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JP2016180846A - 正帯電単層型電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

正帯電単層型電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 Download PDF

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JP2016180846A JP2015060604A JP2015060604A JP2016180846A JP 2016180846 A JP2016180846 A JP 2016180846A JP 2015060604 A JP2015060604 A JP 2015060604A JP 2015060604 A JP2015060604 A JP 2015060604A JP 2016180846 A JP2016180846 A JP 2016180846A
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Abstract

【課題】画像かぶりの発生を抑制し、感度に優れる正帯電単層型電子写真感光体を提供する。
【解決手段】正帯電単層型電子写真感光体は感光層を備える。感光層は、電荷発生剤、電子輸送剤、及び電子受容化合物を含有する。電子輸送剤は下記一般式(1)又は特定構造の化合物を含む。電子受容化合物は特定構造の化合物を含む。
Figure 2016180846

【選択図】なし

Description

本発明は、正帯電単層型電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
電子写真感光体は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。一般に、電子写真感光体は、感光層を備える。感光層は、電荷発生剤、電荷輸送剤(例えば、正孔輸送剤又は電子輸送剤)、及びこれらを結着させる樹脂(バインダー樹脂)を含有することができる。感光層は、電荷輸送剤と電荷発生剤とを同一の層に含み、電荷発生と電荷輸送との両方の機能を同一の層で有することもできる。このような感光層を備える電子写真感光体は、単層型電子写真感光体と呼ばれる。
キノンに活性メチレン化合物を縮合した電子輸送剤が知られている(特許文献1)。
特開2003−98701号公報
しかしながら、特許文献1に記載された電子輸送剤を正帯電単層型電子写真感光体に用いたとしても、画像かぶりの発生を抑制し、感度に優れる正帯電単層型電子写真感光体を得ることは難しい。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像かぶりの発生を抑制し、感度に優れる正帯電単層型電子写真感光体を提供することである。また、このような正帯電単層型電子写真感光体を備えることで、画像かぶりの発生を抑制するプロセスカートリッジ、又は画像形成装置を提供することである。
本発明の正帯電単層型電子写真感光体は感光層を備える。前記感光層は、少なくとも電荷発生剤、電子輸送剤、及び電子受容化合物を含有する。前記電子輸送剤は一般式(1)、(2)、又は(3)で表される化合物を含む。前記電子受容化合物は一般式(4)又は(5)で表される化合物を含む。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
Figure 2016180846
前記一般式(1)〜(3)中、R1〜R12は、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
前記一般式(4)及び(5)中、R13〜R20は、各々独立に、ハロゲン原子、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい複素環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアシル基、又は置換基を有してもよいアルキニル基を表す。前記一般式(4)中、Xは酸素原子、硫黄原子、又は=C(CN)2を表す。Yは酸素原子又は硫黄原子を表す。
本発明のプロセスカートリッジは、上述の正帯電単層型電子写真感光体を備える。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電部と、露光部と、現像部と、転写部とを備える。前記像担持体は、上述の正帯電単層型電子写真感光体である。前記帯電部は、前記像担持体の表面を帯電する。前記帯電部の帯電極性は、正極性である。前記露光部は、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する。前記現像部は、前記静電潜像をトナー像として現像する。前記転写部は、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する。
本発明の正帯電単層型電子写真感光体は、画像かぶりの発生を抑制することができ、感度に優れる。また、本発明のプロセスカートリッジ、又は画像形成装置は、上述の正帯電単層型電子写真感光体を備えることで、画像かぶりの発生を抑制することができる。
(a)、(b)、及び(c)は、それぞれ、第一実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体の構造を示す概略断面図である。 第二実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
<第一実施形態:正帯電単層型電子写真感光体>
第一実施形態は、正帯電単層型電子写真感光体(以下、単に「感光体」と記載する場合がある)に関する。以下、図1を参照して、第一実施形態に係る感光体について説明する。図1は、第一実施形態に係る感光体の構造を示す概略断面図である。感光体1は、例えば、図1(a)に示すように、感光層3を備える。感光層3は、少なくとも、電荷発生剤、電子輸送剤、及び電子受容化合物を含有する。感光層3は、電子輸送剤として一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物を含む。また、感光層3は、電子受容化合物として一般式(4)又は(5)で表される化合物を含む。
第一実施形態に係る感光体1は、画像かぶりの発生を抑制することができ、感度に優れる。その理由は、以下のように推測される。
まず、便宜上、画像かぶりについて説明する。電子写真方式の画像形成装置は、像担持体(感光体1)と、帯電部と、露光部と、現像部と、帯電部と、転写部とを備える。現像部は、感光体1の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する。より詳細には、現像部は、トナーを搬送し、感光体1の表面に形成された静電潜像へ移動させる。その結果、静電潜像はトナー像として現像される。
この現像において、トナーは感光体1の表面に摺擦し、帯電(いわゆる摩擦帯電)することがある。そして、トナーが逆極性(負極性)に帯電されると、トナーは、感光体1の表面の非露光領域(静電潜像以外の領域で非画像部に対応する領域)へ移動することがある。このようにして画像かぶりという現象が発生すると考えられる。
第一実施形態に係る感光体1では、感光層3は、電子輸送剤として一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物と、電子受容化合物として一般式(4)又は(5)で表される化合物とを含む。このため、感光層3はトナーに比べ電子を受容し易い。よって、トナーが第一実施形態に係る感光体1の表面で摺擦されても、トナーは負極性に帯電しにくい。したがって、第一実施形態に係る感光体1は、画像かぶりの発生を抑制することができると考えられる。
また、既に述べたように第一実施形態に係る感光体1では、感光層3は、電子輸送剤として一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物と、電子受容化合物として一般式(4)又は(5)で表される化合物とを含む。このため、露光工程において電荷発生剤で発生した電子は、上記電子輸送剤及び電子受容化合物を介して感光層3内を移動する傾向にある。よって、感光層3は電子輸送能に優れる傾向にある。したがって、第一実施形態に係る感光体1は、感度に優れると考えられる。
引き続き、第一実施形態に係る感光体1について説明する。感光体1は、導電性基体2、中間層4、保護層5をさらに備えることができる。感光層3は、導電性基体2上に直接又は間接に設けることができる。例えば、図1(a)に示すように、導電性基体2上に感光層3を直接設けてもよい。あるいは、例えば、図1(b)に示すように、導電性基体2と感光層3との間に中間層4が適宜に設けられていてもよい。また、図1(a)及び図1(b)に示すように、感光層3が最外層として露出していてもよい。あるいは、図1(c)に示すように、感光層3上に保護層5が適宜に備えられていてもよい。
第一実施形態に係る感光体1は、トナーに対して摩擦帯電系列が負極側であることが好ましい。トナーが第一実施形態に係る感光体1の表面で摺擦された場合、トナーは負極性に帯電しにくい。
感光層3の厚さは、感光層として充分に作用することができる限り、特に限定されない。感光層3の厚さは、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。
以下、導電性基体2、及び感光層3について説明する。さらに、中間層4について説明する。
[1.導電性基体]
導電性基体2は、感光体1の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体2としては、少なくとも表面部が導電性を有する材料で構成される導電性基体を用いることができる。導電性基体2としては、例えば、導電性を有する材料で構成される導電性基体、又は導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、又は真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層3から導電性基体2への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
導電性基体2の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができる。導電性基体2の形状としては、例えば、シート状、又はドラム状が挙げられる。また、導電性基体2の厚みは、導電性基体2の形状に応じて、適宜選択することができる。
[2.感光層]
既に述べたように、感光層3は、少なくとも電荷発生剤、電子輸送剤、及び電子受容化合物を含有する。また、感光層3は、例えば、正孔輸送剤、バインダー樹脂、又は添加剤を含有してもよい。以下、電荷発生剤、電子輸送剤、電子受容化合物、正孔輸送剤、バインダー樹脂、及び添加剤について説明する。
[2−1.電荷発生剤]
電荷発生剤は、感光体1用の電荷発生剤であれば、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコンのような無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、又はキナクリドン系顔料が挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、例えば、無金属フタロシアニン(例えば、X型無金属フタロシアニン(X−H2Pc))、又は金属フタロシアニン誘導体が挙げられる。金属フタロシアニン誘導体としては、例えば、チタニルフタロシアニン、又は酸化チタン以外が配位した金属フタロシアニン(例えば、V型ヒドロキシガリウムフタロシアニン)が挙げられる。チタニルフタロシアニンは、結晶であってもよく、例えば、α型チタニルフタロシアニン、β型チタニルフタロシアニン、又はY型チタニルフタロシアニンが挙げられる。これらの電荷発生剤のうち、フタロシアニン系顔料が好ましく、無金属フタロシアニンがより好ましく、X型無金属フタロシアニンがさらに好ましい。電荷発生剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
所望の領域に吸収波長を有する電荷発生剤を単独で用いてもよいし、2種以上の電荷発生剤を組み合わせて用いてもよい。さらに、例えば、デジタル光学系の画像形成装置(例えば、半導体レーザーのような光源を使用したレーザービームプリンター、又はファクシミリ)には、700nm以上の波長領域に感度を有する感光体を用いることが好ましい。そのため、例えば、フタロシアニン系顔料(例えば、X型無金属フタロシアニン、又はY型チタニルフタロシアニン)が好適に用いられる。フタロシアニン系顔料の結晶形状(例えば、α型、β型、又はY型)については特に限定されず、種々の結晶形状を有するフタロシアニン系顔料が使用される。
画像形成装置が短波長レーザー光源(例えば、350nm以上550nm以下程度の波長を有するレーザー光源)を備えている場合、この画像形成装置に適用される感光体1には、電荷発生剤として、アンサンスロン系顔料、又はペリレン系顔料が好適に用いられる。
電荷発生剤の還元電位は、参照電極(Ag/Ag+)に対して−1.1V以上−0.7V以下であることが好ましく、−1.0V以上−0.8V以下であることがより好ましい。電子輸送剤の還元電位が−1.0V以上−0.5V以下であると、電子が感光層3内を移動し易くなる。電荷発生剤の還元電位は、測定物質を電荷発生剤に代えた以外は、後述の電子受容化合物の還元電位の測定方法と同様にして測定することができる。
電荷発生剤の含有量は、感光体1の感光層3においてバインダー樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。
[2−2.電子輸送剤]
電子輸送剤は、一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物を含む。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
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一般式(1)〜(3)中、R1〜R12は、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい複素環基を表す。一般式(1)〜(3)中、R1〜R12は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことが好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、アルキル基としては、例えば、炭素原子数1以上10以下のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1以上6以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数1以上5以下のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、又は1,1−ジメチルプロピル基がさらに好ましい。アルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、又はこれらを組み合わせたアルキル基であってもよい。アルキル基は置換基を有してもよい。アルキル基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はシアノ基が挙げられる。アルキル基の置換基の数は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、アルケニル基としては、例えば、炭素原子数2以上10以下のアルケニル基が挙げられ、炭素原子数2以上6以下のアルケニル基が好ましく、炭素原子数2以上4以下のアルケニル基がより好ましく、エテニル基、アリル基、又はブテニル基がさらに好ましい。アルケニル基は、直鎖状アルケニル基、分岐鎖状アルケニル基、環状アルケニル基、又はこれらを組み合わせたアルケニル基であってもよい。アルケニル基は置換基を有してもよい。アルケニル基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はシアノ基が挙げられる。アルケニル基の置換基の数は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、アルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、又はブトキシ基がさらに好ましい。アルコキシ基は、直鎖状アルコキシ基、分岐鎖状アルコキシ基、環状アルコキシ基、又はこれらを組み合わせたアルコキシ基であってもよい。アルコキシ基は置換基を有してもよい。アルコキシ基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はシアノ基が挙げられる。アルコキシ基の置換基の数は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、アラルキル基としては、例えば、炭素原子数7以上15以下のアラルキル基が挙げられ、炭素原子数7以上13以下のアラルキル基が好ましく、炭素原子数7以上12以下のアラルキル基がより好ましい。アラルキル基は置換基を有してもよい。アラルキル基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上4以下の脂肪族アシル基、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基を含むアルコキシカルボニル基、又はフェノキシカルボニル基が挙げられる。アラルキル基の置換基の数は、特に限定されないが、5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2個又は3個のベンゼン環が縮合されることにより形成される基、又は2個若しくは3個のベンゼン環が単結合により連結されることにより形成される基が挙げられる。芳香族炭化水素基に含まれるベンゼン環の数は、1以上3以下であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。芳香族炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上4以下の脂肪族アシル基、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基を含むアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、又はアリールアルケニル基(例えば、フェニルエテニル基)が挙げられる。芳香族炭化水素基の置換基のうち、ハロゲン原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
一般式(1)〜(3)中のR1〜R12において、複素環基としては、例えば、N、S、及びOからなる群より選択される1以上のヘテロ原子を含む5員又は6員の単環の複素環基;このような単環同士が縮合した複素環基;このような単環と、5員又は6員の炭化水素環とが縮合した複素環基が挙げられる。複素環基が縮合環である場合、縮合環に含まれる環の数は3以下であることが好ましい。複素環基は置換基を有してもよい。複素環基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数2以上4以下の脂肪族アシル基、ベンゾイル基、フェノキシ基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基を含むアルコキシカルボニル基、又はフェノキシカルボニル基が挙げられる。
これらの電子輸送剤は、一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、電子輸送剤は、一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物のうちの2種以上を含んでもよい。また、電子輸送剤は、一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物と、公知の電子輸送剤とを組み合わせてもよい。
電子輸送剤の還元電位は、参照電極(Ag/Ag+)に対して−0.85V以下であることが好ましく、−1.00V以上−0.85V以下であることがより好ましく、−0.96V以上−0.88V以下であることがさらに好ましい。電子輸送剤の還元電位が−1.00V以上であると、電子が感光層3内を移動し易くなる。電子輸送剤の還元電位は、測定物質を電子輸送剤に代えた以外は、後述の電子受容化合物の還元電位の測定方法と同様にして測定することができる。
電子輸送剤の含有量は、感光体1の感光層3においてバインダー樹脂100質量部に対して、5質量部以上100質量部以下であることが好ましく、10質量部以上80質量部以下であることがより好ましい。
[2−3.電子受容化合物]
電子受容化合物は、一般式(4)又は(5)で表される化合物を含む。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
一般式(4)及び(5)中、R13〜R20は、各々独立に、ハロゲン原子、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい複素環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアシル基、又は置換基を有してもよいアルキニル基を表す。
一般式(4)及び(5)中のR13〜R20において、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、及び置換基を有してもよい複素環基は、各々一般式(1)〜(3)中のR1〜R12の表す置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、及び置換基を有してもよい複素環基と同義である。
一般式(4)及び(5)中のR13〜R20において、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。
一般式(4)及び(5)中のR13〜R20において、アミノ基は置換基を有してもよい。アミノ基の置換基としては、例えば、アルキル基が挙げられる。アルキル基は、一般式(1)〜(3)中のR1〜R12の表すアルキル基と同義である。アミノ基の置換基の数は、1又は2であることが好ましい。
一般式(4)及び(5)中のR13〜R20において、アシル基としては、例えば、炭素原子数1以上10以下のアシル基が挙げられ、炭素原子数1以上7以下のアシル基が好ましく、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、又はベンゾイル基がより好ましい。アシル基は置換基を有してもよい。アシル基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はシアノ基が挙げられる。アシル基の置換基の数は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。
一般式(4)及び(5)中のR13〜R20において、アルキニル基としては、例えば、炭素原子数2以上10以下のアルキニル基が挙げられ、炭素原子数2以上6以下のアルキニル基が好ましく、炭素原子数2以上5以下のアルニキル基がより好ましく、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、3−ブチニル基、又はペンチニル基がさらに好ましい。アルキニル基は置換基を有してもよい。アルキニル基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、又はシアノ基が挙げられる。アルキニル基の置換基の数は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。
一般式(4)及び(5)中、R13〜R20は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよい芳香族炭化水素基を表すことが好ましい。また、一般式(4)又は(5)で表される化合物は、電気陰性度の高い原子を有することが好ましく、ハロゲン原子を有することがより好ましい。一般式(4)及び(5)で表される化合物がハロゲン原子を有すると、一般式(4)及び(5)で表される化合物は電子を受容し易くなる。ハロゲン原子を有することとしては、例えば、一般式(4)及び(5)中のR13〜R20のうち少なくとも1つがハロゲン原子を表すこと、又は一般式(4)及び(5)中のR13〜R20のうち少なくとも1つがハロゲン原子で置換された官能基を表すことが挙げられる。ハロゲン原子で置換された官能基としては、例えば、ハロゲンで置換された、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アラルキル基、芳香族炭化水素基、複素環基、アシル基、又はアルキニル基が挙げられる。
電子受容化合物は、一般式(4)又は(5)で表される化合物を単独で用いてもよく、一般式(4)又は(5)で表される化合物のうちの2種以上を含むことが好ましい。例えば、電子受容化合物は、一般式(4)又は(5)で表される化合物と、公知の電子受容化合物とを組み合わせてもよい。
一般式(4)中、Xは酸素原子、硫黄原子、又は=C(CN)2を表し、酸素原子が好ましい。Yは酸素原子又は硫黄原子を表し、酸素原子が好ましい。
電子受容化合物の還元電位は、参照電極(Ag/Ag+)に対して−0.80V以上であることが好ましく、−0.80V以上−0.60V以下であることがより好ましく、−0.70V以上−0.65V以下であることがさらに好ましい。電子受容化合物の還元電位が−0.80V以上であると、電子が感光層3内を移動し易くなる。
電子受容化合物の還元電位(EEA)と電荷発生剤の還元電位(ECG)の差(EEA−ECG)は、0.1V以上0.5V以下であることが好ましく、0.2V以上0.4V以下であることがより好ましい。また、電子受容化合物の還元電位と電子輸送剤(EET)の還元電位の差(EEA−EET)は、0.1V以上0.5V以下であることが好ましく、0.2V以上0.4V以下であることがより好ましい。
電子受容化合物の還元電位は、以下の測定条件によりサイクリックボルタメトリー測定を行って求める。
作用電極:グラッシーカーボン
対極:白金
参照電極:銀/硝酸銀(0.1mol/L、AgNO3−アセトニトリル溶液)
試料溶液電解質:過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(0.1mol)
測定物質:電子受容化合物(0.001mol)
溶剤:ジクロロメタン(1L)
電子受容化合物の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して10質量部以上30質量部以下であることが好ましく、15質量部以上25質量部以下であることがより好ましい。電子受容化合物の含有量がバインダー樹脂100質量部に対して15質量部以上25質量部以下であると、画像かぶりの発生を抑制し易い。
[2−4.正孔輸送剤]
正孔輸送剤は、感光体1に適用し得る正孔輸送剤である限り、特に限定されない。正孔輸送剤としては、例えば、含窒素環式化合物又は縮合多環式化合物を使用することができる。含窒素環式化合物及び縮合多環式化合物としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体;ジアミン誘導体(例えば、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体、又はジ(アミノフェニルエテニル)ベンゼン誘導体);オキサジアゾール系化合物(例えば、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール);スチリル系化合物(例えば、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン);カルバゾール系化合物(例えば、ポリビニルカルバゾール);有機ポリシラン化合物;ピラゾリン系化合物(例えば、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン);ヒドラゾン系化合物;インドール系化合物;オキサゾール系化合物;イソオキサゾール系化合物;チアゾール系化合物;チアジアゾール系化合物;イミダゾール系化合物;ピラゾール系化合物;トリアゾール系化合物が挙げられる。これらのうち、ジアミン誘導体が好ましく、一般式(6)で表される化合物がより好ましく、式(HT−1)で表される化合物がさらに好ましい。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
一般式(6)中、Ar1、Ar2、Ar3、及びAr4は、各々独立に、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。Ar5は、置換基を有してもよいアリーレン基を表す。n1は、1以上5以下の整数を表す。
一般式(6)中のAr1〜Ar4において置換基を有してもよい芳香族炭化水素基は、一般式(1)〜(3)中のR1〜R12の表す置換基を有してもよい芳香族炭化水素基と同義である。一般式(6)中のAr1〜Ar4における芳香族炭化水素基の置換基は、炭素原子数1以上6以下のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
一般式(6)中、Ar5は、アリーレン基を表す。アリーレン基としては、例えば、炭素数6以上14以下のアリーレン基(例えば、単環、縮合環)を挙げることができる。単環のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基を挙げることができる。縮合環のアリーレン基としては、例えば、二環アリーレン基(例えば、ナフチレン基)、三環アリーレン基(例えば、アントリレン基、フェナントリレン基)を挙げることができる。これらのうち、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、又はフェナントリレン基が好ましい。
アリーレン基は、置換基を有してもよい。アリーレン基の置換基は、一般式(6)においてAr1〜Ar4で表される芳香族炭化水素基の置換基と同義である。
n1はAr5で表されるアリーレン基の数を表す。n1は、1以上5以下の整数を表し、1以上4以下の整数を表すことが好ましい。n1が0又は6以上の整数であると、溶解性の確保が困難となり易い。
n1が2以上の整数を表す場合、複数のアリーレン基は同一であっても異なってもよい。例えば、n1が2を表し、複数のAr5がすべてフェニレン基を表す場合、一般式(6)中の−(Ar5n1−は、ビフェニレン基となる。また、n1が3を表し、複数のAr5がすべてフェニレン基を表す場合、−(Ar5n1−は、ターフェニレン基となる。
一般式(6)中、−(Ar5n1−で表される部位として好ましくは、ナフチレン基(Ar5がナフチレン基を表し、n1が1を表す)、アントリレン基(Ar5がアントリレン基を表し、n1が1を表す)、フェナントリレン基(Ar5がフェナントリレン基を表し、n1が1を表す)、及びターフェニリレン基(Ar5がフェニレン基を表し、n1が3を表す)が挙げられる。なかでも好ましくはターフェニリレン基であり、より好ましくはp−ターフェニリレン基である。
これらの正孔輸送剤は単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
正孔輸送剤の含有量は、感光体1の感光層3においてバインダー樹脂100質量部に対して、10質量部以上200質量部以下であることが好ましく、10質量部以上100質量部以下であることがより好ましい。
[2−5.バインダー樹脂]
バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート樹脂、又はウレタン−アクリレート共重合樹脂が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの樹脂の中では、加工性、機械的特性、光学的特性、及び/又は耐摩耗性のバランスに優れた感光層3が得られることから、ポリカーボネート樹脂が好ましい。ポリカーボネート樹脂としては、例えば、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールB型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールCZ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂、又はビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂が挙げられる。ポリカーボネート樹脂としてより具体的には、式(Resin−1)で表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。
Figure 2016180846
バインダー樹脂の分子量は、粘度平均分子量で40000以上であることが好ましく、40000以上52500以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が40000以上であると、バインダー樹脂の耐摩耗性を十分に高めることができ、感光層3が摩耗しにくくなる。また、バインダー樹脂の粘度平均分子量が52500以下であると、感光層3の形成時にバインダー樹脂が溶剤に溶解し易くなり、塗布液の粘度が高くなり過ぎない。その結果、感光層3を形成し易くなる。
[2−6.添加剤]
第一実施形態に係る感光体1において、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、感光層3は各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、又は紫外線吸収剤)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、又はレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン若しくはこれらの誘導体、有機硫黄化合物、又は有機燐化合物が挙げられる。
[3.中間層]
既に述べたように、感光体1において、中間層4(特に、下引き層)は、導電性基体2と感光層3との間に位置することができる。中間層4は、例えば、無機粒子、及び樹脂(中間層4用樹脂)を含有する。中間層4の存在により、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体1を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇を抑えることができる。
無機粒子としては、例えば、金属(例えば、アルミニウム、鉄、又は銅)、金属酸化物(例えば、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、又は酸化亜鉛)の粒子、又は非金属酸化物(例えば、シリカ)の粒子が挙げられる。これらの無機粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
中間層4用樹脂としては、中間層4を形成する樹脂として用いることができる樹脂であれば、特に限定されない。
中間層4は、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤は、上述した感光層3の添加剤と同様である。
次に、図1を参照して、第一実施形態に係る感光体1の製造方法について説明する。第一実施形態に係る感光体1の製造方法は、例えば、感光層形成工程を有する。感光層形成工程では、塗布液を、導電性基体2上に塗布し、塗布した塗布液に含まれる溶剤を除去して感光層3を形成する。塗布液は、電荷発生剤と、一般式(1)〜(3)で表される化合物の何れか1種の電子輸送剤と、一般式(4)又は(5)で表される電子受容化合物と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、溶剤とを含むことができる。塗布液は、電荷発生剤、一般式(1)〜(3)で表される化合物の何れか1種の電子輸送剤、一般式(4)又は(5)で表される電子受容化合物、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を、溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。塗布液には、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
塗布液に含有される溶剤は、塗布液に含まれる各成分を溶解又は分散できれば、特に限定されない。溶剤としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、又はブタノール)、脂肪族系炭化水素(例えば、n−ヘキサン、オクタン、又はシクロヘキサン)、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、又はクロロベンゼン)、エーテル類(例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、又はジエチレングリコールジメチルエーテル)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はシクロヘキサノン)、エステル類(例えば、酢酸エチル、又は酢酸メチル)、ジメチルホルムアルデヒド、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、又はジメチルスルホキシドが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの溶剤のうち、非ハロゲン系溶剤が好ましい。
塗布液は、各成分を混合し、溶剤に分散することにより調製される。混合又は分散には、例えば、ビーズミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ペイントシェーカー、又は超音波分散器を用いることができる。
塗布液は、各成分の分散性、又は形成される各々の層の表面平滑性を向上させるために、例えば、界面活性剤又はレベリング剤を含有してもよい。
塗布液を塗布する方法としては、例えば、導電性基体2上に均一に塗布液を塗布できる方法であれば、特に限定されない。塗布方法としては、例えば、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、又はバーコート法が挙げられる。
塗布液に含まれる溶剤を除去する方法としては、塗布液中の溶剤を蒸発させ得る方法であれば、特に制限されない。溶剤を除去する方法としては、例えば、加熱、減圧、又は加熱と減圧との併用が挙げられる。より具体的には、高温乾燥機、又は減圧乾燥機を用いて、熱処理(熱風による乾燥)する方法が挙げられる。熱処理条件は、例えば、40℃以上150℃以下の温度、かつ3分間以上120分間以下の時間である。
なお、感光体1の製造方法は、必要に応じて、中間層4を形成する工程、及び/又は保護層5を形成する工程をさらに含んでいてもよい。中間層4を形成する工程、及び保護層5を形成する工程では、公知の方法を適宜選択することができる。
以上、図1を参照して、第一実施形態に係る感光体1を説明した。第一実施形態に係る感光体1によれば、画像かぶりの発生を抑制することにより画像不良の発生を抑制できる。
<第二実施形態:画像形成装置>
第二実施形態は、画像形成装置に関する。以下、図2を参照して、第二実施形態に係る画像形成装置の一態様について、説明する。図2は、第二実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置6は、像担持体として第一実施形態に係る感光体1を備える。
第二実施形態に係る画像形成装置6は、感光体に相当する像担持体1と、帯電装置に相当する帯電部27と、露光装置に相当する露光部28と、現像部に相当する現像部29と、転写部とを備える。帯電部27は像担持体1の表面を帯電する。帯電部27の帯電極性は、正極性である。露光部28は、帯電された像担持体1の表面を露光して、像担持体1の表面に静電潜像を形成する。現像部29は、静電潜像をトナー像として現像する。転写部は、像担持体1から被転写体へトナー像を転写する。図2のように画像形成装置6が中間転写方式を採用する場合、転写部は、一次転写ローラー33に相当する。また、被転写体は、中間転写体(中間転写ベルト20)に相当する。
第二実施形態に係る画像形成装置6は、像担持体として第一実施形態に係る感光体1を備える。このため、第二実施形態に係る画像形成装置6は、画像かぶりの発生を抑制することができる。その理由は、以下のように推測される。
第一実施形態に係る感光体1は、電子輸送剤として一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物と、電子受容化合物として一般式(4)で表される化合物とを含む。このため、第一実施形態に係る感光体1は、トナーに比べ摩擦帯電系列が負極側に偏り易い。また、現像時にトナーと感光体1の表面との摩擦が起きても、トナーは負極性に帯電しにくい。第二実施形態に係る画像形成装置6は、像担持体として第一実施形態に係る感光体1を備える。したがって、第二実施形態に係る画像形成装置6は、画像かぶりの発生を抑制することができると考えられる。
画像形成装置6は、電子写真方式の画像形成装置である限り、特に限定されない。画像形成装置6は、例えば、モノクロ画像形成装置であってもよいし、カラー画像形成装置であってもよい。異なる色のトナーによる各色のトナー像を形成するために、画像形成装置6は、タンデム方式のカラー画像形成装置であってもよい。
以下、タンデム方式のカラー画像形成装置を例に挙げて、画像形成装置6を説明する。画像形成装置6は、所定方向に並設された複数の感光体1と、複数の現像部29とを備える。複数の現像部29は、各々、感光体1に対向して配置される。複数の現像部29は、各々、現像ローラー50を備える。現像ローラー50は、トナーを担持して搬送し、対応する像担持体1の表面にトナーを供給する。
図2に示すように、画像形成装置6は、箱型の機器筺体7を有している。機器筺体7内には、給紙部8、画像形成部9、及び定着部10が設けられる。給紙部8は、用紙Pを給紙する。画像形成部9は、給紙部8から給紙された用紙Pを搬送しながら、用紙Pに画像データに基づくトナー像を転写する。定着部10は、画像形成部9で用紙P上に転写された未定着のトナー像を、用紙Pに定着させる。さらに、機器筺体7の上面には、排紙部11が設けられる。排紙部11は、定着部10で定着処理された用紙Pを排紙する。
給紙部8には、給紙カセット12と、第一ピックアップローラー13と、給紙ローラー14、15、及び16と、レジストローラー対17とが備えられる。給紙カセット12は、機器筺体7から挿脱可能に設けられる。給紙カセット12には、各種サイズの用紙Pが貯留される。第一ピックアップローラー13は、給紙カセット12の左上方位置に設けられる。第一ピックアップローラー13は、給紙カセット12に貯留されている用紙Pを1枚ずつ取り出す。給紙ローラー14〜16は、第一ピックアップローラー13によって取り出された用紙Pを搬送する。レジストローラー対17は、給紙ローラー14〜16によって搬送された用紙Pを、一時待機させた後に、所定のタイミングで画像形成部9に供給する。
また、給紙部8は、手差しトレイ(不図示)と、第二ピックアップローラー18とをさらに備えている。手差しトレイは、機器筺体7の左側面に取り付けられる。第二ピックアップローラー18は、手差しトレイに載置された用紙Pを取り出す。第二ピックアップローラー18によって取り出された用紙Pは、給紙ローラー14〜16によって搬送され、レジストローラー対17によって、所定のタイミングで画像形成部9に供給される。
画像形成部9には、画像形成ユニット19、中間転写ベルト20、及び二次転写ローラー21が備えられる。中間転写ベルト20には、画像形成ユニット19によって、中間転写ベルト20の周面(像担持体1の表面との接触面)に、トナー像が一次転写される。なお、一次転写されるトナー像は、コンピューターのような上位装置から伝送された画像データに基づいて形成される。二次転写ローラー21は、中間転写ベルト20上のトナー像を、給紙カセット12から送り込まれた用紙Pに二次転写する。
画像形成ユニット19は、イエロートナー供給用ユニット25と、マゼンタトナー供給用ユニット24と、シアントナー供給用ユニット23と、ブラックトナー供給用ユニット22とを備える。画像形成ユニット19には、イエロートナー供給用ユニット25を基準として中間転写ベルト20の回転方向の上流側(図2では右側)から下流側に向けて、イエロートナー供給用ユニット25、マゼンタトナー供給用ユニット24、シアントナー供給用ユニット23、及びブラックトナー供給用ユニット22が順次配設されている。ユニット22〜25には、各ユニットの中央位置に、感光体1が配設されている。感光体1は、矢符(時計回り)方向に回転可能に配設されている。なお、ユニット22〜25は、画像形成装置6本体に対して脱着される後述のプロセスカートリッジであってもよい。
そして、各像担持体1の周囲には、帯電部27、露光部28、現像部29が、帯電部27を基準として各像担持体1の回転方向の上流側から順に配置されている。
像担持体1の回転方向における帯電部27の上流側には、除電器(不図示)、及びクリーニング装置(不図示)が設けられてもよい。除電器は、中間転写ベルト20へのトナー像の一次転写が終了した後、像担持体1の周面(表面)を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清掃及び除電された像担持体1の表面は、帯電部27へ送られ、新たに帯電処理される。
なお、第二実施形態に係る画像形成装置6は、クリーニング部(クリーニング装置に相当)及び/又は除電部(除電器に相当)を備えることができる。第二実施形態に係る画像形成装置6がクリーニング部及び除電部を備える場合、各像担持体1の回転方向の上流側から帯電部27を基準として、帯電部27、露光部28、現像部29、一次転写ローラー33、クリーニング部、除電部の順で、配置される。
既に述べたように、帯電部27は、像担持体1の表面を帯電する。具体的には、帯電部27は、像担持体1の表面を均一に帯電する。帯電部27は、像担持体1の表面を均一に帯電できる限り特に限定されない。帯電部27は、非接触方式の帯電部であってもよいし、接触方式の帯電部であってもよい。帯電部27としては、例えば、帯電ローラー又は帯電ブラシが挙げられる。帯電部27としては、接触方式の帯電部(具体的には、帯電ローラー又は帯電ブラシ)が好ましく、帯電ローラーがより好ましい。接触方式の帯電部27を使用することにより、帯電部27から発生する活性ガス(例えば、オゾン、又は窒素酸化物)の排出を抑えることができる。その結果、活性ガスによる感光層3の劣化が抑制されるとともに、オフィス環境に配慮した設計が達成できる。
帯電部27が接触方式の帯電ローラーを備える場合、帯電ローラーは、像担持体1の表面と接触したまま、像担持体1の表面を帯電する。このような帯電ローラーとしては、例えば、像担持体1の表面と接触したまま、像担持体1の回転に従属して回転する帯電ローラーが挙げられる。また、帯電ローラーとしては、例えば、少なくとも表面部が樹脂で構成された帯電ローラーが挙げられる。具体的には、帯電ローラーは、回転可能に軸支された芯金と、芯金上に形成された樹脂層と、芯金に電圧を印加する電圧印加部とを備える。このような帯電ローラーを備えた帯電部27は、電圧印加部が芯金に電圧を印加することによって、樹脂層を介して接触する感光体1の表面を帯電させることができる。
帯電ローラーの樹脂層を構成する樹脂は、像担持体1の表面を良好に帯電させることができる限り特に限定されない。樹脂層を構成する樹脂の具体例としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン変性樹脂が挙げられる。樹脂層には、無機充填材を含有させてもよい。
帯電部27が印加する電圧は、特に限定されない。しかし、帯電部27が交流電圧を印加すること、又は直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を印加することよりも、帯電部27が直流電圧のみを印加することが好ましい。帯電部27が直流電圧のみを印加する場合、感光層3の磨耗量が減少する傾向があるためである。その結果、好適な画像を形成することができる。帯電部27が感光体1に印加する直流電圧は、1000V以上2000V以下であることが好ましく、1200V以上1800V以下であることがより好ましく、1400V以上1600V以下であることが特に好ましい。
帯電ローラーの樹脂層を構成する樹脂は、感光体1の表面を良好に帯電させることができる限り特に限定されない。樹脂層を構成する樹脂の具体例としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン変性樹脂が挙げられる。樹脂層には、無機充填材を含有させてもよい。
露光部28は、例えば、レーザー走査ユニットである。露光部28は、帯電された像担持体1の表面を露光して、像担持体1の表面に静電潜像を形成する。具体的には、露光部28は、帯電部27によって均一に帯電された像担持体1の表面に、パーソナルコンピューターのような上位装置から入力された画像データに基づくレーザー光を照射する。これにより、像担持体1の表面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。
現像部29は、静電潜像をトナー像として現像する。具体的には、現像部29は、静電潜像が形成された像担持体1の表面にトナーを供給し、画像データに基づくトナー像を形成する。そして、形成されたトナー像が中間転写ベルト20に一次転写される。なお、トナーの帯電極性は正極性である。なお、用いられる現像剤は、一成分現像剤が好ましい。
既に述べたように現像部29は、現像ローラー50を備える。また、現像部29は、現像ローラー50と像担持体1の表面とが接触しながら、静電潜像をトナー像として現像することができる。すなわち、第二実施形態に係る画像形成装置6は、いわゆる接触現像方式を採用することができる。このような接触現像方式を採用する画像形成装置は、通常、現像時に現像ローラー50と像担持体1の表面とが接触するため、トナーは像担持体の表面に摺擦され易く、トナーは負極側に帯電することがある。
第二実施形態に係る画像形成装置6では、上述のように感光体1がトナーに比べ摩擦帯電系列が負極側に偏り易い。このため、第二実施形態に係る画像形成装置6は、接触現像方式を採用したとしても、トナーを負極性に帯電させにくく、画像かぶりの発生を抑制することができる。
中間転写ベルト20は、無端状のベルト回転体である。中間転写ベルト20は、駆動ローラー30、従動ローラー31、バックアップローラー32、及び複数の一次転写ローラー33に架け渡されている。複数の像担持体1の表面が、各々、中間転写ベルト20の周面に当接するように、中間転写ベルト20は配置されている。
また、中間転写ベルト20は、各像担持体1に対向して配置される一次転写ローラー33によって、像担持体1に押圧される。押圧された状態で、中間転写ベルト20は、駆動ローラー30によって矢符(反時計回り)方向に無端回転する。駆動ローラー30は、ステッピングモーターなどの駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト20を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラー31、バックアップローラー32、及び複数の一次転写ローラー33は、回転自在に設けられる。従動ローラー31、バックアップローラー32、及び一次転写ローラー33は、駆動ローラー30による中間転写ベルト20の無端回転に伴って、従動回転する。従動ローラー31、バックアップローラー32、及び一次転写ローラー33は、駆動ローラー30の主動回転に応じて中間転写ベルト20を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト20を支持する。
一次転写ローラー33は、トナー像を像担持体1から中間転写ベルト20へ転写する。具体的には、一次転写ローラー33は、一次転写バイアス(具体的には、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス)を中間転写ベルト20に印加する。その結果、各像担持体1上に形成されたトナー像は、各像担持体1と一次転写ローラー33との間で、周回する中間転写ベルト20に対して、順次転写(一次転写)される。
二次転写ローラー21は、二次転写バイアス(具体的には、トナー像と逆極性のバイアス)を用紙Pに印加する。その結果、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー21とバックアップローラー32との間で用紙Pに転写される。これにより、未定着のトナー像が用紙Pに転写される。
定着部10は、画像形成部9で用紙Pに転写された未定着トナー像を定着させる。定着部10は、加熱ローラー34と、加圧ローラー35とを備えている。加熱ローラー34は、通電発熱体により加熱される。加圧ローラー35は、加熱ローラー34に対向配置され、加圧ローラー35の周面が加熱ローラー34の周面に押圧される。
画像形成部9で二次転写ローラー21により用紙Pに転写された転写画像は、用紙Pが加熱ローラー34と加圧ローラー35との間を通過する際の加熱による定着処理により用紙Pに定着される。そして、定着処理の施された用紙Pは、排紙部11へ排紙される。また、定着部10と排紙部11との間の適所に、複数の搬送ローラー36が配設されている。
排紙部11は、機器筺体7の頂部が凹没されることによって形成される。凹没した凹部の底部に、排紙された用紙Pを受ける排紙トレイ37が設けられる。以上、図2を参照して、第二実施形態に係る画像形成装置6について説明した。
図2を参照して説明したように、第二実施形態に係る画像形成装置6は、像担持体として、画像かぶりの発生を抑制可能な、第一実施形態に係る感光体1を備えている。感光体1を備えることで、第二実施形態に係る画像形成装置6は、画像かぶりの発生を抑制することができる。
図2を参照して中間転写方式を採用する画像形成装置6を説明したが、第二実施形態に係る画像形成装置6は、別の態様として、直接転写方式を採用することもできる。この場合、被転写体は、記録媒体(例えば、用紙P)に相当する。また、転写部は、二次転写ローラー21に相当する。二次転写ローラー21は、対向する像担持体1との間に記録媒体が通るように配置される。
<第三実施形態:プロセスカートリッジ>
第三実施形態は、プロセスカートリッジに関する。第三実施形態に係るプロセスカートリッジは、像担持体として第一実施形態に係る感光体1を備える。第三実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像かぶりの発生を抑制する。その理由は、以下のように推測される。第一実施形態に係る感光体1は、上述のように画像かぶりの発生を抑制する傾向にある。したがって、第三実施形態に係るプロセスカートリッジは、像担持体として第一実施形態に係る感光体1を備えるため、画像かぶりを抑制することができると考えられる。
プロセスカートリッジは、例えば、像担持体としてユニット化された第一実施形態に係る感光体1を備えることができる。プロセスカートリッジは、第二実施形態に係る画像形成装置6に対して着脱自在に設計されてもよい。プロセスカートリッジには、例えば、像担持体以外に、帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部、及び除電部からなる群より選択される少なくとも1つをユニット化した構成を採用することができる。ここで、帯電部、露光部、現像部、クリーニング部、及び除電部は、各々、例えば、第二実施形態で上述した、帯電部27、露光部28、現像部29、クリーニング部、及び除電部と同様の構成とすることができる。
以上、第三実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明した。第三実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像かぶりの発生を抑制することができる。さらに、このようなプロセスカートリッジは取り扱いが容易であるため、感光体1の感度特性等が劣化した場合に、感光体1を含めて、容易かつ迅速に交換することができる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例の範囲に何ら限定されるものではない。
[1.感光体の調製]
電荷発生剤、電子輸送剤、正孔輸送剤及びバインダー樹脂を用いて、感光体(A−1)〜(A−17)、及び(B−1)〜(B−6)を作製した。
[1−1.電荷発生剤の調製]
感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の作製には、電荷発生剤として式(CG−1)で表されるX型無金属フタロシアニン(以下、「電荷発生剤(CG−1)」と記載する場合がある)を用いた。
Figure 2016180846
[1−2.電子輸送剤の調製]
感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の作製には、電子輸送剤として、式(ET−1)〜(ET−4)で表される化合物(以下、「電子輸送剤(ET−1)〜(ET−4)」と記載する場合がある)を用いた。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
Figure 2016180846
Figure 2016180846
[1−3.電子受容化合物の調製]
感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の作製には、電子受容化合物として、式(EA−1)〜(EA−3)で表される化合物(以下、「電子受容化合物(EA−1)〜(EA−3)」と記載する場合がある)を用いた。
Figure 2016180846
Figure 2016180846
Figure 2016180846
[1−4.正孔輸送剤の調製]
感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の作製には、正孔輸送剤として式(HT−1)で表される化合物を用いた。
[1−5.バインダー樹脂の調製]
感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の作製には、バインダー樹脂としていずれも式(Resin−1)で表されるビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(平均分子量30000)を用いた。
[1−6.感光体(A−1)の製造]
容器内に、電荷発生剤としてX型チタニルフタロシアニン(CG−1)3質量部と、電子輸送剤(ET−1)30質量部と、電子受容化合物(EA−2)25質量部と、正孔輸送剤として式(HT−1)で表される化合物50質量部と、バインダー樹脂として式(Resin−1)で表されるポリカーボネート樹脂100質量部と、溶剤としてテトラヒドロフラン700質量部とを投入した。ボールミルを用いて、これらを50時間混合して分散し、塗布液を調製した。
ディップコート法を用いて、導電性基体(アルミ素管からなる直径30mmの基体)上に塗布液を塗布し、導電性基体上に塗布膜を形成した。続いて、130℃の条件下で45分間熱風をあてて乾燥させ、塗布膜中からテトラヒドロフランを除去した。これにより、導電性基体上に膜厚30μmの感光層を備える感光体A−1を得た。
[1−7.感光体(A−2)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)の調製]
以下の点を変更した以外は、感光体(A−1)の調製と同様の方法で、感光体(A−2)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)を調製した。感光体(A−1)の調製に用いた電子輸送剤(ET−1)及び電子受容化合物(EA−2)に代えて、各々表1に示す電子輸送剤及び電子受容化合物を用いた。なお、表1中、電子受容化合物の含有量は、電子輸送剤100質量部に対する含有量(質量部)を表す。
[2.感光体の性能評価]
上記のようにして得られた感光体(A−1)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−6)に対し、下記のような評価を行った。
(感度の評価)
感光体を、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、+700Vになるように帯電させた。この状態で電位を測定し、初期表面電位(Vo)とした。次いで、単色光(波長:780nm、半値幅:20nm、光強度:1.5μJ/cm2)をハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出し、感光体の表面に照射した(照射時間:1.5秒)。照射後、0.5秒経過した後の表面電位を測定し、この表面電位を感度電位(VL)とした。測定環境は、温度23℃かつ湿度50%RHとした。得られた感度電位を表1に示す。感度電位の値が小さいほど、感光体の感度が高いことを示す。
(画像かぶりの評価)
感光体を画像形成装置(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−1300D改造機」)に装着した。以下の条件で、現像した。なお、低温環境(温度20℃、相対湿度50%RH)で白紙画像を10枚作成した。
ドラム線速 :168mm/秒
ドラム :φ30正帯電単層型OPC
帯電 :スコロトロン帯電
露光 :レーザースキャナー
現像 :接触現像方式
転写 :中間転写方式
クリーニング :カウンタブレード方式
除電 :LED光除電
ドラム帯電電位:420V
レーザー :レーザー波長780nm、レーザー露光量0.9μJ/cm2
除電 :LED波長500nm、LED露光量4.0μJ/cm2
発光ダイオード:GaAs
紙(記録媒体) :京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「ブランド紙 VM−A4」
次いで、反射濃度計(サカタインクスエンジニアリング株式会社製「SpectroEye」)を用いて、得られた形成画像の白紙部分(非画像部)におけるかぶり濃度(−)を測定した。測定したかぶり濃度から、下記基準に沿って画像かぶりを評価した。得られた結果を表1に示す。
A:かぶり濃度の値が0.010以下の値であった。
B:かぶり濃度の値が0.010を超え、かつ、0.012以下の値であった。
C:かぶり濃度の値が0.012を超え、かつ、0.020以下の値であった。
D:かぶり濃度の値が0.020を超えた値であった。

Figure 2016180846
表1に示すように、感光体(A−1)〜(A−17)の画像かぶりの評価は、評価A又は評価Bであった。感光体(B−1)〜(B−4)の画像かぶりの評価は、評価Dであった。このため、感光体(A−1)〜(A−17)は、感光体(B−1)〜(B−4)に比べ、画像不良の発生が抑制されることが示された。
また、表1に示すように、感光体(A−1)〜(A−17)の感度は、+109V以上+124V以下であった。感光体(B−5)〜(B−6)の感度は、+204V以上+220V以下であった。
以上から、感光体(A−1)〜(A−17)は、感光体(B−1)〜(B−6)に比べ、画像かぶりの発生を抑制し、かつ感度に優れることが示された。また、感光体(A−1)〜(A−17)を備える画像形成装置は、感光体(B−1)〜(B−6)を備える画像形成装置に比べ、画像かぶりの発生を抑制し、かつ露光量を抑制できることが明らかとなった。
本発明に係る感光体は、電子写真方式の感光体として好適に使用できる。
1 正帯電単層型電子写真感光体(像担持体)
3 感光層
6 画像形成装置
20 中間転写ベルト
27 帯電部
28 露光部
29 現像部
33 一次転写ローラー

Claims (10)

  1. 感光層を備える正帯電単層型電子写真感光体であって、
    前記感光層は、少なくとも電荷発生剤、電子輸送剤、及び電子受容化合物を含有し、
    前記電子輸送剤は下記一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物を含み、
    前記電子受容化合物は下記一般式(4)又は(5)で表される化合物を含む、正帯電単層型電子写真感光体。
    Figure 2016180846
    Figure 2016180846
    Figure 2016180846
    前記一般式(1)〜(3)中、R1〜R12は、各々独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
    Figure 2016180846
    Figure 2016180846
    前記一般式(4)及び(5)中、R13〜R20は、各々独立に、ハロゲン原子、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい複素環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアシル基、又は置換基を有してもよいアルキニル基を表す。前記一般式(4)中、Xは酸素原子、硫黄原子、又は=C(CN)2を表す。Yは酸素原子又は硫黄原子を表す。
  2. 前記一般式(1)〜(3)中、R1〜R12は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表す、請求項1に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
  3. 前記一般式(4)〜(5)中、R13〜R20は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよい芳香族炭化水素基を表し、X及びYは酸素原子を表す、請求項1又は請求項2に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
  4. 前記一般式(4)又は(5)で表される化合物は、ハロゲン原子を有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
  5. 前記電子受容化合物は、前記一般式(4)又は(5)で表される化合物のうちの2種以上を含む、請求項1〜4の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
  6. 前記感光層は、さらにバインダー樹脂を含有し、
    前記電子受容化合物の含有量は、前記バインダー樹脂100質量部に対して20質量部以上40質量部以下である、請求項1〜5の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
  7. 前記感光層は正孔輸送剤をさらに含有し、
    前記正孔輸送剤は、下記一般式(6)で表される化合物を含む、請求項1〜6の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
    Figure 2016180846
    前記一般式(6)中、Ar1、Ar2、Ar3、及びAr4は、各々独立に、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表す。Ar5は、置換基を有してもよいアリーレン基を表す。n1は、1以上5以下の整数を表す。
  8. 請求項1〜7の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体を備えた、プロセスカートリッジ。
  9. 像担持体と、
    前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
    帯電された前記像担持体の前記表面を露光して、前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する露光部と、
    静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
    前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部と
    を備える画像形成装置であって、
    前記帯電部の帯電極性は、正極性であり、
    前記像担持体は、請求項1〜7の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体である、画像形成装置。
  10. 前記現像部は現像ローラーを備え、前記現像ローラーと前記像担持体の前記表面とが接触する、請求項9に記載の画像形成装置。
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