JPS63137243A - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
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- JPS63137243A JPS63137243A JP28498886A JP28498886A JPS63137243A JP S63137243 A JPS63137243 A JP S63137243A JP 28498886 A JP28498886 A JP 28498886A JP 28498886 A JP28498886 A JP 28498886A JP S63137243 A JPS63137243 A JP S63137243A
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Classifications
-
- 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
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two 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】
(産業上の利用分野)
本発明は長波長光に対する光感度を高め且つ帯電能を大
きくし、特にレーザービームプリンター搭載用感光体と
して好適な電子写真感光体に関するものである。
きくし、特にレーザービームプリンター搭載用感光体と
して好適な電子写真感光体に関するものである。
(従来技術及びその問題点)
近年、電子写真感光体の進歩は目覚ましく、超高速複写
機やレーザービームプリンターなどの開発が活発に進め
られており、これらの機器に用いられる感光体は長期間
高速で使用されるため、動作の安定性及び耐久性が要求
されている。この要求に対して水素化アモルファスシリ
コンが耐熱性、耐摩耗性、無公害性並びに光感度特性等
に優れているという理由から注目されている。
機やレーザービームプリンターなどの開発が活発に進め
られており、これらの機器に用いられる感光体は長期間
高速で使用されるため、動作の安定性及び耐久性が要求
されている。この要求に対して水素化アモルファスシリ
コンが耐熱性、耐摩耗性、無公害性並びに光感度特性等
に優れているという理由から注目されている。
かかるアモルファスシリコン(以下、a−3tと略す)
から成る電子写真感光体には第2図に示す通りの積層型
感光体が提案されている。
から成る電子写真感光体には第2図に示す通りの積層型
感光体が提案されている。
即ち、第2図によれば、アルミニウム等の導電性基ll
1(1)上にa−3iキャリア注入阻止層(2) 、a
−Siキャリア発生層(3)及び表面保護@ (4)を
順次積層しており、このキャリア注入阻止層(2)は基
板(1)からのキャリアの注入を阻止して表面電位を高
めるために形成されており、また、表面保護層(4)に
は高硬度な材料を用いて感光体の耐久性を高めている。
1(1)上にa−3iキャリア注入阻止層(2) 、a
−Siキャリア発生層(3)及び表面保護@ (4)を
順次積層しており、このキャリア注入阻止層(2)は基
板(1)からのキャリアの注入を阻止して表面電位を高
めるために形成されており、また、表面保護層(4)に
は高硬度な材料を用いて感光体の耐久性を高めている。
一方、そのキャリア発生層(3)にゲルマニウム元素(
Ge)を含有させ、600乃至850nmの波長領域の
光感度を高め、これによって半導体レーザービームプリ
ンター用に適した感光体も提案されている。
Ge)を含有させ、600乃至850nmの波長領域の
光感度を高め、これによって半導体レーザービームプリ
ンター用に適した感光体も提案されている。
しかしながら、後者の感光体によれば、光感度ピークが
長波長側ヘシフトするが、その反面、キャリア発生層(
3)の暗導電率が急激に増大し、これにより、表面電位
が低下し、その結果、濃度の高い画像を得るのが難しく
なるという問題がある。
長波長側ヘシフトするが、その反面、キャリア発生層(
3)の暗導電率が急激に増大し、これにより、表面電位
が低下し、その結果、濃度の高い画像を得るのが難しく
なるという問題がある。
この問題を解決するために基板上に第2のアモルファス
シリコンカーバイド層、アモルファスシリコンゲルマニ
ウム層及び第1のアモルファスシリコンカーバイド層(
以下、アモルファスシリコンカーバイドをa−3iCと
略す)を順次積層した感光体が特開昭58−19204
4号公報に提案されている。
シリコンカーバイド層、アモルファスシリコンゲルマニ
ウム層及び第1のアモルファスシリコンカーバイド層(
以下、アモルファスシリコンカーバイドをa−3iCと
略す)を順次積層した感光体が特開昭58−19204
4号公報に提案されている。
即ち、第1のa−SiC層は前述した表面保護層(4)
と同じ目的のために形成し、帯電と光減衰の繰り返し特
性を安定化させ且つ耐摩耗性及び耐熱性を高めており、
アモルファスシリコンゲルマニウム層(以下、アモルフ
ァスシリコンゲルマニウムをa−SiG6と略す)は長
波長光に対して高い光導電性を示す光導電層であり、第
2のa−SiC層は電位保持及びキャリア輸送の両機能
を担っており、そして、a−SiGe層で発生した光キ
ャリアを効率よく速やかに基板へ注入する働きがある。
と同じ目的のために形成し、帯電と光減衰の繰り返し特
性を安定化させ且つ耐摩耗性及び耐熱性を高めており、
アモルファスシリコンゲルマニウム層(以下、アモルフ
ァスシリコンゲルマニウムをa−SiG6と略す)は長
波長光に対して高い光導電性を示す光導電層であり、第
2のa−SiC層は電位保持及びキャリア輸送の両機能
を担っており、そして、a−SiGe層で発生した光キ
ャリアを効率よく速やかに基板へ注入する働きがある。
しかしながら、この積層型感光体によれば、第2のa−
5iC層によって電位保持を向上させて表面電位を高め
、これによって濃度の高い画像を得ることができたが、
その反面、このa−SiCNにはカーボンが含有してい
ることに起因してキャリア移動度がa−5tに比べて低
下傾向にあり、これにより、キャリアが第2のa−Si
C1iでトラップされ、その結果、高光感度特性且つ残
留電位の低減化が困難となっている。
5iC層によって電位保持を向上させて表面電位を高め
、これによって濃度の高い画像を得ることができたが、
その反面、このa−SiCNにはカーボンが含有してい
ることに起因してキャリア移動度がa−5tに比べて低
下傾向にあり、これにより、キャリアが第2のa−Si
C1iでトラップされ、その結果、高光感度特性且つ残
留電位の低減化が困難となっている。
更に前記の特開昭58−192044号公報によれば、
上記a−5iGe層にo、ooi乃至30原子χのカー
ボンを含有させてその膜自体の特性を改善させるという
点が述べられているが、その改善内容については何等開
示されていない。
上記a−5iGe層にo、ooi乃至30原子χのカー
ボンを含有させてその膜自体の特性を改善させるという
点が述べられているが、その改善内容については何等開
示されていない。
また、半導体レーザービームプリンターにおいては、そ
の光源がコヒーレント光であるために画像に干渉縞模様
が発生し易いという問題がある。
の光源がコヒーレント光であるために画像に干渉縞模様
が発生し易いという問題がある。
この干渉縞模様が発生する原因は、コヒーレント光が基
板へ到達し、その基板での反射光と入射光が干渉するた
めであり、この問題を解決するために基板表面を処理し
て所要の表面粗さに設定し、これによって基板へ到達し
た光を乱反射させることが提案されている。しかしなが
ら、この粗面化処理によって製造コストが大きくなるこ
とが避けられず、その処理を不要にした解決策が望まれ
る。
板へ到達し、その基板での反射光と入射光が干渉するた
めであり、この問題を解決するために基板表面を処理し
て所要の表面粗さに設定し、これによって基板へ到達し
た光を乱反射させることが提案されている。しかしなが
ら、この粗面化処理によって製造コストが大きくなるこ
とが避けられず、その処理を不要にした解決策が望まれ
る。
更にまた、帯電−露光一転写一定着という一連のプロセ
スから成る電子写真法によれば、この帯電に伴ってオゾ
ンが発生し、これによって感光体表面が酸化されること
になり、或いは現像剤の成分として用いられる高分子材
料等が感光体表面に付着する現像(この現像はフィルミ
ングと呼ばれる)が生じ、その結果、感光体の初期の電
子写真特性がその表面劣化によって経時的に低下し、初
期の画像が長期に亘って安定して得られないという問題
がある。
スから成る電子写真法によれば、この帯電に伴ってオゾ
ンが発生し、これによって感光体表面が酸化されること
になり、或いは現像剤の成分として用いられる高分子材
料等が感光体表面に付着する現像(この現像はフィルミ
ングと呼ばれる)が生じ、その結果、感光体の初期の電
子写真特性がその表面劣化によって経時的に低下し、初
期の画像が長期に亘って安定して得られないという問題
がある。
(発明の目的)
従って本発明は畝上に鑑みて完成されたものであり、そ
の目的は光励起キャリアが感光体の層領域でトラップさ
れるのを防止し、これによって高光感度特性及び残留電
位の低減化を達成し且つ表面電位を高くすることができ
た電子写真感光体を ・提供することにある。
の目的は光励起キャリアが感光体の層領域でトラップさ
れるのを防止し、これによって高光感度特性及び残留電
位の低減化を達成し且つ表面電位を高くすることができ
た電子写真感光体を ・提供することにある。
本発明の他の目的は感光体表面の経時的な劣化を解消し
、これによって初期の画像を長期間に亘って得ら些る高
信頼性の電子写真感光体を提供することにある。
、これによって初期の画像を長期間に亘って得ら些る高
信頼性の電子写真感光体を提供することにある。
本発明の更に他の目的は600乃至850nmの波長領
域で光感度を高めて半導体レーザービームプリンター用
に好適となった電子写真感光体を提供することにある。
域で光感度を高めて半導体レーザービームプリンター用
に好適となった電子写真感光体を提供することにある。
本発明の更に他の目的は画像に干渉縞模様が全く生じな
いようにし且つ低コスト化を達成した電子写真感光体を
提供することにある。
いようにし且つ低コスト化を達成した電子写真感光体を
提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
゛本発明によれば、導電性基板上に少なくともa−3i
層とアモルファスシリコンゲルマニウムカーバイド層(
以下、a−SiGeC層と略す)が順次積層され且つa
−5iGeCNを感光体の表面層としたことを特徴とす
る電子写真感光体が提供される。
層とアモルファスシリコンゲルマニウムカーバイド層(
以下、a−SiGeC層と略す)が順次積層され且つa
−5iGeCNを感光体の表面層としたことを特徴とす
る電子写真感光体が提供される。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の電子写真感光体の基本的層構成は、第1図に示
す通りであり、a−SiGeC層(5)を感光体の表面
層とすると共にキャリア発生層としても形成しており、
この層(5)とa−5t層(6)を組合せると共に第1
図に示す通りの積層順序にしたことが重要である。
す通りであり、a−SiGeC層(5)を感光体の表面
層とすると共にキャリア発生層としても形成しており、
この層(5)とa−5t層(6)を組合せると共に第1
図に示す通りの積層順序にしたことが重要である。
即ち、本発明者等の実験によれば、a−3iGeC層(
5)の分光感度特性を測定したところ、特に650乃至
850nmの波長領域で光感度を高くすることができ、
これにより、半導体レーザービームプリンター用感光体
に好適となることを見い出した。
5)の分光感度特性を測定したところ、特に650乃至
850nmの波長領域で光感度を高くすることができ、
これにより、半導体レーザービームプリンター用感光体
に好適となることを見い出した。
また、このa−5iGeC層(5)とa−Si層(6)
を第1図に示す積層順序で組合せた場合、a−Si[(
6)はa−SiGeC層(5)で発生したキャリアを輸
送すると共に電位保持の働きがあり、そして、基板(1
)からa−SiGeC層(5)へキャリアが注入される
のを阻止する働きを具備し得る。
を第1図に示す積層順序で組合せた場合、a−Si[(
6)はa−SiGeC層(5)で発生したキャリアを輸
送すると共に電位保持の働きがあり、そして、基板(1
)からa−SiGeC層(5)へキャリアが注入される
のを阻止する働きを具備し得る。
このようにキャリア発生層と基板の間にa−Si層(6
)を介在させた場合、a−St自体キャリアの移動度が
比較的高(、これにより、キャリアがa−Si層の内部
でトラップされることが格段に小さくなり、その結果、
高光感度特性及び残留電位の低減化を達成することがで
きる。
)を介在させた場合、a−St自体キャリアの移動度が
比較的高(、これにより、キャリアがa−Si層の内部
でトラップされることが格段に小さくなり、その結果、
高光感度特性及び残留電位の低減化を達成することがで
きる。
本発明によれば、上記の通りにa−5tJi(6)を形
成した場合、a−3iC層に比べて帯電能を高めること
が困難となるが、その欠点をa−SiGeC層(5)で
補完している。
成した場合、a−3iC層に比べて帯電能を高めること
が困難となるが、その欠点をa−SiGeC層(5)で
補完している。
即ち、a−Si層(6)はカーボンを含有していないの
で暗導電率を十分に小さな値に設定することができない
が、それに代わってa−SiGeCIt!(5)にはカ
ーボンを含有させており、これによって感光体の帯電能
を大きくすることができる。
で暗導電率を十分に小さな値に設定することができない
が、それに代わってa−SiGeCIt!(5)にはカ
ーボンを含有させており、これによって感光体の帯電能
を大きくすることができる。
更に本発明によれば、このa−3iGeC層(5)を感
光体の表面層としているためにそれ自体で帯電能及び耐
環境性に優れ且つ非光導電性a−3iC表面保護層に比
べて硬度が小さくなり、これにより、その表面を研磨剤
などで研磨再生を繰り返し行ってもその研磨量において
制限を受けずに感光体の初期特性を維持することができ
る。例えば、コロナ放電による被曝或いは現像剤の樹脂
成分による感光体表面へのフィルミング等によって表面
が劣化してもこの研磨再生によって良好な画像を長期に
亘り安定して供給することができる。
光体の表面層としているためにそれ自体で帯電能及び耐
環境性に優れ且つ非光導電性a−3iC表面保護層に比
べて硬度が小さくなり、これにより、その表面を研磨剤
などで研磨再生を繰り返し行ってもその研磨量において
制限を受けずに感光体の初期特性を維持することができ
る。例えば、コロナ放電による被曝或いは現像剤の樹脂
成分による感光体表面へのフィルミング等によって表面
が劣化してもこの研磨再生によって良好な画像を長期に
亘り安定して供給することができる。
また本発明によれば、第1図に示した積層順序によって
a−3iGeC層(5)を形成した場合、この層(5)
を感光体のなかの実質上の光キヤリア発生層とすること
ができ、これにより、基板(1)まで入射光が到達せず
、その結果、画像の干渉縞発生の問題が解消される。
a−3iGeC層(5)を形成した場合、この層(5)
を感光体のなかの実質上の光キヤリア発生層とすること
ができ、これにより、基板(1)まで入射光が到達せず
、その結果、画像の干渉縞発生の問題が解消される。
本発明の電子写真感光体は上述した通りの思想によって
組み立てられているが、下記の通りに種々の限定を行う
ことによって本発明の目的を優位に達成することができ
る。
組み立てられているが、下記の通りに種々の限定を行う
ことによって本発明の目的を優位に達成することができ
る。
a−SiGeC層(5)については、Si元素とGe元
素の含有比率を2=1乃至100:1の範囲内に、好適
には3:1乃至30:lの範囲内に設定するとよく、こ
の範囲内であれば長波長光に対して光の吸収率が大きく
なり、これによって光感度を高めると共にレーザー光に
よる干渉縞の発生を防止することができる。
素の含有比率を2=1乃至100:1の範囲内に、好適
には3:1乃至30:lの範囲内に設定するとよく、こ
の範囲内であれば長波長光に対して光の吸収率が大きく
なり、これによって光感度を高めると共にレーザー光に
よる干渉縞の発生を防止することができる。
また、Si元素とC元素の含有比率は1:1乃至100
:1の範囲内に、好適には3:1乃至100:lの範囲
内に設定するとよく、この範囲内であれば暗導電率を十
分に小さくして帯電能を向上させることができる。
:1の範囲内に、好適には3:1乃至100:lの範囲
内に設定するとよく、この範囲内であれば暗導電率を十
分に小さくして帯電能を向上させることができる。
更にa−SiGeC層(5)の厚みは、この層が実質上
光キャリアの発生層と成り得るように適宜法められるが
、本発明者等がその厚みを幾通りにも変えて実験を行っ
た結果、このa−SiGeC[(5)の入射光に対する
透過率が30%以下に、望ましくは20%以下になるよ
うにその厚みを設定すれば基板(1)へ光が全く到達し
なくなる。このN(5)はその厚みを大きくするのに伴
って透過率を小さくすることができるが、その反面、こ
の感光体の残留電位が増加傾向となる。従って、a−5
iGeC層(5)の厚みはその層の透過率及び残留電位
によって決められることになり、本発明者等が繰り返し
行った実験によれば、■乃至100μm、好適には1乃
至30μm、最適には1乃至5μmの範囲内に設定すれ
ばよいことを見い出した。
光キャリアの発生層と成り得るように適宜法められるが
、本発明者等がその厚みを幾通りにも変えて実験を行っ
た結果、このa−SiGeC[(5)の入射光に対する
透過率が30%以下に、望ましくは20%以下になるよ
うにその厚みを設定すれば基板(1)へ光が全く到達し
なくなる。このN(5)はその厚みを大きくするのに伴
って透過率を小さくすることができるが、その反面、こ
の感光体の残留電位が増加傾向となる。従って、a−5
iGeC層(5)の厚みはその層の透過率及び残留電位
によって決められることになり、本発明者等が繰り返し
行った実験によれば、■乃至100μm、好適には1乃
至30μm、最適には1乃至5μmの範囲内に設定すれ
ばよいことを見い出した。
a−5iGeC層(5)が光導電性を有するように含有
させるダングリングボンド終端用元素には水素元素(H
)やハロゲン元素があり、これらの元素の含有量は5乃
至50原子χ、好適には5乃至40原子χ、最適にはl
O乃至30原子χがよく、通常、H元素が用いられる。
させるダングリングボンド終端用元素には水素元素(H
)やハロゲン元素があり、これらの元素の含有量は5乃
至50原子χ、好適には5乃至40原子χ、最適にはl
O乃至30原子χがよく、通常、H元素が用いられる。
このH元素は上記終端部に取り込まれ易いのでバンドギ
ャップ中の局在準位密度を低減化させ、これにより、優
れた半導体特性が得られる。
ャップ中の局在準位密度を低減化させ、これにより、優
れた半導体特性が得られる。
また、このH元素の一部をハロゲン元素に置換してもよ
(、これによって局在準位密度を下げて光導電性及び耐
熱性(温度特性)を高めることができ、その置換比率は
ダングリングボンド終端用全元素中0.01乃至50原
子2、好適には1乃至30原子χがよい。また、このハ
ロゲン元素にはP、CI。
(、これによって局在準位密度を下げて光導電性及び耐
熱性(温度特性)を高めることができ、その置換比率は
ダングリングボンド終端用全元素中0.01乃至50原
子2、好適には1乃至30原子χがよい。また、このハ
ロゲン元素にはP、CI。
Br、1.At等があるが、就中、Fを用いるとその大
きな電気陰性度によって原子間の結合が大きくなり、こ
れによって熱的安定性に優れるという点で望ましい。
きな電気陰性度によって原子間の結合が大きくなり、こ
れによって熱的安定性に優れるという点で望ましい。
a−3i層(6)にもダングリングボンド終端用元素を
含有させる必要があり、その元素の種類及び含有量は上
述したa−3iGeC層(5)と同じ条件で適宜法めら
れる。
含有させる必要があり、その元素の種類及び含有量は上
述したa−3iGeC層(5)と同じ条件で適宜法めら
れる。
本発明によれば、上述した2層構造の積層型感光体を基
本とし、更に第3図に示すように他の層を積層して電子
写真特性を高めることができる。
本とし、更に第3図に示すように他の層を積層して電子
写真特性を高めることができる。
即ち、第3図によれば、基板(1)とa−Si層(6)
の間にキャリア注入阻止層(7)を介在させ、a−Si
層(6)からのキャリアを基板(1)に効率的に注入さ
せると共に基板(1)からのキャリアの注入を■止し、
これによって表面電位を一段と高めることができる。こ
のキャリア注入阻止層(7)はポリイミド樹脂などの有
機材料、SiO□SiO,Al□03.SiC。
の間にキャリア注入阻止層(7)を介在させ、a−Si
層(6)からのキャリアを基板(1)に効率的に注入さ
せると共に基板(1)からのキャリアの注入を■止し、
これによって表面電位を一段と高めることができる。こ
のキャリア注入阻止層(7)はポリイミド樹脂などの有
機材料、SiO□SiO,Al□03.SiC。
S’13Nt+アモルファスカーボン+a−Si+a−
SiCなどの無機材料によって形成される。
SiCなどの無機材料によって形成される。
また、このキャリア注入阻止層(7)を半導体材料によ
り形成するに当たって、感光体を正極性に帯電させる場
合にはその伝導型をP型に制御し、負極性に帯電させる
場合にはN型に制御するのが良く、これによってキャリ
アの注入阻止作用が一段と向上する0例えば、このP型
半導体材料にはB等の周期律表第1[Ia族元素を、N
型半導体材料にはP等の周期率表第Va族元素をそれぞ
れ50乃至110000ppの範囲内で含有させたa−
S!又はa−3iCがある。
り形成するに当たって、感光体を正極性に帯電させる場
合にはその伝導型をP型に制御し、負極性に帯電させる
場合にはN型に制御するのが良く、これによってキャリ
アの注入阻止作用が一段と向上する0例えば、このP型
半導体材料にはB等の周期律表第1[Ia族元素を、N
型半導体材料にはP等の周期率表第Va族元素をそれぞ
れ50乃至110000ppの範囲内で含有させたa−
S!又はa−3iCがある。
また、a−SiN(6)とa−SiGeC層(5)の界
面に両者の層を接合して電子写真特性を向上させる接合
層(この層の厚みは3μm以下が望ましい)を介在させ
てもよい、この接合層には、例えばa−3i層(6)を
薄膜形成した後、カーボン(C)及び/又はゲルマニウ
ム(Ge)のそれぞれの含有量をその層厚方向に亘って
漸次増大させ、その接合層の形成終了時にそれぞれの含
有量をa −S i GeC層(5)の所要なC量とG
e量と一致させるように設定した層がある。
面に両者の層を接合して電子写真特性を向上させる接合
層(この層の厚みは3μm以下が望ましい)を介在させ
てもよい、この接合層には、例えばa−3i層(6)を
薄膜形成した後、カーボン(C)及び/又はゲルマニウ
ム(Ge)のそれぞれの含有量をその層厚方向に亘って
漸次増大させ、その接合層の形成終了時にそれぞれの含
有量をa −S i GeC層(5)の所要なC量とG
e量と一致させるように設定した層がある。
かくして本発明の電子写真感光体によれば、a−3i層
(6)及びa−3iGeC層(5)を組み合わせた積層
型感光体によってキャリアが感光体の層内部でトラップ
されず、これによって高光感度特性及び残留電位の低減
化を達成し且つ表面電位を高くすることができ、更にa
−SiGeC層(5)の表面を研磨しながら再生し、こ
れによって感光体の初期特性を維持することができるよ
うになった。
(6)及びa−3iGeC層(5)を組み合わせた積層
型感光体によってキャリアが感光体の層内部でトラップ
されず、これによって高光感度特性及び残留電位の低減
化を達成し且つ表面電位を高くすることができ、更にa
−SiGeC層(5)の表面を研磨しながら再生し、こ
れによって感光体の初期特性を維持することができるよ
うになった。
また、本発明の電子写真感光体によれば、a−SiGe
C層(5)において実質上光キャリアを発生させること
ができ、そのために入射光が基板へ到達しないために基
板の粗面化処理を不要とした半導体レーザービームプリ
ンター用に好適な感光体となった。
C層(5)において実質上光キャリアを発生させること
ができ、そのために入射光が基板へ到達しないために基
板の粗面化処理を不要とした半導体レーザービームプリ
ンター用に好適な感光体となった。
次に本発明者等は上記の結果を踏まえて、更に鋭意研究
に努めた結果、前記a−SiGe(:層(5)のカーボ
ン(C)含有量及びゲルマニウム(Ge)含有量を層厚
方向に亘って変化させ、これによって種々の態様の感光
体が得られることを見い出した。
に努めた結果、前記a−SiGe(:層(5)のカーボ
ン(C)含有量及びゲルマニウム(Ge)含有量を層厚
方向に亘って変化させ、これによって種々の態様の感光
体が得られることを見い出した。
即ち、第4図乃至第11図によれば、横軸はa−3iG
eC層(5)のa−5iNとの界面(a)からその反対
側の表面(b)までの層厚を表しており、縦軸はC含有
量及びGe含有量を表しており、いずれの含有量もそれ
ぞれ相対量である。尚、これらの図において実線及び破
線はそれぞれC含有量及びGe含有量を示す。
eC層(5)のa−5iNとの界面(a)からその反対
側の表面(b)までの層厚を表しており、縦軸はC含有
量及びGe含有量を表しており、いずれの含有量もそれ
ぞれ相対量である。尚、これらの図において実線及び破
線はそれぞれC含有量及びGe含有量を示す。
これらの図から明らかな通り、a−SiGeC層(5)
の内部の入射光側のb側に近いN 9M域においてはG
e含有量を比較的少なくするか或いはC含有量を比較的
多くしており、これにより、入射光側の層領域でバンド
ギャップが大きくなり、更に高い光導電性があり、その
結果、入射光が高効率に光電変換されて光感度を高める
ことができる。
の内部の入射光側のb側に近いN 9M域においてはG
e含有量を比較的少なくするか或いはC含有量を比較的
多くしており、これにより、入射光側の層領域でバンド
ギャップが大きくなり、更に高い光導電性があり、その
結果、入射光が高効率に光電変換されて光感度を高める
ことができる。
これに対して、a面に近い層領域においてはGe含有量
を比較的多くするか或いはC含有量を比較的少なくして
おり、これにより、このN9N域での吸収係数が大きく
なり、入射光がこの116N域内で完全に吸収される。
を比較的多くするか或いはC含有量を比較的少なくして
おり、これにより、このN9N域での吸収係数が大きく
なり、入射光がこの116N域内で完全に吸収される。
従って、上述したような両者の101域を形成すること
によって高光感度特性を有し且つ干渉縞の発生を一段と
抑えた電子写真感光体と成り得る。
によって高光感度特性を有し且つ干渉縞の発生を一段と
抑えた電子写真感光体と成り得る。
次に本発明の電子写真感光体の製法を述べる。
a−Si層(6)及びa−3iGeC層(5)はグロー
放電分解法、イオンブレーティング法、反応性スパンタ
リング法、真空蒸着法、熱CVD法等の薄膜形成手段を
用いることができ、また、これに用いられる原料には固
体、液体、気体のいずれでもよい。
放電分解法、イオンブレーティング法、反応性スパンタ
リング法、真空蒸着法、熱CVD法等の薄膜形成手段を
用いることができ、また、これに用いられる原料には固
体、液体、気体のいずれでもよい。
また、a−Si層(6)及びa−5iGeC層(5)以
外の層を形成するに当たって、これらの層をa−3i又
はa−5iCにより形成するのであれば、同様な薄膜形
成手段を用いることができるという点で望ましく、更に
同一の成膜装置を用いた場合、共通した薄膜形成手段に
よって連続的に積層することができるという利点がある
。
外の層を形成するに当たって、これらの層をa−3i又
はa−5iCにより形成するのであれば、同様な薄膜形
成手段を用いることができるという点で望ましく、更に
同一の成膜装置を用いた場合、共通した薄膜形成手段に
よって連続的に積層することができるという利点がある
。
例えばグロー放電分解装置を用いてa−Si層、a−3
iCN又はa−SiGeC層から成る感光体を製作する
場合、その気体原料としてS i Ha、S i t
Hb + S t s HsなどのSi系ガス、CH4
,CzHz、Czl(4,CJi、CJsなどのC系ガ
ス、Ge1.、 G13JaなどのGe系ガスがあり、
そして、Heガス+Htガスなどをキャリアガスとして
用いればよい。
iCN又はa−SiGeC層から成る感光体を製作する
場合、その気体原料としてS i Ha、S i t
Hb + S t s HsなどのSi系ガス、CH4
,CzHz、Czl(4,CJi、CJsなどのC系ガ
ス、Ge1.、 G13JaなどのGe系ガスがあり、
そして、Heガス+Htガスなどをキャリアガスとして
用いればよい。
このグロー放電分解法によれば、Si系ガス及び/又は
Ge系ガスに対してアセチレン(CJz)ガスを添加し
た混合ガスよりa−3iC層又はa−SiGeC層を形
成した場合、著しく大きな高速成膜性が達成できるとい
う点で望ましい。
Ge系ガスに対してアセチレン(CJz)ガスを添加し
た混合ガスよりa−3iC層又はa−SiGeC層を形
成した場合、著しく大きな高速成膜性が達成できるとい
う点で望ましい。
次に本発明の実施例に述べられる電子写真感光体をグロ
ー放電分解法を用いてa−、Si、 a−5iC又はa
−5iGeCにより形成する場合、その製作法を第12
図の容量結合型グロー放電分解装置により説明する。
ー放電分解法を用いてa−、Si、 a−5iC又はa
−5iGeCにより形成する場合、その製作法を第12
図の容量結合型グロー放電分解装置により説明する。
図中、タンク(8) (9) (10) (11) (
12) (13)にはそれぞれSiH4,GeHa、C
Jz+BJi(Hzガス希釈で0.21含有)、Hl、
NOガスが密封されており、H2はキャリアガスとして
も用いられる。これらのガスは対応する調整弁(14)
(15) (16) (17) (1B) (19)
を開放することによって放出され、その流量がマスフロ
ーコントローラ(20) (21) (22) (23
) (24) (25)により制御され、タンク(8)
(9) (10) (11) (12)からのガスは
主管(26)へ、タンク(13)からのNOガスは主管
(27)へ送られる。尚、(28) (29)は止め弁
である。主管(26) (27)を通じて流れるガスは
反応管(30)へと送り込まれるが、この反応管(30
)の内部には容量結合型放電用電極(31)が設置され
ており、それに印加される高周波電力は5〇−乃至3に
−が、また周波数はLMHz乃至50MHzが適当であ
る。反応管(30)の内部にはアルミニウムから成る筒
状の成膜用基板(32)が試料保持台(33)の上に載
置されており、この保持台(33)はモーター(34)
により回転駆動されるようになっており、そして、基板
(32)は適当な加熱手段により約200乃至400℃
、好ましくは約200乃至350℃の温度に均一に加熱
される。更に反応管(30)の内部にはa−SiC膜形
成時に高度の真空状態(放電時のガス圧0.1乃至2.
0Torr)を必要とすることにより回転ポンプ(35
)と拡散ポンプ(36)に連結されている。
12) (13)にはそれぞれSiH4,GeHa、C
Jz+BJi(Hzガス希釈で0.21含有)、Hl、
NOガスが密封されており、H2はキャリアガスとして
も用いられる。これらのガスは対応する調整弁(14)
(15) (16) (17) (1B) (19)
を開放することによって放出され、その流量がマスフロ
ーコントローラ(20) (21) (22) (23
) (24) (25)により制御され、タンク(8)
(9) (10) (11) (12)からのガスは
主管(26)へ、タンク(13)からのNOガスは主管
(27)へ送られる。尚、(28) (29)は止め弁
である。主管(26) (27)を通じて流れるガスは
反応管(30)へと送り込まれるが、この反応管(30
)の内部には容量結合型放電用電極(31)が設置され
ており、それに印加される高周波電力は5〇−乃至3に
−が、また周波数はLMHz乃至50MHzが適当であ
る。反応管(30)の内部にはアルミニウムから成る筒
状の成膜用基板(32)が試料保持台(33)の上に載
置されており、この保持台(33)はモーター(34)
により回転駆動されるようになっており、そして、基板
(32)は適当な加熱手段により約200乃至400℃
、好ましくは約200乃至350℃の温度に均一に加熱
される。更に反応管(30)の内部にはa−SiC膜形
成時に高度の真空状態(放電時のガス圧0.1乃至2.
0Torr)を必要とすることにより回転ポンプ(35
)と拡散ポンプ(36)に連結されている。
以上のように構成されたグロー放電分解装置において、
例えば、a−3iGeC膜を基板(32)に形成する場
合には、調整弁(14) (15) (16) (1B
)を開いてそれぞれ5iHi+GeHn、C!Hz+H
zガスを放出する。放出量はマスフローコントローラ(
20) (21) (22) (24)により制御され
、これらの混合ガスは主管(26)を介して反応管(3
0)へと流し込まれる。そして、反応管(30)の内部
が0.1乃至2.0Torr程度の真空状態、基板温度
が200乃至400℃、容量結合型放電用電極(31)
の高周波電力が5〇−乃至3KW 、周波数が1乃至5
0MHzに設定されていることに相俟ってグロー放電が
おこり、ガスが分解してa−SiGeC膜が基板上に高
速で形成される。
例えば、a−3iGeC膜を基板(32)に形成する場
合には、調整弁(14) (15) (16) (1B
)を開いてそれぞれ5iHi+GeHn、C!Hz+H
zガスを放出する。放出量はマスフローコントローラ(
20) (21) (22) (24)により制御され
、これらの混合ガスは主管(26)を介して反応管(3
0)へと流し込まれる。そして、反応管(30)の内部
が0.1乃至2.0Torr程度の真空状態、基板温度
が200乃至400℃、容量結合型放電用電極(31)
の高周波電力が5〇−乃至3KW 、周波数が1乃至5
0MHzに設定されていることに相俟ってグロー放電が
おこり、ガスが分解してa−SiGeC膜が基板上に高
速で形成される。
(実施例)
次に本発明の実施例を述べる。
(例1)
本例においては層厚方向に亘って単一組成のa−SiG
eC膜を形成して分光感度特性を測定した。
eC膜を形成して分光感度特性を測定した。
即ち、3 x3cmの角形のアルミニウム製平板を用意
し、第12図に示したアルミニウム製筒状基板(32)
の周面を一部切り欠いてこの切り欠き部にこの平板を設
置し、タンク(8)よりSiH4ガス、タンク(9)よ
りGeH4ガスを、タンク(10)よりC,Htガスを
、タンク(12)よりH2ガスを第1表に示すガス流量
で放出し、更に製造条件も所定の通りに設定し、グロー
放電分解法により上記平板上に5μmの厚みのa−Si
C膜又はa−SiGeC膜を形成した。
し、第12図に示したアルミニウム製筒状基板(32)
の周面を一部切り欠いてこの切り欠き部にこの平板を設
置し、タンク(8)よりSiH4ガス、タンク(9)よ
りGeH4ガスを、タンク(10)よりC,Htガスを
、タンク(12)よりH2ガスを第1表に示すガス流量
で放出し、更に製造条件も所定の通りに設定し、グロー
放電分解法により上記平板上に5μmの厚みのa−Si
C膜又はa−SiGeC膜を形成した。
かくして得られた試料A(a−SiC膜)及び試料B。
C(a−SiGeC膜)についてそれぞれ分光感度特性
を測定した結果、第13図に示す通りとなった。図中、
○印、O印及び・印はそれぞれ試料A、B、Cの分光感
度プロットであり、X+V+2はそれぞれの分光感度曲
線である。尚、この分光感度の測定値は櫛型電極法によ
り各波長において等エネルギー光を照射した時の光導電
率を示す。
を測定した結果、第13図に示す通りとなった。図中、
○印、O印及び・印はそれぞれ試料A、B、Cの分光感
度プロットであり、X+V+2はそれぞれの分光感度曲
線である。尚、この分光感度の測定値は櫛型電極法によ
り各波長において等エネルギー光を照射した時の光導電
率を示す。
この結果から明らかな通り、Ge含有量が多くなるのに
伴って分光感度ピークが長波長側ヘシフトし、半導体レ
ーザービームプリンターに好適な電子写真感光体に成る
ことが判る。
伴って分光感度ピークが長波長側ヘシフトし、半導体レ
ーザービームプリンターに好適な電子写真感光体に成る
ことが判る。
(例2)
本例においては第12図に示したグロー放電分解装置を
用いて第2表に示した製作条件によって基板(32)上
にキャリア注入阻止層(7) 、a−Siキャリア輸送
層(6)及びa−3iGeCキャリア発生層(5)を順
次形成し、電子写真感光体ドラムを製作した。
用いて第2表に示した製作条件によって基板(32)上
にキャリア注入阻止層(7) 、a−Siキャリア輸送
層(6)及びa−3iGeCキャリア発生層(5)を順
次形成し、電子写真感光体ドラムを製作した。
尚、キャリア注入阻止層(7)の形成にNoガスを用い
て酸素と窒素をドープし、基板に対する密着性を高めて
いる。
て酸素と窒素をドープし、基板に対する密着性を高めて
いる。
このドラムを半導体レーザービームプリンター(波長?
?0nm、印字速度2印字速度20実/して印字したと
ころ、画像濃度が高く、高コントラストでゴースト現象
が全く生じなく、更に画像に干渉縞やカブリが全く生じ
ない良質な画像が得られた。
?0nm、印字速度2印字速度20実/して印字したと
ころ、画像濃度が高く、高コントラストでゴースト現象
が全く生じなく、更に画像に干渉縞やカブリが全く生じ
ない良質な画像が得られた。
本例によれば、a−3iGeCi!(5)をガラス基板
に同一条件によって形成し、その透過率(波長7700
m)を測定したところ、16Xであった。また、この層
(5)のSiとCの原子組成比は4: 1であり、Si
とGeの原子組成比は5: 1であった。
に同一条件によって形成し、その透過率(波長7700
m)を測定したところ、16Xであった。また、この層
(5)のSiとCの原子組成比は4: 1であり、Si
とGeの原子組成比は5: 1であった。
(例3)
(例2)において、a−Stキャリア輸送層の形成に当
たって更にCzHzガスを10105cの流量で放出し
、他は(例2)と全く同一の製造条件によって感光体ド
ラムを製作し、このドラムのキャリア輸送層としてa−
SiC層を形成した場合、この感光体ドラムを(例2)
と同じレーザービームプリンターに実装して印字したと
ころ、画像濃度が高く、ゴースト現象が全く生じなく、
更に画像に干渉縞が生じなかったが、その反面、画像に
カブリが生じた。
たって更にCzHzガスを10105cの流量で放出し
、他は(例2)と全く同一の製造条件によって感光体ド
ラムを製作し、このドラムのキャリア輸送層としてa−
SiC層を形成した場合、この感光体ドラムを(例2)
と同じレーザービームプリンターに実装して印字したと
ころ、画像濃度が高く、ゴースト現象が全く生じなく、
更に画像に干渉縞が生じなかったが、その反面、画像に
カブリが生じた。
(例4)
(例2)において、キャリア発生層の形成に当たってC
zHzガスの放出を止め、他は(例2)と全く同一の製
造条件によって感光体ドラムを製作し、このドラムのキ
ャリア発生層としてa−3iGeJiを形成した場合、
この感光体ドラムを(例2)と同じレーザービームプリ
ンターに実装して印字したところ、画像に干渉縞が生じ
なかった反面、画像濃度が低くてコントラストも悪く、
ゴースト現象が生じた。
zHzガスの放出を止め、他は(例2)と全く同一の製
造条件によって感光体ドラムを製作し、このドラムのキ
ャリア発生層としてa−3iGeJiを形成した場合、
この感光体ドラムを(例2)と同じレーザービームプリ
ンターに実装して印字したところ、画像に干渉縞が生じ
なかった反面、画像濃度が低くてコントラストも悪く、
ゴースト現象が生じた。
(例5)
本例においては(例2)により製作した感光体に対して
、研磨再生の評価試験を行った。
、研磨再生の評価試験を行った。
即ち、この感光体ドラムの表面をダイヤモンドパウダー
で強制的に研磨し、その表面より約0.3μm1約0.
7μm1約1.2μm及び約2.0μ糟の厚みに亘って
研磨除去し、然る後、その感光体を+5.6KVのコロ
ナ放電で正帯電し、次いで単色光(770nm)を照射
し、これによって飽和表面電位と光感度を測定し、更に
その感光体を用いて一成分系現象剤にて現像を行い、画
像濃度及びカブリ濃度を画像濃度計を用いて測定したと
ころ、第3表に示す通りの結果が得られた。
で強制的に研磨し、その表面より約0.3μm1約0.
7μm1約1.2μm及び約2.0μ糟の厚みに亘って
研磨除去し、然る後、その感光体を+5.6KVのコロ
ナ放電で正帯電し、次いで単色光(770nm)を照射
し、これによって飽和表面電位と光感度を測定し、更に
その感光体を用いて一成分系現象剤にて現像を行い、画
像濃度及びカブリ濃度を画像濃度計を用いて測定したと
ころ、第3表に示す通りの結果が得られた。
更に比較例として第4表に示す条件で第2図に示すよう
なa−Si感光体を製作し、次いでこの感光体に対して
研磨再生の評価試験を行ったところ、第3表に示す通り
の結果が得られた。
なa−Si感光体を製作し、次いでこの感光体に対して
研磨再生の評価試験を行ったところ、第3表に示す通り
の結果が得られた。
第3表から明らかなように、本発明の感光体は表面から
約2.0μm研摩後も表面電位、感度は初期特性と大き
く変化せず、画像特性においても初期の良好な画像を維
持することができた。
約2.0μm研摩後も表面電位、感度は初期特性と大き
く変化せず、画像特性においても初期の良好な画像を維
持することができた。
然るに比較例によれば、表面保護層が存在するまでは(
0,3μm研摩)、初期特性を維持することができたが
、0.7μmを超えた時点から極端に画像が低下し、2
.O11m研摩後は表面電位が著しく低下した。
0,3μm研摩)、初期特性を維持することができたが
、0.7μmを超えた時点から極端に画像が低下し、2
.O11m研摩後は表面電位が著しく低下した。
これらの実験から、本発明の感光体ドラムによれば、前
述した所望の研摩手段を用いて研摩再生を行った場合、
少なくとも研摩量2.0μmまでは初期特性を維持する
ことが確認できた。
述した所望の研摩手段を用いて研摩再生を行った場合、
少なくとも研摩量2.0μmまでは初期特性を維持する
ことが確認できた。
(発明の効果)
以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、a−S
iGeC層を長波長光に対するキャリア発生層とするこ
とができ、これにより、半導体レーザービームプリンタ
ーに好適な感光体と成り得た。更にこの感光体によれば
、入射光が基板へ到達しないために画像に干渉縞模様が
発生しなくなり、尚且つ基板表面を粗面化してその表面
粗さを大きくすることが不要となり、これによって低コ
ストな電子写真感光体が提供される。
iGeC層を長波長光に対するキャリア発生層とするこ
とができ、これにより、半導体レーザービームプリンタ
ーに好適な感光体と成り得た。更にこの感光体によれば
、入射光が基板へ到達しないために画像に干渉縞模様が
発生しなくなり、尚且つ基板表面を粗面化してその表面
粗さを大きくすることが不要となり、これによって低コ
ストな電子写真感光体が提供される。
また、本発明の電子写真感光体によれば、光励起キャリ
アが感光体の層領域でトラップされるのを防止でき、こ
れにより、高光感度特性及び残留電位の低減化を達成し
且つ表面電位を高くすることができた。
アが感光体の層領域でトラップされるのを防止でき、こ
れにより、高光感度特性及び残留電位の低減化を達成し
且つ表面電位を高くすることができた。
更に本発明の電子写真感光体は表面保護層を形成しない
で感光体の表面層をa−3iGeC層とした感光体であ
り、この感光体を用いると黒地濃度が高くてカプリのな
い鮮明な画像が得られ、更にこのa−SiGeC層の表
面を研摩剤などで研摩再生し、それを繰り返してもその
研摩量において特性上劣化せず、これによって感光体の
初期特性を維持することができる。
で感光体の表面層をa−3iGeC層とした感光体であ
り、この感光体を用いると黒地濃度が高くてカプリのな
い鮮明な画像が得られ、更にこのa−SiGeC層の表
面を研摩剤などで研摩再生し、それを繰り返してもその
研摩量において特性上劣化せず、これによって感光体の
初期特性を維持することができる。
第1図は本発明の電子写真感光体の基本的層構成を示す
断面図、第2図は従来の一般的なアモルファスシリコン
感光体の層構成を示す断面図、第3図は発明の電子写真
感光体の他の層構成を示す断面図、第4図、第5図、第
6図、第7図、第8図、第9図、第10図及び第11図
は本発明に係る電子写真感光体のアモルファスシリコン
ゲルマニウムカーバイド層の層厚方向に亘るカーボン含
有量及びゲルマニウム含有量を表わす線図、第12図は
本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放電分解
装置の概略図、第13図、はアモルファスシリコンゲル
マニウムカーバイド層の分光感度曲線を表わす線図であ
る。 1・・・導電性基板 4・・・表面保護層 5・・・アモルファスシリコンゲルマニウムカーバイド
層 6・・・アモルファスシリコン層 7・・・キャリア注入阻止層 特許出願人 (663)京セラ株式会社同 河村
孝夫 第6□ 第7図 とL し
と(し第8図 第9図 第10図 1111
断面図、第2図は従来の一般的なアモルファスシリコン
感光体の層構成を示す断面図、第3図は発明の電子写真
感光体の他の層構成を示す断面図、第4図、第5図、第
6図、第7図、第8図、第9図、第10図及び第11図
は本発明に係る電子写真感光体のアモルファスシリコン
ゲルマニウムカーバイド層の層厚方向に亘るカーボン含
有量及びゲルマニウム含有量を表わす線図、第12図は
本発明の実施例に用いられる容量結合型グロー放電分解
装置の概略図、第13図、はアモルファスシリコンゲル
マニウムカーバイド層の分光感度曲線を表わす線図であ
る。 1・・・導電性基板 4・・・表面保護層 5・・・アモルファスシリコンゲルマニウムカーバイド
層 6・・・アモルファスシリコン層 7・・・キャリア注入阻止層 特許出願人 (663)京セラ株式会社同 河村
孝夫 第6□ 第7図 とL し
と(し第8図 第9図 第10図 1111
Claims (1)
- 導電性基板上に少なくともアモルファスシリコン層とア
モルファスシリコンゲルマニウムカーバイド層が順次積
層され且つアモルファスシリコンゲルマニウムカーバイ
ド層を感光体の表面層としたことを特徴とする電子写真
感光体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28498886A JP2608401B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子写真感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28498886A JP2608401B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子写真感光体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63137243A true JPS63137243A (ja) | 1988-06-09 |
JP2608401B2 JP2608401B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17685683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28498886A Expired - Lifetime JP2608401B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2608401B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329848A (ja) * | 2000-03-22 | 2002-11-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録媒体およびその製造方法 |
JP2011185942A (ja) * | 2000-03-22 | 2011-09-22 | Fujifilm Corp | 画像記録媒体およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28498886A patent/JP2608401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329848A (ja) * | 2000-03-22 | 2002-11-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録媒体およびその製造方法 |
JP2011185942A (ja) * | 2000-03-22 | 2011-09-22 | Fujifilm Corp | 画像記録媒体およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2608401B2 (ja) | 1997-05-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |