JP6652843B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、プロセスカートリッジ、電子写真装置 Download PDF

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Description

本発明は、電子写真感光体、電子写真感光体を有するプロセスカートリッジならびに、電子写真装置に関する。
電子写真感光体はプロセスカートリッジや電子写真装置に搭載されており、その周囲には帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段などを有している。これら複数の手段による工程を経て画像形成が行われるが、それらの工程においていくつもの周辺部材との摺擦や当接力を受け、感光体の表面層は損傷、摩耗する。
近年、より高速で長寿命なプロセスカートリッジや電子写真装置が求められており、長期間における電子写真感光体の安定性の向上が望まれている。これに対応する為、電子写真感光体の下引き層に電子輸送物質と架橋剤を含む組成物の重合物を含有することにより、長期に渡るポジゴーストの抑制を図る技術が開示されている(特許文献1参照)。
一方で、プロセスカートリッジや電子写真装置の高速化、長寿命化に伴い、感光体の表面層と当接する周辺部材との摺擦や当接力による損傷、摩耗は大きくなり、表面層の耐久性の問題がより顕在化してくる。特に、現像手段などで用いられる感光体との間隔を保持(規制)するための部材(間隔保持部材)からの当接力を受けることで生じる感光体への損傷は大きく、より長期間の繰り返し使用において感光体の表面層が剥離してしまうことがある。
従来、電子写真感光体において、導電性基体と感光層との間の接着力を高めるために、下引き層が設けられることが多い。しかし、下引き層を設けた場合においても、感光層の端部から感光層の膜が剥離するという問題がある。そこで、特許文献2では、下引き層の端部より内側に感光層を形成させる技術が記載されている。
しかしながら、金属酸化物粒子を含む下引き層を用いた場合、露出している下引き層が周辺部材との摺擦や当接力を受けることで、下引き層の表面に存在する金属酸化物粒子が剥落し、感光体の表面層及び周辺部材を汚染するという問題がある。そこで、特許文献3では、下引き層を覆うように感光層を形成させる技術が記載されている。
特開2014−29480号公報 特開昭59−184359号公報 特開2002−107986号公報
本発明者らが検討を行った結果、特許文献3に記載された層構成を参考にし、電子写真感光体の下引き層に電子輸送物質と架橋剤を含む組成物の重合物を含有させた場合においては、以下のようなことがあることがわかった。すなわち、間隔保持部材と感光体が当接する部分において感光層の剥離が生じる場合があった。特に、感光体に対する間隔保持部材の当接力がより高く、長期に渡る通紙耐久が必要な条件では、感光層の剥離という問題を改善する余地があることがわかった。
本発明の目的は、感光体に対する間隔保持部材の当接力がより高く、長期間の繰り返し使用を行っても、感光層の剥離を抑制することが可能な、電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。
本発明は、電子写真装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、該プロセスカートリッジが、
円筒状の電子写真感光体、
該電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、並びに、
該電子写真感光体と当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電部材を有し、
該第一の間隔保持部材及び該第二の間隔保持部材が、該帯電部材の両端部よりも該電子写真感光体の母線方向に沿って外側の位置にそれぞれ設けられており、
該電子写真感光体が、
支持体、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第一の領域と、
(i)支持体、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、
(ii)支持体、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、並びに、
(iii)支持体、該支持体上に設けられた表面層をこの順に有する領域
から選択される第二の領域と、
支持体、第一中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第三の領域、
を有し、
該第一中間層が、金属酸化物粒子及びフェノール樹脂を含有し、
該第二中間層が、電子輸送物質及び架橋剤を含む組成物の重合物を含有し、
該電荷発生層が、熱可塑性樹脂を含有し、
該帯電部材が、該電子写真感光体の該第一の領域の表面と当接し、
該第一の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第二の領域の表面と当接し、
該第二の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第三の領域の表面と当接することを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
さらに、本発明は、
円筒状の電子写真感光体、及び
該電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、並びに、
該電子写真感光体と当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電部材、
を有する電子写真装置であって、
該第一の間隔保持部材及び該第二の間隔保持部材が、該帯電部材の両端部よりも該電子写真感光体の母線方向に沿って外側の位置にそれぞれ設けられており、
該電子写真感光体が、
支持体、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第一の領域と、
(i)支持体、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、
(ii)支持体、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、並びに、
(iii)支持体、該支持体上に設けられた表面層をこの順に有する領域
から選択される第二の領域と、
支持体、第一中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第三の領域、
を有し、
該第一中間層が、金属酸化物粒子及びフェノール樹脂を含有し、
該第二中間層が、電子輸送物質及び架橋剤を含む組成物の重合物を含有し、
該電荷発生層が、熱可塑性樹脂を含有し、
該帯電部材が、該電子写真感光体の該第一の領域の表面と当接し、
該第一の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第二の領域の表面と当接し、
該第二の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第三の領域の表面と当接することを特徴とする電子写真装置に関する。
本発明によれば、感光体に対する間隔保持部材の当接力がより高く、長期間の繰り返し使用を行っても、感光層の剥離を抑制することが可能な、電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。
電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す図である。 電子写真感光体の端部領域における層構成の一例を示す図である。 電子写真感光体と間隔保持部材との関係を説明する図である。
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真装置本体に着脱可能に構成されたものである。このプロセスカートリッジが、円筒状の電子写真感光体、電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、及び、電子写真感光体と当接し、電子写真感光体を帯電する帯電部材を有する。そして、該第一の間隔保持部材及び該第二の間隔保持部材が、該帯電部材の両端部よりも該電子写真感光体の母線方向に沿って外側の位置にそれぞれ設けられている。電子写真感光体が、支持体、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第一の領域と、
(i)支持体、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、
(ii)支持体、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、並びに、
(iii)支持体、該支持体上に設けられた表面層をこの順に有する領域
から選択される第二の領域とを有する。そして、帯電部材は、電子写真感光体の第一の領域の表面と当接し、第一の間隔保持部材は、電子写真感光体の第二の領域の表面と当接することを特徴とする。
そして、第一中間層は、金属酸化物粒子及びフェノール樹脂を含有し、第二中間層は、電子輸送物質及び架橋剤を含む組成物の重合物を含有し、電荷発生層は、熱可塑性樹脂を含有する。
さらに、本発明の電子写真装置は、円筒状の電子写真感光体、電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、並びに、電子写真感光体と当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電部材を有する。なお、電子写真感光体、第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、帯電部材に関して、また、それぞれの関係については、上記の通りである。
以下に、本発明に係る電子写真感光体の層構成について説明する。本発明に係る電子写真感光体は、支持体(導電性支持体)、支持体上に形成された第一中間層、第一中間層上に第二中間層、第二中間層上に電荷発生層と表面層(電荷輸送層)とを有する電子写真感光体である。感光層は、電荷発生物質を有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離した積層型(機能分離型)感光層であることが好ましい。
図2は、電子写真感光体の端部領域における層構成の一例を示す図である。図2に示すように、支持体101上に設けられた第一中間層102、第一中間層102上に設けられた第二中間層103、第二中間層103上に設けられた電荷発生層104、電荷発生層104上に設けられた表面層105を有する第一の領域を有する。そして、支持体101上に設けられた第二中間層103、第二中間層103上に設けられた電荷発生層104、電荷発生層104上に設けられた表面層105を有する第二の領域を有する。
〔支持体〕
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましい。例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金などの金属または合金製の支持体を用いることができる。ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ガラスなどの絶縁性支持体上にアルミニウム、クロム、銀、金などの金属の薄膜を形成した支持体が挙げられる。また、絶縁支持体上に酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性材料の薄膜や、銀ナノワイヤーを加えた導電性インクの薄膜を形成した支持体が挙げられる。
支持体の表面には、電気的特性の改善や干渉縞の抑制のため、陽極酸化などの電気化学的な処理や、湿式ホーニング処理、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
〔第一中間層〕
支持体上には、第一中間層が設けられる。
第一中間層は、フェノール樹脂と金属酸化物粒子を含有する。第一中間層は、溶剤、フェノール樹脂及び金属酸化物粒子を含有する第一中間層用塗布液を支持体上に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を乾燥及び/または硬化させることによって形成することができる。
第一中間層用塗布液は、フェノール樹脂と金属酸化物粒子を溶剤に分散させることによって調製することができる。分散方法としては、例えば、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
第一中間層用塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコールや、アセトン、メチルエチルケトン、シクロへキサノンなどのケトンや、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルや、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステルや、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素が挙げられる。
また、第一中間層の表面で反射した光が干渉して出力画像に干渉縞が発生することを抑制するため、第一中間層には、第一中間層の表面を粗面化するための表面粗し付与材を含有させてもよい。表面粗し付与材としては、平均粒径が1μm以上5μm以下の樹脂粒子が好ましい。樹脂粒子としては、例えば、硬化性ゴム、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、シリコーン樹脂、アクリル−メラミン樹脂などの硬化性樹脂の粒子が挙げられる。これらの中でも、凝集しにくいシリコーン樹脂の粒子が好ましい。また、第一中間層には、第一中間層の表面性を高めるためのレベリング剤を含有させてもよい。また、第一中間層には、第一中間層の隠蔽性をより向上させるため、金属酸化物粒子の1種として酸化チタン等の顔料粒子を含有させてもよい。金属酸化物粒子とフェノール樹脂の質量比率は5/1〜0.5/1が好ましく、より好ましくは3/1〜1/1の比率が好ましい。フェノール樹脂の量は上述の範囲であると第一中間層と電荷発生層の密着性に優れ、好ましい。
また、第一中間層の膜厚は2〜40μm、好ましくは10〜35μmとするのが適当である。第一中間層の表面粗さは、基準長さ0.8mmでの十点平均粗さRzjisが0.5μm以上2.5μm以下であることが電荷発生層との密着性向上の観点でより好ましい。
<フェノール樹脂>
フェノール樹脂としては、市販されている一般的なフェノール樹脂を使用することができる。中でも、レゾール型のフェノール樹脂は自己反応性の官能基を有するため、加熱することによりそのまま硬化させることができるので、電子写真感光体用途として好ましい。レゾール型のフェノール樹脂の例としては、DIC社製フェノライトシリーズなどが挙げられる。
第一中間層は、結着樹脂として上述のフェノール樹脂に加え、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビニル化合物の重合体及び共重合体や、ポリビニルアルコール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを更に含有してもよい。
<金属酸化物粒子>
次に、金属酸化物粒子について説明する。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化亜鉛、鉛白、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、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粒子が挙げられる。これらの中でも、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズの粒子が好ましい。第一中間層用塗布液を調製する上で、金属酸化物粒子の分散性を向上させるなどの目的で、金属酸化物粒子をシランカップリング剤等で表面処理を行ってもよい。さらに、第一中間層の抵抗を制御するなどの目的で、金属酸化物粒子に別の元素をドープしてもよい。
金属酸化物粒子の個数平均粒子径は、局所的な導電路が形成されることによる黒点の発生を抑制するために、30〜450nmであることが好ましく、30〜250nmであることがより好ましい。
〔第二中間層〕
第一中間層上には、第二中間層が設けられる。
第二中間層は、電子輸送物質と架橋剤を含む組成物の重合物を含有する。
<電子輸送物質>
電子輸送物質としては、例えば、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物が挙げられる。電子輸送物質は、重合性官能基を有する電子輸送物質であることが好ましい。重合性官能基としては、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、又はメトキシ基が挙げられる。以下に、電子輸送物質の具体例として、下記式(A1)〜(A11)のいずれかで示される化合物を示す。
Figure 0006652843
式(A1)〜(A11)中、R11〜R16、R21〜R30、R31〜R38、R41〜R48、R51〜R60、R61〜R66、R71〜R78、R81〜R90、R91〜R98、R101〜R110、及びR111〜R120は、それぞれ独立に、下記式(A)で示される1価の基、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基を示す。アルキル基の主鎖中のCHの1つがO、S、NH又はNR121(R121はアルキル基)で置き換わっていても良い。R11〜R16の少なくとも1つ、R21〜R30の少なくとも1つ、R31〜R38の少なくとも1つ、R41〜R48の少なくとも1つ、R51〜R60の少なくとも1つ、R61〜R66の少なくとも1つ、R71〜R78の少なくとも1つ、R81〜R90の少なくとも1つ、R91〜R98の少なくとも1つ、R101〜R110の少なくとも1つ、R111〜R120の少なくとも1つは、式(A)で示される1価の基を有する。
置換のアルキル基の置換基は、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基である。置換のアリール基の置換基、置換の複素環基の置換基は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基である。Z21、Z31、Z41及びZ51は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を示す。Z21が酸素原子である場合はR29及びR30は存在せず、Z21が窒素原子である場合はR30は存在しない。Z31が酸素原子である場合はR37及びR38は存在せず、Z31が窒素原子である場合はR38は存在しない。Z41が酸素原子である場合はR47及びR48は存在せず、Z41が窒素原子である場合はR48は存在しない。Z51が酸素原子である場合はR59及びR60は存在せず、Z51が窒素原子である場合はR60は存在しない。
Figure 0006652843
式(A)中、α、β、及びγの少なくとも1つは重合性官能基を有する基であり、重合性官能基は、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基及びメトキシ基からなる群より選択される少なくとも1種の基である。l及びmは、それぞれ独立に、0又は1であり、lとmの和は、0以上2以下である。
αは、主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、ベンジル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、アルコシキカルボニル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、又はフェニル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキレン基の主鎖中のCHの1つは、O、S、NR122(式中、R122は、水素原子、又はアルキル基を示す。)で置き換わっても良い。
βは、フェニレン基、炭素数1〜6のアルキル基置換フェニレン基、ニトロ基置換フェニレン基、ハロゲン基置換フェニレン基、又はアルコキシ基置換フェニレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。
γは、水素原子、主鎖の原子数が1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキル基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキル基の主鎖中のCHの1つは、O又はS又はNR123(式中、R123は、水素原子又はアルキル基を示す。)で置き換わっていても良い。
以下に重合性官能基を有する電子輸送物質の具体例を示す。表中、Aa及びAは、式(A)で示される1価の基を意味し、Aa及びAの欄は、上記式(A)で示される1価の基の具体例を示す。なお、AとAaの両方が存在することは、異なる式(A)で示される基が存在することを意味する。表中、γが「−」である場合は、水素原子を示し、そのγの水素原子は、α又はβの欄に示す構造に含めて表示する。A101〜A120は、上記式(A1)で示される化合物の具体例である。A201〜A206は、上記式(A2)で示される化合物の具体例である。A301〜A305は、上記式(A3)で示される化合物の具体例である。A401〜A405は、上記式(A4)で示される化合物の具体例である。A501〜A504は、上記式(A5)で示される化合物の具体例である。A601〜A605は、上記式(A6)で示される化合物の具体例である。A701〜A705は、上記式(A7)で示される化合物の具体例である。A801〜A805は、上記式(A8)で示される化合物の具体例である。A901〜A907は、上記式(A9)で示される化合物の具体例である。A1001〜A1005は、上記式(A10)で示される化合物の具体例である。A1101〜A1105は、上記式(A11)で示される化合物の具体例である。
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
(A2)〜(A6)、(A9)のいずれかの構造を有する誘導体(電子輸送物質の誘導体)は、東京化成工業(株)、シグマアルドリッチジャパン(株)やジョンソン・マッセイ・ジャパン・インコーポレイテッド社から購入可能である。(A1)の構造を有する誘導体は、東京化成工業(株)、又はジョンソン・マッセイ・ジャパン・インコーポレイテッド社から購入可能なナフタレンテトラカルボン酸二無水物とモノアミン誘導体との反応で合成可能である。(A7)の構造を有する誘導体は、東京化成工業(株)又はシグマアルドリッチジャパン(株)から購入可能なフェノール誘導体を原料として合成可能である。(A8)の構造を有する誘導体は、東京化成工業(株)やシグマアルドリッチジャパン(株)から購入可能なペリレンテトラカルボン酸二無水物とモノアミン誘導体との反応で合成することが可能である。(A10)の構造を有する誘導体は、例えば特許第3717320号公報記載の公知の合成方法を用いて、ヒドラゾン構造を有するフェノール誘導体を、有機溶媒中、過マンガン酸カリウム等の適当な酸化剤で酸化することによって合成可能である。(A11)の構造を有する誘導体は、東京化成工業(株)、シグマアルドリッチジャパン(株)又はジョンソン・マッセイ・ジャパン・インコーポレイテッド社から購入可能なナフタレンテトラカルボン酸二無水物とモノアミン誘導体とヒドラジンとの反応で合成可能である。
(A1)〜(A11)のいずれかで示される化合物には、架橋剤と重合可能な重合性官能基(ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基及びメトキシ基)を有する。(A1)〜(A11)のいずれかの構造を有する誘導体に重合性官能基を導入して、(A1)〜(A11)のいずれかで示される化合物を合成する方法として、以下のような方法が挙げられる。例えば、(A1)〜(A11)のいずれかの構造を有する誘導体を合成した後、直接重合性官能基を導入する方法がある。また、重合性官能基又は重合性官能基の前駆体と成り得る官能基を有する構造を導入する方法がある。後述の方法としては、(A1)〜(A11)のいずれかの構造を有する誘導体のハロゲン化物を元に、例えばパラジウム触媒と塩基を使用したクロスカップリング反応を用い、官能基を有するアリール基を導入する方法がある。また、(A1)〜(A11)のいずれかの構造を有する誘導体のハロゲン化物を元に、FeCl触媒と塩基を使用したクロスカップリング反応を用い、官能基を有するアルキル基を導入する方法がある。また、(A1)〜(A11)のいずれかの構造を有する誘導体のハロゲン化物を元に、リチオ化を経た後にエポキシ化合物やCOを作用させ、ヒドロキシアルキル基やカルボキシル基を導入する方法がある。
耐溶剤性が高く、強固な架橋構造を形成する観点から、重合性官能基を有する電子輸送物質としては、同一分子内に2つ以上重合性官能基を有することが好ましい。
<架橋剤>
次に重合性官能基を有する架橋剤について述べる。
架橋剤としては、通常架橋剤として用いられる化合物を使用することができる。具体的には、山下晋三, 金子東助編「架橋剤ハンドブック」大成社刊(1981年)等に記載されている化合物等を用いることができる。
本発明に用いられる架橋剤はイソシアネート化合物、アミノ化合物が好ましい。イソシアネート化合物は、イソシアネート基又はブロックイソシアネート基を有している化合物である。好ましいアミノ化合物は、置換基として−CH−OH、−CH−O−Rで示される基を有する化合物である。
さらには、イソシアネート化合物は、イソシアネート基またはブロックイソシアネート基が3〜6個有しているものが好ましい。例えば、トリイソシアネートベンゼン、トリイソシアネートメチルベンゼン、トリフェニルメタントリイソシアネート、リジントリイソシアネートの他、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ナフタ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、ノルボルナンジイソシアネート等のジイソシアネートのイソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、トリメチロールプロパンやペンタエリストールとのアダクト変性体等の変性体各種が挙げられる。
中でもイソシアヌレート変性体とアダクト変性体がより好ましい。
ブロックイソシアネート基は、−NHCOX(Xは保護基)の形を取る。Xはイソシアネート基に導入可能な保護基であれば何れでも良いが、下記(H1)〜(H6)で示される基がより好ましい。
Figure 0006652843
以下表12−1、表12−2に、イソシアネート化合物の具体例(B1)〜(B21)を示す。
Figure 0006652843
Figure 0006652843
本発明に用いられるアミノ化合物は、下記式(C1)〜(C5)のいずれかで示される化合物がより好ましく、また、分子量が200〜1000の範囲であることがより均一な硬化膜形成の観点から好ましい。
Figure 0006652843
式(C1)〜(C5)中、R121〜R126、R131〜R135、R141〜R144、R151〜R154、R161〜R164はいずれもそれぞれ独立に、水素原子、−CH−OH,−CH−O−Rを示し、Rは炭素数1以上10以下の分岐してもよいアルキル基を示す。アルキル基としてはメチル基、エチル基、ブチル基などが特に重合性の観点から好ましい。
以下に、一般式(C1)〜(C5)で示される化合物の具体例を示すが、これらに限られる分けではない。また、以下の具体例は、単量体のものを示すが、これらを構造単位とする多量体であるオリゴマーを含有していても良い。多量体の重合度は2以上100以下であることが好ましい。また、前記多量体及び単量体は、2種以上混合して用いることができる。
式(C1)で示される化合物の一般的に購入可能なものとしては、例えば、スーパーメラミン90(日本油脂社製)、スーパーベッカミン(R)TD−139−60、L−105−60、L127−60、L110−60、J−820−60、G−821−60(DIC社製)、ユーバン2020(三井化学)、スミテックスレジンM−3(住友化学工業)、ニカラックMW−30、MW−390、MX−750LM(日本カーバイド社製)、などが挙げられる。式(C2)で示される化合物の一般的に購入可能なものとしては、例えば、スーパーベッカミン(R)L−148−55、13−535、L−145−60、TD−126(DIC社製)、ニカラックBL−60、BX−4000(日本カーバイド社製)、などが挙げられる。式(C3)で示される化合物の一般的に購入可能なものとしては、例えば、ニカラックMX−280(日本カーバイド社製)、などが挙げられる。式(C4)で示される化合物の一般的に購入可能なものとしては、例えば、ニカラックMX−270(日本カーバイド社製)、などが挙げられる。式(C5)で示される化合物の一般的に購入可能なものとしては、例えば、ニカラックMX−290(日本カーバイド社製)、などが挙げられる。
以下表13に、式(C1)の化合物の具体例(C1−1)〜(C1−12)を示す。
Figure 0006652843
以下表14に、式(C2)の化合物の具体例(C2−1)〜(C2−18)を示す。
Figure 0006652843
第二中間層における組成物には、重合性官能基を有する熱可塑性樹脂を更に含有してもよい。重合性官能基を有する熱可塑性樹脂としては、下記式(D)で示される構造単位を有する熱可塑性樹脂が好ましい。
Figure 0006652843
式(D)中、Rは、水素原子又はアルキル基を示す。Yは、単結合、アルキレン基又はフェニレン基を示す。Wは、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、又はメトキシ基を示す。
式(D)で示される構造単位を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、上記式(D)で示される構造単位以外に、以下に示す特徴的な構造をさらに有することが好ましい。特徴的な構造を以下の(E−1)〜(E−5)に示す。(E−1)は、ポリアセタール樹脂の構造単位である。(E−2)は、ポリオレフィン樹脂の構造単位である。(E−3)は、ポリエステル樹脂の構造単位である。(E−4)は、ポリエーテル樹脂の構造単位である。(E−5)は、ポリアミド樹脂の構造単位である。
Figure 0006652843
上記式中、R201〜R205は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基を示す。R206〜R210は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、又は置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。R201がC(プロピル基)である場合は(E−1)はブチラールと示す。
式(D)で示される構造単位を有する樹脂(以下樹脂Dとも称する)は、例えば、シグマアルドリッチジャパン(株)や東京化成工業(株)から購入可能な、重合性官能基(ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、又はメトキシ基)を有するモノマーを重合させることで得られる。
また、樹脂Dは、一般的に購入することも可能である。購入可能な樹脂としては、例えば、日本ポリウレタン工業(株)製AQD−457、AQD−473、三洋化成工業(株)製サンニックスGP−400、GP−700などのポリエーテルポリオール系樹脂、日立化成工業(株)製フタルキッドW2343、DIC(株)製ウォーターゾールS−118、CD−520、ベッコライトM−6402−50、M−6201−40IM、ハリマ化成(株)製ハリディップWH−1188、日本ユピカ社製ES3604、ES6538などのポリエステルポリオール系樹脂、DIC(株)製、バーノックWE−300、WE−304などのポリアクリルポリオール系樹脂、(株)クラレ製クラレポバールPVA−203などのポリビニルアルコール系樹脂、積水化学工業(株)製BX−1、BM−1などのポリビニルアセタール系樹脂、ナガセケムテックス(株)製トレジンFS−350などのポリアミド系樹脂、日本触媒(株)製アクアリック、鉛市(株)製ファインレックスSG2000などのカルボキシル基含有樹脂、DIC(株)製、ラッカマイドなどのポリアミン樹脂、東レ(株)製QE−340Mなどのポリチオール樹脂などが挙げられる。これらの中でもポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルポリオール系樹脂などが重合性、第二中間層の均一性の観点からより好ましい。
樹脂Dの重量平均分子量(Mw)は5000〜400000の範囲であることがより好ましい。
樹脂中の重合性官能基の定量法は、以下のものがあげられる。例えば水酸化カリウムを用いたカルボキシル基の滴定、亜硝酸ナトリウムを用いたアミノ基の滴定、無水酢酸と水酸化カリウムを用いた水酸基の滴定、5,5’−ジチオビス(2−ニトロ安息香酸)を用いたチオール基の滴定が挙げられる。また、重合性官能基導入比率を変化させた試料のIRスペクトルから得られる検量線法が挙げられる。
以下表18に、樹脂Dの具体例を示す。表18中、「特徴的な部位」の欄は、上記(E−1)〜(E−5)のいずれかで示される構造単位を示す。
Figure 0006652843
第二中間層の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましく、0.5μm以上5.0μm以下がより好ましい。
本発明において、感光層の膜剥がれを抑制するため、間隔保持部材と当接する領域においては、第一中間層が存在せず第二中間層上に電荷発生層が直接接している必要がある。または、第一中間層と第二中間層とが存在せず、支持体上に電荷発生層が直接接している必要がある。または、第一中間層と第二中間層と電荷発生層とが存在せず、支持体上に表面層が直接接している必要がある。一般的には間隔保持部材は非画像形成領域である電子写真感光体端部域に設置されるため、間隔保持部材の当接領域においては、第一中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液及び第二中間層用塗布液、または第一中間層塗布液、第二中間層塗布液及び電荷発生層用塗布液を未塗布とする。又は、第一中間層用塗布液、第二中間層用塗布液、電荷発生層用塗布液を塗布した後に、剥離部材により、各塗膜を除去する方法もある。
本発明では、一般的な感光体製造方法である浸漬塗布の場合は、感光体の上端域側においては、支持体を第一中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液及び第二中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液、第二中間層用塗布液及び電荷発生層用塗布液に未浸漬として、第二の領域を形成できる。また、感光体の下端域側においては、支持体上に第一中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液及び第二中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液、第二中間層用塗布液及び電荷発生層用塗布液の塗膜を形成した後、剥離部材により、これらの各塗膜を除去することにより第二の領域を形成できる。
剥離部材としては、ゴムブレード、ブラシ、刷毛、スポンジ、繊維状の布などが挙げられる。いずれも剥製したい塗膜を適切な溶剤で剥離部材を濡らして当接させることにより、効率よく塗膜を除去することができる。
その他の方法として、第一中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液及び第二中間層用塗布液、または第一中間層用塗布液、第二中間層用塗布液及び電荷発生層用塗布液に浸漬する際に、第二の領域に相当する部分の支持体上にマスキングを行って、塗膜を形成する方法がある。この方法では、第一中間層、第二中間層、電荷発生層を形成後に、マスキングを除去して、表面層を形成し、第二の領域を作成することができる。
〔電荷発生層〕
間隔保持部材が当接しない感光体の領域においては、第二中間層上には、電荷発生層が設けられる。少なくとも一方の間隔保持部材が当接する感光体の領域においては、第二中間層上、あるいは支持体上には、電荷発生層が設けられる場合がある。電荷発生層は、結着樹脂として、熱可塑性樹脂を含有する。例えばポリアセタール樹脂、ベンザール樹脂が挙げられる。
<ポリアセタール樹脂>
ポリアセタール樹脂は下記式(F)に示す構造単位及び下記式(G)に示す構造単位を有する樹脂であることが好ましい。
Figure 0006652843
式(F)中、Rは、水素原子またはアルキル基を示す。Yは、単結合またはフェニレン基を示す。
Figure 0006652843
式(G)中、Rは置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、または水素原子を示す。
これらの樹脂は、一般的に購入することも可能である。購入可能なポリアセタール樹脂としては、積水化学工業(株)製BX−1,BM−1,KS−1,KS−5などのエスレックB・Kシリーズが挙げられる。
電荷発生層は、樹脂としては上述のポリアセタール樹脂に加え、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビニル化合物の重合体及び共重合体や、ポリビニルアルコール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを更に含有してもよい。第二中間層、あるいは支持体との密着性をより高める為には、電荷発生層は、電荷発生層中の樹脂のうち、本発明のポリアセタール樹脂を50質量%以上含有することがより好ましい。
<電荷発生物質>
電荷発生物質としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、アントラキノン誘導体、アントアントロン誘導体、ジベンズピレンキノン誘導体、ピラントロン誘導体、ビオラントロン誘導体、イソビオラントロン誘導体、インジゴ誘導体、チオインジゴ誘導体、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン顔料や、ビスベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料またはフタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンが好ましい。
電荷発生層において、電荷発生物質と樹脂との質量比率(電荷発生物質/樹脂)は、10/1〜1/10の範囲であることが好ましく、5/1〜1/5の範囲であることがより好ましい。電荷発生層の膜厚は、0.05〜5μmであることが好ましい。電荷発生層用塗布液に用いられる溶剤は、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。
〔電荷輸送層〕
電荷発生層上には電荷輸送層が形成される。この電荷輸送層が最表面になる場合は、表面層となる。
電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物、トリフェニルアミンが挙げられる。または、これらの化合物から誘導される基を主鎖または側鎖に有するポリマーであってもよい。これらの中でもトリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、またはスチリル化合物が好ましい。
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂及びポリアリレート樹脂が好ましい。また、これらの分子量としては、重量平均分子量(Mw)=10,000〜300,000の範囲が好ましい。
電荷輸送層において、電荷輸送物質と結着樹脂との質量比率(電荷輸送物質/結着樹脂)は、10/5〜5/10が好ましく、10/8〜6/10がより好ましい。
電荷輸送層の膜厚は、3μm以上40μm以下であることが好ましい。電荷輸送層用塗布液に用いられる溶剤は、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。
また、電荷輸送層上に表面保護層を形成してもよく、この場合、表面保護層が表面層となる。表面保護層は、導電性粒子または電荷輸送物質と結着樹脂とを含有する。また、表面保護層は、潤滑剤などの添加剤をさらに含有してもよい。また、保護層の結着樹脂自体に導電性や電荷輸送性を有させてもよく、その場合、保護層には、当該樹脂以外の導電性粒子や電荷輸送物質を含有させなくてもよい。また、保護層の結着樹脂は、熱可塑性樹脂でもよいし、熱、光、放射線(電子線など)などにより重合させてなる硬化性樹脂であってもよい。この場合、電荷輸送層、表面保護層を合せて表面層とする事ができる。
第一中間層、第二中間層、電荷発生層、表面層などの電子写真感光体を構成する各層を形成する方法としては、以下の方法が挙げられる。すなわち、各層を構成する材料を溶剤に溶解及び/または分散させて得られた塗布液の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させることによって形成する方法である。塗布液を塗布する方法としては、例えば、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法などが挙げられる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布法が好ましい。
〔プロセスカートリッジ及び電子写真装置〕
図1に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。
図1において、円筒状の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。回転駆動される電子写真感光体1の表面(周面)は、帯電手段3(一次帯電手段:帯電ローラーなど)により、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)からの露光(画像露光)4を受ける。こうして電子写真感光体1の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。
電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、次いで現像手段5の現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像となる。次いで、電子写真感光体1の表面に形成担持されているトナー像が、転写手段(転写ローラーなど)6からの転写バイアスによって、転写材(紙など)Pに順次転写されていく。なお、転写材Pは、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体1と転写手段6との間(当接部)に電子写真感光体1の回転と同期して取り出されて給送される。
トナー像の転写を受けた転写材Pは、電子写真感光体1の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へ排出される。
トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング手段(クリーニングブレードなど)7によって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化される。次いで、前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、図1に示すように、帯電手段3が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
上記の電子写真感光体1、帯電手段3、現像手段5、転写手段6及びクリーニング手段7などの構成要素のうち、複数のものを選択して容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成してもよい。そして、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図1では、電子写真感光体1と、帯電手段3、現像手段5及びクリーニング手段7とを一体に支持してカートリッジ化している。そして、電子写真装置本体のレールなどの案内手段10を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ9としている。本発明の間隔保持部材は図1に示す、現像手段5の電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体に取り付けられる。現像剤担持体、電子写真感光体、及び間隔保持部材との関係を図3に示す。
図3は、現像剤担持体5aの端部に間隔保持部材11を設けたプロセスカートリッジの部分的配置図の一例である。図3において、間隔保持部材11は、円筒状の形状を有し、間隔保持部材11が現像剤担持体5aの軸方向の両端部にはめこまれている。間隔保持部材11と電子写真感光体1とは画像形成領域T外の当接領域Sにおいて接触している。このとき、電子写真感光体1と現像剤担持体5aは相対的に回転可能で、両者に所定の加圧力を与えて、電子写真感光体1と現像剤担持体5aが近づく向きに付勢されている。
この間隔保持部材からの当接力を受けることで生じる感光体への損傷は大きい。従って、本発明の効果を発現させるために、間隔保持部材の少なくとも一方が、電子写真感光体の第二領域の表面と当接するようにしている。
一例として、現像方式が接触現像の場合、現像剤担持体である現像ローラーが感光体に対し接触し、現像ローラーの侵入量を調節する必要があり、間隔保持部材が用いられる。非接触現像の場合、現像剤担持体であるスリーブと感光体との距離が非常に重要となり、これらの目的で間隔保持部材が用いられる。
間隔保持部材としては、一定の厚さを有する円筒状の部材などが用いられる。間隔保持部材の材質としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)などのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系樹脂などの樹脂、ポリオキシメチレン(POM)などのアセタール樹脂が挙げられる。また、ポリイソプレンゴム(天然ゴム)、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴムが挙げられる。他にも、アルミニウム、鉄、銅、チタンまたはこれらを主成分とする合金など、弾性を有する金属が挙げられる。
本発明において、耐リーク性の耐圧を確保する観点から、帯電部材が電子写真感光体の第一の領域の表面と当接する。
本発明において、間隔保持部材の両方が、電子写真感光体の第二領域の表面と当接してもよい。
また、本発明において、電子写真感光体が、さらに、支持体上に設けられた第一中間層、第一中間層上に設けられた電荷発生層、電荷発生層上に設けられた表面層を有する第三の領域を有してもよい。そして、間隔保持部材の一方が、電子写真感光体の第二の領域の表面と当接し、間隔保持部材のもう一方が、電子写真感光体の第三の領域の表面と当接する。
さらに、電子写真感光体と当接する間隔保持部材の圧力が一方ともう一方との間で異なる場合において、圧力が大きい方が、電子写真感光体の第二の領域の表面と当接し、圧力が小さい方が、電子写真感光体の第三の領域の表面と当接することが好ましい。
さらに、本発明において、第一の間隔保持部材と当接する、電子写真感光体の第二の領域における電子写真感光体の母線方向の中央側の端部の膜厚が、帯電部材と当接する電子写真感光体の第一の領域における電子写真感光体の母線方向の第一の間隔保持部材と同じ側の端部の膜厚より、7μm以上薄いことが好ましい。電子写真感光体の第二の領域における電子写真感光体の母線方向の中央側の端部とは、第一の間隔保持部材と当接する電子写真感光体の第二の領域のうち、最も電子写真感光体の母線方向の中央側に位置する領域(端部)である。電子写真感光体の第一の領域における電子写真感光体の母線方向の端部は、帯電部材と当接する電子写真感光体の第一の領域のうち、最も電子写真感光体の母線方向の外側に位置する領域(端部)である。
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
(実施例1)
長さ260.5mm、直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金)を支持体(導電性支持体)とした。
第一中間層:
金属酸化物粒子としての酸素欠損型酸化スズ(SnO)が被覆されている酸化チタン(TiO)粒子214部、
結着樹脂としてのフェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ−325)132部、及び、
メタノール40部、1−メトキシ−2−プロパノール58部を、
直径0.8mmのガラスビーズ450部を用いたサンドミルに入れ、回転数:2000rpm、分散処理時間:4.5時間、冷却水の設定温度:18℃の条件で分散処理を行い、分散液を得た。この分散液からメッシュ(目開き:150μm)でガラスビーズを取り除いた。ガラスビーズを取り除いた後の分散液中の金属酸化物粒子と結着樹脂の合計質量に対して0.01質量%になるように、レベリング剤としてのシリコーンオイル(東レダウコーニング社製、SH28PA)を分散液に添加した。さらに、ガラスビーズを取り除いた後の分散液中の金属酸化物粒子と結着樹脂の合計質量に対して10質量%になるように、シリコーン樹脂粒子(モメンティブ社製、トスパール120)を分散液に添加した。
この分散液を撹拌することによって、第一中間層用塗布液を調製した。この第一中間層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を20分間145℃で乾燥・熱硬化させることによって、膜厚が30.2μmの第一中間層を形成した。
この塗膜形成の際、シリンダーは塗布液中に長手鉛直方向に浸漬するが、シリンダーの上端から14mmまでの領域は未塗布とした。さらに、シリンダーの下端から2mmまでの領域は、浸漬し引き上げた後、ゴムブレードで拭き取り、支持体のアルミニウム面を露出させた。
第二中間層:
電子輸送物質(A101)を6.3部、
架橋剤(B1:保護基(H5))=2.68:1(質量比))を11.1部、
樹脂(D25)(式(E−1)中、R201がCHまたはCである部分構造を有するポリアセタール樹脂)を0.73部、
触媒としてのヘキサン酸亜鉛(II)0.11部を、
テトラヒドロフラン55部と1−メトキシ−2−プロパノール55部の混合溶媒に溶解し、撹拌することによって、第二中間層用塗布液を調製した。この第二中間層用塗布液を第一中間層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を20分間170℃で加熱し、重合させることによって、膜厚が0.7μmの第二中間層を形成した。
電子輸送物質、架橋剤及び樹脂の全質量に対する電子輸送物質の含有量は52.5質量%であった。この塗膜形成の際、シリンダーは塗布液中に長手鉛直方向に浸漬するが、シリンダーの上端から2mmまでの領域は未塗布とした。さらに、シリンダーの下端から14mmまでの領域は、浸漬し引き上げた後、シクロヘキサノン溶剤であらかじめ濡らした後、ゴムブレードで拭き取り、第一中間層面を露出させた。
電荷発生層:
ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°にピークを有する。)10部、
ポリアセタール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)5部及び
シクロヘキサノン250部を、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、3時間分散処理した。次に、これに酢酸エチル250部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。電荷発生層用塗布液を、第二中間層及び露出した第一中間層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.15μmの電荷発生層を形成した。
この塗膜形成の際、シリンダーは塗布液中に長手鉛直方向に浸漬するが、シリンダーの上端から2mmまでの領域は未塗布とした。さらに、シリンダーの下端から2mmまでの領域は、浸漬し引き上げた後、ゴムブレードで拭き取った。
表面層(電荷輸送層):
電荷輸送物質として下記式(4)で示されるアミン化合物7部と、
式(5)と式(6)で示される構造単位を有し、式(5)と(6)のモル比率が5/5である重量平均分子量が120,000であるポリエステル樹脂10部を、
ジメトキシメタン50部とO−キシレン50部の混合溶剤に溶解させることによって、表面層用塗布液を調製した。この表面層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を20分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が22μmの表面層を形成した。
この塗膜形成の際、シリンダーの上端から2mmまでの領域は未塗布とした。さらに、シリンダーの下端から2mmまでの領域は、浸漬し引き上げた後ゴムブレードで拭き取った。
Figure 0006652843
Figure 0006652843
Figure 0006652843
以上のようにして、第一の領域、第二の領域、及び第三の領域を有する電子写真感光体を製造した。支持体の上端側2mm位置から14mm位置までの領域が、支持体上に第二中間層、電荷発生層、電荷輸送層をこの順に有する第二の領域である。支持体の上端側14mm位置から下端側14mm位置までの領域が、支持体上に第一中間層、第二中間層、電荷発生層、電荷輸送層をこの順に有する第一の領域である。支持体の下端側2mm位置から下端側14mm位置までの領域が、支持体上に第一中間層、電荷発生層、電荷輸送層をこの順に有する第三の領域である。
(密着力の評価)
評価機としてヒューレットパッカード(株)製のレーザービームプリンター(商品名:HP LaserJet Enterprise600 M603、非接触現像方式、プリント速度:A4縦60枚/分)を改造し、密着力の評価を行った。電子写真感光体1と現像剤担持体の間隔を保持(規制)するために、電子写真感光体の上下端部から9mm位置を中心として、4mm幅の回転できる円筒状でPOM(ポリオキシメチレン)素材の間隔保持部材を当接させた。当接力は電子写真感光体1の上端側が3000gf、下端側が2000gfとした。当接力は上端側と下端側を合わせた総圧を5000gf以上とした。帯電部材の帯電ローラーは、電子写真感光体の上端側18.1mmから下端側18.1mmまで電子写真感光体に当接する。この装置における画像形成領域は、電子写真感光体の上端約20mm位置から下端約20mm位置までの領域である。
間隔保持部材と当接する電子写真感光体1の第二の領域における電子写真感光体1の母線方向の中心側の端部(電子写真感光体の上端側から11mm位置、この位置を今後位置Aとする)の電子写真感光体1の膜厚は19μmであった。帯電ローラー端部と当接する電子写真感光体1の第一の領域における電子写真感光体の母線方向の該間隔保持部材と同じ側の端部(電子写真感光体の上端側から18.1mm位置、この位置を今後位置Bとする)の膜厚は33μmであった。電子写真感光体1の位置Bの膜厚から位置Aの膜厚を引いた値(今後この膜厚差をCとする)は14μmであった。
このような条件で、温度5℃、湿度10%RHの環境下にて、A4サイズの普通紙で印字比率0.1%の画像を、2枚画像形成するごとに停止する間欠モードにより、500,000枚の画像形成を行った。トナーがなくなれば随時補充した。100,000枚毎に、上端側の間隔保持部材と当接する領域の電子写真感光体の感光層(電荷発生層及び表面層)と第二中間層の密着状態を目視にて確認した。下端側の間隔保持部材と当接する領域の電子写真感光体の感光層と第一中間層の密着状態を目視にて確認した。
目視基準は以下の通りである。結果を、表20に示す。なお、B、C、Dが発生した際には発生箇所が電子写真感光体の上端側か、下端側か、上端側下端側の双方かも合わせて記載した。
A:膜に変化はなく、良好
B:膜に軽微な感光層の浮きがみられる
C:膜に感光層の浮きがはっきりとみられるが、剥がれには至らない
D:膜の剥がれが見られる
(実施例2〜6)
第一中間層、第二中間層、電荷発生層、表面層(電荷輸送層)の各層の電子写真感光体の上端側からの未塗布幅と、電子写真感光体の下端側からの剥離幅及び、膜厚差Cとし、表19になるように塗布した。それ以外は実施例1と同様にして電子写真感光体2〜6を作製した。この電子写真感光体2〜6を表20に示すような当接力に設定したプロセスカートリッジに搭載し、電子写真装置を用いて実施例1と同様に密着力評価をした。
(実施例7)
実施例1で作製した電子写真感光体1を使用し、密着力の評価において、間隔保持部材の電子写真感光体への当接力を、電子写真感光体1の下端側が2500gfになるように変更したこと以外は実施例1と同様にして密着力評価をした。
(実施例8)
実施例1の第二中間層において、電子輸送物質(A117)6.3部に変更したこと以外は実施例1と同様にして電子写真感光体7を作製し、実施例1と同様に密着力評価をした。
(実施例9〜10)
第一中間層、第二中間層、電荷発生層、表面層(電荷輸送層)の各層の電子写真感光体の上端側からの未塗布幅と、電子写真感光体の下端側からの剥離幅及び、膜厚差Cとし、表19になるように塗布した。それ以外は実施例8と同様にして電子写真感光体8〜9を作製した。この電子写真感光体8〜9を表20に示すような当接力に設定したプロセスカートリッジに搭載し、電子写真装置を用いて実施例1と同様に密着力評価をした。
(比較例1)
実施例1の第二中間層用塗布液から樹脂(D25)を除いたこと以外は実施例1と同様にして第二中間層用塗布液を作製し塗布に使用した。それ以外は実施例1と同様にして、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、表面層(電荷輸送層)の各層の電子写真感光体の上端側からの未塗布幅と、電子写真感光体の下端側からの剥離幅及び、膜厚差Cとし、表19になるように塗布して比較電子写真感光体1を作製した。この比較電子写真感光体1を表20に示すような当接力に設定したプロセスカートリッジに搭載し、電子写真装置を用いて実施例1と同様に密着力の評価をした。
(実施例11)
長さ261.6mm、直径24mmであるアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金)を支持体(導電性支持体)として用いたこと以外は、実施例10と同様にして表19のように電子写真感光体10を作製した。
以上のようにして、第一の領域及び第二の領域を有する電子写真感光体を製造した。支持体の上端側2mm位置から12mm位置までの領域が、支持体上に、電荷輸送層を有する第二の領域である。支持体の上端側12mm位置から下端側12mm位置までの領域が、支持体上に第一中間層、第二中間層、電荷発生層、電荷輸送層をこの順に有する第一の領域である。支持体の下端側2mm位置から下端側12mm位置までの領域が、支持体上に、電荷輸送層を有する第二の領域である。
次に密着性評価機として、ヒューレットパッカード(株)製のレーザービームプリンター(商品名:HP LaserJet Enterprise 500 Color M551、接触現像方式、プリント速度:A4縦30枚/分)を改造し、密着性の評価を行った。
電子写真感光体10の上下端部から9mm位置を中心として、2mm幅の回転できる円筒状でPOM(ポリオキシメチレン)素材の間隔保持部材を当接させた。当接力は電子写真感光体1の上端側が2000gf、下端側が2000gfとした。帯電部材の帯電ローラーは、電子写真感光体の上端側14.5mmから下端側14.5mmまで電子写真感光体に当接する。この装置における画像形成領域は、電子写真感光体の上端約20mm位置から下端約20mm位置までの領域である。
間隔保持部材と当接する電子写真感光体10の第二の領域における電子写真感光体10の母線方向の中心側の端部(電子写真感光体の上端側から10mm位置、この位置を今後位置A’とする)の電子写真感光体10の膜厚は17μmであった。帯電ローラー端部と当接する電子写真感光体10の第一の領域における電子写真感光体の母線方向の該間隔保持部材と同じ側の端部(電子写真感光体の上端側から14.5mm位置、この位置を今後位置B’とする)の膜厚は30μmであった。電子写真感光体10の位置B’の膜厚から位置A’の膜厚を引いた値(今後この膜厚差をC’とする)は13μmであった。
印字条件や目視判断については、実施例10と同様に行った。結果を表20に示す。
Figure 0006652843
Figure 0006652843
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
11 間隔保持部材
P 転写材
101:支持体
102:第一中間層
103:第二中間層
104:電荷発生層
105:表面層

Claims (12)

  1. 電子写真装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、該プロセスカートリッジが、
    円筒状の電子写真感光体、
    該電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、並びに、
    該電子写真感光体と当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電部材を有し、
    該第一の間隔保持部材及び該第二の間隔保持部材が、該帯電部材の両端部よりも該電子写真感光体の母線方向に沿って外側の位置にそれぞれ設けられており、
    該電子写真感光体が、
    支持体、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第一の領域と、
    (i)支持体、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、
    (ii)支持体、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、並びに、
    (iii)支持体、該支持体上に設けられた表面層をこの順に有する領域
    から選択される第二の領域と、
    支持体、第一中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第三の領域、
    を有し、
    該第一中間層が、金属酸化物粒子及びフェノール樹脂を含有し、
    該第二中間層が、電子輸送物質及び架橋剤を含む組成物の重合物を含有し、
    該電荷発生層が、熱可塑性樹脂を含有し、
    該帯電部材が、該電子写真感光体の該第一の領域の表面と当接し、
    該第一の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第二の領域の表面と当接し、
    該第二の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第三の領域の表面と当接することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 前記電子写真感光体との当接部において、前記第一の間隔保持部材にかかる圧力が、前記第二の間隔保持部材にかかる圧力よりも大きい請求項に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 前記第一の間隔保持部材と当接する、前記電子写真感光体の前記第二の領域における前記電子写真感光体の母線方向の中央側の端部の膜厚が、前記帯電部材と当接する前記電子写真感光体の前記第一の領域における前記電子写真感光体の母線方向の前記第一の間隔保持部材と同じ側の端部の膜厚より、7μm以上薄い請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 前記第一の間隔保持部材及び前記第二の間隔保持部材の両方が、前記電子写真感光体の前記第二の領域の表面と当接する請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 前記第二中間層の電子輸送物質が、下記式(A1)〜(A11)のいずれかで示される化合物である請求項1〜のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
    Figure 0006652843
    式(A1)〜(A11)中、R11〜R16、R21〜R30、R31〜R38、R41〜R48、R51〜R60、R61〜R66、R71〜R78、R81〜R90、R91〜R98、R101〜R110、R111〜R120は、それぞれ独立に、下記式(A)で示される1価の基、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環を示す。アルキル基の主鎖中のCHの1つがO、S、NH又はNR121(R121はアルキル基)で置き換わっていても良い。R11〜R16の少なくとも1つ、R21〜R30の少なくとも1つ、R31〜R38の少なくとも1つ、R41〜R48の少なくとも1つ、R51〜R60の少なくとも1つ、R61〜R66の少なくとも1つ、R71〜R78の少なくとも1つ、R81〜R90の少なくとも1つ、R91〜R98の少なくとも1つ、R101〜R110の少なくとも1つ、R111〜R120の少なくとも1つは、式(A)で示される1価の基を有する。
    置換のアルキル基の置換基は、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基である。置換のアリール基の置換基、置換の複素環基の置換基は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基である。Z21、Z31、Z41及びZ51は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を示す。Z21が酸素原子である場合はR29及びR30は存在せず、Z21が窒素原子である場合はR30は存在しない。Z31が酸素原子である場合はR37及びR38は存在せず、Z31が窒素原子である場合はR38は存在しない。Z41が酸素原子である場合はR47及びR48は存在せず、Z41が窒素原子である場合はR48は存在しない。Z51が酸素原子である場合はR59及びR60は存在せず、Z51が窒素原子である場合はR60は存在しない。
    Figure 0006652843
    式(A)中、α、β、及びγの少なくとも1つは重合性官能基を有する基であり、重合性官能基は、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基及びメトキシ基からなる群より選択される少なくとも1種の基である。l及びmは、それぞれ独立に、0又は1であり、lとmの和は、0以上2以下である。
    αは、主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、ベンジル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、アルコシキカルボニル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、又はフェニル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキレン基の主鎖中のCHの1つは、O、S、NR122(式中、R122は、水素原子、又はアルキル基を示す。)で置き換わっても良い。
    βは、フェニレン基、炭素数1〜6のアルキル基置換フェニレン基、ニトロ基置換フェニレン基、ハロゲン基置換フェニレン基、又はアルコキシ基置換フェニレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。
    γは、水素原子、主鎖の原子数が1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキル基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキル基の主鎖中のCHの1つは、O又はS又はNR123(式中、R123は、水素原子又はアルキル基を示す。)で置き換わっていても良い。
  6. 前記電荷発生層の熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂またはベンザール樹脂である請求項1〜のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  7. 円筒状の電子写真感光体、及び
    該電子写真感光体に現像剤を供給する現像剤担持体、及び該電子写真感光体と当接し、該現像剤担持体と該電子写真感光体との間隔を保持する第一の間隔保持部材及び第二の間隔保持部材、並びに、
    該電子写真感光体と当接し、該電子写真感光体を帯電する帯電部材、
    を有する電子写真装置であって、
    該第一の間隔保持部材及び該第二の間隔保持部材が、該帯電部材の両端部よりも該電子写真感光体の母線方向に沿って外側の位置にそれぞれ設けられており、
    該電子写真感光体が、
    支持体、第一中間層、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第一の領域と、
    (i)支持体、第二中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、
    (ii)支持体、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する領域、並びに、
    (iii)支持体、該支持体上に設けられた表面層をこの順に有する領域
    から選択される第二の領域と、
    支持体、第一中間層、電荷発生層、及び表面層をこの順に有する第三の領域、
    を有し、
    該第一中間層が、金属酸化物粒子及びフェノール樹脂を含有し、
    該第二中間層が、電子輸送物質及び架橋剤を含む組成物の重合物を含有し、
    該電荷発生層が、熱可塑性樹脂を含有し、
    該帯電部材が、該電子写真感光体の該第一の領域の表面と当接し、
    該第一の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第二の領域の表面と当接し、
    該第二の間隔保持部材が、該電子写真感光体の該第三の領域の表面と当接することを特徴とする電子写真装置。
  8. 前記電子写真感光体との当接部において、前記第一の間隔保持部材にかかる圧力が、前記第二の間隔保持部材にかかる圧力よりも大きい請求項に記載の電子写真装置。
  9. 前記第一の間隔保持部材と当接する、前記電子写真感光体の前記第二の領域における前記電子写真感光体の母線方向の中央側の端部の膜厚が、前記帯電部材と当接する前記電子写真感光体の前記第一の領域における前記電子写真感光体の母線方向の前記第一の間隔保持部材と同じ側の端部の膜厚より、7μm以上薄い請求項に記載の電子写真装置。
  10. 前記第一の間隔保持部材及び前記第二の間隔保持部材の両方が、前記電子写真感光体の前記第二の領域の表面と当接する請求項に記載の電子写真装置。
  11. 前記第二中間層の電子輸送物質が、下記式(A1)〜(A11)のいずれかで示される化合物である請求項10のいずれか1項に記載の電子写真装置。
    Figure 0006652843
    式(A1)〜(A11)中、R11〜R16、R21〜R30、R31〜R38、R41〜R48、R51〜R60、R61〜R66、R71〜R78、R81〜R90、R91〜R98、R101〜R110、R111〜R120は、それぞれ独立に、下記式(A)で示される1価の基、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環を示す。アルキル基の主鎖中のCHの1つがO、S、NH又はNR121(R121はアルキル基)で置き換わっていても良い。R11〜R16の少なくとも1つ、R21〜R30の少なくとも1つ、R31〜R38の少なくとも1つ、R41〜R48の少なくとも1つ、R51〜R60の少なくとも1つ、R61〜R66の少なくとも1つ、R71〜R78の少なくとも1つ、R81〜R90の少なくとも1つ、R91〜R98の少なくとも1つ、R101〜R110の少なくとも1つ、R111〜R120の少なくとも1つは、式(A)で示される1価の基を有する。
    置換のアルキル基の置換基は、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基である。置換のアリール基の置換基、置換の複素環基の置換基は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基である。Z21、Z31、Z41及びZ51は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を示す。Z21が酸素原子である場合はR29及びR30は存在せず、Z21が窒素原子である場合はR30は存在しない。Z31が酸素原子である場合はR37及びR38は存在せず、Z31が窒素原子である場合はR38は存在しない。Z41が酸素原子である場合はR47及びR48は存在せず、Z41が窒素原子である場合はR48は存在しない。Z51が酸素原子である場合はR59及びR60は存在せず、Z51が窒素原子である場合はR60は存在しない。
    Figure 0006652843
    式(A)中、α、β、及びγの少なくとも1つは重合性官能基を有する基であり、重合性官能基は、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基及びメトキシ基からなる群より選択される少なくとも1種の基である。l及びmは、それぞれ独立に、0又は1であり、lとmの和は、0以上2以下である。
    αは、主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基、ベンジル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、アルコシキカルボニル基で置換された主鎖の原子数1〜6のアルキレン基、又はフェニル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキレン基の主鎖中のCHの1つは、O、S、NR122(式中、R122は、水素原子、又はアルキル基を示す。)で置き換わっても良い。
    βは、フェニレン基、炭素数1〜6のアルキル基置換フェニレン基、ニトロ基置換フェニレン基、ハロゲン基置換フェニレン基、又はアルコキシ基置換フェニレン基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。
    γは、水素原子、主鎖の原子数が1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルキル基で置換された主鎖の原子数が1〜6のアルキル基を示す。これらの基は、重合性官能基を有しても良い。アルキル基の主鎖中のCHの1つは、O又はS又はNR123(式中、R123は、水素原子又はアルキル基を示す。)で置き換わっていても良い。
  12. 前記電荷発生層の熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂またはベンザール樹脂であることを特徴とする請求項11のいずれか1項に記載の電子写真装置。
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