JPH045984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明はフタロシアニン系バインダ樹脂光導電
層を有する感光体を用いた画像形成方法に関し、
より詳しくは階調再現性を所定の範囲内において
任意に制御することのできる画像形成方法に関す
る。 従来技術 感光体として既に様々なものが提案、実用化さ
れている。その一例としてSe系のものがあるが
感度面では比較的優れているものの、有害であり
結晶化温度が低いという欠点がある。またCdSバ
インダ樹脂光導電層を有する感光体も広く実用化
されているが、やはり有害で製造上、取扱い上に
問題がある。このことより、近年、フタロシアニ
ン系光導電性材料をバインダ樹脂に分散してなる
光導電層を有する感光体が注目されている。この
種の感光体は無公害で製造が容易であるという利
点を有する。 ところでフタロシアニン顔料を光導電性材料と
するものには、α型、β、γ、ε、σ、ｘ等様々
な結晶形があり、夫々の結晶形において電子写真
特性が異なる。この中で後述する特殊α型フタロ
シアニン顔料をバインダ樹脂に分散してなる光導
電層を有する感光体は他の結晶形のものと比較し
て特異な特性を示す。即ち、本願発明者が夫々の
結晶形のフタロシアニン顔料を含む感光体に対し
作像実験を行つたところ、上述した特殊α型フタ
ロシアニン顔料を含む感光体にあつては低電位
部、つまり中間調が度々再現されないということ
が確認された。 これは後でも詳述するが、上記特殊α型フタロ
シアニン顔料を含む感光体にあつては露光後の暗
減衰速度が露光照度にに依存して変化するという
特異な特性を示すためである。然るにこの種の感
光体を粉像転写型複写機に用いた場合、高照度域
では上記暗減衰速度の変化により現像される以前
に感光体上の電位が現像閾値電圧を割つてしま
い、見かけ上の感度が大幅に変化し、階調再現性
に著しく影響を与える。 また、階調再現性に関して、中間調に対する忠
実な再現が求められていることは勿論であるが、
多々にして再現度合いを制御したい場合がある。
この点、従来では階調再現性は感光体自体が持つ
絶対感度により必然的に定まり、また露光ランプ
に対する印加電圧を一定範囲内で可変として再現
度合いを制御することが行われているが露光照度
を増大させれば薄い画像は再現されなくなり、結
果的には階調再現性の制御は困難である。 発明の目的 本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、
その目的とするところは、階調再現性に優れてい
るとともにその再現度合いを容易に制御でき常に
良好な画像を得ることのできる画像形成方法を提
供することにある。 発明の要旨 本発明の要旨は、感光体として画像露光後にお
ける暗減衰速度が露光照度に依存して変化する特
性を示す、フタロシアニンおよびフタロシアニン
分子のベンゼン核がニトロ基、シアノ基、ハロゲ
ン原子、スルホン基およびカルボキシル基から選
ばれる少なくとも１種の電子吸引性基によつて置
換されたフタロシアニン誘導体を、フタロシアニ
ンと塩を形成し得る無機酸と混合した後、水もし
くは塩基性物質によつて析出せしめて得られたフ
タロシアニン系光導電性材料をバインダ樹脂に分
散してなる光導電層を有するものを用い、該感光
体に対する画像露光から現像に至るまでの時間を
約0.1乃至0.4秒とし、露光照度または現像バイア
ス電圧の少なくとも一方の可変として階調再現性
の制御を可能とした画像形成方法にある。 実施例 本発明に係る画像形成方法は感光体として、フ
タロシアニン系顔料をバインダ樹脂に分散してな
る光導電層を有するものを用い、特に望ましくは
導電性基板上に上記光導電層を厚さ約５乃至30ミ
クロンに積層してなるもの、更に必要によりその
上に絶縁性保護層を積層してなるものを用いる。
具体的に上記光導電層は後述するが、画像露光後
における暗減衰速度が露光照度に依存して変化す
る特性を有し、この如き特性を有するフタロシア
ニン顔料としては下記する特殊α型の結晶形があ
る。 特殊α型結晶形フタロシアニン系顔料は、フタ
ロシアニンおよび、フタロシアニン分子のベンゼ
ン核がニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、スル
ホン基およびカルボキシル基から選ばれる少なく
とも１種の電子吸引性基によつて置換されたフタ
ロシアニン誘導体を、フタロシアニンと塩を形成
し得る無機酸と混合した後、水もしくは塩基性物
質によつて析出せしめて得られるもので、こうし
て得られたものをバインダ樹脂に分散して塗布に
より光導電層を形成するものである。尚、上記に
おいて、フタロシアニンとフタロシアニン誘導体
との組成割合は、フタロシアニン誘導体の電子吸
引性基の数がフタロシアニンおよびフタロシアニ
ン誘導体のフタロシアニン単位の合計に対し２個
以下、好ましくは１個以下で、かつ0.001個以上、
好ましくは0.002個以上となるような割合にする
ことが望ましく、また、フタロシアニンと塩を形
成し得る無機酸としては、硫酸、オルトリン酸、
ピロリン酸、クロロスルホン酸、塩酸、ヨウ化水
素酸、フツ化水素酸、臭化水素酸等が用いられ
る。これら無機酸はフタロシアニンのアシツドペ
ーステイング法、アシツドスラリー法等の従来よ
り知られている方法に使用されているものが用い
られる。尚、フタロシアニンとしては無金属フタ
ロシアニン、銅、ニツケル、コバルト、亜鉛、ス
ズ、鉄、ナトリウム、リチウム、カルシウム、マ
グネシウム等の金属フタロシアニンあるいはこれ
らの混合物を用いることができる。 以下、特殊α型結晶形のフタロシアニン系顔料
を含む光導電層を有する感光体を用いた場合にお
ける本発明の画像形成方法について詳述する。 感光体は次のようにして作成した。銅フタロシ
アニン40重量部、ジニトロ銅フタロシアニン0.5
重量部を98％濃硫酸500重量部に十分攪拌しなが
ら溶解する。溶解した液を水2000重量部にあけ、
銅フタロシアニン、ジニトロ銅フタロシアニンの
組成物を析出させた後、濾過、水洗し、減圧下
120℃で乾燥する。尚、この組成物は特殊α型結
晶形フタロシアニン系顔料である。次に斯くして
得られた組成物10重量部を酢酸ブチル：セロソル
ブ（１：１）40重量部の有機溶剤とともにボール
ミルに入れ20時間分散する。続いて、熱硬化性ア
クリル樹脂32重量部（大日本インキ製アクリデイ
ツクA405）、メラミン樹脂８重量部（大日本イン
キ製スーパーベツカミンJ820）を上記分散溶剤10
重量部とボールミルに入れ４時間混練分散して光
導電性塗料を調整した。そしてこの塗料を直径80
mmのアルミニウムドラム上に約10ミクロン塗布し
て乾燥し感光体を作成した。 こうして得られた感光体を第１図に示す複写機
乃至はそれに相当する測定装置にセツトし下記す
る実験を行つた。尚、同図ににおいて、１が感光
体、２は該感光体１を均一帯電するためのコロナ
チヤージヤ、３は印加電圧により調光可能な露光
ランプ、４は露光スリツト、５は現像バイアス電
圧源６に接続された磁気ブラシ現像器、７は転写
チヤージヤ、８はブレードクリーナー、９はイレ
ーサランプである。 まず上記感光体をコロナチヤージヤ２により所
定の表面電位V₀に均一帯電してそのV₀から出発
する暗減衰特性を測定した。（以下、この暗減衰
特性をV₀ダークと呼ぶ。）測定結果は第２図に示
す通りで、同図においてカーブＡは初期表面電位
V₀が略500V、カーブＢはV₀が略400Vのときの
V₀ダークで、上記感光体のV₀は一定の暗減衰時
間まで徐々に低下し肩部を形成して急激に低下す
るという特異な特性を示す。つまりSeやCdS等の
感光体にあつてはV₀の暗減衰は略直線的に減衰
するところ、特殊α型フタロシアニン顔料を含む
光導電層を有する感光体にあつては上記の通り肩
部を形成して急激減衰する。カーブＡの場合、
V₀は暗減衰時間により徐々に低下するが15秒ま
では差程減衰せず16秒位から急激に減衰する。こ
こで各カーブにおいて肩部が生じ始めるまでの時
間TinはカーブＡにおいて示したように初期表面
電位V₀からの水平線と肩部接線が交差する点を
求めることにより明かとなり、V₀が略500Vのカ
ーブＡでTinは15.9秒、V₀が略400VのカーブＢで
Tinは13.8秒である。尚、Tinは感光体の反復使
用によつて短くなつて行き、その他、周囲温度、
コロナ電流、フタロシアニン顔料の含有比等、
様々なフアクターに依存する。特にコロナ電流が
高いときはオゾン発生量によりTinは極端に短く
なるがオゾン排気によりある程度防止でき、一般
にTinは最低で３秒以上、最大で１分位である。
しかし低速の複写機を例にとつてみても、帯電か
ら画像露光まで３秒以上要するものはないので、
上記のようなV₀ダーク特性が問題となることは
ない。 ところが特殊α型フタロシアニン顔料を含む上
記感光体は上述したV₀ダークという特異な特性
を示す他に、画像露光後における暗減衰速度が露
光照度に依存して変化するという特性も示す。即
ち、画像露光後の表面電位Viから出発する暗減
衰特性（以下、この特性をViダークと呼ぶ）を
測定したところ、第２図においてカーブＣ，Ｄに
よつて示す通りの結果を得た。具体的に感光体を
その初期表面電位V₀が500Vとなるよう帯電し、
露光照度が夫々6.3lux、7.5luxの下で露光し（露
光時間は一定）露光直後からの暗減衰特性を調べ
たところV₀ダークと相反して急激な電位減衰が
認められた。つまり露光照度が6.3luxの露光の下
で初期表面電位V₀はカーブＣによつて示される
通り、400VのViにまで低下し、そのViより出発
する暗減衰は急激な電位減衰を生じ暗減衰時間が
0.5秒にもならないうちに50V以下となる。露光
照度が7.5luxの場合も、Viは略300Vとなるがカ
ーブＤに示す通り、やはり急激な電位減衰を生じ
る。このことを第１図に示した複写機に当てはめ
て考えた場合、帯電、画像露光により形成される
静電潜像は少なくともその一部が磁気ブラシ現像
器５による現像以前の現像閾値電位を割つてしま
い全く現像されないということになる。 つまり、例えば複写原稿として黒色画像（例え
ば黒文字）と灰色画像（写真や薄い文字等の中間
調像）からなるものを用い、V₀に帯電し画像露
光すると、黒色画像部に対応する電位は略V₀の
ままで少なくとも前述したTinまでは低下するこ
とはないが、灰色画像部は画像露光によりViま
で低下しカーブＣ，Ｄと同様、Viからは急激な
電位減衰が起こる。従つて、この灰色画像部の潜
像電位は現像閾値電位以下となる以前に磁気ブラ
シ現像器５により現像されなければ全く再現され
ないこととなる。特に磁気ブラシ現像器４の現像
電極へのバイアス電圧印加が少なくとも10V程
度、通常は50〜350V程度であるので、より大き
な制約となる。 露光照度に依存してViダークが変化する点に
つき更に詳述すると、第３Ａ図及び第３Ｂ図は露
光照度を1.2luxから300luxに渡つて変化させたと
きの暗減衰時間を測定したもので、実験は同一製
造方法の下に作成された上記と同一の板状感光体
を用い測定装置として往復型静電特性装置を用い
た。尚、照射はシヤツターを介在させて行い、
100〜110msec開とした。第３Ａ図において、カ
ーブＥ１は露光照度が1.2luxのときのViダーク特
性を、カーブＥ２は露光照度5lux、Ｅ３は10lux、
Ｅ４は20lux、Ｅ５は30lux並びにＥ６は50luxの
ときのViダーク特性を示す。各カーブから明ら
かなように、露光照度が大となるに従つて暗減衰
時間は早くなる。換言すれば複写原稿の高濃度画
像は暗減衰速度が遅いが、低濃度となるに従つて
早くなり、例えばカーブＥ１でViが300Vにまで
減衰する時間は約10秒であるのに対し、露光照度
が30luxのカーブＥ５では１秒、50luxのカーブＥ
６で0.4秒と非常に早くなる。この傾向は露光照
度が更に大きくなることで顕著となり、第３Ｂ図
に示すように露光照度が60luxのカーブＥ７、
100luxのカーブＥ８、150luxのカーブＥ９、
300luxのカーブＥ１０は夫々暗減衰が順次早くな
りViが300Vにまで減衰する時間はカーブＥ７で
0.33秒、Ｅ８で0.2秒、Ｅ９で0.18秒、Ｅ１０で
0.15秒である。 このように特殊α型フタロシアニン顔料をバイ
ンダ樹脂に分散してなる光導電層を有する感光体
はその画像露光後における暗減衰速度が露光照度
の増大にしたがつて速くなるという特異な特性を
有する。然るに特に中間調画像の再現の場合、そ
れに対応する潜像電位が極めて短時間で現像閾値
電位以下となることにより、それ以前に現像しな
ければならない。またこれと関連して上述した第
２図、第３Ａ，Ｂ図で示したViダーク特性は感
光体の感度面でも密接な関係を有する。後述する
が上記感光体の光減衰特性を見た場合、その減衰
カーブの傾き度合いは相対的に強く、つまり立つ
ており、画像露光から現像までの時間に依存す
る。然るに、現像時期によつては高感度ではある
が逆に階調再現性に乏しいかあるいはその逆とな
り、階調再現性に優れた良好な画像を得ることは
できない。 また、階調再現性に関し、写真や絵等の原稿を
良好に再現するためにある程度制御できることが
望ましい。しかし、従来ではその制御範囲も狭
く、事実上の階調再現性の改善とはならないもの
であつた。 本発明に係る画像形成方法は以上の事実に鑑
み、画像露光から現像に至るまでの時間を約0.1
乃至0.4秒に設定するとともに、画像露光時にお
ける露光照度と現像バイアス電圧の少なくとも一
方を可変として階調再現性の制御を可能ならしめ
常に良好な画像を得ることができるようにしたも
のである。 まず画像露光から現像に至るまでの時間（以
下、この時間をTidと呼ぶ）について説明する
と、第１図において露光スリツト４を介してその
画像露光により形成される潜像部分が磁気ブラシ
現像器５に到達するまでの時間Tidを約0.1乃至
0.4秒とするのは、0.1秒以下では現像までに到達
するには高速化を図つても不充分であることに加
えて感光体の感度低下を生じるためで、また0.4
秒以上では中間調画像の一部が再現されなくなる
ばかりか階調再現性そのものが低下するためであ
る。 具体的に説明するに、第４図は画像露光から現
像までの時間Tidを変化させたときの表面電位V₀
と露光量の関係を示す光減衰特性で、カーブＦ１
はTidが0.25秒、Ｆ２はTidが0.39秒、またＦ３は
Tidが0.67秒のときの光減衰カーブである。同図
から明らかなように各カーブＦ１，Ｆ２，Ｆ３の
傾き度合いは、Tidが長くなるに従つて立つてき
ており感度が高くなることを示している。しかし
逆に階調性の面、特に中間調再現は低下すること
を意味し、結局、中間調再現範囲を広くとるには
Tidは短くする方がよいことが分かる。またこの
ことより所望の階調再現がTidを変化させること
により得られる。 第５図は左縦軸に表面電位V₀から出発する暗
減衰カーブの肩部が生じるまでの時間Tinを、右
縦軸にV₀を半減するに必要な露光量Ｅ1/2を、ま
た横軸にTidをとつた関係を示し、第１図におけ
る感光体１の回転速度を変化させるとともに固定
の画像露光位置に対し現像位置、実験上では測定
位置を変化させてTin及びTidを測定したもので
ある。具体的に測定結果は下記第１表に示す通り
で、グラフプロツトしたのが第５図である。第１
表において、RPMは感光体回転速度、Itは感光
体を500VのV₀に帯電するために必要なコロナチ
ヤージヤ２のコロナ電流μA、秒／周は感光体が
一回転するに要する時間、θは画像露光位置から
反時計方向に位置するプローブ位置並びに各プロ
ーブ位置におけるTid，Tin，Ｅ1/2を示してあ
る。

【表】 尚、第５図において○と●は夫々θ＝25°にお
けるTinとTid及びＥ1/2とTidの関係を、△と▲
はθ＝45°のときのTin−Tid及びＥ1/2−Tid、ま
た□と■はθ＝60°のときのTin−TidとＥ1/2−
Tidの関係を示す。まずTinとTidの関係を見る
にTinはTidが長くなるに従つて飽和傾向を示す。
また図示しないがTinはTidが0.1秒、特に0.05秒
以下で急激に低下し、この意味でもTidが0.1秒以
上であることが重要である。このようにTinが短
くなるのはコロナ電流Itと密接な関係があるため
で、オゾン発生量に依存してTinは短くなる。一
方、Ｅ1/2とTidの関係を見た場合、Tidが長くな
るに従つて高感度となることが分かる。例えば
Tidが0.12秒のときＥ1/2は9.3lux・secであるの
に対して、0.5秒で5.9lux・sec、0.67秒で5.0lux・
secとかなり感度向上となつている。しかしなが
ら第４図においても説明した通り、感度向上は階
調再現性の低下を招く。 第６図はTidと階調再現性の関係を示し、縦軸
はコダツクグレースケール再現段数を、横軸は
Tidで、Tidが夫々0.25秒、0.39秒、0.67秒のとき
の再現段数を示している。この図から明らかなよ
うに階調再現性はTidが長くなるに従つて低くな
り、一般に６段数の階調再現が良好な画像を得る
上で求められることよりTidは最大でも0.4秒とす
るのが必要である。 次に階調再現性の制御について説明すると、第
７図は第３Ａ図及び第３Ｂ図に基づく表面電位
V₀とコダツクグレースケール再現段数（及び濃
度）との関係を示し、Tidを0.3秒としカーブＧ１
が露光照度を50luxとしたときの特性、Ｇ２が
60lux、Ｇ３が70lux、Ｇ４が80lux、Ｇ５が
100lux、Ｇ６が200lux、Ｇ７が300luxとしたとき
の特性である。この結果から明らかなように、露
光照度に依存して夫々の特性は変化し特に露光照
度が大になるに従つて低濃度から高濃度へと階調
再現性が広くなつている。また各カーブＧ１〜Ｇ
７から、露光照度を大とするに従つて夫々の傾き
がよりねていることが分かる。これは階調再現性
が露光照度の増大に応じてより滑らかとなること
を意味しており、特に中間調再現においてよりき
め濃やかな画像を得ることができる。 第８図は現像バイアス電圧源６からのバイアス
電圧Vbを300、200、100Vと可変したときのコダ
ツクグレースケース再現段数と露光照度との関係
を示す。尚、第７図との関係で露光照度60luxは
再現段数の５段、80luxは７段、100luxは９段、
200luxは12段、300luxは14段に夫々対応する。
Vbが300Vのとき、カーブＨ１に示されるように
露光照度を80luxから100luxと増大することによ
つて再現段数は７段から８段数へと向上する。同
様にVbが200Vのとき、カーブＨ２に示されるよ
うに露光照度の増大により再現段数は８段から10
段数へと向上し、またVbが100VのカーブＨ３で
８段から13段数へとかなり向上する。このように
本発明においては、露光照度と現像バイアス電圧
の少なくとも一方、好ましくは両方を可変とする
ことにより幅広く階調再現性を制御することがで
きる。 次に上記特殊α型フタロシアニンバインダ樹脂
光導電層を有する感光体を用い、第１図の複写機
によりTidが夫々0.15、0.3、0.39、0.55秒の下で
作像実験を行つたところ、Tidが0.55秒の場合を
除き階調再現性に優れた良好な画像が得られた。
また、Tidが0.3秒の下で現像バイアス電圧Vbを
100から300V、露光照度を50から300luxの範囲に
おいて可変とし作像実験を行つたところ、階調再
現性を広範囲に渡つて制御でき中間調に優れた画
像が得られた。 尚、本発明に用いられる感光体は、例えば特殊
α型フタロシアニン系バインダ樹脂光導電層とε
型フタロシアニン系バインダ樹脂光導電層を積層
とした構成でもよく、あるいは特殊α型を基板上
に２層の積層とし夫々の層のフタロシアニン顔料
の含有量を変えたような構成としてもよい。ま
た、本発明は第１図に示したようなスリツト露光
型複写機に限らず、感光体をフイルムベルト型と
し例えば特開昭50−74431号に示されるような瞬
時露光（フラツシユ露光）型複写機にも実施可能
である。 効 果 以上の説明から明らかなように本発明に係る画
像形成方法によれば階調再現性を広範囲に渡つて
制御でき良好な画像を得ることができる。しかも
その設定条件も簡単であるので容易に実施可能
で、所望の階調再現が得られるという自由度があ
る等、優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成方法が実施可能
な複写機の概略構成を示す図、第２図は特殊α型
フタロシアニンバインダ樹脂感光体の暗減衰特性
を示す図、第３Ａ図及び第３Ｂ図は露光照度変化
による暗減衰特性を示す図、第４図は画像露光か
ら現像までの時間を変化させたときの光減衰特性
を示す図、第５図は暗減衰特性において肩部が生
じるまでの時間、光感度並びに画像露光から現像
までの時間との関係を示す図、第６図は階調再現
性と画像露光から現像までの時間の関係を示す
図、第７図は露光照度を変化させた場合における
表面電位と再現段数の関係を示す図、第８図は現
像バイアス電圧を変化させた場合における再現段
数と露光照度との関係を示す図である。 １……感光体、２……コロナチヤージヤ、４…
…露光スリツト、５……磁気ブラシ現像器、６…
…現像バイアス電圧源、Tid……画像露光から現
像までの時間、Tin……暗減衰カーブの肩部が生
じるまでの時間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯電、画像露光、現像並びに転写の各工程を
   経て画像を得る画像形成方法において、感光体と
   して画像露光後における暗減衰速度が露光照度に
   依存して変化する特性を示す、フタロシアニンお
   よびフタロシアニン分子のベンゼン核がニトロ
   基、シアノ基、ハロゲン原子、スルホン基および
   カルボキシル基から選ばれる少なくとも１種の電
   子吸引性基によつて置換されたフタロシアニン誘
   導体を、フタロシアニンと塩を形成し得る無機酸
   と混合した後、水もしくは塩基性物質によつて析
   出せしめて得られたフタロシアニン系光導電性材
   料をバインダ樹脂に分散してなる光導電層を有す
   るものを用い、該感光体に対する画像露光から現
   像に至るまでの時間を約0.1乃至0.4秒とし、画像
   露光時における露光照度と現像時の現像電極への
   バイアス電圧の少なくとも一方を可変として階調
   再現性の制御を可能ならしめたことを特徴とする
   画像形成方法。