JP5434260B2 - 電子写真感光体、並びに該電子写真感光体を用いた電子写真方法、電子写真装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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また本発明は、前記電子写真感光体を使用した電子写真方法、電子写真装置及び電子写真装置用プロセスカートリッジに関するものである。
また、本発明の目的は、前記電子写真感光体を用いることにより、感光体の交換が不要で、かつ高速印刷或いは感光体の小径化に伴う装置の小型化を実現し、更に繰り返し使用においても高画質画像が安定して得られる電子写真方法、電子写真装置、並びに電子写真装置用プロセスカートリッジを提供することにある。
即ち本発明に係る電子写真感光体、該電子写真感光体を用いた電子写真方法、電子写真装置、並びに電子写真装置用プロセスカートリッジは、具体的には下記(1)〜(8)に記載の技術的特徴を有する。
−CH2X ・・・式(i)
−CH2CH2Y ・・・式(ii)
但し、XおよびYは各々独立に芳香族残基を表し、これらは置換基を有していてもよい。〕
また本発明によれば、前記電子写真感光体を用いることにより、感光体の交換が不要で、かつ高速印刷或いは感光体の小径化に伴う装置の小型化を実現し、更に繰り返し使用においても高画質画像が安定して得られる電子写真方法、電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
−CH2CH2Y ・・・式(ii)
次に、本発明に係る電子写真感光体についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
導電性支持体30は、感光体の電極としての役目と同時に他の各層の支持体となっており、円筒状、板状、フィルム状のいずれの形状でも良い。
また、導電性支持体30の材料としては、例えば、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、チタン、金、銀、銅、錫、白金、モリブデン、インジウム等の金属単体やその合金、並びに、ガラス、樹脂等に導電処理を施したものなどが挙げられる。
下引き層31は、樹脂を主成分とする層やアルマイト等の酸化皮膜からなり、導電性支持体30から感光層34,34aへの不要な電荷の注入防止、導電性支持体30表面の欠陥被覆、感光層34,34aとの接着性の向上等の目的で必要に応じて設けられる。
下引き層31の主成分となる樹脂(樹脂バインダー)として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、ポリブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂およびこれらの共重合体などを適宜組み合わせて使用することが可能である。また樹脂バインダー中に金属酸化物微粒子等を含有してもよい。金属酸化物微粒子としては、SiO2、TiO2、In2O3、ZrO2等を用いることが可能である。
電荷発生層32は、有機光導電性物質を真空蒸着して形成、または有機光導電性物質の粒子を樹脂バインダー中に分散させた塗液を塗布して形成され、光を受容し電荷を発生する。またその電荷発生効率が高いことと同時に、発生した電荷の電荷移動層33への注入性が重要で電場依存性が少なく低電場でも注入性が良いことが望ましい。
電荷発生層32は、電荷発生機能を有すればよいので、その膜厚は電荷発生剤の光吸収係数により決まり一般的には5μm以下であり好適には1μm以下である。電荷発生層32は電荷発生剤を主体としてこれに電荷移動剤などを添加して使用することも可能である。電荷発生剤としては、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、スズフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アゾ顔料、アントアントロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、スクアリリウム顔料、チアピリリウム顔料、キナクリドン顔料などを用いることができ、またこれらの顔料を組み合わせて用いてもよい。
電荷移動層33は、樹脂バインダー中に電荷移動剤を分散させた膜であり、暗所では絶縁体層として感光体の電荷を保持し、光受容時には電荷発生層32から注入される電荷を輸送する機能を発揮する。電荷移動層33は、主成分として電荷移動剤、樹脂バインダー、及び種々の添加剤とから構成される。
また、前記R1〜R6は、各々独立に水素またはメチル基であることがより好ましい。
i)−CH2X
ii)−CH2CH2Y
但し、XおよびYは、各々独立に芳香族残基を表し、これらは置換基を有していてもよい。
また、前記XおよびYは、各々独立にフェニル基またはトリル基であることがより好ましい。
電荷移動層33の膜厚は実用的に有効な表面電位を維持するためには3〜50μmの範囲が好ましく、より好適には10〜40μmである。
ここで、単層型の感光層34aは樹脂バインダー中に電荷発生剤と電荷移動剤を分散させた層であり、一つの層で電荷発生と電荷移動の両方の機能を有する。この単層型の感光層34aにおいても、前述の積層型の感光層(電荷発生層32、電荷移動層33)に用いられる材料(電荷発生剤、電荷移動剤、樹脂バインダー)を同様に用いることができる。
前記一般式(I)で表される電荷移動剤の含有量は、樹脂バインダー1質量部に対し、0.3〜2.0質量部とすることが好ましい。また電子移動剤の含有量は樹脂バインダー1質量部に対し、0.3〜2.0質量部とすることが好ましい。
また前記一般式(II)で表されるアミン化合物の含有量は、電荷移動剤1質量部に対し、アミン化合物が0.01〜0.30質量部とすることが好ましい。
本発明の電子写真感光体を製造するための塗布液には、特性を損なわない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、軟化剤、硬化剤、架橋剤等を添加して、感光体の特性、耐久性、機械特性の向上を図ることができる。特に、酸化防止剤および紫外線吸収剤を本発明に用いられる前記一般式(II)で表されるアミン化合物と組み合わせて使用することにより感光体の耐久性の向上に更に寄与する場合もある。その中でも前記感光層34,34aにはフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤および、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましいものとして挙げられる。
本発明に係る電子写真装置は、上述した電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電せしめる帯電手段と、前記電子写真感光体表面に静電潜像を形成する画像露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像を記録材に転写する転写手段と、を具備するものであり、さらに必要に応じて適宜選択したその他の手段を具備してなる。その他の手段としては、例えばクリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等が挙げられる。
次に、図面を用いて本発明に係る電子写真装置および電子写真方法について、具体例を挙げて詳細に説明する。
図3は、本発明の電子写真装置及び電子写真方法を説明するための概略図であり、本発明に係る電子写真装置の第1の実施の形態における構成を示す概略図である。
図3において、感光体1は上述した本発明に係る電子写真感光体である。感光体1はドラム状の形状をしているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
図3に示す態様においては、ドラム状の感光体1が不図示の駆動手段により図中反時計周りに回転させられ、感光体1周辺に設けられた各手段により電子写真方法で画像が形成される。以下、電子写真方法の各工程の順に従い説明する。
先ず、帯電手段としての帯電チャージャ3により、感光体1表面が一様に帯電させられる。帯電チャージャ3は、感光体1や現像用のトナーの特性に応じて従来公知のものの中から適宜採用すればよく、感光体1表面を所定の極性(正帯電もしくは負帯電)に所定の電位に帯電せしめるものであればいずれも適用可能である。帯電チャージャ3としては例えば、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラ等が挙げられる。
次に、一様に帯電した感光体1の表面には、画像露光手段としての画像露光部5により静電潜像が形成される。画像露光部5としては例えば、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、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができ、発光ダイオードまたは半導体レーザを用いることが好ましい。そして、画像露光の際には所望の波長域の光のみを照射するために、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感光体1と画像露光部5との間に配置することができる。
感光体1の表面に形成された静電潜像は、トナーを用いて、現像手段としての現像ユニット6により現像される。即ち、現像ユニット6により静電潜像が現像されて可視像であるトナー画像が形成される。現像ユニット6は、使用するトナーに応じて従来公知のものの中から適宜採用すればよい。現像ユニット6としては例えば、一成分現像方式、二成分現像方式等が挙げられ、さらに夫々において磁性トナー用、非磁性トナー用のものがある。
さらに、感光体1上に担持されたトナー画像は、感光体1の回転に伴い転写手段としての転写チャージャ10まで搬送される。転写チャージャ10としては、前述の帯電チャージャ3と同様のものを適用することができるが、図3に示されるように転写チャージャ10と分離チャージャ11を併用したものが効果的である。さらに、転写効率を向上させるために、転写チャージャ10よりも(感光体1の回転方向に対して)上流側に転写前チャージャ7を設け、トナー画像にプレチャージすることが好ましい。転写チャージャ7としては、前述の帯電チャージャ3と同様のものを適用することができる。
一方、感光体1と転写チャージャ10とが対向する位置には、記録材としての転写紙9がレジストローラ8等により、当該転写紙9の所望の位置にトナー画像が転写されるように搬送される。
そして、感光体1上のトナー画像と転写紙9とが対向した位置において、転写チャージャ10によりトナー画像が転写紙9に転写される。
ここで、転写チャージャ10による転写および分離爪12による転写紙9の分離の後の感光体1の表面には、転写紙9に転写しきれなかったトナー画像、所謂転写残トナーや紙粉などの付着物が存在する。このため、クリーニング手段であるファーブラシ14及びクリーニングブレード15により感光体1表面から付着物を除去する。クリーニング手段としては、上記ファーブラシ14及びクリーニングブレード15の他、マグファーブラシなど従来公知のものを用いることができ、さらにはファーブラシのみ或いはクリーニングブレードのみを用いることもできる。尚、クリーニング効率を向上させるために、クリーニング手段に供する前にクリーニング前チャージャ13によりプレチャージすることが好ましい。クリーニング前チャージャ13としては、前述の帯電チャージャ3と同様のものを適用することができる。
クリーニング手段により表面から付着物が取り除かれた感光体1は、さらに除電手段である除電ランプ2の光照射により表面が除電されることで一連の電子写真方法による画像形成プロセスを終える。この一連の電子写真方法による画像形成プロセスを繰り返すことで複数の記録材に画像形成することが可能である。
除電手段としては従来公知のものを適用可能であり、例えば除電ランプ2として、前述の画像露光部5と同様のものを適用することができる。
図4は、本発明に係る電子写真装置の第2の実施の形態における構成を示す概略図である。
感光体21は少なくとも感光層34,34aを有しており、駆動ローラ22a,22bにより駆動され、帯電手段である帯電器23による帯電、画像露光手段である光源24による画像露光、現像手段である現像(図示せず)、転写手段である転写チャージャ25を用いる転写、光源26によるクリーニング前露光、クリーニング手段であるクリーニングブラシ27によるクリーニング、除電手段である光源28による除電が繰返し行なわれる。図4においては、感光体21(勿論この場合は支持体が透光性である)に導電性支持体30側よりクリーニング前露光の光照射が行なわれる。
更に、本発明を適用したフルカラー電子写真装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
図5は本発明に係る電子写真装置の第3の実施の形態における構成を示す概略図である。図5において、潜像担持体であるドラム状の感光体56は、図中反時計回りに回転駆動されながら、その表面がコロトロンやスコロトロンなどを用いる帯電手段である帯電チャージャ53によって一様帯電させられた後、図示しない画像露光手段であるレーザ光学装置から発せられるレーザ光Lの走査を受けて静電潜像を担持する。この走査はフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報に基づいてなされるため、感光体ドラム56上にはイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックという単色用の静電潜像が形成される。感光体ドラム56の図中左側には、リボルバ現像ユニット50が配設されている。これは、回転するドラム状の筺体の中に現像手段であるイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器を有しており、回転によって各現像器を感光体ドラム56に対向する現像位置に順次移動させる。なお、イエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器は、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを付着せしめて静電潜像を現像するものである。感光体ドラム56上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像ユニット50の各現像器によって順次現像されてイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像となる。
この他、レジストローラ対88、記録材としての紙89、二次転写手段である紙転写バイアスローラ90、転写ベルト91、搬送ベルト92及び定着ユニット93が配設されているが、上述した第3の実施の形態と重複するため説明を省略する。
以上に示すような画像形成装置は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込んでもよいが、プロセスカートリッジの形でそれらの装置内に組み込んでもよい。プロセスカートリッジとは、感光体21を内蔵し、この他に帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選ばれる少なくとも1つの手段を含んだ1つの装置(部品)である。
図7は、本発明に係るプロセスカートリッジの一実施の形態の構成を示す概略図である。
本実施の形態では、電子写真感光体16と、帯電手段としての帯電チャージャ17と、画像露光手段としての画像露光部19と、現像手段としての現像ローラ20と、クリーニング手段としてのクリーニングブラシ18とを具備するものである。
(実施例1)
直径24mmの無切削アルミニウムからなる円筒ドラム(導電性支持体)上に、アルキド樹脂(ベッコライトM−6401−50;大日本インキ化学工業社製)とアミノ樹脂(スーパーベッカミンG−821−60;大日本インキ化学工業社製)を重量比65:35の割合で混合して混合樹脂を作製し、さらに前記混合樹脂と酸化チタン(CR−EL;石原産業社製)を1:3の割合とし、メチルエチルケトンに溶解して塗布液として、1.5μmの膜厚で下引き層を形成した。
実施例1で用いたバインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物、及び前記化学式(A)で表される化合物の重量比を1:1:0.01:0.1とした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いたバインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物、及び前記化学式(A)で表される化合物の重量比を1:1:0.3:0.1とした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤に代えて前記化学式(Ib)で表される電荷移動剤を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤に代えて前記化学式(Ic)で表される電荷移動剤を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤に代えて前記化学式(If)で表される電荷移動剤を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物に代えて前記化学式(IIb)で表されるアミン化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物に代えて前記化学式(IIc)で表されるアミン化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物に代えて前記化学式(IId)で表されるアミン化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物に代えて前記化学式(IIe)で表されるアミン化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1に下記化学式(B)で表される酸化防止剤を加え、バインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物、前記化学式(A)で表される紫外線吸収剤、下記化学式(B)で表される酸化防止剤の重量比を1:1:0.1:0.1:0.1として実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いられた前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤に代えて、下記化学式(C)で表される電荷移動剤を用い、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いられた前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤に代えて、下記化学式(D)で表される電荷移動剤を用い、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1の電荷移動層に前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物を含有させなかった他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いられた前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物に代えて、前記化学式(B)で表される酸化防止剤を用い、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1の電荷移動層用塗工液において、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物を下記化学式(E)で表される酸化防止剤に代え、前記化学式(A)で表される紫外線吸収剤を除き、バインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、下記化学式(E)で表される酸化防止剤の重量比を1:1:0.1とし、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1の電電荷移動層用塗工液において、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物を下記化学式(F)で表される酸化防止剤に代え、紫外線吸収剤式(A)を除き、バインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、下記化学式(F)で表される酸化防止剤の重量比を1:1:0.1とし、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1の電電荷移動層用塗工液において、前記化学式(IIa)で表されるアミン化合物を下記化学式(G)で表される酸化防止剤に代え、紫外線吸収剤式(A)を除き、バインダー樹脂、前記化学式(Ia)で表される電荷移動剤、下記化学式(G)で表される酸化防止剤の重量比を1:1:0.1とし、他は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
<簡易測定器での電気特性評価>
実施例1〜11及び比較例1〜7で作製した電子写真感光体に、感光ドラム評価装置(ダイナミックモード測定)を使用し、以下の条件で電子写真特性を評価した。
実施例1〜11、比較例1〜7で作製した電子写真感光体で初期の感光体とオゾン暴露試験あるいはNOx暴露試験を行った感光体とを、カラープリンター(リコー社製:SP
C220)に搭載して、温度23℃、湿度50%の常温環境でハーフトーン画像(2by2)を出力し、初期と暴露後の画像濃度差(マクベス濃度計で測定)ΔID(ΔID=初期ID−暴露試験後ID)を比較した結果を表2に表す。
尚、2by2とは、図9に示すような、4×4画素のうち2×2画素分のドットを形成する印刷パターンを意味する。
また、それらの電子写真感光体を用いることにより、電子写真感光体の交換が不要で、かつ高速印刷を実現或いは電子写真感光体の小径化に伴う装置の小型化を実現し、更に繰り返し使用においても高画質画像が安定に得られる電子写真方法、電子写真装置、並びに電子写真用プロセスカートリッジを提供できる。
31 下引き層
32 電荷発生層
33 電荷移動層
34 感光層
34a 単層型の感光層
Claims (8)
- 導電性支持体と、
該導電性支持体上に設けられた感光層と、を備え、
該感光層は、電荷発生剤と、下記一般式(I)で表される電荷移動剤と、下記一般式(II)で表されるアミン化合物と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。
−CH2X ・・・式(i)
−CH2CH2Y ・・・式(ii)
但し、XおよびYは各々独立に芳香族残基を表し、これらは置換基を有していてもよい。〕 - 請求項1に記載の電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、
前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光工程と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、
前記トナー画像を直接記録材に或いは中間転写体を介して記録材に転写する転写工程と、を繰り返し行うことを特徴とする電子写真方法。 - 請求項1に記載の電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、
前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光工程と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、
前記トナー画像を直接記録材に或いは中間転写体を介して記録材に転写する転写工程と、を繰り返し行い、
前記画像露光工程は、LD或いはLEDによって前記静電潜像の形成を行うことを特徴とするデジタル方式の電子写真方法。 - 請求項1に記載の電子写真感光体と、
該電子写真感光体表面を帯電せしめる帯電手段と、
前記電子写真感光体表面に静電潜像を形成する画像露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像を直接記録材に転写する或いは中間転写体を介して記録材に転写する転写手段と、を具備することを特徴とする電子写真装置。 - 請求項1に記載の電子写真感光体と、
該電子写真感光体表面を帯電せしめる帯電手段と、
前記電子写真感光体表面に静電潜像を形成する画像露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像を記録材に直接転写する或いは記録材に中間転写体を介して転写する転写手段と、を具備し、
前記画像露光手段は、LD或いはLEDであることを特徴とするデジタル方式の電子写真装置。 - 前記電子写真感光体、前記帯電手段、前記現像手段および前記転写手段を、それぞれ複数ずつ有するタンデム型であることを特徴とする請求項4又は5に記載の電子写真装置。
- 中間転写体と、中間転写手段と、をさらに具備し、
前記転写手段は、前記電子写真感光体上に形成されたトナー画像を前記中間転写体に一次転写して中間転写体上画像を形成し、
前記中間転写手段は、前記中間転写体上画像を前記記録材上に二次転写し、
前記中間転写体上画像が複数色のトナーからなるカラー画像の場合、
前記転写手段は、前記中間転写体上に各色を順次重ね合わせて当該中間転写体上画像を形成し、
前記中間転写手段は、当該中間転写上画像を前記記録材上に一括で二次転写することを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の電子写真装置。 - 請求項1に記載の電子写真感光体と、
該電子写真感光体表面を帯電せしめる帯電手段、前記電子写真感光体表面に静電潜像を形成する画像露光手段、前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段、前記電子写真感光体表面をクリーニングするクリーニング手段及び前記トナー画像を記録材に直接転写する或いは記録材に中間転写体を介して転写する転写手段の中から選ばれる少なくとも一つと、を具備することを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジ。
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