JP4173023B2 - Electrophotographic photosensitive member, image forming apparatus using the same, and process cartridge - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触帯電方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面を所定の電位に帯電し、その帯電電位を露光手段や除電手段によって選択的に除電して静電荷潜像を形成し、この静電荷潜像を現像手段によってトナー像とする画像形成装置である。
近年、感光体の表面を帯電する手段として接触帯電が用いられるようになっている。接触帯電とは、ローラー、磁気ブラシ、ファーブラシ等の帯電部材を感光体に直接接触させて帯電を行なう帯電方式である。接触帯電はコロナ帯電に比べ低オゾン、低電力という利点を有し注目されている。
接触帯電における感光体の帯電メカニズムには放電帯電と注入帯電とがあり、どちらが支配的かによって帯電特性が決定される。
「放電帯電」とは、帯電部材と感光体との間に形成される微小ギャップで生じるコロナ放電現象により感光体が帯電されるメカニズムである。放電帯電では必然的に放電生成物であるオゾンなどが発生するので、画像流れ等のハザードが発生する可能性がある。
一方「注入帯電」とは、帯電部材と感光体との接触部から電荷が直接注入されて感光体が帯電されるメカニズムである。注入帯電を達成する代表的な構成は、表面層に導電粒子を分散させて抵抗値を調整した感光体に対して帯電部材を接触させて電荷を注入させる構成である（以下、感光体において電荷を注入可能であるように抵抗値が調整された層を「電荷注入層」と表現する）。このような方式は、例えば下記特許文献１に開示されている。注入帯電は原理的にオゾンを発生させないため感光体へのハザードが少なく、また放電帯電と異なり放電しきい値電圧（以下「放電開始電圧」と記す）が存在しないために省エネルギーな帯電方式として知られている。
なお、接触帯電を行なった際に放電帯電／注入帯電のいずれの帯電メカニズムが支配的であるかは、帯電部材への印加電圧と感光体表面の帯電電位との関係を調べれば分かる。
【０００３】
図８は、注入帯電特性と放電帯電特性の相違を説明するための図である。純粋な放電帯電では帯電部材への印加電圧が所定の放電開始電圧に達するまでは帯電電位は変化せず、放電開始電圧を超えたのちに帯電電位が変化し始める。このため感光体表面に帯電を行うためには、放電開始電圧をＶｔｈとするとＶｔｈ以上の電圧を帯電部材に印加する必要がある。
一方、純粋な注入帯電では帯電部材への印加電圧に比例して感光体の帯電電位が変化する。
【０００４】
また、従来の電荷注入層は絶縁性バインダー中に酸化錫や酸化インジウムのような導電性微粒子を分散させて、注入層の抵抗をコントロールしている。
例えば、下記特許文献１の段落００２４欄には、導電性粒子としてアンチモンまたはインジウム等をドーピングして導電化処理した酸化錫が、００２７欄には酸化チタンが開示されており、また下記特許文献２の段落００４３欄には「導電性粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、酸化ジルコニウム等の超微粒子を用いることができる。これら金属酸化物は１種類もしくは２種類以上を混合して用いることができる」と記載されている。
これ等の感光体表面に存在する導電性微粒子は、帯電部材と接触し、電圧を印加されたとき、帯電部材から感光体への電荷を注入するための微小電極（以下注入サイトと記す）の役目をすると考えられている。感光体表面を均一に注入帯電するためには、電荷の注入を可能にする注入サイトをできる限り多く形成する必要がある。そのためには、電荷注入層には注入サイトである導電性微粒子を多量に含有させる必要がある。一方、電荷注入層に導電性微粒子を多く含有させると、微粒子間距離が近接して感光体表面の抵抗が低くなり、感光体表面に形成された潜像電荷が感光体表面方向に漏洩し易くなり、潜像が崩れ、そのため、トナー画像がボケたり、流れてしまったりするため、シャープな画像が形成されにくくなる欠点を有する。そのため、導電性微粒子は電荷注入層内で、適度な距離を保った状態で存在するように設計せねばならない。これらの制約条件のため、従来の電荷注入層に注入サイトとして導電性粒子を用いた注入帯電用感光体では、均一で、かつ緻密な帯電が困難であり、特に中間調画像を形成すると、緻密さに欠けた、ざらついた画質になってしまう欠点を有している。さらに、金属酸化物のような硬い粒子が多く表面に存在すると、クリーニングブレードや、帯電部材などの柔らかい作像部材を傷つけ、それに基づくスジ上の帯電ムラやクリーニング不良を引き起こしてしまう欠点を有している。
【０００５】
また、下記特許文献３には、感光層の上にある電荷注入層に光、または熱によって抵抗値が可逆に変化する導電物質を含有させ、帯電の前または帯電の後に露光を行い、注入帯電における帯電むらを解消する手段が開示されている。光、または熱によって抵抗値が可逆に変化する導電物質としては、酸化亜鉛やポリビニルカルバゾールが開示されている。しかしこれらの光応答性の導電物質は、紫外光領域に吸収を示す物質であり、帯電効果が少なく、感光体表面に照射する露光光源としては４００nm以下の紫外線を用いる必要がある。感光体の構成成分、特に有機材料が主成分のＯＰＣ感光体組成分は紫外線で劣化がおこり、感光体表面の電気的抵抗を低下させて場像ボケを発生したり、感光体表面が摩耗し易くなり、感光体の寿命を低下させる。また、高エネルギーの紫外線露光によって、メモリー現象が発生し、画像上に残像が発生する欠点を有している。
【０００６】
また、下記特許文献４には光導電性を有する静電荷潜像担持体の光導電性部分を可視光露光によって低抵抗化し、電圧を印加して感光体に電荷を注入して帯電を行う方法が開示されているが、下記で説明する本発明の構成を示唆する記述はない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３９２１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６５０８６号公報
【特許文献３】
特開平１０―３１３２１号公報
【特許文献４】
特開２００１−１４７５７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の導電性微粒子含有の電荷注入層を用いた注入帯電用感光体の上記欠点を解決し、画像特性に優れ、帯電時におけるオゾン、窒素酸化物などの発生を抑えられる電子写真感光体、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、感光体に帯電部材を接触させ、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材と前記感光体との接触部から電荷を注入して前記感光体を帯電する工程を有する電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体において、前記感光体が導電性支持体とその上に形成された感光層と電荷注入層とを有し、前記電荷注入層は粒子状有機電荷発生物質を含有し、かつ前記感光体を表面側から露光する際に用いられる光を５０％以上透過することを特徴とする電子写真感光体である。
請求項２の発明は、感光体に帯電部材を接触させ、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材と前記感光体との接触部から電荷を注入して前記感光体を帯電する工程を有する電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体において、前記感光体が光透過性の導電性支持体とその上に形成された感光層と電荷注入層とを有し、かつ前記電荷注入層が粒子状有機電荷発生物質を含有することを特徴とする電子写真感光体である。
請求項３の発明は、前記電荷注入層が、電荷輸送物質をさらに含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真感光体である。
請求項４の発明は、前記粒子状有機電荷発生物質が、アゾ化合物およびフタロシアニン化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子写真感光体である。
請求項５の発明は、前記電荷輸送物質が、電子供与性化合物であることを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体である。
請求項６の発明は、前記電荷注入層が、フィラーを含有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子写真感光体である。
請求項７の発明は、前記感光層が、電荷発生層と電荷輸送層とからなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電子写真感光体である。
請求項８の発明は、前記電子写真感光体が、エンドレスベルト状感光体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真感光体である。
請求項９の発明は、少なくとも、電子写真感光体と、前記感光体に接触配置した帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材および感光体間の接触部から電荷を直接注入して前記感光体を帯電する手段と、前記感光体に像露光を行って感光体に静電荷潜像を形成する露光手段と、前記静電荷潜像を現像して前記感光体表面にトナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像を記録体上に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記感光体が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１０の発明は、前記電子写真感光体が請求項７に記載の電子写真感光体であり、かつ静電荷潜像を形成するための像露光が前記支持体側から行われることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
請求項１１の発明は、前記電子写真感光体が、エンドレスベルト状感光体であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
請求項１２の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のいずれかの感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段および転写手段から選択された少なくとも１つの手段とを着脱自在に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の感光体の基本構造を説明するための断面図である。図１において、本発明の感光体は、導電性支持体１１上に少なくとも、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する感光層１２と電荷注入層１３とを有している。電荷注入層１３は、粒子状有機電荷発生物質を含有する。
【００１１】
（電荷注入層）
電荷注入層１３に用いられる粒子状有機電荷発生物質としては、従来、電子写真用の電荷発生物質として公知の材料を用いることができる。例えば、各種金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。中でも好ましくは、アゾ化合物およびフタロシアニン化合物から選択された１種以上であるのがよい。また、粒子状有機電荷発生物質の粒径は、帯電の均一性を考慮して１μｍ以下、更には０．００１μｍ〜０．５μｍが好ましい。これら粒子状有機電荷発生物質を含有した電荷注入層を表面に有した感光体が電荷注入帯電可能になる機構は明確にされていないが、以下のように考えられる。電子写真用の電荷発生物質は光を吸収して電荷を生成する機能を有しているが、その内部または表面に暗所電界下において正負極性の電荷に分離されやすい箇所を有している。電圧印加手段によって電圧が印加されると、その箇所で電荷分離が起こり、印加電圧と逆極性の電荷が電荷注入層中を帯電部材まで輸送され、部材に注入されて、印加電圧と同極性の帯電が起こると考えられる。
【００１２】
感光層１２上に電荷注入層１３を設けるには、上述した粒子状有機電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン、メチルエチルケトン等の有機溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により微粒子に分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などを用いて行なうことができる。
電荷注入層１３に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、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、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合樹脂などが用いられる。また、メラミン樹脂、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も使用可能である。これらのバインダー樹脂は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００１３】
また本発明者らの検討によれば、電荷注入層１３にさらに電荷輸送物質を添加することで、暗所での電荷注入の効率が高くなり、より高い注入帯電が可能となることが見出された。
これは、電荷発生物質と同時に電荷輸送物質を含有させることで、電荷発生物質と電荷輸送物質の接触界面近傍で電界によって比較的容易に分離される正負両極性の電荷対が新たに生成し、印加電圧と逆極性の電荷が電荷輸送物質、または電荷発生物質を経由して帯電部材まで輸送され、帯電部材に注入されて、印加電圧と同極性の帯電が起こるためと考えられる。
電荷注入層１３に添加する電荷輸送物質としては電子輸送物質と正孔輸送物質とが挙げられるが、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−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
正孔輸送物質としては、例えば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、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
これらの電子輸送物質と正孔輸送物質は併用することもできるが、中でも電子供与性化合物である正孔輸送物質が好ましい。
【００１４】
また、電荷注入層１３には、層の膜強度を強化するために、フィラーを含有してもよい。フィラーには、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、無機性フィラー材料としては、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、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、フィラーの硬度の点から無機フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。さらに高画質化に有効なフィラーとしては、電気絶縁性が高いフィラーが好ましく、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等が特に有効に使用できる。これらフィラーは、２種類以上を混合して使用することも可能である。酸化インジウム、酸化錫のような導電性フィラーは本発明の粒子状有機電荷発生物質と混合することで、電荷注入効率を更に向上することが期待できるが、粒子が互いに接触すると感光体表面方向への電荷の流れが生じて画像ボケ、画像流れの発生の原因となる。そのため、導電性粒子は、互いに接触しない程度に含有されるのが望ましい。
【００１５】
（導電性支持体）
導電性支持体１１としては、体積抵抗１０10 Ω・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を使用することができる。
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として用いることができる。
エンドレスベルト状の感光体を用いた場合、電荷注入層１３と帯電部材との接触部分が感光体の駆動方向に長くすることができ、電圧印加時間が長くとれるため、電荷注入効率が高くなり、帯電電位の高い、均一で安定した帯電が行われる。
この他、上記支持体１１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についても、本発明における導電性支持体１１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。
さらに、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、ポリテトラフルオロエチレン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、適当な円筒基体上に導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
また、支持体を光透過性にすることで、支持体側からの像露光、除電露光が可能になり、感光体の内側に露光装置を組み入れて、画像形成装置をコンパクトに設計することが可能である。光透過性の支持体としては、例えば、光透過性のガラス基体やプラスチック基体に酸化インジウムや酸化錫のような光透過性の導電物質を蒸着やスパッタリング、化学処理等で付着させるか、これらの導電性微粒子を結着樹脂に分散させた塗料を塗布、乾燥して作成したものが使用可能である。
【００１６】
（感光層）
感光層１２は、単層型でも積層型でもよいが、ここでは積層型について述べる。図２は、積層型感光層を用いた本発明の感光体の一例を説明するための断面図である。
図２において、感光体は導電性支持体１１上に感光層１２として電荷発生層１２ａと電荷輸送層１２ｂが設けられ、表面に電荷注入層１３が積層されている。さらに導電性支持体１１と感光層１２との間に下引き層１４が設けられている。
【００１７】
まず、電荷発生層１２ａについて説明する。電荷発生層１２ａは画像露光を吸収して正負両極性の光電荷を生成する機能を有する。そのため電荷発生層１２ａは電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。
これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層１２ａに必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、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−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。さらに必要に応じて、電荷輸送物質を添加してもよい。正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。例えば、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、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層１２ａを形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、後者のキャスティング法によって電荷発生層１２ａを設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などを用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層１２ａの膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍである。
【００１８】
次に、電荷輸送層１２ｂについて説明する。
電荷輸送層１２ｂは、電荷発生層１２ａで生成した電荷を注入して、その電荷を感光体表面まで輸送し、表面の帯電電荷と中和して、画像露光に対応した静電荷潜像を形成する機能を有する。そのために電荷輸送層１２ｂは電荷輸送物質を主成分とした層であり、必要に応じて電荷輸送物質をバインダー樹脂とともに溶解、塗工して形成される。必要に応じて電荷輸送物質とともに溶解、塗工し電荷輸送層とし使用できバインダー樹脂としてはフィルム性の良いポリカーボネート（ビスフェノールＡタイプ、ビスフェノールＺタイプ、ビスフェノールＣタイプ、あるいはこれら共重合体）、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエステル、メタクリル樹脂、ポリスチレン、酢酸ビニル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダーは、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
電荷輸送層１２ｂに使用される電荷輸送物質は、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体（例えば特開昭５２−１３９０６５号公報、特開昭５２−１３９０６６号公報等参照）、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体（例えば特願平１−７７８３９号参照）、ベンジジン誘導体（例えば特公昭５８−３２３７２号公報参照）、α−フェニルスチルベン誘導体（例えば特開昭５７−７３０７５号公報参照）、ヒドラゾン誘導体（例えば特開昭５５−１５４９５５号公報、特開昭５５−１５６９５４号公報、特開昭５５−５２０６３号公報、特開昭５６−８１８５０号公報参照）、トリフェニルメタン誘導体（例えば特公昭５１−１０９８３号公報参照）、アントラセン誘導体（例えば特開昭５１−９４８２９号公報参照）、スチリル誘導体（例えば特開昭５６−２９２４５、特開昭５８−１９８０４３号公報参照）、カルバゾール誘導体（例えば特開昭５８−５８５５２号公報参照）、ピレン誘導体（例えば特願平２−９４８１２号参照）などを使用することができる。
また、電荷輸送層１２ｂとしては高分子電荷輸送物質を溶解、塗工して使用することができる。高分子電荷輸送物質の例としてはアリールアミンを主鎖および側鎖にもつもの、特開平５−２０２１３５号公報記載のアリールアミン骨格をもつアクリル樹脂、ポリビニルカルバゾールなどが用いられる。
【００１９】
次に下引き層１４について説明する。
本発明に用いられる電子写真感光体には、導電性支持体１１と感光層１２との間に（積層タイプの場合は、導電性支持体１１と電荷発生層１２ａとの間に）下引き層１４を設けることができる。下引き層１４は、接着性を向上する、モアレ防止、電荷ブロッキング、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層１４は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層１２を溶剤でもって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、ポリアクリル酸等の水溶性樹脂、共重合性ナイロン、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、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など挙げられる。また、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、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。
さらに下引き層１４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して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。この他に、下引き層１４には酸化アルミニウム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、ＳｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法にて設けたものも良好に使用できる。
【００２０】
また本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は、有機物を含む層ならばいずれに添加してもよいが、電荷輸送物質を含む層に添加すると良好な結果が得られる。
本発明に用いることができる酸化防止剤として、下記のものが挙げられる。
モノフェノール系化合物：
２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートなど。
ビスフェノール系化合物：
２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）など。
高分子フェノール系化合物：
１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３’−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアアシッド］グリコールエステル、トコフェロール類など。
パラフェニレンジアミン類：
Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミンなど。
ハイドロキノン類：
２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノンなど。
有機硫黄化合物類：
ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３’−チオジプロピオネートなど。
有機燐化合物類：
トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィンなど。
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
本発明における酸化防止剤の添加量は、電荷輸送物質１００重量部に対して０．１〜１００重量部、好ましくは２〜３０重量部である。
【００２１】
次に図面を用いて本発明の画像形成装置を詳しく説明する。
図３は、本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。
図３において、感光体１は、導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層と電荷輸送層からなる感光層、粒子状有機電荷発生物質、または粒子状有機電荷発生物質と電荷輸送物質とを含有した電荷注入層を有する感光体である。
帯電部材２は、感光体１と接触し、図示しない電源によって感光体１に電圧を印加し感光体１に所望の電位にまで電荷注入帯電を行う。帯電印加部材としては、金属等の導電性芯ロール上にシリコーンゴムやウレタンゴム中にカーボン等の導電性微粒子を分散させた導電性ゴムをコートした弾性のある導電性ローラーが使用可能である。この導電性ローラーの抵抗は１０１０Ωcm以下が好ましい。下記で説明する本発明の実施例では直径８mmのステンレス製軸上に体積抵抗率約１０４Ωcmの導電性ウレタン弾性層を設けた導電性ローラーを用いた。また、固定支持されたマグネットロールと、このマグネットロール外側に回転自在に設けられた非磁性スリーブと、マグネットロールの磁力によって非磁性スリーブ上に吸着させられた磁性粒子とを有し、マグネットロールの磁力により穂立ちさせられて磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシと感光体とが接触するように設計された所謂磁気ブラシ帯電部材を用いることも可能である。これらの部材によって、帯電部材および感光体間の接触部から電荷を直接注入して感光体１を帯電させることができる。
画像露光手段３の光源としては、感光層の感光波長領域の光を発する光源であればよい。例えば、従来電子写真で用いられてきたアナログ画像露光用光源であるハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯など、又ディジタル画像露光用のＬＤ、ＬＥＤ，蛍光灯ドットアレイなどが用いることができる。又図３には露光方法として、感光体表面側から画像露光する場合が記載されているが、上述の如く、感光体の支持体を光透過性にすることで、画像露光を感光体の支持体側から行うことも可能である。図３の如く感光体表面側から画像露光する場合に用いられる光源の露光波長は、感光層での吸収効率を高くするために、前記電荷注入層での光透過率はができる限り高いことが好ましく、電荷注入層での透過率が５０％以上の波長を用いるのがよい。この画像露光によって感光体表面に静電荷潜像が形成される。
感光体１表面に静電荷潜像を形成した後、現像手段４で、トナー像を形成する。
感光体１表面に形成されたトナー像は、転写紙などの記録部材５へ転写手段６によって転写される。記録部材５へのトナー像の転写は図３の如く記録部材５への直接転写以外に、中間転写体へ転写した後、最終的記録体へ転写する、所謂中間転写方式を用いてもよい。その後、転写紙は図示されない定着手段によってトナー像が定着される。感光体１上の残留トナーはクリーニングファーブラシやクリーニングブレードなどのクリーニング手段７により除去され、次の電子写真サイクルに移る。また必要によっては、除電ランプなどの除電手段８を用いて、帯電前に感光体１表面の電荷を除電してもよい。
【００２２】
図４は、エンドレスベルト状感光体を用いた本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。感光体１は導電性支持体上に少なくとも、感光層と粒子状有機電荷発生物質を含有した電荷注入層を有するベルト状感光体である。このベルト状感光体は駆動ローラー９ａおよび従動ローラー９ｂにより駆動、支持され、矢印方向に移動する。感光体１は帯電部材２によって注入帯電され、画像露光手段３による像露光によって静電荷潜像を形成する。この静電荷潜像は現像手段４でトナー現像され、転写手段６によって紙等の記録部材上に転写される。記録部材は図示していない定着手段によって画像が定着される。次に感光体１上の残留トナーはクリーニングファーブラシやクリーニングブレードなどのクリーニング手段７により除去され、次の電子写真サイクルに移る。また必要によっては、除電ランプなどの除電手段８を用いて、帯電前に感光体１表面の電荷を除電してもよい。
感光体１の支持体が光透過性の場合は、画像露光手段や除電光源などをベルトの内側に設置して、支持体側より光照射が行なわれる。この場合は装置がコンパクトになる利点がある。
なお、エンドレスベルト状感光体１と駆動ローラー９ａおよび従動ローラー９ｂとが一体で、装置への脱着が自在にできるようにユニット化することも可能である。
本発明の画像形成装置は、上記に限定されるものではなく、少なくとも、粒子状有機電荷発生物質を含有した電荷注入層を有する感光体に注入帯電を行い、露光により、静電潜像を形成する工程を含む画像形成装置であれば、どのようなものであってもかまわない。
【００２３】
以上に示すような画像形成装置は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、他に帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段、転写手段等を含んだ１つの装置（部品）である。
図５は本発明のプロセスカートリッジの一例を説明するための図である。
感光体１の周辺には、帯電部材２、内部にドクター４１、現像スリーブ４２、搬送スクリュー４３および現像剤セットケース４４を備えるとともに感光体１表面に現像材を適量供給する現像手段４、画像転写後に感光体表面をクリーニングするブレード７１およびトナー搬送コイル７２を備えたクリーニング手段７が一体に組み込まれている。
このプロセスカートリッジは、画像露光手段、転写手段、除電手段、定着手段、記録部材の搬送手段などの画像形成に必要な手段を具備した画像形成装置に着脱自在に取り扱い可能なように形成されている。
なお、前記カートリッジに搭載される感光体１は、導電性支持体上に少なくとも、感光層と粒子状有機電荷発生物質を含有した電荷注入層を有する感光体である。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらの例によって制限されるものではない。
実施例１
外径１００ｍｍφのアルミニウム製円筒管上に、下記下引き層塗工液を乾燥後の膜厚が３．５μｍになるように浸漬法で塗工し、下引き層を形成した。
【００２５】
（下引き層用塗工液）
アルキッド樹脂 ３重量部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ：大日本インキ化学工業）
メラミン樹脂 ２重量部
（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０：大日本インキ化学工業）
酸化チタン ２０重量部
（ＣＲ−ＥＬ：石原産業）
メチルエチルケトン １００重量部
【００２６】
この下引き層上にオキソチタニウムフタロシアン顔料を含む下記電荷発生層塗工液を浸漬塗工し、１１０℃、２０分、加熱乾燥させ、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００２７】
（電荷発生層用塗工液）
オキソチタニウムフタロシアニン顔料 ５重量部
ブチラール樹脂（エスレックＢＭＳ：積水化学） ２重量部
テトラヒドロフラン ８０重量部
【００２８】
次に、この電荷発生層上に下記構造の電荷輸送物質を含む電荷輸送層用塗工液を用いて、浸積塗工し、１３０℃、２０分加熱乾燥させ、膜厚２０μｍの電荷輸送層とした。
【００２９】
（電荷輸送層用塗工液）
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート １重量部
下記化１構造の電荷輸送物質 １重量部
テトラヒドロフラン １０重量部
【００３０】
【化１】
続いて、電荷輸送層上に、下記電荷注入層塗工液をスプレー塗工法で塗布、室温乾燥後、１６０℃、２０分加熱乾燥して、膜厚１μｍの電荷注入層を形成し、電荷注入帯電用の感光体を作成した。
【００３２】
（電荷注入層塗工液）
下記化２構造のビスアゾ顔料（粒径：約０．２μｍ） ３重量部
前記化１構造の電荷輸送物質 ３重量部
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート １重量部
テトラヒドロフラン １００重量部
シクロヘキサノン ４０重量部
【００３３】
【化２】
このように作成した感光体の注入帯電特性を、図６に示す帯電特性測定装置を用いて、下記のごとく測定を行った。図６の装置は、感光体１を帯電部材２により注入帯電させ、帯電電位を表面電位計６１により測定するものである。なおこの装置は除電ローラー６２を備えている。具体的には、１５０mm／sの速度で回転する感光体１に、帯電部材２として１６mmφ、電気抵抗１０４Ωｃｍのシリコンゴムローラを接触させ、連れ周り状態で−４００Ｖの電圧を印加した時の帯電電位を測定したところ、−３４０Ｖ帯電した。
図７は、印加電圧を変化させた時の帯電特性を説明するための図である。
感光体１の帯電電位は印加電圧に比例して増加しており、放電帯電特有の放電開始電圧Ｖｔｈが観測されず、本発明の感光体は注入帯電されていることを示唆している。
【００３５】
次にこの感光体を用いて、図３に示す画像形成装置で画像形成を行った。
以下に画像形成方法を説明する。
帯電部材２として、直径８ｍｍのステンレス製軸上に体積抵抗率約１０４Ωｃｍの導電性ウレタン弾性層を設けた導電性ローラーを用い、感光体表面に接触し、−５００Ｖの電圧を印加した。感光体の初期帯電電位は−４２０Ｖであった。
画像露光手段３は、画像情報に従って帯電後の感光体に潜像を書き込むための装置であり、発振波長７８０ｎｍのレーザー光とポリゴンミラーミラーを用いた光走査装置で、６００ｄｐｉのドット画像を露光した。感光体への全面露光時の露光部の電位は−５０Ｖであった。
現像手段４としては負極性に帯電したトナーと磁性キャリアーからなる２成分現像剤を用いて反転現像を行った。転写は、導電性の帯電ローラに正極性の電圧を印加し、紙上に転写した。クリーニング手段７としては、ファーブラシクリーニングを用いた。
上記条件で画像を作成したところ、画像ボケがなく、中間調部も均一でざらつき感のない鮮明な画像が得られた。
次に−５００Ｖの電圧印加と７８０ｎｍのレーザーを全面露光しながら５０００回の繰り返しテストを行った後、２５℃、５０％（ＲＨ、以下同じ）、と３０℃、８５％の温湿度環境下で初期の画像形成と同様の方法で画像を作成したところ、いずれも画像ボケ、画像流れのない初期と同様の鮮明なドット画像が得られた。
さらに本感光体を用いて、画像形成を行ったところ、１００００枚の鮮明な画像が得られた。電荷注入層の摩耗量は０．１μｍであった。
【００３６】
実施例２
実施例１の電荷注入層に化１構造の電荷輸送物質を含有させない以外は、実施例１と同様に感光体を作成した。
実施例１と同様に帯電特性を測定した結果、帯電電位は印加電圧に比例した電荷注入帯電特性を示し、−４００Ｖの電圧印加で−２５５Ｖの帯電電位を示した。
この感光体を用いて、実施例１と同様に画像を作成したところ、画像ボケがなく、中間調部も均一でざらつき感のない鮮明な画像が得られた。
【００３７】
比較例１
実施例１で電荷注入層を設けなかった以外は実施例１と同様に感光体を作成した。
実施例１と同様に−４００Ｖの電圧印加で帯電特性を測定したが、−２０Ｖの帯電であった。
この感光体を用いて実施例１と同様に画像を作成したが、画像形成は出来なかった。
次に実施例１で用いた画像形成装置の電圧印加ローラーの代わりに、放電帯電用の非接触帯電ローラーを搭載し、コロナ放電により感光体表面に−３４０Ｖの帯電を行った以外は実施例１と同様に画像形成をしたところ、実施例１と同様に鮮明な初期画像が得られた。
その後、コロナ放電による−３４０Ｖの帯電と露光を５０００回繰り返した後、２５℃、５０％、と３０℃、８５％の環境下で画像を作成したところ、２５℃、５０％ＲＨ環境下で画像が太くぼけていた。また３０℃、９０％ＲＨ環境下では、画像流れが発生した。
以上のように、粒子状の有機電荷発生物質を電荷注入層に含有した実施例１，２の本発明の感光体は有機電荷発生物質を含有しない比較例の感光体に比べて一段と注入帯電効率が飛躍的に高く、さらに電荷輸送物質が含有されることで、注入帯電効率が向上することが判る。
また、本発明の感光体を使えば、従来の放電帯電を用いた場合より、画像ぼけが発生しにくい画像形成装置が提供できる。
【００３８】
実施例３
粒子状有機電荷発生物質としてオキソチタニウムフタロシアニン顔料を用いた以外は実施例１と同様に感光体を作成した。
この感光体を用いて、実施例１と同様に帯電特性測定装置用いてを測定したところ、帯電電位は印加電圧に比例して増加する注入帯電特性を示し、−４００Ｖの印加電圧で−３００Ｖ帯電した。
【００３９】
実施例４
導電性支持体として、表面に酸化インジウム薄膜をつけた外径１００mmの円筒状ガラス素管を用いた以外は実施例３と同様に注入帯電用感光体を作成した。この感光体を画像形成用の感光体とし、画像露光用光源として発振波長６５５nmＬＥＤアレイを円筒状ガラス素管内部の帯電部材２と現像装置４の間に設置した以外は、実施例１と同様の画像形成装置で、繰り返し画像形成を行ったところ、１００００枚の鮮明な画像が形成された。
【００４０】
実施例５
実施例１の粒子状有機電荷発生物質を下記化３構造のビスアゾ顔料に変更したこと以外は実施例１と同様に感光体を作成した。
この感光体を用いて、実施例１と同様に帯電特性測定装置用いてを測定したところ、帯電電位は印加電圧に比例して増加する注入帯電特性を示し、−４００Ｖの印加電圧で−３６０Ｖ帯電した。
【００４１】
【化３】
実施例６
実施例１の電荷輸送物質を、下記化４構造を有する化合物に変更したこと以外は実施例１と同様に感光体を作成した。この感光体の帯電特性を実施例１と同様に測定した結果、印加電圧に比例した電荷注入帯電特性を示し、−４００Ｖの電圧印加で−２２５Ｖの帯電電位を示した。
また実施例１と同様にして画像形成を行ったところ、鮮明なドット画像が得られた。
【００４３】
【化４】
実施例７
導電性支持体を電鋳法で作成した厚さ３０μｍ、周長１８０ｍｍ、ベルト幅３４０ｍｍの円筒状ニッケルベルトとし、その上に実施例１と同じ組成、膜厚の下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、電荷注入層を設けてエンドレスベルト状感光体を作成した。
この感光体を用い、図４記載の画像形成装置で画像作成を行った。
その際、エンドレスベルト感光体は直径２０mmの２本の駆動ローラーで、支持駆動され１５０mm／sの速度で回転させた。帯電部材２として１６mmφ、電気抵抗１０４Ωｃｍのシリコンゴムローラを接触させ、連れ周り状態で−４００Ｖの電圧を印加した時の帯電電位を測定したところ、−３９５Ｖ帯電した。
画像露光手段３は、画像情報に従って帯電後の感光体に潜像を書き込むための装置であり、発振波長７８０nmのレーザー光とポリゴンミラーミラーを用いた光走査装置で、６００dpiのドット画像を露光した。レーザー光の全面露光時の露光部電位は−５０Ｖであった。
現像は、負帯電トナーとキャリアーからなる２成分現像材を用いて反転現像を行った。転写手段は、導電性ローラに正極性の電圧を印加し、トナー画像を紙に転写した。クリーニング手段７は感光体表面の摩耗を少なくするために、ファーブラシを用いた。また、感光体と、２本の駆動、従動ローラーと電圧印加ローラーは一体化し、電子写真装置から着脱できるようユニット化された。
１００００枚の画像を形成したところ、画像ボケのない、中間調画像部に於いてもざらつき感の無い均一で鮮明な画像が得られた。
【００４５】
実施例８
下記電荷注入層塗工液を用いて乾燥膜厚１μｍの電荷注入層を感光層の表面に設けた以外は、実施例１と同様に注入帯電用の感光体を作成した。
【００４６】
（電荷注入層塗工液）
上記化２構造のビスアゾ顔料 ３重量部
上記化１構造の電荷輸送物質 ３重量部
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート １重量部
アルミナ ２重量部
（平均一次粒径：０ ．３ μｍ、「ＡＡ０３」住友化学工業製）
テトラヒドロフラン １００重量部
シクロヘキサノン ４０重量部
【００４７】
この感光体を実施例１と同様に帯電特性を測定ところ−３００Ｖ帯電した。
この感光体を用いて実施例１と同様に１００００枚の繰り返し画像形成を行ったところ、鮮明な画像が得られた。電荷注入層は摩耗していなかった。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、感光体に帯電部材を接触させ、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材と前記感光体との接触部から電荷を注入して前記感光体を帯電する工程を有する電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体において、前記感光体が導電性支持体とその上に形成された感光層と電荷注入層とを有し、前記電荷注入層は粒子状有機電荷発生物質を含有し、かつ前記感光体を表面側から露光する際に用いられる光を５０％以上透過することを特徴とする電子写真感光体であるので、電荷注入層に金属酸化物に比べて高抵抗なかつ電界下において適度な自由電荷が形成され、感光体表面方向の抵抗が低下することがなく、帯電部材からの電荷注入サイトを感光層表面に緻密に存在させることが可能となり、そのために、帯電が均一になり、画像ボケの発生がなく、ざらつきのない画像が得られる注入帯電用の電子写真感光体を提供できる。さらに、クリーニング部材や耐電部材を感光体と接触させても、摺擦によって傷つけ難く、スジ状の帯電不良やクリーニング不良が発生し難い電子写真感光体を提供できる。
また、請求項２の発明は、感光体に帯電部材を接触させ、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材と前記感光体との接触部から電荷を注入して前記感光体を帯電する工程を有する電子写真画像形成方法に用いられる電子写真感光体において、前記感光体が光透過性の導電性支持体とその上に形成された感光層と電荷注入層とを有し、かつ前記電荷注入層が粒子状有機電荷発生物質を含有することを特徴とする電子写真感光体であるので、感光体の支持体側に画像露光手段、除電光源を配置でき、コンパクトな画像形成装置の設計を可能にする感光体を提供できる。
【００４９】
請求項３の発明は、前記電荷注入層が、電荷輸送物質をさらに含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真感光体であるので、注入帯電効率が高くなり、高速度作像プロセスシステムにも対応可能となる感光体を提供できる。また帯電部材を小さくすることができ
【００５０】
請求項４の発明は、前記粒子状有機電荷発生物質が、アゾ化合物およびフタロシアニン化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真感光体であるので、注入帯電効率の高い感光体を提供できる。
【００５１】
請求項５の発明は、前記電荷輸送物質が、電子供与性化合物であることを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体であるので、高い正極性電荷担体（ホール）輸送機能を有するがために、高応答性の速い、負極性電荷注入帯電効率の高い感光体を提供できる。
【００５２】
請求項６の発明は、前記電荷注入層が、フィラーを含有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子写真感光体であるので、表面の機械強度が高く、摩耗が少なく信頼性の高い感光体を提供できる。
【００５３】
請求項７の発明は、前記感光層が、電荷発生層と電荷輸送層とからなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子写真感光体であるので、高感度な電荷注入帯電用感光体を提供できる。
【００５５】
請求項８の発明は、前記電子写真感光体が、エンドレスベルト状感光体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真感光体であるので、電圧印加手段と感光体間の幅広い接触を可能にし、均一で、安定な帯電特性を有する感光体を提供できる。
【００５６】
請求項９の発明は、少なくとも、電子写真感光体と、前記感光体に接触配置した帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加して前記帯電部材および感光体間の接触部から電荷を直接注入して前記感光体を帯電する手段と、前記感光体に像露光を行って感光体に静電荷潜像を形成する露光手段と、前記静電荷潜像を現像して前記感光体表面にトナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像を記録体上に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記感光体が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置であるので、画像流れ、画像ボケ、ざらつき、スジ状地汚れなどの異常画像の発生しない、信頼性の高い画像が形成でき、かつ放電生成物の発生が無く、省エネルギーな画像形成装置を提供できる。
【００５７】
請求項１０の発明は、前記電子写真感光体が請求項７に記載の電子写真感光体であり、かつ静電荷潜像を形成するための像露光が前記支持体側から行われることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置であるので、感光体の支持体側に画像露光手段、除電光源を配置でき、コンパクトな画像形成装置を提供できる。
【００５８】
請求項１１の発明は、前記電子写真感光体が、エンドレスベルト状感光体であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置であるので、帯電手段と感光体間の幅広い接触を可能にし、均一で、安定な注入帯電が可能となり、画像流れ、画像ボケ、ざらつき、スジ状地汚れなどの異常画像の発生しない、信頼性の高い画像形成装置を提供できる。
【００５９】
請求項１２の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のいずれかの感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段および転写手段から選択された少なくとも１つの手段とを着脱自在に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジであるので、画像流れ、画像ボケ、ざらつき、スジ状地汚れなどの異常画像の発生しない、信頼性の高いプロセスカートリッジを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感光体の基本構造を説明するための断面図である。
【図２】積層型感光層を用いた本発明の感光体の一例を説明するための断面図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。
【図４】エンドレスベルト状感光体を用いた本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。
【図５】本発明のプロセスカートリッジの一例を説明するための図である。
【図６】実施例で用いた帯電特性測定装置を説明するための図である。
【図７】印加電圧を変化させた時の帯電特性を説明するための図である。
【図８】注入帯電特性と放電帯電特性の相違を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電部材
３ 画像露光手段
４ 現像手段
６ 転写手段
７ クリーニング手段
８ 除電手段
１１ 導電性支持体
１２ 感光層
１２ａ 電荷発生層
１２ｂ 電荷輸送層
１３ 電荷注入層
１４ 下引き層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member, a process cartridge, and an image forming apparatus used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using a contact charging method.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic image forming apparatus charges a surface of a photoconductor to a predetermined potential, and selectively removes the charged potential by an exposure unit or a neutralization unit to form an electrostatic latent image. Is an image forming apparatus in which a toner image is formed by developing means.
In recent years, contact charging has been used as means for charging the surface of a photoreceptor. Contact charging is a charging method in which charging is performed by bringing a charging member such as a roller, a magnetic brush, or a fur brush into direct contact with a photosensitive member. Contact charging is attracting attention because it has the advantages of low ozone and low power compared to corona charging.
The charging mechanism of the photoreceptor in contact charging includes discharge charging and injection charging, and the charging characteristics are determined depending on which is dominant.
“Discharge electrification” is a mechanism in which a photoconductor is charged by a corona discharge phenomenon generated in a minute gap formed between a charging member and the photoconductor. In discharge charging, ozone, which is a discharge product, is inevitably generated, and thus hazards such as image flow may occur.
On the other hand, “injection charging” is a mechanism in which charges are directly injected from the contact portion between the charging member and the photosensitive member to charge the photosensitive member. A typical configuration for achieving injection charging is a configuration in which charge is injected by bringing a charging member into contact with a photoreceptor whose resistance value is adjusted by dispersing conductive particles in the surface layer (hereinafter, the charge in the photoreceptor is charged). A layer whose resistance value is adjusted so that can be injected is expressed as a “charge injection layer”). Such a system is disclosed, for example, in
Note that whether charging or injection charging is dominant when performing contact charging can be determined by examining the relationship between the voltage applied to the charging member and the charging potential on the surface of the photoreceptor.
[0003]
FIG. 8 is a diagram for explaining the difference between the injection charging characteristic and the discharge charging characteristic. In pure discharge charging, the charging potential does not change until the voltage applied to the charging member reaches a predetermined discharge start voltage, and the charge potential starts to change after the discharge start voltage is exceeded. For this reason, in order to charge the surface of the photoreceptor, it is necessary to apply a voltage equal to or higher than Vth to the charging member when the discharge start voltage is Vth.
On the other hand, in pure injection charging, the charging potential of the photoreceptor changes in proportion to the voltage applied to the charging member.
[0004]
The conventional charge injection layer controls the resistance of the injection layer by dispersing conductive fine particles such as tin oxide and indium oxide in an insulating binder.
For example, paragraph 0024 in the following
These conductive fine particles existing on the surface of the photosensitive member come into contact with the charging member, and when a voltage is applied, a microelectrode (hereinafter referred to as an injection site) for injecting a charge from the charging member to the photosensitive member. It is thought to play a role. In order to uniformly inject and charge the surface of the photoconductor, it is necessary to form as many injection sites as possible to inject charges. For this purpose, the charge injection layer needs to contain a large amount of conductive fine particles which are injection sites. On the other hand, when a large amount of conductive fine particles are contained in the charge injection layer, the distance between the fine particles is close and the resistance of the surface of the photoconductor is lowered, and the latent image charge formed on the surface of the photoconductor is likely to leak toward the surface of the photoconductor. As a result, the latent image collapses, and therefore, the toner image is blurred or flows, which makes it difficult to form a sharp image. Therefore, it is necessary to design the conductive fine particles so that they exist in an appropriate distance in the charge injection layer. Due to these constraints, it is difficult to charge uniformly and precisely in a conventional charge charging photoreceptor using conductive particles as injection sites in a charge injection layer. There is a drawback that the image quality becomes rough and rough. In addition, if there are many hard particles such as metal oxides on the surface, the cleaning blade and the soft imaging member such as the charging member may be damaged, resulting in charging unevenness on the streaks and poor cleaning. ing.
[0005]
In
[0006]
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-3921
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-265086
[Patent Document 3]
JP 10-31321 A
[Patent Document 4]
JP 2001-147576 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of a conventional photoreceptor for injection charging using a charge injection layer containing conductive fine particles, has excellent image characteristics, and suppresses generation of ozone, nitrogen oxide, etc. during charging. An object is to provide a photoconductor, an image forming apparatus, and a process cartridge.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a charging member is brought into contact with a photosensitive member, and a voltage is applied to the charging member toAboveIn an electrophotographic photosensitive member used in an electrophotographic image forming method including a step of charging the photosensitive member by injecting electric charge from a contact portion with the photosensitive member, the photosensitive member is formed on the conductive support. Has photosensitive layer and charge injection layerAnd beforeCharge injection layerIsContains particulate organic charge generating materialAnd 50% or more of light used for exposing the photoreceptor from the surface side is transmitted.An electrophotographic photosensitive member characterized by the above.
The invention of claim 2An electrophotographic image forming method comprising: contacting a charging member with a photosensitive member; applying a voltage to the charging member; and injecting charge from a contact portion between the charging member and the photosensitive member to charge the photosensitive member. In the electrophotographic photosensitive member used, the photosensitive member has a light-transmitting conductive support, a photosensitive layer formed thereon, and a charge injection layer, and the charge injection layer is a particulate organic charge generating material. It is characterized by containingAn electrophotographic photoreceptor.
Claim3According to the present invention, the charge injection layer further contains a charge
Claim4The present invention is characterized in that the particulate organic charge generating substance is at least one selected from an azo compound and a phthalocyanine compound.Any one of
Claim5The present invention is characterized in that the charge transport material is an electron donating compound.Claim 3The electrophotographic photoreceptor described in 1.
Claim6According to the present invention, the charge injection layer contains a filler.Any one of
Claim7The invention is characterized in that the photosensitive layer comprises a charge generation layer and a charge transport layer.Any one of
The invention according to
According to a ninth aspect of the invention, at least an electrophotographic photosensitive member, a charging member disposed in contact with the photosensitive member, and a voltage is applied to the charging member to directly inject charges from a contact portion between the charging member and the photosensitive member. A means for charging the photoconductor, an exposure means for performing image exposure on the photoconductor to form an electrostatic latent image on the photoconductor, and developing the electrostatic latent image to form a toner image on the surface of the photoconductor. 8. An electrophotographic photosensitive member according to
According to a tenth aspect of the present invention, the electrophotographic photosensitive member is the electrophotographic photosensitive member according to the seventh aspect, and image exposure for forming an electrostatic charge latent image is performed from the support side. An image forming apparatus according to
An eleventh aspect of the invention is the image forming apparatus according to the ninth aspect, wherein the electrophotographic photosensitive member is an endless belt-like photosensitive member.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the photosensitive member according to any one of the first to eighth aspects, and at least one means selected from a charging means, a developing means, a cleaning means, a charge eliminating means, and a transfer means. Is a process cartridge that is detachably provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the basic structure of the photoreceptor of the present invention. In FIG. 1, the photoreceptor of the present invention has at least a
[0011]
(Charge injection layer)
As the particulate organic charge generating material used for the
[0012]
In order to provide the
The binder resin used as necessary for the
[0013]
Further, according to the study by the present inventors, it has been found that by further adding a charge transport material to the
This is because a charge transport material is contained at the same time as the charge generation material, and a positive and negative charge pair that is relatively easily separated by an electric field in the vicinity of the contact interface between the charge generation material and the charge transport material is generated. It is considered that the charge having the opposite polarity to the applied voltage is transported to the charging member via the charge transporting material or the charge generating material and injected into the charging member, and charging having the same polarity as the applied voltage occurs.
Examples of the charge transport material added to the
Examples of the hole transport material include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, Examples include styryl anthracene, styryl pyrazoline, phenylhydrazones, α-phenyl stilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, and thiophene derivatives. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
These electron transport materials and hole transport materials can be used in combination, but among them, hole transport materials that are electron donating compounds are preferred.
[0014]
The
Examples of the organic filler material include fluororesin powder such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powder, and a-carbon powder. Examples of the inorganic filler material include silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, and alumina. Metal oxides such as zirconium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, calcium oxide, antimony-doped tin oxide, tin-doped indium oxide, and metal fluorides such as tin fluoride, calcium fluoride, and aluminum fluoride. Inorganic materials such as fluoride, potassium titanate, and boron nitride. Among these fillers, the use of inorganic fillers is advantageous for improving the wear resistance from the viewpoint of the hardness of the fillers. Further, as a filler effective for improving the image quality, a filler having high electrical insulation is preferable, and silica, titanium oxide, alumina, zinc oxide, zirconium oxide, and the like can be used particularly effectively. These fillers can be used in combination of two or more. A conductive filler such as indium oxide or tin oxide can be expected to further improve the charge injection efficiency by mixing with the particulate organic charge generating material of the present invention. This causes a flow of electric charge and causes image blur and image flow. Therefore, it is desirable that the conductive particles are contained to such an extent that they do not contact each other.
[0015]
(Conductive support)
The
Further, endless nickel belts and endless stainless steel belts disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.
When an endless belt-shaped photoconductor is used, the contact portion between the
In addition, a material obtained by dispersing conductive powder in an appropriate binder resin and coating it on the
Furthermore, it is electrically conductive on a suitable cylindrical substrate by a heat shrinkable tube containing the conductive powder in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, or polytetrafluoroethylene. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support of the present invention.
In addition, by making the support light-transmitting, image exposure and static elimination exposure from the support side are possible, and it is possible to design an image forming apparatus compactly by incorporating an exposure device inside the photoreceptor. is there. As the light-transmitting support, for example, a light-transmitting conductive material such as indium oxide or tin oxide is attached to a light-transmitting glass substrate or plastic substrate by vapor deposition, sputtering, chemical treatment, or the like. A material prepared by applying and drying a paint in which conductive fine particles are dispersed in a binder resin can be used.
[0016]
(Photosensitive layer)
The
In FIG. 2, the photosensitive member is provided with a charge generation layer 12a and a charge transport layer 12b as a
[0017]
First, the charge generation layer 12a will be described. The charge generation layer 12a has a function of absorbing image exposure and generating positive and negative photocharges. Therefore, the charge generation layer 12a is a layer mainly composed of a charge generation material, and a binder resin may be used as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.
Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, and amorphous silicon. In amorphous silicon, dangling bonds that are terminated with hydrogen atoms or halogen atoms, or those that are doped with boron atoms, phosphorus atoms, or the like are preferably used.
On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having fluorenone skeleton, azo pigments having oxadiazole skeleton, azo pigments having bis-stilbene skeleton, azo pigments having distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine faces , Indigoid pigments, and bisbenzimidazole pigments.
These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.
The binder resin used as necessary for the charge generation layer 12a is polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinylcarbazole. Polyacrylamide is used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. Furthermore, you may add a charge transport material as needed. Examples of the hole transporting material include the electron donating materials shown below and are used favorably. For example, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline , Phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
Methods for forming the charge generation layer 12a include a vacuum thin film preparation method and a casting method from a solution dispersion system. As the former method, a vacuum deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, or the like is used, and the above-described inorganic materials and organic materials can be satisfactorily formed. In order to provide the charge generation layer 12a by the latter casting method, a ball mill using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, or butanone together with the above-described inorganic or organic charge generation material together with a binder resin if necessary. It can be formed by dispersing with an attritor, sand mill or the like, and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. The coating can be performed using a dip coating method, a spray coating method, a bead coating method, or the like.
The film thickness of the charge generation layer 12a provided as described above is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.05 to 2 μm.
[0018]
Next, the charge transport layer 12b will be described.
The charge transport layer 12b injects the charge generated in the charge generation layer 12a, transports the charge to the surface of the photoreceptor, and neutralizes the charged charge on the surface to form an electrostatic charge latent image corresponding to image exposure. Has the function of For this purpose, the charge transport layer 12b is a layer mainly composed of a charge transport material, and is formed by dissolving and coating the charge transport material together with a binder resin as necessary. If necessary, it can be dissolved and coated with a charge transport material and used as a charge transport layer. As a binder resin, polycarbonate with good film properties (bisphenol A type, bisphenol Z type, bisphenol C type, or copolymers thereof), polyarylate Polysulfone, polyester, methacrylic resin, polystyrene, vinyl acetate, epoxy resin, phenoxy resin and the like are used. These binders can be used alone or as a mixture of two or more.
Charge transport materials used for the charge transport layer 12b include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives (see, for example, JP-A Nos. 52-139065 and 52-139066), imidazole derivatives, triphenylamine derivatives. (See, for example, Japanese Patent Application No. 1-77839), benzidine derivatives (see, for example, Japanese Patent Publication No. 58-32372), α-phenylstilbene derivatives (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-73075), hydrazone derivatives (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. See JP 55-154955, JP 55-15694, JP 55-52063, JP 56-81850, triphenylmethane derivatives (see, for example, Japanese Patent Publication No. 51-10983). ), Anthracene derivatives (see, for example, JP-A-51-94829), Ril derivatives (see, for example, JP-A-56-29245, JP-A-58-198043), carbazole derivatives (see, for example, JP-A-58-58552), pyrene derivatives (see, for example, Japanese Patent Application No. 2-94812) Etc. can be used.
The charge transport layer 12b can be used by dissolving and coating a polymer charge transport material. Examples of the polymer charge transporting material include those having an arylamine in the main chain and side chain, an acrylic resin having an arylamine skeleton described in JP-A No. 5-202135, and polyvinylcarbazole.
[0019]
Next, the undercoat layer 14 will be described.
The electrophotographic photosensitive member used in the present invention has an undercoat layer between the
Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and polyacrylic acid, alcohol-soluble resins such as copolymerizable nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins. And a curable resin that forms a three-dimensional network structure. Further, fine powders such as metal oxides exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like, or metal sulfides and metal nitrides may be added.
Further, as the undercoat layer 14, a metal oxide layer formed by using, for example, a sol-gel method using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like is also useful. In addition, the undercoat layer 14 is formed by anodizing aluminum oxide, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO, SnO.2TiO2, ITO, CeO2A material provided with an inorganic material such as a vacuum thin film can also be used favorably.
[0020]
In the present invention, an antioxidant may be added for the purpose of preventing the decrease in sensitivity and the increase in residual potential, in order to improve the environmental resistance. The antioxidant may be added to any layer containing an organic substance, but good results are obtained when it is added to a layer containing a charge transport material.
The following are mentioned as antioxidant which can be used for this invention.
Monophenol compounds:
2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate and the like.
Bisphenol compounds:
2,2′-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis- ( 3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4′-butylidenebis- (3-methyl-6-t-butylphenol) and the like.
High molecular phenolic compounds:
1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t- Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis (4 ′) -Hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, tocopherols and the like.
Paraphenylenediamines:
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.
Hydroquinones:
2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) ) -5-methylhydroquinone and the like.
Organic sulfur compounds:
Dilauryl-3,3'-thiodipropionate, distearyl-3,3'-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3'-thiodipropionate, and the like.
Organophosphorus compounds:
Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine, and the like.
These compounds are known as antioxidants such as rubbers, plastics and fats and oils, and commercially available products can be easily obtained.
The addition amount of the antioxidant in the present invention is 0.1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the charge transport material.
[0021]
Next, the image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 3, a
The charging
The light source for the image exposure means 3 may be any light source that emits light in the photosensitive wavelength region of the photosensitive layer. For example, a halogen lamp, a xenon lamp, or a fluorescent lamp, which is a light source for analog image exposure conventionally used in electrophotography, or an LD, LED, or fluorescent lamp dot array for digital image exposure can be used. FIG. 3 shows an exposure method in which an image is exposed from the surface of the photoconductor. As described above, image exposure is supported by making the photoconductor support transparent. It can also be done from the body side. As shown in FIG. 3, the exposure wavelength of the light source used for image exposure from the surface side of the photoreceptor is such that the light transmittance in the charge injection layer is as high as possible in order to increase the absorption efficiency in the photosensitive layer. Preferably, a wavelength having a transmittance of 50% or more in the charge injection layer is used. By this image exposure, an electrostatic charge latent image is formed on the surface of the photoreceptor.
After an electrostatic charge latent image is formed on the surface of the
The toner image formed on the surface of the
[0022]
FIG. 4 is a view for explaining an example of the image forming apparatus of the present invention using the endless belt-like photoconductor. The
When the support of the
Note that the endless belt-
The image forming apparatus of the present invention is not limited to the above. At least, the photosensitive member having a charge injection layer containing a particulate organic charge generation material is charged by injection, and an electrostatic latent image is formed by exposure. Any image forming apparatus including a process for performing the process may be used.
[0023]
The image forming apparatus as described above may be fixedly incorporated in a copying apparatus, a facsimile machine, or a printer, but may be incorporated in these apparatuses in the form of a process cartridge. A process cartridge is a single device (part) that contains a photosensitive member and includes a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a cleaning unit, a charge eliminating unit, a transfer unit, and the like.
FIG. 5 is a view for explaining an example of the process cartridge of the present invention.
In the periphery of the
This process cartridge is formed so that it can be detachably handled by an image forming apparatus having means necessary for image formation, such as image exposure means, transfer means, static elimination means, fixing means, and conveying means for recording members. .
The
[0024]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not restrict | limited by these examples.
Example 1
The following undercoat layer coating solution was applied onto an aluminum cylindrical tube having an outer diameter of 100 mmφ by an immersion method so that the film thickness after drying was 3.5 μm, thereby forming an undercoat layer.
[0025]
(Coating liquid for undercoat layer)
3 parts by weight of alkyd resin
(Beccosol 1307-60-EL: Dainippon Ink and Chemicals)
2 parts by weight of melamine resin
(Super Becamine G-821-60: Dainippon Ink and Chemicals)
20 parts by weight of titanium oxide
(CR-EL: Ishihara Sangyo)
100 parts by weight of methyl ethyl ketone
[0026]
On this undercoat layer, the following charge generation layer coating solution containing an oxotitanium phthalocyanine pigment was dip-coated and dried by heating at 110 ° C. for 20 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.
[0027]
(Coating solution for charge generation layer)
5 parts by weight of oxotitanium phthalocyanine pigment
Butyral resin (ESREC BMS: Sekisui Chemical) 2 parts by weight
80 parts by weight of tetrahydrofuran
[0028]
Next, the charge generation layer is dip-coated using a charge transport layer coating solution containing a charge transport material having the following structure, dried by heating at 130 ° C. for 20 minutes, and a charge transport layer having a thickness of 20 μm. It was.
[0029]
(Coating liquid for charge transport layer)
Bisphenol Z-
1 part by weight of charge transport material with the following
Tetrahydrofuran 10 parts by weight
[0030]
[Chemical 1]
Subsequently, on the charge transport layer, the following charge injection layer coating solution is applied by spray coating, dried at room temperature, and then heated and dried at 160 ° C. for 20 minutes to form a charge injection layer having a thickness of 1 μm. A photoconductor for charging was prepared.
[0032]
(Charge injection layer coating solution)
3 parts by weight of a bisazo pigment having the following chemical structure 2 (particle size: about 0.2 μm)
3 parts by weight of the charge transport material having the
Bisphenol Z-
40 parts by weight of cyclohexanone
[0033]
[Chemical 2]
The injection charging characteristics of the photoconductor prepared as described above were measured as follows using a charging characteristics measuring apparatus shown in FIG. In the apparatus of FIG. 6, the
FIG. 7 is a diagram for explaining the charging characteristics when the applied voltage is changed.
The charging potential of the
[0035]
Next, using this photoreceptor, an image was formed by the image forming apparatus shown in FIG.
The image forming method will be described below.
The charging
The image exposure means 3 is a device for writing a latent image on a charged photoreceptor in accordance with image information, and a 600 dpi dot image was exposed by an optical scanning device using a laser beam having an oscillation wavelength of 780 nm and a polygon mirror mirror. . The potential of the exposed portion at the time of exposing the entire surface of the photoreceptor was −50V.
As the developing
When an image was created under the above conditions, a clear image with no image blur, a uniform halftone portion, and no roughness was obtained.
Next, after applying a voltage of −500 V and exposing the entire surface with a 780 nm laser, the test was repeated 5000 times. When an image was created by the same method as the initial image formation, a clear dot image similar to the initial one with no image blur and image flow was obtained.
Further, when image formation was performed using this photoconductor, 10,000 clear images were obtained. The wear amount of the charge injection layer was 0.1 μm.
[0036]
Example 2
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 1 except that the charge injection layer of Example 1 did not contain a charge transport material having a chemical structure.
As a result of measuring the charging characteristics in the same manner as in Example 1, the charging potential showed a charge injection charging characteristic proportional to the applied voltage, and a charging potential of -255 V was shown when a voltage of -400 V was applied.
Using this photoreceptor, an image was produced in the same manner as in Example 1. As a result, a clear image with no image blur, a uniform halftone portion, and no roughness was obtained.
[0037]
Comparative Example 1
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 1 except that the charge injection layer was not provided in Example 1.
The charging characteristics were measured by applying a voltage of −400 V in the same manner as in Example 1, and the charging was −20V.
An image was produced using this photoreceptor in the same manner as in Example 1, but no image could be formed.
Next, in place of the voltage application roller of the image forming apparatus used in Example 1, a non-contact charging roller for discharge charging is mounted, and the surface of the photoconductor is charged with -340 V by corona discharge, and Example 1 is used. When an image was formed in the same manner as in Example 1, a clear initial image was obtained as in Example 1.
Then, after charging 340 V by corona discharge and exposure 5000 times, an image was created in an environment of 25 ° C., 50%, 30 ° C., and 85%, and the image was obtained in an environment of 25 ° C. and 50% RH. Was thickly blurred. In addition, image flow occurred under an environment of 30 ° C. and 90% RH.
As described above, the photoconductors of the present invention of Examples 1 and 2 containing the particulate organic charge generating material in the charge injection layer are more injection charged than the photoconductor of the comparative example not containing the organic charge generating material. It can be seen that the injection charging efficiency is improved when the charge transport material is further contained.
Further, if the photoconductor of the present invention is used, an image forming apparatus in which image blur is less likely to occur than in the case of using conventional discharge charging can be provided.
[0038]
Example 3
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 1 except that an oxotitanium phthalocyanine pigment was used as the particulate organic charge generating material.
Using this photoconductor, measurement was performed using a charging characteristic measuring apparatus in the same manner as in Example 1. As a result, the charging potential showed an injection charging characteristic that increased in proportion to the applied voltage, and −300V charging was performed at an applied voltage of −400V. did.
[0039]
Example 4
An injection charging photoconductor was prepared in the same manner as in Example 3 except that a cylindrical glass blank having an outer diameter of 100 mm with an indium oxide thin film on the surface was used as the conductive support. This photoconductor is a photoconductor for image formation, and an LED array with an oscillation wavelength of 655 nm is installed as a light source for image exposure between the charging
[0040]
Example 5
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 1 except that the particulate organic charge generating material of Example 1 was changed to a bisazo pigment having the following
Using this photoconductor, measurement was performed using a charging characteristic measuring apparatus in the same manner as in Example 1. As a result, the charging potential showed an injection charging characteristic that increased in proportion to the applied voltage, and -360V charging was performed at an applied voltage of -400V. did.
[0041]
[Chemical 3]
Example 6
A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 1 except that the charge transport material of Example 1 was changed to a compound having the following
Further, when image formation was performed in the same manner as in Example 1, a clear dot image was obtained.
[0043]
[Formula 4]
Example 7
The conductive support is a cylindrical nickel belt having a thickness of 30 μm, a circumferential length of 180 mm, and a belt width of 340 mm prepared by electroforming, on which an undercoat layer, a charge generation layer, the same composition as in Example 1, An endless belt-like photoreceptor was prepared by providing a charge transport layer and a charge injection layer.
Using this photoreceptor, an image was formed with the image forming apparatus shown in FIG.
At that time, the endless belt photoconductor was driven by two driving rollers having a diameter of 20 mm and rotated at a speed of 150 mm / s. 16 mmφ as charging
The image exposure means 3 is a device for writing a latent image on a charged photoreceptor in accordance with image information, and a 600 dpi dot image was exposed by an optical scanning device using a laser beam having an oscillation wavelength of 780 nm and a polygon mirror mirror. . The exposure part potential at the time of the entire exposure of the laser beam was -50V.
For development, reversal development was performed using a two-component developer composed of a negatively charged toner and a carrier. The transfer means applied a positive voltage to the conductive roller to transfer the toner image onto paper. The cleaning means 7 used a fur brush in order to reduce wear on the surface of the photoreceptor. Further, the photosensitive member, the two driving, driven rollers, and the voltage applying roller were integrated, and unitized so as to be detachable from the electrophotographic apparatus.
When 10,000 images were formed, a uniform and clear image having no image blur and a feeling of roughness was obtained even in the halftone image portion.
[0045]
Example 8
A photoconductor for injection charging was prepared in the same manner as in Example 1 except that a charge injection layer having a dry film thickness of 1 μm was provided on the surface of the photosensitive layer using the following charge injection layer coating solution.
[0046]
(Charge injection layer coating solution)
3 parts by weight of the bisazo pigment having the
3 parts by weight of the charge transport material having the
Bisphenol Z-
2 parts by weight of alumina
(Average primary particle size: 0.3 μm, “AA03” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
40 parts by weight of cyclohexanone
[0047]
This photoreceptor was charged at -300 V as measured for charging characteristics in the same manner as in Example 1.
Using this photoconductor, 10,000 images were repeatedly formed in the same manner as in Example 1, and a clear image was obtained. The charge injection layer was not worn.
[0048]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a charging member is brought into contact with a photosensitive member, and a voltage is applied to the charging member toAboveIn an electrophotographic photosensitive member used in an electrophotographic image forming method including a step of charging the photosensitive member by injecting electric charge from a contact portion with the photosensitive member, the photosensitive member is formed on the conductive support. Has photosensitive layer and charge injection layerAnd beforeCharge injection layerIsContains particulate organic charge generating materialAnd 50% or more of light used for exposing the photoreceptor from the surface side is transmitted.Since the electrophotographic photosensitive member is characterized in that the charge injection layer has a higher resistance than the metal oxide and an appropriate free charge under an electric field, and the resistance in the surface direction of the photosensitive member does not decrease, It is possible to make the charge injection sites from the charging member densely on the surface of the photosensitive layer, so that the charge is uniform, no image blur is generated, and a rough image is obtained. A photoreceptor can be provided. Furthermore, even when a cleaning member or an anti-static member is brought into contact with the photosensitive member, an electrophotographic photosensitive member that is hardly damaged by rubbing and hardly causes streak-like charging failure or cleaning failure can be provided.
The invention of claim 2An electrophotographic image forming method comprising: contacting a charging member with a photosensitive member; applying a voltage to the charging member; and injecting charge from a contact portion between the charging member and the photosensitive member to charge the photosensitive member. In the electrophotographic photosensitive member used, the photosensitive member has a light-transmitting conductive support, a photosensitive layer formed thereon, and a charge injection layer, and the charge injection layer is a particulate organic charge generating material. Therefore, it is possible to provide an image exposure unit and a static elimination light source on the support side of the photoconductor, and to provide a photoconductor capable of designing a compact image forming apparatus.
[0049]
Claim3According to the present invention, the charge injection layer further contains a charge transport material.Or 2Therefore, it is possible to provide a photoconductor that has high injection charging efficiency and can be applied to a high speed image forming process system. Also, the charging member can be made smaller
[0050]
Claim4The invention of
[0051]
Claim5According to the present invention, the charge transport material is an electron donating compound.3Since the electrophotographic photosensitive member described in 1) has a high positive charge carrier (hole) transport function, it is possible to provide a photosensitive member with high responsiveness and high negative charge injection charging efficiency.
[0052]
Claim6In the electrophotographic photosensitive member according to any one of
[0053]
Claim7According to the present invention, the photosensitive layer comprises a charge generation layer and a charge transport layer.6Therefore, it is possible to provide a highly sensitive charge-injection charging photoreceptor.
[0055]
The invention according to
[0056]
According to a ninth aspect of the invention, at least an electrophotographic photosensitive member, a charging member disposed in contact with the photosensitive member, and a voltage is applied to the charging member to directly inject charges from a contact portion between the charging member and the photosensitive member. A means for charging the photoconductor, an exposure means for performing image exposure on the photoconductor to form an electrostatic latent image on the photoconductor, and developing the electrostatic latent image to form a toner image on the surface of the photoconductor. 8. An electrophotographic photosensitive member according to
[0057]
According to a tenth aspect of the present invention, the electrophotographic photosensitive member is the electrophotographic photosensitive member according to the seventh aspect, and image exposure for forming an electrostatic charge latent image is performed from the support side. According to the image forming apparatus of the ninth aspect, the image exposure means and the static elimination light source can be arranged on the support side of the photosensitive member, and a compact image forming apparatus can be provided.
[0058]
The eleventh aspect of the invention is the image forming apparatus according to the ninth aspect, wherein the electrophotographic photosensitive member is an endless belt-like photosensitive member, so that wide contact between the charging means and the photosensitive member is possible. In addition, uniform and stable injection charging is possible, and a highly reliable image forming apparatus that does not generate abnormal images such as image flow, image blurring, roughness, and streak stains can be provided.
[0059]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the photosensitive member according to any one of the first to eighth aspects, and at least one means selected from a charging means, a developing means, a cleaning means, a charge eliminating means, and a transfer means. Since the process cartridge is detachably provided, it is possible to provide a highly reliable process cartridge that does not generate abnormal images such as image flow, image blurring, roughness, and streak stains.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a basic structure of a photoconductor of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of the photoreceptor of the present invention using a laminated photosensitive layer.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of an image forming apparatus of the present invention using an endless belt-like photoconductor.
FIG. 5 is a view for explaining an example of a process cartridge of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a charging characteristic measuring apparatus used in Examples.
FIG. 7 is a diagram for explaining charging characteristics when an applied voltage is changed.
FIG. 8 is a diagram for explaining a difference between injection charging characteristics and discharge charging characteristics;
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charging member
3 Image exposure means
4 Development means
6 Transfer means
7 Cleaning means
8 Static elimination means
11 Conductive support
12 Photosensitive layer
12a Charge generation layer
12b Charge transport layer
13 Charge injection layer
14 Underlayer
Claims (12)
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