JP2003316036A - 有機感光体、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

有機感光体、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ

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JP2003316036A
JP2003316036A JP2002122169A JP2002122169A JP2003316036A JP 2003316036 A JP2003316036 A JP 2003316036A JP 2002122169 A JP2002122169 A JP 2002122169A JP 2002122169 A JP2002122169 A JP 2002122169A JP 2003316036 A JP2003316036 A JP 2003316036A
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JP2002122169A
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English (en)
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Akihiko Itami
明彦 伊丹
Satoru Uchino
哲 内野
Shigeki Takeuchi
茂樹 竹内
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Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、トナーの転写性、クリーニ
ング性を改善し、ブレードクリーニング方式のトナー除
去手段を用いたときでも、ブレードめくれやブレード鳴
きが発生せず、且つ耐摩耗性を改善した有機感光体を提
供することであり、該有機感光体を用いた、画像形成方
法、画像形成装置、プロセスカートリッジを提供するこ
とにある。 【解決手段】 導電性支持体上に少なくとも感光層を設
けてなる有機感光体において、表面粗さRaが0.02
μm以上、0.1μm未満、Rzが0.1μm以上、1
μm未満であることを特徴とする有機感光体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
ーの分野において用いられる有機感光体、及び該有機感
光体を用いた画像形成方法、画像形成装置、プロセスカ
ートリッジに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真感光体は有機光導電物質
を含有する有機感光体が最も広く用いられている。有機
感光体(以後、単に感光体ともいう)は可視光から赤外
光まで各種露光光源に対応した材料を開発しやすいこ
と、環境汚染のない材料を選択できること、製造コスト
が安いことなどが他の感光体に対して有利な点であり、
又帯電安定性、電位保持性に優れている。一方、有機感
光体は同じ有機物から構成されるトナーとの付着力が大
きいことからセレン系やアモルファスシリコン等の無機
感光体に比し、残留トナーの除去を行うクリーニング方
法をより精度良く制御する必要があり、又クリーニング
等の感光体表面の摩擦に対し、摩耗性が高いこと等の欠
点が挙げられる。
【0003】上記のような課題に対して、有機感光体上
の残留トナーのクリーニング性及び有機感光体の耐摩耗
性を改良する方法として、特開昭56−117245
号、同63−91666号及び特開平1−205171
号の各公報には感光体の最表面層にシリカ粒子を含有せ
しめ、感光体表面の機械的強度を大とし、耐久性を向上
せしめることができることが記載されている。更に又特
開昭57−176057号、同61−117558号又
は特開平3−155558号等の各公報には前記シリカ
粒子をシランカップリング剤等で処理して成る疎水性シ
リカ粒子を感光体の最表面層に含有せしめ、感光体の機
械的強度を大ならしめると共に潤滑性を付与してより高
耐久性の感光体が得られることが記載されている。
【0004】又、上記の疎水化シリカ粒子等の無機粒子
を感光体の表面層に添加し、表面粗さを特定の範囲に構
成し、トナーの除去を容易にする方法として、例えば特
願2000−71738号で5μm四方の平均面粗さR
aを1.5〜100nmに規定した特許が公開されてい
る。
【0005】しかしながら、上記のような表面層に無機
粒子を添加した感光体ではトナーの転写性やクリーニン
グ性は改善されるが、ゴムブレードを用いたクリーニン
グ(以後、ブレードクリーニング)方式では、ブレード
が反転する「ブレード捲れ」あるいは感光体とブレード
の摩擦音の発生、いわゆる「ブレード鳴き」と云った現
象が発生しやすく、上記の疎水性シリカ粒子等を感光体
の表面に添加し、表面を面粗さRaで1.5〜100n
mの範囲で粗にした構成のみでは、上記のような問題を
解決することができていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するために成されたものである。即
ち、本発明の目的は、トナーの転写性、クリーニング性
を改善し、ブレードクリーニング方式のトナー除去手段
を用いたときでも、ブレードめくれやブレード鳴きが発
生せず、且つ耐摩耗性を改善した有機感光体を提供する
ことであり、該有機感光体を用いた、画像形成方法、画
像形成装置、プロセスカートリッジを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成を持つことにより達成される。
【0008】1.導電性支持体上に少なくとも感光層を
設けてなる有機感光体において、表面粗さRaが0.0
2μm以上、0.1μm未満、Rzが0.1μm以上、
1μm未満であることを特徴とする有機感光体。
【0009】2.導電性支持体上に少なくとも感光層を
設けてなる有機感光体において、該有機感光体の表面層
が、数平均粒子径1nm以上、100nm未満の無機粒
子を含有し、且つ表面粗さRaが0.02μm以上、
0.1μm未満、Rzが0.1μm以上、1μm未満で
あることを特徴とする有機感光体。
【0010】3.前記無機粒子が疎水性シリカであり、
該疎水性シリカの疎水化度が50%以上であることを特
徴とする前記2に記載の有機感光体。
【0011】4.前記感光層が複数の電荷輸送層を有
し、且つ最上層の電荷輸送層を表面層とすることを特徴
とする前記1〜3のいずれか1項に記載の有機感光体。
【0012】5.前記表面層のバインダー樹脂がポリカ
ーボネート樹脂であることを特徴とする前記4に記載の
有機感光体。
【0013】6.前記表面粗さRaが表面層に含有され
る無機粒子に起因し、表面粗さRzが前記導電性支持体
の表面粗さに起因することを特徴とする前記1〜5に記
載の有機感光体。
【0014】7.前記1〜6に記載の有機感光体を用い
て、少なくとも帯電工程、像露光工程、現像工程、クリ
ーニング工程の各工程を経て電子写真画像を形成するこ
とを特徴とする画像形成方法。
【0015】8.前記7に記載の画像形成方法を用いて
電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装
置。
【0016】9.前記1〜6に記載の有機感光体を用
い、帯電器、像露光器、現像器、クリーニング器のいず
れか1つとが一体に組み合わさっており、画像形成装置
に出し入れ自由に設計されていることを特徴とするプロ
セスカートリッジ。
【0017】即ち、本発明は、導電性支持体上に少なく
とも感光層を設けてなる有機感光体において、該感光体
の表面粗さRaが0.02μm以上、0.1μm未満、
Rzが0.1μm以上、1μm未満であることを特徴と
する。
【0018】又、本発明は導電性支持体上に少なくとも
感光層を設けてなる有機感光体において有機感光体の表
面層が数平均粒子径1nm以上、100nm未満の粒子
を含有し、且つ表面粗さRaが0.02μm以上、0.
1μm未満、Rzが0.1μm以上、1μm未満である
ことを特徴とする。
【0019】本発明は上記のような構成を有することに
より、トナーの転写性、クリーニング性を改善し、ブレ
ードめくれやブレード鳴きが発生せず、且つ耐摩耗性を
改善した有機感光体を提供することができる。
【0020】即ち、本発明は有機感光体の表面を微小な
表面粗さRaとこのRaに重畳してうねりの大きい表面
粗さRzを上記のような範囲に構成することにより、重
合トナーのような感光体に対し付着力の大きいトナーを
用いても感光体上のトナーの転写性を向上させ、クリー
ニング性を改善し、ブレードめくれやブレード鳴きが発
生せず、且つ耐摩耗性を顕著に改善することができる。
【0021】本発明の表面層に含有される無機粒子の数
平均一次粒子径は好ましくは1nm以上、100nm未
満であるが、更に好ましくは10nm以上、90nm以
下、最も好ましくは10nm、50nm未満である。表
面層に含有される無機粒子の数平均一次粒子径が1nm
未満では感光体表面に微細な凹凸が形成されず、上記ト
ナーの転写性、クリーニング性の改善効果が小さく、1
00nm以上の無機粒子では、水分子等を表面層に持ち
込みやすくなり、クリーニング不良を発生しやすくな
る。
【0022】本発明に用いられる1nm以上、100n
m未満の無機粒子としては、シリカ、酸化亜鉛、酸化チ
タン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸
化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチ
モンやタンタルをドープした酸化スズ、酸化ジルコニウ
ム等の微粒子を好ましく用いることができが、これらの
中でもコスト、粒径の調整や表面処理の容易さ等からシ
リカ、特に表面を疎水化した疎水性シリカが好ましい。
【0023】本発明の無機粒子の数平均一次粒径は、透
過型電子顕微鏡観察によって10000倍に拡大し、ラ
ンダムに300個の粒子を一次粒子として観察し、画像
解析によりフェレ径の数平均径として測定値を算出す
る。
【0024】上記疎水性シリカの疎水化度は、メタノー
ルに対する濡れ性の尺度(メタノールウェッタビリテ
ィ)で示される疎水化度で50%以上のものが好まし
い。疎水化度が50%未満であると表面層に水分を吸収
しやすくなり、その結果、トナーの付着力が大きくな
り、トナーの転写性を低下させ、又クリーニングブレー
ドの摩耗も増大し、クリーニング不良も発生しやすくな
る。より好ましい疎水化度は65%以上、最も好ましく
は70%以上である。
【0025】疎水化度を表すメタノールウェッタビリテ
ィとは、メタノールに対するシリカ微粉末の濡れ性を評
価するものである。濡れ性の測定は以下の方法で行う。
内容量250mLのビーカーに入れた蒸留水50mL
に、測定対象のシリカ微粉末を0.2g添加して撹拌す
る。次にメタノールを先端が液体中に浸漬されているビ
ュレットからゆっくり撹拌した状態でシリカ微粉末の全
体が濡れるまでゆっくり滴下する。このシリカ微粉末を
完全に濡らすために必要なメタノールの量をa(mL)
とした時、下記式(1)により疎水化度を算出する。
【0026】 式(1) 疎水化度=a/(a+50)×100 上記疎水性シリカは、公知の湿式法もしくは乾式法で生
成されたシリカ粉末をを疎水化することにより得られ
る。特に乾式法(ケイ素化ハロゲン化合物の蒸気相酸
化)により生成されたいわゆるヒュームドシリカと称さ
れるものを疎水化剤で処理したものが、水分吸着サイト
が少なく好ましい。これは従来公知の技術によって製造
されるものである。例えば四塩化ケイ素ガスの酸水素焔
中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎とな
る反応式は次のようなものである。
【0027】 SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl 又、この製造工程において例えば、塩化アルミニウム又
は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハ
ロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金
属酸化物の複合微粉体を得ることも可能である。
【0028】シリカ粉末の疎水化処理は、シリカ微粉末
を撹拌等によりクラウド状に分散させたものに、アルコ
ール等で溶解した疎水化処理剤溶液を噴霧するか或いは
気化した疎水化処理剤を接触させて付着させる乾式処
理、又は、シリカ粉末を溶液中に分散させ、その中に疎
水化処理剤を滴下して付着させる湿式処理等の従来公知
の方法で行うことが出来る。
【0029】疎水化処理剤としては、公知の化合物を用
いることが出来、具体例を下記に挙げる。又、これらの
化合物は組み合わせて使用しても良い。
【0030】チタンカップリング剤としてはテトラブチ
ルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ
デシルベンゼンスルフォニルチタネート及びビス(ジオ
クチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネ
ート等が挙げられる。
【0031】シランカップリング剤としてはγ−(2−
アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、N−β−ビニルベンジルアミノエチル−N−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチ
ルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリ
メトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキ
シルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラ
ン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェ
ニルトリメトキシシラン及びp−メチルフェニルトリメ
トキシシラン等が挙げられる。
【0032】シリコーンオイルとしてはジメチルシリコ
ーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びアミ
ノ変性シリコーンオイル等が挙げられる。
【0033】これらの疎水化処理剤は、シリカ粉末に対
して1〜40質量%添加して被覆することが好ましく、
3〜30質量%がより好ましい。
【0034】又、上記表面疎水化剤としてハイドロジェ
ンポリシロキサン化合物を用いてもよい。該ハイドロジ
ェンポリシロキサン化合物の分子量は1000〜200
00のものが一般に入手しやすく、又、黒ポチ発生防止
機能も良好である。特にメチルハイドロジェンポリシロ
キサンを最後の表面処理に用いると良好な効果が得られ
る。
【0035】本発明では上記疎水化処理された疎水性シ
リカを有機感光体の表面層にバインダーと共に含有させ
るが表面層のシリカ粒子の割合はバインダーに対して1
〜20質量%、好ましくは2〜15質量%、最も好まし
くは2〜10質量%で使用されるのがよい。20質量%
を超えると、表面層に水分等をの吸収しやすくなり、そ
の結果トナーとの付着性が増大し、トナーの転写性やク
リーニング性を低下させやすい。一方、1質量%未満だ
とクリーニング不良や、耐摩耗性の低下を起こしやす
い。
【0036】本発明の有機感光体は十点表面粗さRzが
0.1以、上1.0μm未満である。感光体の十点表面
粗さを、上記の範囲内にし、前記したRaの表面粗さと
重畳することにより、トナーのクリーニング性が良好に
維持されると共に、ブレード捲れやブレード鳴きが防止
され、且つ感光体の耐摩耗性が改善される。
【0037】以下、本発明の表面粗さRaとRzについ
て説明する(JISB0601−2001に準じるが、
基準長カットオフ値は下記の如く規定する)。
【0038】表面粗さRa Raは粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜
き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にX軸を、縦
倍率の方向にY軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表
したときに、次の式によって求められる値をマイクロメ
ートル(μm)で表したものをいう。
【0039】Ra=1/l∫0 l|f(x)|dx lは基準長さ 本発明ではlが2.5mm、カットオフ値は0.08m
mとする。
【0040】十点表面粗さRz 本発明のRzは基準長2.5mmの距離間で上位から5
つの山頂の平均高さと、下位から5つの谷底の平均低さ
との差である。
【0041】測定機は表面粗さ計(小坂研究所社製 S
urfcorder SE−30H)で測定した。但
し、誤差範囲内で同一の結果を生じる測定器であれば、
他の測定器を用いても良い。
【0042】表面粗さの測定条件 測定速度(Drive speed:0.1mm/秒) 測定針直径(Stylus:2μm) 前記感光体の十点表面粗さRzを0.1以上、1.0μ
m未満の範囲内に制御する方法としては該感光体を構成
する導電性支持体の表面を粗らすことが効果的である。
【0043】本発明の表面粗さRaは0.02μm以
上、0.1μm未満であるが、好ましくは0.03μm
以上、0.06μm以下である。一方、Rzは0.1μ
m以上、1μm未満であるが、好ましくは0.30μm
以上、0.85μm以下である。
【0044】本発明で用いられる導電性支持体の材料と
しては、主としてアルミニウム、銅、真鍮、スチール、
ステンレス等の金属材料、その他プラスチック材料をベ
ルト状またはドラム状に成形加工したものが用いられ
る。中でもコスト及び加工性等に優れたアルミニウムが
好ましく用いられ、通常押出成型または引抜成型された
薄肉円筒状のアルミニウム素管が多く用いられる。
【0045】本発明に用いられる導電性支持体の粗面化
状態は、十点平均表面粗さRzで、0.3μmより大き
く、5.0μmを超えないものが好ましい。更に好まし
くは0.4μm以上4.0μm以下、最も好ましく0.
5μm以上2.5未満である。このような表面粗さRz
を有する導電性支持体上に中間層や感光層を塗布する事
により、表面の粗さRzを本発明内に構成することがで
きる。そして、前記した無機粒子を含有させた表面層を
有する感光層を導電性支持体上に設けることにより、前
記のRzにRaを重畳させた、即ち本発明の表面粗さR
zとRaを有する感光体を得ることができる。
【0046】前記の如く支持体の表面を荒らす方法とし
ては、切削工具などで支持体表面を削り粗面化する方法
や、微細な粒子を支持体表面に衝突させることによる、
サンドブラスト加工の方法、特開平4−204538号
に記載の氷粒子洗浄装置による加工の方法、特開平9−
236937号に記載のホーニング加工の方法がある。
また、陽極酸化法やアルマイト処理法、バフ加工法、あ
るいは、特開平4−233546号に記載のレーザ溶接
法による方法、特開平8−1502号に記載の研磨テー
プによる方法や、特開平8−1510号に記載のローラ
バニシング加工の方法等が挙げられる。しかし、支持体
の表面を荒らす方法としてはこれらに限定されるもので
はない。
【0047】図1に本発明の表面粗さを有する感光体の
表面粗さ測定データを示す。図1のX軸は測定基準長さ
方向、Y軸は表面の凹凸を示している。この図から感光
体の表面の凹凸は導電性支持体の粗さが表面に反映した
大きなうねりの上に、表面層の無機粒子による小さな凹
凸が重畳されている様子が見出される。
【0048】以上のような構成の表面層を有する有機感
光体を採用することにより、トナーとの付着性を低下さ
せ、その結果、トナーの転写性やクリーニング性を改善
すると共に、ブレードめくれや、ブレード鳴きを防止
し、且つ感光体の耐摩耗性を改善し、長期に亘り鮮鋭性
が良好な電子写真画像を提供することができる。
【0049】以下、表面層以外の本発明に適用される有
機感光体の構成について記載する。本発明において、有
機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷
発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有
機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味
し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から
構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分
子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を
全て含有する。
【0050】本発明の有機感光体の層構成は、基本的に
は導電性支持体上に電荷発生層、電荷輸送層、或いは電
荷発生・電荷輸送層(電荷発生と電荷輸送の機能を同一
層に有する層)等の感光層から構成され、その上に本発
明の膜特性を有する表面層を塗設した構成でもよいが、
最も好ましい構成としては、感光層を電荷発生層と複数
の電荷輸送層で構成し、最上層の電荷輸送層を本発明の
表面層とした構成である。
【0051】以下に本発明に用いられる具体的な感光体
の構成について記載する。 導電性支持体 本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシー
ト状或いは円筒状の導電性支持体が用いられる。
【0052】本発明の円筒状の導電性支持体とは回転す
ることによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円
筒状の支持体を意味し、真直度で0.1mm以下、振れ
0.1mm以下の範囲にある導電性の支持体が好まし
い。この真直度及び振れの範囲を超えると、良好な画像
形成が困難になる。
【0053】導電性支持体の材料としてはアルミニウ
ム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸
化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックド
ラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラ
ムを使用することができる。導電性支持体としては常温
で比抵抗103Ωcm以下が好ましい。
【0054】本発明で用いられる導電性支持体は、その
表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを
用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム
酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等
の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最
も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場
合、硫酸濃度は100〜200g/l、アルミニウムイ
オン濃度は1〜10g/l、液温は20℃前後、印加電
圧は約20Vで行うのが好ましいが、これに限定される
ものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常2
0μm以下、特に10μm以下が好ましい。
【0055】中間層 本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤ
ー機能を備えた前記した中間層を設けることが好まし
い。
【0056】本発明の中間層には前記した吸水率が小さ
いバインダー樹脂中に酸化チタンを含有させることが好
ましい。該酸化チタン粒子の平均粒径は、数平均一次粒
径で10nm以上400nm以下の範囲が良く、15n
m〜200nmが好ましい。10nm未満では中間層に
よるモアレ発生の防止効果が小さい。一方、400nm
より大きいと、中間層塗布液の酸化チタン粒子の沈降が
発生しやすく、その結果中間層中の酸化チタン粒子の均
一分散性が悪く、又黒ポチも増加しやすい。数平均一次
粒径が前記範囲の酸化チタン粒子を用いた中間層塗布液
は分散安定性が良好で、且つこのような塗布液から形成
された中間層は黒ポチ発生防止機能の他、環境特性が良
好で、且つ耐クラッキング性を有する。
【0057】本発明に用いられる酸化チタン粒子の形状
は、樹枝状、針状および粒状等の形状があり、このよう
な形状の酸化チタン粒子は、例えば酸化チタン粒子で
は、結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型及びアモ
ルファス型等があるが、いずれの結晶型のものを用いて
もよく、また2種以上の結晶型を混合して用いてもよ
い。その中でもルチル型で且つ粒状のものが最も良い。
【0058】本発明の酸化チタン粒子は表面処理されて
いることが好ましく、表面処理の1つは、複数回の表面
処理を行い、かつ該複数回の表面処理の中で、最後の表
面処理が反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行
うものである。また、該複数回の表面処理の中で、少な
くとも1回の表面処理がアルミナ、シリカ、及びジルコ
ニアから選ばれる少なくとも1種類以上の表面処理を行
い、最後に反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を
行うことが好ましい。
【0059】尚、アルミナ処理、シリカ処理、ジルコニ
ア処理とは酸化チタン粒子表面にアルミナ、シリカ、或
いはジルコニアを析出させる処理を云い、これらの表面
に析出したアルミナ、シリカ、ジルコニアにはアルミ
ナ、シリカ、ジルコニアの水和物も含まれる。又、反応
性有機ケイ素化合物の表面処理とは、処理液に反応性有
機ケイ素化合物を用いることを意味する。
【0060】この様に、酸化チタン粒子の様な酸化チタ
ン粒子の表面処理を少なくとも2回以上行うことによ
り、酸化チタン粒子表面が均一に表面被覆(処理)さ
れ、該表面処理された酸化チタン粒子を中間層に用いる
と、中間層内における酸化チタン粒子等の酸化チタン粒
子の分散性が良好で、かつ黒ポチ等の画像欠陥を発生さ
せない良好な感光体を得ることができるのである。
【0061】上記反応性有機ケイ素化合物としては下記
一般式(1)で表される化合物が挙げられるが、酸化チ
タン表面の水酸基等の反応性基と縮合反応をする化合物
であれば、下記化合物に限定されない。
【0062】一般式(1) (R)n−Si−(X)4-n (式中、Siはケイ素原子、Rは該ケイ素原子に炭素が
直接結合した形の有機基を表し、Xは加水分解性基を表
し、nは0〜3の整数を表す。)一般式(1)で表され
る有機ケイ素化合物において、Rで示されるケイ素に炭
素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチ
ル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチ
ル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフ
チル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプ
ロピル、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−
メタアクリロキシプロピルの含(メタ)アクリロイル
基、γ−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシプ
ロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニ
ル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メル
カプト基、γ−アミノプロピル、N−β(アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロ
プロピル、1,1,1−トリフロオロプロピル、ノナフ
ルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハ
ロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げ
られる。また、Xの加水分解性基としてはメトキシ、エ
トキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基
が挙げられる。
【0063】また、一般式(1)で表される有機ケイ素
化合物は、単独でも良いし、2種以上組み合わせて使用
しても良い。
【0064】また、一般式(1)で表される有機ケイ素
化合物の具体的化合物で、nが2以上の場合、複数のR
は同一でも異なっていても良い。同様に、nが2以下の
場合、複数のXは同一でも異なっていても良い。又、一
般式(1)で表される有機ケイ素化合物を2種以上を用
いるとき、R及びXはそれぞれの化合物間で同一でも良
く、異なっていても良い。
【0065】又、表面処理に用いる好ましい反応性有機
ケイ素化合物としてはポリシロキサン化合物が挙げられ
る。該ポリシロキサン化合物の分子量は1000〜20
000のものが一般に入手しやすく、又、黒ポチ発生防
止機能も良好である。
【0066】特にメチルハイドロジェンポリシロキサン
を最後の表面処理に用いると良好な効果が得られる。
【0067】感光層 電荷発生層 電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。そ
の他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他
添加剤を含有しても良い。本発明の有機感光体には、電
荷発生物質として、例えば、他のフタロシアニン顔料、
アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを単独
で或いは併用して用いることができる。
【0068】電荷発生層にCGMの分散媒としてバイン
ダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用
いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマ
ール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコー
ン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ
る。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バイン
ダー樹脂100質量部に対し20〜600質量部が好ま
しい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用
に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の
膜厚は0.1μm〜2μmが好ましい。
【0069】電荷輸送層 本発明の電荷輸送層は複数の電荷輸送層の構成を有す
る。最上層の電荷輸送層を表面層としたの構成を採用す
ることが好ましい。
【0070】電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及
びCTMを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。
その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤
を含有しても良い。
【0071】電荷輸送物質(CTM)としては公知の電
荷輸送物質(CTM)を用いることができる。例えばト
リフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル
化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用
いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当な
バインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。これら
の中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくで
きるCTMは高移動度で、且つ組み合わされるCGMと
のイオン化ポテンシャル差が0.5(eV)以下の特性
を有するものであり、好ましくは0.30(eV)以下
である。
【0072】CGM、CTMのイオン化ポテンシャルは
表面分析装置AC−1(理研計器社製)で測定される。
【0073】電荷輸送層(CTL)に用いられるバイン
ダー樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの
樹脂かを問わない。例えばポリスチレン、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウ
レタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、
メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位構造
のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂。又これらの絶縁
性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子
有機半導体が挙げられる。これらの中で吸水率が小さ
く、CTMの分散性、電子写真特性が良好なポリカーボ
ネート樹脂が最も好ましい。
【0074】バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合
は、バインダー樹脂100質量部に対し50〜200質
量部が好ましい。
【0075】又、複数の電荷輸送層の膜厚の合計は10
〜50μmが好ましい。膜厚が10μm未満だと帯電電
位が不十分になりやすく、50μmを超えると、鮮鋭性
が劣化しやすい。
【0076】中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層形
成に用いられる溶媒又は分散媒としては、n−ブチルア
ミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパ
ノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジ
アミン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロ
ヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホ
ルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,
2−ジクロロプロパン、1,1,2−トリクロロエタ
ン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキ
ソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノ
ール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジ
メチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられ
る。本発明はこれらに限定されるものではないが、ジク
ロロメタン、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケ
トン等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単
独或いは2種以上の混合溶媒として用いることもでき
る。
【0077】次に有機感光体を製造するための塗布加工
方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型
塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の上層側の
塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又、均一
塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型
(円形スライドホッパ型がその代表例)塗布等の塗布加
工方法を用いるのが好ましい。なお保護層は前記円形量
規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。前記円
形量規制型塗布については例えば特開昭58−1890
61号公報に詳細に記載されている。
【0078】次に、本発明の画像形成装置について説明
する。図2は本発明の画像形成方法の1例としての画像
形成装置の断面図である。
【0079】図2に於いて50は像担持体である感光体
ドラム(感光体)で、有機感光層をドラム上に塗布し、
その上に本発明の樹脂層を塗設した感光体で、接地され
て時計方向に駆動回転される。52はスコロトロンの帯
電器(帯電手段)で、感光体ドラム50周面に対し一様
な帯電をコロナ放電によって与えられる。この帯電器5
2による帯電に先だって、前画像形成での感光体の履歴
をなくすために発光ダイオード等を用いた帯電前露光部
51による露光を行って感光体周面の除電をしてもよ
い。
【0080】感光体への一様帯電の後、像露光手段とし
ての像露光器53により画像信号に基づいた像露光が行
われる。この図の像露光器53は図示しないレーザダイ
オードを露光光源とする。回転するポリゴンミラー53
1、fθレンズ等を経て反射ミラー532により光路を
曲げられた光により感光体ドラム上の走査がなされ、静
電潜像が形成される。
【0081】ここで本発明の反転現像プロセスとは帯電
器52により、感光体表面を一様に帯電し、像露光が行
われた領域、即ち感光体の露光部電位(露光部領域)を
現像工程(手段)により、顕像化する画像形成方法であ
る。一方未露光部電位は現像スリーブ541に印加され
る現像バイアス電位により現像されない。
【0082】その静電潜像は次いで現像手段としての現
像器54で現像される。感光体ドラム50周縁にはトナ
ーとキャリアとから成る現像剤を内蔵した現像器54が
設けられていて、マグネットを内蔵し現像剤を保持して
回転する現像スリーブ541によって現像が行われる。
現像器54内部は現像剤攪拌搬送部材544、543、
搬送量規制部材542等から構成されており、現像剤は
攪拌、搬送されて現像スリーブに供給されるが、その供
給量は該搬送量規制部材542により制御される。該現
像剤の搬送量は適用される有機電子写真感光体の線速及
び現像剤比重によっても異なるが、一般的には20〜2
00mg/cm2の範囲である。
【0083】現像剤は、例えば前述のフェライトをコア
としてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャ
リアと、前述のスチレンアクリル系樹脂を主材料として
カーボンブラック等の着色剤と荷電制御剤と本発明の低
分子量ポリオレフィンからなる着色粒子に、シリカ、酸
化チタン等を外添したトナーとからなるもので、現像剤
は搬送量規制部材によって層厚を規制されて現像域へと
搬送され、現像が行われる。この時通常は感光体ドラム
50と現像スリーブ541の間に直流バイアス、必要に
応じて交流バイアス電圧をかけて現像が行われる。ま
た、現像剤は感光体に対して接触あるいは非接触の状態
で現像される。感光体の電位測定は電位センサー547
を図2のように現像位置上部に設けて行う。
【0084】記録紙Pは画像形成後、転写のタイミング
の整った時点で給紙ローラー57の回転作動により転写
域へと給紙される。
【0085】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム50の周面に転写電極(転写手段:転
写器)58が作動し、給紙された記録紙Pにトナーと反
対極性の帯電を与えてトナーを転写する。
【0086】次いで記録紙Pは分離電極(分離器)59
によって除電がなされ、感光体ドラム50の周面により
分離して定着装置60に搬送され、熱ローラー601と
圧着ローラー602の加熱、加圧によってトナーを溶着
したのち排紙ローラー61を介して装置外部に排出され
る。なお前記の転写電極58及び分離電極59は記録紙
Pの通過後、一次作動を中止し、次なるトナー像の形成
に備える。図2では転写電極58にコロトロンの転写帯
電極を用いている。転写電極の設定条件としては、感光
体のプロセススピード(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、転写電流としては+
100〜+400μA、転写電圧としては+500〜+
2000Vを設定値とすることができる。
【0087】一方記録紙Pを分離した後の感光体ドラム
50は、クリーニング器(クリーニング手段)62のブ
レード621の圧接により残留トナーを除去・清掃し、
再び帯電前露光部51による除電と帯電器52による帯
電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。
【0088】尚、70は感光体、帯電器、転写器、分離
器及びクリーニング器が一体化されている着脱可能なプ
ロセスカートリッジである。
【0089】本発明の有機電子写真感光体は電子写真複
写機、レーザプリンター、LEDプリンター及び液晶シ
ャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適応する
が、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記
録、軽印刷、製版及びファクシミリ等の装置にも幅広く
適用することができる。
【0090】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の様態はこれに限定されない。なお、文中
「部」とは「質量部」を表す。
【0091】実施例 感光体1の作製 下記の様に感光体1を作製した。
【0092】直径100mmφ、長さ346mmの円筒
形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面粗さR
z=1.5(μm)の導電性支持体を用意した。
【0093】 〈中間層〉 チタンキレート化合物(TC−750 松本製薬製) 30部 シランカップリング剤(KBM−503 信越化学社製) 17部 2−プロパノール 150部 上記中間層塗布液を用いて前記導電性支持体上に、乾燥
膜厚0.5μmとなるよう塗布した。
【0094】 〈電荷発生層〉 Y型チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、ブ ラッグ角2θ(±0.2)の27.2度に最大ピークを有するチタニルフタロシ アニン) 60部 シリコーン変性ブチラール樹脂(X−40−1211M:信越化学社製) 700部 2−ブタノン 2000部 を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発
生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に
浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層
を形成した。
【0095】 〈電荷輸送層〉 電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4′′−(α−フェニルスチリル)トリ フェニルアミン) 225部 ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部 酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部 ジクロロメタン 2000部 シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部 を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この
塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で乾燥膜厚2
0μmの電荷輸送層を形成した。
【0096】 〈表面層〉 電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4′′−(α−フェニルスチリル)トリ フェニルアミン) 225部 ポリカーボネート(TS2050:帝人化成社製) 300部 疎水性シリカ(ジメチルシリコーン処理、数平均粒径:60nm) 60部 酸化防止剤(LS2626:三共社製) 6部 1,3−ジオキソラン 2000部 シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部 を混合し、超音波を照射できる循環分散装置にて循環分
散を行い、表面層塗布液を調製した。この塗布液を前記
電荷輸送層の上に円型量規制型塗布法により乾燥膜厚5
μmになるように塗布し、110℃で70分間の乾燥を
行い、感光体1を作製した。
【0097】感光体2〜16の作製 感光体1において支持体の表面粗さRz、表面層のシリ
カの平均粒径及び添加量を変化させた他は感光体1と同
様にして表1の感光体2〜16を作製した。
【0098】
【表1】
【0099】評価 感光体の表面粗さRa及びRzの測定 感光体の表面粗さRa及びRzは前記に記した方法で評
価した。
【0100】画像評価 評価機としてコニカ社製デジタル複写機Konica7
075(コロナ帯電、レーザ露光、反転現像、静電転
写、爪分離、ブレードクリーニング、クリーニング補助
ブラシローラー採用プロセスを有する)を用い、該複写
機に感光体1〜16を搭載し評価した。クリーニング性
及び画像評価は、画素率が7%の文字画像、人物顔写
真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあ
るオリジナル画像をA4中性紙に複写して行った。複写
条件は最も厳しいと思われる高温高湿環境(30℃、8
0%RH)にて連続20万コピー行い評価した。
【0101】評価基準 画像濃度(マクベス社製RD−918を使用して測定。
紙の反射濃度を「0」とした相対反射濃度で測定した) ◎:1.2以上:良好 ○:1.2未満〜1.0:実用上問題ないレベル ×:1.0未満:実用上問題となるレベル 鮮鋭性(20万枚コピー終了後に文字画像で鮮鋭性を評
価) 3ポイント、5ポイントの文字画像を形成し、下記の判
断基準で評価した。
【0102】◎:3ポイント、5ポイントとも明瞭であ
り、容易に判読可能 ○:3ポイントは一部判読不能、5ポイントは明瞭であ
り、容易に判読可能 ×:3ポイントは殆ど判読不能、5ポイントも一部ある
いは全部が判読不能 トナーの転写性(20万枚コピー終了後、感光体上に6
0mg/cm2の画像を形成し、転写紙に転写された単
位面積当たりの付着量(fmg/cm2)を測定し、以
下の計算により転写率を算定した。) トナーの転写率=(f/60)×100 ◎:トナーの転写率85%以上:良好 ○:トナーの転写率65〜84%:実用上問題ないレベ
ル ×:トナーの転写率64%以下:実用上問題となるレベ
ル クリーニング性(10万及び20万コピー終了後にA3
紙に連続10枚複写を行い、ベタ白部でのクリーニング
不良の発生の有無で判定) ◎:20万枚まですり抜け発生なし ○:10万枚まですり抜け発生なし ×:10万枚未満ですり抜け発生 ブレード捲れ(20万枚コピー中の発生で判定) ◎:20万枚まで発生なし ○:15万枚まで発生なし ×:10万枚以下で発生 ブレード鳴き(20万枚コピー中の発生で判定) ◎:20万枚まで発生なし:良好 ○:ドラム停止時に軽微なブレード鳴き発生:実用上問
題ないレベル ×:ブレード鳴き発生:実用上問題となるレベル 感光体膜厚減耗量 減耗量は実写評価開始時と20万枚コピー終了時に測定
した感光体の平均膜厚の差分を求め、膜厚減耗量とし
た。
【0103】膜厚測定法 感光層の膜厚は均一膜厚部分をランダムに10ケ所測定
し、その平均値を感光層の膜厚とする。膜厚測定器は渦
電流方式の膜厚測定器EDDY560C(HELMUT
FISCHER GMBTE CO社製)を用いて行
い、実写試験前後の感光層膜厚の差を膜厚減耗量とす
る。
【0104】その他評価条件 尚、上記konica7075を用いたその他の評価条
件は下記の条件に設定した。
【0105】帯電条件 帯電器;スコロトロン帯電器、初期帯電電位を−750
V 露光条件 露光部電位を−50Vにする露光量に設定 現像条件 DCバイアス;−550V 現像剤は、フェライトをコアとして絶縁性樹脂をコーテ
ィングしたキャリアとスチレンアクリル系樹脂を主材料
としてカーボンブラック等の着色剤と荷電制御剤と低分
子量ポリオレフィンからなる重合法で作製した体積平均
粒径7.3μmの着色粒子に、シリカ、酸化チタンを外
添したトナーの現像剤を使用した。
【0106】転写条件 転写極;コロナ帯電方式 クリーニング条件 クリーニング部に硬度70°、反発弾性65%、厚さ2
(mm)、自由長9mmのクリーニングブレードをカウ
ンター方向に線圧18(N/m)となるように重り荷重
方式で当接した。
【0107】評価結果を表2に示した。
【0108】
【表2】
【0109】表面粗さRa及びRzが本発明内の感光体
1〜5、8、10、12〜15は画像濃度、鮮鋭性、ト
ナーの転写性、クリーニング性等全ての評価項目におい
て、良好な結果を示しているが、表面粗さRzが0.0
8μmの感光体6ではクリーニング性、ブレード捲れ、
ブレード鳴き等クリーニングに関する評価が劣ってい
る。一方、表面粗さRzが1.05μmの感光体7では
クリーニング性が劣化している。又表面粗さRaが0.
012μmの感光体9及びRaが0.008μmの感光
体16はクリーニング特性に加えてトナーの転写性も低
下している。Raが0.113μmの感光体11は更に
鮮鋭性も低下していることが見出される。
【0110】
【発明の効果】実施例からも明らかなように、本発明の
構成を用いることにより、クリーニング性やブレード鳴
きが改良され、高耐久の電子写真感光体を提供すること
ができる。又、該電子写真感光体を用いた良好な電子写
真画像を達成できる画像形成方法、画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジを提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面粗さを有する感光体の表面粗さ測
定データを示す図である。
【図2】本発明の画像形成方法の1例としての画像形成
装置の断面図。
【符号の説明】
50 感光体ドラム(又は感光体) 51 帯電前露光部 52 帯電器 53 像露光器 54 現像器 541 現像スリーブ 543,544 現像剤攪拌搬送部材 547 電位センサー 57 給紙ローラー 58 転写電極 59 分離電極(分離器) 60 定着装置 61 排紙ローラー 62 クリーニング器 70 プロセスカートリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H068 AA03 AA04 AA09 AA13 AA14 AA29 AA35 AA39 AA59 BB25 CA06 FA03 FA27 FC15

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に少なくとも感光層を設
    けてなる有機感光体において、表面粗さRaが0.02
    μm以上、0.1μm未満、Rzが0.1μm以上、1
    μm未満であることを特徴とする有機感光体。
  2. 【請求項2】 導電性支持体上に少なくとも感光層を設
    けてなる有機感光体において、該有機感光体の表面層
    が、数平均粒子径1nm以上、100nm未満の無機粒
    子を含有し、且つ表面粗さRaが0.02μm以上、
    0.1μm未満、Rzが0.1μm以上、1μm未満で
    あることを特徴とする有機感光体。
  3. 【請求項3】 前記無機粒子が疎水性シリカであり、該
    疎水性シリカの疎水化度が50%以上であることを特徴
    とする請求項2に記載の有機感光体。
  4. 【請求項4】 前記感光層が複数の電荷輸送層を有し、
    且つ最上層の電荷輸送層を表面層とすることを特徴とす
    る請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機感光体。
  5. 【請求項5】 前記表面層のバインダー樹脂がポリカー
    ボネート樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の
    有機感光体。
  6. 【請求項6】 前記表面粗さRaが表面層に含有される
    無機粒子に起因し、表面粗さRzが前記導電性支持体の
    表面粗さに起因することを特徴とする請求項1〜5に記
    載の有機感光体。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6に記載の有機感光体を用い
    て、少なくとも帯電工程、像露光工程、現像工程、クリ
    ーニング工程の各工程を経て電子写真画像を形成するこ
    とを特徴とする画像形成方法。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の画像形成方法を用いて
    電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項1〜6に記載の有機感光体を用
    い、帯電器、像露光器、現像器、クリーニング器のいず
    れか1つとが一体に組み合わさっており、画像形成装置
    に出し入れ自由に設計されていることを特徴とするプロ
    セスカートリッジ。
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