JP4169902B2

JP4169902B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4169902B2
Application number: JP2000117383A
Authority: JP
Inventors: 利幸加幡; 俊夫深貝
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP2001305838A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像の濃度偏差を低減させ、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンター、ファクシミリー等の電子写真装置には、小型化及び低価格化の要求が高まってきていると共に、形成される画像の一層の高品質化が求められている。
電子写真装置に占める光学系の体積の影響は大きく、電子写真装置の小型化及び低価格化を実現するためには、光学系の簡略化が有効なものとなる。
しかし、例えば、レーザービームを用いた電子写真装置においては、同一出力のレーザー光を画像形成域の感光体へ書き込むことを試みたとしても、小型化、低価格化を優先して光学系を簡略化すると、書き込み光が、特に画像形成域の端部で傾斜する等の原因により、同一出力でありながら書き込み光量に偏差が生じ、この偏差により形成される画像の濃度が書き込み光量の低い場所、殊に画像形成域の端部で薄いという問題が生じ、高品質の画像を要求される電子写真装置では、光学系の簡略化は困難なものであった。
そのため、ポリゴンミラーから感光体への書き込み光の光路長を十分長くするために、ポリゴンミラーと感光体の距離を十分とる、ミラーを多数使用する、多数のレーザービームを用いる等の手段を採らざるを得ず、なおかつ小型化及び低価格化を困難なものにしていた。
書き込み光に偏差が存在することが予め分かっている場合は、偏差に応じて出力を変化させて対応することも考えられるが、プロセスが複雑になり、コストアップにもつながると共に、画像濃度に異常が生じ易いというものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状を克服し、画像の濃度偏差を低減させ、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することをその課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために感光体の感度に着目して鋭意検討を重ねた結果、書き込み光量の偏差が生じたとしても、その偏差を低減させるように感光体の感度に偏差を設ければ、画像の濃度偏差を低減させ、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を実現できるということを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明によれば、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量に偏差を有する画像形成装置であって、該感光体の感度に偏差を設けることによって該書き込み光量の偏差を低減させたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置を、図面に従いながら説明する。
図１は、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量と感光体の位置との関係を示すものである。
縦軸は、画像形成域での同一出力における書込み光の光量の最大値を１００％としたときの光量の相対値を示す。
例えば、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量が、図１に示すような分布を有する場合、感度が均一な感光体を用いると、同一出力で画像形成域に書き込まれた画像の濃度は、基本的に書き込み光量の分布に対応して、図３（実線）のような濃度分布を示す。
図２は、感光体の感度と感光体の位置との関係を示すものである。
縦軸は、画像形成域での感光体の感度の最大値を１００％としたときの感度の相対値を示す。
図３は、画像濃度と感光体の位置との関係を示すものである。
縦軸は、画像形成された画像の画像濃度の最大値を１００％としたときの画像濃度の相対値を示す。
この光学系を用いて、感光体の感度の分布が図２のように書き込み光量の低い箇所を高感度にし、書き込み光量の高い箇所を低感度にして、画像濃度を図３（破線）のように、より均一にするものである。
おおよそ、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量は、画像形成域の端部で低くなることから、感光体の画像形成域の左右両方、少なくとも左右のいずれか片方の箇所を、画像形成域の中心付近に比べて高感度にすることにより、均一な濃度の画像を得ることができるものとなる。
【０００６】
本発明の画像形成装置に用いる感光体は、感光体の感度に偏差を設けることによって書き込み光量の偏差を低減させるものである。
感光体の感度に偏差を設ける方法としては、感光体が必要により下引層を有す導電性支持体の上に、電荷発生層、電荷輸送層及び必要により保護層を、順次、積層した積層型感光体においては、各層間の界面を機械的、化学的又は電気化学的に変える方法、各層又は特定の層の膜厚に偏差を持たせる方法等が挙げられるが、再現性、異常画像の発生度合い、簡便性を考慮すると、各層の膜厚に偏差をを持たせることが好ましい。
特に、電荷発生層の膜厚に偏差を持たせることが、スジ、ムラ、モアレ等の異常画像を発生させることなく、かつ感度偏差を簡便に設けることができるので好ましい方法である。
一般に、電荷発生層は他の層に比べて膜厚が極めて薄いため、膜厚に偏差を設設けたとしても異常画像を発生させることが少なく、また、電荷発生層の膜厚が薄いために膜厚の偏差の作成も容易であり、かつ他の方法に比べて感度偏差を大きくとることが可能であるからである。
【０００７】
本発明の感光体が単層型感光体である場合には、導電性支持体と感光層との界面を、各層間の界面について機械的、化学的又は電気化学的に変えることにより、偏差を設ける方法、感光層の膜厚に偏差を持たせて感光体の感度に偏差を設ける方法等が例示できるが、積層型感光体に比べて異常画像が発生しやすい。
【０００８】
本発明の画像形成装置に用いる感光体の感度の偏差は、上記のとおり、電荷発生層の膜厚として、すなわち、電荷発生物質の付着量に偏差を設けることが特に好ましい。
感光体の感度の偏差は、静電特性等により測定、管理することもできるが、電荷発生物質の付着量と感光体の感度とは、一般に良好な相関関係が存在する。
すなわち、一般に、電荷発生物質の付着量の多い箇所は高感度であり、電荷発生物質の付少ない箇所は低感度である。
従って、電荷発生物質の付着量の測定、管理で代用することにより、感光体の感度の偏差測定、管理すること方が簡便で好ましいものである。
電荷発生物質の付着量の測定は、物理的、化学的、電気化学的又は分光学的測定等、種々の方法を採用することが可能であるが、分光学的測定方法は、感光体を破壊することがなく、簡便で、測定精度が高いため、好ましい方法である。
中でも、マクベス反射濃度計は、簡便で、信頼性が高いので特に好ましい。
電荷輸送層又は保護層は、マクベス反射濃度計で用いる測定光に対してほとんど透明であり、感光層中で測定光を吸収できるのは、電荷発生物質のみであるため、マクベス濃度計による測定は、電荷発生物質の付着量を的確に表すことができ、かつ作製した感光体を破壊することなく、簡便に測定することができるためきわめて好ましい。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記のとおり、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量に偏差を有するが、画像形成域における感光体の各位置での同一出力による書き込み光量（Ｅ）と、その位置でのマクベス反射濃度計で測定した感光体のマクベスＩＤ（ＩＤ）との積の最大値〔（Ｅ・ＩＤ）ｍａｘ〕に対する最大値と最小値の差〔（Ｅ・ＩＤ）ｍｉｎ〕の比率と、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量の最大値（Ｅｍａｘ）に対する最大値と最小値（Ｅｍｉｎ）との差の比率とが、下記式（１）を満足することににより適正な画像濃度の画像を形成することができるものである。
(E・ID)max-(E・ID)min)/(E ・ID)max<(Emax-Emin)/Emax （１）
ＩＤと感光体の感度とは、かなり良好な相関関係が存在するため、（Ｅ・ＩＤ）は、書き込み光を照射後の感光体の表面電位と相関関係にある。
従って、上記式（１）が成立するということは、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量の偏差に比べて、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み後の感光体の表面電位の偏差が小さくなることを意味しているため、適正な画像濃度での画像形成が可能となるのである。
【００１０】
本発明の感光体に用いる画像形成域での感光体のマクベスＩＤの値としては、０．５〜２．０、好ましくは、０．７〜１．８、より好ましくは、０．９〜１．５である。
マクベスＩＤが０．５未満では、感光体の感度が低すぎるため実用が難しく、２．０を越えると、ＩＤと感光体の感度との相関関係が変化するため、上記式（１）の適用が難しくなるので望ましくない。
本発明の画像形成装置における〔（Ｅ・ＩＤ）ｍａｘ−（Ｅ・ＩＤ）ｍｉｎ）／（Ｅ・ＩＤ）ｍａｘ〕は、０．１５以下、好ましくは、０．１３以下、より好ましくは、０．１０以下である。
０．１５を越える場合は、形成された画像の濃度が適切でなくなり、高画質の画像形成は達成できなくなるので望ましくない。
発明の画像形成装置における（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉｎ）／Ｅｍａｘ）は、０．００５〜０．２００、好ましくは、０．０１０〜０．１５０、より好ましくは、０．０２〜０．１３である。
０．００５未満では、感光体の感度に偏差を設けること自体が不要であり、０．２００を越える場合は、感光体の慮度に偏差を設けても形成された画像の濃度が適切でなくなり、高画質の画像形成は達成できなくなる。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、上記のとおり、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量に偏差を有するが、画像形成域における感光体の各位置での同一出力による書き込み光量に偏差が生じる理由としては、書き込み光のの減衰、ｆθレンズの精度に伴う書き込み光の感光体での結像不良、書き込み光の感光体表面への入射角が感光体の画像形成域で一定でないこと等が考えられる。
また、光学系を小型化しようとすれば、書き込み光の感光体への入射角が感光体の画像形成域で一定でなくなるため、書き込み光量に偏差が生じ易いものとなる。
図４は、本発明の画像形成装置の一部を示す概略図である。
本発明の画像形成装置においては、感光体の画像形成域における感光体書き込み光の感光体への図４に示す入射角θ1 、θ2 の絶対値の最大値は、１０°〜３５°、好ましくは１５°〜３０°、より好ましくは、１８°〜２８°とすることが好ましい。
入射角θ１、θ２の絶対値の最大値が１０°未満では、光学系を大きくする必要があり、３５°を越える場合は、画像に歪みが生じ易くなるので望ましくない。
【００１２】
本発明の画像形成装置は、アナログ系、デジタル系ともに有効であるが、特にデジタル系画像形成装置として有用である。
本発明のデジタル系画像形成装置においては、光源としてレーザー光を走査光学系により感光体に照射する方式、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイにより照射する方式のいずれの照射方式も可能である。
しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイにより照射する方式では、発光ダイオードの偏差が、各ＬＥＤにより異なり、その傾向も一定でないため、個々のＬＥＤの偏差に合わせて感光体の感度に偏差を設ける必要があり、生産効率が低くなるため、あまり好ましくない。
一方、レーザー光を走査光学系により感光体に照射する方式は、光学系の設計が決定すれば、感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量の偏差はほぼ一定となるので、同一機種での画像形成装置では、一定の感度の偏差を有する感光体を用いればよい。
レーザー光を走査光学系により感光体に照射する場合、一般的にｆθレンズを用いて感光体にレーザー光を書き込むが、ｆθレンズの性格上、感光体の画像形成域端部の書き込み光量が、画像形成域中央に比べて低くなることは避けられないため、本発明の感光体を用いることは、きわめて有効である。
【００１３】
本発明の画像形成装置に用いる感光体は、上記のとおり、必要により下引層を有する導電性支持体上に、電荷発生層、電荷輸送層及び必要により保護層を形成した積層型感光体であることが好ましい。
導電性支持体としては、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉄、パラジウム、ニッケル等の金属又はこれら金属を主成分とする合金のシート状又はドラム状に形成したもの、上記の金属、酸化錫、酸化インジウム等をプラスチックフィルム等に真空蒸着、無電解メッキ等により付着させたシート等が挙げられる。
【００１４】
下引層としては、樹脂又は白色顔料と樹脂を主成分としたもの、導電性基体表面を化学的あ又は電気化学的に酸化させた酸化金属膜等を挙げることができる。下引層に用いる樹脂としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂、アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
白色顔料としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、中でも導電性基体からの電荷の注入防止性に優れる酸化チタンは最も好ましい白色顔料である。
下引層中の白色顔料のうち、酸化チタンの使用量は重量基準で、６０〜１００％、好ましくは、７０〜１００％、より好ましくは、８０〜１００％ある。
酸化チタンの使用量が６０％未満では、環境変動により下引層の特性が変動しやすくなり、導電性支持体からの電荷の注入をブロックする効果が不安定になるので望ましくない。
下引層の膜厚は０．１μｍ〜１５μｍ、好ましくは、１〜１２μｍである。
【００１５】
本発明の画像形成装置に用いる電荷発生層と電荷輸送層からなる感光層を設けるに当たっては、公知の方法を採用することができ、この感光層を構成する材料にも、公知の有機及び無機材料を使用することができる。
さらに、感光層の表面に保護層等を設けてもよい。
本発明の感光体に用いる電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ビリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料又は染料や、セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料を挙げることができる。
これら電荷発生物質は、単独で用いてもよく、混合物として用いてもよい。
【００１６】
本発明の画像形成に用いる感光体の感度に偏差を設けるために電荷発生物質の付着量に偏差を設ける方法としては、湿式法、乾式法共に採用可能であるが、量産性に優れる湿式法により行うことが好ましい。
円筒形の感光体にあっては、浸漬塗工法、スプレー塗工法が好ましい。
浸漬塗工法においては、塗膜の膜厚は導電性支持体を塗工液に浸漬後、導電性支持体の引き上げ速度に対応して変化するため、感光体の引き上げ速度を変化させながら導電性支持体を引き上げれば、塗膜の膜厚に所定の偏差を設けることができる。
また、スプレー塗工法においては、塗布液のスプレー量に偏差を設けることにより、塗膜の膜厚に変化を持たせることができる。
【００１７】
本発明の感光体に用いる電荷輸送物質としては、例えぱ、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等をあげることができ、これら電荷輸送物質は、単独で用いてもよく、混合物として用いてもよい。
【００１８】
また、感光層を形成するために使用する結着樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂又は光導電性樹脂等を挙げることができる。
適切な結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等が挙げられ、これら樹脂は、単独で用いてもよく、混合物として用いてもよい。
【００１９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これら実施例によって本発明はなんら限定されるものではない。
なお、「部」、「％」とあるのは、重量基準である。
実施例１
アクリル樹脂（アクリディックＡ−４６０−６０（大日本インキ化学工業製））１５部及びメラミレ樹脂（スーパーベッカミンＬ−１２１−６０（大日本インキ化学工業製））１０部をメチルエチルケトン８０部に溶解し、これに酸化チタン粉末（ＴＭ−１（富士チタンエ業製））９０部加え、ボールミルで１２時間分散して、下引層塗布液を調製した。
この下引層塗布液を直径１２０ｍｍ、長さ３４６ｍｍ、厚さｍｍのアルミドラムに引き上げ速度一定の浸漬塗工により塗布し、１４０℃で２０分乾燥して、厚さ２μｍの下引層を形成した。
次に、ブチラール樹脂（エスレックＢＬＳ、積水化学製）１５部をシクロヘキサノン１５０部に溶解し、これに下記構造式のトリスアゾ顔料１０部を加えてボールミルで４８時間分散した。
【化１】

続いて、シクロヘキサノン２１０部を加え、３時間分散を行った。これを固形分が１．５％になるように撹拌しながら、シクロヘキサノンで希釈して電荷発生層用塗工液を調製した。
この電荷発生層用塗工液を用い、上記下引層上に浸漬塗工で、引き上げ速度を変化させながら電荷発生層を形成した。
さらに、下記構造式の電荷輸送物質６部、ポリカーボネート樹脂（パンライトＫ−１３００、帝人化成製）１０部及びシリコンオイル（ＫＦ−５０、信越化学工業製）０．００２部を９０部の塩化メチレンに溶解して電荷輸送層塗工液を調製した。
【化２】

この電荷輸送層塗工液を上前記電荷発生層上に浸漬塗工により塗布し乾燥して、厚さ２３μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
このようにして作製した感光体の画像形成域（Ａ３）における感度表面のマクベスＩＤ分布を、ＲＤ９１８マクベス反射濃度計（マクベス社製）で測定したところ、図５（実線）に示す分布分布であった。
ＰＲＥＴＥＲ５５０（リコー製）の光学系を改造して同一出力による書き込み光量の偏差を図６のようにし、上記感光体を用いて画像形成域全面に均一な白黒ハーフトーン画像を出力した。
図６の縦軸は、画像形成域での同一出力における書込み光の光量の最大値を１００％としたときの光量の相対値を示す。
この画像の濃度をＲＤ９１８マクベス反射濃度計で測定したところ、図７（実線）に示す分布であった。
画像を視認したところ、極端に濃度が不均一であることは認められなかった。
【００２０】
比較例１
実施例１において、電荷発生層の塗工をスプレー塗工により行いほぼ均一な電荷発生層を形成した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。実施例１と同様に感光体のマクベスＩＤ分布を測定したところ、図５（破線）に示す分布であった。
感光体のマクベスＩＤ分布は、実施例１に比べて均一であり、かつ画像形成装置の同一出力による書き込み光量の偏差と感光体のマクベスＩＤ分布は全く対応していなかった。
この感光体を用いる以外は、実施例１と同様にして画像形成域全面に均一な白黒ハーフトーン画像を出力した。
この画像の濃度を測定したところ、図７（破線）のような分布となり、実施例１の画像に比べて画像の濃度が不均一であることが分かる。
画像を視認したところ、中央部が濃く、端部、特に右端部が薄い傾向が認められた。
【００２１】
実施例２〜４
実施例１で作製した感光体において、電荷発生層作製時の引き上げ速度を変化させることにより、感光体Ａ〜Ｃを作製した。
各感光体のマクベスＩＤの最大値、最小値は、表１のとおりであった。
各感光体を用いた以外は、実施例１と同様して画像形成装置によりＡ３の大きさのカラー広告をコピーして、その画像品質を視認した。
結果を表１に示す。
【００２２】
実施例５〜７
実施例２で作製した感光体において、表１に示すように光学系を改造して、種々の（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉｎ）／Ｅｍａｘの画像形成装置を作製し、実施例２と同様にして、画像を画像を視認し評価した。
結果を表１に示す。
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の濃度偏差を低減させ、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置が提供され、複写機、プリンター、ファクシミリー等の電子写真装置の設計、作製分野に寄与するところはきわめて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】感光体の画像形成域における同一出力による書き込み光量と感光体の位置との関係を示すものである。
【図２】本発明の感光体の感度と感光体の位置との関係を示すものである。
【図３】本発明の画像形成装置と、従来の画像形成装置により出力された画像濃度と感光体の位置との関係を示すものである。
【図４】本発明の画像形成装置の一部を示す概略図である。
【図５】実施例１及び比較例１における感光体のマクベスＩＤと感光体の位置との関係を示すものである。
【図６】光学系を改造した同一出力による書き込み光量と感光体の位置との関係を示すものである。
【図７】実施例１及び比較例１における画像のマクベスＩＤと感光体の位置との関係を示すものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus capable of reducing a density deviation of an image and forming a high quality image.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electrophotographic apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles using an electrophotographic process have been demanded for downsizing and cost reduction, and further improvement in quality of formed images is required. It has been.
The influence of the volume of the optical system in the electrophotographic apparatus is great, and simplification of the optical system is effective for realizing miniaturization and cost reduction of the electrophotographic apparatus.
However, for example, in an electrophotographic apparatus using a laser beam, even if an attempt is made to write the same output laser beam to the photoconductor in the image forming area, the optical system is simplified in favor of miniaturization and cost reduction. The write light has a deviation in the write light quantity even though the output is the same, due to the inclination of the write light, particularly at the end of the image formation area, and the density of the image formed by this deviation is a place where the write light quantity is low, In particular, in an electrophotographic apparatus that requires a high-quality image, it is difficult to simplify the optical system because the image forming area is thin at the end.
Therefore, in order to sufficiently lengthen the optical path length of the writing light from the polygon mirror to the photoconductor, it is necessary to take measures such as a sufficient distance between the polygon mirror and the photoconductor, use of a large number of mirrors, and use of a large number of laser beams. In addition, it was difficult to reduce the size and the price.
If it is known in advance that there is a deviation in the writing light, it may be possible to respond by changing the output according to the deviation, but the process becomes complicated, leading to an increase in cost and abnormal image density. It was easy to occur.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can overcome such a current situation, reduce an image density deviation, and form a high-quality image.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventors have made extensive studies focusing on the sensitivity of the photoconductor. As a result, even if a deviation in the amount of writing light occurs, the sensitivity of the photoconductor is reduced so as to reduce the deviation. It has been found that if the deviation is provided, an image forming apparatus capable of reducing the density deviation of the image and forming a high quality image can be realized, and the present invention has been completed based on this knowledge.
In other words, according to the present invention, there is provided an image forming apparatus having a deviation in the write light amount by the same output in the image forming area of the photoconductor, and the deviation of the write light amount is reduced by providing a deviation in the sensitivity of the photoconductor. An image forming apparatus is provided.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the relationship between the amount of light written by the same output and the position of the photoconductor in the image forming area of the photoconductor.
The vertical axis represents the relative value of the light amount when the maximum value of the light amount of the writing light at the same output in the image forming area is 100%.
For example, when the amount of light written by the same output in the image forming area of the photoconductor has a distribution as shown in FIG. 1, if a photoconductor with uniform sensitivity is used, the density of the image written in the image forming area with the same output. Indicates a density distribution as shown in FIG. 3 (solid line) basically corresponding to the distribution of the write light quantity.
FIG. 2 shows the relationship between the sensitivity of the photoreceptor and the position of the photoreceptor.
The vertical axis represents the relative value of sensitivity when the maximum value of the sensitivity of the photoconductor in the image forming area is 100%.
FIG. 3 shows the relationship between the image density and the position of the photoreceptor.
The vertical axis represents the relative value of the image density when the maximum value of the image density of the image formed is 100%.
By using this optical system, the sensitivity distribution of the photosensitive member is set to a high sensitivity at a portion where the writing light amount is low as shown in FIG. 2, and a portion where the writing light amount is high is set as low sensitivity, and the image density is as shown in FIG. Furthermore, it is made more uniform.
In general, the amount of light written by the same output in the image forming area of the photoconductor is low at the edge of the image forming area. Therefore, at least one of the left and right sides of the image forming area of the photoconductor By making the sensitivity higher than that in the vicinity of the center of the area, an image having a uniform density can be obtained.
[0006]
The photoconductor used in the image forming apparatus of the present invention reduces the deviation of the write light quantity by providing a deviation in the sensitivity of the photoconductor.
As a method of providing a deviation in the sensitivity of the photoreceptor, a layer in which a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer as necessary are sequentially laminated on a conductive support having an undercoat layer if necessary. In the type photoreceptor, there are a method of mechanically, chemically or electrochemically changing the interface between each layer, a method of giving a deviation in the film thickness of each layer or a specific layer, etc. Considering the degree of occurrence and simplicity, it is preferable to provide a deviation in the film thickness of each layer.
In particular, providing a deviation in the film thickness of the charge generation layer is a preferable method because a deviation in sensitivity can be easily provided without generating abnormal images such as stripes, unevenness, and moire.
In general, the charge generation layer is extremely thin compared to other layers, so even if a deviation is provided in the film thickness, abnormal images are less likely to occur, and the charge generation layer is thin. This is because the film thickness deviation can be easily created, and the sensitivity deviation can be increased as compared with other methods.
[0007]
When the photoconductor of the present invention is a single layer type photoconductor, the deviation is obtained by changing the interface between the conductive support and the photoconductive layer mechanically, chemically, or electrochemically with respect to the interface between each layer. Examples thereof include a method of providing a deviation in the sensitivity of the photosensitive member by giving a deviation in the film thickness of the photosensitive layer, but abnormal images are more likely to occur than in a laminated type photosensitive member.
[0008]
As described above, the deviation of the sensitivity of the photosensitive member used in the image forming apparatus of the present invention is particularly preferably set as a deviation in the film thickness of the charge generation layer, that is, the adhesion amount of the charge generation material.
The deviation of the sensitivity of the photoconductor can be measured and managed by electrostatic characteristics or the like, but generally there is a good correlation between the amount of the charge generating substance attached and the photoconductor sensitivity.
That is, generally, a portion where the amount of the charge generation material attached is high is high sensitivity, and a portion where the charge generation material is low is low sensitivity.
Therefore, it is simpler and preferable to measure and manage the sensitivity deviation of the photosensitive member by substituting the measurement and management of the amount of the charge generating material attached.
Various methods such as physical, chemical, electrochemical, or spectroscopic measurement can be used to measure the amount of charge generation material attached. The spectroscopic measurement method destroys the photoconductor. This is a preferred method because it is simple and simple and has high measurement accuracy.
Among these, the Macbeth reflection densitometer is particularly preferable because it is simple and highly reliable.
The charge transport layer or protective layer is almost transparent to the measurement light used in the Macbeth reflection densitometer, and only the charge generating substance can absorb the measurement light in the photosensitive layer. It is extremely preferable because it can accurately represent the amount of charge generating substance attached and can be easily measured without destroying the produced photoreceptor.
[0009]
As described above, the image forming apparatus of the present invention has a deviation in the write light amount due to the same output in the image forming area of the photoconductor, but the write light amount (E) due to the same output at each position of the photoconductor in the image forming area. The difference between the maximum value and the minimum value [(E · ID) min] with respect to the maximum value [(E · ID) max] of the product with the Macbeth ID (ID) of the photosensitive member measured with the Macbeth reflection densitometer at that position And the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value (Emin) with respect to the maximum value (Emax) of the write light amount by the same output in the image forming area of the photoreceptor satisfies the following formula (1). An image having an appropriate image density can be formed.
(E ・ ID) max- (E ・ ID) min) / (E ・ ID) max <(Emax-Emin) / Emax (1)
Since there is a fairly good correlation between the ID and the sensitivity of the photosensitive member, (E · ID) has a correlation with the surface potential of the photosensitive member after irradiation with writing light.
Accordingly, the fact that the above formula (1) is established means that the surface potential of the photoconductor after writing by the same output in the image forming area of the photoconductor is compared with the deviation of the write light amount by the same output in the image forming area of the photoconductor. Therefore, it is possible to form an image with an appropriate image density.
[0010]
The Macbeth ID value of the photoconductor in the image forming region used for the photoconductor of the present invention is 0.5 to 2.0, preferably 0.7 to 1.8, and more preferably 0.9 to 1. .5.
If the Macbeth ID is less than 0.5, the sensitivity of the photoreceptor is too low to be practical, and if it exceeds 2.0, the correlation between the ID and the sensitivity of the photoreceptor changes. Is not desirable because it becomes difficult.
[(E · ID) max− (E · ID) min) / (E · ID) max] in the image forming apparatus of the present invention is 0.15 or less, preferably 0.13 or less, more preferably 0. 10 or less.
If it exceeds 0.15, the density of the formed image is not appropriate, and high-quality image formation cannot be achieved.
(Emax−Emin) / Emax) in the image forming apparatus of the invention is 0.005 to 0.200, preferably 0.010 to 0.150, and more preferably 0.02 to 0.13.
If it is less than 0.005, it is not necessary to provide a deviation in the sensitivity of the photoconductor. If it exceeds 0.200, the density of the formed image becomes inappropriate even if a deviation is provided in the consideration of the photoconductor. Therefore, high-quality image formation cannot be achieved.
[0011]
As described above, the image forming apparatus of the present invention has a deviation in the amount of light written by the same output in the image forming area of the photoconductor, but there is a deviation in the amount of light written by the same output at each position of the photoconductor in the image forming area. Reasons include attenuation of writing light, imaging failure of writing light on the photoreceptor due to the accuracy of the fθ lens, and the incident angle of writing light on the surface of the photoreceptor not being constant in the image forming area of the photoreceptor. Conceivable.
Further, if the optical system is to be miniaturized, the incident angle of the writing light to the photosensitive member is not constant in the image forming area of the photosensitive member, so that the writing light amount is likely to vary.
FIG. 4 is a schematic view showing a part of the image forming apparatus of the present invention.
In the image forming apparatus of the present invention, the maximum value of the absolute values of the incident angles θ1 and θ2 shown in FIG. 4 of the photosensitive member writing light to the photosensitive member in the image forming area of the photosensitive member is 10 ° to 35 °, preferably 15 ° to 30 °, more preferably 18 ° to 28 °.
If the maximum value of the absolute values of the incident angles θ1 and θ2 is less than 10 °, the optical system needs to be enlarged, and if it exceeds 35 °, distortion is likely to occur in the image, which is not desirable.
[0012]
The image forming apparatus of the present invention is effective for both analog and digital systems, but is particularly useful as a digital image forming apparatus.
In the digital image forming apparatus of the present invention, any irradiation method of a method of irradiating a photoconductor with a laser beam as a light source by a scanning optical system or a method of irradiating with a light emitting diode (LED) array is possible.
However, in the method of irradiating with a light emitting diode (LED) array, the deviation of the light emitting diode differs depending on each LED, and the tendency thereof is not constant. Therefore, it is necessary to provide a deviation in the sensitivity of the photoconductor according to the deviation of each LED. In addition, it is not preferable because the production efficiency is low.
On the other hand, in the method of irradiating the photoconductor with laser light by the scanning optical system, if the design of the optical system is determined, the deviation of the write light amount due to the same output in the image forming area of the photoconductor becomes almost constant. In this image forming apparatus, a photoconductor having a certain sensitivity deviation may be used.
When irradiating a photoconductor with a laser beam by a scanning optical system, the laser beam is generally written on the photoconductor using an fθ lens. However, due to the nature of the fθ lens, the amount of light written at the edge of the image forming area of the photoconductor is Since it is unavoidable that the image forming area is lower than the center of the image forming area, it is very effective to use the photoconductor of the present invention.
[0013]
As described above, the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention is a multilayer photoreceptor in which a charge generation layer, a charge transport layer, and a protection layer as necessary are formed on a conductive support having an undercoat layer as necessary. Preferably there is.
As the conductive support, a metal such as copper, aluminum, gold, silver, platinum, iron, palladium, nickel, or an alloy containing these metals as a main component, formed into a sheet shape or a drum shape, the above-described metal, oxidation Examples thereof include a sheet obtained by depositing tin, indium oxide or the like on a plastic film or the like by vacuum deposition, electroless plating, or the like.
[0014]
Examples of the undercoat layer include a resin or a white pigment and a resin as a main component, and a metal oxide film obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate. Examples of the resin used for the undercoat layer include thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl alcohol, casein, and methyl cellulose, and thermosetting resins such as acrylic, phenol, melamine, alkyd, unsaturated polyester, and epoxy.
Examples of white pigments include metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide. Among these, titanium oxide that is excellent in preventing injection of charges from a conductive substrate is the most preferred white pigment.
Among the white pigments in the undercoat layer, the amount of titanium oxide used is 60 to 100%, preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100% on a weight basis.
If the amount of titanium oxide used is less than 60%, the characteristics of the undercoat layer tend to fluctuate due to environmental fluctuations, and the effect of blocking the injection of charges from the conductive support becomes unstable.
The thickness of the undercoat layer is 0.1 μm to 15 μm, preferably 1 to 12 μm.
[0015]
In providing the photosensitive layer composed of the charge generation layer and the charge transport layer used in the image forming apparatus of the present invention, a known method can be adopted, and a known organic and inorganic material can be used as a material constituting the photosensitive layer. Can be used.
Further, a protective layer or the like may be provided on the surface of the photosensitive layer.
Examples of the charge generating material used in the photoreceptor of the present invention include monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, tetrakisazo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, oxazine dyes, xanthene dyes, and cyanine. Organic dyes, styryl dyes, bililium dyes, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium pigments, phthalocyanine pigments, etc. Examples thereof include inorganic pigments and dyes, and inorganic materials such as selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, and amorphous silicon.
These charge generation materials may be used alone or as a mixture.
[0016]
In order to provide a deviation in the sensitivity of the photoconductor used for image formation of the present invention, a method of providing a deviation in the amount of charge generation material attached can be adopted by either a wet method or a dry method, but by a wet method having excellent mass productivity. Preferably it is done.
For cylindrical photoreceptors, dip coating and spray coating are preferred.
In the dip coating method, the film thickness of the coating changes in accordance with the pulling speed of the conductive support after the conductive support is dipped in the coating solution. If the support is pulled up, a predetermined deviation can be provided in the film thickness of the coating film.
Further, in the spray coating method, the coating film thickness can be varied by providing a deviation in the spray amount of the coating solution.
[0017]
Examples of the charge transport material used in the photoreceptor of the present invention include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styryl hydrazone compounds, enamine compounds, Examples include butadiene compounds, distyryl compounds, oxazole compounds, oxadiazole compounds, thiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, aminostilbene derivatives, triphenylmethane derivatives, and the like. They may be used alone or as a mixture.
[0018]
Examples of the binder resin used to form the photosensitive layer include known thermoplastic resins, thermosetting resins, photocurable resins, and photoconductive resins.
Suitable binder resins include, for example, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral. , Polyvinyl acetal, polyester, phenoxy resin, (meth) acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, ABS resin and other thermoplastic resins, phenol resin, epoxy resin, urethane resin, melamine resin, isocyanate resin , Alkyd resins, silicone resins, thermosetting resins such as thermosetting acrylic resins, polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, polyvinyl pyrene, and the like. These resins may be used alone or as a mixture. There.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
“Parts” and “%” are based on weight.
Example 1
Dissolve 15 parts of acrylic resin (Acridic A-460-60 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals)) and 10 parts of melamine resin (Super Becamine L-121-60 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals)) in 80 parts of methyl ethyl ketone. Then, 90 parts of titanium oxide powder (TM-1 (manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.)) was added thereto and dispersed for 12 hours by a ball mill to prepare an undercoat layer coating solution.
This undercoat layer coating solution is applied to an aluminum drum having a diameter of 120 mm, a length of 346 mm, and a thickness of mm by dip coating at a constant pulling speed, and dried at 140 ° C. for 20 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 2 μm. did.
Next, 15 parts of butyral resin (ESREC BLS, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 150 parts of cyclohexanone, and 10 parts of a trisazo pigment having the following structural formula was added thereto and dispersed for 48 hours by a ball mill.
[Chemical 1]

Subsequently, 210 parts of cyclohexanone was added and dispersed for 3 hours. While stirring this so that the solid content was 1.5%, it was diluted with cyclohexanone to prepare a coating solution for charge generation layer.
Using this charge generation layer coating solution, a charge generation layer was formed by dip coating on the undercoat layer while changing the pulling rate.
Further, 6 parts of a charge transport material having the following structural formula, 10 parts of polycarbonate resin (Panlite K-1300, manufactured by Teijin Chemicals) and 0.002 part of silicon oil (KF-50, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are mixed with 90 parts of methylene chloride. To prepare a charge transport layer coating solution.
[Chemical 2]

This charge transport layer coating solution was applied onto the charge generation layer by dip coating and dried to form a charge transport layer having a thickness of 23 μm, thereby producing an electrophotographic photoreceptor.
When the Macbeth ID distribution on the sensitivity surface in the image forming area (A3) of the photoconductor produced as described above was measured with an RD918 Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth), the distribution shown in FIG. 5 (solid line) was obtained. It was.
The optical system of PRETER 550 (manufactured by Ricoh) was remodeled so that the deviation of the amount of writing light by the same output was made as shown in FIG. 6, and a uniform black and white halftone image was output over the entire image forming area using the photoconductor.
The vertical axis in FIG. 6 indicates the relative value of the light amount when the maximum value of the light amount of the writing light at the same output in the image forming area is 100%.
When the density of this image was measured with an RD918 Macbeth reflection densitometer, the distribution shown in FIG. 7 (solid line) was obtained.
When the image was visually confirmed, it was not recognized that the density was extremely uneven.
[0020]
Comparative Example 1
In Example 1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the charge generation layer was applied by spray coating to form a substantially uniform charge generation layer. When the Macbeth ID distribution of the photoconductor was measured in the same manner as in Example 1, the distribution was as shown in FIG. 5 (broken line).
The Macbeth ID distribution of the photoconductor was more uniform than that of Example 1, and the deviation of the write light amount due to the same output of the image forming apparatus did not correspond to the Macbeth ID distribution of the photoconductor.
A uniform black and white halftone image was output over the entire image forming area in the same manner as in Example 1 except that this photoconductor was used.
When the density of this image is measured, the distribution is as shown in FIG. 7 (broken line), and it can be seen that the density of the image is non-uniform compared to the image of Example 1.
As a result of visually recognizing the image, there was a tendency that the center portion was dark and the end portion, particularly the right end portion, was thin.
[0021]
Examples 2-4
In the photoreceptor produced in Example 1, photoreceptors A to C were produced by changing the pulling rate at the time of producing the charge generation layer.
The maximum and minimum values of Macbeth ID of each photoconductor are shown in Table 1.
A color advertisement having a size of A3 was copied by the image forming apparatus in the same manner as in Example 1 except that each photoconductor was used, and the image quality was visually confirmed.
The results are shown in Table 1.
[0022]
Examples 5-7
In the photoconductor produced in Example 2, the optical system was modified as shown in Table 1, and various (Emax-Emin) / Emax image forming apparatuses were produced. The images were viewed and evaluated.
The results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, an image forming apparatus capable of reducing a density deviation of an image and forming a high quality image is provided, which contributes to the design and production fields of electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles. The place to do is very big.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the relationship between the amount of light written by the same output and the position of a photoconductor in the image forming area of the photoconductor.
FIG. 2 shows the relationship between the sensitivity of the photoconductor of the present invention and the position of the photoconductor.
FIG. 3 shows the relationship between the image forming apparatus of the present invention and the image density output by a conventional image forming apparatus and the position of a photosensitive member.
FIG. 4 is a schematic view showing a part of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 shows the relationship between the Macbeth ID of the photoconductor and the position of the photoconductor in Example 1 and Comparative Example 1.
FIG. 6 shows the relationship between the amount of writing light and the position of the photoconductor by the same output with a modified optical system.
7 shows a relationship between Macbeth IDs of images and positions of photoconductors in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

Claims

An electrophotographic apparatus in which the amount of light at the left end and the right end of the image forming area of the photoconductor has a smaller deviation than the amount of light at the center of the image forming area of the photoconductor in the amount of light written by the same output in the image forming area of the photoconductor. There,
A ratio [(Emax−Emin) / (Emax)] of the difference between the maximum value and the minimum value with respect to the write light amount maximum value is 0.005 to 0.200,
The sensitivity of the photoconductor is greater than the Macbeth ID at the center of the image forming area of the photoconductor in the direction of the rotation axis of the photoconductor than the Macbeth ID at the left end and the right end of the photoconductor in the direction of the rotation axis. An image forming apparatus characterized in that the deviation of the writing light quantity is reduced by providing a concave deviation so that the ID becomes small.

An electrophotographic apparatus in which the amount of light at the left end and the right end of the image forming area of the photoconductor has a smaller deviation than the amount of light at the center of the image forming area of the photoconductor in the amount of light written by the same output in the image forming area of the photoconductor. There,
A ratio [(Emax−Emin) / (Emax)] of the difference between the maximum value and the minimum value with respect to the write light amount maximum value is 0.005 to 0.200,
The amount of charge generation material deposited on the left end and right end of the image forming area of the photoconductor in the rotation axis direction of the photoconductor is defined as the amount of charge generation material deposited on the center of the image formation area of the photoconductor An image forming apparatus characterized in that a deviation in the amount of writing light is reduced by increasing the amount.

3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the maximum value of the absolute value of the incident angle of the writing light to the photosensitive member in the image forming region of the photosensitive member is 15 ° to 35 °.

A writing light laser beam, an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 by irradiating the surface of the photoreceptor by the scanning optical system using the fθ lens and an image is formed.