JP2004287371A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電複写機、レーザープリンターなどの電子写真プロセスを用いる画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置の感光体としては、それまでのセレン膜を真空蒸着法により作製した無機感光体に比べ、コストが低い、毒性が殆どない、成膜性が容易であるなどの多くのメリットがあるので、いわゆる有機感光体が主流となっている。この有機感光体の中でも、導電性基体上にいわゆる電荷発生層、電荷輸送層を積層した積層タイプが主流となっている。
【0003】
しかし、有機感光体は、繰り返し使用によって膜削れが発生しやすく、感光層の膜削れが進むと、感光体の帯電電位の低下や光感度の劣化、感光体表面のキズなどによる地汚れ、画像濃度低下あるいは画質劣化が促進される傾向が強いことで耐摩耗性の向上が望まれていた。
【0004】
さらに、近年では電子写真装置の高速化あるいは装置の小型化に伴う感光体の小径化によって、さらに高速化やフルカラー化、メンテナンスフリーの動きもあって感光体の耐摩耗性向上が必要不可欠なものになってきている。従って、有機系の電子写真感光体においては、特に高画質化と高耐久化を両立させることが最重要課題として挙げられている。
【0005】
これに対し、電荷輸送層中に種々の物質を添加することで感光体表面の物性を改善し、画質としての耐久性を向上させることが試みられている。
例えば、特開平10−198053号公報(特許文献1)や、特開平10−301303号公報(特許文献2)には、感光層中にエポキシ化合物と、特定の構造を有するヒンダートアミン化合物又は特定の構造を有するヒンダートフェノール化合物を、含有させることで、繰り返し使用しても帯電電位、残留電位等の電気特性が変化せず、また感度、文字太り、画像ボケ等の画像特性も安定して変化しない耐久性の優れた電子写真感光体を得ることができると開示されている。
【0006】
また、特開平8−160648号公報(特許文献3)には、感光層の表面層に潤滑剤としてポリ四フッ化エチレン粉体を含有させ、かつ、下記構造式の電荷輸送物質を含有させることで摺擦による表面の摩耗やひっかき傷の発生等に対して耐久性を有し、かつ、画像ボケのない高品位の画像が得られる高耐久性を有する電子写真感光体、クリーニング性が良好で感光体表面層へのトナー付着のない高耐久性を有する電子写真感光体を得ることができると開示されている。
【0007】
また、特開2002−139859号公報(特許文献4)には、導電性支持体上に少なくとも感光層、フィラーを含有する保護層を順次形成してなる電子写真感光体において、前記感光層に有機硫黄系化合物を含有させ、且つ前記保護層にヒンダードアミン構造とヒンダードフェノール構造の両構造を有する化合物を含有させることで、繰り返し使用しても残留電位上昇、あるいは画像ボケなどの異常画像が発生せず、長期にわたり高画質な画像が安定に得られる高耐久の感光体を得ることができると開示されている。
【0008】
しかしながら、これらの公知技術のいずれも、感光体の帯電電位の低下や光感度の劣化、感光体表面のキズなどによる地汚れ、画像濃度低下あるいは画質劣化の防止、特に高画質化と高耐久化の両立という点で不十分なものであった。
例えば、特許文献3の方法では、ポリ四フッ化エチレン粉体は低表面エネルギーのポリマーであることから溶媒に不溶であり、分散性も不良であることから、平滑な感光体表面を得ることが困難である。また、分散剤等で分散性を向上させることはできるが、得られた塗膜は、屈折率が小さいことから光散乱が生じ易く、それによる潜像の劣化を生じる問題があり、また画像ボケも発生しやすい。
【0009】
また、特許文献4の方法では、画質の高耐久化に対する効果は有するものの、本発明に示す高画質化に対応した画像形成装置に使用される感光体に対しては十分なものではなく、特に高温高湿下で画質の低下が激しくなるものであった。
【0010】
高画質化と高耐久化の両立させることが困難な課題である理由は、次のように考えられる。
前述したように、高耐摩耗性を実現しようとする試みはこれまで数多くなされており、それによって有機系電子写真感光体の飛躍的な耐摩耗性の向上が実現されてきた。しかし、それに伴い画像ボケ等の異常画像の発生が顕著に見られる問題が顕在化されてきた。しかし、感光体の耐摩耗性の向上に伴い、帯電生成物の除去が困難となり、画像ボケが高耐久化を妨げる大きな問題として挙げられるようになった。
【0011】
即ち、従来の感光体は、耐摩耗性が低かったことから帯電生成物が感光体表面に堆積しても摩耗によって除去されたことにより、画像ボケは特に大きな問題にはならなかった。画像ボケは、感光体の表面抵抗が低下し、電荷の横移動が生じることによって静電潜像がぼやけてしまうことによるものであり、この表面抵抗の低下は、感光体を帯電する際に発生するオゾンやNOxガス、及びそれらと大気中の水分とによって生成されるイオン種(以降、帯電生成物と称する)が感光体上に付着、堆積されることによって主に引き起こされる。また、耐摩耗性の向上に伴い感光体表面に発生した傷が除去されにくくなるので、傷部分に帯電生成物が堆積すると、より除去されにくくなる。
【0012】
更に、帯電生成物の付着とは別に、耐摩耗性が向上するにつれて感光体表面が帯電等のハザードにさらされる時間・回数も飛躍的に増加する。このため感光体表面物質がハザードによりイオン化やさらには結合の切断等により変質してしまうことも生じている。この場合画像ボケには至らずとも局所的な抵抗の低下が生じ、ドットの拡大や階調性の低下をひき起こすことになる。これらの現象は、水分がこれら反応を加速させるのか、抵抗低下の媒体になっているのかは不明であるが、特に高温高湿下で顕著となる。いずれにしてもこのような感光体表面性の画質に対する影響は、高画質が要求されるに伴い大きくなり、摩耗の耐久性と画質の耐久性とを両立させることが大きな課題となる。
【0013】
一方、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体を薄膜化すると高画質化を達成することができるが、薄膜化すると感光体の耐久性が失われることに加え、電荷輸送層の膜厚を20μm以下にすることができないという問題がある。
【0014】
即ち、電子写真方式を用いる画像形成装置では、現像電界が高い空間周波数まで追従するようにするためには、感光体膜厚を小さく(薄く)する必要があることが知られている(電子写真技術の基礎と応用:コロナ社p.150〜151)。ところが、従来技術(特開平11−95462号公報)においても指摘されているように、感光体膜厚を小さくした場合には、クリーニングによる摩耗や傷などに対する耐久性が悪化し、また、帯電工程、露光工程を繰り返し経た場合の劣化が加速されるという問題が発生する。従来の積層型有機感光体では、電荷輸送層のバインダー樹脂としてポリカーボネートが一般的に使用されているが、上記の問題点によって、電荷輸送層の膜厚は20〜30μm程度に設定されている。
【0015】
しかしながら、発明者の行った実験によると、20〜30μm程度の電荷輸送層を有する感光体を使用した場合には、1200dpi以上の解像度になった場合には、孤立1ドットや1ドットラインなどのような、いわゆる高い空間周波数の画像を再現することができなくなってしまうことが明らかになった。孤立1ドットや1ドットラインの再現が悪い画像形成装置では、いわゆるビットマップ画像などを複雑な画像処理工程を経ずにスルーで出力することができないことを意味する。
【0016】
20〜30μm程度の電荷輸送層を有する感光体を使用した場合であっても、解像度を600dpi、400dpiなどに低下させることによって、孤立1ドットや1ドットラインは再現させることはできるようになるが、この場合には孤立1ドットや1ドットラインが大きくなるため、木目の粗い画像になってしまう。また、斜め線を含むような画像においては解像度の低下はいわゆるジャギーの悪化を伴うため、画質の低下を招く。また、文字画像についても種々のフォントが識別できるためには1200dpi以上の解像度が必要であるという問題がある。このように、光書き込みの解像度が1200dpi以上である電子写真方式を用いた画像形成装置には、高解像度化と孤立1ドット、1ドットラインの再現を両立するという課題が存在する。
【0017】
また、発明者の行った実験によれば、20〜30μm程度の電荷輸送層を有する感光体を使用した場合には、200lpi以上の線数によって中間調処理が施された画像データの書き込みを行い画像を出力した場合には、階調性が悪く、写真画像のような階調表現が必要な画像に対しては満足のいく画像が得られないという問題が発生した。さらに、200lpi以上の中間調処理を施して階調性が悪くなった条件では、いわゆるバンディングが発生しやすく、ノイズの多い画像しか得られないという問題を併せ持つことも明らかになった。このように、光書き込みが入力画像に対して200lpi以上の線数によって中間調処理を施された画像データに基づいて行われる電子写真方式を用いた画像形成装置には、階調性が悪いという問題、バンディングが発生する問題、画像にノイズが発生する問題がある。
尚、中間調処理を200lpi未満にした場合には、階調性は確保されるものの、ディザのテクスチャが目視で知覚され、きめの細かい画像が得られないという問題がある。
【0018】
【特許文献1】
特開平10−198053号公報
【特許文献2】
特開平10−301303号公報
【特許文献3】
特開平8−160648号公報
【特許文献4】
特開2002−139859号公報
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、繰り返し使用しても地汚れ、画像濃度の低下、画質劣化が発生しにくく、高画質であると共に耐久性に優れる電子写真方式を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。更に、本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置において、高解像度化と孤立1ドット、1ドットラインの再現を両立させ、階調性を優れたものとし、バンディングの発生、画像ノイズの発生を防止しすることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以下に示す画像形成装置が提供される。
〔1〕少なくとも、感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する手段とを有する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、前記光書き込み手段にビーム径35μm以下のレーザービーム光が用いられ、前記感光体が、導電性支持体上に電荷発生物質を含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、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する表面層とを少なくとも設けてなり、該電荷輸送層および表面層を合わせた膜厚が20μm以下であることを特徴とする画像形成装置。
〔2〕少なくとも、感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する光書き込み手段と、入力画像に対して中間調処理をおこなう画像処理手段とを有する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、前記光書き込み手段にビーム径35μm以下のレーザービーム光が用いられ、前記感光体が、導電性支持体上に電荷発生物質を含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、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する表面層とを少なくとも設けてなり、該電荷輸送層および表面層を合わせた膜厚が20μm以下であることを特徴とする画像形成装置。
〔3〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(I)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化12】
(式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしl、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3は置換若しくは無置換の芳香環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar2とAr3、もしくはAr3とAr1はそれぞれ共同で窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。)
〔4〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(II)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化13】
(式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr4、もしくはAr3とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。)
〔5〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(III)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化14】
(式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3、もしくはAr3とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。)
〔6〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(IV)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化15】
(式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3、もしくはAr1とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。Xはメチレン基、シクロヘキシリデン基、酸素原子、硫黄原子などを表す。)
〔7〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(V)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化16】
(式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。l、mは0〜3の整数を表す。ただしl、mが同時に0となることはない。Ar1、Ar2及びAr3は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3はそれぞれ共同で環を形成してもよい。nは1〜4の整数を表す。)
〔8〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(VI)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化17】
(式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を、Xは酸素原子、硫黄原子を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
〔9〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(VII)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化18】
(式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
〔10〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(VIII)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化19】
(式中、R1は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。R2は、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは無置換の芳香環基を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香環基を表す。)
〔11〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(IX)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化20】
(式中、R1は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。R2は、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは無置換の芳香環基を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香環基を表す。)
〔12〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(X)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化21】
(式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を、Xは酸素原子、硫黄原子を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
〔13〕該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が、下記一般式(XI)で表される化合物であることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の画像形成装置。
【化22】
(式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
〔14〕該感光体の表面層が、フィラーを含有することを特徴とする前記〔1〕〜〔13〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔15〕該電子写真感光体の表面層が、カルボン酸化合物を含有することを特徴とする前記〔1〕〜〔14〕のいずれかに記載の画像形成装置。
【0021】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の画像形成装置で用いられる感光体を図面に基づいて説明する。
本発明で用いられる感光体においては、導電性支持体上に電荷発生物質を含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、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する表面層とが少なくとも設けられている。即ち、図1に示すように、導電性支持体31上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層35と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層37とが積層され、その上に特定の物質を含有する表面層である保護層39が形成されている。
尚、本発明で用いられる感光体においては、図2に示すように、導電性支持体31と電荷発生層35の間に中間層33を設けてもよい。
【0022】
本発明で用いられる感光体を構成する導電性支持体31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、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、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、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などが挙げられる。また、特開昭52−36016号公報に開示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導電性支持体31として用いることができる。
【0023】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性支持体31として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、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、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、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の熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、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、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【0024】
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(R)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明で用いられる感光体の導電性支持体31として良好に用いることができる。
【0025】
前記導電性支持体31上に設けられる電荷発生層35は、電荷発生物質、結着樹脂を主成分とする層であり、電荷発生物質や結着樹脂等を適当な溶剤に分散ないし溶解し、これを導電性支持体31上に塗布、乾燥することにより形成される。電荷発生層35は、電荷発生物質、結着樹脂を主成分とするが、その他に増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
【0026】
電荷発生層35を構成する電荷発生物質としては、公知の電荷発生物質をすべて用いることが可能である。その代表として、チタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、銅フタロシアニン、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、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料等のアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、インジゴ顔料、ピロロピロール顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクエアリウム顔料等、公知の材料が挙げられ、これらは有用に用いられる。また、これら電荷発生物質は単独でも、2種以上混合して用いることも可能である。
【0027】
必要に応じて電荷発生層35に用いられる結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対し0〜500重量部、好ましくは10〜300重量部が適当である。結着樹脂の添加は、分散前あるいは分散後どちらでも構わない。
【0028】
電荷発生層35は、電荷発生物質を必要に応じて結着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、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。
【0029】
電荷発生層35を形成するために用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が良好に使用される。これらは単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。
【0030】
電荷発生層35の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。電荷発生層35を形成用の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。
【0031】
本発明で用いられる感光体を構成する電荷輸送層37は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層35上に塗布、乾燥することにより形成される。また、電荷輸送層37には、必要により単独あるいは2種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤、滑材等を添加することが可能であり有用である。
【0032】
電荷輸送層37を構成する電荷輸送物質は、正孔輸送物質と電子輸送物質とに分類される。電子輸送物質としては、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。
【0033】
正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。
【0034】
これらの正孔輸送物質の中でも、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体が好ましい。より好ましくは、キャリアの移動度や樹脂との相溶性、電荷発生物質とのマッチング性の観点から、下記一般式(XII)、(XIII)に示すトリアリールアミン化合物を用いることが好ましい。これらの電荷輸送物質は単独、または2種以上混合して用いられる。
【0035】
【化23】
【0036】
上記(XII)式中、Ar3及びAr4は、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基を表わし、R6、R7及びR8は、水素原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基を表わすが、R7、R8は、互いに結合して環を形成してもよく、Ar5は、置換又は無置換のアリーレン基を表わし、nは0又は1を表わす。
【0037】
【化24】
【0038】
上記(XIII)式中、R1、R3及びR4は水素原子、アミノ基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アリールオキシ基、メチレンジオキシ基、置換若しくは無置換のアルキル基、ハロゲン原子又は置換若しくは無置換のアリール基を、R2は水素原子、アルコキシ基、置換若しくは無置換のアルキル基又はハロゲンを表わす。但し、R1、R2、R3及びR4が全て水素原子である場合は除く。R1、R2は互いに結合して環を形成してもよい。また、k、l、m及びnは1、2、3又は4の整数であり、各々が2、3又は4の整数の時は前記R1、R2、R3及びR4は同一でも異なっていてもよい。
【0039】
電荷輸送層37を構成する結着樹脂としては、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、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、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、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【0040】
また、電荷輸送層37には、バインダー樹脂としての機能と電荷輸送物質としての機能を持った高分子電荷輸送物質も良好に使用される。これらの高分子電荷輸送物質から構成される電荷輸送層は、耐摩耗性に優れ高耐久化に対しても有効である。電荷輸送層37においては、これらの高分子電荷輸送物質に前述の結着樹脂や低分子電荷輸送物質を混合して用いることも可能である。高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、特に、トリアリールアミン構造を主鎖および/または側鎖に含むポリカーボネートが良好に用いられる。
【0041】
これら高分子電荷輸送物質は、特開平8−269183号公報、特開平9−71642号公報、特開平9−104746号公報、特開平9−272735号公報、特開平11−29634号公報、特開平9−235367号公報、特開平9−87376号公報、特開平9−110976号公報、特開平9−268226号公報、特開平9−221544号公報、特開平9−227669号公報、特開平9−157378号公報、特開平9−302084号公報、特開平9−302085号公報、特開2000−26590号公報に開示されている。
【0042】
電荷輸送物質の含有量は、結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。但し、高分子電荷輸送物質を用いる場合は単独でも、結着樹脂との併用も可能である。
【0043】
電荷輸送層37には必要に応じて、レベリング剤や可塑剤を添加することができる。併用できるレベリング剤としては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や側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂100重量部に対して0〜1重量部程度が適当である。また、併用できる可塑剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般的な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100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。
【0044】
電荷輸送層38の膜厚は、後述する表面層(即ち、保護層39)の膜厚と合わせて、20μm以下である。電荷輸送層38の膜厚と表面層の膜厚の合計が20μm以下の場合、優れた解像度を得ることができる。尚、下限値に関しては、使用するシステム(特に帯電電位等)によって異なるが、5μm以上が好ましい。
【0045】
電荷輸送層38の塗工に用いられる溶剤としては、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、アセトンなどの電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが用いられる。これらは単独で使用しても2種以上混合して使用しても良い。
【0046】
電荷輸送層38を形成するための塗工液の塗布は電荷発生層35と同様に浸漬塗工法やスプレーコート、ビートコート、リングコート法など公知の方法を用いて行うことができる。
【0047】
本発明で用いられる感光体においては、前記電荷輸送層37の上に、表面層として、摩耗耐久性・画質耐久性の向上を目的として少なくともアルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する保護層39が形成される。
【0048】
表面層としての保護層39には、摩耗耐久性・画質耐久性を向上させるためにフィラー材料を含有させることが好ましい。該フィラー材料としては、有機性フィラーと無機性フィラーがある。有機性フィラー材料としては、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−カーボン粉末等が挙げられる。無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、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、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラー硬度や光散乱性の点から無機材料、特に金属酸化物を用いることが、感光体の耐摩耗性を向上させ、高画質の画像を得ることができるので好ましい。さらに、金属酸化物を用いると、塗膜の品質も向上する。塗膜品質は画像品質や耐摩耗性に大きく影響するため、良好な塗膜を得ることは高耐久化及び高画質化に対し有効となる。
【0049】
また、これらの金属酸化物の中でも、画像ボケが発生しにくいフィラーとしては、電気絶縁性が高いフィラーの方が好ましい。導電性フィラーを感光体の最表面に含有させると、表面の抵抗が低下することによって電荷の横移動が起こり、画像ボケが発生しやすくなる。特に、フィラーの比抵抗は1010Ω・cm以上であることが解像度の点から好ましく、このようなフィラーとしては、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、シリカ等が挙げられる。一方、フィラーの比抵抗が1010Ω・cm以下の導電性フィラーもしくは比抵抗が比較的低いフィラーとしては、酸化錫、酸化亜鉛、酸価インジウム、酸価アンチモン、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が挙げられ、本発明においては画像ボケが発生しやすくなることから、好ましくない傾向にある。
【0050】
但し、フィラーが同じ材質であっても、フィラーの比抵抗は異なる場合があるため、フィラーの種類によって完全に分類されるものではなく、フィラーの比抵抗によって決めることが重要である。また、これらのフィラーを2種以上混合して用いることも可能であり、それによって表面の抵抗を制御することも可能である。さらに、画像ボケの抑制効果を高めるためには、等電点におけるpHが少なくとも5以上を示すフィラーを選択することが好ましく、より塩基性を示すフィラーであるほどその効果が高くなる傾向がある。液中に分散しているフィラーはプラスあるいはマイナスに帯電しており、その帯電性はフィラー粒子の安定性や解像度にも影響を及ぼす場合がある。等電点におけるpHがより塩基性を示すフィラーは、その帯電性や抵抗の面から画像ボケの抑制に対して有効である。等電点におけるpHが5以上の金属酸化物としては、前述のフィラーの中でも酸化チタン、ジルコニア、アルミナ等が挙げられ、特に酸化チタン<ジルコニア<アルミナの順に塩基性が高くなることから、アルミナを用いることがより好ましい。さらに、光透過性が高く、熱安定性が高い上に、耐摩耗性に優れた六方細密構造であるα型アルミナは、画像ボケの抑制や耐摩耗性の向上、塗膜品質、光透過性等の点から特に有効に使用することができる。
【0051】
フィラーの屈折率についても同様であり、フィラーの屈折率が1.0未満及び2.0より大きい場合は、保護層39の透過率が低下し、書込ドットの潜像での再現性が低下し画質が低下する。フィラーの屈折率は、例えば屈折率の値を少しずつ変化させることができる液体中に粒子を浸し、粒子界面が不明確になる液の屈折率から求めることが出来る。液体の屈折率はアッベの屈折率計などにより求めることが出来る。
【0052】
さらに、これらのフィラーは少なくとも一種の表面処理剤で表面処理を施すことが可能である。フィラーが含有された感光体において、オゾンやNOxガスの曝露による画像ボケの発生は、それらがフィラー表面に吸着することによって引き起こされると考えられる。表面処理剤によってフィラーの比抵抗や等電点におけるpHを変化させることが可能となり、表面処理剤によって画像ボケの抑制効果が大幅に高めることができる。フィラーの表面処理は、画像ボケの抑制効果だけでなく、フィラーの分散性を向上させる効果もあり、塗膜の透明性の向上、塗膜欠陥の抑制、さらには耐摩耗性の向上や偏摩耗の抑制に対しても有効である。
【0053】
フィラーの表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤すべてを使用することができるが、前述のフィラーの比抵抗や等電点におけるpHを維持できる表面処理剤が好ましい。該フィラーの等電点におけるpHは、表面処理によって変化させることができる。すなわち、酸性処理剤で処理したフィラーは酸性側に、塩基性処理剤で処理したフィラーは塩基性側に等電点が移動するため、本発明の構成においては、表面処理剤についてもより塩基性を示す処理剤を用いることが、フィラーの分散性や画像ボケ抑制の点から好ましい。例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤等は特に有効に使用することができる。また、Al2O3、TiO2、ZrO2、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理もフィラーの分散性及び画像ボケの点から好ましく用いられる。シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を軽減できる場合がある。また、フィラーの等電点でのpHが5以下の酸性を示しても、表面処理剤に上記の塩基性処理剤を使用することによって、本発明において所望される効果を得ることも可能である。
【0054】
フィラーの平均一次粒径は、0.01〜0.9μmであることが光透過性や耐摩耗性の点から好ましく、0.1〜0.5μmがより好ましい。フィラーの平均一次粒径がこれよりも小さい場合には、フィラーの凝集や耐摩耗性の低下等が起こりやすくなるだけでなく、フィラーの比表面積の増加により画像ボケの影響が増加する場合がある。また、フィラーの平均一次粒径がこれよりも大きい場合には、フィラーの沈降性が促進されたり、画質劣化あるいは異常画像が発生したりする場合がある。
【0055】
これらのフィラーが含有されることによって引き起こされる残留電位上昇を抑制するためには、表面層にカルボン酸化合物の一種を添加させることが好ましい。なお、本発明におけるカルボン酸化合物は、不揮発分100%のものであっても、予め有機溶剤等に溶解されたものであってもよい。
【0056】
上記カルボン酸化合物としては、一般に知られている有機脂肪酸や高酸価樹脂あるいは共重合体等、分子構造中にカルボキシル基を含む化合物であればすべて使用することができる。例えば、ラウリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、アジピン酸、オレイン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、サリチル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等の飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸、芳香族カルボン酸等の如何なるカルボン酸をも使用することが可能である。更に、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステル、末端カルボン酸不飽和ポリエステル、またはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸等、飽和もしくは不飽和の炭化水素を基本骨格とし、少なくとも一つ以上のカルボキシル基が結合されたポリマーやオリゴマーあるいはコポリマーはすべて使用することができ、残留電位上昇を抑制する効果だけでなく、フィラーの分散性を向上させる効果が高いことから、より有効に用いられる。これらのカルボン酸化合物の中でも複数のカルボン酸残基を有するポリカルボン酸化合物は酸価が高く、またフィラーへの吸着性が向上する傾向にあり、残留電位の低減及びフィラーの分散性向上に対し、特に有効かつ有用である。
【0057】
残留電位の低減は、これらの化合物が酸価を有することと、フィラーへの吸着性にあると考えられる。フィラーの添加による残留電位の上昇は、フィラー表面の極性基が電荷トラップサイトになることによって起こると考えられ、このフィラーの極性基にこれらのカルボキシル基が吸着しやすく、それによって残留電位の低減効果が高まるものと考えられる。また、これらのカルボン酸化合物は、フィラーと結着樹脂との双方に親和性を持たせて濡れ性を高め、かつ立体障害あるいは電気的反発を与えることによりフィラー間の相互作用を減少させ安定性を高めることによりフィラーの分散性が向上する効果を有する。
【0058】
感光体の表面層としての保護層39に含有される結着樹脂としては、前記電荷輸送層37について挙げられたものを用いることができる。保護層39の形成に用いる溶媒についても電荷輸送層37で挙げた溶媒を用いることができ、2種以上の溶媒を混合して用いることもできる。
【0059】
また、保護層39にはさらに電荷輸送物質を含有させることもできる。保護層39に電荷輸送物質を含有させることによって残留電位の低減や感度劣化の抑制が可能となる。電荷輸送物質として高分子電荷輸送物質を用いることも可能である。保護層に用いられる電荷輸送物質及び高分子電荷輸送物質は、電荷輸送層37について記載された物質すべて、あるいは類似の材料を使用することができる。
【0060】
保護層39の膜厚は、0.5μm〜10μmが好ましく、2μm〜6μmがより好ましい。但し、本発明においては、前述したように電荷輸送層38の膜厚と、保護層39の膜厚とを合わせて、20μm以下である。
【0061】
保護層39の形成には、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、従来の塗工方法を用いることができるが、スプレー塗工法が最も好ましい。また、保護層の必要膜厚を一度で塗工して保護層を形成することも可能であるが、2回以上重ねて塗工して保護層を形成する方法が膜中におけるフィラーの均一性の面からより好ましい。そうすることによって、残留電位の低減、解像度の向上、及び耐摩耗性の向上に対しより一層の効果が得られる場合がある。加えて、塗膜品質の向上や塗膜欠陥の発生を抑制する効果も有する。
【0062】
また、本発明で用いられる感光体を構成する最表面層としての保護層39には、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が含有される。該アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物の具体例としては、下記一般式(I)〜(XI)の化合物が挙げられる。
【化25】
【0063】
(I)式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしl、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3は置換若しくは無置換の芳香環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar2とAr3、もしくはAr3とAr1はそれぞれ共同で窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。
【0064】
【化26】
【0065】
(II)式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr4、もしくはAr3とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。
【0066】
【化27】
【0067】
(III)式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3、もしくはAr3とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。
【0068】
【化28】
【0069】
(IV)式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。k、l、m、nは0〜3の整数を表す。ただしk、l、m、nが同時に0となることはない。Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3、もしくはAr1とAr4はそれぞれ共同で環を形成してもよい。Xはメチレン基、シクロヘキシリデン基、酸素原子、硫黄原子などを表す。
【0070】
【化29】
【0071】
(V)式中、R1、R2は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。l、mは0〜3の整数を表す。ただしl、mが同時に0となることはない。Ar1、Ar2及びAr3は置換もしくは無置換の芳香環基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar1とAr2、Ar1とAr3はそれぞれ共同で環を形成してもよい。nは1〜4の整数を表す。
【0072】
【化30】
【0073】
(VI)式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を、Xは酸素原子、硫黄原子を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。
【0074】
【化31】
【0075】
(VII)式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。
【0076】
【化32】
【0077】
(VIII)式中、R1は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。R2は、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは無置換の芳香環基を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香環基を表す。
【0078】
【化33】
【0079】
(IX)式中、R1は、芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。R2は、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは無置換の芳香環基を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香環基を表す。
【0080】
【化34】
(X)式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を、Xは酸素原子、硫黄原子を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。
【0081】
【化35】
(XI)式中、R1、R2は、置換もしくは無置換のアルキル基、芳香族炭化水素環基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、R1、R2は互いに結合し窒素原子を含む置換もしくは無置換の複素環基を形成してもよい。R3、R4、R5は置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基、もしくはハロゲン原子を表す。Arは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を表す。nは2〜4の、k、l、mはそれぞれ0〜3の整数を表す。
【0082】
上記一般式(I)〜(XI)の説明にある、アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、などを挙げることができる。また、芳香環基としてはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、及びピレンなど芳香族炭化水素環の1価〜6価の芳香族炭化水素基、並びにピリジン、キノリン、チオフェン、フラン、オキサゾール、オキサジアゾール、カルバゾールなど芳香族複素環の1価〜6価の芳香族複素環基が挙げられる。また、これらの置換基としては、上記アルキル基の具体例で挙げたもの、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、またはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のハロゲン原子、及び芳香環基などが挙げられる。更に、R1、R2が互いに結合し窒素原子を含む複素環基の具体例としてはピロリジニル基、ピペリジニル基、ピロリニル基等が挙げられる。その他、共同で窒素原子を含む複素環基としては、N−メチルカルバゾール、N−エチルカルバゾール、N−フェニルカルバゾール、インドール、キノリンの芳香族複素環基などを挙げることができる。
【0083】
一般式(I)〜(XI)で表される化合物の具体的構造例を下記表1〜23に示す。
【0084】
【表1】
【0085】
【表2】
【0086】
【表3】
【0087】
【表4】
【0088】
【表5】
【0089】
【表6】
【0090】
【表7】
【0091】
【表8】
【0092】
【表9】
【0093】
【表10】
【0094】
【表11】
【0095】
【表12】
【0096】
【表13】
【0097】
【表14】
【0098】
【表15】
【0099】
【表16】
【0100】
【表17】
【0101】
【表18】
【0102】
【表19】
【0103】
【表20】
【0104】
【表21】
【0105】
【表22】
【0106】
【表23】
【0107】
これら一般式(I)〜(XI)で表される化合物の添加量は、結着樹脂に対して1wt%〜50wt%が好ましい。該化合物の添加量が、少ないと画質劣化抑制に対する耐性が不足し、多すぎると、膜強度が低下し、耐摩耗性が劣化する。
【0108】
前記アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が感光体の表面層に含有されていると、繰り返し使用した場合に、地汚れ、画像濃度の低下、画質劣化の発生を防ぐことができる理由としては、構造内に含まれるR1およびR2置換アミノ基(芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキルアミノ基)が酸化性ガスに対して有効なラジカル物質生成抑制を行うことにあると推測される。また、表面層構成物質に対しても保護機能を有し、酸価を抑制しているものと考える。また、前記一般式(I)〜(IX)で表される化合物は、電荷輸送能力も有しているため、それ自身で電荷担体のトラップとして働かず、添加に伴う残留電位上昇等の電気的な特性劣化は殆どみられないものとなる。さらに特に高温高湿下での発生量が多い、いわゆる画像流れ物質との付着性を低減させていることで効果が発生しているものと推測される。
【0109】
本発明で用いられる感光体においては、導電性支持体31と電荷発生層35の間、あるいは電荷輸送層37と保護層39との間にも他の中間層を設けることができる。該他の中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、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、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく一般に用いられる塗布法が採用される。なお、他の中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。
【0110】
上記中間層33(以下、下引き層ともいう。)は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に電荷発生層35を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、中間層33にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
【0111】
上記中間層33は、前述の電荷発生層35や電荷輸送層37の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の中間層33には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。上記中間層33の膜厚は0〜5μmが適当である。
【0112】
次に、本発明の電子写真方式を用いた画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置には、第一の態様と第二の態様がある。第一の態様の画像形成装置は、前記感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する手段とを少なくとも有する。また、第二の態様の画像形成装置は、前記感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する光書き込み手段と、入力画像に対して中間調処理をおこなう画像処理手段とを、少なくとも有する。
【0113】
上記第一の態様と第二の態様の画像形成装置において、帯電手段に用いられる帯電装置としては、一般的にはコロナ放電を利用して感光体の帯電を行うコロナ帯電装置が挙げられ、その他にも鋸歯状電極を放電電極として使用して帯電を行う帯電装置(特開平8−20210号公報、特開平6−301286号公報)、接触帯電装置等がある。
【0114】
前記第一の態様と第二の態様の画像形成装置において、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する手段としては、光書き込み手段にビーム径35μm以下のレーザービーム光が用いられる。光書き込み手段としてビーム径35μm以下のレーザービーム光を用いると、階調性、1ドット再現性、ジャギー、バンディング等に優れる高画質を達成することができる。これに対し、ビーム径が35μmを超えるレーザービーム光を用いるとフォントの識別は可能になるが、ドットそのもののが大きいため階調性が低下し、写真画像等のハーフトーン画像の再現性が著しく低下する虞がある。この光書き込み手段については、実施例において具体的に説明する。
【0115】
本発明の第一の態様の画像形成装置においては、感光体に対して解像度が1200dpi以上の光書き込みを行い静電潜像を形成する、光書き込み手段が好ましい。解像度が1200dpi未満の場合は、孤立1ドットや1ドットラインが大きくなるため、木目の粗い画像になってしまう。また、斜め線を含むような画像においては、ジャギーの悪化により画質の低下を招く。また、文字画像についても種々のフォントが識別できなくなる虞がある。
【0116】
本発明の第二の態様の画像形成装置においては、入力画像に対して200lpi以上の線数によって中間調処理を施された画像データに基づいて、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する、光書き込み手段が好ましい。中間調処理を200lpi未満で行った場合は、階調性は確保されるものの、ディザのテクスチャが目視で知覚され、きめの細かい画像が得られない。
【0117】
次に、本発明の電子写真プロセスを用いる画像形成装置について、図3、図5、図6、図7、図8に基づきその概略を具体的に説明する。
感光体ドラム1は導体(導電性支持体)の表面に、電荷発生層、電荷輸送層、表面層(保護層)等を塗布することによって形成され、図3中の矢印方向に回転する。該画像形成装置では次のような手順で画像の形成を行う。
【0118】
1.帯電手段2では、感光体の表面を所望の電位に帯電する。
2.露光手段3では、感光体を露光して、所望の画像に対応する静電潜像を感光体上に形成する。
3.現像手段4では、露光手段によってつくられた静電潜像を、トナーによって現像し感光体上にトナー像を形成する。
4.転写手段5は、感光体上のトナー像を不図示の搬送手段によって搬送される紙などの記録シート6上に転写する。
5.クリーニング手段7は、転写手段で記録シート上に転写されず感光体上に残ったトナーを清掃する。
6.転写手段によって、トナー像を転写された記録シートは定着手段8へ搬送される。定着手段8では、トナーは加熱され、記録シート上に定着される。
感光体ドラムは図1中の矢印方向に回転するため、上記の1〜6の工程を繰り返すことによって記録シート上に所望の画像が形成されていく。
【0119】
電子写真プロセスでの帯電装置としては、ワイヤを用いたコロナ放電を利用して感光体の帯電を行うコロナ帯電装置が従来から使用されている。図5は、コロナ帯電装置の一例の概略図である。ワイヤは材質:タングステン、線径60[μm]である。ワイヤは図5のような位置(ケース中央)に感光体ドラムの軸方向に張設され、高電圧(−7[kV]程度)が印加されている。前記のワイヤは帯電ケースで覆われている。ケースの材質は、酸化されにくいステンレス鋼である。また、前記ワイヤと感光体との間には、グリッドが張設されており、−0.6[kV]程度の電圧が印加される。グリッドはステンレス鋼板(板厚:0.1[mm])をメッシュ状に切り取ったものである。
【0120】
図5に示すコロナ帯電装置では、感光体の帯電は次のように行われる。張設されたワイヤの近傍では、強電界が形成され空気の絶縁破壊が起こり、イオンが発生する。このイオンの一部は、ワイヤと感光体との間の電界によって移動し、感光体表面が帯電される。感光体の帯電は、表面電位がグリッドに印加した電位にほぼ等しくなるまで続くため、感光体の表面電位は、グリッドに印加する電位によって制御することが可能である。
【0121】
ワイヤを使用したコロナ帯電装置以外のコロナ帯電装置としては、鋸歯状電極を放電電極として使用しているものがある(特開平8−20210号公報、特開平6−301286号公報)。図6はこの鋸歯状電極を用いたコロナ帯電装置の一例の概略図である。鋸歯状電極は図7に示すような形状であって、材質は板厚0.1[mm]のステンレス鋼板、頂点のピッチは3[mm]である。この鋸歯状電極は図6のように、支持部材に固定され、電源によって高電圧(−5[kV])が印加される。鋸歯状電極を使用したコロナ帯電装置でも、ワイヤを使用したコロナ帯電装置と同様に、材質がステンレス鋼の帯電ケースで覆われており、鋸歯状電極と感光体との間にはグリッドが配置されている。鋸歯状電極を使用したコロナ帯電装置での感光体の帯電も、ワイヤを使用した場合と同じであり、鋸歯状電極の頂点付近でコロナ放電がおこる。このほかのコロナ帯電装置としては、放電電極が針状(ピン状)の電極であるものが考案されている。
【0122】
鋸歯状電極を使用したコロナ帯電装置では、ワイヤを使用した場合にくらべて、小型、低オゾン発生の利点をもつ。鋸歯状電極では、コロナ放電が方向性(帯電ケース側へ向かうイオンの流れが、グリッド側(感光体側)へ向かうイオンの流れにくらべて小さくなる)をもって起こるため、帯電装置の幅(帯電ケースの感光体側の開口幅)を小さくすることができる。このことは、画像形成装置全体の小型化に対して重要である。また、コロナ放電が方向性を持つため、感光体の帯電の効率が上がり、コロナ帯電装置に流れる電流を小さくすることができ、この結果、オゾンの発生量が少なくなる。
【0123】
画像形成装置の帯電装置としては、これらのコロナ帯電装置ほかに、いわゆる接触帯電装置がある。この接触帯電装置は、コロナ帯電装置が抱える次の問題を改善することができる。
1.発生するオゾンが多い
2.印加電圧が大きい(5〜7[kV])
このため、低速、中速の電子写真方式の画像形成装置での帯電装置として広く用いられている。
【0124】
接触帯電装置は、被帯電体である感光体に、帯電部材を接触させ、この帯電部材に電圧を印加することによって感光体の帯電を行う。図8は、接触帯電装置の一例であり、その断面図を表している。帯電部材2はローラ形状で直径5〜20[mm]、長さ約300[mm]であり、弾性層2bを導体2aの上に形成してある。感光体ドラムは直径30〜80[mm]、長さ約300[mm]であり、感光体1bを導体1a上に形成してある。帯電部材は回転する感光体ドラムに対して接触し、従動回転する。帯電部材の弾性層は、抵抗率が107〜109[Ωcm]の材料から構成される。また、帯電部材の表面(弾性層の表面)には、膜厚が10〜20[μm]程度の表面保護層が形成されている場合もある。帯電部材には、電源3によって電圧を印加し、感光体の帯電を行う。印加電圧は、直流で−1.5〜−2.0[kV]である。このような構成により、接触帯電装置では感光体を−500〜−800[V]に均一に帯電することができる。
【0125】
さらに、接触帯電装置においては帯電部材が感光体に接触していることによって、トナーや異物が帯電部材に付着し、帯電部材が汚染されることによって帯電性が低下したり、帯電部材から汚染物質が再付着することによって感光体表面の汚染が促進されたり、帯電部材の汚染によって感光体の摩耗あるいは偏摩耗が促進されたり、帯電部材によって感光体表面が押さえつけられていることによって感光体表面の異物の除去効率が低下したり、さらに感光体への帯電ローラー跡の残存、あるいは帯電ローラーの変形によって異常画像が発生したりする不具合があることから、帯電部材を感光体に対して近接配置させる帯電装置も用いられるようになっている。帯電部材自体は、接触帯電部材と同様のものを用いることができるが、帯電の安定性、帯電ムラの抑制の観点から、印可電圧として、直流で−300〜−1000Vに交流を重畳させて用いることが多い。また近接配置に要求される感光体とのギャップについては、帯電部材側にギャップテープを巻き付ける、ローラーの端部に段差を設ける、または感光体側からはドラム端部に段差を設ける等して帯電ローラーとのギャップを維持することができる。
【0126】
上記ギャップ材はテープ状、シール状もしくはチューブ状等、如何なる形態のものでも使用できる。ギャップの厚さは、10〜200μmが好ましく、20〜100μmがより好ましく、さらに好ましくは40〜80μmである。ギャップがこれよりも小さい場合には、帯電部材と感光体の接触が多くなり、近接配置させたメリットが得られず画質劣化の影響が増加し、ギャップがこれよりも大きい場合には帯電の安定性が低下し帯電ムラが発生する場合があり、また要求される帯電レベルを維持させるための印可電圧を増加させる必要が生じ、それによって帯電生成物の発生量の更なる増加により画像ボケの影響が増大する虞がある。
また、帯電部材には直流成分に交流成分を重畳して感光体に帯電を付与することが可能である。交流成分を重畳することによって、帯電ムラを低減することが可能となり、それによって画像濃度ムラやコントラストの低下を抑制することが可能となり有用である。
【0127】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置での露光手段は、図9に示すように、いわゆるLD(レーザーダイオード)を出力画像に対応させて光変調を行う。このLDから発光されたレーザー光は、いわゆるコリメートレンズ、アパーチャー、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、f−θレンズを介して、感光体上に結像するようになっている。ポリゴンミラーは、回転する多面鏡であり、この回転によってレーザー光が感光体上を走査するようになっている。このため、感光体を露光して、所望の画像に対応する静電潜像を感光体上に形成することができる。
【0128】
【実施例】
実施例で用いた画像形成装置の概略を、図3を用いて説明する。尚、本発明の画像形成装置は従来のものと基本構成は同じである。参考までに、従来の画像形成装置の概略を図4に示す。
感光体ドラム1は導体(アルミニウムなど)の表面に、感光層塗工液(UL、CGL、CTL、保護層)を塗布することによって形成され、図3中の矢印方向に回転する。感光体ドラムの直径は60mmであり、周速は230mm/secである。帯電手段2は、いわゆる接触ローラ帯電装置であり、芯金上にいわゆる中抵抗の導電性をもつ弾性層(厚み3mm)が形成された構成の帯電ローラに、電源によって直流電圧(−1.21kV)を印加し、感光体を均一(−550V)に帯電する。
【0129】
露光手段3は、帯電手段で均一に帯電された感光体の表面に、目的の画像に対応した光を照射することによって、静電潜像を形成する。露光手段の光源はレーザーダイオードであり、ポリゴンミラーによって、感光体上をレーザービームで照射しながら走査していく。いわゆるビーム径は主走査方向35μm、副走査方向35μmである。ビーム径は、ガウス関数で表されるプロフィールの最大値の1/e2のところでの径を示し、一般にガウス分布の半径は、強度が、軸上の値からある程度だけ減少したところにおける、光軸からの距離で定義することができる。
【0130】
現像手段は、いわゆる2成分現像装置であり、トナー(体積平均粒径6.8μm)とキャリア(粒径50μm)をトナー濃度5.0%に混合した現像剤が現像容器内には収納されている。現像装置では、この現像剤を現像スリーブによって、感光体−現像スリーブ対向部へと搬送する。感光体−現像スリーブ間の距離(いわゆる現像ギャップ)は0.3mmである。現像スリーブには電源により直流電圧(−400V)が印加されているため、感光体上の静電潜像の対応してトナーが感光体上に付着する(いわゆる反転現像)。また、現像スリーブの周速は460mm/secである(いわゆる周速比は2.0である。)。
【0131】
転写手段5は、現像手段で現像されたトナー像を給紙手段(図示せず。)から搬送された記録シート6上に転写する。実施例で用いた画像形成装置の転写手段は転写ベルトと電源とからなり、電源から転写ベルトに電圧を印加する。印加する電圧は定電流制御とし、30μAである。
【0132】
クリーニング手段7は弾性体から形成されるブレードによって構成され、感光体上の残留トナー像(いわゆる転写残トナー)のクリーニングを行う。
転写手段によっての記録シート(紙など)上に転写されたトナー像は、定着手段に搬送され、定着手段で加熱加圧することによって、トナー像が記録紙シート上に定着され、画像形成装置機外へと排出され、出力画像となる。
【0133】
前述した1〜7の工程を繰り返すことによって、所望の画像が記録シート上に形成される。
【0134】
図8は実施例で用いた画像形成装置の書き込みユニットである。該画像形成装置では、波長780nmの4つのLD(レーザーダイオード)をもつ4ch(4チャンネル)タイプのLDアレイを搭載している。LDからのレーザー光は、いわゆるコリメートレンズ、NDフィルタ、アパーチャー、シリンドリカルレンズを介して、ポリゴンミラーへと照射される。該画像形成装置ではポリゴンミラーは、6面タイプであり、27165rpmの回転数で回転している。ポリゴンミラーで反射されたレーザー光は、折り返しミラー、f−θレンズを介して、感光体上で結像するようになっている。該画像形成装置では、レーザービームの感光上でのいわゆるビーム径は、35μm(主走査方向)×35μm(副走査方向)になるように調整されている。該画像形成装置ではf−θレンズはプラスチックを成形加工したプラスチックレンズであり、いわゆるAC面によってレンズ形状の設計がなされており、この結果、35μm(主走査方向)×35μm(副走査方向)というきわめて細いビーム径を実現している。また、レーザー光はポリゴンミラーが回転することによって、感光体上を走査する。該画像形成装置の解像度は1200dpiであり、1pixelの大きさは、21.3μm×21.3μmである。該画像形成装置では、1pixelあたりを16.9nsecの時間で移動しながら、感光体にレーザービームを照射していく。このとき、いわゆる画素クロックは59.2MHzであり、59.2MHzの周波数でLDを光変調することを意味している。
【0135】
また、該画像形成装置では、上述のようにレーザー光がポリゴンミラーの回転によって、感光体上を走査するが、非画像領域にレーザー光が位置するときには、図9に図示された同期検知板に、レーザー光が入射するようになっている。この同期検知板は、レーザービームの入射によって基準信号が発生するような機構を有し、この基準信号に基づいて、画像書き出し位置のタイミング、いわゆる画素クロックを形成するクロック信号のリセットを行うようになっている。これにより、感光体上の所定の位置に、光変調をなされたレーザー光を入射することができるようになっている。
【0136】
また、該画像形成装置においては、1pixelあたり4階調の階調表現が可能な、いわゆる4値書きこみを行うことができるように、LDのパルス幅を4段階で変化させてこのような多値書きこみを行っている。
【0137】
次に、実施例、比較例で用いた感光体を示す。部はすべて重量部である。
感光体1
φ60のアルミニウムシリンダー上に下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、および電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工によって順次塗布、乾燥し、膜厚4.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、15μmの電荷輸送層を形成した。
【0138】
[下引き層塗工液]
二酸化チタン粉末 400部
メラミン樹脂 65部
アルキッド樹脂 120部
2−ブタノン 400部
【0139】
[電荷発生層用塗工液]
Y型オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2部
ポリビニルブチラール(エスレックBM−2:積水化学製) 2部
テトラヒドロフラン 50部
【0140】
[電荷輸送層塗工液]
【0141】
【化36】
【0142】
上記電荷輸送層上にさらに下記組成の保護層塗工液を用いて、スプレー塗工によって塗工し、全膜厚が5μmの保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
【0143】
[保護層用塗工液]
【0144】
【化37】
【0145】
感光体2
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(II)−6を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体2を作成した。
【0146】
感光体3
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(III)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体3を作成した。
【0147】
感光体4
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(IV)−2を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体4を作成した。
【0148】
感光体5
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(V)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体5を作成した。
【0149】
感光体6
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(VI)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体6を作成した。
【0150】
感光体7
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(VII)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体7を作成した。
【0151】
感光体8
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(VIII)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体8を作成した。
【0152】
感光体9
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(IX)−2を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体9を作成した。
【0153】
感光体10
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1を除いた以外は、感光体1と同様にして感光体10を作成した。
【0154】
感光体11
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに下記(3)式に示す構造式のヒンダードアミン系化合物を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体11を作製した。
【0155】
【化38】
【0156】
感光体12
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに下記(4)式に示す構造式のヒンダードアミン構造とヒンダードフェノール構造の両構造を有する化合物を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体12を作製した。
【0157】
【化39】
【0158】
感光体13
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりにポリテトラフルオロエチレン微粒子としてルブロンL−2を2重量部用いた以外は、感光体1と同様にして感光体13を作製した。
【0159】
感光体14
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(I)−7を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体14を作成した。
【0160】
感光体15
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(II)−9を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体15を作成した。
【0161】
感光体16
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(III)−7を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体16を作成した。
【0162】
感光体17
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(IV)−4を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体17を作成した。
【0163】
感光体18
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(V)−4を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体18を作成した。
【0164】
感光体19
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(VIII)−10を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体19を作成した。
【0165】
感光体20
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(IX)−8を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体20を作成した。
【0166】
感光体21
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(X)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体21を作成した。
【0167】
感光体22
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(X)−15を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体22を作成した。
【0168】
感光体23
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(XI)−1を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体23を作成した。
【0169】
感光体24
感光体1において保護層用塗工液に含有される前記例示化合物(I)−1の代わりに前記例示化合物(XI)−14を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体24を作成した。
【0170】
このようにして得られた感光体を前記画像形成装置に搭載し、実施例1〜160、比較例1〜32において下記に示すように画像を形成し、以下のようにして評価した。
(画質評価方法)
画質評価は、画質の重要項目である階調性を測定するという方法で行った。階調性の評価は、線数を変えて中間調処理をほどこしたパッチ(17段)を出力し、このパッチの明度(L*)を測定した。中間調処理としては、いわゆる線数を200lpiの水準で画像を出力した。また、明度(L*)の測定には、分光濃度測色計(X−Rite社製938)を使用した。
【0171】
階調性の数値化は、入力(データ上の面積率)に対する、17段のパッチを測色してもとめた明度値の直線性から、いわゆるR2(一次式近似での自己相関係数の2乗)を計算するという方法でおこなった。R2の値は、上述の入力データと明度(L*)との関係が直線的ならば1.0に近い値(図10)になり、直線からずれるにしたがって小さな値(図11)になる。また、発明者は自然画像などの高い階調性が要求される画像の主観的評価を行うことによって、R2の値が0.98以上であることを優れた階調性の条件とした。また、R2の値は、いわゆる低線数画像のほうが大きくなる傾向がある。しかしながら、線数が200lpi以下の場合には、いわゆるディザのテクスチャが認識できるようになってしまい、自然画像などにおいては不自然な印象をあたえる結果、画質劣化の要因となってしまう。このことから、発明者は、中間調処理の線数を200線以上で階調性R2の値0.98以上であれば高画質であると判断した。
【0172】
また、記録密度は文字・線画の画質に関係し、特にジャギー特性に効く。ジャギーが目立たなくなるのは、900dpi以上必要であり、高画質を達成するためには1200dpi以上が必要である。
【0173】
上記で得られた感光体につき、先に示した実験機:リコー製MF4570を1200dpiまたは1800dpiの2bit書き込みに改造したものを使用し画像評価を行った。なおビーム径は25、35、45μm、書き込み密度は1200、1800dpi、中間調処理としては、いわゆる線数を200、240lpiの水準で画像を出力した。上記手段により画像を出力した画像について、前述した方法で画質評価を行った。また、評価の手順としては、最初に実験機により画像を出力し画質評価を行い、次に高温高湿下(30゜C/90%RH)で1to2にて20Kのランニング評価を行い(明部電位(VD=−600Vに設定))、再度実験機により画像を出力し画質評価を行った。
また、ビーム径はPHOTON社製ビームスキャン、OPC膜厚はフィッシャースコープ社製膜厚計でそれぞれ測定したものである。
【0174】
表24〜29に測定結果を示す。
【0175】
【表24】
【0176】
【表25】
【0177】
【表26】
【0178】
【表27】
【0179】
【表28】
【0180】
【表29】
【0181】
なお、これらフィラーとしてα−アルミナを含有する実施例・比較例の感光体は20Kのランニング試験において摩耗量が0.2〜0.3μmであったのに対し、フィラー除いた感光体の摩耗量は1.5μmであり、摩耗耐久性に著しく劣り、ランニング試験後、地肌汚れ及びハーフトーンスジ状ムラが発生した。
【0182】
表24〜29は、表面層中に本発明に示すアルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有させた場合の、階調性(上述のR2)を測定した結果である。この結果からからわかるように、本発明に示す化合物を含有させたことにより、階調性の優れた画像を形成出来ることはもちろんのこと、耐摩耗性も向上しかつ階調性の劣化も極めて少ない画像を得ることが出来、画質の安定性も向上することが確認された。
【0183】
また、表24〜29からわかるように、階調性の優れた画像を形成にするためには、ビーム径、OPC膜厚、書き込み密度・線数の特定の組み合わせで用いる必要があることがわかる。
また高温高湿下でも階調性の低下が少なく、また異常画像も発生しない等、良好な画質を維持できることが確認された。
【0184】
すなわち、光書き込みの解像度が1200dpi以上である電子写真方式を用いた画像形成装置、及び/又は光書き込みが、入力画像に対して200lpi以上の線数によって中間調処理を施された画像データに基づいて行われる電子写真方式を用いた画像形成装置において、光書き込み手段がビーム径35μm以下のレーザービーム光であり、かつ、感光体が、導電性支持体上に少なくとも電荷発生物質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を設けてなり、該感光体の表面層にアルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物が含有されて、かつ該電荷輸送層および表面層を合わせた膜厚が20μm以下である場合、階調性R2の値が0.98以上を確保することができ、また耐摩耗性も良好かつ画質の劣化が少なく、安定な高画質な画像が得られることが明らかになった。
【0185】
さらにいままで解決できなかった高温高湿下における画質低下の課題に対しても本発明により改良できることが明らかになり、環境も含め高耐久化と高画質化の両立を実現する画像形成装置を提供することが可能となった。
【0186】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する手段とを有する電子写真方式を用いた画像形成装置であり、前記光書き込み手段に特定のレーザービーム光が用いられ、前記感光体が、導電性支持体上に電荷発生層と、電荷輸送層と、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する表面層とを少なくとも設けてなり、該電荷輸送層および表面層を合わせた膜厚が20μm以下なので、繰り返し使用しても地汚れ、画像濃度の低下、画質劣化が発生しにくく、高画質であると共に耐久性に優れる。
【0187】
本発明の他の画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、感光体に対して光書き込みを行い静電潜像を形成する手段と、特定の画像処理手段を有する電子写真方式を用いた画像形成装置であり、前記光書き込み手段に特定のレーザービーム光が用いられ、前記感光体が、導電性支持体上に電荷発生層と、電荷輸送層と、アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物を含有する表面層とを少なくとも設けてなり、該電荷輸送層および表面層を合わせた膜厚が20μm以下なので、繰り返し使用しても地汚れ、画像濃度の低下、画質劣化が発生しにくく、高画質であると共に耐久性に優れる。
【0188】
前記アルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物として、一般式(I)〜(XI)で表される化合物を用いると、繰り返し使用しても地汚れ、画像濃度の低下、画質劣化が発生しにくく、高画質であると共に耐久性に優れるという効果がより優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられる感光体の一例を示す断面図である。
【図2】本発明で用いられる感光体の他の一例を示す断面図である。
【図3】本発明の電子写真プロセスを用いる画像形成装置の説明図である。
【図4】従来の電子写真プロセスを用いる画像形成装置の説明図である。
【図5】ワイヤを用いたコロナ帯電装置の一例を示す概略図である。
【図6】鋸歯状電極を用いたコロナ帯電装置の一例を示す概略図である。
【図7】鋸歯状電極の一例を示す概略図である。
【図8】接触帯電装置の一例を示す概略図である。
【図9】本発明の書き込みユニットの一例を示す説明図である。
【図10】階調性が良い例を示す説明図である。
【図11】階調性が悪い例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 感光体(感光体ドラム)
2 帯電手段
3 露光手段
4 現像手段
5 転写手段
6 記録シート
7 クリーニング手段
8 定着装置
31 導電性支持体
35 電荷発生層
37 電荷輸送層
39 保護層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process, such as an electrostatic copying machine and a laser printer.
[0002]
[Prior art]
As a photoreceptor of an image forming apparatus using an electrophotographic process, compared to an inorganic photoreceptor in which a selenium film is formed by a vacuum deposition method, the cost is low, there is almost no toxicity, and the film formability is easy. Since there are many merits, so-called organic photoreceptors have become mainstream. Among these organic photoreceptors, a laminate type in which a so-called charge generation layer and a charge transport layer are laminated on a conductive substrate is mainly used.
[0003]
However, organic photoreceptors are susceptible to film abrasion due to repeated use, and as the film abrasion of the photosensitive layer progresses, the charging potential of the photoreceptor decreases, the photosensitivity deteriorates, background contamination due to scratches on the photoreceptor surface, image Since there is a strong tendency that the reduction in density or the deterioration of image quality is promoted, improvement in wear resistance has been desired.
[0004]
Furthermore, in recent years, as the speed of electrophotographic devices has been increased or the diameter of the photoconductor has been reduced due to the miniaturization of the device, there has been a need for higher speed, full color, and maintenance-free movements. It is becoming. Therefore, in the case of organic electrophotographic photoreceptors, it has been cited as a most important issue to achieve both high image quality and high durability.
[0005]
On the other hand, attempts have been made to improve the physical properties of the photoreceptor surface by adding various substances to the charge transport layer and to improve the durability as image quality.
For example, JP-A-10-198053 (Patent Document 1) and JP-A-10-301303 (Patent Document 2) disclose an epoxy compound in a photosensitive layer and a hindered amine compound having a specific structure or a specific compound. By containing a hindered phenol compound having the structure of, the electrical properties such as the charged potential and the residual potential do not change even when used repeatedly, and the image properties such as sensitivity, thickening of characters, image blur, etc. are stabilized. It is disclosed that an electrophotographic photoreceptor that does not change and has excellent durability can be obtained.
[0006]
JP-A-8-160648 (Patent Document 3) discloses that a surface layer of a photosensitive layer contains a polytetrafluoroethylene powder as a lubricant and a charge transporting material having the following structural formula. Electrophotographic photoreceptor that has durability against surface abrasion and scratches caused by rubbing, and has high durability to obtain high-quality images without image blur. It is disclosed that it is possible to obtain an electrophotographic photoreceptor having high durability without toner adhesion to a photoreceptor surface layer.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-139859 (Patent Document 4) discloses an electrophotographic photosensitive member in which at least a photosensitive layer and a protective layer containing a filler are sequentially formed on a conductive support. By containing a sulfur-based compound, and by including a compound having both a hindered amine structure and a hindered phenol structure in the protective layer, an abnormal image such as an increase in residual potential or image blur occurs even when used repeatedly. It is disclosed that a highly durable photoreceptor capable of stably obtaining high-quality images over a long period of time can be obtained.
[0008]
However, none of these known techniques can reduce the charge potential of the photoreceptor, deteriorate the photosensitivity, prevent background contamination due to scratches on the surface of the photoreceptor, reduce image density or deteriorate image quality, and particularly improve image quality and durability. Was inadequate in terms of compatibility.
For example, in the method of
[0009]
Further, although the method of
[0010]
The reason why it is difficult to achieve both high image quality and high durability is considered as follows.
As described above, many attempts have been made to realize high abrasion resistance, and as a result, a dramatic improvement in the abrasion resistance of the organic electrophotographic photosensitive member has been realized. However, along with this, a problem that abnormal images such as blurred images are noticeably generated has been evident. However, with the improvement of the abrasion resistance of the photoreceptor, it has become difficult to remove the charged product, and the blurring of the image has been cited as a major problem that hinders high durability.
[0011]
That is, the conventional photoreceptor has low abrasion resistance, so that even if a charged product is deposited on the surface of the photoreceptor and is removed by abrasion, image blur does not become a particularly serious problem. Image blurring is caused by a decrease in the surface resistance of the photoreceptor and the blurring of the electrostatic latent image due to lateral movement of the charge. This decrease in surface resistance occurs when the photoreceptor is charged Ozone and NOx gases, and ionic species (hereinafter referred to as "charge products") generated by them and moisture in the atmosphere are mainly caused by adhesion and deposition on the photoreceptor. Further, the scratches generated on the surface of the photoreceptor are difficult to be removed with the improvement of the wear resistance. Therefore, if the charge product is deposited on the scratched portion, the removal is more difficult.
[0012]
Furthermore, apart from the adhesion of the charged product, the time and the number of times that the surface of the photoreceptor is exposed to hazards such as charging are dramatically increased as the abrasion resistance is improved. For this reason, the surface material of the photoreceptor may be deteriorated due to ionization due to a hazard or further breaking of a bond. In this case, even if the image is not blurred, a local decrease in resistance occurs, which causes dot enlargement and a decrease in gradation. It is unclear whether moisture accelerates these reactions or acts as a medium for reducing resistance, but these phenomena are particularly remarkable under high temperature and high humidity. In any case, the influence on the image quality of the photoreceptor surface becomes greater as high image quality is required, and it is a major problem to achieve both abrasion durability and image quality durability.
[0013]
On the other hand, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a high-quality image can be achieved by making the photoconductor thinner, but when the photoconductor is made thinner, the durability of the photoconductor is lost. There is a problem that the film thickness cannot be reduced to 20 μm or less.
[0014]
That is, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, it is known that the film thickness of the photoreceptor needs to be small (thin) in order for the developing electric field to follow up to a high spatial frequency (electrophotography). Fundamentals and applications of technology: Corona pp. 150-151). However, as pointed out in the related art (Japanese Patent Laid-Open No. 11-95462), when the thickness of the photoreceptor is reduced, the durability against abrasion and scratches due to cleaning deteriorates, and the charging process is also reduced. In addition, there is a problem in that deterioration after repeated exposure steps is accelerated. In a conventional laminated organic photoreceptor, polycarbonate is generally used as a binder resin for the charge transport layer. However, due to the above-mentioned problems, the thickness of the charge transport layer is set to about 20 to 30 μm.
[0015]
However, according to an experiment conducted by the inventor, when a photoconductor having a charge transport layer of about 20 to 30 μm is used, when a resolution of 1200 dpi or more is obtained, an isolated one dot or one dot line or the like is obtained. It has become clear that such a high spatial frequency image cannot be reproduced. This means that in an image forming apparatus in which the reproduction of an isolated one dot or one dot line is poor, a so-called bitmap image cannot be output through without a complicated image processing step.
[0016]
Even when a photoreceptor having a charge transport layer of about 20 to 30 μm is used, one dot or one dot line can be reproduced by reducing the resolution to 600 dpi, 400 dpi, or the like. In this case, however, the size of one isolated dot or one dot line becomes large, resulting in an image having a coarse grain. Further, in an image including an oblique line, a decrease in resolution is accompanied by a so-called jaggy deterioration, which leads to a decrease in image quality. In addition, there is a problem that a resolution of 1200 dpi or more is necessary for a character image to be able to identify various fonts. As described above, in an image forming apparatus using an electrophotographic method in which the resolution of optical writing is 1200 dpi or more, there is a problem that both high resolution and reproduction of isolated one dot and one dot line are compatible.
[0017]
According to an experiment conducted by the inventor, when a photoconductor having a charge transport layer of about 20 to 30 μm is used, writing of image data subjected to halftone processing with a line number of 200 lpi or more is performed. When an image is output, there is a problem that the gradation property is poor and a satisfactory image cannot be obtained for an image that requires gradation expression such as a photographic image. Further, it has been clarified that, under the condition that the gradation is deteriorated by performing the halftone processing of 200 lpi or more, so-called banding is likely to occur, and there is also a problem that only a noisy image can be obtained. As described above, an image forming apparatus using an electrophotographic method in which optical writing is performed based on image data on which halftone processing has been performed on an input image with a line number of 200 lpi or more has poor gradation. There is a problem, a problem that banding occurs, and a problem that noise occurs in an image.
When the halftone processing is set to less than 200 lpi, there is a problem that the texture of dither is perceived visually, and a fine-grained image cannot be obtained, although the gradation is ensured.
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-10-198053
[Patent Document 2]
JP-A-10-301303
[Patent Document 3]
JP-A-8-160648
[Patent Document 4]
JP-A-2002-139859
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using an electrophotographic method which is less likely to cause background smear, lower image density, and lower image quality even when used repeatedly, and has high image quality and excellent durability. . Further, the present invention provides an image forming apparatus using an electrophotography system, which achieves both high resolution and reproduction of an isolated one dot / one dot line, has excellent gradation characteristics, and generates banding and image noise. The purpose is to prevent occurrence.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the following image forming apparatus is provided.
[1] In an image forming apparatus using an electrophotographic method, at least having a photoreceptor, a charging unit, and a unit for performing optical writing on the photoreceptor to form an electrostatic latent image, A laser beam having a beam diameter of 35 μm or less is used, and the photoconductor has a charge generation layer containing a charge generation substance on a conductive support, a charge transport layer containing a charge transport substance, and an alkylamino group. An image forming apparatus comprising: at least a surface layer containing a triarylamine compound; and a combined film thickness of the charge transport layer and the surface layer is 20 μm or less.
[2] At least a photoconductor, a charging unit, an optical writing unit that performs optical writing on the photoconductor to form an electrostatic latent image, and an image processing unit that performs halftone processing on an input image In an image forming apparatus using an electrophotographic method, a laser beam light having a beam diameter of 35 μm or less is used for the optical writing unit, and the photoconductor has a charge generation layer containing a charge generation material on a conductive support. At least a charge transport layer containing a charge transport substance and a surface layer containing a triarylamine compound having an alkylamino group, and the total thickness of the charge transport layer and the surface layer is 20 μm or less. An image forming apparatus comprising:
[3] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (I).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 2 And Ar 3 Or Ar 3 And Ar 1 May together form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. )
[4] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (II).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 4 Or Ar 3 And Ar 4 May form a ring together. )
[5] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (III).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 Or Ar 3 And Ar 4 May form a ring together. )
[6] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (IV).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 Or Ar 1 And Ar 4 May form a ring together. X represents a methylene group, a cyclohexylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, or the like. )
[7] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (V).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. l and m represent an integer of 0 to 3. However, l and m do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 And Ar 3 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 May form a ring together. n represents an integer of 1 to 4. )
[8] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (VI).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3. )
[9] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (VII).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3. )
[10] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (VIII).
Embedded image
(Where R 1 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an unsubstituted aromatic ring group. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group. )
[11] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (IX).
Embedded image
(Where R 1 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an unsubstituted aromatic ring group. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group. )
[12] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (X).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3. )
[13] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the triarylamine compound having an alkylamino group is a compound represented by the following general formula (XI).
Embedded image
(Where R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3. )
[14] The image forming apparatus according to any one of [1] to [13], wherein the surface layer of the photoconductor contains a filler.
[15] The image forming apparatus according to any one of [1] to [14], wherein the surface layer of the electrophotographic photosensitive member contains a carboxylic acid compound.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, a photoconductor used in the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
The photoreceptor used in the present invention contains a charge generating layer containing a charge generating substance on a conductive support, a charge transporting layer containing a charge transporting substance, and a triarylamine compound having an alkylamino group. At least a surface layer is provided. That is, as shown in FIG. 1, a
In the photoreceptor used in the present invention, an
[0022]
The
[0023]
In addition, a material obtained by dispersing a conductive powder in a suitable binder resin on the above support and applying the same can also be used as the
[0024]
Further, a conductive material is formed by heat-shrinking a tube made of a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, or Teflon (R) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a layer can also be favorably used as the
[0025]
The
[0026]
As the charge generation material constituting the
[0027]
If necessary, the binder resin used for the
[0028]
The
[0029]
As a solvent used for forming the
[0030]
The thickness of the
[0031]
The
[0032]
The charge transporting materials constituting the
[0033]
Examples of the hole transport material include poly-N-vinylcarbazole and its derivatives, poly-γ-carbazolylethylglutamate and its derivatives, pyrene-formaldehyde condensate and its derivatives, polyvinylpyrene, polyvinylphenanthrene, polysilane, and oxazole derivatives. Oxadiazole derivative, imidazole derivative, monoarylamine derivative, diarylamine derivative, triarylamine derivative, stilbene derivative, α-phenylstilbene derivative, benzidine derivative, diarylmethane derivative, triarylmethane derivative, 9-styrylanthracene derivative, pyrazoline Derivatives, divinylbenzene derivatives, hydrazone derivatives, indene derivatives, butadiene derivatives, pyrene derivatives, etc., bisstilbene derivatives, enamine derivatives, etc. Other known materials can be used.
[0034]
Among these hole transport materials, a triarylamine derivative, a stilbene derivative, an α-phenylstilbene derivative, and a benzidine derivative are preferable. More preferably, a triarylamine compound represented by the following general formulas (XII) and (XIII) is preferably used from the viewpoints of carrier mobility, compatibility with a resin, and matching with a charge generating substance. These charge transport materials are used alone or in combination of two or more.
[0035]
Embedded image
[0036]
In the above formula (XII), Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heterocyclic group; 6 , R 7 And R 8 Represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, 7 , R 8 May combine with each other to form a ring, and Ar 5 Represents a substituted or unsubstituted arylene group, and n represents 0 or 1.
[0037]
Embedded image
[0038]
In the above formula (XIII), R 1 , R 3 And R 4 Represents a hydrogen atom, an amino group, an alkoxy group, a thioalkoxy group, an aryloxy group, a methylenedioxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a halogen atom or a substituted or unsubstituted aryl group, 2 Represents a hydrogen atom, an alkoxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group or a halogen. Where R 1 , R 2 , R 3 And R 4 Is excluded when all are hydrogen atoms. R 1 , R 2 May combine with each other to form a ring. Further, k, l, m and n are integers of 1, 2, 3 or 4, and when each of them is an integer of 2, 3 or 4, the above R 1 , R 2 , R 3 And R 4 May be the same or different.
[0039]
Examples of the binder resin constituting the
[0040]
For the
[0041]
These polymer charge transport materials are disclosed in JP-A-8-269183, JP-A-9-71642, JP-A-9-104746, JP-A-9-272735, JP-A-11-29634, JP-A-9-235367, JP-A-9-87376, JP-A-9-111076, JP-A-9-268226, JP-A-9-221544, JP-A-9-227669, JP-A-9-229 No. 157378, JP-A-9-32084, JP-A-9-32085, and JP-A-2000-26590.
[0042]
The content of the charge transporting material is suitably 20 to 300 parts by weight, preferably 40 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. However, when a polymer charge transport material is used, it can be used alone or in combination with a binder resin.
[0043]
A leveling agent or a plasticizer can be added to the
[0044]
The total thickness of the charge transport layer 38 is 20 μm or less, including the thickness of the surface layer (that is, the protective layer 39) described later. When the total thickness of the charge transport layer 38 and the thickness of the surface layer is 20 μm or less, excellent resolution can be obtained. The lower limit varies depending on the system used (especially the charged potential, etc.), but is preferably 5 μm or more.
[0045]
As a solvent used for coating the charge transport layer 38, a solvent that dissolves a charge transport material such as tetrahydrofuran, dioxane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, and acetone, and a binder resin can be used. . These may be used alone or in combination of two or more.
[0046]
The application of the coating liquid for forming the charge transport layer 38 can be performed by a known method such as a dip coating method, a spray coat, a beat coat, and a ring coat method as in the case of the
[0047]
In the photoreceptor used in the present invention, a protective layer containing a triarylamine compound having at least an alkylamino group as a surface layer on the
[0048]
The
[0049]
Further, among these metal oxides, a filler having high electric insulating property is more preferable as a filler which does not easily cause image blur. When the conductive filler is contained in the outermost surface of the photoreceptor, lateral resistance of the surface is reduced due to a decrease in surface resistance, and image blur is likely to occur. In particular, the specific resistance of the filler is 10 10 It is preferably Ω · cm or more from the viewpoint of resolution, and examples of such a filler include alumina, zirconia, titanium oxide, and silica. On the other hand, when the specific resistance of the filler is 10 10 Examples of the conductive filler having a resistivity of Ωcm or less or a filler having a relatively low specific resistance include tin oxide, zinc oxide, acid value indium, acid value antimony, antimony-doped tin oxide, and tin-doped indium oxide. However, in the present invention, image blur is likely to occur, which is not preferable.
[0050]
However, even if the fillers are of the same material, since the specific resistance of the fillers may be different, it is not completely classified according to the type of the filler, but it is important to determine the specific resistance based on the specific resistance of the filler. It is also possible to use a mixture of two or more of these fillers, thereby controlling the surface resistance. Further, in order to enhance the effect of suppressing image blur, it is preferable to select a filler having a pH at the isoelectric point of at least 5 or more, and the more basic the filler, the higher the effect. The filler dispersed in the liquid is positively or negatively charged, and the chargeability may affect the stability and resolution of the filler particles. A filler having a more basic pH at the isoelectric point is effective for suppressing image blur from the viewpoint of chargeability and resistance. Examples of the metal oxide having a pH at the isoelectric point of 5 or more include titanium oxide, zirconia, and alumina among the above-mentioned fillers. In particular, since the basicity increases in the order of titanium oxide <zirconia <alumina, alumina is used. It is more preferable to use. In addition, α-alumina, which has high light transmittance, high thermal stability, and a hexagonal close-packed structure with excellent wear resistance, suppresses image blur and improves wear resistance, coating quality, light transmittance In particular, it can be used effectively from the point of view.
[0051]
The same applies to the refractive index of the filler. When the refractive index of the filler is less than 1.0 and greater than 2.0, the transmittance of the
[0052]
Further, these fillers can be subjected to surface treatment with at least one kind of surface treatment agent. It is considered that the occurrence of image blur due to exposure of ozone or NOx gas to the photoreceptor containing the filler is caused by the adsorption of these on the filler surface. The specific resistance of the filler and the pH at the isoelectric point can be changed by the surface treatment agent, and the effect of suppressing image blur can be greatly enhanced by the surface treatment agent. Filler surface treatment not only has the effect of suppressing image blur, but also has the effect of improving the dispersibility of the filler, improving the transparency of the coating film, suppressing coating film defects, and improving the wear resistance and uneven wear. It is also effective for suppressing the above.
[0053]
As the surface treatment agent for the filler, all the surface treatment agents conventionally used can be used, but the surface treatment agent capable of maintaining the specific resistance and the pH at the isoelectric point of the filler is preferable. The pH at the isoelectric point of the filler can be changed by surface treatment. In other words, the filler treated with the acidic treating agent moves to the acidic side, and the filler treated with the basic treating agent moves its isoelectric point to the basic side. Therefore, in the configuration of the present invention, the surface treating agent is more basic. It is preferable to use a treating agent having the following formulas from the viewpoint of filler dispersibility and suppression of image blur. For example, titanate-based coupling agents, aluminum-based coupling agents, zirco-aluminate-based coupling agents, and the like can be particularly effectively used. Also, Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Silicone, aluminum stearate, etc., or a mixture thereof is preferably used from the viewpoint of filler dispersibility and image blur. Although the treatment with the silane coupling agent has a strong effect on image blur, the effect of mixing the surface treatment agent and the silane coupling agent may be reduced in some cases. Further, even if the pH at the isoelectric point of the filler shows an acidity of 5 or less, the effect desired in the present invention can be obtained by using the above-mentioned basic treating agent as the surface treating agent. .
[0054]
The average primary particle size of the filler is preferably from 0.01 to 0.9 μm from the viewpoint of light transmission and abrasion resistance, and more preferably from 0.1 to 0.5 μm. If the average primary particle size of the filler is smaller than this, not only the aggregation of the filler or a decrease in abrasion resistance is likely to occur, but also the influence of image blur may increase due to an increase in the specific surface area of the filler. . If the average primary particle size of the filler is larger than this, sedimentation of the filler may be promoted, or image quality may be degraded or an abnormal image may be generated.
[0055]
In order to suppress a rise in residual potential caused by the inclusion of these fillers, it is preferable to add one type of carboxylic acid compound to the surface layer. The carboxylic acid compound in the present invention may have a non-volatile content of 100% or may have been previously dissolved in an organic solvent or the like.
[0056]
As the carboxylic acid compound, any compounds including a carboxyl group in a molecular structure such as generally known organic fatty acids, high acid value resins and copolymers can be used. For example, lauric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, adipic acid, oleic acid, maleic acid, maleic anhydride, salicylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, saturated fatty acids such as pyromellitic acid and unsaturated fatty acids, Any carboxylic acid such as an aromatic carboxylic acid can be used. Furthermore, saturated polyester, unsaturated polyester, terminal carboxylic acid unsaturated polyester, or acrylic acid, methacrylic acid, acrylic ester, methacrylic ester, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer A saturated or unsaturated hydrocarbon such as styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic anhydride, etc. All polymers, oligomers or copolymers having two or more carboxyl groups bonded can be used, and are effective not only in suppressing the increase in residual potential but also in improving the dispersibility of the filler. Can be Among these carboxylic acid compounds, polycarboxylic acid compounds having a plurality of carboxylic acid residues have a high acid value, and also have a tendency to improve the adsorptivity to the filler, and to reduce the residual potential and improve the dispersibility of the filler. Is particularly effective and useful.
[0057]
It is considered that the reduction of the residual potential is due to the fact that these compounds have an acid value and the adsorptivity to the filler. The increase in residual potential due to the addition of fillers is thought to be caused by the fact that polar groups on the filler surface become charge trap sites, and these carboxyl groups are easily adsorbed to the polar groups of the filler, thereby reducing the residual potential. Is thought to increase. In addition, these carboxylic acid compounds enhance the wettability by giving both the filler and the binder resin an affinity, and reduce the interaction between the fillers by giving steric hindrance or electrical repulsion, thereby reducing the stability. Has the effect of improving the dispersibility of the filler.
[0058]
As the binder resin contained in the
[0059]
Further, the
[0060]
The thickness of the
[0061]
For forming the
[0062]
Further, the
Embedded image
[0063]
(I) wherein R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 2 And Ar 3 Or Ar 3 And Ar 1 May together form a heterocyclic group containing a nitrogen atom.
[0064]
Embedded image
[0065]
(II) wherein R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 4 Or Ar 3 And Ar 4 May form a ring together.
[0066]
Embedded image
[0067]
(III) wherein R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 Or Ar 3 And Ar 4 May form a ring together.
[0068]
Embedded image
[0069]
(IV) wherein R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. k, l, m, and n represent an integer of 0 to 3. However, k, l, m, and n do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 Or Ar 1 And Ar 4 May form a ring together. X represents a methylene group, a cyclohexylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, or the like.
[0070]
Embedded image
[0071]
(V) where R 1 , R 2 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. l and m represent an integer of 0 to 3. However, l and m do not become 0 at the same time. Ar 1 , Ar 2 And Ar 3 Represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, which may be the same or different. Also, Ar 1 And Ar 2 , Ar 1 And Ar 3 May form a ring together. n represents an integer of 1 to 4.
[0072]
Embedded image
[0073]
(VI) wherein R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3.
[0074]
Embedded image
[0075]
(VII) wherein R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3.
[0076]
Embedded image
[0077]
(VIII) wherein R 1 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an unsubstituted aromatic ring group. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group.
[0078]
Embedded image
[0079]
(IX) wherein R 1 Represents an aromatic group-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an unsubstituted aromatic ring group. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group.
[0080]
Embedded image
(X) where R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3.
[0081]
Embedded image
(XI) wherein R 1 , R 2 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an aromatic hydrocarbon ring group, and may be the same or different. Also, R 1 , R 2 May combine with each other to form a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing a nitrogen atom. R 3 , R 4 , R 5 Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group. n represents an integer of 2 to 4, and k, l, and m each represent an integer of 0 to 3.
[0082]
Specific examples of the alkyl group in the description of the general formulas (I) to (XI) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the aromatic ring group include monovalent to hexavalent aromatic hydrocarbon groups such as benzene, naphthalene, anthracene, and pyrene, and pyridine, quinoline, thiophene, furan, oxazole, oxadiazole, and carbazole. And monovalent to hexavalent aromatic heterocyclic groups. Examples of these substituents include those exemplified in the above specific examples of the alkyl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, alkoxy group such as butoxy group, or halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. Atoms, and an aromatic ring group. Further, R 1 , R 2 Specific examples of the heterocyclic group containing a nitrogen atom bonded to each other include a pyrrolidinyl group, a piperidinyl group, and a pyrrolidinyl group. In addition, examples of the heterocyclic group jointly containing a nitrogen atom include aromatic heterocyclic groups of N-methylcarbazole, N-ethylcarbazole, N-phenylcarbazole, indole, and quinoline.
[0083]
Specific structural examples of the compounds represented by formulas (I) to (XI) are shown in Tables 1 to 23 below.
[0084]
[Table 1]
[0085]
[Table 2]
[0086]
[Table 3]
[0087]
[Table 4]
[0088]
[Table 5]
[0089]
[Table 6]
[0090]
[Table 7]
[0091]
[Table 8]
[0092]
[Table 9]
[0093]
[Table 10]
[0094]
[Table 11]
[0095]
[Table 12]
[0096]
[Table 13]
[0097]
[Table 14]
[0098]
[Table 15]
[0099]
[Table 16]
[0100]
[Table 17]
[0101]
[Table 18]
[0102]
[Table 19]
[0103]
[Table 20]
[0104]
[Table 21]
[0105]
[Table 22]
[0106]
[Table 23]
[0107]
The addition amount of the compounds represented by the general formulas (I) to (XI) is preferably 1 wt% to 50 wt% based on the binder resin. If the amount of the compound is small, the resistance to the suppression of image quality deterioration is insufficient, and if it is too large, the film strength is reduced and the abrasion resistance is deteriorated.
[0108]
When the triarylamine compound having an alkylamino group is contained in the surface layer of the photoreceptor, when used repeatedly, background fouling, a decrease in image density, and the reason for preventing the occurrence of image quality deterioration are as follows. R contained in the structure 1 And R 2 It is presumed that the substituted amino group (substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms in the aromatic ring group) effectively suppresses the generation of a radical substance with respect to the oxidizing gas. In addition, it is considered that it also has a protective function for the surface layer constituent material and suppresses the acid value. Further, since the compounds represented by the general formulas (I) to (IX) also have a charge transporting ability, they do not act as traps for charge carriers by themselves, and the electric potential such as a residual potential rise due to the addition is increased. Almost no characteristic deterioration is observed. Further, it is presumed that the effect is generated by reducing the adhesion to a so-called image-flowing substance, which is generated in a large amount particularly under high temperature and high humidity.
[0109]
In the photoreceptor used in the present invention, another intermediate layer can be provided between the
[0110]
The intermediate layer 33 (hereinafter, also referred to as an undercoat layer) generally contains a resin as a main component. However, considering that the resin is used to coat the
[0111]
The
[0112]
Next, an image forming apparatus using the electrophotographic method of the present invention will be described. The image forming apparatus of the present invention has a first mode and a second mode. An image forming apparatus according to a first aspect includes at least the photoconductor, a charging unit, and a unit that performs optical writing on the photoconductor to form an electrostatic latent image. Further, the image forming apparatus according to the second aspect is characterized in that the photoconductor, a charging unit, an optical writing unit that performs optical writing on the photoconductor to form an electrostatic latent image, and performs a halftone process on the input image. And at least an image processing means for performing the following.
[0113]
In the image forming apparatus according to the first and second aspects, the charging device used for the charging unit includes, in general, a corona charging device that performs charging of the photoconductor using corona discharge. Also, there are a charging device (JP-A-8-20210 and JP-A-6-301286) for charging by using a sawtooth electrode as a discharge electrode, a contact charging device, and the like.
[0114]
In the image forming apparatuses of the first embodiment and the second embodiment, a laser beam having a beam diameter of 35 μm or less is used as the optical writing means as a means for performing optical writing on the photoconductor and forming an electrostatic latent image. Can be When a laser beam having a beam diameter of 35 μm or less is used as the optical writing means, high image quality excellent in gradation, 1-dot reproducibility, jaggy, banding, and the like can be achieved. On the other hand, when a laser beam having a beam diameter of more than 35 μm is used, fonts can be identified. There is a risk of lowering. This optical writing means will be specifically described in Examples.
[0115]
In the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, an optical writing unit that forms an electrostatic latent image by performing optical writing on a photosensitive member with a resolution of 1200 dpi or more is preferable. If the resolution is less than 1200 dpi, one isolated dot or one dot line becomes large, resulting in an image having a coarse grain. Further, in an image including an oblique line, the image quality is deteriorated due to deterioration of jaggies. In addition, various fonts may not be able to be identified for character images.
[0116]
In the image forming apparatus according to the second aspect of the present invention, optical writing is performed on a photosensitive member based on image data obtained by performing halftone processing on an input image with a line number of 200 lpi or more, and an electrostatic latent image is formed. An optical writing means for forming an image is preferred. When the halftone processing is performed at less than 200 lpi, the gradation is ensured, but the texture of the dither is visually perceived, and a fine-grained image cannot be obtained.
[0117]
Next, the outline of an image forming apparatus using the electrophotographic process of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 3, 5, 6, 7, and 8. FIG.
The
[0118]
1. The charging
2. The
3. The developing
4. The
5. The
6. The recording sheet onto which the toner image has been transferred by the transfer unit is conveyed to the fixing
Since the photosensitive drum rotates in the direction of the arrow in FIG. 1, a desired image is formed on the recording sheet by repeating the
[0119]
As a charging device in an electrophotographic process, a corona charging device that charges a photoconductor using corona discharge using a wire has been conventionally used. FIG. 5 is a schematic view of an example of a corona charging device. The wire has a material of tungsten and a wire diameter of 60 [μm]. The wire is stretched in the axial direction of the photosensitive drum at a position (center of the case) as shown in FIG. 5, and a high voltage (about -7 [kV]) is applied. The wires are covered with a charging case. The material of the case is stainless steel which is hardly oxidized. A grid is stretched between the wire and the photoconductor, and a voltage of about -0.6 [kV] is applied. The grid is formed by cutting a stainless steel plate (plate thickness: 0.1 [mm]) into a mesh shape.
[0120]
In the corona charging device shown in FIG. 5, the charging of the photoconductor is performed as follows. In the vicinity of the stretched wire, a strong electric field is formed, causing dielectric breakdown of air and generating ions. Some of these ions move due to the electric field between the wire and the photoconductor, and the photoconductor surface is charged. Since charging of the photoconductor continues until the surface potential becomes substantially equal to the potential applied to the grid, the surface potential of the photoconductor can be controlled by the potential applied to the grid.
[0121]
As a corona charging device other than a corona charging device using a wire, there is a corona charging device using a sawtooth electrode as a discharge electrode (JP-A-8-20210 and JP-A-6-301286). FIG. 6 is a schematic view of an example of a corona charging device using the sawtooth electrode. The saw-tooth electrode has a shape as shown in FIG. 7 and is made of a stainless steel plate having a plate thickness of 0.1 [mm] and a pitch of vertexes of 3 [mm]. As shown in FIG. 6, the sawtooth electrode is fixed to a support member, and a high voltage (−5 [kV]) is applied by a power supply. Similar to the corona charger using a wire, the corona charger using a sawtooth electrode is covered with a stainless steel charging case, and a grid is arranged between the sawtooth electrode and the photoconductor. ing. The charging of the photoreceptor in the corona charging device using the sawtooth electrode is the same as the case using the wire, and corona discharge occurs near the apex of the sawtooth electrode. As another corona charging device, one in which the discharge electrode is a needle-shaped (pin-shaped) electrode has been devised.
[0122]
The corona charging device using the sawtooth electrode has advantages of small size and low ozone generation as compared with the case of using a wire. In the sawtooth electrode, the corona discharge occurs in the direction (the flow of ions toward the charging case becomes smaller than the flow of ions toward the grid (photoconductor side)). Opening width on the photoconductor side) can be reduced. This is important for reducing the size of the entire image forming apparatus. Further, since the corona discharge has directionality, the charging efficiency of the photoconductor is increased, and the current flowing through the corona charging device can be reduced, and as a result, the amount of generated ozone is reduced.
[0123]
As a charging device of the image forming apparatus, there is a so-called contact charging device in addition to these corona charging devices. This contact charging device can improve the following problems of the corona charging device.
1. Generates a lot of ozone
2. High applied voltage (5-7 [kV])
For this reason, it is widely used as a charging device in low-speed and medium-speed electrophotographic image forming apparatuses.
[0124]
The contact charging device charges a photoconductor by bringing a charging member into contact with a photoconductor to be charged, and applying a voltage to the charging member. FIG. 8 is an example of a contact charging device, and shows a cross-sectional view thereof. The charging
[0125]
Further, in the contact charging device, since the charging member is in contact with the photoreceptor, toner and foreign matters adhere to the charging member, and the charging member is contaminated, so that the charging property is reduced. Re-adhesion promotes contamination of the surface of the photoreceptor, contamination of the charging member promotes abrasion or uneven wear of the photoreceptor, and the surface of the photoreceptor is suppressed by the pressing of the surface of the photoreceptor by the charging member. The charging member is disposed close to the photoconductor because there is a problem that the removal efficiency of the foreign matter is reduced, and that the charging roller remains on the photoconductor or an abnormal image is generated due to deformation of the charging roller. Charging devices have also been used. The charging member itself can be the same as the contact charging member, but from the viewpoint of charging stability and suppression of uneven charging, as an applied voltage, DC is used by superimposing AC at -300 to -1000 V. Often. Regarding the gap with the photoconductor required for the close arrangement, the charging roller is provided by winding a gap tape around the charging member, providing a step at the end of the roller, or providing a step at the end of the drum from the photoconductor. Gap can be maintained.
[0126]
The gap material may be in any form such as a tape, a seal, or a tube. The thickness of the gap is preferably from 10 to 200 μm, more preferably from 20 to 100 μm, and still more preferably from 40 to 80 μm. If the gap is smaller than this, the contact between the charging member and the photoreceptor increases, and the advantage of close arrangement cannot be obtained, and the effect of image quality deterioration increases.If the gap is larger than this, stable charging is achieved. In some cases, uneven charging may occur and charging unevenness may occur, and it may be necessary to increase the applied voltage to maintain the required charging level. May increase.
Further, it is possible to superimpose an alternating current component on a direct current component on the charging member to impart charging to the photoconductor. By superimposing the AC component, it is possible to reduce uneven charging, thereby suppressing unevenness in image density and lowering the contrast, which is useful.
[0127]
As shown in FIG. 9, an exposure unit in an image forming apparatus using an electrophotographic process modulates light with a so-called LD (laser diode) corresponding to an output image. The laser light emitted from the LD forms an image on a photoreceptor via a so-called collimator lens, aperture, cylindrical lens, polygon mirror, and f-θ lens. The polygon mirror is a rotating polygon mirror, and the laser light scans the photoconductor by this rotation. Therefore, the photosensitive member can be exposed to form an electrostatic latent image corresponding to a desired image on the photosensitive member.
[0128]
【Example】
The outline of the image forming apparatus used in the embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the image forming apparatus of the present invention is the same as that of the conventional one. For reference, an outline of a conventional image forming apparatus is shown in FIG.
The
[0129]
The exposing
[0130]
The developing means is a so-called two-component developing device, in which a developer in which a toner (volume average particle size of 6.8 μm) and a carrier (particle size of 50 μm) are mixed to a toner concentration of 5.0% is stored in a developing container. I have. In the developing device, the developer is transported by the developing sleeve to the photoconductor-developing sleeve facing portion. The distance between the photosensitive member and the developing sleeve (so-called developing gap) is 0.3 mm. Since a DC voltage (−400 V) is applied to the developing sleeve by a power supply, toner adheres to the photoconductor corresponding to the electrostatic latent image on the photoconductor (so-called reversal development). The peripheral speed of the developing sleeve is 460 mm / sec (the so-called peripheral speed ratio is 2.0).
[0131]
The
[0132]
The
The toner image transferred onto the recording sheet (paper or the like) by the transfer unit is conveyed to the fixing unit, and the toner image is fixed on the recording sheet by heating and pressing by the fixing unit. And output as an output image.
[0133]
By repeating the above-described
[0134]
FIG. 8 shows a writing unit of the image forming apparatus used in the embodiment. The image forming apparatus includes a 4ch (4 channel) type LD array having four LDs (laser diodes) having a wavelength of 780 nm. Laser light from the LD is applied to a polygon mirror via a so-called collimating lens, ND filter, aperture, and cylindrical lens. In the image forming apparatus, the polygon mirror is of a six-plane type, and rotates at a rotation speed of 27165 rpm. The laser light reflected by the polygon mirror forms an image on the photoreceptor via a return mirror and an f-θ lens. In the image forming apparatus, the so-called beam diameter of the laser beam on exposure is adjusted to be 35 μm (main scanning direction) × 35 μm (sub-scanning direction). In the image forming apparatus, the f-θ lens is a plastic lens formed by processing plastic, and the lens shape is designed by a so-called AC surface. As a result, the f-θ lens is 35 μm (main scanning direction) × 35 μm (sub scanning direction). Extremely narrow beam diameter is realized. Further, the laser light scans the photoconductor by rotating the polygon mirror. The resolution of the image forming apparatus is 1200 dpi, and the size of one pixel is 21.3 μm × 21.3 μm. In the image forming apparatus, a laser beam is applied to the photosensitive member while moving per pixel at a time of 16.9 nsec. At this time, the so-called pixel clock is 59.2 MHz, which means that the LD is optically modulated at a frequency of 59.2 MHz.
[0135]
Further, in the image forming apparatus, as described above, the laser light scans the photosensitive member by the rotation of the polygon mirror, but when the laser light is located in the non-image area, the laser light is scanned by the synchronization detecting plate shown in FIG. , And a laser beam is incident. This synchronization detection plate has a mechanism such that a reference signal is generated by incidence of a laser beam. Based on the reference signal, the timing of an image writing position, that is, resetting of a clock signal that forms a so-called pixel clock is performed. Has become. Thus, a laser beam subjected to light modulation can be incident on a predetermined position on the photoconductor.
[0136]
In addition, in the image forming apparatus, the pulse width of the LD is changed in four steps so that a so-called four-valued writing that can express four gradations per pixel can be performed. Write values.
[0137]
Next, the photoconductors used in Examples and Comparative Examples will be described. All parts are parts by weight.
An undercoat layer coating solution, a charge generation layer coating solution, and a charge transport layer coating solution having the following compositions are sequentially applied on a φ60 aluminum cylinder by dip coating, and dried to obtain a 4.5 μm-thick undercoat. Layer, a 0.2 μm charge generation layer and a 15 μm charge transport layer.
[0138]
[Coating liquid for undercoat layer]
400 parts of titanium dioxide powder
Melamine resin 65 parts
Alkyd resin 120 parts
400 parts of 2-butanone
[0139]
[Coating liquid for charge generation layer]
Y-type oxo
Polyvinyl butyral (ESLEC BM-2: Sekisui Chemical) 2 parts
50 parts of tetrahydrofuran
[0140]
[Charge transport layer coating solution]
[0141]
Embedded image
[0142]
The protective layer having a total thickness of 5 μm was formed on the charge transport layer by spray coating using a protective layer coating solution having the following composition to prepare an electrophotographic photoreceptor.
[0143]
[Coating liquid for protective layer]
[0144]
Embedded image
[0145]
[0146]
[0147]
[0148]
[0149]
[0150]
[0151]
[0152]
Photoconductor 9
Photoconductor 9 was prepared in the same manner as
[0153]
[0154]
[0155]
Embedded image
[0156]
In the
[0157]
Embedded image
[0158]
Photoconductor 13
[0159]
Photoconductor 14
Photoconductor 14 was prepared in the same manner as
[0160]
Photoconductor 15
Photoconductor 15 was prepared in the same manner as
[0161]
Photoconductor 16
Photoconductor 16 was prepared in the same manner as
[0162]
Photoconductor 17
Photoconductor 17 was prepared in the same manner as
[0163]
Photoconductor 18
Photoconductor 18 was prepared in the same manner as
[0164]
Photoconductor 19
Photoconductor 19 was prepared in the same manner as
[0165]
Photoconductor 20
Photoconductor 20 was prepared in the same manner as
[0166]
Photoconductor 21
Photoconductor 21 was prepared in the same manner as
[0167]
Photoconductor 22
Photoconductor 22 was prepared in the same manner as
[0168]
Photoconductor 23
Photoconductor 23 was prepared in the same manner as
[0169]
Photoconductor 24
Photoconductor 24 was prepared in the same manner as
[0170]
The photoreceptor thus obtained was mounted on the image forming apparatus, and an image was formed as described below in Examples 1 to 160 and Comparative Examples 1 to 32, and evaluated as follows.
(Image quality evaluation method)
The image quality evaluation was performed by measuring the gradation property, which is an important item of the image quality. To evaluate the gradation, a patch (17 steps) subjected to halftone processing by changing the number of lines was output, and the brightness (L *) of this patch was measured. As the halftone processing, an image was output at a so-called line number of 200 lpi. The lightness (L *) was measured using a spectral density colorimeter (938, manufactured by X-Rite).
[0171]
The numerical representation of the gradation is based on the linearity of the brightness value obtained by measuring the color of the 17-step patch with respect to the input (area ratio on the data). 2 (Square of autocorrelation coefficient in linear approximation). R 2 Is a value close to 1.0 (FIG. 10) if the relationship between the input data and the lightness (L *) is linear, and becomes a smaller value (FIG. 11) as it deviates from the straight line. In addition, the inventor performs a subjective evaluation of an image requiring a high gradation such as a natural image, thereby obtaining R 2 Is 0.98 or more, which is a condition for excellent gradation. Also, R 2 Tends to be larger in a so-called low-line-number image. However, when the number of lines is 200 lpi or less, a so-called dither texture becomes recognizable, giving an unnatural impression to a natural image or the like, resulting in deterioration of image quality. From this, the inventor has set the number of lines of the halftone processing to 200 lines or more and the gradation R 2 Is higher than 0.98, it is determined that the image quality is high.
[0172]
The recording density is related to the image quality of characters and line drawings, and is particularly effective for jaggy characteristics. In order for the jaggy to be inconspicuous, 900 dpi or more is required, and in order to achieve high image quality, 1200 dpi or more is required.
[0173]
With respect to the photoconductor obtained above, image evaluation was performed using the experimental machine shown above: MF4570 manufactured by Ricoh, which was modified to 1200 dpi or 1800 dpi 2-bit writing. The beam diameter was 25, 35, and 45 μm, the writing density was 1200 and 1800 dpi, and as the halftone processing, an image was output at a so-called line number of 200 and 240 lpi. The image quality of the image output by the above means was evaluated by the method described above. As an evaluation procedure, first, an image is output by an experimental machine to evaluate the image quality, and then a 20K running evaluation is performed at 1 to 2 under high temperature and high humidity (30 ° C./90% RH). Potential (VD = -600 V)), an image was output again by an experimental machine, and the image quality was evaluated.
The beam diameter was measured by a beam scan manufactured by PHOTON, and the OPC film thickness was measured by a film thickness meter manufactured by Fisher Scope.
[0174]
Tables 24 to 29 show the measurement results.
[0175]
[Table 24]
[0176]
[Table 25]
[0177]
[Table 26]
[0178]
[Table 27]
[0179]
[Table 28]
[0180]
[Table 29]
[0181]
The photoreceptors of Examples and Comparative Examples containing α-alumina as the filler had a wear amount of 0.2 to 0.3 μm in a 20K running test, whereas the wear amount of the photoreceptor without the filler was Was 1.5 μm, which was remarkably inferior in wear durability. After the running test, background stain and halftone streak-like unevenness occurred.
[0182]
Tables 24-29 show the gradation properties (the above-mentioned R) when the surface layer contains the triarylamine compound having an alkylamino group shown in the present invention. 2 ) Is the measurement result. As can be seen from the results, the inclusion of the compound according to the present invention not only enables formation of an image having excellent gradation properties, but also improves wear resistance and extremely deteriorates gradation properties. It was confirmed that a small number of images could be obtained and the stability of the image quality was improved.
[0183]
As can be seen from Tables 24 to 29, in order to form an image having excellent gradation, it is necessary to use a specific combination of the beam diameter, the OPC film thickness, the writing density, and the number of lines. .
Also, it was confirmed that good image quality could be maintained even under high temperature and high humidity, such as a small decrease in gradation and no occurrence of abnormal images.
[0184]
That is, an image forming apparatus using an electrophotographic method in which the resolution of optical writing is 1200 dpi or more, and / or the optical writing is based on image data obtained by performing halftone processing on an input image with a line number of 200 lpi or more. In an image forming apparatus using an electrophotographic method, the optical writing means is a laser beam having a beam diameter of 35 μm or less, and the photosensitive member has a charge generation material containing at least a charge generation material on a conductive support. And a charge transport layer containing a charge transport material, wherein the surface layer of the photoreceptor contains a triarylamine compound having an alkylamino group, and the combined thickness of the charge transport layer and the surface layer Is 20 μm or less, the gradation R 2 Of 0.98 or more, good abrasion resistance, little deterioration of image quality, and stable high-quality images can be obtained.
[0185]
Further, it has been clarified that the present invention can solve the problem of image quality deterioration under high temperature and high humidity, which could not be solved until now. It became possible to do.
[0186]
【The invention's effect】
An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus using an electrophotographic method, comprising: a photoconductor, a charging unit, and a unit configured to write light on the photoconductor to form an electrostatic latent image. A specific laser beam light is used for the writing means, and the photoconductor has at least a charge generation layer, a charge transport layer, and a surface layer containing a triarylamine compound having an alkylamino group on a conductive support. Since the combined thickness of the charge transport layer and the surface layer is 20 μm or less, even when used repeatedly, it is unlikely to cause background smear, decrease in image density and image quality deterioration, and has high image quality and excellent durability. .
[0187]
Another image forming apparatus of the present invention employs an electrophotographic method including a photoconductor, a charging unit, a unit for performing optical writing on the photoconductor to form an electrostatic latent image, and a specific image processing unit. An image forming apparatus, wherein a specific laser beam is used for the optical writing means, and the photoreceptor has a charge generation layer, a charge transport layer, and a triarylamine compound having an alkylamino group on a conductive support. And the combined thickness of the charge transport layer and the surface layer is 20 μm or less. Therefore, even when repeatedly used, background contamination, a decrease in image density, and deterioration of image quality hardly occur. Excellent image quality and durability.
[0188]
When the compounds represented by the general formulas (I) to (XI) are used as the triarylamine compound having an alkylamino group, background stain, a decrease in image density, and a deterioration in image quality hardly occur even when used repeatedly. The effect of high image quality and excellent durability is more excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a photoconductor used in the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the photoconductor used in the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an image forming apparatus using the electrophotographic process of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an image forming apparatus using a conventional electrophotographic process.
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a corona charging device using a wire.
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a corona charging device using a sawtooth electrode.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a sawtooth electrode.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a contact charging device.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a writing unit according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of good gradation.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example in which gradation is poor.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (Photoconductor drum)
2 Charging means
3 Exposure means
4 Developing means
5 transfer means
6 Recording sheet
7 Cleaning means
8 Fixing device
31 conductive support
35 charge generation layer
37 charge transport layer
39 Protective layer
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