JP2002169317A - 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、及び電子写真装置

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JP2002169317A
JP2002169317A JP2000370333A JP2000370333A JP2002169317A JP 2002169317 A JP2002169317 A JP 2002169317A JP 2000370333 A JP2000370333 A JP 2000370333A JP 2000370333 A JP2000370333 A JP 2000370333A JP 2002169317 A JP2002169317 A JP 2002169317A
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Ichiro Takegawa
一郎 竹川
Hidemi Nukada
秀美 額田
Hiroshi Nakamura
博史 中村
Michiko Aida
美智子 相田
Yukiko Kamijo
由紀子 上條
Kazuo Yamazaki
一夫 山崎
Masahiro Iwasaki
真宏 岩崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 かぶりによる画質低下を抑制すると共に、リ
ーク電流による画質欠陥の発生を抑制することが可能な
電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、及び電子
写真装置を提供する。 【解決手段】 電子写真感光体28は、導電性基材71
と、導電性基材71上に設けられており、アークプラズ
マ法により生成された金属酸化物微粒子72aをバイン
ダ樹脂中72bに含む中間層72と、中間層72上に設
けられた感光層76とを備える。中間層72に含まれる
金属酸化物微粒子72aは従来のものより粒径が小さい
ため、金属酸化物微粒子72aによる導電路間に介在す
るバインダ樹脂72bと金属酸化物微粒子72aとの接
着頻度が比較的多くなっている。このため、感光層73
に導電性材料が貫入しても、バインダ樹脂72bが障壁
となって短絡的な電流の流れが抑制され、リーク電流の
発生が抑制される。また、金属酸化物微粒子72aはバ
インダ樹脂72bへの分散性が良好であるため、かぶり
による画質低下が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体、電
子写真感光体の製造方法、及び電子写真装置に関し、よ
り詳細にはかぶりによる画質低下の抑制を図ると共に、
リーク電流による画質欠陥の発生を抑制することが可能
な電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、及び電
子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真装置は、高速でかつ高品質の印
字が得られるため、複写機およびレーザービームプリン
ター等に広く利用されている。電子写真装置が備える感
光体としては、有機の光導電性材料を用いた有機感光体
が主流となっており、感光体の構成も電荷移動型錯体構
造や電荷発生材料を結着樹脂中に分散した機能分離型の
感光体へと変遷し性能が向上している。
【0003】かかる感光体の典型的な構成は以下の通り
である。すなわち、感光体は導電性基材と、導電性基材
の上に形成された中間樹脂層と、中間樹脂層の上に形成
された感光層とを備えている。そして中間樹脂層は、例
えば酸化亜鉛、酸化チタンなどの金属酸化物微粒子を含
んでいる。
【0004】酸化亜鉛は、JIS K1410に記載さ
れているように、大別して間接法(フランス法)、または
直接法(アメリカ法)により製造されたものが従来より用
いられている。間接法(フランス法)は、金属亜鉛を10
00℃に加熱し、亜鉛の蒸気を熱空気によって酸化す
る。そして、生成した酸化亜鉛を送風機において空気冷
却機を通じて冷却し、粒子の大きさによって分別する。
直接法(アメリカ法)は、亜鉛鉱石を培焼することによっ
て得られる酸化亜鉛を石炭などで還元し、生じた亜鉛の
蒸気を熱空気によって酸化するか、又は、亜鉛鉱石を硫
酸で浸出した鉱宰にコークスなどを加えたものを電気炉
で亜鉛を溶かして熱空気によって酸化する。これを間接
法と同様に処理する。この他、亜鉛の塩酸溶液をアルカ
リ溶液で沈殿させてできた塩基性炭酸亜鉛を培焼する湿
式製法もある。
【0005】また酸化チタンは、通常工業生産に使用さ
れている製法として、硫酸法、または塩素法により製造
されたものが従来より用いられている。硫酸法は、基本
工程として鉱石を硫酸と反応させ硫酸塩溶液を作り、溶
液の清澄、加水分解による含水酸化チタンの沈殿、含水
酸化チタンの洗浄、焼成、粉砕・表面処理する工程より
なる。また塩素法は、鉱石の塩素化により四塩化チタン
液を作製し、その後精留、酸素による燃焼を行い酸化チ
タンにして粉砕・後処理を加える。この他、酸化チタン
の製法として、弗酸法、塩化チタンカリウム法、四塩化
チタン水溶液法などがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の感光体では、感光体の帯電電位と残留電位との
間で十分な電位のコントラストが得られず、かぶりによ
り画質低下が生じることがあった。
【0007】また、繰り返し使用により感光体の表面に
は他の部材から剥離した導電性材料が貫入することがあ
るが、この導電性材料が引き金となって帯電装置による
帯電時に感光体に異常電流が発生し、感光体の電荷がリ
ークして記録紙上で画質欠陥として現れることもあっ
た。
【0008】そこで本発明は、かぶりによる画質低下を
抑制すると共に、リーク電流による画質欠陥の発生を抑
制することが可能な電子写真感光体、電子写真感光体の
製造方法、及び電子写真装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的を
達成するため、従来の電子写真感光体について、特に中
間樹脂層に含有される金属酸化物微粒子に着目して鋭意
検討を行った。そして、上記した方法により生成される
従来の金属酸化物微粒子は、粒径が0.2〜0.4μm
程度であり、粒径が極めて大きく、またバインダ樹脂へ
の分散が十分でないことを見出した。そして、このこと
がかぶりによる画質低下を生じさせる一因であり、また
短絡的な電流の流れを作り、異常放電によるリーク欠陥
を生じさせる一因であると推測された。
【0010】これに対し、プラズマ法により生成された
金属酸化物微粒子は、平均粒径が従来のものよりも小さ
く、また粒形が比較的揃った晶癖の微粒子であり、バイ
ンダ樹脂への分散性が極めて良好であることが分かっ
た。そして、この金属酸化物微粒子をバインダ樹脂に添
加して中間層を形成することで、かぶりやリーク欠陥な
どの問題を解決することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。
【0011】すなわち、本発明に係る電子写真感光体
は、(1)導電性基材と、(2)導電性基材上に設けら
れており、プラズマ法により生成された金属酸化物微粒
子をバインダ樹脂中に含む中間層と、(3)中間層上に
設けられた感光層と、を備える。
【0012】この電子写真感光体の中間層は、バインダ
樹脂中にプラズマ法により生成された金属酸化物微粒子
を含んでいる。この金属酸化物微粒子は従来のものより
も粒径が小さいため、金属酸化物微粒子による導電路間
に介在するバインダ樹脂と金属酸化物微粒子との接着頻
度が比較的多くなっている。このため、感光層に導電性
材料が貫入した場合であっても、バインダ樹脂が障壁と
なって短絡的な電流の流れを抑制し、リーク電流の発生
を抑制することができる。また、この金属酸化物微粒子
はバインダ樹脂への分散性が良好であるため、かぶりに
よる画質低下を抑制することができる。
【0013】また本発明に係る電子写真感光体の製造方
法は、(1)導電性基材を準備する工程と、(2)プラ
ズマ法により生成された金属酸化物微粒子を含む樹脂を
用いて、導電性基材上に中間層を形成する工程と、
(3)中間層上に感光層を形成する工程と、を含む。
【0014】この電子写真感光体の製造方法では、プラ
ズマ法により生成された金属酸化物微粒子を含む樹脂を
用いて中間層を形成している。プラズマ法により生成さ
れる金属酸化物微粒子は従来のものよりも粒径が小さい
ため、金属酸化物微粒子による導電路間に介在するバイ
ンダ樹脂と金属酸化物微粒子との接着頻度を比較的多く
することができる。よって、この方法により製造される
電子写真感光体では、感光層に導電性材料が貫入した場
合であっても、バインダ樹脂が障壁となって短絡的な電
流の流れを抑制し、リーク電流の発生を抑制することが
できる。また、この金属酸化物微粒子はバインダ樹脂へ
の分散性が良好であるため、かぶりによる画質低下を抑
制することができる。
【0015】また本発明に係る電子写真感光体の製造方
法では、金属酸化物微粒子の平均粒径は100nm以下で
あることを特徴としてもよい。このように、プラズマ法
により生成された金属酸化物微粒子は、平均粒径を10
0nm以下とすることができ、各金属酸化物微粒子の間に
バインダ樹脂を多く存在させることができる。
【0016】また本発明に係る電子写真感光体の製造方
法では、金属酸化物微粒子は、酸化亜鉛、酸化チタン、
及び酸化錫の少なくともいずれかを含むと好ましい。中
間層は、耐リーク性を得るために適切な抵抗値にするこ
とが好ましく、金属酸化物微粒子の抵抗値を104〜1
9Ω・cm程度にすると好適である。この範囲の下限
よりも抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、こ
の範囲の上限よりも抵抗値が高いと残留電位の上昇を引
き起こしてしまう。よって、上記のように金属酸化物微
粒子として酸化亜鉛、酸化チタン、及び酸化錫の少なく
ともいずれかを含むことで、中間層の抵抗値を上記範囲
内に容易に設定することができる。
【0017】本発明に係る電子写真装置は、(1)上記
した電子写真感光体の製造方法により製造された電子写
真感光体と、(2)電子写真感光体上に帯電を行うため
の接触帯電装置と、を備える。
【0018】接触帯電装置は、非接触型の帯電装置より
もオゾンの発生を抑制することができる。ところが、接
触型の帯電装置を用いた場合は、非接触型の帯電装置よ
りも高い電圧が感光体に接触し直接印加されるため、導
電性材料が電子写真感光体に貫入したときにリーク電流
が発生しやすくなる。しかし、この帯電装置は上記した
本発明に係る感光体を備えているため、リーク電流の発
生が抑制されている。このため、オゾンの発生を抑制し
つつ、リーク電流による画質欠陥がほとんど無い画像を
形成することができる。
【0019】なお、本発明に係る電子写真感光体の製造
方法では、中間層のビッカース硬度を30以上とすると
好ましい。このようにすれば、中間層への導電性材料の
貫入を効果的に抑制することができる。
【0020】また本発明に係る電子写真感光体の製造方
法では、中間層の厚さを3μm以上25μm以下とする
と好ましい。中間層の厚みが3μmよりも薄いときは、
リーク電流の発生を充分に抑制できなくなる傾向にある
からである。また中間層の厚みが25μmよりも厚いと
きは、成膜が困難になったり、残留電荷の増加による画
質低下を招くおそれが高くなる傾向にあるからである。
【0021】また本発明に係る電子写真感光体の製造方
法において、感光層を形成する工程は、電荷発生層を形
成する工程と、電荷輸送層を形成する工程とを含むと好
ましい。このようにすれば、機能分離型の高性能の電子
写真感光体が生成される。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、及
び電子写真装置の好適な実施形態について説明する。
尚、図面において同一の要素には同一の符号を附し、重
複する説明を省略する。
【0023】図1は、本実施形態に係る複写機(電子写
真装置)1を示す概略構成図である。また図2は、本実
施形態に係る感光体ドラム(電子写真感光体)28の構
造を示す斜視図である。また図3は、本実施形態に係る
感光体ドラム28の積層構造を模式的に示す部分断面図
である。
【0024】図1に示すように、複写機1は、主に複写
機本体14と、この複写機本体14の上面に設置された
プラテンガラス16を開閉自在に覆う自動原稿搬送装置
18と、から構成されている。
【0025】複写機本体14は、自動原稿搬送装置18
を開いてプラテンガラス16上に載置された固定原稿の
画像を読み取り、電気的な画像信号に変換する原稿読取
部20と、この原稿読取部20から受信した画像信号に
基づいて用紙に可視像を形成する画像形成部22と、こ
の画像形成部22に対して用紙を供給する複数の給紙ト
レイ34とを有している。
【0026】原稿読取部20は、内部に収容するCCD
によって原稿のカラー画像情報をR(赤色),G(緑
色),B(青色)のアナログ信号として読み取った後、
当該信号に基づいて、K(黒色),Y(イエロー),M
(マゼンダ),およびC(シアン)のカラー画像データ
を生成する。
【0027】画像形成部22は、主に原稿読取部20か
らのカラー画像データに基づいて変調されたレーザビー
ムを出力する露光装置24と、帯電装置26により帯電
された後に前記レーザビームにより露光される感光体ド
ラム28と、この露光により感光体ドラム28上に形成
された静電潜像をトナー像に現像するロータリー式の現
像装置30と、感光体ドラム28上に形成されたトナー
像が一次転写位置T1にて一次転写される無端の中間転
写ベルト32を含む中間転写体ユニット40と、中間転
写ベルト32に一次転写されたトナー像を給紙トレイ3
4から供給された用紙に二次転写位置T2にて二次転写
する二次転写ユニット50と、用紙に二次転写された未
定着トナー像を当該用紙に定着させる定着装置39とを
有している。
【0028】画像形成部22の露光装置24としては、
半導体レーザー光、LED光、液晶シャッター光等の光源
を、所望の像様に露光できる光学系等が特に制限される
ことなく用いられる。光源の波長も感光体ドラムの分光
感度に適したものであれば、可視光、赤外光を問わな
い。
【0029】帯電装置26としては、本実施形態では導
電性または半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴ
ム、ブレード等を用いた接触型帯電装置が用いられる。
もちろん、非接触型の帯電装置も用ることができる。ま
た、帯電装置26には、直流電圧に交流電圧を重畳した
電圧を印加すると好ましい。感光体ドラム28が負帯電
極性の場合は、帯電装置26によって通常−300〜−
1000Vに帯電される。また、帯電部材として、イオ
ン導電性、電子伝導性など適当な抵抗が得られるあらゆ
る材質のものを用いることができる。
【0030】現像装置30は、回転軸30o周囲に装着
されたK,Y,M,Cの4色の現像器30K,30Y,3
M,30Cを有しており、回転軸30oの回転に伴って
各4色の現像器30K,30Y,30M,30Cが順次感光
体ドラム28に対向するように構成されている。各現像
器30K,30Y,30M,30Cは、感光体ドラム28に
形成された静電潜像をK,Y,M,Cの各色のトナー像
に現像する。また、トナー剤として、磁性若しくは非磁
性の一成分系現像剤又は二成分系現像剤を用いることが
できる。さらに、現像装置30は、正規現像タイプ又は
反転現像タイプの何れでもよい。
【0031】現像装置30による現像工程をより具体的
に説明すると、以下の通りである。まず、4つの現像器
の内の現像器30Kにより、ブラックトナーによる現像
が行われる。次に、現像装置30が回転し、現像器30
Yが感光体ドラム28に対向する位置に移動する。そし
てこの現像器30Yにより、イエロートナーによる現像
が行われる。次に、現像装置30が回転し、現像器30
Mが感光体ドラム28に対向する位置に移動する。そし
てこの現像器30Mにより、マゼンタトナーによる現像
が行われる。次に、現像装置30が回転し、現像器30
Cが感光体ドラム28に対向する位置に移動する。そし
てこの現像器30Cにより、シアントナーによる現像が
行われる。この結果、4色のトナーによる重畳転写が行
われ、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像
が感光体ドラム28上に形成される。
【0032】なお、以上の4色での現像は1色ごとに独
立して行われ、該1色についての現像が行われている間
は他の色による現像は行われていないので、該1色につ
いての現像は他の色の現像器の影響を受けることはな
い。具体的には、目的の画像の第1の色成分像(例えば
ブラック成分像)に対応した静電潜像がまず形成され
る。次いで、現像器30Kによりその静電潜像がブラッ
クトナーで現像される。この時、他の現像器30Y,3
M,30Cは、オフ状態になっているので感光体ドラム
28には作用せず、ブラックトナーによる現像像は他の
現像器30Y,30M,30Cの影響を受けない。
【0033】感光体ドラム28は、図2に示すように、
円筒形状の導電性基材71と、導電性基材71上に形成
された中間層72と、中間層72上に形成された下引層
73と、下引層73上に形成された感光層76とを備え
ている。そして、感光層76は電荷発生層74と電荷輸
送層75とを有している。
【0034】この感光体ドラム28は、以下のように製
造することができる。
【0035】まず、導電性基材71を準備する。導電性
基材71としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレ
ス、亜鉛、ニッケルなどの金属ドラムを用いることがで
きる。或いは、シート、紙、プラスチック、ガラスなど
の上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、
チタン、ニッケルークロム、ステンレス鋼、銅−インジ
ウム等の金属を蒸着したドラムや、酸化インジウム・酸
化錫などの導電性金属化合物を蒸着したドラムを用いる
ことができる。或いは、シート、紙、プラスチック、ガ
ラスなどの上に金属箔をラミネートしたドラムや、カー
ボンブラック、酸化インジウム、酸化錫−酸化アンチモ
ン粉、金属粉、沃化銅等を結着樹脂に分散したものを塗
布して導電処理したドラムを用いることができる。
【0036】ここで、導電性基材71の形状はドラム状
に限られず、シート状、プレート状としてもよい。な
お、導電性基材71を金属パイプとした場合、表面は素
管のままであってもよいし、事前に鏡面切削、エッチン
グ、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラス
ト、ウエットホーニングなどの処理を施してもよい。
【0037】次に、導電性基材71の上に中間層72を
形成する。中間層72は、図2及び図3に示すように、
複数の金属酸化物微粒子72aを含有するバインダ樹脂
72bを導電性基材71の上に塗布して形成される。
【0038】金属酸化物微粒子72aとしては、プラズ
マ法により生成した金属酸化物微粒子が用いられる。プ
ラズマ法により金属酸化物微粒子72aを生成する方法
としては、直流プラズマアーク法、高周波プラズマ法、
プラズマジェット法などの方法が挙げられる。
【0039】直流プラズマアーク法では、金属原料を消
費アノード電極とする。そして、カソード電極からプラ
ズマフレームを発生させる。そして、アノード側の金属
原料を加熱、蒸発させ、金属原料の蒸気を酸化、冷却す
ることにより、金属酸化物微粒子を得ることができる。
【0040】高周波プラズマ法では、大気圧力のもとで
ガスを高周波誘導放電によって加熱したときに発生する
熱プラズマを利用する。このうちプラズマ蒸発法では、
不活性ガスプラズマ中心に固体粒子を注入し、プラズマ
中を通過する間に蒸発させ、この高温蒸気を急冷凝縮す
ることにより超微粒子を生成することができる。
【0041】金属原料としては、チタン、亜鉛、錫、ア
ルミニウム、セリウム、イットリウム、珪素、ジルコニ
ウム、鉄、マグネシウム、銅、マンガンなどの材料が挙
げられる。その結果、それらの酸化物を得ることができ
る。また、これらの金属の混合物もしくは化合物から、
複合金属酸化物を得ることもできる。
【0042】金属酸化物の金属元素に一部に異なる金属
元素を混入し、金属酸化物の半導体特性を調節すること
も可能である。たとえば、2価の酸化亜鉛に対して3価
の金属であるアルミニウムを微量にドープして抵抗をコ
ントロールすることが例として挙げられる。
【0043】プラズマ法は、不活性ガスのアルゴン、お
よび2原子分子ガスである水素や窒素、酸素雰囲気中で
アーク放電すると、アルゴンプラズマ、水素プラズマな
どが得られるが、とくに2原子分子ガスが熱解離して生
じた水素(窒素、酸素)プラズマは分子状ガスに比べて
きわめて反応性に富んでいるので、不活性ガスのプラズ
マと区別して反応性アークプラズマとも呼ばれている。
このうち酸素プラズマ法は金属酸化物微粒子を製造する
方法として効果的である。
【0044】プラズマ法で得られる金属酸化物微粒子
は、平均粒径が100nm以下である。ここでいう平均粒
径とは平均1次粒径を意味する。これに対し、上記した
従来の方法により生成された金属酸化物微粒子は、0.
2〜0.4μm程度の粒径のものが通例であり、本実施
形態において用いられる金属酸化物超微粒子72aと比
べれば1桁程度の粒径の違いがある。金属酸化物微粒子
の粒径が大きい場合には、中間層72での電荷の伝導路
が少数の粒子によって形成されるのに対して、本実施形
態に係る複写機1では小粒径の金属酸化物微粒子72a
を用いることにより数多くの粒子を介した電気伝導とな
り、各粒子の間には十分な樹脂が存在することで短絡的
な電流の流れが抑制され、異常放電によるリーク欠陥の
発生が少なくなる。
【0045】また、プラズマ法で得られる金属酸化物微
粒子は、従来の製法からは得られにくい粒形が比較的揃
った晶癖の微粒子であって分散性が高い。よって、かぶ
りによる画質低下が抑制される。
【0046】ここで、本実施形態において使用可能な金
属酸化物微粒子72aとしては、酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化ケイ素、酸化鉄、酸化アルミニウム、
酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化珪素、酸化ジル
コニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化銅、酸化マ
ンガンなどが挙げられるが、特に酸化亜鉛、酸化チタ
ン、及び酸化錫の少なくともいずれかを含むと好まし
い。金属酸化物微粒子72aは、抵抗値が102〜10
11Ω・cmのものが利用可能であるが、特に抵抗値が1
4〜109Ω・cmであると好ましい。抵抗値が104
Ω・cmよりも低いときは十分なリーク耐性を得ること
ができない傾向にあり、また109Ω・cmよりも高い
ときは残留電位上昇を引き起こす傾向にある。よって、
上記のように金属酸化物微粒子72aとして酸化亜鉛、
酸化チタン、及び酸化錫の少なくともいずれかを含むこ
とで、中間層72の抵抗値を上記範囲内に容易に設定す
ることができる。
【0047】また、これらの金属酸化物微粒子72a
は、必要に応じて分散性等の諸特性を一層改善するため
に、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジ
ルコニウムカップリング剤などの有機化合物で表面処理
を施してもよい。
【0048】バインダー樹脂72bとしては、ポリビニ
ルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコ
ール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹
脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、
メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無
水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール-ホルムアル
デヒド樹脂、メラミン樹脂などが用いられる。
【0049】上記したバインダ樹脂72bに上記した金
属酸化物微粒子72aを分散させ、これを用いて導電性
基材71上に成膜を行うことで中間層72が形成され
る。このとき、金属酸化物微粒子72aはバインダ樹脂
72b中によく分散されている。
【0050】ここで、金属酸化物微粒子72aは、中間
層72の固形分中に10〜60体積%、好ましくは20
〜50体積%が含有されると好ましい。金属酸化物微粒
子72aの含有量が10体積%より少ないときは、抵抗
値が高くなりすぎて中間層72の電荷移動ができず光減
衰特性が得られなくなる傾向にある。また金属酸化物微
粒子72aの含有量が60体積%より多いときは、抵抗
値が低くなりすぎて耐リーク性の乏しい中間層72とな
る傾向にある。
【0051】また中間層72の抵抗値は、103〜10
13Ω・cmとすると好ましい。中間層72の抵抗値は、
金属酸化物微粒子72aの抵抗値とバインダ樹脂72b
への添加量とを調整することで制御することができる。
【0052】本実施形態では、レーザー光源からの光の
干渉防止のために、中間層72に光散乱剤を添加した
り、表面を粗面化するなど、光散乱機能を付与すると好
ましい。光散乱剤としては、屈折率の異なる金属酸化物
微粒子や有機粒子粉体などを用いることができる。これ
らは、それ自体光散乱機能を有するが、粒径によっては
中間層72の粗面化にも寄与する。1μm以上好ましく
は2μm以上の粒子を添加することにより中間層72の
粗面化が可能である。また、この添加物粒子は数百nm程
度の微粒子であっても、この材料の凝集効果により光の
散乱化させることも可能である。このような例としてシ
リカ粒子やアルミナ粒子などが挙げられる。
【0053】また、外部から感光体ドラム28に貫入す
る導電性材料を中間層72で阻止するために、バインダ
樹脂72bとしてはある程度以上の高い硬度を有する樹
脂を用いると好ましい。例えば、硬度の指標として中間
層72のビッカース硬度を30以上とすると好ましい。
このようにすれば、接触帯電時における電流リークの一
因となる外部からの導電性材料の貫入を防止し、耐久性
の高い中間層72を形成することができる。
【0054】また、中間層72は膜厚が厚い方が外部か
らの導電性材料の貫入を阻止する効果が高くなるため、
耐電流リーク特性は向上する。膜厚が1〜3μmでは十
分な耐電流リーク特性を有しない。一方、膜厚が厚すぎ
る場合には成膜が難しく、また残留電荷の増加による画
質低下を生じやすくなる。よって、中間層72の膜厚は
3〜25μmに設定すると好ましい。もちろん、リーク
欠陥となる原因が懸念されないような状況下において
は、中間層72の膜厚は0.1μm程度まで薄く設定す
ることが可能である。
【0055】次に、図2及び図3に示すように、中間層
72の上に下引層73を形成する。この下引き層73
は、感光層76を塗布する際の濡れ性の改善や、ブロッ
キング性の強化を図る機能を有する。
【0056】下引層73は、ポリビニルブチラールなど
のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイ
ン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリ
ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、ア
クリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテー
ト樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、
シリコーン樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、フェノ
ール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂などの高分
子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、ア
ルミニウム、マンガン、シリコン原子などを含有する有
機金属化合物などによって形成することができる。これ
らの化合物は、単独にあるいは複数の化合物の混合物あ
るいは重縮合物として用いることができる。中でも、ジ
ルコニウム、もしくはシリコンを含有する有機金属化合
物は、残留電位が低く環境による電位変化が少なく、ま
た繰り返し使用による電位の変化が少ないなど性能上優
れている。
【0057】シリコン化合物としては、例えばビニルト
リメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピル-トリ
ス(β-メトキシエトキシ)シラン、β-(3,4-エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(ア
ミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N
-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルメトキシ
シラン、N,N-ビス(β-ヒドロキシエチル)-γ-アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメ
トキシシランなどが挙げられる。これらのなかでも特に
好ましく用いられるシリコン化合物としては、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ
シラン)、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-
(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラ
ン、N-2-(アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシ
シラン、N-2-(アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジ
メトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-クロ
ロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリン
グ剤が挙げられる。
【0058】有機ジルコニウム化合物としては、ジルコ
ニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジ
ルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネー
トジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニ
ウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウ
ムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウ
ムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸
ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸
ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタク
リレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコ
ニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブト
キシドなどが挙げられる。
【0059】有機チタン化合物としては、テトライソプ
ロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、
ブチルチタネートダイマー、テトラ(2-エチルヘキシル)
チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタン
アセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレー
ト、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテー
ト、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタ
ノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート
などが挙げられる。
【0060】有機アルミニウム化合物としては、アルミ
ニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジ
イソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチル
アセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、ア
ルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)などが挙げ
られる。
【0061】下引き層73は、上層の濡れ性改善の他
に、電気的なブロキング層の役割も果たすが、膜厚が大
きすぎる場合には電気的な障壁が強くなりすぎて、減感
や繰り返しによる電位の上昇を引き起こす。したがっ
て、下引層73を形成する場合には、0.1〜3μmの
膜厚範囲に設定すると好ましい。尚、下引き層73は必
ずしも設ける必要はない。
【0062】次に、下引き層73の上に感光層76を形
成する。感光層76の形成では、まず下引き層73の上
に電荷発生層74を形成する。電荷発生層74は、電荷
発生物質を真空蒸着により形成するか、有機溶剤及び結
着樹脂とともに分散し塗布することにより形成される。
【0063】電荷発生物質としては、非晶質セレン、結
晶性セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、
その他のセレン化合物及びセレン合金、酸化亜鉛、酸化
チタン等の無機系光導電体、無金属フタロシアニン、チ
タニルフタロシアニン、銅フタロシアニン、錫フタロシ
アニン、ガリウムフタロシアニンなどの各種フタロシア
ニン顔料、スクエアリウム系、アントアントロン系、ペ
リレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリ
リウム塩、チアピリリウム塩等の各種有機顔料及び染料
が用いられる。また、これらの有機顔料は一般に数種の
結晶型を有しており、特にフタロシアニン顔料ではα
型、β型などをはじめとしてさまざまな結晶型が知られ
ているが、目的にあった感度その他の特性が得られる顔
料であるならば、これらのいずれの結晶型でも用いるこ
とができる。
【0064】本実施形態において、特に優れた性能が得
られる電荷発生材料として以下の化合物が挙げられる。
【0065】(1)電荷発生材料としてCukα線を用い
たX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)
において、少なくとも7.4°,16.6°,25.5
°,28.3°の位置に回折ピークを有する結晶型に代
表されるクロルガリウムフタロシアニン。
【0066】(2)電荷発生材料としてCukα線を用い
たX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)
において、少なくとも7.5゜,9.9゜,12.5
゜,16.3゜,18.6゜,25.1゜,28.1゜
の位置に回折ピークを有する結晶型に代表されるヒドロ
キシガリウムフタロシアニン。
【0067】(3)電荷発生材料としてCukα線を用い
たX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)
において、少なくとも9.5゜,11.7゜,15.0
゜,24.1゜,27.3゜の位置に回折ピークを有す
る結晶型に代表されるチタニルフタロシアニン。
【0068】電荷発生層74に於ける結着樹脂として
は、ビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタ
イプのポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポ
リエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテ
ート樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビ
ニリデン-アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル-
酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シ
リコン-アルキド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹
脂、スチレン-アルキッド樹脂、ポリ-N-ビニルカルバゾ
ールなどが挙げられる。
【0069】これらの結着樹脂は、単独あるいは2種以
上混合して用いることが可能である。電荷発生材料と結
着樹脂との配合比(重量比)は、10:1〜1:10の範
囲が望ましい。また、電荷発生層74の厚みは、一般に
は0.01〜5μm、好ましくは0.05〜2.0μmの
範囲に設定される。
【0070】電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法と
しては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、ア
トライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミル
などの方法を用いることができる。
【0071】次に、電荷発生層74の上に電荷輸送層7
5を形成する。電荷輸送層75に用いられる電荷輸送物
質としては、2,5-ビス(p-ジエチルアミノフェニル)-1,
3,4-オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体、
1,3,5-トリフェニル-ピラゾリン、1-[ピリジル-(2)]-3-
(p-ジエチルアミノスチリル)-5-(p-ジエチルアミノスチ
リル)ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニ
ルアミン、トリ(P-メチル)フェニルアミン、N,N-ビス
(3,4-ジメチルフェニル)ビフェニル-4-アミン、ジベン
ジルアニリン、9,9-ジメチル-N,N-ジ(p-トリル)フルオ
レノン-2-アミンなどの芳香族第3級アミノ化合物、N,N
‘-ジフェニル-N,N‘-ビス(3-メチルフェニル)-[1,1-ビ
フェニル]-4,4‘-ジアミンなどの芳香族第3級ジアミノ
化合物、3-(4‘ジメチルアミノフェニル)-5,6-ジ-(4‘-
メトキシフェニル)-1,2,4-トリアジンなどの1,2,4-トリ
アジン誘導体、4-ジエチルアミノベンズアルデヒド-1,1
-ジフェニルヒドラゾン、4-ジフェニルアミノベンズア
ルデヒド-1,1-ジフェニルヒドラゾン、[p-(ジエチルア
ミノ)フェニル](1-ナフチル)フェニルヒドラゾン、1−
ピレンジフェニルヒドラゾン、9−エチル−3−[(2メ
チル−1−インドリニルイミノ)メチル]カルバゾール、
4−(2−メチル−1−インドリニルイミノメチル)ト
リフェニルアミン、9−メチル−3−カルバゾールジフ
ェニルヒドラゾン、1,1−ジ−(4,4’−メトキシフ
ェニル)アクリルアルデヒドジフェニルヒドラゾンなど
のヒドラゾン誘導体、2-フェニル-4-スチリル-キナゾリ
ンなどのキナゾリン誘導体、6-ヒドロキシ-2,3-ジ(p-メ
トキシフェニル)-ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導
体、p-(2,2-ジフェニルビニル)-N,N-ジフェニルアニリ
ンなどのα-スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N-エ
チルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ-N-
ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物
質が挙げられる。或いは、クロラニル、ブロモアニル、
アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノ
ジメタン系化合物、2,4,7-トリニトロフルオレノン、2,
4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレノン等のフルオレノン
化合物、2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,
3,4-オキサジアゾールや2,5-ビス(4-ナフチル)-1,3,4-
オキサジアゾール、2,5-ビス(4-ジエチルアミノフェニ
ル)1,3,4オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化
合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3',
5,5'テトラ-t-ブチルジフェノキノン、3,5−ジメチル-
3',5'−ジ−t−ブチル-4,4'−ジフェノキノン等のジフ
ェノキノン化合物などの電子輸送物質が挙げられる。或
いは、以上に示した化合物からなる基を主鎖又は側鎖に
有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料
は、1種又は2種以上を組み合せて使用することができ
る。
【0072】本実施形態に係る感光体ドラム28のよう
な積層型の感光体では、電荷輸送材料の電荷輸送極性に
より感光体の帯電極性が異なる。正孔輸送物質を用いた
場合には感光体は負帯電で用いられ、電子輸送物質を用
いた場合には正帯電で用いられる。両者を混合した場合
には両帯電極性の感光体とすることが可能である。
【0073】電荷輸送層75に用いられる結着樹脂には
任意のものを用いることができるが、特に電荷輸送材料
と相溶性を有し適当な強度を有することが望ましい。
【0074】バインダー樹脂としては、ビスフェノール
AやビスフェノールZ,ビスフェノールC,ビスフェノ
ールTPなどからなる各種のポリカーボネート樹脂やそ
の共重合体、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アク
リル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ス
チレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレ
イン酸共重合体樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンアル
キッド樹脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂、スチ
レン−アクリル共重合体樹脂、アチレン−アルキッド樹
脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げ
られる。これらの樹脂は単独あるいは2種以上の混合物
として使用することができる。
【0075】本実施形態で用いられる重合体の分子量
は、感光層76の膜厚や溶剤などの成膜条件によって適
宜選択されるが、通常は粘度平均分子量で3000〜3
0万、より好ましくは2万〜20万の範囲が適当であ
る。
【0076】電荷輸送層75は、上記した電荷輸送物質
及び結着樹脂とを適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布
し、乾燥することによって形成することができる。電荷
輸送層75の形成に使用される溶媒としては、ベンゼ
ン、トルエン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系、
アセトン、2-ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、ク
ロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水
素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリ
コール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エー
テル、あるいはこれらの混合溶剤などが挙げられる。
【0077】また、塗布液には塗膜の平滑性向上のため
のレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加する
こともできる。
【0078】電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は
10:1〜1:5が好ましい。また電荷輸送層75の膜
厚は一般に5〜50μm、好ましくは10〜40μmの範
囲に設定される。
【0079】塗工は、感光体の形状や用途に応じて浸漬
塗布法、リング塗布法、スプレー塗布法、ビード塗布
法、ブレード塗布法、ローラー塗布法などの塗布法を用
いて行うことが出来る。乾燥は、室温での指触乾燥の後
に加熱乾燥するのが好ましい。加熱乾燥は、30℃〜2
00℃の温度で5分〜2時間の範囲の時間で行うことが
好ましい。
【0080】尚、本実施形態では、感光層76を電荷発
生層74と電荷輸送層75との2層構造としているが、
感光層76は単層であってもよい。また、電荷発生層7
4と電荷輸送層75との積層順序は反対であってもよ
い。
【0081】さらに、複写機1中で発生するオゾンや酸
化性ガス、あるいは光・熱による感光体ドラム28の劣
化を防止する目的で、感光層76中に酸化防止剤・光安
定剤・熱安定剤などの添加剤を添加することができる。
【0082】たとえば、酸化防止剤としてはヒンダード
フェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミ
ン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマ
ン、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化
合物、有機燐化合物などが挙げられる。
【0083】酸化防止剤の具体的な化合物として、フェ
ノール系酸化防止剤では2,6-ジ-t-ブチル-4-メチル フ
ェノール、スチレン化フェノール、n-オクタデシル-3-
(3',5'-ジ-t-ブチル 4'-ヒドロキシフェニル)-プロピオ
ネート、2,2'-メチレン-ビス-(4-メチル-6-t-ブチル フ
ェノール)、2-t-ブチル-6-(3'-t-ブチル-5'-メチル-2'-
ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェニル アクリレー
ト、4,4'-ブチリデン-ビス-(3-メチル-6-t-ブチル-フェ
ノール)、4,4'-チオ-ビス-(3-メチル 6-t-ブチルフェノ
ール)、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジ
メチル ベンジル)イソシアヌレート、テトラキス-[メチ
レン-3-(3',5'-ジ-t-ブチル-4'-ヒドロキシ-フェニル)
プロピオネート]-メタン、3,9-ビス[2-[3-(3-t-ブチル-
4-ヒドロキシ-5-メチル フェニル)プロピオニルオキシ]
-1,1-ジメチル エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ
[5,5]ウンデカンなどが挙げられる。ヒンダードアミン
系化合物ではビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジ
ル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペ
リジル)セバケート、1-[2-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒド
ロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]-4-[3-(3,
5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオ
キシ]-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、8-ベンジル-
7,7,9,9-テトラメチル-3-オクチル-1,3,8-トリアザスピ
ロ[4,5]ウンデカン-2,4-ジオン、4-ベンゾイルオキシ-
2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル-1
-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラ
メチルピペリジン重縮合物、ポリ[[6-(1,1,3,3-テトラ
メチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイミル]
[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサ
メチレン[(2,3,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミ
ノ]]、2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n
-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペ
リジル)、N,N'-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミ
ン-2,4-ビス[N-ブチル-N-(1,2,2,6,6,-ペンタメチル-4
ピペリジル)アミノ]-6-クロロ-1,3,5-トリアジン縮合物
などが挙げられる。有機イオウ系酸化防止剤としてジラ
ウリル-3,3'-チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,
3'-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3'-チオジ
プロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス-
(β-ラウリル-チオプロピオネート)、ジトリデシル-3,
3'-チオジプロピオネート、2-メルカプトベンズイミダ
ゾールなどが挙げられる。有機燐系酸化防止剤としてト
リスノニルフェニル フォスフィート、トリフェニル フ
ォスフィート、トリス(2,4-ジ-t-ブチル フェニル)-フ
ォスフィートなどが挙げられる。
【0084】有機硫黄系および有機燐系酸化防止剤は2
次酸化防止剤と言われ、フェノール系あるいはアミン系
などの1次酸化防止剤と併用することにより相乗効果を
得ることができる。
【0085】光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベ
ンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメ
チルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
【0086】ベンゾフェノン系光安定剤としては、2-ヒ
ドロキシ-4-メトキシ ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4
-オクトキシ ベンゾフェノン、2,2'-ジ-ヒドロキシ-4-
メトキシ ベンゾフェノンなどが挙げられる。ベンゾト
リアゾール系系光安定剤としては、2-(-2'-ヒドロキシ-
5'メチル フェニル-)-ベンゾトリアゾール、2-[2'-ヒド
ロキシ-3'-(3'',4'',5'',6''-テトラ-ヒドロフタルイミ
ド-メチル)-5'-メチルフェニル]-ベンゾトリアゾール、
2-(-2'-ヒドロキシ-3'-t-ブチル 5'-メチルフェニル-)-
5-クロロ ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'-t
-ブチル 5'-メチルフェニル-)-5-クロロ ベンゾトリア
ゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-t-ブチルフェニル-)-
ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-5'-t-オクチル
フェニル)-ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ
3',5'-ジ-t-アミル フェニル-)-ベンゾトリアゾールな
どが挙げられる。その他の化合物として2,4,ジ-t-ブチ
ルフェニル 3',5'-ジ-t-ブチル-4'-ヒドロキシベンゾエ
ート、ニッケル ジブチル-ジチオカルバメートなどが挙
げられる。
【0087】また感度の向上、残留電位の低減、繰り返
し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも1種の
電子受容性物質を含有せしめることができる。本実施形
態に係る感光体ドラム28に使用可能な電子受容性物質
としては、例えば無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロ
ム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フ
タル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメ
タン、o-ジニトロベンゼン、m-ジニトロベンゼン、クロ
ラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレ
ノン、ピクリン酸、o-ニトロ安息香酸、p-ニトロ安息香
酸、フタル酸などが挙げられる。これらのうち、フルオ
レノン系、キノン系や、Cl,CN,NO2等の電子吸引性置換
基を有するベンゼン誘導体を特に好適に用いることがで
きる。
【0088】さらに、感光層76の上に、必要に応じて
表面保護層を形成することができる(図示省略)。例え
ば、金属酸化物を分散した半導電性保護層は、絶縁性樹
脂中に半導電性微粒子を分散した層である。半導電性微
粒子として電気抵抗が109Ω・cm以下で白色、灰色も
しくは青白色を呈する平均粒径が0.3μm以下好まし
くは0.1μm以下の微粒子が適当であり、例えば、酸
化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸
化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモ
ンあるいは酸化アンチモンとの固溶体の担体またはこれ
らの混合物、あるいは単一粒子中にこれらの金属酸化物
を混合したもの、あるいは被覆したものがあげられる。
中でも、酸化錫、酸化錫とアンチモンあるいは酸化アン
チモンとの固溶体は電気抵抗を適切に調節することが可
能で、かつ、保護層を実質的に透明にすることが可能で
あるので、好ましく用いられる(特開昭57-30847号、特
開昭57-128344号参照) 。また分散性向上のためにこれ
らの粉体面上に他の金属酸化物層やシランカップリング
剤などの表面コート層を形成したものもある。絶縁性樹
脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステ
ル、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート等の
縮合樹脂や、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリア
クリルアミド、ポリビニルブチラールのようなビニル重
合体等が挙げられる。
【0089】表面保護層の膜厚は光透過率が低くならな
い程度、すなわち15μm以下にすることが必要であ
り、0.5μm〜9μm程度が望ましい。
【0090】さらに、表面の潤滑性向上のために電荷輸
送層若しくは表面保護層の表面層中にテフロン(商標
名)のような離型性固体粒子を含有することも可能であ
る。
【0091】また、他の表面保護層の例としてポリマー
成分中に電荷輸送性機能を織り込んだ高分子電荷輸送剤
を用いることや、シリコーンハードコート剤等の強靭な
コート剤中に低分子の電荷輸送剤を分子分散させるなど
して電荷輸送機能機能をもたせた保護層も可能である。
ポリマー成分中に電荷輸送機能を織り込んだ表面保護層
の例としては、シリコーンポリマー中に電荷輸送材料機
能基を織り込んだ表面保護層の例が挙げられる。
【0092】このようにして、本実施形態に係る複写機
1が備える感光体ドラム28が形成される。
【0093】次に、複写機1が備える中間転写体ユニッ
ト40について説明する。中間転写体ユニット40の中
間転写ベルト32は、一次転写位置T1に配置された一
次転写ロール36、内側二次転写ロール(バイアスロー
ル)46、及び駆動ロール38等によって張架されてお
り、図示しない駆動機構により感光体ドラム28と略同
速度で駆動ロール38を介して図中の矢印方向へ回転す
る。
【0094】一次転写ロール36としては、感光体ドラ
ム28上のトナー像を中間転写ベルト32に転写する機
能を有している限りとくに制限はなく、例えばベルト、
ローラー、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転
写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電
器やコロトロン転写帯電器等の公知の転写帯電器を用い
ることができる。これらの中でも、転写帯電補償能力に
優れる点では接触型転写帯電器が望ましい。
【0095】尚、本実施形態においては、一次転写ロー
ル36の他、剥離帯電器等を併用することもできる。ま
た、一次転写の際に、一次転写ロール36から感光体ド
ラム28に付与される転写電流には、通常直流電流が使
用されるが、本実施形態においては更に交流を重畳させ
て使用してもよい。一次転写ロール36における設定条
件としては、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形
状、開口幅、プロセススピード(周速)等により異なり
一概に規定することはできないが、たとえば、一次転写
電流としては100〜400μA、一次転写電圧として
は500〜200Vを設定値とすることができる。
【0096】中間転写体ユニット40の中間転写ベルト
32は、一般的には多層構造であり、例えば、導電性支
持体上に、少なくともゴム、エラストマー、樹脂等から
形成される弾性層と、少なくとも1層の被覆層とを設け
てなる構造とすることができる。また、中間転写体の形
状は特に限定されず、目的に応じてベルト状やローラ形
状等としてもよい。本実施形態においては、これらの中
でも、画像の重ねあわせ時の色ズレ、繰り返し使用によ
る耐久性、他のサブシステムの配置の自由度の取り易さ
等の点で、無端ベルト形状を採用している。
【0097】中間転写ベルト32の表層の材料として
は、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ
ブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル
系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂等に対し
て、導電性のカーボン粒子や金属粉等を分散混合させた
ものが好適に用いられる。これらの中でも、ポリイミド
系樹脂にカーボン粒子を分散させたものを好適に用いる
ことができる。
【0098】中間転写ベルト32の表面抵抗値として
は、例えば、108〜1016Ω・cmであることが好まし
い。この表面抵抗値が、108Ω・cm未満であると画像に
滲みや太りが生じ、1016Ω・cmを超えると画像の飛び
散りの発生や中間転写体シートの除電の必要性が発生
し、何れの場合も好ましくない。また、中間転写ベルト
32の厚みとしては、例えば50〜200μm程度が好
ましい。
【0099】二次転写ユニット50は、二次転写位置T
2に配置された外側二次転写ロール48を具備してい
る。この外側二次転写ロール48は、中間転写ベルト3
2を間に挟んで内側二次転写ロール46と対向してお
り、二次転写を行う際は内側二次転写ロール46側に加
圧される。そして、内側二次転写ロール46にトナーと
逆極性のバイアス電圧が印加されると、中間転写ベルト
32上のトナー像が用紙に二次転写される。
【0100】外側二次転写ロール48として、上述の機
能を有している限り特に制限はなく、例えば、一次転写
ロールとして例示した接触型転写帯電器、スコロトロン
転写帯電器、コロトロン転写帯電器などが用いられる。
これらの中でも、一次転写ロール36と同様に接触型転
写帯電器が好ましい。また、二次転写の際に、外側二次
転写ロール48から中間転写ベルト32に付与される転
写電流には、通常直流帯電が使用されるが、本実施形態
においては更に交流電流を重畳させて使用しても良い。
外側二次転写ロール48における設定条件としては、帯
電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロ
セススピード(周速)等により異なり一概に規定するこ
とはできないが、例えば、二次転写電流としては+10
0〜+400μA、1次転写電圧としては+2000〜
+5000Vを設定値とすることができる。
【0101】トナー像を二次転写された用紙は、定着装
置39によって当該トナー像を定着された後、排出ロー
ル52より複写機本体14の外部へ排出される。以上
が、本実施形態の複写機1の構成である。
【0102】次に、本実施形態の感光体ドラム28、感
光体ドラム28の製造方法、及び複写機1の作用効果を
説明する。
【0103】複写機1によって用紙に画像を形成するプ
ロセス中に、帯電装置26、現像装置30等に含まれた
導電性材料が飛び出し、感光体ドラム28に貫入する場
合がある。特に、現像装置30の現像剤には、針状の導
電性材料が異物として混入されていることがしばしばあ
り、この針状の導電性材料は感光体ドラム28に貫入し
易かった。すると、従来の複写機では、感光層にリーク
電流が流れて記録紙に画質欠陥が現れていた。特に、中
間転写体を用いたカラー複写機の場合は、色連点欠陥と
なり、プリント画像の見栄えを悪くする大きな原因とな
っていた。
【0104】ところが、本実施形態の複写機1の感光体
ドラム28は、金属酸化物微粒子72aを含有するバイ
ンダ樹脂72bを用いて中間層72を形成しているた
め、各金属酸化物微粒子72aの間にはバインダ樹脂7
2bが十分に存在している。しかも、金属酸化物微粒子
72aは平均粒径が100nm以下と径が小さなものと
され、金属酸化物微粒子72aによる導電路間に介在す
るバインダ樹脂72bと金属酸化物微粒子72aとの接
着頻度が比較的多くなっている。このため、感光層76
に導電性材料が貫入した場合でも、バインダ樹脂72b
が障壁となってリーク電流の発生を抑制することができ
る。また、この金属酸化物微粒子72aはバインダ樹脂
72b中に十分に分散しているため、帯電電位と残留電
位との間で電位の十分なコントラストが得られ、かぶり
による画質低下を抑制することができる。
【0105】また、上述のように中間層72は、ビッカ
ース強度が30以上と比較的硬くされているため、中間
層72への導電性材料の侵入を効果的に抑制することが
できる。さらに、中間層72は、厚さが3μm以上25
μm以下とされているため、中間層72への導電性材料
の貫入を抑制することができる。尚、中間層72がこの
範囲の下限よりも薄い場合は、リーク電流の発生を十分
抑制することができず、この範囲の上限よりも厚い場合
は、成膜に困難になったり、残留電荷の増加による画質
低下を招くことになる。
【0106】さらに、帯電装置26は接触型とされてい
るため、オゾンの発生を抑制することができる。通常、
接触型の帯電装置を用いた場合は、非接触式の帯電装置
よりも感光体ドラム28に高い電圧が印加されるため、
導電性材料が感光層76に貫入した場合にリーク電流が
発生しやすくなる。しかし、本実施形態の複写機1で
は、上記のように中間層72によってリーク電流の発生
が抑制されている。このため、オゾンの発生を抑制しつ
つ、リーク電流による画質欠陥が殆ど無い画像を形成す
ることができる。
【0107】また、帯電装置26に、直流電圧に交流電
圧を重畳した電圧を印加することで、直流電圧のみを印
加する場合と比較して最大電圧が高くなり、感光体ドラ
ム28の帯電効率が高まる。通常、感光体ドラム28に
印加される電圧が高くなるとリーク電流が発生し易くな
るが、本実施形態では上記のように中間層72によって
リーク電流を抑制することができる。
【0108】以下、実施例、比較例により本発明に係る
電子写真感光体及び電子写真装置を更に具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0109】
【実施例】[実施例1] (感光体ドラムの作製)実施例1では、直径84mm、長さ
347mm、肉厚1mmのアルミニウム基材を導電性基材と
し、これに以下の組成の中間層を形成した。
【0110】 ブチラール樹脂 BM-1 (積水化学社製) 6重量部 硬化剤 ブロック化イソシアネート スミジュール3175 (住友バイエルンウレ タン社製) 12重量部 酸化亜鉛 Nano Tec ZnO (シーアイ化成社) (一次粒径30nm) 41重量部 シリコーンボール トスパール120(東芝シリコーン) 1重量部 レベリング剤 シリコーンオイルSH29PA(東レダウコーニングシリコー ン) 100ppm メチルエチルケトン 52重量部 からなる材料をバッチ式ミルにて10時間の分散を行
い、分散液を得た。
【0111】この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム
基材上に塗布し、150℃、30分の乾燥硬化を行い2
0μmの塗膜を得た。
【0112】次に、電荷発生物質としてのCukα線を用
いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が
少なくとも7.4°,16.6°,25.5°,28.3°の位置に回折ピ
ークを有する塩化ガリウムフタロシアニン15部、結着
樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(V
MCH、日本ユニカー社製)10部、n−ブチルアルコ
ール300部からなる混合物を、サンドミルにて4時間
分散した。得られた分散液を電荷発生層用の塗布液とし
て、これを中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、厚みが
0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0113】さらに、N,N'-シ゛フェニル-N,N'-ヒ゛ス(3-メチルフェニ
ル)-[1、1']ヒ゛フェニル-4,4'-シ゛アミン4重量部と、ビスフェノー
ルZポリカーボネート樹脂(分子量4万)6重量部と、ク
ロルベンゼン80重量部とを混合して溶解した塗布液を
電荷発生層上に形成し、130℃、40分の乾燥を行う
ことにより膜厚25μmの電荷輸送層を形成した。
【0114】この感光体ドラムの電気特性を帯電装置、
露光装置を有する電気特性試験機EPA-8100(川口電気
製)で測定して、帯電電位、光減衰後の電位および残留
電位を調べた。その結果、表1に示す良好な電気特性が
得られた。
【0115】この感光体ドラムを接触帯電装置、中間転
写装置を有する富士ゼロックス社製フルカラープリンタ
ーDocu Print C620に搭載しプリント画質を調べたとこ
ろ、良好な画質が得られた。
【0116】この感光体ドラムを用いて連続1万枚のプ
リントテストを行ったが、リーク欠陥の発生もない優れ
た維持性を示した。
【0117】[比較例1〜4] (感光体の作製)比較例1〜4では、実施例1の感光体ド
ラムにおいて、酸化亜鉛を表1に示す材料に変更した他
は、実施例1と同様にして感光体ドラムを作製し、実施
例1と同様にして評価を行った。その結果を表1に同様
に示す。比較例1〜4では、帯電電位が劣り、残留電位
も高く十分なコントラスト電位が得られず、かぶりが発
生して画質の低下が見られた。
【0118】
【表1】
【0119】[実施例2] (感光体ドラムの作製)実施例2では、直径80mm、長さ
340mm、肉厚1mmのアルミニウム基材を導電性基材と
し、これに以下の組成の中間層を形成した。
【0120】 ブチラール樹脂 BM-1 (積水化学社製) 10重量部 硬化剤 ブロック化イソシアネート スミジュール3475 (住友バイエルンウレ タン社製) 10重量部 酸化チタンNanoTec TiO2(シーアイ化成社) (一次粒径30nm) 35重量部 シリコーンボール トスパール120(東芝シリコーン) 5重量部 レベリング剤 シリコーンオイルSH29PA(東レダウコーニングシリコー ン) 0.1重量部 メチルエチルケトン 50重量部 からなる材料をバッチ式ミルにて2時間の分散を行い、
分散液を得た。
【0121】この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム
基材上に塗布し、150℃、30分の乾燥硬化を行い2
0μmの塗膜を得た。
【0122】次に、電荷発生材料としてCukα線を用い
たX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)にお
いて、少なくとも7.5°,9.9°,12.5°,16.3°,18.6°,
25.1°,28.1°の位置に回折ピークを有するヒドロキシ
ガリウムフタロシアニン15部、結着樹脂としてのブチ
ラール樹脂(BM-1、積水化学社製)10部、n−ブチ
ルアルコール300部からなる混合物を、サンドミルに
て4時間分散した。得られた分散液を電荷発生層用の塗
布液として、これを中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、
厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0123】次に、ジ(3,4-ジメチルフェニル)(4-フェ
ニルフェニル)アミン2重量部と、 N,N’-ジフェニル-
N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-[1,1’-ビフェニル]-4,
4’-ジアミン6重量部と、ビスフェノールZポリカーボ
ネート(分子量4万)6重量部とを、それぞれテトラヒド
ロフラン80重量部、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチル フェ
ノール0.2重量部を加えて溶解した。この液を用い
て、塗布し120℃、40分の乾燥を行うことにより膜
厚25μmの電荷輸送層を形成し、三層からなる感光体
ドラムを作製した。
【0124】この感光体ドラムの電気特性を帯電装置、
露光装置を有する電気特性試験機EPA-8100(川口電気
製)で測定して、帯電電位、光減衰後の電位および残留
電位を調べた。その結果、表2に示す良好な電気特性が
得られた。
【0125】この感光体ドラムを、接触帯電装置、中間
転写装置を有する富士ゼロックス社製フルカラープリン
ターDocu Print C620に搭載しプリント画質を調べたと
ころ、良好な画質が得られた。
【0126】この感光体ドラムを用いて連続1万枚のプ
リントテストを行ったが、リーク欠陥の発生もない優れ
た維持性を示した。
【0127】[比較例5〜6]比較例5〜6では、実施
例2の感光体ドラムにおいて、酸化チタンを表2に示す
材料に変更した他は、実施例2と同様にして感光体ドラ
ムを作製し、実施例2と同様にして評価を行った。その
結果を表2に同様に示す。比較例5〜6では、残留電位
が高く十分なコントラスト電位が得られず、かぶりが発
生して画質の低下が見られた。また、繰り返し使用によ
りリーク欠陥の発生が見られた。
【0128】
【表2】
【0129】[実施例3] (感光体ドラムの作製)直径80mm、長さ340mm、肉厚
1mmのアルミニウム基材を導電性基材とし、これに以下
の組成の中間層を形成した。
【0130】 ブチラール樹脂 BM-1 (積水化学社製) 6重量部 硬化剤 ブロック化イソシアネート スミジュール3175) (住友バイエルンウレ タン社製) 10重量部 酸化錫 NanoTec SnO2 (シーアイ化成社) (一次粒径30nm)50重量部 シリコーンボール トスパール120(東芝シリコーン) 2重量部 レベリング剤 シリコーンオイルSH29PA(東レダウコーニングシリコー ン) 0.1重量部 n-ブチルアルコール 50重量部 からなる材料をバッチ式ミルにて10時間の分散を行
い、分散液を得た。
【0131】この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム
基材上に塗布し、150℃、30分の乾燥硬化を行い2
0μmの塗膜を得た。
【0132】この上に以下の組成の下引層を形成した。
【0133】4重量部のポリビニルブチラール樹脂(エ
スレックBM−S、積水化学社製)を溶解したn−ブチ
ルアルコール170重量部、有機ジルコニウム化合物
(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30重量
部及び有機シラン化合物の混合物(γ−アミノプロピル
トリエトキシシシラン)3重量部を混合し、攪拌し、下
引き層形成用の塗布液を得た。この下引き層形成用の塗
布液を塗布し、室温で5分間風乾を行った後、50℃で
7分間の前記導電性支持体の昇温を行い、50℃で85
%RH(露点47℃)の恒温恒湿槽中に入れ、10分
間、加湿硬化促進処理を行った後、熱風乾燥機に入れて
135℃で10分間乾燥を行った。以上により、中間層
上に1μmの下引き層を形成した。
【0134】次に、電荷発生材料としてCukα線を用い
たX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)にお
いて、少なくとも7.5°,9.9°,12.5°,16.3°,18.6°,
25.1°,28.1°の位置に回折ピークを有するヒドロキシ
ガリウムフタロシアニン15部、結着樹脂としてのブチ
ラール樹脂(BM-1、積水化学社製)10部、n−ブチ
ルアルコール300部からなる混合物を、サンドミルに
て4時間分散した。得られた分散液を電荷発生層用の塗
布液として、これを下引き層上に浸漬塗布し、乾燥し
て、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0135】次に、ジ(3,4-ジメチルフェニル)(4-フェ
ニルフェニル)アミン2重量部と、N,N’-ジフェニル-N,
N’-ビス(3-メチルフェニル)-[1,1’-ビフェニル]-4,
4’-ジアミン2重量部と、ビスフェノールZポリカーボ
ネート(分子量4万)6重量部とを、それぞれテトラヒド
ロフラン80重量部、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチル フェ
ノール0.2重量部を加えて溶解した。この液を用い
て、塗布し120℃、40分の乾燥を行うことにより膜
厚25μmの電荷輸送層を形成し、四層からなる感光体
ドラムを作製した。
【0136】この感光体ドラムの電気特性を帯電装置、
露光装置を有する電気特性試験機EPA-8100(川口電気
製)で測定して、帯電電位、光減衰後の電位および残留
電位を調べた。その結果、表3に示す良好な電気特性が
得られた。
【0137】この感光体ドラムを、接触帯電装置、中間
転写装置を有する富士ゼロックス社製フルカラープリン
ターDocu Print C620に搭載しプリント画質を調べたと
ころ、良好な画質が得られた。
【0138】この感光体ドラムを用いて連続1万枚のプ
リントテストを行ったが、リーク欠陥の発生もない優れ
た維持性を示した。
【0139】
【表3】
【0140】
【発明の効果】本発明によれば、かぶりによる画質低下
を抑制すると共に、リーク電流による画質欠陥の発生を
抑制することが可能な電子写真感光体、電子写真感光体
の製造方法、及び電子写真装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る画像形成装置(複写機)の全
体構成を示す図である。
【図2】本実施形態に係る感光体ドラムの構成を示す斜
視図である。
【図3】本実施形態に係る感光体ドラムの部分断面図で
ある。
【符号の説明】
1…複写機(電子写真装置)、20…原稿読取部、22
…画像形成部、24…露光装置、26…帯電装置、28
…感光体ドラム(電子写真感光体)、30K,30Y,3
M,30C…現像器、30…現像装置、32…中間転写
ベルト、34…給紙トレイ、36…一次転写ロール、3
9…定着装置、40…中間転写体ユニット、46…内側
二次転写ロール、48…外側二次転写ロール、50…二
次転写ユニット、52…排出ロール、71…導電性基
材、72…中間層、72a…金属酸化物微粒子、72b
…バインダ樹脂、73…下引層、74…電荷発生層、7
5…電荷輸送層、76…感光層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 博史 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 相田 美智子 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 上條 由紀子 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 山崎 一夫 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 KSP R&D ビジネスパークビル 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 岩崎 真宏 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Fターム(参考) 2H068 AA04 CA22 CA29 CA37 EA16

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性基材と、 前記導電性基材上に設けられており、プラズマ法により
    生成された金属酸化物微粒子をバインダ樹脂中に含む中
    間層と、 前記中間層上に設けられた感光層と、を備える電子写真
    感光体。
  2. 【請求項2】 導電性基材を準備する工程と、 プラズマ法により生成された金属酸化物微粒子を含む樹
    脂を用いて、前記導電性基材上に中間層を形成する工程
    と、 前記中間層上に感光層を形成する工程と、を含む電子写
    真感光体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記金属酸化物微粒子の平均粒径は10
    0nm以下である請求項2に記載の電子写真感光体の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記金属酸化物微粒子は、酸化亜鉛、酸
    化チタン、及び酸化錫の少なくともいずれかを含む請求
    項2又は請求項3に記載の電子写真感光体の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項2〜4のいずれかに記載の電子写
    真感光体の製造方法により製造された電子写真感光体。
  6. 【請求項6】 請求項2〜4のいずれかに記載の電子写
    真感光体の製造方法により製造された電子写真感光体
    と、 前記電子写真感光体上に帯電を行うための接触帯電装置
    と、を備える電子写真装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006301112A (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Ricoh Co Ltd 電子写真感光体及びその製造方法
JP2011081073A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置
CN113956261A (zh) * 2021-09-16 2022-01-21 昆明学院 新晶体结构氯化酞菁镓纳米带及其制备方法

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