JP2003186222A - 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置

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JP2003186222A
JP2003186222A JP2001389089A JP2001389089A JP2003186222A JP 2003186222 A JP2003186222 A JP 2003186222A JP 2001389089 A JP2001389089 A JP 2001389089A JP 2001389089 A JP2001389089 A JP 2001389089A JP 2003186222 A JP2003186222 A JP 2003186222A
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Yosuke Morikawa
陽介 森川
Haruyuki Tsuji
晴之 辻
Koichi Nakada
浩一 中田
Kumiko Asano
久美子 浅野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩耗や傷の発生に対して優れた耐久性を有す
る表面保護層を有し、かつ画像ゴーストのない高品位の
画質を保つことのできる電子写真感光体、この感光体を
有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供す
ることである。 【解決手段】 導電性支持体上に感光層及び保護層を有
する電子写真感光体において、該保護層が、硬化性樹脂
及び電荷輸送材料を含有し、該電荷輸送材料が分子内に
ヒドロキシアルキル基及びヒドロキシアルコキシ基より
選ばれる置換基を少なくとも1つ有する化合物、あるい
は分子内にフェノール基を少なくとも1つ有する化合物
であって、かつ該保護層のイオン化ポテンシャルIp
(OCL)と感光層のイオン化ポテンシャルIp(CT
L)が下記数式(1)を満足する電子写真感光体、該感
光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置。 −0.2(eV)≦Ip(OCL)−Ip(CTL)≦0.1(eV) (1)

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、
プロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、詳しく
は硬化性樹脂を含有する保護層を有する電子写真感光
体、この電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ
及び電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方法においては、例えば、セレ
ン、硫化カドミウム、酸化亜鉛、アモルファスシリコ
ン、有機光導電体等の電子写真感光体に、帯電、露光、
現像、転写、定着等の基本的なプロセスを行うが、この
ことにより、画像を得る際、その帯電プロセスは、従来
より、殆どが金属ワイヤーに高電圧(DC5〜8kV)
を印加し、発生するコロナにより、帯電を行っている。
しかし、この方法では、コロナ発生時に、オゾンやNO
x等のコロナ生成物により感光体表面を変質させ、画像
ボケや劣化を進行させたり、ワイヤーの汚れが画像品質
に影響し、画像白抜けや黒スジを生じる等の問題があっ
た。
【0003】特に、感光層が有機光導電体を主体をして
構成される電子写真感光体は、他のセレン感光体やアモ
ルファスシリコン感光体に比べて、化学的安定性が低
く、コロナ生成物にさらされると、化学反応(主に酸化
反応)が起こり、劣化し易い傾向にある。従って、コロ
ナ帯電下で、繰り返し使用した場合には、前述の劣化に
よる画像ボケや感度の低下、残留電位増加による画像濃
度薄が起こり、耐印刷(耐複写)寿命が短くなる傾向に
あった。
【0004】また、コロナ帯電では、電力的にも、感光
体に向かう電流が、その5〜30%にすぎず、ほとんど
がシールド板に流れ帯電手段として効率の悪いものであ
った。更に、コロナ帯電による電子写真プロセスを繰り
返すことにより、オゾン濃度が増加するので、快適な使
用環境を提供する上で、甚だ問題となっていた。
【0005】そこで、このような問題点を補うために、
例えば、特開昭57−178267号公報、特開昭56
−104351号公報、特開昭58−40566号公
報、特開昭58−139156号公報及び特開昭58−
150975号公報等に開示されているように、コロナ
放電器を利用しないで、接触・帯電させる方法が研究さ
れている。これを具体的に述べれば、外部より1〜2k
V程度の直流電圧を印加した、導電性弾性ローラー等の
帯電用部材を、感光体表面に接触させることにより、感
光体表面を所定の電位に帯電させる方式なのである。
【0006】しかしながら、この直接帯電方式は、コロ
ナ帯電方式に比べて、帯電の不均一性及び直接に電圧を
印加する際の放電による感光体の絶縁破壊の発生といっ
た点で不利である。ここでは、帯電の不均一性により、
被帯電面の移動方向に対して、直角な方向に、長さ2〜
200mm、幅0.5mm以下の程度で、スジ状の帯電
ムラを生じてしまうもので、正現像方式の場合に起こる
白スジ(ベタ黒又はハーフトーン画像に白いスジが現れ
る現象)や、反転現像方式の場合に起こる黒スジといっ
た画像欠陥となる。
【0007】このような問題点を解決して、帯電の均一
性を向上させるために、直流電圧に交流電圧を重畳し
て、帯電部材に印加する方法が特開昭63−14966
8号公報に開示されている。この帯電方法は、直流電圧
(Vdc)の交流電圧(Vac)を重畳することによっ
て、脈動電圧を得、これを印加して、均一な帯電を行う
ものである。
【0008】この場合、帯電の均一性を保持して、正現
像方式における白ポチ、反転現像方式における黒ポチ、
カブリといった画像欠陥を防ぐためには、重畳する交流
電圧が、パッシェンの法則に従う放電開始電圧Vthの
2倍以上のピーク間電位差(Vpp)を持っていること
が必要である。
【0009】しかしながら、画像欠陥を防ぐために、重
畳する交流電圧を上げていくと、脈流電圧の最大印加電
圧によって、感光体内部のわずかな欠陥部位において、
放電により絶縁破壊が起こってしまう。特に、感光体が
絶縁耐圧の低い有機光導電体の場合には、この絶縁破壊
が著しい。この場合、正現像方式においては、接触部分
の長手方向に(記録材の幅方向)にそって、画像が白ヌ
ケし、また、反転現像方式においては、黒スジが発生し
てしまう。また、微少空隙における放電であるため、感
光体に与えるダメージが大きく、感光体の削れが多く、
傷も発生し、耐久性が劣るという問題点があった。
【0010】このような耐久性向上のために、ポリテト
ラフルオロエチレン粒子を分散した電荷移動タイプの表
面層や保護層が上市されているが、熱可塑性樹脂を用い
ており将来的な耐久特性として十分と言えるものではな
かった。そこで、更なる耐久特性を求めて硬化型バイン
ダーを使用した保護層が数多く提案されている。例え
ば、特開昭57−30846号公報には、樹脂に導電性
粉末として金属酸化物を添加することにより抵抗を制御
することのできる保護層が提案されている。
【0011】しかしながら、抵抗を制御する保護層を感
光層上に形成すると、反転現像系においてポジゴースト
が発生するという問題がある。一般に、残留電位が高い
ほどポジゴーストではなくネガゴーストの問題の方が発
生し易いが、抵抗を制御する保護層を形成した場合は、
残留電位は保護層形成する前と比べて高くなっているに
もかかわらずポジゴーストの問題が発生した。抵抗を制
御する保護層の体積抵抗を極端に上げる、又は膜厚を厚
くしていくと、ポジゴーストからネガゴーストに変わっ
ていくが、通常電子写真プロセスで使用できる範囲にお
いては、ポジゴーストになることが多い。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摩耗
や傷の発生に対して優れた耐久性を有する表面保護層を
有し、かつ画像ゴーストのない高品位の画質を保つこと
のできる電子写真感光体、この電子写真感光体を有する
プロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供すること
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上に感光層及び保護層を有する電子写真感光体に
おいて、該保護層が、硬化性樹脂及び電荷輸送材料を含
有し、該電荷輸送材料が分子内にヒドロキシアルキル基
及びヒドロキシアルコキシ基より選ばれる置換基を少な
くとも1つ有する化合物、あるいは分子内にフェノール
基を少なくとも1つ有する化合物であって、かつ、該保
護層のイオン化ポテンシャルIp(OCL)と感光層の
イオン化ポテンシャルIp(CTL)が下記数式(1)
の関係を満足することを特徴とする電子写真感光体が提
供される。
【0014】 −0.2(eV)≦Ip(OCL)−Ip(CTL)≦0.1(eV) ・・・(1)
【0015】また、本発明に従って、上記電子写真感光
体を具備するプロセスカートリッジ及び電子写真装置が
提供される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【0017】本発明における感光層及び保護層のイオン
化ポテンシャルの測定は、大気雰囲気型紫外線光電子分
析装置(理研計器製 AC−1)を用いて測定すること
ができる。保護層の下層である感光層層のイオン化ポテ
ンシャルの測定は、保護層をラッピングテープを用いて
保護層を研磨し、保護層を全て除去した後に行った。
【0018】硬化性樹脂を用いた保護層は特開昭57−
30846号公報にあるような結着樹脂に導電性粉末を
分散させ電気抵抗を制御したものが多く、前述したよう
に反転現像系においてのポジゴーストが悪くなるという
問題があった。
【0019】しかしながら、本発明者らは、保護層に電
荷輸送材料として分子内にヒドロキシアルキル基及びヒ
ドロキシアルコキシ基より選ばれる置換基を少なくとも
1つ有する化合物、あるいは分子内にフェノール基を少
なくとも1つ有する化合物を含有させ、かつ保護層及び
電荷輸送層のイオン化ポテンシャルを前記数式(1)を
満足させることにより、ポジゴーストの問題を解決し、
勿論、ネガゴーストもない良好な画像を得ることができ
た。
【0020】導電性粒子含有保護層の場合、感光層は一
般にホッピング現象で電荷が移動するのに対して、保護
層中では電子伝導的に電荷が移動するため、感光層と保
護層中での電荷移動形態が異なるため、感光層から保護
層への電荷の移動が困難であると考えられ、それに起因
して、上記本願発明の技術課題が生じるものと本願発明
者らは推察した。そこで、この問題点を解決するため
に、感光層と保護層中の電荷移動形態を同一にするこ
と、つまり、保護層も電荷輸送材料を含有すること、及
び保護層のイオン化ポテンシャルと電荷輸送層のイオン
化ポテンシャルの関係を前記数式(1)を満足すること
によって、前記問題点を解決できることを見出したので
ある。
【0021】保護層のイオン化ポテンシャルは下記数式
(2) 5.24(eV)≦Ip(OCL)≦5.58(eV)・・・(2) を満足することが好ましい。
【0022】本発明の保護層に用いる電荷輸送材料は、
分子内にヒドロキシアルキル基及びヒドロキシアルコキ
シ基より選ばれる置換基を少なくとも1つ有する化合
物、あるいは分子内にフェノール基を少なくとも1つ有
する化合物が好ましい。
【0023】本発明に用いられるヒドロキシアルキル基
及びヒドロキシアルコキシ基より選ばれる置換基を少な
くとも1つ有する電荷輸送材料は、下記式(1)〜
(3)のいずれかで示される化合物であることが好まし
い。
【0024】
【化7】
【0025】式中、R1、R2及びR3はそれぞれ炭素数
1〜8の枝分かれしてもよい2価の炭化水素基を示し、
α、β及びγはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置
換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい
アルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基又は置
換基を有してもよい複素環基を1つ以上有してもよいベ
ンゼン環を示し、a、b及びdは0又は1であり、m及
びnは0又は1である。
【0026】
【化8】
【0027】式中、R4、R5及びR6はそれぞれ炭素数
1〜8の枝分かれしてもよい2価の炭化水素基を示し、
δ及びεはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基
を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアル
コキシ基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基
を有してもよい複素環基を1つ以上有してもよいベンゼ
ン環を示し、e、f及びgは0又は1である。p、q及
びrは0又は1であり、総てが同時に0になることはな
い。Z1及びZ2はそれぞれハロゲン原子、置換基を有し
てもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ
基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有し
てもよい複素環基を示し、共同で環をなしてもよい。
【0028】
【化9】
【0029】式中、R7、R8、R9及びR10はそれぞれ
炭素数1〜8の枝分かれしてもよい2価の炭化水素基を
示し、ζ、η、θ及びιはそれぞれ置換基としてハロゲ
ン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有
してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリー
ル基又は置換基を有してもよい複素環基を1つ以上有し
てもよいベンゼン環を示し、h、i、j及びkは0又は
1であり、s、t及びuは0又は1である。Z3及びZ4
はそれぞれハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキ
ル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有
してもよいアリール基又は又は置換基を有してもよい複
素環基を示し、共同で環をなしてもよい。
【0030】本発明に用いられるフェノール基を少なく
とも1つ有する電荷輸送材料は、下記式(4)〜(6)
のいずれかで示される化合物であることが好ましい。
【0031】
【化10】
【0032】式中、R11は炭素数1〜8の枝分かれして
もよい2価の炭化水素基を示し、R 12は水素原子、置換
基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいア
ラルキル基又は置換基を有してもよいフェニル基を示
す。Ar1及びAr2は置換基を有してもよいアルキル
基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有し
てもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基
を示す。Ar3は置換基を有してもよいアリーレン基又
は2価の置換基を有してもよい複素環基を示す。v及び
wはそれぞれ0又は1である。ただし、v=0の時、w
=0である。κ及びλはそれぞれ置換基としてハロゲン
原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有し
てもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール
基又は置換基を有してもよい複素環基を1つ以上有して
もよいベンゼン環を示す。
【0033】
【化11】
【0034】式中、R13は炭素数1〜8の枝分かれして
もよい2価の炭化水素基を示す。Ar4及びAr5は置換
基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいア
ラルキル基、置換基を有してもよいアリール基又は置換
基を有してもよい複素環基を示す。μ及びνはそれぞれ
置換基としてハロゲン原子、置換基を有してもよいアル
キル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を
有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素
環基を1つ以上有してもよいベンゼン環を示す。なお、
μとνは置換基を介して共同で環をなしてもよい。xは
0又は1である。
【0035】
【化12】
【0036】式中、R14及びR15はそれぞれ炭素数1〜
8の枝分かれしてもよい2価の炭化水素基を示す。Ar
6は置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有して
もよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基
又は置換基を有してもよい複素環基を示す。ξ、π、ρ
及びσはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基を
有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコ
キシ基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有
してもよい複素環基を1つ以上有してもよいベンゼン環
を示す。なお、ξとπ及びρとσは置換基を介して共同
で環をなしてもよい。y及びzはそれぞれ0又は1であ
る。
【0037】上記式(1)〜(6)における置換基等の
構造について以下に詳しく説明する。
【0038】式中、R1〜R11及びR13〜R15はそれぞ
れ炭素数1〜8の枝分かれしてもよい、メチレン基、エ
チレン基、プロピレン基及びブチレン基等の2価の炭化
水素基を示す。R12は水素原子、置換基を有してもよい
メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基等のアル
キル基、置換基を有してもよいベンジル基、フェネチル
基及びナフチルメチル基等のアラルキル基、又はフェニ
ル基を示す。
【0039】式中、α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、
ι、κ、λ、μ、ν、ξ、π、ρ及びσが示すベンゼン
環が有してもよい置換基としては、フッ素、塩素、臭素
及びヨウ素等のハロゲン原子、置換基を有してもよいメ
チル基、エチル基、プロピル基及びブチル基等のアルキ
ル基、置換基を有してもよいメトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基及びブトキシ基等のアルコキシ基、置換基
を有してもよいフェニル基、ナフチル基、アンスリル基
及びピレニル基等のアリール基、又は置換基を有しても
よいピリジル基、チエニル基、フリル基及びキノリル基
等の複素環基を示す。μとν、ξとπ、及びρとσは共
同でそれぞれが結合している置換基等を介して、フルオ
レン骨格やジヒドロフェナントレン骨格等の環状構造を
形成してもよい。
【0040】式中、Z1〜Z4はフッ素、塩素、臭素及び
ヨウ素等のハロゲン原子、置換基を有してもよいメチル
基、エチル基、プロピル基及びブチル基等のアルキル
基、置換基を有してもよいメトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基及びブトキシ基等のアルコキシ基、置換基を
有してもよいフェニル基、ナフチル基、アンスリル基及
びピレニル基等のアリール基、又は置換基を有してもよ
いピリジル基、チエニル基、フリル基及びキノリル基等
の複素環基を示す。Z1とZ2及びZ3とZ4は共同でそれ
ぞれが結合しているビフェニル骨格を介して、フルオレ
ン骨格やジヒドロフェナントレン骨格等の環状構造を形
成してもよい。
【0041】式中、Ar1、Ar2、Ar4、Ar5及びA
6は置換基を有してもよいメチル基、エチル基、プロ
ピル基及びブチル基等のアルキル基、置換基を有しても
よいベンジル基、フェネチル基及びナフチルメチル基等
のアラルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、ナ
フチル基、アンスリル基及びピレニル基等のアリール
基、又は置換基を有してもよいピリジル基、チエニル
基、フリル基及びキノリル基等の複素環基を示す。Ar
3は置換基を有してもよいフェニレン基、ナフチレン
基、アンスリレン基及びピレニレン基等のアリーレン
基、ピリジレン基、又はチエニレン基等の2価の複素環
基を示す。
【0042】式(1)〜(6)において有してもよい置
換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びブ
チル基等のアルキル基、ベンジル基、フェネチル基及び
ナフチルメチル基等のアラルキル基、フェニル基、ナフ
チル基、アンスリル基、ピレニル基、フルオレニル基、
カルバゾリル基、ジベンゾフリル基及びジベンゾチオフ
ェニル基等の芳香環基、メトキシ基、エトキシ基及びプ
ロポキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基及びナフト
キシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素及び
ヨウ素等のハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基等が挙
げられる。
【0043】本発明において用いられる電荷輸送材料
は、フェノール樹脂との相溶性が良好で均一に分散され
た保護層膜を容易に作製できるが、その相溶性を更に良
好にするために、式(1)〜(3)においてはR1〜R
10で示される2価の炭化水素基は炭素数4以下であるこ
とが好ましく、また、ヒドロキシアルキル基及びヒドロ
キシアルコキシ基の数が2個以上であることが好まし
い。また、式(4)〜(6)においては、電荷輸送材料
に含まれるフェノール残基がフェノール樹脂と反応して
表面保護層マトリックス中に電荷輸送材料が取り込ま
れ、保護層としての強度がより強くなる。
【0044】本発明に用いられる式(1)〜(6)の特
定の構造を有する電荷輸送材料は、表面保護層を作製す
るための塗工液中に均一に溶解又は分散させ、塗布して
形成する。式(1)〜(6)の電荷輸送材料と結着樹脂
の混合割合は、質量比で、電荷輸送材料/結着樹脂=
0.1/10〜20/10が好ましく、特には0.5/
10〜15/10が好ましい。結着樹脂対して電荷輸送
材料が少な過ぎると残留電位低下の効果が小さくなり、
多過ぎると表面保護層の強度を弱める可能性がある。
【0045】以下に、本発明で用いられる式(1)〜
(6)で示される電荷輸送材料の具体例を示す。ただ
し、本発明の電荷輸送材料はこれらに限定されるもので
はない。
【0046】
【化13】
【0047】
【化14】
【0048】
【化15】
【0049】
【化16】
【0050】
【化17】
【0051】
【化18】
【0052】
【化19】
【0053】
【化20】
【0054】
【化21】
【0055】
【化22】
【0056】
【化23】
【0057】
【化24】
【0058】
【化25】
【0059】熱又は光によって硬化するモノマー又はオ
リゴマーとは、例えば分子の末端に熱又は光のエネルギ
ーによって重合反応を起こす官能基を有するもので、こ
のうち、分子の構造単位の繰り返しが2〜20程度の比
較的大きな分子がオリゴマー、それ以下のものがモノマ
ーである。
【0060】該重合反応を起こす官能基としては、アク
リロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アセトフェ
ノン基等の炭素−炭素二重結合を有する基、シラノール
基、更に環状エーテル基等の開環重合を起こすもの、又
はフェノール+ホルムアルデヒドのように2種類以上の
分子が反応して重合を起こすもの等が挙げられる。本発
明においては、特に硬化型のフェノール樹脂が好まし
い。
【0061】フェノール樹脂とは一般的にフェノール類
とホルムアルデヒドの反応によって得られる樹脂であ
る。フェノール樹脂には2つのタイプがあり、フェノー
ル類に対してホルムアルデヒドを過剰にしてアルカリ触
媒で反応させて得られるレゾールタイプと、ホルムアル
デヒドに対しフェノール類を過剰にして酸触媒で反応さ
せて得られるノボラックタイプにわけられる。
【0062】レゾールタイプは、アルコール類やケトン
類の溶媒にも可溶であり、加熱することで3次元的に架
橋重合して硬化物となる。一方、ノボラックタイプは一
般にそのまま加熱しても硬化はしないが、パラホルムア
ルデヒドやヘキサメチレンテトラミン等のホルムアルデ
ヒド源を加えて加熱することで硬化物を生成する。一般
的に工業的には、レゾールは塗料、接着剤、注型品、積
層品用のワニスとして利用され、ノボラックは主として
成形材料や結合剤として利用されている。
【0063】本発明における結着樹脂として利用される
フェノール樹脂は上記のレゾールタイプ及びノボラック
タイプのどちらでも利用可能であるが、硬化剤を加える
ことなく硬化することや、塗料としての操作性等からレ
ゾールタイプを用いることが好ましい。更に、アミン系
化合物を含有するレゾールタイプの樹脂がより好まし
い。
【0064】本発明ではこれらのフェノール樹脂を1種
類又は2種類以上混合して用いることができ、また、レ
ゾールタイプとノボラックタイプを混合して用いること
も可能である。
【0065】本発明の保護層は硬化性フェノール樹脂を
溶剤等で溶解又は希釈して得た塗料を感光層上に塗工し
て成形するが、塗工後に重合反応させて硬化層を形成す
る。重合の形態として、熱による付加及び縮合反応によ
り進行し、保護層を塗工後、加熱することで重合反応を
起こし高分子硬化層を生成する。
【0066】本発明の保護層中の電荷輸送材料と硬化性
樹脂の混合の割合は、質量比で、電荷輸送材料/樹脂が
0.1/10〜20/10であることが好ましく、特に
は0.5/10〜10/10であることが好ましい。
【0067】また、保護層の膜厚は、好ましくは0.5
〜10μmであり、より好ましくは、1〜7μmであ
る。
【0068】本発明においては、表面の離型性を向上さ
せるために、潤滑性粒子を含有させることもできる。潤
滑性粒子として、フッ素含有樹脂粒子、シリカ粒子、シ
リコーン樹脂粒子等が挙げられるが、本発明において
は、フッ素原子含有樹脂粒子が特に好ましい。フッ素原
子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン、三フッ化
塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、
フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二
塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体のなかから1種
あるいは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特
に、四フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好
ましい。
【0069】また、本発明においては、保護層が導電性
粒子を含有してもよい。
【0070】本発明の電子写真感光体は積層構造を有す
る。
【0071】図1(a)の電子写真感光体は、導電性支
持体4の上に電荷発生層3、電荷輸送層2が順に有して
おり、更に最表面に保護層1を有している。また、図1
(b)及び(c)のように導電性支持体と電荷発生層の
間に、結着層5、更には干渉縞防止等を目的とする下引
き層6を設けてもよい。
【0072】導電性支持体4としては、支持体自身が導
電性を持つもの、例えばアルミニウム、アルミニウム合
金、ステンレス等を用いられるが、その他にアルミニウ
ム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金
等を真空蒸着によって被膜形成層を有する前記導電性支
持体やプラスチック、導電性微粒子(例えばカーボンブ
ラック、酸化スズ、酸化チタン、銀粒子等)を適当な結
着樹脂と共にプラスチックや紙に含浸した支持体、導電
性結着樹脂を有するプラスチック等を用いることができ
る。
【0073】また、導電性支持体と感光層の間には、バ
リアー機能と接着機能を持つ結着層(接着層)を設ける
ことができる。結着層は、感光層の接着性改良、塗工性
改良、支持体の保護、支持体の欠陥の被覆、支持体から
の電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護等
のために形成される。結着層はカゼイン、ポリビニルア
ルコール、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸コ
ポリマー、ポリアミド、変性ポリアミド、ポリウレタ
ン、ゼラチン又は酸化アルミニウム等によって形成でき
る。結着層の膜厚は、5μm以下が好ましく、0.2〜
3μmがより好ましい。
【0074】電荷発生層は、電荷発生材料を溶剤に溶解
した結着樹脂溶液中に溶解又は分散させた液を導電性支
持体上に塗布形成される。
【0075】用いられる電荷発生材料としては、例え
ば、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、インジコ顔料、多
環キノン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、アズ
レニウム塩顔料、ピリリウム染料、チオピリリウム染
料、スクアリリウム染料、シアニン染料、キサンテン色
素、キノンイミン色素、トリフェニルメタン色素、スチ
リル色素、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリ
コン、硫化カドミウム及び酸化亜鉛等が挙げられる。
【0076】また、用いられる結着樹脂としては、ポリ
アセタール樹脂、ポリベンザール樹脂及びポリカーボネ
ート樹脂等から選ばれる樹脂が好ましい。
【0077】溶剤としては、例えば、アルコール類、ス
ルホキシド類、ケトン類、エーテル類、エステル類、脂
肪族ハロゲン化炭化水素類又は芳香族化合物等の有機溶
剤が用いられるが、使用する樹脂や電荷発生材料の溶解
性や分散性から選択される。
【0078】電荷発生層形成用塗布液は、前記の電荷発
生材料と、質量比で電荷発生材料の0.33〜4倍量の
結着樹脂、及び溶剤を共に、ホモジナイザー、超音波、
ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル等
の方法で均一に分散し、支持体上に塗布、乾燥されて形
成される。その膜厚は、5μm以下が好ましく、より好
ましくは0.01〜1μmの範囲である。
【0079】電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂を
溶剤に溶解し、塗布して形成される。
【0080】用いられる電荷輸送材料としては、ヒドラ
ゾン系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合
物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリ
アリールメタン系化合物、ポリアリールアルカン系化合
物等が代表的に挙げられる。
【0081】また、用いられる結着樹脂としては、アク
リル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン、ポリ
フェニレンオキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂、アルキド樹脂及び不飽和樹脂等から選ばれる樹脂が
好ましい。特に好ましい樹脂としては、ポリメチルメタ
クリレート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、ポリカーボネート樹脂及びポリアリレート
樹脂が挙げられる。
【0082】電荷輸送材料と結着剤樹脂との混合割合
は、質量比で2:1〜1:2程度である。
【0083】溶剤としては、例えば、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル等
のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類、クロロベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素等の塩
素系炭化水素類等が用いられる。
【0084】この溶液を塗布する際には、例えば、浸漬
コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナー
コーティング法等のコーティング法を用いることがで
き、乾燥は10℃〜200℃、好ましくは20℃〜15
0℃の範囲の温度で、5分〜5時間、好ましくは10分
〜2時間の時間で送風乾燥又は静止乾燥下で行うことが
できる。
【0085】電荷輸送層の膜厚は、5〜40μmが好ま
しく、より好ましくは10〜30μmである。
【0086】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤等の種々の添加
剤を含有させることができる。
【0087】また、電荷発生材料と電荷輸送材料の両方
を含有する感光層、所謂、単層感光層上に前記保護層を
塗布、硬化させて成膜してもよい。
【0088】いずれの形態であっても、本発明における
感光層のイオン化ポテンシャルIp(CTL)は数式
(1)を満たすものである。
【0089】図2に本発明の電子写真感光体を有するプ
ロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成を
示す。
【0090】図2において、11はドラム状の本発明の
電子写真感光体であり、軸12を中心に矢印方向に所定
の周速度で回転駆動される。電子写真感光体11は、回
転過程において、一次帯電手段13によりその周面に正
又は負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット
露光やレーザービーム走査露光等の露光手段(不図示)
から出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画
像信号に対応して強度変調された露光光14を受ける。
こうして電子写真感光体11の周面に対し、目的の画像
情報に対応した静電潜像が順次形成されていく。
【0091】形成された静電潜像は、次いで現像手段1
5によりトナー現像され、不図示の給紙部から電子写真
感光体11と転写手段16との間に電子写真感光体11
の回転と同期して取り出されて給送された転写材17
に、電子写真感光体11の表面に形成担持されているト
ナー画像が転写手段16により順次転写されていく。
【0092】トナー画像の転写を受けた転写材17は、
電子写真感光体面から分離されて像定着手段18へ導入
されて像定着を受けることにより画像形成物(プリン
ト、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
【0093】像転写後の電子写真感光体11の表面は、
クリーニング手段19によって転写残りトナーの除去を
受けて清浄面化される。近年、クリーナレスシステムも
研究され、転写残りトナーを直接、現像器等で回収する
こともできる。更に、前露光手段(不図示)からの前露
光光20により除電処理された後、繰り返し画像形成に
使用される。なお、一次帯電手段13が帯電ローラー等
を用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも
必要ではない。
【0094】本発明においては、上述の電子写真感光体
11、一次帯電手段13、現像手段15及びクリーニン
グ手段19等の構成要素のうち、複数のものを容器に納
めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成
し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービー
ムプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在に
構成してもよい。例えば、一次帯電手段13、現像手段
15及びクリーニング手段19の少なくとも1つを電子
写真感光体11と共に一体に支持してカートリッジ化し
て、装置本体のレール等の案内手段22を用いて装置本
体に着脱自在なプロセスカートリッジ21とすることが
できる。
【0095】また、露光光14は、電子写真装置が複写
機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透
過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、
この信号に従って行われるレーザービームの走査、LE
Dアレイの駆動又は液晶シャッターアレイの駆動等によ
り照射される光である。
【0096】本発明の電子写真感光体は、電子写真複写
機に利用するのみならず、レーザービームプリンター、
CRTプリンター、LEDプリンター、FAX、液晶プ
リンター及びレーザー製版等の電子写真応用分野にも幅
広く適用し得るものである。
【0097】
【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。ただし、本発明の実施の形態は、こ
れらに限定されるものではない。なお、実施例中の
「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量
%」を示す。
【0098】(実施例1)30mmφ×260.5mm
のアルミニウムシリンダーを支持体として、この上にポ
リアミド樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ
(株)製)の5質量%メタノール溶液を浸漬法で塗布
し、膜厚が0.5μmの下引き層を設けている。
【0099】次に、CuKα特性X線回折におけるブラ
ッグ角(2θ±0.2゜)の9.0゜、14.2゜、2
3.9゜及び27.1゜に強いピークを有するオキシチ
タニウムフタロシアニン顔料4部、ポリビニルブチラー
ル樹脂(商品名:BX−1、積水化学(株)製)2部及
びシクロヘキサノン80部を、1mmφガラスビーズを
用いたサンドミル装置で、4時間ほど分散し、電荷発生
層用分散液を調製した。これを浸漬法で塗布し、膜厚が
0.3μmの電荷発生層を形成した。
【0100】次いで、下記式で示される化合物10部
【0101】
【化26】 及びビスフェノールZ型ポリカーボネート(商品名:Z
−200、三菱ガス化学(株)製)10部を、モノクロ
ロベンゼン100部に溶解した。この溶液を、前記電荷
発生層上に塗布し、105℃、1時間をかけて熱風乾燥
して、20μmの電荷輸送層を形成した。
【0102】次に、エタノール150部にポリテトラフ
ルオロエチレン微粒子(平均粒径0.18μm)20部
を加えてサンドミルにて分散を行った。その後、下記式
で示される電荷輸送材料を70部溶解した。
【0103】
【化27】
【0104】更に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子
(平均粒径0.18μm)の分散液の固形分として20
部に、熱硬化型フェノール樹脂(商品名:PL−485
2、群栄化学工業(株)製)100部を溶解して調合液
とした。この調合液を用いて、先の電荷輸送層上に浸漬
塗布法により、膜を形成し、145℃の温度で、1時
間、熱風乾燥して保護層を得た。この時、得られた保護
層の膜厚は3μmであった。また、保護層調合液の分散
性は良好で、膜表面はムラのない均一な面であった。
【0105】試験の評価は、ヒューレット・パッカード
(株)製レーザージェット4000を用いて、23℃/
50%RHの環境下において、黒画像後のハーフトーン
画像(1ドット2スペース)でのゴースト画像で評価し
た。更に、30℃/80%RH及び15℃/10%RH
の環境下において、5000枚耐久後、前記同様ゴース
ト画像で評価を行った。
【0106】結果を感光層及び保護層のイオン化ポテン
シャルの値と共に表1に示す。
【0107】(実施例2〜4)実施例1において、保護
層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代
えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作
製し評価した。結果を表1に示す。
【0108】
【化28】
【0109】(比較例1、2)実施例1において、保護
層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代
えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作
製し評価した。結果を表1に示す。
【0110】
【化29】
【0111】(実施例5〜7)実施例1において、保護
層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代
えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作
製し評価した。結果を表1に示す。
【0112】
【化30】
【0113】(比較例3、4)実施例1において、保護
層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代
えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作
製し評価した。結果を表1に示す。
【0114】
【化31】
【0115】(実施例8)実施例1において、電荷輸送
層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代
え、
【0116】
【化32】 保護層に用いる電荷輸送材料を下記式で示される化合物
に代えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体
を作製し評価した。結果を表1に示す。
【0117】
【化33】
【0118】(実施例9)実施例8において、保護層中
の電荷輸送材料を下記式で示される化合物に代えた以外
は、実施例8と同様にして電子写真感光体を作製し評価
した。結果を表1に示す。
【0119】
【化34】
【0120】(実施例10〜12)実施例8において、
保護層中の電荷輸送材料を比較例2、実施例6及び比較
例4で用いた化合物に代えた以外は、実施例8と同様に
して電子写真感光体を作製し評価した。結果を表1に示
す。
【0121】(比較例5、6)実施例8において、保護
層中の電荷輸送材料を実施例2及び下記式で示される化
合物に代えた以外は、実施例8と同様にして電子写真感
光体を作製し評価した。結果を表1に示す。
【0122】
【化35】
【0123】(実施例13)実施例1において、電荷輸
送層中の電荷輸送材を下記式で示される化合物に代え、
保護層中の電荷輸送材を実施例1で用いた化合物に代え
た以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製
し評価した。結果を表1に示す。
【0124】
【化36】
【0125】(実施例14、15)実施例13におい
て、保護層中の電荷輸送材料を実施例8で用いた化合物
及び下記式で示される化合物に代えた以外は、実施例8
と同様にして電子写真感光体を作製し評価した。結果を
表1に示す。
【0126】
【化37】
【0127】(比較例7、8)実施例13において、保
護層中の電荷輸送材料を実施例7で用いた化合物及び下
記式で示される化合物に代えた以外は、実施例13と同
様にして電子写真感光体を作製し評価した。結果を表1
に示す。
【0128】
【化38】
【0129】
【表1】
【0130】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、硬化型
の保護層を有する感光体においても初期ゴーストのみな
らず、高温高湿、低温低湿環境下での耐久ゴーストもな
く良好な画像を安定に維持することのできる電子写真感
光体を供給できる。また、該電子写真感光体を有し、前
記のような効果を持つ、プロセスカートリッジや電子写
真装置を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体の層構成を示す図であ
る。
【図2】本発明の電子写真感光体を有するプロセスカー
トリッジを備えた電子写真装置の概略構成例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 保護層 2 電荷輸送層 3 電荷発生層 4 導電性支持体 5 結着層 6 下引き層 11 電子写真感光体 12 軸 13 帯電手段 14 露光光 15 現像手段 16 転写手段 17 転写材 18 定着手段 19 クリーニング手段 20 前露光光 21 プロセスカートリッジ 22 案内手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 浩一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浅野 久美子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H068 AA03 AA04 AA06 AA08 BA12 BB31 BB33 BB35 BB58 CA06 FA03 FA11 FA27

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に感光層及び保護層を有
    する電子写真感光体において、該保護層が、硬化性樹脂
    及び電荷輸送材料を含有し、該電荷輸送材料が分子内に
    ヒドロキシアルキル基及びヒドロキシアルコキシ基より
    選ばれる置換基を少なくとも1つ有する化合物、あるい
    は分子内にフェノール基を少なくとも1つ有する化合物
    であって、かつ、該保護層のイオン化ポテンシャルIp
    (OCL)と感光層のイオン化ポテンシャルIp(CT
    L)が下記数式(1)を満足することを特徴とする電子
    写真感光体。 −0.2(eV)≦Ip(OCL)−Ip(CTL)≦0.1(eV) ・・・(1)
  2. 【請求項2】 保護層のイオン化ポテンシャルIp(O
    CL)が下記数式(2)を満足する請求項1に記載の電
    子写真感光体。 5.24(eV)≦Ip(OCL)≦5.58(eV)・・・(2)
  3. 【請求項3】 電荷輸送材料が分子内にヒドロキシアル
    キル基及びヒドロキシアルコキシ基より選ばれる置換基
    を少なくとも1つ有する化合物である請求項1又は2に
    記載の電子写真感光体。
  4. 【請求項4】 電荷輸送材料が分子内にフェノール基を
    少なくとも1つ有する化合物である請求項1又は2に記
    載の電子写真感光体。
  5. 【請求項5】 分子内にヒドロキシアルキル基及びヒド
    ロキシアルコキシ基より選ばれる置換基を少なくとも1
    つ有する電荷輸送材料が下記式(1)〜(3)のいずれ
    かで示される化合物ある請求項1〜3のいずれかに記載
    の電子写真感光体。 【化1】 (式中、R1、R2及びR3はそれぞれ炭素数1〜8の枝
    分かれしてもよい2価の炭化水素基を示し、α、β及び
    γはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基を有し
    てもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ
    基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有し
    てもよい複素環基を1つ以上有してもよいベンゼン環を
    示し、a、b及びdは0又は1であり、m及びnは0又
    は1である) 【化2】 (式中、R4、R5及びR6はそれぞれ炭素数1〜8の枝
    分かれしてもよい2価の炭化水素基を示し、δ及びεは
    それぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基を有しても
    よいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、
    置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有しても
    よい複素環基を1つ以上有してもよいベンゼン環を示
    し、e、f及びgは0又は1である。p、q及びrは0
    又は1であり、総てが同時に0になることはない。Z1
    及びZ2はそれぞれハロゲン原子、置換基を有してもよ
    いアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置
    換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよ
    い複素環基を示し、共同で環をなしてもよい) 【化3】 (式中、R7、R8、R9及びR10はそれぞれ炭素数1〜
    8の枝分かれしてもよい2価の炭化水素基を示し、ζ、
    η、θ及びιはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置
    換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい
    アルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基又は置
    換基を有してもよい複素環基を1つ以上有してもよいベ
    ンゼン環を示し、h、i、j及びkは0又は1であり、
    s、t及びuは0又は1である。Z3及びZ4はそれぞれ
    ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換
    基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい
    アリール基又は又は置換基を有してもよい複素環基を示
    し、共同で環をなしてもよい)
  6. 【請求項6】 分子内にフェノール性残基を少なくとも
    1つ有する電荷輸送材料が下記式(4)〜(6)のいず
    れかで示される化合物である請求項1、2及び4のいす
    れかに記載の電子写真感光体。 【化4】 (式中、R11は炭素数1〜8の枝分かれしてもよい2価
    の炭化水素基を示し、R 12は水素原子、置換基を有して
    もよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基
    又は置換基を有してもよいフェニル基を示す。Ar1
    びAr2は置換基を有してもよいアルキル基、置換基を
    有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリ
    ール基又は置換基を有してもよい複素環基を示す。Ar
    3は置換基を有してもよいアリーレン基又は2価の置換
    基を有してもよい複素環基を示す。v及びwはそれぞれ
    0又は1である。ただし、v=0の時、w=0である。
    κ及びλはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基
    を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアル
    コキシ基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基
    を有してもよい複素環基を1つ以上有してもよいベンゼ
    ン環を示す) 【化5】 (式中、R13は炭素数1〜8の枝分かれしてもよい2価
    の炭化水素基を示す。Ar4及びAr5は置換基を有して
    もよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル
    基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有し
    てもよい複素環基を示す。μ及びνはそれぞれ置換基と
    してハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、
    置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有しても
    よいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基を1
    つ以上有してもよいベンゼン環を示す。なお、μとνは
    置換基を介して共同で環をなしてもよい。xは0又は1
    である) 【化6】 (式中、R14及びR15はそれぞれ炭素数1〜8の枝分か
    れしてもよい2価の炭化水素基を示す。Ar6は置換基
    を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラ
    ルキル基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基
    を有してもよい複素環基を示す。ξ、π、ρ及びσはそ
    れぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基を有してもよ
    いアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置
    換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい
    複素環基を1つ以上有してもよいベンゼン環を示す。な
    お、ξとπ及びρとσは置換基を介して共同で環をなし
    てもよい。y及びzはそれぞれ0又は1である)
  7. 【請求項7】 保護層が含有する硬化性樹脂がフェノー
    ル樹脂である請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真
    感光体。
  8. 【請求項8】 フェノール樹脂がレゾール型フェノール
    樹脂である請求項7に記載の電子写真感光体。
  9. 【請求項9】 レゾール型フェノール樹脂がアミン系化
    合物を含有する樹脂である請求項7に記載の電子写真感
    光体。
  10. 【請求項10】 保護層が潤滑性粒子を含有する請求項
    1〜9のいずれかに記載の電子写真感光体。
  11. 【請求項11】 潤滑性粒子がフッ素原子含有樹脂粒
    子、シリカ粒子及びシリコーン樹脂粒子の少なくとも1
    つである請求項10に記載の電子写真感光体。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の電
    子写真感光体を、該電子写真感光体を帯電させる帯電手
    段、静電潜像の形成された電子写真感光体をトナーで現
    像する現像手段及び転写工程後の感光体上に残余するト
    ナーを回収するクリーニング手段からなる群より選ばれ
    た少なくとも1つの手段と共に一体に支持し、電子写真
    装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカ
    ートリッジ。
  13. 【請求項13】 請求項1〜11のいずれかに記載の電
    子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電手
    段、帯電した電子写真感光体に対し露光を行い静電潜像
    を形成する露光手段、静電潜像の形成された電子写真感
    光体をトナーで現像する現像手段及び転写材上のトナー
    像を加熱転写する転写手段を有することを特徴とする電
    子写真装置。
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