JP2006064719A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源で形成された有機感光体上の静電潜像に各着色トナー像を形成し、該形成されたトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図3
Description
(請求項1)
少なくとも現像手段を有する画像形成ユニットを複数有し、該複数の画像形成ユニット毎の着色を変えたトナーを用いて、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源で形成された有機感光体上の静電潜像に各着色トナー像を形成し、該形成されたトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成装置。
(請求項2)
少なくとも有機感光体、帯電手段、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源を有する露光手段、現像手段及び転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて有機感光体上に形成された各着色トナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成装置。
(請求項3)
少なくとも現像手段を有する画像形成ユニットを複数有し、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源で形成された有機感光体上の静電潜像に各着色トナー像を形成し、該形成されたトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、且つ水に対する接触角が90°以上であり、接触角のばらつきが±2.0°以下であることを特徴とする画像形成装置。
(請求項4)
少なくとも有機感光体、帯電手段、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源を有する露光手段、現像手段及び転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて有機感光体上に形成された各着色トナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、且つ水に対する接触角が90°以上であり、接触角のばらつきが±2.0°以下であることを特徴とする画像形成装置。
(請求項5)
前記表面層のバインダー樹脂の少なくとも1つがシロキサン変成ポリカーボネートであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項6)
前記表面層が酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項7)
前記有機感光体が導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層を積層した構成を有し、該複数の電荷輸送層の1つが表面層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項8)
前記導電性支持体と電荷発生層の間に、N型半導性粒子を含有する中間層を有することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
(請求項9)
前記N型半導性粒子が金属酸化物であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
(請求項10)
前記N型半導性粒子が酸化チタン又は酸化亜鉛であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
(請求項11)
前記酸化チタンがルチル型酸化チタン顔料又はアナターゼ型酸化チタン顔料であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
(請求項12)
前記N型半導性粒子が表面処理を施されていることを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項13)
前記中間層がポリアミド樹脂のバインダーを含有することを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項14)
前記ポリアミド樹脂が融解熱0〜40J/gで、且つ吸水率5質量%以下であることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
(請求項15)
前記中間層のバインダー樹脂とN型半導性粒子の体積比はバインダー樹脂を1とした時、N型半導性粒子が1〜2であることを特徴とする請求項13又は14に記載の画像形成装置。
(請求項16)
請求項1〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置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方法。
また、表面層の水に対する接触角が90°未満では、感光体を繰り返し使用中に、トナーの一次転写性が変化しやすく、本発明の画像形成装置に用いると色ずれが発生しやすい。又、トナー中のシリカ等の無機外添剤の付着が多くなり、ダッシュマークが発生しやすい。又、クリーニングブレード等の感光体の接触部材との摩擦抵抗も大きく、擦過による摩耗が大きくなり、筋状の画像ムラが発生し、色ずれが発生しやすい。より好ましい接触角は95°以上120°以下である。120°より接触角を大きくしようとすると、表面層中に含フッ素樹脂微粒子の含有量が高く成りすぎ、表面層が柔らくなり、擦り傷が発生しやすく、画像ムラも発生しやすい。又、表面層の接触角のばらつきが±2.0°より大きいと、表面層の含フッ素樹脂微粒子の分散性が不均一となっており、トナー中の或いは紙粉中の無機成分、例えばトナー中のシリカや酸化チタン等の無機外添剤や紙粉中のタルク成分等が表面層に埋め込まれて、ダッシュマークや色ずれが発生しやすい。接触角のばらつきは±1.7°以下がより好ましい。
本発明で云う接触角とは感光体表面への純水に対する接触角を云う。感光体の接触角は純水に対する接触角を接触角計(CA−DT・A型:協和界面科学社製)を用いて20℃50%RHの環境下で測定する。
出力:50kV,150mA
モノクロメータ:グラファイト
線源:CuKα(0.154184nm)
走査範囲:3°≦2θ≦60°
走査方法:θ−2θ
走査速度:2°/min
含フッ素樹脂微粒子の構成材料は含フッ素重合性モノマーの単独重合体または共重合体、または含フッ素重合性モノマーとフッ素フリー重合性モノマーとの共重合体である。含フッ素重合性モノマーは一般式(1);
1)導電性支持体上に感光層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した構成
2)導電性支持体上に感光層として電荷発生層、第1電荷輸送層および第2電荷輸送層を順次積層した構成;
3)導電性支持体上に感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層を形成した構成;
4)導電性支持体上に感光層として電荷輸送層および電荷発生層を順次積層した構成;
5)上記1)〜5)の感光体の感光層上にさらに表面保護層を形成した構成。
本発明に係わる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。
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中間層を設けることもできる。
(電荷発生層)
本発明に係わる有機感光体には、電荷発生物質として350nm〜500nmの波長領域に高感度特性を有する電荷発生物質(CGM)を用いることが好ましい。このような電荷発生物質としてはアゾ顔料、ペリレン顔料、多感キノン顔料等が好ましく用いられる。又、これらの顔料を併用して用いることができる。本発明に好ましく用いられる顔料化合物を下記に例示する。
前記したように、本発明では電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成し、且つ最上層の電荷輸送層にフッ素系樹脂粒子を含有させた構成が好ましい。
下記の様に感光体1を作製した。
〈中間層〉
下記中間層分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター)し、中間層塗布液を作製した。
無機粒子:酸化チタン(数平均一次粒径35nm:シリカ・アルミナ処理及びメチルハイドロジェンポリシロキサン処理の酸化チタン) 3部
メタノール 10部
を混合し、分散機としてサンドミルを用い、バッチ式で10時間の分散を行い、中間層分散液を作製した。
電荷発生物質(CGM):前記CGM−1 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(v/v) 300部
上記組成物を混合し、サンドミルを用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.5μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(前記CTM−4) 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1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塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚10.0μmの電荷輸送層1を形成した。
PTFE粒子(平均一次粒径0.12μmおよび結晶化度91.3のPTFE粒子)を250℃で40分間加熱処理し、結晶化度を82.8にしたPTFE粒子を用い、下記のPTFE粒子分散液を調製した。
トルエン 600部
フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)15部を混合した後ガラスビーズを用いたサンドグラインダー((株)アメックス製)にて分散し、PTFE粒子分散液を調製した。
PTFE粒子分散液 815部
電荷輸送物質(前記CTM−4) 150部
シロキサン変性ポリカーボネート樹脂(PC−1) 150部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 150部
酸化防止剤(例示化合物2−1) 12部
THF:テトラヒドロフラン 2800部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 4部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層1の上に円形スライドホッパ型塗布機で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚2.0μmの電荷輸送層2を形成し、感光体1を作製した。
感光体1の作製において、電荷輸送層1の膜厚、電荷輸送層2(CTL2)のフッ素系樹脂粒子の種類と添加量を表1のように変化させた以外は感光体1と同様にして感光体2〜12を作製した。
感光体1の作製において、電荷輸送層塗布液2の塗布を円形スライドホッパ型塗布装置に変えて、基本的に特開平9−304949号公報に記載の構造を有し、多数本同時塗布できる浸積塗布装置を用いて塗布した他は感光体1と同様にして感光体13を作製した。
PTFE、Hは下記のフッ素系樹脂微粒子を示す。
H:三フッ化エチレン−四フッ化エチレンの共重合樹脂粒子
塗布装置欄の
*1は円形スライドホッパ型塗布装置
*2は浸積塗布装置を表す
又、表1中の接触角及び接触角のバラツキは前記した方法で測定し、接触角のバラツキは絶対値で表示した。
上記で得られた各感光体を、基本的に図3で示した構造を有する中間転写体を有するデジタル複写機を用いて、べた画像やハーフトーン画像が混在するカラー画像を1万プリント印刷し、評価した。(複数の感光体上に着色を変えたトナー像を形成し、中間転写体上に転写してカラー画像を形成する方式(タンデム型)での画質評価)
プロセス条件
画像形成のライン速度L/S:180mm/s
上記各感光体1〜13を各々4本(感光体1Y、1M、1C及び1Bk用に4本)用いた。
現像:各現像手段(4Y、4M、4C、4Br)に用いるイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーには、各々平均粒径4.5μmで、0.3μmの疎水性酸化チタン及び15nmの疎水性シリカの外添剤を含有した重合トナーを用いた二成分現像剤を用いた。反転現像法
中間転写体:シームレスの無端ベルト状中間転写体70を用い、半導電樹脂製のベルトで体積抵抗率が1×108Ω・cm、Rzが0.9μmのものを用いた。
一次転写ローラ(図1の5Y、5M、5C、5Bk(各6.05mmφ)):芯金に弾性ゴムを付した構成:表面比抵抗1×106Ω、転写電圧印加
二次転写条件
中間転写体としての無端ベルト状中間転写体70とそれを挟み込むようにバックアップローラ74と二次転写ローラ5bが配置され、バックアップローラ74の抵抗値が1×106Ωであり、二次転写手段としての二次転写ローラの抵抗値が1×106Ωであり定電流制御(約80μA)をするようにしてある。
鮮鋭性
評価スタート時に、レーザビームのスポット径を変化し、600dpi(スポット径を50nm)、1200dpi(スポット径を30nm)、2400dpi(スポット径を15nm)のハーフトーン画像を作製して評価した。
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。多数枚の印刷で残留電位が増加すると、画像濃度が低下する。各1万枚印刷後の各色のべた画像部で測定した。
○:Bk、及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が0.8以上(実用上問題なし)
×:Bk、及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の少なくとも1つの濃度が0.8未満(実用上問題あり)
ダッシュマーク
ハーフトーン画像上に周期性が感光体の周期と一致するダッシュマーク(彗星状の小さなすじ画像)の発生状況を下記の基準で判定した。
○;0.4mm以上のダッシュマークの頻度:6個/A4以上、10個/A4以下が1枚以上発生(実用上問題なし)
×;0.4mm以上のダッシュマーク画像欠陥の頻度:11個/A4以上が1枚以上発生(実用上問題有り)
画像ムラ
◎:1万枚の印刷を通して、感光体表面の傷と一致したハーフトーン画像のいずれにおいてもスジ状のムラが全く見られなかった;
○:1万枚の印刷を通して、感光体表面の一部に軽微なスジ状のムラが見られたものの、ハーフトーン画像においてはスジ状のムラが全く見られなかった;
×:1万枚の印刷中に、感光体表面の傷と一致したハーフトーン画像の全面にはっきりとしたスジ状のムラが見れた。
20℃、60%RH環境下で、連続プリントランニングを実施し、初期、及び1万プリント後の画像における二次色(レッド、グリーン、ブルー)のソリッド画像部(べた画像部)の色を「Macbeth Color−Eye7000」により測定し、CMC(2:1)色差式を用いて色差を算出した。上記二次色の中で最も色差の大きいものを選び出し、CMC(2:1)色差式で求められた色差が、5以下のものを許容範囲内のものとし、下記の基準で評価した。
○:色差が3以上5未満(実用上問題なし)
×:色差が5以上(実用上問題有り)
結果を表2に記す。
基本的に図4で示した構造を有する中間転写体を有するデジタル複写機を用いて評価した。(1つの感光体上に着色を変えたトナー像を形成し、これらのトナー像を順次中間転写体上に転写してカラー画像を形成する方式での画質評価)
得られた感光体を市販のカラープリンターmagicolor2300DeskLaser(ミノルタキューエムエス社製)に搭載し、低温低湿(LL:10℃20%RH)で耐久試験を行った。詳しくは、画素率が7%の文字画像、ハーフトーン画像、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にある画像画像を計1万枚印刷し、スタート時及び1万枚印刷後に評価した。評価項目と評価基準を以下に示す。
露光器:半導体レーザ(発振波長;405nm)
現像:各現像手段(4Y、4M、4C、4Br)に用いるイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーには、各々平均粒径4.5μmで、0.3μmのチタン酸ストロンチウム及び15nmの疎水性シリカの外添剤を含有した非磁性重合トナーを用いた。反転現像法。
クリーニング:クリーニングブレード
定着:加熱定着
プロセススピード:100mm/sec
評価項目及び評価基準は《評価1》と同様に行った結果、各感光体1〜13の評価結果は、《評価1》とほぼ同様な結果が得られた。
前記評価2の評価条件で、露光器の半導体レーザを発光ダイオード(発振波長:430nm)に変更した以外は評価2と同様にして評価した。発光ダイオードを像露光光源として用いても、評価結果はほぼ評価2と同様であった。
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質をCGM−1から表3に記載の如くCGM−2、CGM−3、CGM−4、CGM−1に変更し、電荷輸送層1及び電荷輸送層2の電荷輸送物質もCTM−4から表3に記載の如くCTM−1、CTM−2、CTM−3、CTM−5に変更した以外は同様にして感光体14〜17を作製した。これら感光体14〜17の接触角及び接触角のバラツキの測定結果(接触角のバラツキは絶対値で表示)は表3のような結果が得られた。
前記評価1の評価条件で、露光器の半導体レーザの発振波長を(発振波長:480nm)に変更した以外は評価1と同様にして感光体14〜17を評価した。感光体14〜17の評価結果を表4に示す。
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
5b 二次転写ローラ(二次転写手段)
5Y、5M、5C、5Bk 一次転写ローラ(一次転写手段)
6b、6Y、6M、6C、6Bk クリーニング手段
7 無端ベルト状中間転写体ユニット
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成部(画像形成ユニット)
61 ブレード
62 ブラケット
63 支軸
70 無端ベルト状中間転写体
Claims (16)
- 少なくとも現像手段を有する画像形成ユニットを複数有し、該複数の画像形成ユニット毎の着色を変えたトナーを用いて、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源で形成された有機感光体上の静電潜像に各着色トナー像を形成し、該形成されたトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも有機感光体、帯電手段、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源を有する露光手段、現像手段及び転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて有機感光体上に形成された各着色トナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも現像手段を有する画像形成ユニットを複数有し、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源で形成された有機感光体上の静電潜像に各着色トナー像を形成し、該形成されたトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、且つ水に対する接触角が90°以上であり、接触角のばらつきが±2.0°以下であることを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも有機感光体、帯電手段、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光光源を有する露光手段、現像手段及び転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて有機感光体上に形成された各着色トナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を記録材上に一括して再転写し、再転写されたカラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記有機感光体の表面層が平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が90%未満の含フッ素樹脂微粒子とバインダー樹脂を含有し、且つ水に対する接触角が90°以上であり、接触角のばらつきが±2.0°以下であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記表面層のバインダー樹脂の少なくとも1つがシロキサン変成ポリカーボネートであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記表面層が酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記有機感光体が導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層を積層した構成を有し、該複数の電荷輸送層の1つが表面層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記導電性支持体と電荷発生層の間に、N型半導性粒子を含有する中間層を有することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記N型半導性粒子が金属酸化物であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記N型半導性粒子が酸化チタン又は酸化亜鉛であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記酸化チタンがルチル型酸化チタン顔料又はアナターゼ型酸化チタン顔料であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記N型半導性粒子が表面処理を施されていることを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記中間層がポリアミド樹脂のバインダーを含有することを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ポリアミド樹脂が融解熱0〜40J/gで、且つ吸水率5質量%以下であることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記中間層のバインダー樹脂とN型半導性粒子の体積比はバインダー樹脂を1とした時、N型半導性粒子が1〜2であることを特徴とする請求項13又は14に記載の画像形成装置。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置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方法。
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JP2008046197A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 有機感光体及び該有機感光体を用いた画像形成装置、プロセスカートリッジ |
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2004
- 2004-08-24 JP JP2004243533A patent/JP2006064719A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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