(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機感光体を用いて少なくとも帯電、画像露光、現像、転写、クリーニング及び除電の工程を繰り返し行って画像を形成する画像形成方法において、
前記有機感光体として、正帯電型単層感光体を使用し、該感光体の帯電を正極性コロナ放電により行うと共に、
除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔ（秒）を、下記式：
０．０５≦ｔ≦０．１５
を満足するように設定して繰り返し画像形成を行うことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、正帯電型単層有機感光体を用いての電子写真法により画像形成を行う画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機感光体を用いる電子写真法は、感光体コストが比較的安価であるため、複写機、レーザプリンター、ファクシミリ等の画像形成に広く使用されている。
【０００３】
ところで、電子写真法においては種々の帯電工程が必須不可欠であり、例えば静電潜像を形成させるための準備段階としての感光体の主帯電、感光体上のトナー像を紙に転写させ、転写紙を感光体から分離させるための転写用帯電等の帯電工程が用いられており、且つ帯電手段としては、コロナ放電による帯電方式が一般的に採用されている。
【０００４】
然しながら、コロナ帯電では、空気中の酸素が酸化されてオゾンが発生し、オゾンの発生量よりは少ないが、窒素が酸化されてＮＯx が発生し、これらの放電生成物が感光体を劣化させるという問題がある。特に感光体が有機感光体の場合には、放電生成物による劣化傾向が他の感光体に比して大きい。
【０００５】
コロナ帯電によるオゾン発生は、負極性コロナ放電で著しく大きく、正極性コロナ放電では少ないため、有機感光体として正帯電型有機感光体を使用し、主帯電を正極性コロナ放電により行う画像形成方法が着目されている。しかし、この画像形成方法では、画像形成を繰り返して行うと、感光体の帯電電位や感度が低下し、画像濃度の低下やカブリ等を生じるという問題があった。
【０００６】
特開平４−２５８９６５号公報には、単層または積層有機感光体を用いた画像形成方法において、除電から帯電までに要する時間を0.２秒以上に設定して画像形成を行う方法が提案されている。この方法は、除電から帯電までに要する時間を比較的長く設定することにより、除電プロセスによって感光体表面の帯電電荷が十分に消去された段階で次の帯電プロセスを行うというものであり、繰り返して画像形成しても、感光体の帯電電位の低下が発生せず、画像濃度の低下やカブリの発生を伴うことなく、良好な画像を安定して形成し得るという利点を有している。同公報には、正極性コロナ放電により感光体の帯電を行うことも記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記先行技術の方法は、積層有機感光体では画像濃度の低下やカブリの発生を有効に防止できるのであるが、正帯電型単層有機感光体を用いた場合には全く当てはまらないことが判った。これは、積層有機感光体は、電荷発生剤が分散された電荷発生層上に電荷輸送層が設けられ、電荷発生剤が表面に露出していないため、オゾン等の放電生成物による劣化を受けにくいのに対し、単層有機感光体では、電荷発生剤が分散された層のみで感光層が形成されており、電荷発生剤が感光層表面に露出されているため、例え正極性コロナ放電により感光体の帯電を行ったとしても、オゾン等の放電生成物により容易に劣化してしまうからではないかと思われる。事実、上記特許公報には、積層有機感光体に関しての実験例は示されているものの、正帯電型有機感光体を用いた場合の実験例は全く示されていない。
【０００８】
従って本発明の目的は、正帯電型単層有機感光体を用いて正極性コロナ放電により感光体の帯電を行う画像形成方法において、画像形成を繰り返し行った場合にも画像濃度の低下やカブリの発生が有効に防止し得る方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、有機感光体を用いて少なくとも帯電、画像露光、現像、転写、クリーニング及び除電の工程を繰り返し行って画像を形成する画像形成方法において、
前記有機感光体として、正帯電型単層感光体を使用し、該感光体の帯電を正極性コロナ放電により行うと共に、
除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔ（秒）を、下記式：
０．０５≦ｔ≦０．１５
を満足するように設定して繰り返し画像形成を行うことを特徴とする画像形成方法が提供される。
尚、本発明において、除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔとは、感光体表面が除電手段の中心から帯電手段の中心まで移動するに要する時間を意味する。
【００１０】
【作用】
本発明の画像形成方法は、正帯電型単層有機感光体を使用し、該感光体の主帯電を正極性コロナ放電により行うものであるが、特に除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔ（秒）が、上記式で規定する範囲を満足するように、除電及び露光を行うことが顕著な特徴である。
【００１１】
上記の条件式において、時間ｔの下限は、感光体の表面電位の低下傾向に関連する。即ち、図１は、正帯電型単層有機感光体を使用し、正極性コロナ放電により該感光体の主帯電を行って連続して１２万枚の画像形成を行った場合において、上記時間ｔ（秒）に対して、感光体表面の暗電位の低下量（１２万枚複写後の暗電位と初期の暗電位との差）をプロットした曲線を示す（詳細な条件は、後述する実施例参照）。
この図１の曲線によれば、上記時間ｔが前記式で規定する範囲よりも短い場合には、感光体の表面電位の低下が著しくなり、この結果として画像濃度の低下が生じることになる。従って、本発明によれば、除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間を、０．０５秒以上に設定することにより、連続して画像形成を行った場合の表面電位低下傾向が有効に回避され、画像濃度の低下が有効に防止されるのである。
【００１２】
本発明において、上記時間が短くなる程感光体の表面電位の低下傾向が著しくなり、一定時間以上に長くすることによって表面電位の低下傾向を回避し得ることは、多くの実験を繰り返し行うことによって現象として見出されたものであり、その理由は明確に解明されたわけではないが、本発明者等は次の様に推定している。即ち、前記時間ｔが短くなると、除電プロセスにより生成したキャリアが残った状態で帯電プロセスに移行する。そのため、印加電流が大きくなり、放電生成物量が増加するのでドラム劣化が著しくなり、この結果として表面電位が低下するものと認められる。従って、この時間ｔを一定値以上とすることにより、この表面電位低下傾向を回避することができるものと認められる。
【００１３】
また時間ｔの上限は、感光体の感度低下傾向に関連する。即ち、図２は、図１の場合と同様の条件で連続して１２万枚の画像形成を行った場合において、上記時間ｔに対して、感光体表面の露光部電位の変化量（１２万枚複写後の露光部電位と初期の露光部電位との差）をプロットした曲線を示す。この図２の曲線によれば、上記時間ｔが前記式で規定する範囲よりも長い場合には、感光体の感度低下（露光部電位の上昇）が著しくなり、この結果としてカブリの発生等を招くことになる。従って、本発明によれば、前記時間ｔを、０．１５秒以下に設定することにより、連続して画像形成を行った場合の感度低下傾向が有効に回避され、カブリの発生が有効に防止されるのである。
【００１４】
このような感度低下の防止条件は、特に正帯電型単層有機感光体を用いた場合に特有の条件と認められる。即ち、前述した先行技術（特開平４−２５８９６５号公報）によれば、上記時間ｔが長い程感度低下には有利と認められるが、本発明では、この時間ｔを長くすると逆に感度低下傾向が著しくなってしまうことが見出されたのである。
【００１５】
正帯電型単層有機感光体を用いて主帯電を正極性のコロナ放電によって画像形成を行った場合において、このように上記時間ｔを一定値以下に短くすることにより感度低下を有効に防止し得る理由は、次のようなものと考えられる。
即ち、前記時間ｔが長くなると、除電プロセスにて生成したバルク中のキャリア残存数が帯電プロセスでは少なく、帯電プロセス以降での電荷消失は少なくなり、暗減衰が小さくなる。そのため、現像部電位を一定（例えば８００Ｖ）に設定する際の帯電部の電荷は少なくなり、露光部の電位も低くなるので、初期の感度は良好なものとなる。しかし、耐刷（連続画像形成）による感光層の削れの影響により、感度は一般的に低下する。感度が低下すれば、除電プロセスによるキャリア生成数も少なくなり、残存キャリア数も減少する。従って、連続使用された感光体では、初期の感光体に比して、除電−帯電時間の影響が小さくなり、よって初期感度が良好となり条件である除電−帯電時間ｔが長くなると、感度変化が大きくなり、著しい感度低下傾向が認められるのである。本発明においては、この時間ｔを一定値以下とすることにより、この感度低下傾向を回避することができるものと考えられる。
【００１６】
【発明の好適態様の説明】
（感光体）
本発明で用いる正帯電型単層有機有機感光体は、樹脂媒質中に電荷発生剤と電荷輸送物質とを分散させた単層の感光層を導電性基体上に設けたものであり、特に電荷輸送物質としては、正孔輸送剤と電子輸送剤との組み合わせが使用される。正孔輸送剤としては、それ自体公知のものが使用され、これと組み合わせる電子輸送剤としては、ジフェノキノン誘導体、特に非対称置換型のものが好ましい。この感光体は正帯電が可能であり、しかも残留電位が低いレベルに抑制されると共に、正帯電に対して優れた感度を示す。
【００１７】
特に電子輸送剤として用いるジフェノキノン誘導体としては、下記式（１）で表されるものを単独又は２種以上の組み合わせで用いることができる。
【００１８】
【化１】
0003761208.tif 000002
【００１９】
上記式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 の各々は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等である。
一層具体的には、３，５−ジメチル−３',５’−ジｔ−ブチルジフェノキノン、３，３’−ジメチル−５',５’−ジｔ−ブチルジフェノキノン、３，５’−ジメチル−３',５−ジｔ−ブチルジフェノキノン、３，５，３',５’−テトラメチルジフェノキノン、３，５，３',５’−テトラｔ−ブチルジフェノキノン、３，５，３',５’−テトラフェニルジフェノキノン、３，５，３',５’−テトラシクロヘキシルジフェノキノン等を挙げることができるが、下記式（２）、（３）或いは（４）の関係を満足する置換基を有するジフェノキノン誘導体は、分子の対称性が低いために分子間の相互作用が小さく、溶解性に優れているために好適である。
【００２０】
（Ｒ1 の炭素数＝Ｒ3 の炭素数）＞（Ｒ2 の炭素数＝Ｒ4 の炭素数）…（２）
（Ｒ1 の炭素数＝Ｒ2 の炭素数）＞（Ｒ3 の炭素数＝Ｒ4 の炭素数）…（３）
（Ｒ1 の炭素数＝Ｒ4 の炭素数）＞（Ｒ2 の炭素数＝Ｒ3 の炭素数）…（４）
【００２１】
正孔輸送剤としては、任意の正孔輸送物質を使用することができ、例えばオキサジアゾール系化合物、スチリル化合物、カルバトール系化合物、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が使用され、就中、イオン化ポテンシャルが5.３乃至5.６ｅＶの範囲にあるものが好適に使用される。また電解強度が３×１０5 Ｖ／ｃｍで１×１０-6ｃｍ2 ／Ｖ・秒以上の移動度を有するものが特に好ましい。
【００２２】
好適な正孔輸送剤の具体例としては、１，１−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、Ｎ，Ｎ’−（ｏ，ｐ−ジメチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、３，３’−ジメチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル−１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ−エチル−３−カルバゾリルアルデヒド−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルヒドラゾン、４−〔Ｎ，Ｎ−ビス（ｐ−トルイル）アミノ〕−β−フェニルスチルベン等を例示することができる。
【００２３】
電荷発生剤としては、例えばセレン、セレン−テルル、アモルファスシリコン、ピリリウム塩、アゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アンサンスロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジコ系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、ペリレン系顔料、キナクリドン系顔料等が例示され、所望の領域に吸収波長域を有する様、１種又は２種以上混合して用いられる。特にイオン化ポテンシャルが5.３乃至5.６ｅＶの範囲にあるものが好適であり、最も好適なものとしては、ビスアゾ顔料、Ｘ型メタルフリーフタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン等が例示される。
【００２４】
また上記の各剤を分散させる樹脂媒質としては、種々の樹脂が使用でき、例えばスチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、アイオノマー等のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂等の各種重合体や、エポキシアクリレート等の光硬化型樹脂等を、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。特に好適な樹脂は、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート等である。
【００２５】
上記の正帯電型単層有機感光体において、電荷発生剤は、通常、固形分当たり0.１乃至５重量％、特に0.２５乃至2.５重量％の量で感光層中に含有されるのがよく、またジフェノキノン誘導体のような電子輸送剤（ＥＴ）や正孔輸送剤（ＨＴ）は、それぞれ固形分当たり５乃至５０重量％、特に１０乃至４０重量％の量で感光層中に含有されるのがよい。さらにＥＴ：ＨＴの重量比は１：９乃至９：１、特に２：８乃至８：２の範囲にあるのがよい。
【００２６】
また上述した単層の感光層を形成する組成物には、電子写真学的特性に悪影響を及ぼさない範囲で、それ自体公知の種々の配合剤、例えば酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、一重項クェンチャー、ＵＶ吸収剤、軟化剤、表面改質剤、消泡剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合することができる。特に全固形分当たり0.１乃至５０重量％の量で立体障害性フェノール系酸化防止剤を配合すると、電子写真学的特性に悪影響を与えることなく、感光層の耐久性を顕著に向上させることができる。
【００２７】
単層の感光層は、上述した各剤や樹脂成分を溶剤に溶解乃至分散させて導電性基体上に塗布することによって形成されるが、この溶剤としては種々の有機溶媒、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。塗布液の固形分濃度は、一般に５乃至５０％とするのがよい。
【００２８】
また導電性基板としては、導電性を有する種々の材料を使用することができ、例えばアルミニウム、鉄、銅、錫、白金、金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属単体や、上記金属が蒸着又はラミネートされたプラスチック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化錫、酸化インジウム等で被覆されたガラス等が例示される。
【００２９】
特に単層の感光層の場合には、干渉縞等の発生がないことから、通常のアルミニウム素管、特に膜厚が１乃至５０μm となるようにアルマイト処理を施した素管を用い得ることも利点の一つである。
【００３０】
尚、塗布液を調製するには、電荷発生材料等と樹脂等とを、従来公知の方法、例えばロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェイカー或いは超音波分散器等を用いて行い、これを従来公知の塗布手段によって塗布、乾燥すればよい。
【００３１】
単層の感光層の厚みは、特に制限されないが、一般に５乃至１００μm 、特に１０乃至５０μm の範囲にあることが望ましい。
【００３２】
本発明の画像形成方法を好適に実施するための画像形成装置を示す図３において、この装置は、前述した正帯電型の単層の感光層をアルミニウム素管等の導電性基体上に有する有機感光体ドラム１と、その回転方向に沿って設けられた主帯電用正コロナ帯電器２、画像露光用の光学系３、現像装置４、転写用帯電装置５、クリーニング機構６及び除電用光源７とから成っている。
【００３３】
即ち、画像形成にあたっては、先ず感光体ドラム１の表面を、正コロナ帯電器２による正極性コロナ放電によって正極性に帯電させる。次いで、原稿（図示せず）からの反射光を光学系３を介して感光体ドラム１上に照射し、原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
現像装置４はトナー１０を有しており、この静電潜像は、現像装置４によりトナー１０で現像され、トナー像が形成される。トナーの帯電極性は、通常の正規現像の場合には感光体ドラム１表面と逆極性（負極性）であり、反転現像の場合には感光体表面と同極性（正極性）である。
また転写用帯電装置５は、トナー転写用帯電器１１と紙分離用交流帯電器１２とを備えており、転写紙１３の背面から帯電器１１でコロナチャージを行ってトナー像を転写紙１３に転写させる。この帯電器１１の極性は、トナーが付着している感光体ドラム１表面と同極性である。またトナー像が転写された転写紙１３は、交流帯電器１２の除電によって感光体ドラム１表面から静電的に剥離され、定着域（図示せず）に送られ、熱、圧力等により、トナー像の定着が行われる。トナー転写後の感光体ドラム１は、クリーニング機構６によって残留トナーが除去され、次いで除電用光源７からの全面露光により、残留電荷が除去される。
【００３４】
本発明において、正コロナ帯電器２によって行われる感光体ドラム１の主帯電は、表面電位が３００乃至１０００Ｖ、特に５００乃至８００Ｖとなるように行うのがよく、このために、コロナワイヤーに印加する電圧は、３乃至９ｋＶ程度が適当である。
【００３５】
画像露光は、ハロゲンランプ等の白色光や各種半導体レーザ、或いはＬＥＤ等を用いて行うのが適当であり、白紙原稿露光時の光量は、露光後表面電位が画像かぶりの発生のない電位以下に設定される。
【００３６】
静電像の現像は、公知の一成分系磁性現像剤や、磁性キャリヤと顕電性トナーとから成る二成分系現像剤を使用して磁気ブラシ現像により行うが、勿論、これ以外のそれ自体公知の現像方式も用いることができる。
【００３７】
本発明においては、除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔ（秒）を、前記式、即ち、
０．０５≦ｔ≦０．１５
を満足するように設定して繰り返し画像形成を行うが、このような条件設定は、主帯電用正コロナ帯電器２と除電用光源７との間隔に応じて、上記式を満足するように感光体ドラム１の回転速度を設定することにより容易に行われる。即ち、除電用光源７（除電用手段）の中心から主帯電用正コロナ帯電器２（帯電手段）中心まで、感光体ドラム１が移動するに要する時間ｔが前記式を満足するように、主帯電用正コロナ帯電器２と除電用光源７との間隔に応じて感光体ドラム１の回転速度を設定すればよい。
【００３８】
【実施例】
本発明を次の実験例で説明する。
【００３９】
（感光体の製造）
以下の実験例においては、以下の方法で作成した正帯電型単層有機感光体を使用した。
下記の組成から成る感光層用組成物をペイントシェイカーを用いて２時間かけて均一分散し、単層の感光層形成用塗布液を調製し、この塗布液を外径７８ｍｍアルミニウム素管の表面に浸漬塗布し、１１０℃で３０分間乾燥し、膜厚が３０μm の単分散感光層を形成し、正帯電型単層有機感光体を得た。
【００４０】
0003761208.tif 000003
【００４１】
【化２】
0003761208.tif 000004
【００４２】
実験例１
上記の感光体ドラムを、三田工業株式会社製電子写真複写機ＤＣ−２５５６改造機に取り付け、また感光体ドラムの回転速度を種々変更し、或いは主帯電用コロナ帯電器と除電用光源との間隔を適宜変更し、除電終了後から主帯電開始までの時間を0.０２秒から1.２秒まで変化させ、それぞれについて、初期表面電位（暗電位）を８００Ｖに設定し、１２万枚の連続複写を行った。
１２万枚目の複写時における暗電位を測定し、初期表面電位との差（ΔＶ：電位低下量）を算出し、その結果を表１及び図１に示した。
また初期（１枚目）及び１２万枚目の複写時における画像露光後の電位（感度）を測定し、その結果を表２及び図２に示した。
【００４３】
【表１】
0003761208.tif 000005
【００４４】
【表２】
0003761208.tif 000006
【００４５】
【発明の効果】
以上の実験結果から明らかな通り、本発明によれば、正帯電型単層有機感光体を使用し、該感光体の帯電を正極性コロナ放電により行う画像形成方法において、除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔ（秒）を、０．０５乃至０．１５秒の範囲に設定することにより、表面電位の低下による画像濃度の低下や感度低下によるカブリの発生を生じることなく、長時間にわたって安定して良好な画像を形成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験例１における除電が終了した時点から次の帯電を開始する迄の時間ｔと、感光体表面の暗電位の低下量（１２万枚複写後の暗電位と初期の暗電位との差）との関係を示す曲線。
【図２】実験例１における上記時間ｔと、１２万枚目の複写時における画像露光後の電位（感度）の変化量（初期の感度との差）との関係を示す曲線。
【図３】本発明の画像形成方法を好適に実施するための装置の一例を示す図。
【符号の説明】
１：感光体ドラム            ２：主帯電用正コロナ帯電装置
３：画像露光用光学系        ４：現像装置
５：転写用帯電装置          ６：クリーニングブレード
７：除電用光源            １０：トナー
１１：トナー転写用帯電器    １２：紙分離用交流帯電器
１３：転写紙
【図１】
0003761208.tif 000007
【図２】
0003761208.tif 000008
【図３】
0003761208.tif 000009