JPH1130869A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH1130869A JPH1130869A JP18639697A JP18639697A JPH1130869A JP H1130869 A JPH1130869 A JP H1130869A JP 18639697 A JP18639697 A JP 18639697A JP 18639697 A JP18639697 A JP 18639697A JP H1130869 A JPH1130869 A JP H1130869A
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Abstract
写真感光体、この電子写真感光体を用いたプロセスカー
トリッジ及び電子写真装置を提供する。 【解決手段】 表面層が、式(1)の繰り返し単位を有
するポリカーボネートを含有する電子写真感光体、該電
子写真感光体を用いたプロセスカートリッジ及び電子写
真装置。 【化21】 (R1 〜R8 はH、ハロゲン、炭素数が1〜17の炭化
水素基を表わし、R9 〜R18はH、ハロゲン、炭素数が
1〜17の炭化水素基を表わす。)
Description
等に用いる電子写真感光体、この電子写真感光体を用い
たプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。特
には、特定のバインダー樹脂を少なくとも表面層に含有
する電子写真感光体、この電子写真感光体を用いたプロ
セスカートリッジ及び電子写真装置に関する。
真感光体の光導電材料としては、酸化亜鉛、セレン、硫
化カドミウム等の無機材料が知られていた。しかし最近
では、有機系のポリビニルカルバゾール、フタロシアニ
ン、アゾ顔料等は高生産性、無公害等の利点が注目さ
れ、これらに改良を加えたものが広く用いられるように
なってきた。
に行われる。まず、感光ドラムを帯電装置によって帯電
させる。そして、その帯電領域に画像露光して静電潜像
を形成する。次いで、その静電潜像を現像材によって現
像して可視像とする。この可視像を紙等の記録材へ転写
し、熱または圧力によって定着する。感光ドラムはクリ
ーニング後再び帯電され、以上の工程が繰り返し行われ
る。
プロセスにおける種々の処理での電気的、機械的処理に
晒されるため、感光ドラムが繰り返し使用するためには
表面層がこれらの処理に対して強い耐久性を有すること
が必要となる。
持体の周囲に電子写真感光体の被膜を設けることによっ
て形成される。この電子写真感光体は導電層、下引き層
と感光層の多層構造で構成される。これらの層の中で感
光層が必須成分である。この感光層は単一層構造か、ま
たは電荷発生層と電荷輸送層からなる2層構造をとる。
2層構造の場合、電荷発生層は電荷発生材料を電荷輸送
層は電荷輸送材料をそれぞれ別に含有する。感光層とし
ては感光層の耐久性、電位安定性、感度、応答性、材料
選択の許容性等の様々な理由から機能分離型である2層
構造の感光層が多く採用されている。
を有さないため、バインダー樹脂と共に成膜されるのが
一般的である。従って、感光体の表面性はこれらの樹脂
の選択により決定されるといっても過言ではない。
電装置として最近では、省エネルギー/エコロジーの観
点から帯電部材を直接感光体に接触させ、放電により感
光ドラムを帯電される方式が多くなってきている。この
方式は、感光層への電気的負荷が大きいため、表面層の
摩耗が大きく、帯電の際に交流電圧の印加に加え、帯電
の安定のために直流電圧を重畳する場合は特に、電気的
負荷による表面層の摩耗が大きい。
電子写真プロセスには、従来から問題となっているクリ
ーニングによる機械的負荷に加え、帯電による電気的負
荷がますます大きくなっており、繰り返し耐久特性を満
足させるためには表面層にこれらへの強度を持たせるこ
とが必要である。
に耐電気的負荷性と機械的強度の双方を満足させるバイ
ンダー樹脂はまだ得られていない。
的強度及び耐電気的負荷性が大きい電子写真感光体、こ
の電子写真感光体を用いた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。
決するため、種々の検討を重ねた結果、本発明を完成し
た。本発明では、機械的強度を持たせるためにビスフェ
ノール型ポリカーボネート骨格を有する樹脂を用い、か
つ、外部エネルギーによりポリカーボネート中の結合が
切れて分解することがないよう、少なくとも下記構造に
示すようなケイ素を介してフェニレン基を結合する繰り
返し単位を有する含シリコン系ポリカーボネートを少な
くとも表面層のバインダー樹脂に用いている。
を有する電子写真感光体において、該電子写真感光体の
少なくとも表面層が、下記式(1)で表わされる繰り返
し単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴
とする電子写真感光体である。
炭素数が1〜17の炭化水素基を表わし、R9 乃至R18
は水素原子またはハロゲン原子または炭素数が1〜17
の炭化水素基を表わす。)
いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置である。
スフェノール型のポリカーボネートが一般に広く使われ
ている。しかし、接触帯電が広く普及し、感光ドラム上
を安定して帯電させるために交流電圧に直流電圧を重畳
する方法をとった場合に、感光ドラム表面は強い電気的
負荷を受け、交流のみを印加する場合に比べ、摩耗が著
しく増加する。よって、膜としての耐電気的負荷性の強
度をアップさせるために樹脂自体の強度を上げる、電荷
輸送材料(及び/または電荷発生材料)との親和性を高
め膜強度をアップさせる、等の方法が考えられる。
ップを目指して樹脂設計を行い、ビスフェノールの中心
骨格の炭素をシリコンに置き換えることで樹脂が高エネ
ルギー状態に晒されても中心骨格が分解しにくい、と推
測される構成にした。
れる導電性支持体の例としては、アルミニウム、銅、ニ
ッケル、銀等の金属またはこれ等の合金、酸化アンチモ
ン、酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属酸化物、
カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイト
粉末と樹脂を混合成形したもの等が挙げられる。
護のため支持体上に導電層を形成することも可能であ
る。例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属
粉体、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ等の
導電性金属酸化物、ポリビニール、ポリアニリン、高分
子電解質材料等の高分子導電材、カーボンファイバー、
カーボンブラック、グラファイト粉末またはこれ等導電
性物質で表面を被覆した導電性粉体等の導電性物質をア
クリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール等の熱可
塑性樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等のバインダー樹脂
に分散したもの、更に必要に応じた添加剤を加えたもの
を支持体上に塗布したものが挙げられる。
ては、単層構造のものでは感光層全体に適用する例が挙
げられ、特に有効な例としては、電荷発生層上に電荷輸
送層を積層した機能分離した積層感光体の電荷輸送層に
適用する例が挙げられる。また、感光層上に保護層を設
けた感光体では保護層に応用する例が可能である。
げれば、電荷発生材料としては例えば、スーダンレッ
ド、ダイアンブルー等のアゾ顔料、アントアントロン等
のキノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、銅フタロ
シアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン
顔料が挙げられ、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルベンザー
ル樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等をバインダー
樹脂に適当な溶剤と共に分散して、この分散液を導電性
支持体上に塗工することによって電荷発生層を形成する
ことができる。このような電荷発生層の膜厚は、好まし
くは5μm以下、より好ましくは0.05〜2μmであ
る。
ン、アントラセン、ピレン及びフェナントレン等の構造
を有する多環芳香族化合物、インドール、カルバゾー
ル、オキサジアゾール及びピラゾリン等の含窒素環式化
合物、ヒドラゾン化合物並びにスチリル化合物等の電荷
輸送材料を前記式(1)で表わされる繰り返し単位を有
するポリカーボネートを含む樹脂溶液に溶解させた塗工
液を用いて形成される。この電荷輸送材料と樹脂の比率
は、樹脂100重量部に対して電荷輸送材料20〜20
0重量部、好ましくは50〜150重量部であり、その
膜厚は5〜40μm、好ましくは10〜30μmであ
る。また、この電荷輸送層には各種の酸化防止剤、紫外
線吸収剤、表面改良剤等を含有させることも可能であ
る。
繰り返し単位を有するポリカーボネートは、下記式
(3)で表わされるビスフェノール系化合物を用いて合
成することができる。
おけるのと同義である。)
系化合物の具体例を以下の表1、2に示す。
前記式(3)に該当する二価のフェノール系化合物は単
独で重合させても、他の二価のフェノール系化合物と混
合して共重合させてもよい。
表わされる繰り返し単位を有するポリカーボネートは、
前記式(3)で表わされる二価フェノールと下記式
(4)で表わされる二価フェノール
炭素数が1〜17の炭化水素基を表わし、Xは単結合、
は炭素数が1〜17の炭化水素基を表わす。)を共重合
することによって得ることができる。
系化合物としては、具体的にはビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン(ビスフェノールA;BPA)、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノー
ルZ;BPZ)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2
−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
クロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシ−3−ブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)
プロパン(ジメチルビスフェノールA;DMBPA)、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェ
ニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)ジフェニルメタン等が挙げられ、これらを2種類
以上併用することも可能である。
トは、前記式(3)や(4)のビスフェノール系化合物
を酸素結合剤及び溶剤の存在下でホスゲンと反応させて
ポリカーボネートを合成する。酸素結合剤としてはピリ
ジンや水酸化ナトリウムが使用され、溶剤としてはジク
ロロメタンやクロロベンゼン等を用いる。また、縮重合
反応を促進させるため、トリエチルアミンのような3級
アミンを加えることがあり、また、分子量調節のために
フェノールやp−t−ブチルフェノールのような重合停
止剤を添加する場合がある。なお、ビスフェノール系化
合物の酸化を防ぐため、ハイドロサルファイト等の還元
剤を加えておくとよい。
トと共に、公知のポリカーボネートをブレンドすること
により溶剤への溶解性、塗工性を所望の状態に変えるこ
とができる。例えば、公知のポリカーボネートとして以
下のようなものが例示できる。
ブレンドする場合の配合比は任意に設定できるが、ケイ
素系ポリカーボネート:公知ポリカーボネート=0.0
1:99.99〜90:10の範囲にあることが好まし
い。
ロセスカートリッジ及び電子写真装置の概略構成を示
す。
写真感光体であり、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。感光体1は、回転過程において、
一次帯電手段3によりその周面に正または負の所定電位
の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービ
ーム走査露光等の像露光手段(不図示)からの画像露光
光4を受ける。こうして感光体1の周面に静電潜像が順
次形成されていく。
によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不
図示の給紙部から感光体1と転写手段6との間に感光体
1の回転と同期取り出されて給紙された転写材7に、転
写手段6により順次転写されていく。
分離されて像定着手段8へ導入されて像定着を受けるこ
とにより複写物(コピー)として装置外へプリントアウ
トされる。
グ手段9によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面
化され、更に前露光手段(不図示)からの前露光光10
により除電処理された後、繰り返し像形成に使用され
る。なお、一次帯電手段3が帯電ローラー等を用いた接
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。
1、一次帯電手段3、現像手段5及びクリーニング手段
9等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリ
ッジとして一体に結合して構成し、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等の電子写真
装置本体に対して着脱可能に構成してもよい。例えば、
一次帯電手段3、現像手段5及びクリーニング手段9の
少なくとも1つを感光体1と共に一体に支持してカート
リッジ化して、装置本体のレール12等の案内手段を用
いて装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ11と
することができる。
写機やプリンタである場合には、原稿からの反射光や透
過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、
この信号に従って行われるレーザービームの走査、LE
Dアレイの駆動及び液晶シャッターアレイの駆動等によ
り照射される光である。
に利用するのみならず、レーザービームプリンタ、CR
Tプリンタ、LEDプリンタ、液晶プリンタ及びレーザ
ー製版等電子写真応用分野にも広く用いることができ
る。
ボネートの合成方法を以下に示す。 合成例1:下記構造式(3−1)のビスフェノール系化
合物0.2モル
らホスゲン40gを徐々に加える。この時、反応熱が大
きいので必要に応じて熱を除去しながら撹拌を行う。ま
た更に、トリエチルアミン0.05g、水酸化ナトリウ
ム10g、水40mlを加えて10〜30℃の範囲内で
重合を行った。なお、重合終了後に不純物を除去するた
めに水洗する。
ケイ素系ポリカーボネート約60g(平均分子量約3
万)を得た。
ェノール系化合物0.2モル
同様に重合を行い、下記構造式(1−2)で示される含
ケイ素系ポリカーボネート約65g(平均分子量約3
万)を得た。
ェノール系化合物0.2モル
同様に重合を行い、下記構造式(1−3)で示される含
ケイ素系ポリカーボネート約65g(平均分子量約3
万)を得た。
ェノール系化合物と(4−1)のビスフェノール系化合
物を各々0.1モル、計0.2モル
同様に重合を行い、下記構造式(1−4)で示される含
ケイ素系共重合ポリカーボネート約60g(平均分子量
約3万)を得た。
ズ、酸化アンチモンコート、平均一次粒径0.4μm)
5重量部、高抵抗酸化チタン(アルミナコート、平均一
次粒径0.4μm)5重量部、フェノール樹脂前駆体
(レゾール型)10重量部、メタノール10重量部及び
ブタノール10重量部をサンドミルにて分散した後に、
この分散液を外径30mm、長さ254mmのアルミニ
ウムシリンダーに浸漬塗布、加熱硬化して体積抵抗5×
109 Ωcm、厚さ20μmの導電層を形成した。
ル化ナイロン樹脂(メトキシメチル化度約30%)3重
量部、
部及びイソプロパノール150重量部を混合溶解した
後、溶解液を前記導電層上に浸漬塗布し、1μmの下引
き層を形成した。
重量部、
アルコール−ビニルベンザール)共重合体(分子量80
000)5重量部
散し、この分散液を前記下引き層上に浸漬塗布し、膜厚
0.05μmの電荷発生層を形成した。
アミン化合物10重量部、
記(5−1)の公知のポリカーボネート5重量部の計1
0重量部をクロロベンゼン及びジクロロメタンの計75
重量部に溶解し、この塗工液を前記電荷発生層上に浸漬
塗布、熱風乾燥して、膜厚25μmの電荷輸送層を形成
し、実施例1の電子写真感光体を作成した。
ットパッカード社製Laser Jet4(一次帯電は
交流電圧に直流電圧を重畳))にこの感光体を装着し、
10,000枚の連続出力を行い、その後に画像欠陥の
有無と表面層の削れ量を測定した。また、これとは別に
感光体への一次帯電による電気的負荷の要因を除くた
め、一次帯電の電圧をOffし、10,000枚の連続
出力を行った後の表面層の削れ量を測定した。これらの
結果を以下の表3に示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂の構成比を(1−1)の含
ケイ素系ポリカーボネート:市販の(5−1)のポリカ
ーボネート=3:7(重量部)に変更した以外に同様に
感光体を作成し、評価/測定した。その結果を以下の表
3に示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂において含ケイ素系ポリカ
ーボネートを前記合成例2でつくられた(1−2)に変
えた以外は同様に感光体を作成し、評価/測定した。そ
の結果を以下の表3に示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂において含ケイ素系ポリカ
ーボネートを前記合成例3でつくられた(1−3)に変
えた以外は同様に感光体を作成し、評価/測定した。そ
の結果を以下の表3に示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂を前記合成例4でつくられ
た含ケイ素系ポリカーボネート(1−4)のみ10重量
部、とした以外は同様に感光体を作成し、評価/測定し
た。その結果を以下の表3に示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂を市販の(5−1)のポリ
カーボネートのみ10重量部、とした以外は同様に感光
体を作成し、評価/測定した。その結果を以下の表3に
示す。
電荷輸送層のバインダー樹脂を市販のスチレン−メチル
メタクリレート共重合樹脂のみ10重量部、とした以外
は同様に感光体を作成し、評価/測定した。その結果を
以下の表3に示す。
感光体の少なくとも表面層のバインダー樹脂に前記式
(1)の繰り返し単位を有するポリカーボネートを用い
ることにより、公知のポリカーボネートに見られる高い
機械的膜強度を維持しながら、優れた耐電気的負荷性も
付与することができる。従って、電子写真感光体の耐久
性を高めるだけでなく、感光体の摩耗による画像への悪
影響も軽減することができ、感光体の寿命を飛躍的に向
上させることができる。また、この電子写真感光体を用
いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置においても
該効果を発揮するものである。
トリッジ及び電子写真装置の概略構成の例を示す図であ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体において、該電子写真感光体の少なくとも表面
層が、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有する
ポリカーボネートを含有することを特徴とする電子写真
感光体。 【化1】 (式中、R1 乃至R8 は水素原子、ハロゲン原子または
炭素数が1〜17の炭化水素基を表わし、R9 乃至R18
は水素原子またはハロゲン原子または炭素数が1〜17
の炭化水素基を表わす。) - 【請求項2】 前記表面層が前記式(1)及び(2)で
表わされる繰り返し単位を有するポリカーボネートを含
有する請求項1記載の電子写真感光体。 【化2】 (式中、R19乃至R26は水素原子、ハロゲン原子または
炭素数が1〜17の炭化水素基を表わし、Xは単結合、 【化3】 を表わし、R27乃至R40は水素原子、ハロゲン原子また
は炭素数が1〜17の炭化水素基を表わす。) - 【請求項3】 前記式(1)及び(2)のケイ素を含有
する繰り返し単位が、前記表面層を構成する樹脂の全繰
り返し単位中、モル比で10%以上である請求項1また
は2記載の電子写真感光体。 - 【請求項4】 帯電手段、現像手段及びクリーニング手
段のうちの少なくとも1つを、請求項1乃至3記載の電
子写真感光体とともにひとまとめに構成したことを特徴
とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項5】 請求項1乃至3記載の電子写真感光体
と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電
した前記電子写真感光体に対し像露光を行い静電潜像を
形成する像露光手段と、静電潜像の形成された前記電子
写真感光体をトナーで現像する現像手段とを有すること
を特徴とする電子写真装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18639697A JP3871285B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18639697A JP3871285B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 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 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1130869A true JPH1130869A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3871285B2 JP3871285B2 (ja) | 2007-01-24 |
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ID=16187675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP18639697A Expired - Fee Related JP3871285B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 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 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3871285B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP18639697A patent/JP3871285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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