JP2003186232A - 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Info
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Abstract
り、トナーの融着、クリーニングでの異音発生、転写性
の低下といった問題が生じない、常に安定して高画質の
得られる電子写真感光体、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を提供する。 【解決手段】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体において、該電子写真感光体の表面層が少なく
ともフッ素原子含有樹脂微粒子、フッ素原子含有化合物
で表面処理された体積抵抗1012Ωcm以上の有機また
は無機微粒子、及び電荷輸送材料を含有することを特徴
とする電子写真感光体、及び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。
Description
し、詳しくは、高硬度で低表面エネルギーの表面層を有
し、更には環境への負荷を低減できる成膜工程が可能な
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に関する。
般的に導電性支持体上に電荷発生材料と電荷輸送材料を
含む感光層が設けられるが、該感光層は電荷発生材料と
結着樹脂を含む電荷発生層と、電荷輸送材料と結着樹脂
を含む電荷輸送層とをこの順で積層する構成をとること
が多い。また、結着樹脂としては一般的には熱可塑性の
ポリマーが用いられる。
電気的及び機械的外力が直接加えられるため、それらに
対する耐久性が要求される。上記のような一般的な有機
電子写真感光体の場合、電荷輸送層が表面層となるが、
近年、感光体の高耐久化の要請に伴い、電荷輸送層を2
層構成とし、上層により高い硬度を持たせるような構成
が提案され、一部実用化されている。
荷輸送層は基本的に同じ種類の材料を用い、その配合比
や結着樹脂の分子量、あるいはフィラーの添加等の手段
により高硬度化を図っているのが現状である。
めには、官能基を有する架橋性モノマーないしはオリゴ
マーを硬化し、成膜させることが必要となる。
定に画像を形成させるためには、感光体表面層の表面エ
ネルギーをある程度低く保つ必要がある。
スにおいて、トナーの融着、クリーニングでの異音発
生、また転写性の低下といった問題が生じ易いため、好
ましくない。
プロセスの中で表面層が摩耗し、その摩耗粉によってク
リーニング部での摩擦力が低減したり、表面層へのイオ
ン性物質の堆積を軽減するといった形である程度の表面
エネルギーを維持させるような使いこなしが可能であっ
た。
粉の発生が少なくなると共に、イオン性物質の堆積が起
こり易くなり、表面エネルギーが高いことによる上記の
ような問題が生じ易い。
を下げるような処方技術が必要である。具体的な手段と
しては、ポリ四フッ化エチレンのようなフッ素系樹脂の
粉体を分散する、また含フッ素あるいは含シリコン化合
物を添加する等が挙げられる。
合、表面層となる上層を下層の電荷輸送層の上に塗布す
ることになる。一般的でかつ生産性の高い感光体塗布法
である浸漬コーティング法で塗布する場合、下層を溶解
させない溶剤を用いることが要求される。そのために
は、上層の塗布溶剤としてはアルコール類を用いること
が好ましい。
記のようなフッ素樹脂粉体の分散は困難であり、また分
散剤そのものもアルコールに溶解しないものがほとんど
である。同様に添加剤なども用いることが難しい。
面層の高硬度化とその問題について述べたが、電荷輸送
材料そのものに重合性官能基を導入し、それ自体を硬
化、架橋することで電荷輸送層を形成することも可能で
ある。
ずる。
のような制約はないが、環境への負荷や生体系への影響
を考慮すると、アルコール類が好ましい。
層の表面エネルギーを下げることにより、トナーの融
着、クリーニングでの異音発生、転写性の低下といった
問題が生じない、常に安定して高画質の得られる電子写
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を提供することにある。
支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、該
電子写真感光体の表面層が少なくともフッ素原子含有樹
脂微粒子、フッ素原子含有化合物で表面処理された体積
抵抗1012Ωcm以上の有機または無機微粒子、及び電
荷輸送材料を含有することを特徴とする電子写真感光体
である。
有樹脂微粒子、フッ素原子含有化合物で表面処理された
体積抵抗1012Ωcm以上の有機または無機微粒子、及
び電荷輸送材料を、アルコールを含む溶剤に溶解または
分散した塗料を塗布し、成膜して得られる表面層を有す
る電子写真感光体である。
するプロセスカートリッジ及び電子写真装置である。
を、繰り返し耐久使用時も含めて低くするためには、表
面層にフッ素原子含有樹脂微粒子を分散することが有効
である。
剤や樹脂溶液等への分散性が低いため、界面活性剤等の
分散助剤を用いることが必要である。
場合、適切な分散剤が得られないのが現状であった。
素原子含有化合物で表面処理された体積抵抗1012Ωc
m以上の有機または無機微粒子を用いることで、フッ素
原子含有樹脂微粒子を安定に分散させることを見出し
た。
ては、フッ素系のシランカップリング剤、フッ素変性シ
リコンオイル及びフッ素系界面活性剤等が挙げられる。
しいものとしては CF3CH2CH2Si(OCH3)3、C4F9CH2CH2
Si(OCH3)3、C6F13CH2CH2Si(OCH3)
3、C8F17CH2CH2Si(OCH3)3、C8F17CH2
CH2Si(OCH2CH2OCH3)3、C10F21CH2C
H2Si(OCH3)3、C6F13CONHSi(OC
H3)3、C8F17CONHSi(OCH3)3、C7F15C
ONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3、C7F15CO
NHCH2CH2CH2Si(OC2H5)3、C7F15CO
OCH2CH2CH2Si(OCH3)3、C7F15COSC
H2CH2CH2Si(OCH3)3、C8F17SO2NHC
H2CH2CH2Si(OC2H5)3、C8F17CH2SCH
2CH2Si(OCH3)3及びC10F21CH2CH2SCH
2CH2Si(OCH3)3等が挙げられる。
のとしては
F3を示し、m及びnは正の整数を示す。
は X−SO2NR2CH2COOH、X−SO2NR2CH2C
H2O(CH2CH2O)nH(n=5,10,15)、X
−SO2N(CH2CH2CH2OH)2、X−R2O(CH
2CH2O)n(n=5,10,15)、X−(R2O)n
R2(n=5〜20)、
OOH、X−OR2CH2COOH、X−SO3H、X−
OR2SO3H、X−CH2CH2OH、
ール基またはアラルキル基を、Xは−CF3、−C4F9
及び−C8F17等のフッ化カーボン基を示す。
の有機または無機微粒子は、感光体表面層中に分散し、
かつ上記のフッ素原子含有化合物をその表面に担持させ
ることで、フッ素原子含有樹脂微粒子を均一に分散する
ことを可能とするものである。
量にもよるが、潜像形成時に電荷の横流れを引き起こ
し、画像のにじみやボケを生じる可能性がある。また、
初期にはそのような現象がない場合でも、帯電プロセス
の繰り返しにより表面が低抵抗化して画像ボケとなり易
い。
解しないような架橋されたシリコーン樹脂、アクリル樹
脂及びポリエチレン等の微粒子が用いられる。
ルミナ等の酸化物、硫酸バリウム等の硫酸塩及びチッ化
ホウ素等のチッ化物等が好ましいが、透明度の点から金
属酸化物がより好ましい。
mであることが好ましく、またなるべくシャープな粒度
分布であることが好ましい。
するフッ素原子含有化合物の割合は、微粒子の粒径にも
影響を受けるが、1〜50質量%であることが好まし
く、より好ましくは3〜40質量%である。
る。まず微粒子とフッ素原子含有化合物とを適当な溶剤
中で混合、分散し、フッ素原子含有化合物を微粒子表面
に付着させる。分散の手段としてはボールミルやサンド
ミル等の通常の分散手段を用いることができる。次に、
この分散溶液から溶剤を除去し、微粒子表面にフッ素原
子含有化合物を固着させればよい。また、必要に応じて
この後更に熱処理を行ってもよい。また、処理液中には
反応促進のための触媒を添加してもさしつかえない。更
に、必要に応じて表面処理後の微粒子に更に粉砕処理を
施してもよい。
に対する質量比は、フッ素原子含有樹脂微粒子の添加量
にもよるが、有機微粒子の場合は0.1〜50質量%、
無機微粒子の場合は、1〜200質量%であることが好
ましい。
四フッ化エチレン及びポリフッ化ビニリデン等の粉体が
好適である。添加量は、表面層の全質量に対して1〜5
0質量%、更には2〜30質量%が好ましい。
ルコール系溶剤を用いることを考慮すると、例えば以下
のような構造のものが挙げられる。
のとしては、例えば以下のような構造のものが挙げられ
る。
する場合は、樹脂として一般的な重合性官能基を有する
モノマーあるいはオリゴマーを用いることができ、例え
ばアクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びウ
レタン−イソシアネート樹脂等が挙げられる。
結着樹脂100質量部当たり電荷輸送材料を10〜50
0質量部とすることが好ましい。
代表的な有機感光体の構成である、電荷発生層と電荷輸
送層の積層の上に、更に第2の電荷輸送層として本発明
の表面層を設ける場合、または本発明の表面層を電荷発
生層の上に電荷輸送層として設ける場合等がある。
送層の膜厚にもよるが、1〜20μmであることが好ま
しく、特には3〜10μmであることが好ましい。
0μmであることが好ましく、特には15〜30μmで
あることが好ましい。
びアモルファスシリコン等の無機系電荷発生材料、ピリ
リウム系染料、チアピリリウム系染料、アズレニウム系
染料、チアシアニン系染料及びキノシアニン系染料等の
カチオン染料;スクエアリウム塩系顔料;フタロシアニ
ン系顔料;アントアントロン系顔料、ジベンズピレンキ
ノン系顔料及びピラントロン系顔料等の多環キノン顔
料、インジゴ系顔料、キナクリドン系顔料及びアゾ系顔
料等の有機系電荷発生材料から選ばれた材料を単独ない
しは組み合わせて用いることができ、真空蒸着装置によ
って蒸着層として形成したり、あるいは結着樹脂に分散
して得られた塗工液を塗布し、乾燥することによって塗
布層として形成することができる。
選択でき、また、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びポ
リビニルピレン等の有機光導電性ポリマーから選択でき
る。好ましくは、ポリビニルブチラール、ポリアレート
(ビスフェノールAとフタル酸の縮重合体等)、ポリカ
ーボネート、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、アクリル
樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアミド、セルロース系
樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルアル
コール等の樹脂を挙げることができる。電荷発生層中に
含有される樹脂は、80質量%以下であることが好まし
く、特には40質量%以下であることが好ましい。
く、特には、0.01〜1μmが好ましい。
の間にバリアー機能と接着機能を持つ層、所謂、下引層
を設けることもできる。下引層の材料としては、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ニトロセルロ
ース、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン
−アクリル酸コポリマー、アルコール可溶性ポリアミ
ド、ポリアミド、ポリウレタン、カゼイン、ニカワ及び
ゼラチン等が挙げられる。
体上に塗布される。その膜厚は5μm以下が好ましく、
特には0.2〜3.0μmが好ましい。
ウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、バナ
ジウム、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、イン
ジウム、金及び白金等が用いられる。また、こうした金
属あるいは合金を真空蒸着法によって被膜形成したプラ
スチック(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート及びアクリル
樹脂等)や導電性粒子(例えばカーボンブラック及び銀
粒子等)を適当な結着樹脂と共に上記のようなプラスチ
ック、金属または合金の支持体上に被覆した支持体ある
いは導電性粒子をプラスチックや紙に含浸した支持体等
を用いることができる。
及びベルト状等が挙げられるが、適用される電子写真装
置に最も適した形状にすることが好ましい。
ロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を
示す。図において、1はドラム状の本発明の電子写真感
光体であり、矢印方向に所定の周速度で回転駆動され
る。感光体1は、回転過程において、一次帯電手段3に
よりその周面に正また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)からの像露光4を受ける。こうして
感光体1の周面に静電潜像が順次形成されていく。2は
感光体の回転軸である。形成された静電潜像は、次いで
現像手段5によりトナー現像され、現像されたトナー像
は、不図示の給紙部から感光体1と転写手段6との間に
感光体1の回転と同期取り出されて給紙された転写材7
に、転写手段6により順次転写されていく。像転写を受
けた転写材7は、感光体面から分離されて定着手段8へ
導入されて像定着を受けることにより複写物(コピー)
として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光
体1の表面は、クリーニング手段9によって転写残りト
ナーの除去を受けて清浄面化された後、繰り返し画像形
成に使用される。10は必要に応じて用いられる前露光
手段である。本発明においては、上述の電子写真感光体
1、一次帯電手段3、現像手段5及びクリーニング手段
9等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリ
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3、現像手段5及びクリーニング手段
9の少なくとも一つを感光体1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12等の案内手段
を用いて装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ1
1とすることができる。また、像露光4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みとり、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、LEDアレイの駆動及び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。
及びレーザービームプリンター等の他、CRTプリンタ
ー、LEDプリンター、液晶プリンター、ファクシミリ
及びレーザー製版等の電子写真応用技術に広く用いるこ
とができる。
30mm×358mm)上に、アルコール可溶性ポリア
ミド樹脂(アミランCM−8000、東レ(株)製)1
0部(質量部、以下同様)及びメトキシメチル化6ナイ
ロン樹脂(トレジンEF−30T、帝国科学(株)製)
30部をメタノール150部及びブタノール150部の
混合溶媒中に溶解した調合液を浸漬コーティング法で塗
布し、90℃で10分間乾燥させて、膜厚が1μmの下
引層を形成した。
料3部、ブチラール樹脂(エスレックBX−1、積水化
学(株)製)2部及びシクロヘキサノン100部をサン
ドミル装置にて48時間分散した後、テトラヒドロフラ
ン(THF)100部を加えて電荷発生層用の分散液を
調合した。この分散液を前記下引層上に浸漬コーティン
グ法で塗布し、80℃で15分間乾燥させて、膜厚が
0.15μmの電荷発生層を形成した。
樹脂(ユーピロンZ−400、三菱ガス化学(株)製)
10部をジクロルメタン20部及びモノクロルベンゼン
60部の混合溶媒中に溶解し、この溶液を前記の電荷発
生層上に浸漬コーティング法で塗布し、120℃で60
分間乾燥させて、膜厚が17μmの電荷輸送層を形成し
た。
り作成した。
mのシリカ微粒子10部を、(3,3,3−トリフルオ
ロプロピル)トリメトキシシラン(チッソ(株)製)2
部と共に、イソプロピルアルコール150部及びトルエ
ン150部に分散し、撹拌装置で48時間撹拌した後、
溶液を濾過・洗浄後、乾燥し、更に150℃で2時間熱
処理を行い、表面処理を行った。
しての2−メチルチオキサントン1.6部、前記表面処
理を行ったシリカ微粒子10部、ポリ四フッ化エチレン
粉体4部、更に、下記式
混合してサンドミル装置で96時間分散し、表面層用の
調合液を作成した。
漬コーティング法で塗布し、乾燥後メタルハライドラン
プにて250mW/cm2の光強度で60秒間紫外線照
射して、膜厚が5μmの第2電荷輸送層としての表面層
を形成し、感光体を得た。
デジタル複写機(GP−215;キヤノン(株)製)を
用意した。これに上記感光体を装着し、常温、常湿環境
下で通紙、印字を繰り返す耐久テスト評価を行った。
く、安定して良好な画像が得られていた。
表面処理したシリカ微粒子及びポリ四フッ化エチレン粉
体を加えなかった他は、同一条件で感光体を作成した。
置にて耐久評価を行ったところ、約3000枚を印字し
た段階で、感光体に当接しているクリーニングブレード
より異音が発生し、まもなくブレードが反転してしまっ
た。これは、感光体の表面エネルギーが高く、クリーニ
ングブレードと感光体との摩擦力が大きくなり過ぎたた
めと考えられる。
する微粒子として体積抵抗1011Ωcmの酸化チタン微
粒子を用いた以外は全く同様にして表面処理微粒子を作
成し、同様の手順にて感光体を作成した。
置に装着して評価を行ったところ、画像のにじみ、ボケが
初期より観察され、耐久評価を進めるに従ってその程度
は悪化していった。これは表面層の抵抗が低く、潜像電
荷の横流れを生じてしまったためと考えられる。
表面処理する微粒子をシリカに代えて平均粒径2μm、
体積抵抗1014Ωcmの球状シリコーン樹脂を用いたこ
と、及びその添加量を3部としたことを除いては、同一
条件で感光体を作成した。
置にて耐久評価を行ったところ、5万枚まで画像上の不
具合がなく、安定して良好な画像が得られていた。
同様に作成した。次に、下記構造式
アルコールに溶解した。更に、実施例1で用いた表面処
理シリカを2部及びポリ四フッ化エチレン粉体を2部加
えてサンドミル装置で72時間分散し、表面層用の調合
液を作成した。
漬コーティング法で塗布し、膜厚が15μmの電荷輸送
層を設けて感光体を作成した。
置にて耐久評価を行ったところ、5万枚までの画像上の
不具合がなく、安定して良好な画像が得られていた。
しかも表面層の表面エネルギーを下げることにより、ト
ナーの融着、クリーニングでの異音発生、転写性の低下
といった問題が生じない、常に安定して高画質の得られ
る電子写真感光体、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を提供することが可能と
なった。
トリッジを有する電子写真装置の一例の概略構成図。
Claims (4)
- 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体において、該電子写真感光体の表面層が少なく
ともフッ素原子含有樹脂微粒子、フッ素原子含有化合物
で表面処理された体積抵抗1012Ωcm以上の有機また
は無機微粒子、及び電荷輸送材料を含有することを特徴
とする電子写真感光体。 - 【請求項2】 少なくともフッ素原子含有樹脂微粒子、
フッ素原子含有化合物で表面処理された体積抵抗1012
Ωcm以上の有機または無機微粒子、及び電荷輸送材料
を、アルコールを含む溶剤に溶解または分散した塗料を
塗布し、成膜して得られる表面層を有する電子写真感光
体。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の電子写真感光
体、及び帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から
なる群より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持
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。 - 【請求項4】 請求項1または2に記載の電子写真感光
体、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を有す
ることを特徴とする電子写真装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001389090A JP2003186232A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 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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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003186232A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006138951A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Ricoh Co Ltd | 電子写真感光体、及びそれを用いた電子写真装置、電子写真装置用プロセスカートリッジ |
JP2018097166A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | コニカミノルタ株式会社 | 電子写真画像形成装置 |
US10261430B2 (en) | 2016-01-14 | 2019-04-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photoreceptor for electrophotography and image forming apparatus employing the same |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389090A patent/JP2003186232A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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