JP4228794B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電、露光、現像、転写等を含む電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置において、帯電した電子写真感光体に静電潜像を形成させる方法として、複数本の光ビームを電子写真感光体上に走査させる方法(以下、「マルチビーム方式」という)が知られている。(例えば、特許文献1〜4参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−303997号公報
【特許文献2】
特開2002−107988号公報
【特許文献3】
特開2002−251023号公報
【特許文献4】
特開平11−188922号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなマルチビーム方式の画像形成装置は画像形成プロセスの高速化に有効であると考えられているが、画質の点では必ずしも十分ではなく、特に、レーザの本数を数多くできる面発光レーザアレイを用いた場合に問題となる。すなわち、電子写真感光体上に形成される静電潜像の中に露光終了までの光ビームの走査回数(照射回数)が異なる領域が混在し、各領域間での照射回数の相違が画像上に筋状の濃度ムラとして視認されることがある。
【0005】
図12は、スポット径50μmの30本のレーザビームを電子写真感光体上に各々走査させて1回の主走査で30本の走査線(走査線密度2600dpi)の走査を同時に行うと共に、主走査を1回行う毎に電子写真感光体を移動させて走査線を30本分ずつシフトさせた場合の、電子写真感光体の移動方向(副走査方向)に沿った露光エネルギーの分布を示すグラフである。
【0006】
図示の通り、各回の主走査における露光エネルギー分布は略台形状となる。各回の主走査により電子写真感光体に与えられる露光エネルギーの分布のうち、台形の頂部に相当するエネルギー分布の平坦な部分は、1回の露光で全露光エネルギーが加えられる領域(一重露光領域)であり、他方、台形の裾部に相当する部分は2回の露光により全露光エネルギーが加えられる領域(多重露光領域)である。
【0007】
本発明者らの検討によれば、多重露光領域の全露光エネルギーが一重露光領域の全露光エネルギーと等しい場合であっても、実際に得られる画像においては多重露光領域の方が一重露光領域よりも画像濃度が高くなり、図13に示すような筋状の濃度ムラが発生してしまう。
【0008】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、レーザの本数を数多くできる面発光レーザアレイを用いた場合であっても筋状の濃度ムラの発生を十分に抑制することができ、画質の向上と画像形成速度の高速化との双方を実現可能な画像形成装置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】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、マルチビーム方式の露光装置を備える画像形成装置に従来の電子写真感光体を用いた場合に筋状の濃度ムラが発生する問題が、露光後の電子写真感光体の一重露光領域と多重露光領域の電位差に起因することを見出した。かかる電位差は、マルチビーム方式を適用しない場合には問題にならない程度のものであっても、マルチビーム方式を適用する場合には筋状の濃度ムラとなって顕在化する。
【0010】
そこで本発明者らは、マルチビーム方式の画像形成装置に適用される感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差を抑制する技術についてさらに研究した。その結果、感光体に金属フタロシアニン含有層を設け、当該金属フタロシアニン含有層の吸光度が特定の条件を満たすようにすることで、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明の画像形成装置は、導電性基体及び該基体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電装置と、帯電した電子写真感光体を露光して静電潜像を形成させる露光装置と、静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像装置と、トナー像を電子写真感光体から被転写媒体に転写する転写装置と、を備え、露光装置は3以上の発光素子を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、複数本の光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有し、感光層は、金属フタロシアニンを含み且つ下記式(1)で表される吸光度A1が0.5以上である第一の金属フタロシアニン含有層を有し、第一の金属フタロシアニン含有層において、金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の含有量が、該電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として40重量%以上であり、金属フタロシアニンが、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン及びオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種であることを特徴とする。
A1=log10(T0/T) …(1)
[式(1)中、T0及びTはそれぞれ光ビームの入射光量及び透過光量を表す。]
【0012】
また、上記感光層における第一の金属フタロシアニン含有層は、金属フタロシアニンを含み且つ下記式(2)で表される吸光度A2が0.5以上である第二の金属フタロシアニン含有層でもよい。第二の金属フタロシアニン含有層において、金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の含有量は、該電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として40重量%以上であり、金属フタロシアニンは、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン及びオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種である
A2=(1/2)・log10(R0/R) …(2)
[式(2)中、Rは感光体から第二の金属フタロシアニン含有層よりも基体から遠い側の層を除いた第一の被照射体に第二の金属フタロシアニン含有層の側から光ビームを照射したときの反射光量を表し、R0は第一の被照射体から第二の金属フタロシアニン含有層を除いた第二の被照射体に第二の金属フタロシアニン含有層が設けられていた側から光ビームを照射したときの反射光量を表す。]
【0013】
なお、第一の金属フタロシアニン含有層又は第二の金属フタロシアニン含有層を備える電子写真感光体を用いることにより、マルチビーム方式の露光を行う際の一重露光領域と多重露光領域との電位差を抑制できる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように推察する。
【0014】
すなわち、吸光度が上記特定の条件を満たす第一の金属フタロシアニン含有層又は第二の金属フタロシアニン含有層を設けることで、光を吸収する割合が十分に高められるため、同一感度を得るための露光ビームのエネルギーを小さくすることができる。その結果、単位電荷発生物質当たりの電荷分離(キャリア生成)量が低減され、生成キャリアの再結合の確率が低下するため、一重露光領域と多重露光領域との電位差が抑制されるものと考えられる。
【0016】
なお、上記の態様は、第一の金属フタロシアニン含有層又は第二の金属フタロシアニン含有層が電荷発生物質の蒸着等により形成される態様、すなわち、第一の金属フタロシアニン含有層又は第二の金属フタロシアニン含有層が結着樹脂を含まない態様(金属フタロシアニン含有層における電荷発生物質の含有量が100%である態様)を包含する。
【0017】
また、本発明においては、第一の金属フタロシアニン含有層又は第二の金属フタロシアニン含有層が0.1〜0.5μmに設定されることが好ましい。
【0019】
また、本発明においては、解像度が1200dpi以上であり、プロセス速度が100mm/s以上であることが好ましい。解像度又はプロセス速度が上がった場合、通常濃度ムラが生じやすくなる。しかし、本発明の構成を採用することで、このような問題が生じず、画質の向上と画像形成速度の高速化との双方を実現可能である。
【0020】
また、本発明においては、トナーの形状係数SF1の平均値が115〜140であることが好ましい。このトナーは忠実画質再現性に優れており、より一層の画質の向上が可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
【0022】
図1は本発明の画像形成装置に係る第1実施形態を示す概略構成図である。図1に示した画像形成装置100は電子写真電子写真感光体12を備えるもので、電子写真感光体12は駆動装置(図示せず)により所定の回転速度で矢印Aの向きに回転可能となっている。電子写真感光体12はドラム状の導電性基体の外周面上に感光層が設けられたものであり、当該感光層は、金属フタロシアニンを含有し且つ下記式(1)又は(2)で表される吸光度が0.5以上の第一又は第二の金属フタロシアニン層を含んで構成されている。
A1=log10(T0/T) …(1)
[式(1)中、T0及びTは、それぞれ光ビームの入射光量及び透過光量を表す。]
A2=(1/2)・log10(R0/R) …(2)
[式(2)中、Rは感光体から第二の金属フタロシアニン層よりも基体から遠い側の層を除いた第一の被照射体に第二の金属フタロシアニン層の側から光ビームを照射したときの反射光量を表し、R0は第一の被照射体から第二の金属フタロシアニン層を除いた第二の被照射体に第二の金属フタロシアニン層が設けられていた側から光ビームを照射したときの反射光量を表す。]
【0023】
なお、後述するように、電子写真感光体12は、第一又は第二の金属フタロシアニン含有層を備える限りにおいて、電荷発生層と電荷輸送層とが別個に設けられた機能分離型感光体であってもよく、また、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を含有する層が設けられた単層型感光体であってもよい。機能分離型感光体の場合、第一又は第二の金属フタロシアニン層は電荷発生層として機能する。他方、単層型感光体の場合は、第一又は第二の金属フタロシアニン層に電荷輸送物質をさらに含有せしめることで、当該金属フタロシアニン層が感光層として機能する。
【0024】
電子写真感光体12の略上方には、電子写真感光体12の外周面を帯電させる帯電器14が設けられている。
【0025】
また、帯電器14の略上方には露光装置(光ビーム走査装置)16が配置されている。詳細は後述するが、露光装置16は、面発光レーザアレイを用いた光源から射出される3本以上の光ビーム(レーザビーム)を、形成すべき画像に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、帯電器14により帯電した電子写真感光体12の外周面上を電子写真感光体12の軸線と平行に走査させる。
【0026】
電子写真感光体12の側方には現像装置18が配置されている。現像装置18は回転可能に配置されたローラ状の収容体を備えている。この収容体の内部には4個の収容部が形成されており、各収容部には現像器18Y,18M,18C,18Kが設けられている。現像器18Y,18M,18C,18Kは各々現像ローラ20を備え、内部に各々イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色トナーを貯留している。
【0027】
また、このトナーは、形状係数SF1の平均値が115〜140であることが好ましい。この形状係数SF1は、以下の式により求めることが出来る。
SF1=(π/4)×(ML2/A)×100
(但し、MLはトナー粒子径の最大長、Aは投影面積を表す。)
【0028】
この形状係数はトナーをスライドガラス上に散布し、光学顕微鏡で観察する画像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個以上のトナー粒子の最大長と投影面積を測定し上記式に代入し、その平均値を形状係数の平均値とした。このような形状のトナーを用いると、現像性、転写性、及び画像品質を高めることができる。
【0029】
また、電子写真感光体12の略下方には無端の中間転写ベルト24が配設されている。中間転写ベルト24はローラ26,28,30に巻掛けられており、外周面が電子写真感光体12の外周面に接触するように配置されている。ローラ26〜30はモータ(図示せず)の駆動力が伝達されて回転し、中間転写ベルト24を矢印Bの向きに回転させる。
【0030】
中間転写ベルト24を挟んで電子写真感光体12の反対側には転写器32が配置されている。電子写真感光体12の外周面上に形成されたトナー像は転写器32によって中間転写ベルト24の画像形成面に転写される。
【0031】
中間転写ベルト24よりも下方側にはトレイ34が配置されており、トレイ34内には記録材料としての用紙Pが多数枚積層された状態で収容されている。図1におけるトレイ34の左斜め上方には取り出しローラ36が配置されており、取り出しローラ36による用紙Pの取り出し方向下流側にはローラ対38、ローラ40が順に配置されている。積層状態で最も上方に位置している記録紙は、取り出しローラ36が回転されることによりトレイ34から取り出され、ローラ対38、ローラ40によって搬送される。
【0032】
また、中間転写ベルト24を挟んでローラ30の反対側には転写器42が配置されている。ローラ対38、ローラ40によって搬送された用紙Pは、中間転写ベルト24と転写器42の間に送り込まれ、中間転写ベルト24の画像形成面に形成されたトナー像が転写器42によって転写される。転写器42よりも用紙Pの搬送方向下流側には、定着ローラ対を備えた定着器44が配置されており、トナー像が転写された用紙Pは、転写されたトナー像が定着器44によって溶融定着された後に画像形成装置100の機体外へ排出され、図示しない排紙トレイ上に載置される。定着器44は請求項1に記載の定着手段に対応している。
【0033】
また電子写真感光体12を挟んで現像装置18の反対側には、電子写真感光体12の外周面を除電する機能及び外周面上に残留している不要トナーを除去する機能を備えた除電・清掃器22が配置されている。電子写真感光体12の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト24に転写されると、電子写真感光体12の外周面のうち転写されたトナー像を担持していた領域は、除電・清掃器22によって清掃される。
【0034】
これにより、電子写真感光体12が1回転する毎に、電子写真感光体12の外周面上には、Y,M,C,Kのトナー像が互いに重なるように順次形成されることになり、電子写真感光体12が4回転した時点で電子写真感光体12の外周面上にフルカラーのトナー像が形成されることになる。
【0035】
このように、複数本の光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させるマルチビーム方式の露光装置14と共に、金属フタロシアニン含有層の吸光度が上記特定条件を満たす電子写真感光体12を用いることによって、静電潜像中に光ビームの照射回数が異なる領域があってもその濃度が十分に均一化されるので、筋状の濃度ムラの発生を十分に抑制することができ、画像形成プロセスの高速化と画質の向上との双方が実現可能となる。
【0036】
次に、露光装置16及び電子写真感光体12の好ましい例について詳述する。
【0037】
(露光装置)
先ず、図2を参照し、露光装置16の好ましい例について詳述する。露光装置16はm本(mは少なくとも3以上)のレーザビームを射出する面発光レーザアレイ50を備えている。なお、図2では、簡略化のためにレーザビームを3本のみ示しているが、面発光レーザをアレイ化して成る面発光レーザアレイ50は、数十本のレーザビームを射出するように構成することができ、また、面発光レーザの配列(面発光レーザアレイ50から射出されるレーザビームの配列)についても、1列に配列する以外に、2次元的に(例えばマトリクス状に)配列することも可能である。
【0038】
図3は、発光点が2次元的に配列されたレーザアレイ50を示す平面図である。図示の通り、レーザアレイ50には、所定の間隔で、主走査方向に4個、副走査方向に4個の計16個の発光点51が2次元的に配置されている。また、主走査方向に並んだ発光点51は、副走査方向に隣り合う発光点51との距離を4等分した距離を1ステップとし、副走査方向に1ステップずつ段階的にずれるように配置されている。すなわち、副走査方向に限ってみれば、1ステップ毎に発光点51が配置されていることになる。このように副走査方向に段階的にずらして発光点51を配置することにより、全ての発光点51が異なる走査線を走査することができるようになっている。これにより、レーザアレイ50は16本の走査線を同時に走査する。
【0039】
図2に戻り、面発光レーザアレイ50のレーザビーム射出側には、コリメートレンズ52、ハーフミラー54が順に配置されている。面発光レーザアレイ50から射出されたレーザビームは、コリメートレンズ52によって略平行光束とされた後にハーフミラー54に入射され、ハーフミラー54によって一部が分離・反射される。ハーフミラー54のレーザビーム反射側にはレンズ56、光量センサ58が順に配置されており、ハーフミラー54によって主レーザビーム(露光に用いるレーザビーム)から分離・反射された一部のレーザビームは、レンズ56を透過して光量センサ58へ入射され、光量センサ58によって光量が検出される。
【0040】
なお、面発光レーザは、露光に用いるレーザビームが射出される側と反対側からはレーザビームが射出されない(端面発光レーザでは両側から射出される)ため、レーザビームの光量を検出・制御するためには、上記のように露光に用いるレーザビームの一部を分離して光量検出に供することが必要になる。
【0041】
ハーフミラー54の主レーザビーム射出側にはアパーチャ60、副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ62、折り返しミラー64が順に配置されており、ハーフミラー54から射出された主レーザビームは、アパーチャ60によって整形された後に、回転多面鏡66の反射面近傍で主走査方向に長い線状に結像するようにシリンダレンズ62によって屈折され、折り返しミラー64によって回転多面鏡66側へ反射される。なお、アパーチャ60は複数本のレーザビームを均等に整形するために、コリメートレンズ52の焦点位置近傍に配置することが望ましい。
【0042】
回転多面鏡66は、図示しないモータの駆動力が伝達されて図2中の矢印C方向に回転され、折り返しミラー64によって反射されて入射されたレーザビームを主走査方向に沿って偏向・反射する。回転多面鏡66のレーザビーム射出側には主走査方向にのみパワーを有するFθレンズ68,70が配置されており、回転多面鏡66によって偏向・反射されたレーザビームは、電子写真感光体12の外周面上を略等速で移動し、且つ主走査方向の結像位置が電子写真感光体12の外周面上に一致するようにFθレンズ68,70によって屈折される。
【0043】
Fθレンズ68,70のレーザビーム射出側には、副走査方向にのみパワーを有するシリンダミラー72,74が順に配置されており、Fθレンズ68,70を透過したレーザビームは、副走査方向の結像位置が電子写真感光体12の外周面に一致するようにシリンダミラー72,74によって反射され、感光体ドラム12の外周面上に照射される。なお、シリンダミラー72,74は回転多面鏡66と電子写真感光体12の外周面を副走査方向において共役にする面倒れ補正機能も有している。
【0044】
また、シリンダミラー72のレーザビーム射出側には、レーザビームの走査範囲のうち走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置にピックアップミラー76が配置されており、ピックアップミラー76のレーザビーム射出側にはビーム位置検出センサ78が配置されている。面発光レーザアレイ50から射出されたレーザビームは、回転多面鏡66の各反射面のうちのレーザビームを反射している面が、入射ビームをSOSに相当する方向へ反射する向きとなったときに、ピックアップミラー76で反射されてビーム位置検出センサ78に入射される(図2の想像線も参照)。
【0045】
ビーム位置検出センサ78から出力された信号は、回転多面鏡66の回転に伴って電子写真感光体12の外周面上を走査されるレーザビームを変調して静電潜像を形成するにあたり、各回の主走査における変調開始タイミングの同期をとるために用いられる。
【0046】
また、本実施形態に係る露光装置16では、コリメートレンズ52とシリンダレンズ62、2枚のシリンダミラー72,74が各々副走査方向においてアフォーカルになる様に配置されている。これは、複数本のレーザビームの走査線湾曲(BOW)の差と複数本のレーザビームによる走査線間隔の変動を抑制するためである。
【0047】
続いて、画像形成装置100の制御装置のうち、露光装置16の面発光レーザアレイ50からのレーザビームの射出を制御する部分(以下、この部分を制御部80と称する)の構成について、図4を参照して説明する。制御装置は、画像形成装置100によって形成すべき画像を表す画像データを記憶するための記憶部82を内蔵しており、記憶部82に記憶された画像データは、画像形成装置100によって画像が形成される際に制御部80の変調信号生成手段84に入力される。
【0048】
図示は省略するが、変調信号生成手段84にはビーム位置検出センサ78が接続されている。変調信号生成手段84は、記憶部82から入力された画像データを、面発光レーザアレイ50から射出されるm本のレーザビームの何れかに各々対応するm個の画像データに分解し、分解したm個の画像データに基づき、ビーム位置検出センサ78から入力された信号によって検知されるSOSのタイミングを基準として、面発光レーザアレイ50から射出されるm本のレーザビームの各々をオンオフさせるタイミングを規定するm個の変調信号を生成し、レーザ駆動回路(LDD)86に出力する。
【0049】
LDD86には駆動量制御手段88(詳細は後述)が接続されており、面発光レーザアレイ50から射出されるm本のレーザビームを、変調信号生成手段84から入力された変調信号に応じたタイミングでオンオフすると共に、オン時のレーザビームの光量を、駆動量制御手段88から入力される駆動量設定信号に対応する光量にするためのm個の駆動電流を生成し、面発光レーザアレイ50のm個の面発光レーザに各々供給する。
【0050】
これにより、面発光レーザアレイ50からは、変調信号に応じたタイミングでオンオフされると共に、オン時の光量が駆動量設定信号に対応する光量とされたm本のレーザビームが射出され、このm本のレーザビームが電子写真感光体12の外周面上を各々走査・露光されることで、電子写真感光体12の外周面上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置18によりトナー像として現像され、このトナー像が転写器32,42による転写を経て用紙Pに転写され、定着器44によって用紙Pに溶融定着されることで、用紙Pに画像が記録されることになる。
【0051】
一方、画像形成装置10は、電子写真感光体12の外周面上に形成されたトナー像、中間転写ベルト24の外周面上に転写されたトナー像、及び用紙Pに記録された画像の何れかの濃度を検出する濃度センサ(図示省略)を備えており、この濃度センサは制御部80に接続されている。なお、本実施形態のように多数本(m本)のレーザビームを電子写真感光体12の外周面上で同時に走査・露光して画像(詳しくは静電潜像)を形成する場合、各回の主走査におけるm本のレーザビームによる走査領域の境界付近ではレーザビームが2回照射(露光)される。
【0052】
(電子写真感光体)
次に、電子写真感光体12の好ましい例について詳述する。図5〜8はそれぞれ電子写真感光体12の好適な一例を示す模式断面図であり、図5〜8に示す電子写真感光体は、電荷発生物質を含有する層(電荷発生層5)と電荷輸送物質を含有する層(電荷輸送層6)とに機能が分離された感光層3を備えるものである。
【0053】
図5に示す電子写真感光体12は、導電性支持体2上に電荷発生層5、電荷輸送層6が順次積層された構造を有するものである。また、図6に示す電子写真感光体12は、導電性支持体2上に下引き層4、電荷発生層5、電荷輸送層6が順次積層された構造を有するものである。また、図7に示す電子写真感光体12は、導電性支持体2上に電荷発生層5、電荷輸送層6、保護層7が順次積層された構造を有するものである。また、図8に示す電子写真感光体12は、導電性支持体2上に下引き層4、電荷発生層5、電荷輸送層6、保護層7が順次積層された構造を有するものである。これらの電子写真感光体12においては、電荷発生層5が第一又は第二の金属フタロシアニン層に相当する。
【0054】
次に、電子写真感光体12の各要素について詳述する。
【0055】
導電性基体2としては、アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム;シート、紙、プラスチック又はガラス等の基体上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着したもの;上記基体上に酸化インジウム、酸化錫等の導電性金属化合物を蒸着したもの;上記基体上に金属箔をラミネートしたもの;カーボンブラック、酸化インジウム、酸化錫−酸化アンチモン粉、金属粉、沃化銅等を結着樹脂に分散し、上記基体上に塗布することによって導電処理したもの等が挙げられる。導電性基体2の形状としては、ドラム状の他、シート状、プレート状等のいずれであってもよい。
【0056】
導電性基体2として金属パイプ基材を用いる場合、当該基材の表面は、素管のままであってもよく、また、予め鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニング、着色処理等の処理を施してもよい。基材表面を粗面化することにより可干渉光源を用いた場合に発生しうる感光体内での干渉光による木目状の濃度斑を防止することができる。
【0057】
下引き層4は、積層構造からなる感光層2の帯電の際に、基体2から感光層2への電荷の注入を阻止すると共に、感光層2を基体2に対して一体的に接着保持せしめる接着層としての作用を有するものである。また、下引き層4は、場合により、基体2の光の反射防止作用等を示す。
【0058】
下引き層4の材料としては、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等が挙げられる。また、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂等を用いることができる。これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。中でも上層(例えば電荷発生層5)形成用塗布液に含まれる溶剤に不溶な樹脂、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。さらに、ジルコニウムキレート化合物、シランカップリング剤は残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ない等性能上優れている。
【0059】
シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。このようなシリコン化合物の中でも、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が特に好ましく用いられる。
【0060】
ジルコニウムキレート化合物としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
【0061】
チタニウムキレート化合物としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
【0062】
アルミニウムキレート化合物としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
【0063】
下引き層4中には、感光体特性向上のために、導電性物質を含有させることができる。導電性物質としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物等が挙げられるが、所望の感光体特性が得られるのであれば、公知のいかなるものでも使用することができる。
【0064】
これらの金属酸化物には表面処理を施すことができる。表面処理を施すことで、抵抗値の制御、分散性制御、感光体特性向上を図ることができる。表面処理剤としては、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物または重縮合物として用いることができる。中でもシランカップリング剤は残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少なく、画質特性に優れる等性能上優れている。
【0065】
シランカップリング剤、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物としては、前述した物質と同じ物質が挙げられる。
【0066】
表面処理方法は公知の方法であればいかなる方法でも使用可能であるが、乾式法または湿式法を用いることができる。乾式法により表面処理を施す場合には、金属酸化物微粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接または有機溶媒に溶解させたシランカップリング剤を滴下し、それらの混合物を乾燥空気や窒素ガスと共に噴霧させることによって均一に処理される。シランカップリング剤の滴下及び混合物の噴霧は、溶剤の沸点以下の温度で行われることが好ましい。滴下及び噴霧を溶剤の沸点以上の温度で行うと、均一に攪拌される前に溶剤が蒸発し、シランカップリング剤が局部的に凝集して均一な処理ができにくくなる。
【0067】
このようにして表面処理された金属酸化物粒子について、さらに100℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。
【0068】
湿式法により表面処理を施す場合には、金属酸化物微粒子を溶剤中に攪拌により又は超音波、サンドミルやアトライター、ボールミル等を用いて分散し、シランカップリング剤溶液を添加し攪拌又は分散したのち、溶剤除去することで均一に処理される。溶剤は蒸留により留去することが好ましい。なお、ろ過による除去方法では未反応のシランカップリング剤が流出しやすく、所望の特性を得るためのシランカップリング剤量をコントロールし難いため、好ましくない。溶剤除去後にはさらに100℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。湿式法においては金属酸化物微粒子含有水分除去法として表面処理に用いる溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法を用いることもできる。
【0069】
下引き層4中の金属酸化物微粒子に対するシランカップリング剤の量は所望の電子写真特性が得られる量であればいかなる量でも用いることができる。また、下引き層4中に用いられる金像酸化物微粒子と樹脂との割合は、所望の電子写真特性が得られる割合であれば任意に設定できる。
【0070】
下引き層4中には、光散乱性の向上等の目的により、各種の有機または無機微粉末を混合することができる。かかる微粉末の好ましい例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、リトポン等の白色顔料やアルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料としての無機顔料やテフロン(登録商標)樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、スチレン樹脂粒子等が挙げられる。これらの微粉末の粒径は、0.01〜2μmであることが好ましい。微粉末は必要に応じて添加されるが、添加される場合には下引き層4に含まれる固形分に対して、重量比で10〜80重量%であることが好ましく、30〜70重量%であることがより好ましい。
【0071】
また、下引き層形成用塗布液には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加物を用いることができる。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3',5,5'−テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料等が挙げられる。
【0072】
下引き層塗布液を調製するに際し、前述した導電性物質や光散乱物質等の微粉末を混入させる場合には、樹脂成分を溶解した溶液中に微粉末を添加して分散処理を行うことが好ましい。微粉末を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の方法を用いることができる。下引き層形成用塗布液の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【0073】
下引き層4の厚みは0.01〜50μmが好ましく、0.05〜30μmがより好ましい。
【0074】
電荷発生層5は、前述の通り、本発明にかかる第一又は第二の金属フタロシアニン含有層に相当するもので、電荷発生物質として金属フタロシアニンを含有し、且つ上記式(1)で表される吸光度A1又は上記式(2)で表される吸光度A2が0.5以上のものである。吸光度A1、A2は、後述する金属フタロシアニンやその他の電荷発生物質、結着樹脂等の種類及び使用量を適宜選定することにより制御することができる。
【0075】
なお、第一又は第二の金属フタロシアニン含有層を備える電子写真感光体をマルチビーム方式の画像形成装置に適用するという本発明の構成、並びにかかる構成により感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差を抑制できるという本発明による効果は、金属フタロシアニン含有層の吸光度が当該電位差の指標として有用であるという本発明者らの知見に基づくものである。機能分離型感光体の電荷発生層の吸光度と、当該感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差との相関の一例を図9に示す。図9において、吸光度0.1付近では電位差が高い値を示すが、吸光度0.4付近に電位差が急激に低下する臨界点が存在し、吸光度0.5付近では、筋状の濃度ムラが発生しない程に電位差が抑制されていることがわかる。
【0076】
吸光度A1は、電荷発生層5への入射光量T0及び透過光量Tの測定値から求められる。より具体的には、先ず、透明基材(好ましくは光ビームに対する光吸収性が低いもの)の透過光量Taを測定する。次に、透明基材上に所定膜厚の電荷発生層5を形成し、透明基材と電荷発生層5からなる積層体の透過光量Tbを測定する。この透明基材の透過光量Taと積層体の透過光量Tbとの差が電荷発生層の透過光量Tとなる。このようにして得られた透過光量Tと入射光量T0とから、上記式(1)に基づいて吸光度A1が求められる。なお、透明基材が光ビームを吸収しない場合、又は、実質的に吸収しない場合には、積層体の透過光量Tbを透過光量Tとすることができる。
【0077】
一方、吸光度A2は、感光体12から電荷発生層5よりも基体2から遠い側の層(電荷輸送層6、保護層7)を除いた第一の被照射体に電荷発生層5の側から光ビームを照射したときの反射光量R、並びに第一の被照射体から電荷発生層5を除いた第二の被照射体に電荷発生層5が設けられていた側から光ビームを照射したときの反射光量R0の測定値から求められる。より具体的には、先ず、第二の被照射体(導電性基体2、又は導電性基体2と下引き層4とからなるもの)の反射光量R0を測定する。次に、上記第二の被照射体上に所定膜厚の電荷発生層5を形成することで第一の被照射体を作製し、第一の被照射体の反射光量Rを測定する。このようにして得られた反射光量R0と反射光量Rとから、上記式(2)基づいて吸光度A2が求められる。
【0078】
また、吸光度A2は、例えば、導電性支持体2上に下引き層4、電荷発生層5、電荷輸送層6、保護層7が順次積層された電子写真感光体12からも測定することが可能である。この場合には、感光体12から電荷輸送層6及び保護層7を剥いで導電性支持体2、下引き層4及び電荷発生層5からなる第一の被照射体とし、その第一の被照射体の反射光量Rを測定する。次に、電荷発生層5を剥いで導電性支持体2及び下引き層4からなる第二の被照射体とし、その第二の被照射体の反射光量R0を測定する。このようにして得られた反射光量R0と反射光量Rとから、上記式(2)に基づいて吸光度A2を求めることもできる。
【0079】
本発明にかかる金属フタロシアニンとしては、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン及びオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種を用いることが好ましく;
【0080】
CuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも7.6°及び28.2°の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、少なくとも7.4°,16.6°,25.5°及び28.3°の位置に回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン及び少なくとも27.3°の位置に回折ピークを有するオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種であることがより好ましい。上記の金属フタロシアニンを用いることにより、マルチビーム方式の画像形成装置における一重露光領域と多重露光領域との電位差に起因する筋状の濃度むらの発生をより確実に抑制することができる。
【0081】
金属フタロシアニンの製造方法としては、公知の方法で製造される顔料結晶(ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料及びオキシチタニルフタロシアニン顔料等)を、自動乳鉢、遊星ミル、振動ミル、CFミル、ローラーミル、サンドミル、ニーダー等で機械的に乾式粉砕する方法や、乾式粉砕後、溶剤と共にボールミル、乳鉢、サンドミル、ニーダー等を用いて湿式粉砕処理を行う方法等が挙げられる。
【0082】
上記の処理において使用される溶剤は、芳香族類(トルエン、クロロベンゼン等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、ハロゲン系炭化水素類(ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエタン等)、脂肪族アルコール類(メタノール、エタノール、ブタノール等)、脂肪族多価アルコール類(エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等)、芳香族アルコール類(ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等)、エステル類(酢酸エステル、酢酸ブチル等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)、ジメチルスルホキシド、エーテル類(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等)、上記溶剤の2種以上の混合溶剤、上記溶剤と水との混合溶剤が挙げられる。溶剤の使用量は、顔料結晶1重量部に対して、1〜200重量部、好ましくは10〜100重量部である。処理温度は、0℃〜溶剤の沸点の範囲、好ましくは10〜60℃の範囲である。
【0083】
また、粉砕の際に食塩、ぼう硝等の磨砕助剤を用いることもできる。磨砕助剤の使用量は、顔料結晶に対する重量比で0.5〜20倍、好ましくは1〜10倍である。
【0084】
また、公知の方法で製造される顔料結晶を、アシッドペースティング又はアシッドペースティングと前述したような乾式粉砕或いは湿式粉砕を組み合わせることにより、結晶制御することもできる。アシッドペースティングに用いる酸としては、硫酸が好ましく、濃度70〜100%のものがより好ましく、濃度95〜100%のもの更に好ましく使用される。溶解温度は、−20〜100℃、好ましくは0〜60℃である。硫酸の量は、顔料結晶に対する重量比で、1〜100倍、好ましくは3〜50倍である。硫酸に溶解した顔料結晶を析出させる溶剤としては、水又は水と有機溶剤との混合溶剤が任意の量で用いられる。析出させる温度については特に制限はないが、発熱を防ぐために、氷等で冷却することが好ましい。
【0085】
なお、クロロガリウムフタロシアニンは、上記と同様の方法で製造可能であり詳しくは特開平5−98181に開示している。また、ヒドロキシガリウムフタロシアニンも、溶剤処理温度が0〜150℃、好ましくは室温〜100℃であること以外は、上記と同様の方法で製造可能であり詳しくは特開平5−263007及び特開平5−279591に開示している。
【0086】
また、オキシチタニルフタロシアニンも、溶剤処理における溶剤の使用量が顔料結晶1重量部に対して1〜100重量部、好ましくは5〜50重量部であり、処理温度が室温〜100℃、好ましくは50〜100℃であること以外は、上記と同様の方法で製造可能であり詳しくは特開平4−189873及び特開平5−43813に開示している。
【0087】
金属フタロシアニンには、電気特性の安定性向上・画質欠陥防止等のために表面処理を施すことができる。表面処理剤としてはカップリング剤等を用いることができる。
【0088】
表面処理に用いるカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのなかでも特に好ましく用いられるシランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0089】
また、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等の有機ジルコニウム化合物も用いることができる。
【0090】
また、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等の有機チタン化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等の有機アルミニウム化合物も用いることができる。
【0091】
電荷発生層5は、上記金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の蒸着により形成してもよく、電荷発生物質を結着樹脂中に分散させて形成してもよい。結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択することができる。また、ポリ−N−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、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択することもできる。好ましい結着樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、1種を単独で又は2種以上混合して用いることができる。これらの中で、特にポリビニルアセタール樹脂が好ましく用いられる。
【0092】
電荷発生層5は、吸光度が上記条件を満たす限りにおいて、金属フタロシアニン以外の電荷発生物質をさらに含んでいてもよい。かかる電荷発生物質としては、無金属フタロシアニン、アゾ顔料などが挙げられる。金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の含有量は、該電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として40重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましい。この場合、一重露光領域と多重露光領域との電位差を一層抑制することが可能となる。
【0093】
図10は、電荷発生物質と結着樹脂との比と、感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差と、の相関の一例を示すグラフである。図10においては、電荷発生物質の含有量が電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として25重量%付近で電位差が急峻に低減し、50重量%付近で筋状の濃度ムラが発生しない程に電位差が抑制されている。
【0094】
なお、電荷発生物質と結着樹脂との比が上記条件を満たすことで電位差の抑制効果が高められる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、電荷発生層での電荷発生物質の含有割合が多くなることで、光照射で生成したキャリアが電荷発生物質間を移動する距離が短くなる。この結果、キャリアの移動がし易くなり、電位差が抑制される。
【0095】
電荷発生層5は、電荷発生物質と結着樹脂とを含有する電荷発生層形成用塗布液を用いて、又は蒸着法を用いて形成される。なお、蒸着法の場合、電荷発生層5は電荷発生物質のみから構成される。
【0096】
電荷発生層5が電荷発生層形成用塗布液を用いて形成される場合、電荷発生層5中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生物質と結着樹脂との合計量100重量部に対して、好ましくは40〜80重量部であり、より好ましくは50〜70重量部である。
【0097】
電荷発生層5は、電荷発生物質及び結着樹脂を所定溶媒に加えた電荷発生層形成用塗布液を下層(下引き層、基体等)に塗布して、乾燥し形成される。塗布液中に、電荷発生物質を分散させる方法としては、ボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができる。
【0098】
この分散の際、粒子を添加することが好ましく、粒子サイズは0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下がより好ましく、0.15μm以下がさらに好ましい。
【0099】
分散後には良好な電子写真感光体を得るため、遠心分離処理やフィルタリング処理を実施し、分散時に混入した異物、分散不良な粗大粒子等を除去することができる。
【0100】
遠心分離処理やフィルタリング処理は、所望の電子写真感光体特性が得られる条件であれば、いかなる条件でも実施することができるが、必要な電荷発生物質を除去してしまわないように注意する必要がある。
【0101】
電荷発生層形成用塗布液の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【0102】
電荷発生層形成用塗布液には電気特性向上・画質向上等のために種々の添加剤を添加することもできる。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。
【0103】
シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0104】
ジルコニウムキレート化合物としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
【0105】
チタニウムキレート化合物としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
【0106】
アルミニウムキレート化合物としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
【0107】
これらの化合物は、1種を単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いることができる。
【0108】
電荷発生層5の膜厚は、上記吸光度の条件を満たすように設定されるが、0.1〜0.5μmであることが好ましく、0.1〜0.3μmであることがより好ましい。
【0109】
電荷輸送層6は、電荷輸送物質及び結着樹脂を含んで構成される。電荷輸送物質としては、例えば、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体、1,3,5−トリフェニルピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ(p−メチルフェニル)アミン、N,N’−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、ジベンジルアニリン、9,9−ジメチル−N,N’−ジ(p−トリル)フルオレノン−2−アミン等の芳香族第3級アミノ化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン等の芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4,4’−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4,4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、4−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、[p−(ジエチルアミノ)フェニル]−(1−ナフチル)フェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリルキナゾリン等のキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)−ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N’−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体等の正孔輸送物質;クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送物質;あるいは上記化合物と同様の構造を有する基を主鎖又は側鎖に有する重合体等が挙げられる。これらの電荷輸送物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合せて使用できる。
【0110】
電荷輸送層6に用いられる結着樹脂としては特に制限されないが、電気絶縁性を示しフィルム形成可能な樹脂が好ましい。このような結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、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、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−カルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシーメチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーワックス、ポリウレタン等が挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂が、電荷輸送材との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており、好ましく用いられる。これらの結着樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。結着樹脂の配合比(重量比)は任意に設定可能であるが、電気特性低下、膜強度低下の抑制の点から、好ましくは結着樹脂と電荷輸送物質との合計量100重量部に対して40〜70重量部である。
【0111】
電荷輸送層6は、電荷輸送物質及び結着樹脂を所定溶剤に加えた塗布液を、電荷発生層5上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。塗布液に用いる溶剤としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
【0112】
電荷輸送層6の膜厚は、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜35μmである。
【0113】
さらに、電子写真感光体には電子写真装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光・熱による感光体の劣化を防止する目的で、各層中に酸化防止剤・光安定剤・熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
【0114】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等が挙げられる。
【0115】
フェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール、n−オクタデシル−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、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−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)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、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、3,9−ビス[2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。
【0116】
ヒンダードアミン系化合物としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル-3-オクチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイミル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,3,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物等が挙げられる。
【0117】
有機硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−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、ペンタエリスリトール−テトラキス(β−ラウリルチオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
【0118】
有機燐系酸化防止剤としては、トリスノニルフェニル フォスフィート、トリフェニルフォスフィート、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフィート等が挙げられる。
【0119】
有機硫黄系及び有機燐系酸化防止剤は2次酸化防止剤と言われ、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤等の1次酸化防止剤と併用することにより相乗効果を得ることができる。
【0120】
光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系等の誘導体が挙げられる。
【0121】
ベンゾフェノン系光安定剤としては、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【0122】
ベンゾトリアゾール系光安定剤としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−3”,4”,5”,6”−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【0123】
その他の化合物としては、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケル ジブチルジチオカルバメート等がある。
【0124】
また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として少なくとも1種の電子受容性物質を含有せしめることができる。電子写真感光体に使用可能な電子受容性物質としては、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸等を挙げることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl,CN,NO2等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特によい。
【0125】
また、塗布液には塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加することもできる。
【0126】
電子写真感光体には、必要に応じて、保護層7を設けることもできる。保護層7を設けることにより、積層構造からなる電子写真感光体では帯電時の電荷輸送層6の化学的変化を防止したり、感光層2の機械的強度をさらに改善したりすることができる。この保護層7は、例えば導電性材料を適当な結着樹脂中に含有させて構成される。
【0127】
保護層7に用いる導電性材料としては、N,N’−ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン等の芳香族アミン化合物、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモン若しくは酸化アンチモンとの固溶体の担体又はこれらの混合物、単一粒子中にこれらの金属酸化物を混合したもの、被覆したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0128】
保護層7に用いる結着樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられ、これらは必要に応じて架橋して使用することもできる。さらに電荷輸送性を有し、架橋構造を有するシロキサン系樹脂を保護層として使用することもできる。電荷輸送性化合物を含むシロキサン樹脂硬化膜の場合、電荷輸送性化合物として公知の材料であればいかなるものでも使用可能であるが、例えば特開平10−95787号公報、特開平10−251277号公報、特開平11−32716号公報、特開平11−38656号公報、特開平11−236391号公報に示された化合物等が挙げられるがこれに限定されるものではない。電荷輸送性化合物を含むシロキサン樹脂硬化膜の具体例としては一般式(I)として表すことができる。
【0129】
F−[D−SiR1 3-a(OR2)a]b (I)
[一般式(I)中、Fは光機能性化合物から誘導される有機基を表し、Dは2価の基を表し、R1は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を表し、R2は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を表し、aは1〜3の整数を表し、bは1〜4の整数を表す。]
【0130】
一般式(I)中、Fは、光電特性、より具体的には光キャリア輸送特性を有する有機基であり、従来、電荷輸送物質として知られている光機能性化合物の構造をそのまま用いることができる。Fで表される有機基としては、具体的には、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物、等の正孔輸送性を有する化合物骨格、及びキノン系化合物、フルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物、等の電子輸送性を有する化合物骨格等が挙げられる。
【0131】
一般式(I)中、−SiR1 3-a(OR2)aで表される基は、互いに架橋反応することにより、3次元的な Si−O−Si結合、すなわち無機ガラス質ネットワークを形成するためのものである。
【0132】
一般式(I)中、Dで表される2価の基は、電荷輸送性を付与するためのFを、3次元的な無機ガラス質ネットワークに直接結合で結びつけるためのものである。また、堅さの反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークに適度な可とう性を付与し、膜としての強度を向上させるという働きもある。具体的には、−CnH2n−、−CnH2n-2−、−CnH2n-4−で表される2価の炭化水素基(nは好ましくは1〜15である)、−COO−、−S−、−O−、−CH2−C6H4−、−N=H−、−C6H4−C6H4−、およびこれらの組み合わせや置換基を導入したもの等が挙げられる。
【0133】
Fで表される有機基の好ましい例としては、下記一般式(II)で表される基が挙げられる。Fが一般式(II)で表される基であると、特に優れた光電特性と機械特性を示す。
【0134】
【化1】
[一般式(II) 中、Ar3〜Ar6は、それぞれ独立に置換あるいは未置換のアリール基を表し、Ar7は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を表し、kは0又は1を表し、Ar3〜Ar7のうちb個は−D−SiR1 3-a(OR2)aで表される基に結合する結合手を有する。]
【0135】
上記一般式(II)中のAr3〜Ar6としては、下記式(II−1)〜(I−7)のうちのいずれかであることが好ましい。
【0136】
【化2】
【0137】
【化3】
【0138】
【化4】
【0139】
【化5】
【0140】
【化6】
【0141】
【化7】
−Ar−Z’s−Ar−Xm (II−7)
【0142】
[式中、R3は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキル基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基、又は未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基からなる群より選ばれる1種を表し、R4〜R6はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキル基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基、又は未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、ハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、Arは置換又は未置換のアリーレン基を表し、Xは一般式(I)中の−D−SiR1 3-a(OR2)aを表し、m及びsは0又は1を表し、tは1〜3の整数を表す。]
【0143】
ここで、式(II−7)中のArとしては、下記式(II−8)又は(II−9)で表されるものが好ましい。
【0144】
【化8】
【0145】
【化9】
【0146】
[式中、R7及びR8はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基又は未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、ハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、tは1〜3の整数を表す。]
【0147】
また、式(II−7)中のZ’としては、下記式(II−10)〜(II−17)のうちのいずれかで表されるものが好ましい。
−(CH2)q− (II−10)
−(CH2CH2O)r− (II−11)
【0148】
【化10】
【0149】
【化11】
【0150】
【化12】
【0151】
【化13】
【0152】
【化14】
【0153】
【化15】
【0154】
[式中、R9及びR10はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基又は未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、ハロゲン原子からなる群より選ばれる1種を表し、Wは2価の基を表し、q及びrはそれぞれ1〜10の整数を表し、tはそれぞれ1〜3の整数を表す。]
【0155】
上記式(II−16)、(II−17)中のWとしては、下記(II−18)〜(II−26)で表される2価の基のうちのいずれかであることが好ましい。
−CH2− (II−18)
−C(CH3)2− (II−19)
−O− (II−20)
−S− (II−21)
−C(CF3)2− (II−22)
−Si(CH3)2− (II−23)
【0156】
【化16】
【0157】
【化17】
【0158】
【化18】
[式中、uは0〜3の整数を表す]
【0159】
また、一般式(II)中、Ar5は、kが0のときはAr1〜Ar4の説明で例示されたアリール基であり、kが1のときはかかるアリール基から所定の水素原子を除いたアリーレン基である。一般式(II)で表される化合物の具体例としては、例えば、特開2001−83728号公報における表1〜表55に記載の化合物番号1〜274のものが使用できる。
【0160】
一般式(I)で表される化合物は、1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0161】
また、一般式(I)で表される化合物と共に、硬化膜の機械的強度をさらに向上させる目的で、一般式(I)で表される化合物と結合可能な基を有する化合物を併用してもよい。一般式(I)で表される化合物と結合可能な基とは、一般式(I)で表される化合物を加水分解した際に生じるシラノール基と結合可能な基を意味する。具体的には、−SiR1 3-a(OR2)aで表される基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらのうち、−SiR1 3-a(OR2)aで表される基、エポキシ基、イソシアネート基を有する場合、一般式(I)で表される化合物はより強い機械的強度を有するため好ましい。さらに、これらの基を分子内に2つ以上持つものは、硬化膜の架橋構造が3次元的になり、より強い機械的強度を有するため好ましい。
【0162】
これらの内、最も好ましい化合物として一般式(III)で示される化合物が挙げられる。
B−An (III)
[一般式(III)中、Aは−SiR1 3-a(OR2)aで表される基であり、R1、R2、aは一般式(I)中のR1、R2、aと同一の定義内容を表す。Bは、n価の炭化水素基及び−NH−から選択される少なくとも1種から構成されるn価の基を表し、nは2以上の整数を表す。]
【0163】
一般式(III)において、Bがn価の炭化水素基である場合又は当該炭化水素基を含んで構成される場合、当該炭化水素基は、アルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基のいずれであってもよい。また、当該炭化水素基が有するアルキル基は直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。さらに、当該炭化水素基は置換基を有していてもよい。
【0164】
一般式(III)で表される化合物は、−SiR1 3-a(OR2)aで表される加水分解性基を有する置換ケイ素基を有している化合物である。一般式(III)で表される化合物は、一般式(I)で表される化合物との反応又は一般式(III)で表される化合物同士の反応により、Si−O−Si結合を形成して3次元的な架橋硬化膜を与える。一般式(III)で表される化合物と一般式(I)で表される化合物とを併用すると、硬化膜の架橋構造が3次元的になり易く、また、硬化膜に適度な可とう性が付与されるため、より強い機械的強度が得られる。一般式(III)で表される化合物としては、下記式(III−1)〜(III−5)で表される化合物が好ましい。
【0165】
【化19】
【0166】
【化20】
【0167】
【化21】
【0168】
【化22】
【0169】
【化23】
[式中、T1,T2はそれぞれ独立に枝分かれしていてもよい2価又は3価の炭化水素基、Aは先に述べた加水分解性を有する置換ケイ素基を表す。h,i,jはそれぞれ独立に1〜3の整数であるが分子内のAの数が2以上となるように選ばれる。]
【0170】
下記式(III−1)〜(III−5)で表される化合物の具体例を表1に示す。
【0171】
【表1】
【0172】
一般式(I)で示される化合物は単独で使用しても良いし、膜の成膜性、可とう性を調整する等の目的から、一般式(III)で示される化合物や、他のカップリング剤、フッ素化合物と混合して用いても良い。このような化合物として、各種シランカップリング剤、および市販のシリコーン系ハードコート剤を用いることができる。
【0173】
シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、等を用いることができる。市販のハードコート剤としては、KP−85、X−40−9740、X−40−2239(以上、信越シリコーン社製)、およびAY42−440、AY42−441、AY49−208(以上、東レダウコーニング社製)、等を用いることができる。また、撥水製等の付与のために、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン、等の含フッ素化合物を加えても良い。シランカップリング剤は任意の量で使用できるが、含フッ素化合物の量は、フッ素を含まない化合物に対して重量で0.25以下とすることが望ましい。これを越えると、架橋膜の成膜性に問題が生じる場合がある。
【0174】
これらのコーティング液の調整は、無溶媒で行うか、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等が使用できるが、好ましくは沸点が100℃以下のものであり、任意に混合しての使用もできる。また、溶剤量は任意に設定できるが、少なすぎると一般式(I)で示される化合物が析出しやすくなるため、一般式(I)で示される化合物1部に対し、好ましくは0.5〜30重量部、より好ましくは1〜20重量部の割合で使用される。反応温度および時間は原料の種類によっても異なるが、通常、0〜100℃、好ましくは10〜70℃、特に好ましくは150〜50℃で行うことが好ましい。反応時間に特に制限はないが、反応時間が長くなるとゲル化を生じ易くなるため、10分から100時間の範囲で行うことが好ましい。
【0175】
コーティング液調整のために、系に不溶な固体触媒として以下のような触媒を用い、あらかじめ加水分解することができる。
陽イオン交換樹脂:アンバーライト15、アンバーライト200C、アンバーリスト15(以上、ローム・アンド・ハース社製);ダウエックスMWC−1−H、ダウエックス88、ダウエックスHCR−W2(以上、ダウ・ケミカル社製);レバチットSPC−108、レバチットSPC−118(以上、バイエル社製);ダイヤイオンRCP−150H(三菱化成社製);スミカイオンKC−470、デュオライトC26−C、デュオライトC−433、デュオライト−464(以上、住友化学工業社製);ナフィオン−H(デュポン社製)等。
陰イオン交換樹脂:アンバーライトIRA−400、アンバーライトIRA−45(以上、ローム・アンド・ハース社製)等。
プロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体:Zr(O3PCH2CH2SO3H)2,Th(O3PCH2CH2COOH)2等。
プロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン:スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等。
【0176】
ヘテロポリ酸:コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等。
イソポリ酸:ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等。
単元系金属酸化物:シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、CaO、MgO等。
複合系金属酸化物:シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等。
粘土鉱物:酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等。
金属硫酸塩:LiSO4,MgSO4等。
金属リン酸塩:リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等。
金属硝酸塩:LiNO3,Mn(NO3)2等。
アミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体:シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等。
アミノ基を含有するポリオルガノシロキサン:アミノ変性シリコーン樹脂等。
【0177】
これらの触媒のうち、少なくとも1種を用いて加水分解縮合反応を行わせる。これらの触媒は、固定床中に設置し反応を流通式に行うこともできるし、バッチ式に行うこともできる。触媒の使用量は、特に限定されないが、加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の合計量に対して0.1〜20wt%が好ましい。
【0178】
加水分解縮合させる際の水の添加量は特に限定されないが、生成物の保存安定性やさらに重合に供する際のゲル化抑制に影響するため、好ましくは一般式(I)で示される化合物の加水分解性基をすべて加水分解するのに必要な理論量に対して、好ましくは30〜500%、さらに好ましくは50〜300%の範囲の割合で使用することが好ましい。水の量が500%よりも多い場合、生成物の保存安定性が悪くなったり、生成物が析出しやすくなったりする傾向がある。一方、水の量が30%より少ない場合、未反応の化合物が増大してコーティング液を塗布、硬化時に相分離を起こしたり、強度低下を起こしたりする傾向がある。
【0179】
さらに、硬化触媒としては、以下の様なものを挙げることができる。塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等のプロトン酸、アンモニア、トリエチルアミン等の塩基、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、オクエ酸第一錫等の有機錫化合物、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の有機チタン化合物、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムトリアセチルアセトナート等の有機アルミニウム化合物、有機カルボン酸の鉄塩、マンガン塩、コバルト塩、亜鉛塩、ジルコニウム塩等が挙げられる。中でも、保存安定性の点で金属化合物が好ましく、さらに、金属のアセチルアセトナート、あるいは、アセチルアセテートが好ましく、特にアルミニウムトリアセチルアセトナートが好ましい。
【0180】
硬化触媒の使用量は任意に設定できるが、保存安定性、特性、強度等の点で加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の合計量に対して0.1〜20wt%が好ましく、0.3〜10wt%がより好ましい。硬化温度は、任意に設定できるが、所望の強度を得るためには60℃以上、より好ましくは80℃以上に設定される。硬化時間は、必要に応じて任意に設定できるが、10分〜5時間が好ましい。また、硬化反応を行ったのち、高湿度状態に保ち、特性の安定化を図ることも有効である。さらに、用途によっては、ヘキサメチルジシラザンや、トリメチルクロロシラン等を用いて表面処理を行い、疎水化することもできる。
【0181】
電子写真感光体の表面架橋硬化膜には、帯電器で発生するオゾン等の酸化性ガスによる劣化を防止する目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。感光体表面の機械的強度を高め、感光体が長寿命になると、感光体が酸化性ガスに長い時間接触することになるため、従来のものより強い酸化耐性が要求される。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系またはヒンダードアミン系が望ましく、有機イオウ系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系酸化防止剤、チオウレア系酸化防止剤、ベンズイミダゾール系酸化防止剤、等の公知の酸化防止剤を用いてもよい。酸化防止剤の添加量としては20重量%以下が望ましく、10重量%以下がさらに望ましい。
【0182】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、N,N'−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、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'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、2−t−ブチル−6−(3−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、等が挙げられる。
【0183】
また、放電ガス耐性、機械的強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長等の目的でアルコールに溶解する樹脂を加えることもできる。アルコール系溶剤に可溶な樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂(例えば、積水化学社製エスレックB、K等)、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。特に、電気特性上ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。上記樹脂の分子量は2000〜100000が好ましく、5000〜50000がさらに好ましい。分子量が2000未満の場合は所望の効果が得られなくなる傾向があり、100000を超えると溶解度が低くなり添加量が限られてしまったり、塗布時に製膜不良の原因になったりする傾向がある。樹脂の添加量は1〜40重量%が好ましく、さらに好ましくは1〜30重量%であり、5〜20重量%が最も好ましい。1重量%未満の場合は所望の効果が得られにくくなる傾向にあり、他方、40重量%を超えると高温高湿下での画像ボケが発生しやすくなる傾向にある。
【0184】
更に、電子写真感光体表面の耐汚染物付着性、潤滑性を改善するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、2種以上を併用してもよい。微粒子の一例として、ケイ素含有微粒子を挙げることができる。ケイ素含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカおよびシリコーン微粒子等が挙げられる。ケイ素含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒子径1〜100nm、好ましくは10〜30nmの酸性もしくはアルカリ性の水分散液、又はアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。最表面層中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、製膜性、電気特性、強度の面から最表面層の全固形分を基準として、0.1〜50重量%の範囲、より好ましくは0.1〜30重量%の範囲で用いられる。
【0185】
ケイ素含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、平均粒子径1〜500nm、好ましくは10〜100nmのシリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子、シリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、電子写真感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、電子写真感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐摩耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。電子写真感光体における最表面層中のシリコーン微粒子の含有量は、最表面層の全固形分を基準として、0.1〜30重量%の範囲であり、好ましくは0.5〜10重量%の範囲である。
【0186】
また、その他の微粒子としては、4弗化エチレン、3弗化エチレン、6弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や"第8回ポリマー材料フォーラム講演予稿集p89"に示される様な、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、MgO等の半導電性金属酸化物を挙げることができる。
【0187】
また、同様の目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。シリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、3−(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルシクロトリシロキサン等のフッ素含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。
【0188】
また、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。
【0189】
電荷輸送性を有し、架橋構造を有するシロキサン系樹脂は、優れた機械的強度を有する上に光電特性も十分であるため、これをそのまま積層型感光体の電荷輸送層として用いることもできる。その場合、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、1回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なっても良いし、複数回重ね塗布した後でも良い。
【0190】
次に単層型感光層について説明する。単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質及び結着樹脂を含有して構成される。この単層型感光層は、上記式(1)で表される吸光度A1又は上記式(2)で表される吸光度A2が0.5以上のものである。このような吸光度は、上記電荷発生層5と同様の方法で測定することができる。
【0191】
また、電荷発生物質、電荷輸送物質及び結着樹脂としては、上記電荷発生層5、上記電荷輸送層6に用いられる電荷発生物質、電荷輸送物質及び結着樹脂と同様のものを用いることができる。単層型感光層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生物質と結着樹脂との合計量を基準として、好ましくは20重量%以上、より好ましくは30重量%以上である。また、電荷輸送物質の含有量は、感光層の構成材料の合計量を基準として、5〜50重量%とすることが好ましい。塗布に用いる溶剤や塗布方法は、上記電荷発生層5と同様の方法で行うことができる。
【0192】
この単層型感光層の膜厚は、上記吸光度の条件を満たせば特に制限されないが、5〜50μmが好ましく、10〜40μmがより好ましい。
【0193】
このように第1実施形態においては、吸光度が特定条件を満たす第一又は第二の金属フタロシアニン含有層を備える電子写真感光体12を用いることによって、キャビティーの容積が小さく、アパーチャーを使用するために発光量が少ないマルチビーム方式の露光装置14を用いた場合であっても、画像形成プロセスの高速化と画質の向上との双方が実現可能となる。
【0194】
また、第1実施形態の画像形成装置には、一成分系、二成分系の正規現像剤又は反転現像剤とも合わせて用いることができ、粉砕法、重合法により製造された現像剤(所定の平均形状指数のトナーを用いることが好ましい)も使用できる。また、帯電ローラーや帯電ブラシを用いた接触帯電方式、及び中間転写体を用いた転写方式においても、良好な電子写真特性、画質特性を得ることができる。
【0195】
次に本発明の第2実施形態について説明する。図11は本発明の画像形成装置の第2実施形態を示す概略構成図である。図11に示す画像形成装置200は中間転写方式の画像形成装置であり、ハウジング400内において4つの電子写真感光体401a〜401d(例えば、電子写真感光体401aがイエロー、電子写真感光体401bがマゼンタ、電子写真感光体401cがシアン、電子写真感光体401dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成可能である)が中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。ここで、画像形成装置200に搭載されている電子写真感光体401a〜401dは、それぞれドラム状の導電性基体の外周面に感光層を備えるものであり、感光層における電荷発生層(単層型の場合は、感光層)の吸光度が特定条件を満たすものである。
【0196】
電子写真感光体401a〜401dのそれぞれは所定の方向(紙面上は反時計回り)に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール402a〜402d、現像装置404a〜404d、1次転写ロール410a〜410d、クリーニングブレード415a〜415dが配置されている。現像装置404a〜404dのそれぞれにはトナーカートリッジ405a〜405dに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーが供給可能であり、また、1次転写ロール410a〜410dはそれぞれ中間転写ベルト409を介して電子写真感光体401a〜401dに当接している。
【0197】
さらに、ハウジング400内の所定の位置には面発光レーザアレイを光源に用いた露光装置403が配置されており、露光装置403から出射されたレーザー光を帯電後の電子写真感光体401a〜401dの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体401a〜401dの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
【0198】
中間転写ベルト409は駆動ロール406、バックアップロール408及びテンションロール407により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、2次転写ロール413は、中間転写ベルト409を介してバックアップロール408と当接するように配置されている。バックアップロール408と2次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
【0199】
また、ハウジング400内の所定の位置にはトレイ(被転写体トレイ)411が設けられており、トレイ411内の紙等の被転写体500が移送ロール412により中間転写ベルト409と2次転写ロール413との間、さらには相互に当接する2個の定着ロール414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排紙される。
【0200】
なお、上述の説明においては中間転写体として中間転写ベルト409を使用する場合について説明したが、中間転写体は、上記中間転写ベルト409のようにベルト状であってもよく、ドラム状であってもよい。
【0201】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0202】
(実施例1)
酸化亜鉛(平均粒子径70nm:テイカ社製試作品)100重量部とトルエン500重量部とを混合攪拌し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学社製)1.5重量部を添加してさらに2時間攪拌した。その後、トルエンを減圧蒸留で留去し、150℃で2時間焼き付けを行った。
【0203】
上記表面処理を施した酸化亜鉛60重量部、硬化剤であるブロック化イソシアネート(スミジュール3175:住友バイエルンウレタン社製)15重量部、及びブチラール樹脂(BM−1:積水化学社製)15重量部をメチルエチルケトン85重量部に溶解した。その溶液38重量部とメチルエチルケトン25重量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散し、分散液を得た。
【0204】
得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005重量部を添加し、下引き層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて直径30mm、長さ340mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、160℃で100分の乾燥硬化を行い、厚さ20μmの下引き層を得た。
【0205】
電荷発生物質としてCuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において少なくとも7.6°及び28.2°の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料4重量部、結着樹脂として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)6重量部、及びn-ブチルアルコール300重量部からなる混合物を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液を電荷発生層形成用塗布液として下引き層上に浸漬塗布して乾燥し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が0.5の電荷発生層を形成した。この電荷発生層の膜厚は、0.2μmであった。電荷発生層に関する各データを表2に示す。
【0206】
上記電荷発生層の吸光度の測定に際し、先ず、透明基材(ガラスプレート)上に上記と同様の電荷発生層形成用塗布液を用いて0.2μmの電荷発生層を形成した。次に、分光光度計U−2000(HITACHI社製)を用いて透明基材と電荷発生層からなる積層体の透過光量Tb(=T)を測定し、その透過光量Tと入射光量T0を上記式(1)に当てはめて吸光度を求めた。なお、透明基材は、波長780nmの光の吸収がほとんどないものであった。
【0207】
次に、電荷輸送物質として下記式(IV)で示される化合物4重量部と結着樹脂としてビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(分子量4万)6重量部との混合物に、テトラヒドロフラン80重量部及び2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2重量部を加えて溶解した。この溶液を電荷発生層上に塗布して120℃で40分の乾燥し、膜厚28μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
【0208】
【化24】
【0209】
このようにして得られた感光層が下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層の三層からなる電子写真感光体を用いて、図1に示す構成を有する画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuCentre500増速改造機(白黒110Print/分・A4))を作製した。なお、露光装置としては、面発光レーザアレイの発光点が6×6に二次元に配列され、レーザビーム数が32本であり、走査線数が2400dpiのものを用いた。また、トナーには形状係数SF1の平均値が118のものを用いた。
【0210】
(実施例2)
実施例1において、電荷発生物質の使用量を5重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が0.7の電荷発生層を形成したこと以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0211】
(実施例3)
実施例1において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を4重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が1.0の電荷発生層を形成したこと以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0212】
(実施例4)
実施例1において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.5の電荷発生層を形成した以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0213】
(実施例5)
実施例1において、電荷発生物質をCuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも7.4°、16.6°、25.5°、28.3°の位置に回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン顔料とし、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.5の電荷発生層を形成した以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0214】
(実施例6)
実施例5において、電荷発生物質の使用量を5重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.7の電荷発生層を形成した以外は実施例5と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0215】
(実施例7)
実施例5において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度1.0の電荷発生層を形成した以外は実施例5と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0216】
(実施例8)
実施例5において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.5の電荷発生層を形成した以外は実施例5と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0217】
(実施例9)
実施例1において、電荷発生物質をCuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも27.3°の位置に回折ピークを有するオキシチタニルフタロシアニン顔料とし、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.5の電荷発生層を形成した以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0218】
(実施例10)
実施例9において、電荷発生物質の使用量を5重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.7の電荷発生層を形成した以外は実施例9と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0219】
(実施例11)
実施例9において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が1.0の電荷発生層を形成した以外は実施例9と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0220】
(実施例12)
実施例9において、電荷発生物質の使用量を6重量部、結着樹脂の使用量を5重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が0.5の電荷発生層を形成した以外は実施例9と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表2に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0221】
(比較例1)
実施例1において、電荷発生物質3重量部、結着樹脂7重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0222】
(比較例2)
実施例1において、電荷発生層の膜厚を変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度が0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例1と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0223】
(比較例3)
実施例5において、電荷発生物質3重量部、結着樹脂7重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例5と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを実施例1と同様に表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0224】
(比較例4)
実施例5において、電荷発生層の膜厚を変え、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例5と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0225】
(比較例5)
実施例9において、電荷発生物質3重量部、結着樹脂7重量部に変更し、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例9と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0226】
(比較例6)
実施例9において、電荷発生層の膜厚を変え、半導体レーザー(波長:780nm)での吸光度0.4の電荷発生層を形成したこと以外は実施例9と同様にして感光体を作製した。電荷発生層に関する各データを表3に示す。また、その電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を作製した。
【0227】
[画質の評価]
実施例1〜13及び比較例1〜6の画像形成装置を用いて、プロセス速度120mm/sで印字テストを常温常湿(20℃、40%RH)で行った。画質は以下の基準:
A:筋状濃度むらの発生が見えないもの、
B:筋状濃度むらの発生が見えないか軽微なもの、
C:筋状濃度むらの発生が顕著なもの、
に基づいて目視で評価した。得られた結果を表2及び表3に示す。このときの用紙としては、富士ゼロックス株式会社製PPC用紙(L、A4)を用いた。
【0228】
【表2】
【0229】
【表3】
【0230】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の画像形成装置によれば、レーザの本数を数多くできる面発光レーザアレイを用いた場合であっても筋状の濃度ムラの発生を十分に抑制することができ、画像形成速度の高速化と画質の向上との双方が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の第1実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明にかかる露光装置(光走査装置)の一例を示す概略構成図である。
【図3】発光点が2次元的に配列されたレーザアレイを示す平面図である。
【図4】本発明にかかる制御装置の一例を示す概略構成図である。
【図5】本発明にかかる電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。
【図6】本発明にかかる電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。
【図7】本発明にかかる電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。
【図8】本発明にかかる電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。
【図9】機能分離型感光体の電荷発生層の吸光度と、当該感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差と、の相関の一例を示すグラフである。
【図10】機能分離型感光体の電荷発生層における電荷発生物質と結着樹脂との比と、当該感光体の一重露光領域と多重露光領域との電位差と、の相関の一例を示すグラフである。
【図11】本発明の画像形成装置の第2実施形態を示す概略構成図である。
【図12】電子写真感光体の移動方向(副走査方向)に沿った露光エネルギーの分布を示すグラフである。
【図13】一重露光領域と多重露光領域との濃度ムラを示す模式図である。
【符号の説明】
2…導電性支持体、3…感光層、4…下引き層、5…電荷発生層、6…電荷輸送層、7…保護層、100…画像形成装置、12…電子写真感光体、14…帯電器、16…露光装置、18…現像装置、24…中間転写ベルト、32,42…転写器、44…定着器、50…面発光レーザアレイ、51…発光点、52…コリメートレンズ、54…ハーフミラー、56…レンズ、58…光量センサ、60…アパーチャ、62…シリンダレンズ、64…折り返しミラー、66…回転多面鏡、68,70…Fθレンズ、72,74…シリンダミラー、76…ピックアップミラー、78…ビーム位置検出センサ、80…制御部、82…記憶部、84…変調信号生成手段、88…駆動量制御手段、92…レベル変更手段、94…光量差設定手段、200…画像形成装置、400…ハウジング、402a〜402d…帯電ロール、403…露光装置、404a〜404d・・・現像装置、405a〜405d…トナーカートリッジ、406…駆動ロール、407…テンションロール、408…バックアップロール、409…中間転写ベルト、410a〜410d…1次転写ロール、411…トレイ(被転写体トレイ)、412…移送ロール、413…2次転写ロール、414…定着ロール、415a〜415d…クリーニングブレード、416…クリーニングブレード、500…被転写体。
Claims (5)
- 導電性基体及び該基体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像装置と、前記トナー像を前記電子写真感光体から被転写媒体に転写する転写装置と、を備え、
前記露光装置は3以上の発光素子を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、複数本の光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有し、
前記感光層は、金属フタロシアニンを含み且つ下記式(1)で表される吸光度A1が0.5以上である第一の金属フタロシアニン含有層を有し、
前記第一の金属フタロシアニン含有層において、前記金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の含有量が、該電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として40重量%以上であり、
前記金属フタロシアニンが、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン及びオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種である
ことを特徴とする画像形成装置。
A1=log10(T0/T) …(1)
[式(1)中、T0及びTはそれぞれ光ビームの入射光量及び透過光量を表す。] - 導電性基体及び該基体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像装置と、前記トナー像を前記電子写真感光体から被転写媒体に転写する転写装置と、を備え、
前記露光装置は3以上の発光素子を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、複数本の光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有し、
前記感光層は、金属フタロシアニンを含み且つ下記式(2)で表される吸光度A2が0.5以上である第二の金属フタロシアニン含有層を有し、
前記第二の金属フタロシアニン含有層において、前記金属フタロシアニンを含む電荷発生物質の含有量が、該電荷発生物質及び結着樹脂の合計量を基準として40重量%以上であり、
前記金属フタロシアニンが、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン及びオキシチタニルフタロシアニンから選択される少なくとも1種である
ことを特徴とする画像形成装置。
A2=(1/2)・log10(R0/R) …(2)
[式(2)中、Rは感光体から第二の金属フタロシアニン含有層よりも基体から遠い側の層を除いた第一の被照射体に第二の金属フタロシアニン含有層の側から光ビームを照射したときの反射光量を表し、R0は第一の被照射体から第二の金属フタロシアニン含有層を除いた第二の被照射体に第二の金属フタロシアニン含有層が設けられていた側から光ビームを照射したときの反射光量を表す。] - 前記第一の金属フタロシアニン含有層又は前記第二の金属フタロシアニン含有層の膜厚が0.1〜0.5μmであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 解像度が1200dpi以上であり、プロセス速度が100mm/s以上であることを特徴とする、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの形状係数の平均値が115〜140であることを特徴とする、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
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