JP5049059B2 - 電子写真感光体、並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
これらに対しては、画像形成要素の繰り返し使用における安定性は当然求められることとして、更に異常画像が発生しないということも極めて重要なことである。
しかし、これらの樹脂単独(単層)の中間層は電気抵抗が高いため、残留電位が生じ、反転現像(ネガ・ポジ現像)において画像濃度の低下が生じる。また、不純物等に起因するイオン伝導性を示すことから、低温低湿下では中間層の電気抵抗が高くなるため、残留電位が著しく上昇する。このため、中間層の厚みを薄くする必要があり、繰り返し使用後の帯電性及び帯電保持性が不十分になるという欠点がある。
しかし、これら樹脂中間層単体では、近年のレーザー光のようなコヒーレント光を使用した画像形成装置においては、モアレ画像を生じるという問題点がある。
これらのようなフィラーを分散させた中間層は、該フィラーにより中間層の電位特性を発現させるため、中間層中のフィラー量を大きくする必要がある(即ち、樹脂量を減らす必要がある)。このため、中間層の樹脂量の低下に伴って支持体との接着性が低下し、支持体と中間層の間で剥離が生じやすくなり、特に支持体がフレキシブルなベルト状構造のものではこの問題点が顕著である。
図1に示すような構成の感光体としては、上述したような支持体の欠陥をカバーするため、支持体31上に抵抗の低いフィラーを分散した導電層32を設け、該導電層32上に樹脂層33を設けたものが提案されている(例えば特許文献19〜27等参照)。これらは、本質的に下層である導電層が支持体における電極の役割を果たすため、樹脂中間層単独の構成と上述した感光体の静電的な欠点は変わらない。唯一、導電層がフィラー分散層で構成されるため、該導電層による書き込み光の散乱によりモアレ防止機能が付与される。この場合、下層が導電層であるため、感光体の帯電時には感光体表面に帯電された極性とは逆極性の電荷が下層(導電層)と上層(樹脂中間層)との界面まで到達することにより、感光体の動作が成立する。しかし、導電層の抵抗がそれほど低くない場合には、電極からの電荷注入が十分に行われず、繰り返し使用時に下層が抵抗成分となって残留電位を非常に上昇させてしまう。特に、この構成の目的の1つである支持体の欠陥のカバーを行うためには下層を十分に厚くする(10μm以上)ことが必要となる。
また、支持体上に、少なくとも導電層と、中間層と、チタニルフタロシアニン結晶を含有する感光層とをこの順に積層した感光体が提案されている(特許文献28〜30参照)。しかし、これらの提案では、チタニルフタロシアニンの結晶型、及び一次粒子サイズを適切にコントロールしないと、熱キャリアの影響による地汚れの発生を低減できるものではなかった。
しかし、前記地汚れ発生の原因は、支持体から感光層への電荷(正孔)注入だけでなく、感光層における熱キャリア発生の影響も無視できない。このため、電荷発生層に使用する電荷発生物質及びその粒子状態をコントロールしないと、繰り返し使用時における地汚れの発生は完全に制御できないものである。
<1> 支持体と、該支持体上に、少なくとも電荷ブロッキング層、モアレ防止層、及び感光層をこの順に有してなり、
前記感光層が少なくともチタニルフタロシアニン結晶を含有し、該チタニルフタロシアニン結晶がCuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有することを特徴とする電子写真感光体である。
<2> 感光層が、電荷発生層と電荷輸送層の積層構造からなる前記<1>に記載の電子写真感光体である。
<3> 電荷ブロッキング層が少なくとも絶縁性材料を含有し、該電荷ブロッキング層の厚みが2.0μm未満である前記<1>から<2>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<4> 絶縁性材料が、N−メトキシメチル化ナイロンである前記<3>に記載の電子写真感光体である。
<5> モアレ防止層が少なくとも無機顔料及びバインダー樹脂を含有し、両者の容積比(無機顔料/バインダー樹脂)が1/1〜3/1である前記<1>から<4>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<6> バインダー樹脂が、熱硬化性樹脂である前記<5>に記載の電子写真感光体である。
<7> 熱硬化性樹脂が、アルキッド樹脂とメラミン樹脂との混合物である前記<6>に記載の電子写真感光体である。
<8> アルキッド樹脂とメラミン樹脂との混合質量比(アルキッド樹脂/メラミン樹脂)が、5/5〜8/2である前記<7>に記載の電子写真感光体である。
<9> 無機顔料が酸化チタンである前記<5>から<8>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<10> 酸化チタンが平均粒径の異なる2種類の酸化チタンであり、これらのうち、平均粒径の大きい方の酸化チタン(T1)の平均粒径(D1)とし、平均粒径の小さい方の酸化チタン(T2)の平均粒径を(D2)とすると、次式、0.2<(D2/D1)≦0.5の関係を満たす前記<9>に記載の電子写真感光体である。
<11> 平均粒径の小さい方の酸化チタン(T2)の平均粒径(D2)が、0.05μm<D2<0.2μmである前記<10>に記載の電子写真感光体である。
<12> 平均粒径の異なる2種の酸化チタンの混合質量比が、0.2≦T2/(T1+T2)≦0.8である前記<10>から<11>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<13> チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を結晶変換処理して得られる前記<1>から<12>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<14> 結晶変換処理が、有機溶媒による処理により行われる前記<13>に記載の電子写真感光体である。
<15> 結晶変換処理に使用する有機溶媒が、ケトン系溶媒及びエーテル系溶媒の少なくともいずれかを含む前記<14>に記載の電子写真感光体である。
<16> 結晶変換処理の際に、機械的エネルギーが印加される前記<13>から<15>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<17> CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶が、
CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも7.0°〜7.5゜に最大回折ピークを有する不定形チタニルフタロシアニンを、水の存在下で有機溶媒により結晶変換されたものである前記<13>から<16>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<18> 不定形チタニルフタロシアニンにおける7.0°〜7.5゜の回折ピークの半値巾が1゜以上である前記<17>に記載の電子写真感光体である。
<19> 有機溶媒が、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、トルエン、塩化メチレン、二硫化炭素、オルトジクロロベンゼン及び1,1,2−トリクロロエタンから選択される少なくとも1種を含む前記<17>から<18>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<20> 不定形チタニルフタロシアニンが、ハロゲン化チタンを用いずに合成されたものである前記<17>から<19>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<21> 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、前記<1>から<20>のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置である。
<22> 少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する画像形成要素が複数配列されたタンデム型である前記<21>に記載の画像形成装置である。
<23> 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段とを有するプロセスカートリッジが画像形成装置本体に着脱可能である前記<21>から<22>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<24> 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記電子写真感光体が、前記<1>から<20>のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
<25> 電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記電子写真感光体が、前記<1>から<20>のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成方法である。
前記感光層が少なくともチタニルフタロシアニン結晶を含有し、該チタニルフタロシアニン結晶がCuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有する。
本発明の電子写真感光体においては、電荷ブロッキング層とモアレ防止層及び特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する感光層をこの順に積層してなるので、繰り返し使用時における地汚れ発生の低減、残留電位の防止、接触帯電手段又は近接配置した帯電手段による帯電に際して絶縁破壊の発生を低減できる。
本発明の画像形成装置においては、前記電子写真感光体として本発明の前記電子写真感光体を用いているので、繰り返し画像形成時における、地汚れの発生及び濃度低下といったネガ・ポジ現像使用時の最大の課題を解決することができる。
本発明のプロセスカートリッジにおいては、前記電子写真感光体として本発明の前記電子写真感光体を用いているので、繰り返し画像形成時における、地汚れの発生及び濃度低下といったネガ・ポジ現像使用時の最大の課題を解決することができ、取り扱い性に優れたものである。
本発明の電子写真感光体は、支持体と、該支持体上に、少なくとも電荷ブロッキング層、モアレ防止層、及び感光層をこの順に有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
第2形態では、支持体と、該支持体上に、電荷ブロッキング層、モアレ防止層、特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する電荷発生層、及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層がこの順に積層された構成である。
図3は、本発明の電子写真感光体の一例を示す概略断面図であり、支持体31と、該支持体上に、電荷ブロッキング層35、モアレ防止層36、及び特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する感光層34がこの順に積層された構成をとっている。
図4は、本発明の電子写真感光体の他の一例を示す概略断面図であり、支持体31と、該支持体上に、電荷ブロッキング層35、モアレ防止層36、特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する電荷発生層37、及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層38がこの順に積層された構成をとっている。
図5は、本発明の電子写真感光体の更に他の一例を示す概略断面図であり、支持体31と、該支持体上に、電荷ブロッキング層35、モアレ防止層36、特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する電荷発生層37、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層38、及び保護層39がこの順に積層された構成をとっている。
なお、図示を省略しているが、図3の感光層34上に保護層を設けても構わない。
前記支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着法又はスパッタリング法により、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板、又はこれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化した後、切削、仕上げ、研摩等の表面処理した管などが挙げられる。更に、特開昭52−36016号公報に記載されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも支持体として用いることができる。
これらの中でも、陽極酸化皮膜処理を簡便に行うことのできるアルミニウムからなる円筒状支持体が特に好ましい。
前記陽極酸化皮膜は、各種金属、各種合金を電解質溶液中で陽極酸化処理したものである。これらの中でも、反転現像(ネガ・ポジ現像)に用いた際に発生する点欠陥(黒ポチ、地汚れ)を防止できる点から、アルミニウム又はアルミニウム合金を電解質溶液中で陽極酸化処理を行ったアルマイトと呼ばれる被膜が本発明に用いる感光体としては特に好ましい。
このように作製される陽極酸化皮膜は、多孔質であり、かつ絶縁性が高いため、表面が非常に不安定な状況である。このため、作製後の経時変化が存在し、陽極酸化皮膜の物性値が変化しやすい。これを回避するため、陽極酸化皮膜を更に封孔処理することが好ましい。
前記封孔処理としては、例えばフッ化ニッケル、酢酸ニッケルを含有する水溶液中に陽極酸化皮膜を浸漬する方法、陽極酸化皮膜を沸騰水に浸漬する方法、加圧水蒸気により処理する方法などがある。これらの中でも、酢酸ニッケルを含有する水溶液に浸漬する方法が特に好ましい。
前記洗浄は、純水1回の洗浄でも構わないが、通常は多段階の洗浄を行うことが好ましい。この際、最終の洗浄液が可能な限りきれい(脱イオンされた)なものであることが好ましい。また、多段階の洗浄工程のうち1段階の洗浄工程に接触部材による物理的なこすり洗浄を施すことが好ましい。
以上のようにして形成される陽極酸化皮膜の厚みは、5μm〜15μmが好ましい。前記厚みが、5μm未満であると、陽極酸化皮膜としてのバリア性の効果が十分でないことがあり、15μmを超えると、電極としての時定数が大きくなりすぎて、残留電位の発生及び感光体のレスポンスが低下することがある。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、などが挙げられる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエン、などが挙げられる。
前記電荷ブロッキング層は、感光体の帯電時に電極(支持体)に誘起される逆極性の電荷が、支持体から感光層に注入するのを防止する機能を有する層である。負帯電の場合には正孔注入防止機能、正帯電の場合には電子注入防止機能を有する。
前記電荷ブロッキング層としては、酸化アルミニウム層に代表される陽極酸化被膜、SiOに代表される無機系の絶縁層、特開平3−191361号公報に記載されるような金属酸化物のガラス質ネットワークから形成される層、特開平3−141363号公報に記載されるようなポリフォスファゼンからなる層、特開平3−101737号公報に記載されるようなアミノシラン反応生成物からなる層、N−メトキシメチル化ナイロン等の絶縁性材料からなる層、硬化性の結着樹脂からなる層などが挙げられる。これらの中でも、湿式塗工法で形成可能なN−メトキシメチル化ナイロン等の絶縁性材料からなる層、硬化性結着樹脂からなる層が特に好ましい。
具体的には、前記電荷ブロッキング層は、少なくとも結着樹脂を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂;熱硬化性樹脂(例えば、活性水素(−OH基、−NH2基、−NH基等の水素原子)を複数個含有する化合物と、イソシアネート基を複数個含有する化合物と、エポキシ基を複数個含有する化合物とを熱重合させた熱硬化性樹脂等)、などが挙げられる。
前記活性水素を複数個含有する化合物としては、例えばポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール;ヒドロキシエチルメタアクリレート基等の活性水素を含有するアクリル系樹脂、などが挙げられる。
前記イソシアネート基を複数個含有する化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等と、これらのプレポリマー、などが挙げられる。
前記エポキシ基を複数個含有する化合物としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、などが挙げられる。
これらの中でも、成膜性、環境安定性、溶剤耐性などの点から、ポリアミド樹脂が特に好ましい。
また、整流性のある導電性高分子、帯電極性に合わせてアクセプター(ドナー)性の樹脂、又は化合物などを加えて、支持体からの電荷注入を制抑する機能などを持たせてもよい。
前記モアレ防止層は、レーザー光のようなコヒーレント光による書き込みを行う際に、感光層内部での光干渉によるモアレ像の発生を防止する機能を有する層である。基本的には、前記書き込み光の光散乱を起こす機能を有する。
このような機能を発現するため、前記モアレ防止層は屈折率の大きな材料を含有することが好ましく、一般には、無機顔料と、バインダー樹脂とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記無機顔料としては、白色顔料が好適に使用され、例えば、酸化チタン、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、などが挙げられる。これらの中でも、隠蔽力の大きな酸化チタンが特に好ましい。
前記バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂が好適であり、アルキッド樹脂とメラミン樹脂の混合物が特に好ましい。この場合、前記アルキッド樹脂と前記メラミン樹脂の混合質量比は、モアレ防止層の構造及び特性を決定する重要な因子である。
前記アルキッド樹脂と前記メラミン樹脂との混合質量比(アルキッド樹脂/メラミン樹脂)は、5/5〜8/2が好ましい。前記混合質量比が5/5よりもメラミン樹脂がリッチであると、熱硬化の際に体積収縮が大きくなり塗膜欠陥を生じやすくなったり、感光体の残留電位が大きくなりすぎることがある。一方、前記混合質量比が8/2よりもアルキッド樹脂がリッチであると、感光体の残留電位低減には効果があるものの、バルク抵抗が低くなりすぎて地汚れが悪くなることがある。
ここで、前記平均粒径は、例えば水系で強分散を行ったときに得られる粒度分布測定から求めることができる。
また、2種の酸化チタンの混合質量比も重要な因子であり、混合質量比〔T2/(T1+T2)〕が0.2よりも小さい場合には、酸化チタンの充填率がそれほど大きくなく、地汚れ抑制効果が十分に発揮できない。一方、混合質量比〔T2/(T1+T2)〕が0.8を超えると、隠蔽力が低下し、モアレを発生させることがある。したがって、0.2≦T2/(T1+T2)≦0.8であることが重要である。
前記感光層は、少なくともチタニルフタロシアニン結晶を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記チタニルフタロシアニン結晶は、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有する。
前記チタニルフタロシアニン結晶は、特徴的な方法で合成される。それは、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、かつ、前記7.3°のピークと9.4゜のピークの間にはピークを有さず、かつ26.3゜にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶(前駆体)を原料に用い、これを結晶転移させることで得られるものである。
以下に、前駆体としての特定結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶の合成法について述べ、次いで、該チタニルフタロシアニン結晶を結晶型に転移させる方法について、順に説明する。
前記チタニルフタロシアニン結晶の合成方法としては、例えば、特開平6−293769号公報に記載されているように、ハロゲン化チタンを原料に用いない方法が良好に用いられる。この方法の最大のメリットは、合成されたチタニルフタロシアニン結晶がハロゲン化フリーであることである。チタニルフタロシアニン結晶は不純物としてのハロゲン化チタニルフタロシアニン結晶を含むと、これを用いた感光体の静電特性において光感度の低下や、帯電性の低下といった悪影響を及ぼす場合が多い(Japan Hardcopy ’89論文集 p.103 1989年参照)。
本発明においても、特開2001−19871号公報に記載されているようなハロゲン化フリーチタニルフタロシアニン結晶を主に対象にしているものであり、これらの材料が有効に使用される。
前記ハロゲン化フリーのチタニルフタロシアニンを合成するためには、チタニルフタロシアニン合成の際の原材料に、ハロゲン化された材料を使用しないことである。具体的には、以下の方法が用いられる。
初めにチタニルフタロシアニン結晶の合成粗品の合成法について述べる。フタロシアニン類の合成方法は古くから知られており、例えば、特開平6−293769号公報、Moser等による「Phthalocyanine Compounds」(1963年)、「The Phthalocyanines」(1983年)、等に記載されている。例えば、第1の方法として、無水フタル酸類、金属あるいはハロゲン化金属、及び尿素の混合物を高沸点溶媒の存在下、又は不存在下において加熱する方法である。この場合、必要に応じてモリブデン酸アンモニウム等の触媒が併用される。
第2の方法としては、フタロニトリル類とハロゲン化金属を高沸点溶媒の存在下あるいは不存在下において加熱する方法である。この方法は、第1の方法で製造できないフタロシアニン類、例えば、アルミニウムフタロシアニン類、インジウムフタロシアニン類、オキソバナジウムフタロシアニン類、オキソチタニウムフタロシアニン類、ジルコニウムフタロシアニン類等に用いられる。
第3の方法は、無水フタル酸、又はフタロニトリル類とアンモニアとをまず反応させて、例えば1,3−ジイミノイソインドリン類等の中間体を製造し、次いでハロゲン化金属と高沸点溶媒中で反応させる方法である。
第4の方法は、尿素等の存在下で、フタロニトリル類と金属アルコキシドを反応させる方法である。
これらの中でも、前記第4の方法はベンゼン環への塩素化(ハロゲン化)が起こらず、電子写真用材料の合成法としては、極めて有用な方法であり、本発明においては極めて有効に使用される。
具体的な方法としては、前記合成粗品を10倍量〜50倍量の濃硫酸に溶解し、必要に応じて不溶物を濾過等により除去し、これを硫酸の10倍量〜50倍量の充分に冷却した水又は氷水にゆっくりと投入し、チタニルフタロシアニンを再析出させる。析出したチタニルフタロシアニンを濾過した後、イオン交換水で洗浄及び濾過を行い、濾液が中性になるまで充分にこの操作を繰り返す。最終的に、綺麗なイオン交換水で洗浄した後、濾過を行い、固形分濃度で5質量%〜15質量%程度の水ペーストを得る。
この際、析出したチタニルフタロシアニンをイオン交換水で十分に洗浄し、可能な限り濃硫酸を残さないことが重要である。具体的には、洗浄後のイオン交換水が以下のような物性値を示すことが好ましい。即ち、硫酸の残存量を定量的に表せば、洗浄後のイオン交換水のpH及び比伝導度で表すことができる。
pHで表す場合には、pHが6〜8であることが好ましい。この範囲であることにより、感光体特性に影響を与えない硫酸残存量であると判断できる。前記pH値は、例えば市販のpHメーターにより簡便的に測定することができる。
前記比伝導度は、例えば市販の電気伝導率計を用いて測定することが可能である。
前記有機溶媒は、所望の結晶型を得られるものであれば特に制限はなく、いかなる有機溶媒も使用できるが、例えばテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、トルエン、塩化メチレン、二硫化炭素、オルトジクロロベンゼン、1,1,2−トリクロロエタンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。あるいは他の溶媒と混合して用いることも可能である。
前記結晶変換に使用される前記有機溶媒の量は、不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニンの質量の10倍以上が好ましく、30倍以上がより好ましい。該範囲において、結晶変換を素早く十分に起こさせると共に、不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニンに含まれる不純物を十分に取り除く効果が発現される。なお、ここで使用する不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニンは、アシッドペースト法により作製するものであるが、上述のように硫酸を十分に洗浄したものを使用することが好ましい。硫酸が残存するような条件で結晶変換を行うと、結晶粒子中に硫酸イオンが残存し、でき上がった結晶を水洗処理のような操作をしても完全には取り除くことができない。硫酸イオンが残存した場合には、感光体の感度低下、帯電性低下を引き起こすなど、好ましい結果を得られない。例えば、特開平8−110649号公報には、硫酸に溶解したチタニルフタロシアニンをイオン交換水と共に有機溶媒に投入して結晶変換を行う方法が記載されている。この際、本発明で得られるチタニルフタロシアニン結晶のX線回折スペクトルに類似した結晶を得ることができるが、チタニルフタロシアニン中の硫酸イオン濃度が高く、光減衰特性(光感度)が悪いものであるため、前記チタニルフタロシアニンの製造方法としては好ましいものではない。
上述のようにして合成した特定結晶型のチタニルフタロシアニン結晶(前駆体)を、適当な方法により結晶転移させることにより、本発明で用いるチタニルフタロシアニン結晶を合成する。
前記熱的エネルギー印加の方法としては、前駆体を100℃以上の高温下で、熱処理する方法が挙げられる。例えば、前駆体の粉末を電気炉のようなもので、200℃以上の高温下で数時間加熱処理することにより、所望の結晶型へ転移することができる。この際、あまりにも高温であるとチタニルフタロシアニン結晶そのものが分解してしまうような現象を生じるため、400℃程度を加熱温度の上限とするものである。また、加熱処理は暗所で行うことが好ましく、遮光した状態で加熱処理を行う。更に、加熱処理は大気下で行ってもよいが、減圧下(例えば、10mmHg以下)で行ってもよい。
前記機械的エネルギー印加の方法としては、前駆体に機械的剪断力を与えるような方法が好ましい。例えば、ミキサーのようなもので剪断力を与える方法、乾式ボールミルのようなもので剪断力を与える方法、乳鉢のようなもので剪断力を与える方法などが挙げられる。
もう一つは、湿式法によるものであり、前駆体を有機溶媒によって処理するものである。具体的には、前駆体を有機溶媒に浸漬して、1日以上の期間放置しておくものである。これにより所望の結晶型に転移するものである。
前記有機溶媒としては、前駆体を所望の結晶型に結晶転移できるものであれば有効に使用できるが、エーテル系溶媒、及びケトン系溶媒から選択される少なくとも1種が使用できる。
前記エーテル系溶媒の中でもテトラヒドロフランは有効に用いられ、ケトン系溶媒の中では2−ブタノンが有効に用いられる。前記有機溶媒中には、水及びその他の成分を極力含まないことが重要である。前記有機溶媒中に水を多く含んでいると、結晶転移速度が低下するので好ましくない。
前記湿式法による溶媒処理においては、機械的ネルギーを併用することで、より効率的に結晶転移させることができる。例えば、前駆体を前記有機溶媒と共にミリング装置等(例えば、ボールミル装置)に投入し、所定時間、機械的剪断力を印加することにより、所望結晶型への結晶転移を加速することができる。
前記電荷発生層は、電荷発生物質として、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、28.3°にもピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を含有し、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷発生層は、前記顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。
前記結着樹脂の含有量は、前記電荷発生物質100質量部に対し500質量部以下が好ましく、10質量部〜300質量部がより好ましい。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
前記電荷発生層の厚みは、0.01μm〜5μmが好ましく、0.1μm〜2μmがより好ましい。
前記電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解乃至分散し、これを電荷発生層上に塗布し、乾燥することにより形成できる。更に必要に応じて可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
前記電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
前記電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記電荷輸送物質の含有量は、前記結着樹脂100質量部に対し、20質量部〜300質量部が好ましく、40質量部〜150質量部がより好ましい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記高分子電荷輸送物質としては、特に制限はなく、公知の材料の中から目的に応じて適宜選択することができるが、トリアリールアミン構造を主鎖及び側鎖の少なくともいずれかに含むポリカーボネートが良好に用いられる。これらの中でも、下記(I)式〜下記(X)式で表される高分子電荷輸送物質が好適に用いられる。
その他の電子供与性基を有する重合体としては、公知単量体の共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーなどが挙げられる。また、例えば特開平3−109406号公報、特開20000−206723号公報、特開2001−34001号公報等に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体などを用いることも可能である。この場合にも、先の移動度を満足できるような材料が有効に使用できる。
前記可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して30質量%以下が好ましい。
前記レベリング剤としては、例えば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等のシリコーンオイル類;側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、又はオリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して1質量%以下が好ましい。
前記電荷輸送層の厚みは、5μm〜100μmが好ましく、15μm〜40μmがより好ましい。
前記単層構造の感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解乃至分散し、これを塗布し、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
前記結着樹脂としては、先に電荷輸送層で挙げた結着樹脂のほかに、前記電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。前記結着樹脂100質量部に対する電荷発生物質の含有量は5質量部〜40質量部が好ましい。前記結着樹脂100質量部に対する電荷輸送物質の含有量は190質量部以下が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。
前記感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。
前記単層構造の感光層の厚みは、5μm〜100μmが好ましく、15μm〜40μmがより好ましい。
本発明の電子写真感光体においては、感光層の保護の目的で、保護層が感光層の上に設けられることもある。
前記保護層は、少なくとも結着樹脂、及びフィラーを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が特に好ましい。
前記フィラーは、保護層の耐摩耗性を向上させる目的で添加され、無機フィラー、又は有機フィラーを用いることができる。
前記有機フィラーとしては、例えばポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末、などが挙げられる。
前記無機フィラーとしては、例えば銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属粉末;シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物;チタン酸カリウム、などが挙げられる。これらの中でも、フィラーの硬度の点から、無機材料を用いることが好ましく、シリカ、酸化チタン、アルミナが特に好ましい。
前記電荷輸送物質として、低分子電荷輸送物質を用いる場合には、保護層中における濃度傾斜を設けても構わない。耐摩耗性向上のため、表面側を低濃度にすることは有効な手段である。ここで言う濃度とは、保護層を構成する全材料の総質量に対する低分子電荷輸送物質の質量比を表し、濃度傾斜とは上記質量比において表面側において濃度が低くなるような傾斜を設けることを示す。また、高分子電荷輸送物質を用いることは、感光体の耐久性を高める点で非常に有利である。以上のほかに真空薄膜作製法にて形成したa−C、a−SiCなど公知の材料を保護層として用いることができる。
前記保護層の形成方法としては、通常の塗布法が採用される。前記保護層の厚みは0.1μm〜10μmが好ましい。
前記中間層としては、保護層塗工液に対し不溶性又は難溶性であるものが適しており、一般にバインダー樹脂を主成分として含む。該バインダー樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、などが挙げられる。前記中間層の形成方法としては、上述したような一般に用いられる塗工法が採用される。
前記中間層の厚みは、0.05μm〜2μmが好ましい。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−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、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネート、などが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィン、などが挙げられる。
前記酸化防止剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、添加する層の総質量に対し0.01質量%〜10質量%が好ましい。
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、を少なくとも有してなり、定着手段、クリーニング手段、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
この場合、少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する画像形成要素が複数配列されたタンデム型であることが好ましい。
本発明で用いられる画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、を少なくとも含んでなり、定着工程、クリーニング工程、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。なお、帯電工程と、露光工程とを合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
前記電子写真感光体としては、本発明の前記電子写真感光体を用いることができる。
前記帯電工程は、電子写真感光体表面を帯電させる工程であり、帯電手段により行われる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器(電子写真感光体表面と帯電器との間に100μm以下の空隙を有する近接方式の非接触帯電器を含む)、などが挙げられる。
前記帯電器により電子写真感光体に印加される電界強度としては、20V/μm〜60V/μmが好ましく、30V/μm〜50V/μmがより好ましい。電子写真感光体に印加される電界強度は高いほどドット再現性が良好になるが、電界強度が高すぎると電子写真感光体の絶縁破壊及び現像時のキャリア付着等の問題が発生する場合がある。
ここで、前記電界強度は、下記数式(1)で表される。
<数式(1)>
電界強度(V/μm)=SV/G
ただし、前記数式(1)中、SVは、現像位置における電子写真感光体の未露光部における表面電位(V)を表す。Gは、少なくとも感光層(電荷発生層及び電荷輸送層)を含む感光層の厚み(μm)を表す。
前記露光(書き込み)は、例えば、前記露光手段を用いて前記電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記光源としては、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの高輝度が確保できる光源が使用される。
使用する光源(書き込み光)の解像度により、形成される静電潜像ひいてはトナー像の解像度が決定され、解像度が高いほど鮮明な画像が得られる。しかしながら、解像度を高くして書き込みを行うとそれだけ書き込みに時間がかかることになるため、書き込み光源が1つであると書き込みがドラム線速(プロセス速度)の律速になってしまう。したがって、書き込み光源が1つの場合には2,400dpi程度の解像度が上限となる。書き込み光源が複数の場合には、それぞれが書き込み領域を負担すればよく、実質的には「2,400dpi×書き込み光源個数」が上限となる。これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、良好に使用される。
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。前記トナーは、感光体の帯電極性と同極性のトナーを用いられ、反転現像(ネガ・ポジ現像)によって、静電潜像が現像される。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像をトナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記現像剤を収容し、前記静電潜像に該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適である。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段であるが、感光体表面から記録媒体に可視像を直接転写する方法と、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する方法がある。いずれの態様も良好に使用することができるが、高画質化に際して転写による悪影響が大きいような場合には、転写回数が少ない前者(直接転写)の方法が好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。なお、転写手段としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写手段の中から適宜選択することができ、例えば記録媒体の搬送も同時に行うことのできる転写搬送ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記電子写真感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写帯電器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。前記転写帯電器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
また、転写帯電器は転写ベルト、転写ローラを用いることも可能であるが、オゾン発生量の少ない転写ベルトや転写ローラ等の接触型を用いることが好ましい。なお、転写時の電圧/電流印加方式としては、定電圧方式、定電流方式のいずれの方式も用いることが可能であるが、転写電荷量を一定に保つことができ、安定性に優れた定電流方式がより好ましい。このような転写手段は、構成上、本発明の構成を満足できるものであれば、公知のものを使用することができる。
この通過電荷量とは、感光体の厚み方向を流れる電荷量に相当する。感光体の画像形成装置中の動作として、メイン帯電器により所望の帯電電位に帯電され(ほとんどの場合負帯電される)、原稿に応じた入力信号に基づき光書き込みが行われる。この際、書き込みが行われた部分は光キャリアが発生し、表面電荷を中和する(電位減衰する)。この時、光キャリア発生量に依存した電荷量が感光体厚み方向に流れる。一方、光書き込みが行われない領域(非書き込み部)は、現像工程及び転写工程を経て、除電工程に進む(必要に応じて、その前にクリーニング工程が施される)。ここで、感光体の表面電位がメイン帯電により施された電位に近い状態(暗減衰分は除く)であると、光書き込みが行われた領域とほぼ同じ量の電荷量が感光体厚み方向に流れることになる。一般的に、現在の原稿は書き込み立が低いため、この方式であると、繰り返し使用における感光体の通過電荷量は除電工程で流れる電流がほとんどと言うことになる(書き込み率が10%であるとすると、除電工程で流れる電流は、全体の9割を占めることになる)。
これに対して、光除電を行わないという考え方もあるが、メイン帯電器の帯電器能力が大きくないと、帯電の安定化が図れず、残像のような問題を生じる場合がある。感光体の通過電荷は、感光体表面に帯電された電位(これにより生じた電界)により、光照射が行われることにより、発生した光キャリアが移動することにより生じる。したがって、感光体表面電位を光以外の手段で減衰させることができれば、感光体1回転(画像形成1サイクル)あたりの通過電荷量を低減することができる。
このため、転写工程において転写バイアスを調整することにより、感光体の通過電荷量を調整することが有効である。即ち、メイン帯電器により帯電され、書き込みが行われない非書き込み部は、暗減衰量を除き、帯電された電位に近い状態で転写工程に突入する。この際、メイン帯電器により帯電された極性側の絶対値として100V以下まで低減することにより、引き続く除電工程に突入しても光キャリア発生がほとんど行われず、通過電荷が生じない。この値は、0Vより近いほど好ましい。
以上のような制御を加えることは、本発明における効果を顕著なものとして、有効に使用できるものである。
前記定着は、記録媒体に転写された可視像を、定着装置を用いて定着され、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記リサイクル手段は、前記クリーニング手段により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、例えば、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図6において、電子写真感光体1は、支持体上に、少なくとも、電荷ブロッキング層、モアレ防止層、及びCuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、28.3°にもピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する感光層を有している。前記感光体1はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
転写電流は、感光体に静電的に付着しているトナーを引きはがし、被転写体(転写紙又は中間転写体等)へ移行させるために与える必要電荷量に基づく電流である。転写残などの転写不良を回避するためには、転写電流を大きくすればよいことになるが、ネガ・ポジ現像を用いた場合には、感光体の帯電極性と逆極性の帯電を与えることになり、感光体の静電疲労が著しいものとなる。転写電流は大きいほど、感光体−トナー間の静電付着力を上回る電荷量を与えられるため有利であるが、ある閾値を越えると転写手段−感光体間で放電現象を生じてしまい、微細に現像されたトナー像を散らせる結果になる。このため、上限値としてはこの放電現象を起こさない範囲ということになる。この閾値は転写手段−感光体間の空隙(距離)、両者を構成する材料などによって変わるものであるが、概ね200μA以下程度で使用することにより、放電現象を回避できる。したがって、転写電流の上限値は200μA程度である。
このような転写手段は、構成上、本発明の構成を満足できるものであれば、公知のものを使用することができる。
また、前述のように転写電流を制御することで、転写後の感光体表面電位(書き込み光の未露光部)を低下させておくことは、画像形成1サイクルあたりの感光体通過電荷量を低減することができ、本発明においては有効に使用される。
前記半導体レーザー(LD)、及びエレクトロルミネッセンス(EL)以外にも、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、キセノンランプ等を用いることができる。また、波長を特定化するため、前記光源と組み合わせて、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
図6中、8はレジストローラ、11は分離チャージャ、12は分離爪である。
また、現像ユニット6により感光体1上に現像されたトナーは、転写紙9に転写されるが、感光体1上に残存するトナーが生じた場合、ファーブラシ14及びブレード15により、感光体より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシだけで行われることもあり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めとする公知のものが用いられる。
図7において、16Y、16M、16C、及び16Kはドラム状の感光体であり、感光体は、支持体上に、少なくとも、電荷ブロッキング層、モアレ防止層、及びCuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、28.3°にもピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を含有する感光層が設けられてなる。
次に、感光体の外側に配置された露光手段18Y、18M、18C、18Kでレーザー光により、1200dpi以上(好ましくは2400dpi以上)の解像度で書き込みが行われ、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。この書き込み光源としては、任意の感光体に適した光源が用いられる。この場合にも書き込み光源1つに対して2,400dpiの書き込みが概ね上限となる。
次に、現像手段19Y、19M、19C、19Kにより潜像を現像してトナー像が形成される。現像手段19Y、19M、19C、19Kは、それぞれY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナーで現像を行う現像手段であり、4つの感光体16Y、16M、16C、16K上に形成された各色のトナー像は転写紙上で重ねられる。転写紙26は給紙コロ(不図示)によりトレイから送り出され、一対のレジストローラ23で一旦停止し、感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト22に送られる。転写搬送ベルト22上に保持された転写紙26は搬送されて、各感光体16Y、16M、16C、16Kとの当接位置(転写部)で各色トナー像の転写が行われる。
感光体上のトナー像は、転写ブラシ21Y、21M、21C、21Kに印加された転写バイアスと感光体16Y、16M、16C、16Kとの電位差から形成される電界により、転写紙26上に転写される。そして、4つの転写部を通過して4色のトナー像が重ねられた記録紙26は定着手段24に搬送され、トナー像が定着されて、図示しない排紙部に排紙される。
また、転写部で転写されずに各感光体16Y、16M、16C、16K上に残った残留トナーは、クリーニング手段20Y、20M、20C、20Kで回収される。
続いて、除電手段27Y、27M、27C、27Kにより、感光体上の余分な残留電荷が除去される。その後再び、帯電手段で均一に帯電が施されて、次の画像形成が行われる。
なお、図7では、画像形成要素は転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。また、黒色のみの原稿を作成する際には、黒色以外の画像形成要素(25Y、25M、25C)が停止するような機構を設けることは有効である。
また、上述したように、転写後の感光体表面が、主帯電器により帯電させた極性側に100V以下に帯電させることが好ましく、逆極性側に帯電させることがより好ましく、逆極性側に100V以下に帯電させることが特に好ましい。これにより、感光体の繰り返し使用における残留電位の上昇を低減化することができる。
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記電子写真感光体として、本発明の前記電子写真感光体を用いる。
また、前記帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、及び除電手段としては、上述した画像形成装置と同様なものを適宜選択して用いることができる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
次に、図8に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、電子写真感光体101は、矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104で現像され、得られた可視像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の電子写真感光体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
−チタニルフタロシアニン結晶前駆体の合成−
特開2001−19871号公報に準じて、顔料を作製した。即ち、1,3−ジイミノイソインドリン29.2gとスルホラン200mlを混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシド20.4gを滴下した。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷した後、析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄した。次に、メタノールで数回洗浄し、更に、80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。
得られた粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶を濾過した。次いで、洗浄液が中性になるまでイオン交換水(pH:7.0、比伝導度:1.0μS/cm)により水洗いを繰り返し(洗浄後のイオン交換水のpH値は6.8、比伝導度は2.6μS/cmであった)、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキ(水ペースト)を得た。
この不定形チタニルフタロシアニンのCu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピークとして、7.0°〜7.5゜の回折ピークの半値巾が1゜以上であった。
得られたこのウェットケーキ(水ペースト)40gを、結晶変換溶媒としてのテトラヒドロフラン200gに投入し、4時間攪拌を行った後、濾過を行い、乾燥して、チタニルフタロシアニン粉末(前駆体)を得た。
前記ウェットケーキの固形分濃度は、15質量%であった。結晶変換溶媒は、前記ウェットケーキに対する質量比で33倍の量を用いた。なお、合成例1の原材料には、ハロゲン含有化合物を使用していない。
得られた水ペーストの一部を80℃の減圧下(5mmHg)で、2日間乾燥して、低結晶性チタニルフタロシアニン粉末を得た。水ペーストの乾燥粉末のX線回折スペクトルを図10に示す。
・X線管球:Cu
・電圧:50kV
・電流:30mA
・走査速度:2°/分
・走査範囲:3°〜40°
・時定数:2秒
次いで、前駆体の有機溶媒処理を行った。上記のようにして合成した前駆体40gを、400gのテトラヒドロフラン中に、暗所にて1週間浸漬し、放置した。1週間後、チタニルフタロシアニン結晶を濾過分別して、100℃にて1日間真空乾燥を行い、チタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、「結晶1」とする)。得られた「結晶1」を先の条件にて測定したX線回折スペクトルを図11に示す。
この図11のX線回折スペクトルは、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有することが分かった。
合成例1における前駆体合成において、テトラヒドロフランの代わりに表1に記載の有機溶媒を用いた以外は、合成例1と同様にして、チタニルフタロシアニン結晶を合成した。それぞれ、合成例番号に対応して、順次、「結晶2」〜「結晶7」とする。
合成例1で合成した前駆体を、以下のようにして有機溶媒処理を行い、合成例8のチタニルフタロシアニン結晶を合成した。
合成例1で合成した前駆体40gを2−ブタノン400gと共に、直径150mmのボールミルポットに投入した。この中に、直径2mmのジルコニアボール3.5kgを投入して、24時間ミリング処理を行った。
有機溶媒処理後、チタニルフタロシアニン結晶を濾過分別して、100℃にて1日間真空乾燥を行い、合成例8のチタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、「結晶8」とする)。
得られた結晶8を合成例1と同じ条件にてX線回折スペクトルの測定を行ったところ、図11に示すX線回折スペクトルと同様のスペクトルが得られた。
合成例1で得られた前駆体を、以下のようにして結晶変換処理を行い、合成例9のチタニルフタロシアニン結晶を合成した。
合成例1で得られた前駆体40gを、直径150mmのボールミルポットに投入した。この中に、直径2mmのジルコニアボール3.5kgを投入して、48時間ミリング処理を行った。
結晶変換処理後、チタニルフタロシアニン結晶をボールから分別して、合成例9のチタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、「結晶9」とする)。
得られた結晶9を合成例1と同じ条件にてX線回折スペクトルの測定を行ったところ、図11に示すX線回折スペクトルと同様のスペクトルが得られた。
合成例1における前駆体合成において、テトラヒドロフランの代わりに2−ブタノンを用いた以外は、合成例1と同様にして、チタニルフタロシアニン結晶を合成した(以下、「結晶10」とする)。
得られた前駆体を合成例1と同じ条件にて測定したX線回折スペクトルを図12に示す。また、得られたチタニルフタロシアニン結晶を合成例1と同じ条件にて測定したX線回折スペクトルを図13に示す。
図13に示すX線回折スペクトルは、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有し、図11に示すX線回折スペクトルと同様のスペクトルが得られた。
特公平5−31137号公報の製造例1に準じてチタニルフタロシアニン結晶を合成した。即ち、フタロジニトリル97.5gをα−クロロナフタレン750ml中に加え、次に、窒素雰囲気下、四塩化チタン22mlを滴下した。滴下後昇温し、撹拌しながら200℃〜220℃で3時間反応させた後、放冷し、100℃〜130℃で熱時濾過し、100℃に加熱したα−クロロナフタレン200mlで洗浄した。得られた粗ケーキをα−クロロナフタレン300ml、次に、メタノール300mlで室温にて懸洗し、更にメタノール800mlで1時間熱懸洗を3回行い、得られたケーキを水700mlに懸濁させ、2時間熱懸洗を行った。熱懸洗濾液のpHがおよそ7になるまで熱懸洗を繰り返した。その後、140℃〜145℃のN−メチルピロリドン700ml中で、2時間熱懸洗を行う操作を4回実施した。次いで、メタノール800mlで2回熱懸洗を行い、濾過し、1日間80℃真空乾燥して、チタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、「結晶11」とする)。
得られた結晶11のX線回折スペクトルは、特公平5−31137号公報、図−1と同様のものであり、合成例1の図11に示すX線回折スペクトルと同様のスペクトルが得られた。
しかし、合成例1とは、7.0°〜7.5゜の回折ピークの半値巾が1゜以上である不定形チタニルフタロシアニンであり、また、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を前駆体としない点で、製造方法が大きく異なる。また、合成例11の原材料にはハロゲン化チタンを含有している。
特公平5−31137号公報の製造例4に準じてチタニルフタロシアニン結晶を合成した。即ち、フタロジニトリル46gをα−クロロナフタレン250ml中に仕込み、加熱溶解した後、四塩化チタンを10ml滴下し、150℃で30分間撹拌を行った。次いで徐々に昇温し、220℃で2時間加熱撹拌を行った。その後、撹拌しながら放冷し、反応系の温度が100℃に下がった時点で熱濾過した。次いで、メタノール600mlで熱懸濁、熱水煮沸懸濁をそれぞれ1回ずつ行った後、600mlのN−メチルピロリドンにより、120℃で1時間熱懸濁を行い、熱濾過後、800mlのメタノールで熱懸濁し、濾過後、1日間80℃真空乾燥して、チタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、「結晶12」とする)。
得られたチタニルフタロシアニン結晶のX線回折スペクトルは、特公平5−31137号公報の、図−7と同様のものであり、合成例1の図11に示すX線回折スペクトルと同様のスペクトルが得られた。
しかし、合成例1とは、7.0°〜7.5゜の回折ピークの半値巾が1゜以上である不定形チタニルフタロシアニンであり、また、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を前駆体としない点で、製造方法が大きく異なる。また、合成例12の原材料にはハロゲン化チタンを含有している。
特開昭61−239248号公報の実施例に記載の合成方法に準じて、α型チタニルフタロシアニン結晶を合成した。即ち、フタロジニトリル40g、4塩化チタン18g、及びα−クロロナフタレン500mの混合物を窒素気流下、240〜250℃で3時間加熱撹拌して反応を完結させた。その後ろ過し、生成物であるジクロロチタニウムフタロシアニンを得た。得られたジクロロチタニウムフタロシアニンを濃アンモニア水300m及びピリジン300mと共に1時間加熱還流し、目的物であるα形チタニルフタロシアニン18gを得た。生成物はアセトンにより、ソックスレー抽出器で充分洗浄を行った。洗浄後、60℃で1日間真空乾燥を行い、チタニルフタロシアニン結晶を得た(以下、結晶13とする)。
−分散液1の作製−
次に、本発明で合成したチタニルフタロシアニン結晶の分散液を作製した。下記組成の分散液を下に示す条件のビーズミリングにより作製した。
・顔料作製例1で作製したチタニルフタロシアニン結晶(結晶1)・・・48質量部
・ポリビニルブチラール(積水化学株式会社製、BX−1)・・・32質量部
・2−ブタノン・・・720質量部
始めにポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン溶液を循環タンクに投入し、循環を行い、樹脂液が循環系に満たされ、循環タンクに戻ってくるのを確認した。次いで、顔料を循環タンクに全て投入し、循環タンクで撹拌を行った後、ローター回転数3000r.p.m.にて、300分間循環分散を行った。
分散終了後、ビーズミル分散機よりミルベースを払い出し、更に2060質量部の2−ブタノンを投入し、希釈と同時に分散機に残ったミルベースをすべて払い出し、分散液を作製した(以下、「分散液1」とする)。
作製した分散液1の一部をドライアップして、粉末とした。これを先と同じ条件で、X線回折スペクトルを測定した。得られたスペクトルは「結晶1」と同様であり、分散を行っても結晶が安定であることが分かった。
−分散液2〜12の作製−
製造例1において、使用したチタニルフタロシアニン結晶を「結晶1」から「結晶2」〜「結晶12」に変更した以外は、製造例1と同様にして、分散液2〜12を作製した。なお、作製した分散液は、使用した結晶番号2〜12に応じて、それぞれ分散液2〜12とした。
−分散液13の作製−
製造例1において、使用したチタニルフタロシアニン結晶を「結晶1」から、合成例10の前駆体に変更した以外は、製造例1と同様にして、分散液13を作製した。
−分散液14の作製−
製造例1において、使用したチタニルフタロシアニン結晶を「結晶1」から、「結晶13」に変更した以外は、製造例1と同様にして、分散液14を作製した。
<電子写真感光体1の作製>
直径30mmのアルミニウムドラム(JIS1050)に、下記組成の電荷ブロッキング層塗工液、モアレ防止層塗工液、電荷発生層塗工液、及び電荷輸送層塗工液を、順次塗布し、乾燥させて、厚み0.5μmの電荷ブロッキング層、厚み3.5μmのモアレ防止層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み25μmの電荷輸送層を形成し、積層型の電子写真感光体を作製した。以下、これを「電子写真感光体1」とする。
・N−メトキシメチル化ナイロン(FR−101、株式会社鉛市製)・・・4質量部
・メタノール・・・70質量部
・n−ブタノール・・・30質量部
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
前記分散液1を用いた。
・ポリカーボネート(ユーピロンZ300、三菱ガス化学株式会社製)・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7質量部
−電子写真感光体2〜9の作製−
実施例1において、電荷発生層の形成に使用した分散液1の代わりに、分散液2〜9を用いた以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体2〜9を作製した。
−電子写真感光体10〜12の作製−
実施例1において、電荷発生層の形成に使用した分散液1の代わりに、分散液10〜12を用いた以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体10〜12を作製した。
−電子写真感光体13の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層を設けない以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体13を作製した。
−電子写真感光体14の作製−
実施例1において、モアレ防止層を設けない以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体14を作製した。
−電子写真感光体15の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層とモアレ防止層との塗工順序を入れ替えた以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体15を作製した。
−電子写真感光体16の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層の厚みを0.3μmとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体16を作製した。
−電子写真感光体17の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層の厚みを1.0μmとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体17を作製した。
−電子写真感光体18の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層の厚みを2.0μmとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体18を作製した。
−電子写真感光体19の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層の厚みを0.1μmとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体19を作製した。
<電子写真感光体20の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体20を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・252質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・300質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、3/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
<電子写真感光体21の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体21を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・120質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・150質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、0.7/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
<電子写真感光体22の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体22を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・336質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・350質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、4/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
<電子写真感光体23の作製>
実施例1において、電荷ブロッキング層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体23を作製した。
−電荷ブロッキング層塗工液−
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・500質量部
上記組成において、アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
<電子写真感光体24の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体24を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化亜鉛(SAZEX4000、堺化学株式会社製)・・・110質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・120質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
<電子写真感光体25の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体25を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・22.4質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・28質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、4/6であった。
<電子写真感光体26の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体26を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・28質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・23.3質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、5/5であった。
<電子写真感光体27の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体27を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・39.2質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・14質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、7/3であった。
<電子写真感光体28の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体28を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・44.8質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・9.3質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、8/2であった。
<電子写真感光体29の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体29を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・50.4質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・4.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、9/1であった。
<電子写真感光体30の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体30を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm)・・・84質量部
・アルコール可溶性ナイロン(東レ株式会社製、アミランCM8000)・・・24質量部
・メタノール・・・300質量部
・n−ブタノール・・・130質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
<電子写真感光体31の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体31を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm;D1)・・・42質量部
・酸化チタン(PT−401M、石原産業株式会社製、平均粒径0.07μm;D2)・・・42質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
酸化チタンの平均粒径の比(D2/D1)は0.28であり、両者の混合比は0.5であった。
<電子写真感光体32の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体32を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm;D1)・・・75.6質量部
・酸化チタン(PT−401M、石原産業株式会社製、平均粒径0.07μm;D2)・・・8.4質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
酸化チタンの平均粒径の比(D2/D1)は0.28であり、両者の混合比は0.1であった。
<電子写真感光体33の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体33を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm;D1)・・・8.4質量部
・酸化チタン(PT−401M、石原産業株式会社製、平均粒径0.07μm;D2)・・・75.6質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
酸化チタンの平均粒径の比(D2/D1)は0.28であり、両者の混合比は0.9であった。
<電子写真感光体34の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体34を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm;D1)・・・42質量部
・酸化チタン(TTO−F1、石原産業株式会社製、平均粒径0.04μm;D2)・・・42質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
酸化チタンの平均粒径の比(D2/D1)は0.16であり、両者の混合比は0.5であった。
<電子写真感光体35の作製>
実施例1において、モアレ防止層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体35を作製した。
−モアレ防止層塗工液−
・酸化チタン(CR−EL、石原産業株式会社製、平均粒径0.25μm;D1)・・・42質量部
・酸化チタン(A−100、石原産業株式会社製、平均粒径0.15μm;D2)・・・42質量部
・アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50−S、固形分50質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・33.6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・18.7質量部
・2−ブタノン・・・100質量部
上記組成において、無機顔料とバインダー樹脂の容積比は、1/1であった。
アルキッド樹脂とメラミン樹脂の質量比は、6/4であった。
酸化チタンの平均粒径の比(D2/D1)は0.6であり、両者の混合比は0.5であった。
<電子写真感光体36の作製>
実施例1において、電荷輸送層塗工液を下記組成のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体36を作製した。
−電荷輸送層塗工液−
・下記式で表される高分子電荷輸送物質(質量平均分子量=135,000)・・・10質量部
−電子写真感光体37及び38の作製−
実施例1において、電荷発生層の形成に使用した分散液1の代わりに、分散液13及び14を用いた以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体37及び38を作製した。
以上のように作製した実施例1〜10、13〜33、参考例11、12及び比較例1〜5の各電子写真感光体を図6に示す画像形成装置に搭載し、画像露光光源を780nmの半導体レーザー(ポリゴン・ミラーによる画像書き込み)、帯電部材として接触方式の帯電ローラ、転写部材として転写ベルトを用い、下記の帯電条件にて、書き込み率6%のチャートを用い、連続5万枚印刷を行った。その後、白ベタ及びハーフトーン画像を出力し、地汚れの有無、モアレの有無、及び画像濃度を評価した(なお、試験環境は、22℃、55%RHであった)。結果を表2に示す。
なお、地汚れ画像評価は4段階で行い、極めて良好なものを◎、良好なものを○、やや劣るものを△、非常に悪いものを×で表した。
−帯電条件−
・DCバイアス:−950V
・ACバイアス:2.0kV(Peak to peak)、周波数:1.5kHz
先に作製した電子写真感光体1を図8に示すプロセスカートリッジに装着し、図7に示す画像形成装置に搭載し、画像露光光源を780nmの半導体レーザー(ポリゴン・ミラーによる画像書き込み)、帯電部材として帯電ローラの両端部に厚み50μmの絶縁テープを巻き付けた近接配置用の帯電部材(感光体と帯電部材表面間の空隙が50μm)を用い、下記の帯電条件にて、帯電を行った。転写部材として転写ベルトを用い、除電光源として660nmのLED(日亜化学株式会社製)を用いた。書き込み率6%のチャート(A4サイズ全面に対して、画像面積として6%相当の文字が平均的に書かれている)を用い、連続5万枚印刷を行った。その後、以下のようにして地汚れの有無、カラー色の再現性を評価した(なお、試験環境は、22℃、55%RHであった)。結果を表3に示す。
−帯電条件−
・DCバイアス:−900V
・ACバイアス:2.0kV(Peak to peak)、周波数:2.0kHz
<地汚れ画像の評価>
5万枚の印刷後において、黒ステーションにて白ベタを出力、評価し、地汚れの有無を確認した(試験環境は、22℃−55%RHである)。
なお、地汚れ画像の評価は4段階で行い、極めて良好なものを◎、良好なものを○、やや劣るものを△、非常に悪いものを×で表した。
5万枚の印刷前後において、ISO/JIS−SCID画像N1(ポートレート)を出力して、カラー色の再現性について評価した。
実施例67で使用した感光体1を、感光体8〜12に変更した以外は、実施例67と同様にして、評価を行った。結果を表3に示す。
実施例67に使用した感光体1を、感光体13〜15に変更した以外は、実施例67と同様にして評価を行った。結果を表3に示す。
実施例67に使用した感光体1を、感光体37及び38に変更した以外は、実施例67と同様にして評価を行った。結果を表3に示す。
また、本発明の画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジは、耐久性が向上し、長期にわたる繰り返し使用によっても地汚れが発生せず、色再現性に優れ、安定な画像形成を行うことが可能であり、直接又は間接電子写真多色画像現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター、及びフルカラー普通紙ファックス等に幅広く使用できる。
2 除電ランプ
3 帯電器
5 画像露光部
6 現像ユニット
8 レジストローラ
9 転写紙
10 転写チャージャ
11 分離チャージャ
12 分離爪
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード
16K、16C、16M、16Y 感光体
17K、17C、17M、17Y 帯電手段
18K、18C、18M、18Y 露光手段
19K、19C、19M、19Y 現像手段
20K、20C、20M、20Y クリーニング手段
21K、21C、21M、21Y 転写手段
22 転写ベルト
23 レジストローラ
24 定着手段
25K、25C、25M、25Y 画像形成要素
26 転写紙
27K、27C、27M、27Y 除電手段
31 支持体
32 樹脂層
33 フィラー分散層
34 感光層
35 電荷ブロッキング層
36 モアレ防止層
37 電荷発生層
38 電荷輸送層
39 保護層
101 電子写真感光体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 記録媒体
106 転写手段
107 クリーニング手段
108 除電手段
Claims (20)
- 支持体と、該支持体上に、少なくとも電荷ブロッキング層、モアレ防止層、及び感光層をこの順に有してなり、前記感光層が少なくともチタニルフタロシアニン結晶を含有し、
該チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも7.0°〜7.5゜に最大回折ピークを有する不定形チタニルフタロシアニンを、水の存在下で、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、トルエン、塩化メチレン、二硫化炭素、オルトジクロロベンゼン及び1,1,2−トリクロロエタンから選択される少なくとも1種の有機溶媒を含む有機溶媒により結晶変換されて得られた、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶を結晶変換処理して得られる、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも26.2゜に最大回析ピークを有し、9.3°、10.5°、13.2°、15.1°、15.6°、16.1°、20.7°、23.2°、26.2°、27.1°、及び28.3°にもピークを有するチタニルフタロシアニン結晶であることを特徴とする電子写真感光体。 - 感光層が、電荷発生層と電荷輸送層の積層構造からなる請求項1に記載の電子写真感光体。
- 電荷ブロッキング層が少なくとも絶縁性材料を含有し、該電荷ブロッキング層の厚みが2.0μm未満である請求項1から2のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 絶縁性材料がN−メトキシメチル化ナイロンである請求項3に記載の電子写真感光体。
- モアレ防止層が少なくとも無機顔料及びバインダー樹脂を含有し、両者の容積比(無機顔料/バインダー樹脂)が1/1〜3/1である請求項1から4のいずれかに記載の電子写真感光体。
- バインダー樹脂が、熱硬化性樹脂である請求項5に記載の電子写真感光体。
- 熱硬化性樹脂が、アルキッド樹脂とメラミン樹脂との混合物である請求項6に記載の電子写真感光体。
- アルキッド樹脂とメラミン樹脂との混合質量比(アルキッド樹脂/メラミン樹脂)が、5/5〜8/2である請求項7に記載の電子写真感光体。
- 無機顔料が酸化チタンである請求項5から8のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 酸化チタンが平均粒径の異なる2種類の酸化チタンであり、これらのうち、平均粒径の大きい方の酸化チタン(T1)の平均粒径(D1)とし、平均粒径の小さい方の酸化チタン(T2)の平均粒径を(D2)とすると、次式、0.2<(D2/D1)≦0.5の関係を満たす請求項9に記載の電子写真感光体。
- 平均粒径の小さい方の酸化チタン(T2)の平均粒径(D2)が、0.05μm<D2<0.2μmである請求項10に記載の電子写真感光体。
- 平均粒径の異なる2種の酸化チタンの混合質量比が、0.2≦T2/(T1+T2)≦0.8である請求項10から11のいずれかに記載の電子写真感光体。
- CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶の結晶変換処理が、有機溶媒による処理により行われる請求項1から12のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 結晶変換処理に使用する有機溶媒が、ケトン系溶媒及びエーテル系溶媒の少なくともいずれかを含む請求項13に記載の電子写真感光体。
- 不定形チタニルフタロシアニンにおける7.0°〜7.5゜の回折ピークの半値巾が1゜以上である請求項1から14のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 不定形チタニルフタロシアニンが、ハロゲン化チタンを用いずに合成されたものである請求項1から15のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、請求項1から16のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。 - 少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する画像形成要素が複数配列されたタンデム型である請求項17に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段とを有するプロセスカートリッジが画像形成装置本体に着脱可能である請求項17から18のいずれかに記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記電子写真感光体が、請求項1から16のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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