOを含有するa−3i:
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■a族元棄(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と0を含
有するa−3t:Hからなる電荷輸送層42と、a−3
i:)(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ma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1i45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ρ。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、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−5i: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
部分の光は表面層45に吸収され、感光体の光感度が低
下し易(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:HM*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%く〔03
550%(更には5%≦(0)630%)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:B2H6/SiH42〜50容量ppmP型:
BzHa/SiH+ 1〜1000 (好ましくは5
0〜500)容量ppm N型:PH3/SiH+ 1〜1000 (好ましく
は50〜500)容ft p p m また、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5000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−3i系悪感光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。 中間層46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50〜5000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。 中間層46は、S i +C+O−100%としたとき
、0%〈〔03590%(更には10%≦〔03570
%)、0%< (0) 550%(更には0%く
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%
Te5Sb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−3i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−3
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は、108〜lO
9Ω−印であって、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−3tzH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−3t:Hを母材としたa−3
i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上ヘスリツ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−3iC:H
と称する。)について、その製法や存在が@Ph11.
Mag、Vo1.35 ” (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いこ
と、a−3i:Hと比較して高い暗所抵抗率(10戊〜
10 Ω−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−5iC: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−3tsH
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−3t:Hにより広い
波長域での光感度を得、かつa−3i:H層とへテロ接
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−8i:l(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−8i
;)1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−3iCsH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:H層との間に傾斜層
(a−3i1−xCx:H)を設け、この傾斜層におい
てa−St:H側でX=0とし、a−3iC:H1’i
t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。 ハ、発明の目的 本発明の目的は、表面改質層と電荷発生層との接着性に
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/又は窒素原子と酸素原
子と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−3i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つとOを含有するa−3i:
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■a族元棄(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と0を含
有するa−3t:Hからなる電荷輸送層42と、a−3
i:)(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ma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1i45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ρ。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、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−5i: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
部分の光は表面層45に吸収され、感光体の光感度が低
下し易(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:HM*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%く〔03
550%(更には5%≦(0)630%)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:B2H6/SiH42〜50容量ppmP型:
BzHa/SiH+ 1〜1000 (好ましくは5
0〜500)容量ppm N型:PH3/SiH+ 1〜1000 (好ましく
は50〜500)容ft p p m また、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5000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−3i系悪感光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。 中間層46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50〜5000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。 中間層46は、S i +C+O−100%としたとき
、0%〈〔03590%(更には10%≦〔03570
%)、0%< (0) 550%(更には0%く
〔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から表面改質層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くとも一
方を段階的に順次増加させるのがよい。更に、同炭素及
び/又は酸素含有量を連続的に漸次増加させることもで
きる。 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、B 2 Hs / S iH4= l〜20容
量ppra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B2H6/SiH4−20〜100容量
ppm −、N型化の場合はP Ha / S i H
4=1〜100容量ppmとする。 また、電荷発生層は1〜lOμm、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10IJm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。 5iCO:真性化 B2H6/SiH42〜20 容量
pp+mP型化 BzHs/SiH+ 20〜100
0〃N型化 P H3/ S i H41〜1000
−5iNO:真性化 BzHs/SiH+ 1〜20
00 〃PP型化BzHs/SiH+ 2000〜
3000〃N型化 P H3/ S i H41〜10
00 〃また、電荷輸送層の組成は、1%く〔035
30%、好ましくはlO%≦(C) 530%がよく、
1%〈(N)530%、好ましくは10%≦(N)53
0%がよい。また、0.05%≦
≦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から表面改質層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くとも一
方を段階的に順次増加させるのがよい。更に、同炭素及
び/又は酸素含有量を連続的に漸次増加させることもで
きる。 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、B 2 Hs / S iH4= l〜20容
量ppra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B2H6/SiH4−20〜100容量
ppm −、N型化の場合はP Ha / S i H
4=1〜100容量ppmとする。 また、電荷発生層は1〜lOμm、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10IJm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。 5iCO:真性化 B2H6/SiH42〜20 容量
pp+mP型化 BzHs/SiH+ 20〜100
0〃N型化 P H3/ S i H41〜1000
−5iNO:真性化 BzHs/SiH+ 1〜20
00 〃PP型化BzHs/SiH+ 2000〜
3000〃N型化 P H3/ S i H41〜10
00 〃また、電荷輸送層の組成は、1%く〔035
30%、好ましくはlO%≦(C) 530%がよく、
1%〈(N)530%、好ましくは10%≦(N)53
0%がよい。また、0.05%≦
〔0〕≦5%、好まし
くは0.1%≦
くは0.1%≦
〔0〕≦3%がよい。
電荷ブロッキング層44を設ける場合、0%く(C)
530%、好ましくは10%≦(C)530%とし、0
%く 〔N〕 530%、好ましくは10%く 〔N3
630%とするのがよい。また、0.05%≦
530%、好ましくは10%≦(C)530%とし、0
%く 〔N〕 530%、好ましくは10%く 〔N3
630%とするのがよい。また、0.05%≦
〔0〕≦
5%、好ましくは0.1%≦(0)≦3%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N))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 B 2 Ha/S i H42〜20
容量ppmP型(P’) B z H6/ S
i H420〜5000〃N型CN’)PH3/S i
H41〜1000〃SiN:真性化 B2H6/SiH
41〜2000〃P型(「λ B2H6/SiH420
00〜5000〃N型(閘 P Ha / S i H
41〜2000〃また、ブロッキング層の膜厚は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%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型化のためにポロン以外にもA l 、G a %
I n % T It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、A S SS
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SiH4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 Hs)供給源、68
は各流量針である。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4
1を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは15
0〜300℃)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、CH4、N2.02等を適宜真空槽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
−3i CO: H,a−3ic。 :H,a−3i :H,a−3iCO:H,a−3iC
O:Hを上記の層44.42.43.46.45として
基板上に連続的に(叩ち、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−5t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。 なお、上記a−3i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と併用してフッ素をSiF4等の形
で導入し、a−Si:F、a−3t :H:F、、a−
3iN:F、a−3iN:H:FSa−3i’C: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AP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
ム状へ1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
のもとで周波数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、5tH4と
B2H6又はP、H3とからなる反応ガスを導入し、流
量比1:1:1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−3iCO:H層44とa −S
i CQ: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。引続き、B2H
6及びCH4を供給停止し、SiH4を放電分解し、厚
さ5μmのa−3i:H層43を形成した。引き続いて
、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−3iCO:H中間層46を形成し、更にa−3
iCO: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。 (4)、電荷発生層;a−3t:H(膜厚5μm)(5
)、電荷ブロッキング層 (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。 ±ユがU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
ix1600 (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。 ■像流轟 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。 ◎二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 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−seeを
照射した後も残っている感光体表面電位。 亡■Ov 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型電位計(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、ダ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62’On Tr1以上の長波長成分を
シャープカットし、表面電位を500■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(F、GandG社製)
にて測定) 別号ユ旦二皇互 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 ◎二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。 ○:画像良好 △: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。
5%、好ましくは0.1%≦(0)≦3%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N))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 B 2 Ha/S i H42〜20
容量ppmP型(P’) B z H6/ S
i H420〜5000〃N型CN’)PH3/S i
H41〜1000〃SiN:真性化 B2H6/SiH
41〜2000〃P型(「λ B2H6/SiH420
00〜5000〃N型(閘 P Ha / S i H
41〜2000〃また、ブロッキング層の膜厚は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%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型化のためにポロン以外にもA l 、G a %
I n % T It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、A S SS
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SiH4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 Hs)供給源、68
は各流量針である。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4
1を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは15
0〜300℃)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、CH4、N2.02等を適宜真空槽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
−3i CO: H,a−3ic。 :H,a−3i :H,a−3iCO:H,a−3iC
O:Hを上記の層44.42.43.46.45として
基板上に連続的に(叩ち、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−5t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。 なお、上記a−3i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と併用してフッ素をSiF4等の形
で導入し、a−Si:F、a−3t :H:F、、a−
3iN:F、a−3iN:H:FSa−3i’C: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AP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
ム状へ1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
のもとで周波数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、5tH4と
B2H6又はP、H3とからなる反応ガスを導入し、流
量比1:1:1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−3iCO:H層44とa −S
i CQ: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。引続き、B2H
6及びCH4を供給停止し、SiH4を放電分解し、厚
さ5μmのa−3i:H層43を形成した。引き続いて
、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−3iCO:H中間層46を形成し、更にa−3
iCO: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。 (4)、電荷発生層;a−3t:H(膜厚5μm)(5
)、電荷ブロッキング層 (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。 ±ユがU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
ix1600 (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。 ■像流轟 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。 ◎二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 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−seeを
照射した後も残っている感光体表面電位。 亡■Ov 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型電位計(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、ダ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62’On Tr1以上の長波長成分を
シャープカットし、表面電位を500■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(F、GandG社製)
にて測定) 別号ユ旦二皇互 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 ◎二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。 ○:画像良好 △: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系感光体の断面図、
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−3i系感光体41・・・・
・・・・・支持体(基板)42・・・・・・・・・電荷
−送層 43・・・・・・・・・電荷発生層 44・・・・・・・・・電荷ブロッキング層45・・・
・・・・・・表面改質層 46・・・・・・・・・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−3i系感光体41・・・・
・・・・・支持体(基板)42・・・・・・・・・電荷
−送層 43・・・・・・・・・電荷発生層 44・・・・・・・・・電荷ブロッキング層45・・・
・・・・・・表面改質層 46・・・・・・・・・中間層 である。
Claims (1)
- 1、炭素原子及び/又は窒素原子と酸素原子とを含有す
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 |
---|---|---|---|
JP14616285A JPS627059A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14616285A JPS627059A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS627059A true JPS627059A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15401530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14616285A Pending JPS627059A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS627059A (ja) |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14616285A patent/JPS627059A/ja active Pending
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