JP3935345B2

JP3935345B2 - Electrophotographic equipment

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Publication number: JP3935345B2
Application number: JP2001378119A
Authority: JP
Inventors: 和美山内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP2002251023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、複写機またはファクシミリなどの電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザービームプリンターやＬＥＤプリンターなどの電子写真装置が広く使用されている。パソコンの普及にともない、低コストのページプリンターが求められているが、レーザービーム方式はＬＥＤ方式に比べ、露光制御が簡単な構成であり、安価な電子写真装置が提供できる。また、最近は高性能パソコンの低価格化によって、個人レベルで写真画像の処理が可能になり、それを出力できる高解像度プリンターも要求されている。その一方で、オフィスのネットワーク化が進み、プリンターを複数のユーザーが同時に使用するので、高速化が求められている。
【０００３】
高解像度プリンターでは露光ビームのスポット径を高い解像度に合わせて、小さくする方法が行われている。露光ビームを絞ってスポット径を小さくする場合、適正スポット径は例えば１２００ｄｐｉでは約２０μｍ、２４００ｄｐｉでは約１０μｍとなる。この場合、スポット径が小さくなるにつれて露光ビームの焦点深度が浅くなるために、潜像担持体上に結像させるために高精度な光学系が必要になり、コストアップになる。そこで、光学系のコストアップなしに画素密度を高くする方法として、スポット径を変えずに、露光ビームの出力が小さくなるように発光素子の駆動電流を弱める方法も行われている。
【０００４】
また、装置の解像度が高くなった場合やプロセススピードが高くなった場合、レーザービームプリンターではスキャナーの回転数が上がり、回転に大きな駆動電源を要したり、回転支持軸の補強が必要になったりするので、コストアップになる。
【０００５】
この問題には複数のレーザービームを走査して、電子写真感光体に複数ライン分の静電潜像を同時に形成できるマルチビーム方式が有効である。
【０００６】
一方、電子写真感光体を帯電する安価な帯電装置としては、接触帯電方式が多く採用されている。この方式は高電圧電源やオゾンフィルタが不要で、帯電部材もローラー型などの簡単な構成が可能である。この方式では本出願人が提案した接触帯電部材に印加する電圧を振動電圧とした方式（特公平３−５２０５８号）、特には振動電圧ピーク値Ｖｐｐを、帯電部材に直流を印加したときの帯電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上にする方式で、均一な帯電処理をすることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者の検討によると、高解像度に対応して露光ビームの出力を小さくした場合、プロセススピードを高速化したときに、繰り返し使用の耐久試験の後半で縦スジ状の画像不良が発生した。
【０００８】
図１５に画像不良の様子を示す。縦スジは写真画像などのハーフトーン部で発生した細かい白スジ（ａ）であり、スジに対応して電子写真感光体Ａの表面に微小な傷（ｂ）が存在していた。
【０００９】
この現象を図１６で説明する。図１６に示すのは解像度１２００ｄｐｉ、スポット径８０μｍのレーザービームプリンターを用いたときのレーザーのオンオフ信号と電子写真感光体に形成される静電潜像パターンである。ここでの静電潜像パターンは１ドット２スペースの横線ハーフトーンであり、電子写真感光体の画像に対してＬを断面にしている。
【００１０】
電子写真感光体の傷付いた部分（ｃ）では、レーザービームが照射されたときに乱反射が発生する。乱反射により、レーザービームは電子写真感光体表面から反射するので、本来電荷発生層に照射する光量が減って、暗部電位まで下がらなくなり、現像できずに白スジになる。
【００１１】
この現象はプロセススピードが高くなると、電子写真感光体に接触する部材（例えば、帯電ローラーやクリーニングブレードなど）との摺擦力が強くなり顕著になる。また、高耐久装置では耐久にともなって、電子写真感光体表面のスジが徐々に深くなりさらにレベルが悪くなる。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたもので、高解像度の電子写真装置、特に複数の露光ビームを走査することで画像を形成する装置において、プロセススピードが高い場合でも、安価な構成で白スジなどの画像不良を発生せず、良好な写真画像を出力することが可能な電子写真装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、良好な写真画像を維持できる、耐久性の高い電子写真装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、電子写真感光体と、画像情報に基づき露光ビームを走査することによって該電子写真感光体表面に静電潜像を形成する露光手段とを有する電子写真装置であって、該露光ビームのスポット径が、該電子写真装置により形成される画像の１画素の大きさの２．５倍以上であり、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓ以上である電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面のフィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
該電子写真感光体のＮＥＳＡ感度が３１００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上３６５０Ｖ・ｃｍ ^２／μＪ以下であり、
該電子写真感光体は電荷発生層および電荷輸送層からなる感光層を有し、
該電荷輸送層は該電子写真感光体の最も表面側に位置する層であり、
該電荷輸送層の厚さが１８μｍ以上３０μｍ以下である、
ことを特徴とする電子写真装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、画素の大きさとは、画素密度から求められる大きさを指し、
例えば、画素密度が６００ｄｐｉであれば、１インチ≒２．５４×１０^４［μｍ］であるので、画素の大きさは
２．５４×１０^４／６００＝４２．３［μｍ］
と算出される。
【００１８】
また、本発明において、露光ビームのスポット径とは、露光ビームの出力最大値の１／ｅ^２を指す。
【００１９】
また、本発明において、フィッシャー硬度とは、以下のフィッシャー硬度試験を行い、算出されるユニバーサル硬度を指す。
【００２０】
フィッシャー硬度試験とは、ビッカーズ圧子に連続的に荷重Ｆを加えて電子写真感光体表面に押し込み、押し込み深さｈ１により硬さを測定する方法である。測定条件は、室温環境下（温度２３℃／湿度５０％）で荷重を５０ｍＮ、荷重時間を１０秒間に設定した。荷重Ｆと得られた押し込み深さｈ１とを下式に代入し、ユニバーサル硬度（ＨＵ）を算出した。
【００２１】
ＨＵ＝Ｆ／（２６．４３×ｈ１^２）
また、本発明において、ＮＥＳＡ感度は、ＮＥＳＡガラス上に形成した感光層を−７００（Ｖ）に帯電した後、２３℃環境下で波長７００（ｎｍ）の光を照射して−２００（Ｖ）になるときの光量（Δ５００）から求めたものである。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例にしたがって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
図１に本発明の電子写真装置の一例を概略構成で示した。本発明の電子写真装置は、接触帯電方式を用いたレーザービームプリンターである。
【００２４】
１は画像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体であり、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって、回転駆動される。アルミニウムなどの導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に形成した感光層を基本構成とする。
【００２５】
そして、電子写真感光体１は帯電手段としての帯電ローラーからなる接触帯電装置２によって均一に帯電される。
【００２６】
３はレーザースキャナーユニットである。レーザーやポリゴンミラー補正レンズなどを含んでなり、不図示のホストコンピューターからプリンターに入力するとき、時系列の電気信号画像信号に応じて変調されたレーザー光Ｌ１を出力し、電子写真感光体１の均一帯電面を走査露光する。３１はレーザースキャナーユニット３からの出力レーザー光Ｌ１を電子写真感光体表面に折り返すミラーである。このレーザー光Ｌ１による走査露光により、電子写真感光体表面に走査露光に対応した静電潜像が形成される。
【００２７】
この静電潜像は、現像手段としての現像装置４内のトナー像として現像され可視化される。
【００２８】
一方、カセット８１内に収納された記録材８は、給紙ローラー８２によって電子写真感光体１での潜像形成と同期してレジストローラー８３まで供給される。そしてこの記録材８は、レジストローラー８１によって電子写真感光体１上に形成された潜像の先端と同期して、転写ローラーからなる転写装置５に転送され、転写装置５によって前記トナー像が記録材８に転写される。
【００２９】
トナー像を転写された記録材８は、定着器６によってとトナー像を永久定着された後、最後に装置外部に排出される。なお、電子写真感光体１上に残留したトナーは、弾性ブレードからなるクリーニング装置７によって除去される。
【００３０】
本発明では、上記レーザープリンターで１画素に対して露光ビームのスポット径を２．５以上にしている。具体例としては、解像度１２００ｄｐｉ、プロセススピード１２０ｍｍ／ｓの装置において、露光ビームのスポット径が８０μｍのスキャナーユニットを用いて、レーザー光量はライン幅が適正になるように調整した装置などが挙げられる。つまり、露光ビームのスポット径が１画素の大きさ２１μｍの３．８倍程度になっており、高精度な光学系を用いることなく、安価な構成で１２００ｄｐｉを可能としたものである。
【００３１】
本発明の特徴とするところは、上記のような高解像の電子写真装置を用いた場合に、以下のような電子写真感光体を用いることである。
（１）フィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上
（２）ＮＥＳＡ感度が２０００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上
（３）電荷輸送層の厚さが３０μｍ以下
このような電子写真感光体を用いることで、上述した安価な高解像度装置を使用したときや、さらにはその装置のプロセススピードが高いときであっても、ハーフトーン画像におけるスジ画像の発生を防止できるので、良好な写真画像を再現することができる。
【００３２】
以下、図３に基づいて説明する。
【００３３】
図３は露光ビームの光量分布と、電子写真感光体の感度特性と、電子写真感光体上に形成される静電潜像の関係を示したグラフである。第１象限は露光ビームの光量分布であり、横軸は位置ｘを縦軸は光量Ｅを示している。第２象限は電子写真感光体の感度特性であり、縦軸は光量Ｅを横軸は電子写真感光体の電位Ｖを示している。第３象限は露光ビームの光量分布に電子写真感光体の感度特性を加味して投影された静電潜像分布の電位であり、横軸に電位Ｖを縦軸に位置ｘを示している。
【００３４】
図４は上述した光量と電子写真感光体の電位に基づいて、得られたハーフトーン画像で形成される静電潜像パターンである。比較例として、ＮＥＳＡ感度が低い場合（比較例２）と、電荷輸送層が厚い場合（比較例３）について示す。ハーフトーン電位においては、ＮＥＳＡ感度が低いほどドット間の電位領域が明部電位と暗部電位の中間領域Ｍに入る。この領域は現像コントラストと同レベルなので、潜像のノイズを受けるとトナーの現像に影響する。つまり、電子写真感光体表面の傷による乱反射などで、入射される光量が小さな変化をしても、現像でスジ状の画像不良になる。
【００３５】
また、図５は電荷輸送層Ｂの厚さと、ハーフトーン画像における電子写真感光体の表面電位の関係を示す。電荷輸送層の厚さｈが厚くなるにつれ、電荷発生層Ｃにおけるレーザー照射部（ｄ）と近接部（ｅ）との距離ｉは、電荷輸送層の厚さｈに近づく。そのため、電荷発生層で生じたキヤリアは、近接部（ｅ）の暗部電位を落とすことになる。したがって、ハーフトーン電位における表面電位の凹凸が小さくなり、明部電位と暗部電位の中間領域が広がってしまう。よって、ＮＥＳＡ感度が低い場合と同様にスジ画像が発生しやすい。
【００３６】
本発明者の検討によると、モデル実験として、電子写真感光体表面に深さ１．０μｍの傷を入れて、上述した電子写真装置でハーフトーン画像の出力を行った結果、スジの発生しない条件として、ＮＥＳＡ感度は２０００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上であり、電荷輸送層の厚さとして３０μｍ以下であることが必要であることがわかった。
【００３７】
また、図６においてフィッシャー硬度と、プロセススピード高い場合に発生する電子写真感光体表面の傷との関係を示す。ここで電子写真感光体表面の傷の深さは、上述したプリンターを用いて、１枚間欠モード（１枚プリントした後に休止時間を設けるモード）で、１００００枚の耐久試験を行った後、電子写真感光体表面の傷の深さを接触粗さ測定器で測定した。
【００３８】
グラフからプロセススピードが速く、フィッシャー硬度が低いほど、電子写真感光体表面の傷は深くなることがわかる。しかし、フィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上ならプロセススピードが１００ｍｍ／ｓ以上の場合でも電子写真感光体の傷の深さは１．０μｍ以下であった。
【００３９】
すなわち、
（１）フィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上
（２）ＮＥＳＡ感度が２０００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上
（３）電荷輸送層の厚さが３０μｍ以下
の電子写真感光体を用いることで、画素に対して露光ビームのスポット径が２．５以上のときには、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓ以上の場合であっても、スジ画像の防止に大きな効果を得る。
【００４０】
なお、フィッシャー硬度は２６０Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましい。
【００４１】
また、ＮＥＳＡ感度は３１００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上であることがより好ましく、また、３６００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、電荷輸送層の膜厚は１８μｍ以上であることが好ましい。
【００４３】
本発明の電子写真感光体１の詳細を図２に基づいて説明する。電子写真感光体は導電性支持体１ａの上に電荷発生層１ｂ、電荷輸送層１ｃを順次積層して形成されている。
【００４４】
導電性支持体１ａは、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅およびステンレスなどの金属をドラムまたはシート状に成形した物、または金属箔をプラスチックのフィルム上にラミネートしたものなどである。
【００４５】
電荷発生層１ｂは、フタロシアニン化合物およびアゾ顔料などの電荷発生材料を、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルおよびアクリルなどの結着性樹脂に分散させて、この分散液を塗工するか、前記顔料を真空蒸着することによって形成する。電荷発生層１ｂの膜厚は、５μｍ以下が好ましく、特には０．０５〜３μｍが好ましい。
【００４６】
電荷輸送層１ｃは、主鎖または側鎖にビフェニレン、アントラセン、ピレンまたはフェナントレンなどの構造を有する多環芳香族化合物、インドール、カルバゾール、ピラゾリン化合物およびスチレン化合物などの電荷輸送材料を成膜性のある樹脂に溶解させた塗工液を用いて形成される。このような樹脂としては、ポリカーボネートなどが挙げられる。
【００４７】
以下、具体例を説明する。
【００４８】
（参考例１−１）
本参考例で用いた電子写真感光体は、直径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウムシリンダーを支持体とし、共重合ポリアミド４部をメタノール５０部／ｎ−ブタノール５０部に溶解し、上記支持体上に浸漬塗布して、０．６μｍの下引き層を形成した。
【００４９】
次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニン顔料８部とアゾ顔料２部、ポリビニルブチラール樹脂１０部をシクロヘキサン１２０部とともにサンドミル装置で１０時間分散した、分散液にメチルエチルケトン３０部を加えて上記下引き層に塗布して、膜厚が０．１μｍの電荷発生層を形成した。
【００５０】
次いで、下記式で示される構造を有する化合物８部、
【外１】

【００５１】
下記式で示される構造を有する化合物２部、
【外２】

【００５２】
下記式で示される繰り返し構造単位を有する重合体（粘度平均分子量４．０×１０^４）９部、
【外３】

【００５３】
下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）で示される繰り返し構造単位を有し、
【外４】

【００５４】
【外５】

【００５５】
【外６】

【００５６】
成分（ａ）が共重合体の全質量の４５質量％であり、成分（ｂ）が４５質量％である共重合体（粘度平均分子量４．２×１０^４）１部をジクロロメタン２０部／モノクロロベンゼン４０部の混合溶媒中に溶解し、電荷輸送層を調製した。この塗料を前記電荷発生層上に浸漬塗布方法で塗布し、１２０℃で６０分間乾燥して、膜厚が２５μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
【００５７】
こうして得られた電子写真感光体のフィッシャー硬度は２４０Ｎ／ｍｍ^２であり、ＮＥＳＡ感度は２３００Ｖ・ｃｍ^２／μＪであった。
【００５８】
（実施例１−２）
参考例１−１において、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニン顔料に代えて、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の７．３°、２４．９°、２８．１°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を用い、電荷発生層の膜厚を０．１２μｍにした以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のＮＥＳＡ感度は３１００Ｖ・ｃｍ^２／μＪであった。
【００５９】
（実施例１−３）
実施例１−２において、電荷発生層の膜厚を０．１５μｍにした以外は、実施例１−２と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のＮＥＳＡ感度は３６００Ｖ・ｃｍ^２／μＪであった。
【００６０】
（参考例１−４）
実施例１−２において、電荷発生層の膜厚を０．２２μｍにした以外は、実施例１−２と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のＮＥＳＡ感度は４０５０Ｖ・ｃｍ^２／μＪであった。
【００６１】
（実施例１−５）
参考例１−１において、電荷輸送層に用いた上記重合体および共重合体に代えて、下記式で示される繰り返し構造単位を有するポリアリレート（粘度平均分子量４．０×１０^４）
【外７】

【００６２】
を用いた以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のフィッシャー硬度は２６０Ｎ／ｍｍ^２であった。
【００６３】
（参考例１−６）
参考例１−１において、電荷輸送層の膜厚を１０μｍとした以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。
【００６４】
（実施例１−７）
参考例１−１において、電荷輸送層の膜厚を３０μｍとした以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。
【００６５】
（実施例１−８）
参考例１−１において、電荷輸送層の膜厚を１８μｍとした以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。
【００６６】
（比較例１−１）
参考例１−１において、電荷輸送層に用いた上記重合体および共重合体に代えて、ビスェノールＡ型ポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量１．０×１０^４）を用いた以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のフィッシャー硬度は１００Ｎ／ｍｍ^２であった。
【００６７】
（比較例１−２）
参考例１−１において、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニン顔料に代えて、キノン顔料を用いた以外は、参考例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体のＮＥＳＡ感度は１０００Ｖ・ｃｍ^２／μＪであった。
【００６８】
（比較例１−３）
参考例１−１において、電荷輸送層の膜厚を３５μｍとした以外は、実施例１−１と同様に電子写真感光体を作製した。
【００６９】
上述した参考例１−１、実施例１−２〜１−３、参考例１−４、実施例１−５、参考例１−６、実施例１−７〜１−８、比較例１−１〜１−３の電子写真感光体を用いて１枚間欠モード（１枚プリントした後に休止時間を設けるモード）で１００００枚の耐久試験を行った後、画像評価をした。
【００７０】
評価には、解像度１２００ｄｐｉ、レーザースポット径８０μｍ、プロセススピード１２０（ｍｍ／ｓ）のプリンターを用いた。暗部電位が−７００（Ｖ）、現像バイアスが−５００（Ｖ）の条件にした。
【００７１】
また、ライン幅、電子写真感光体の傷の深さ、１ドット２スペースの横線ハーフトーンおよび実用写真画像の白スジ、ゴースト、白ポチ（ハーフトーンで発生する軽微な帯電不良）に関して評価を行った。
【００７２】
なお、
Ａ：問題は発生しない。
Ｂ：極軽微な問題しか発生しない。
Ｃ：問題が発生する。
を意味する。
【００７３】
なお、上記評価基準のうち、Ｃは本発明の効果が十分に得られていないと判断した。
【００７４】
表１に、画像評価結果を示す。
【００７５】
【表１】

【００７６】
このように、
（１）フィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上
（２）ＮＥＳＡ感度が２０００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上
（３）電荷輸送層の厚さが３０μｍ以下
である電子写真感光体を用いることで白スジを防止することができた。
【００７７】
以上説明したように、本実施例の電子写真装置を用いることにより、プロセススピードが高い場合でも、安価な構成で高解像度化が達成でき、ハーフトーン画像におけるスジを防止して良好な写真画像を得ることができる。
【００７８】
（実施例２）
本実施例において用いた電子写真装置は、実施例１で示した電子写真装置において、露光手段としてダブルビームレーザー方式を採り、帯電装置から流れる放電電流値ΔＩを４０μＡ〜８０μＡに設定した。
【００７９】
放電電流値ΔＩは、電子写真感光体に接触して振動電圧Ｖｐｐを印加することで帯電を行う帯電装置において、交流ＶＩ特性の非放電領域（２×Ｖｔｈ以下の領域）の傾きをθとし、帯電工程における電流値Ｉａｃとすると、
ΔＩ＝Ｉａｃ−θ×Ｖｐｐ
で定義される。
【００８０】
放電電流について図７を用いて説明する。
【００８１】
図７のグラフは、帯電ローラーに印加する交流電圧（ピーク間電圧はＶｐｐ）をｘ軸にし、Ｖｐｐを印加した時に発生する電流値Ｉａｃをｙ軸にしている（以下、交流ＶＩ特性と称す）。交流ＶＩ特性は、帯電ローラーに直流を印加したときの、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍までは線形に変化する。この値以上になると電流の増加方向に非線型になる。これは、帯電ローラーと電子写真感光体間のインピーダンス部に誘起電荷による電流の他に、放電による電流が流れたことを意味する。したがって、全体の電流値（Ｉａｃ）から誘起電荷による電流値（θ×Ｖｐｐ）を引いたものが放電電流値ΔＩとなる。
【００８２】
次に、図８を用いてダブルビームレーザー方式の潜像形成方法について説明する。
【００８３】
ダブルビームレーザー３２から２本のレーザー光が発せられ、コリメーターレンズ３３を通過後にポリゴン３４によって偏向走査される。その後、レーザー光は走査速度補正のためｆθレンズ３５と、電子写真感光体１上での主走査方向の画像信号書き込み開始を検出するための位置センサー３６を備えている。２本のレーザーが同時に走査するので２ラインの走査が行われる。
【００８４】
図９は電子写真感光体表面を走査するレーザービームのイメージ図である。ある時間に第１のＡレーザーが走査している位置をＩとすると、第２のＢレーザーは第一のＡレーザーより遅れてＩＩの走査をしている。これらのレーザービームは一定で同一のスピードですることになり、常に主走査方向に位置ずれｆが存在する。
【００８５】
ダブルレーザー方式を用いた電子写真装置では、画素密度に比べ露光ビームのスポット径が大きいときに、スジ画像が顕在化することがある。
【００８６】
図１０は具体例として挙げた１ドット２スペースの横線ハーフトーンの潜像パターンであり、図９のＬ’を断面にしている。以下、この図を用いて説明する。
【００８７】
ダブルビームでは、ハーフトーン画像などで、Ａレーザーの発光タイミングとＢレーザーの発光タイミングが近い場合があり（走査線Ａ１と走査線Ｂ２）、重なった部分Ｃの電位は下がる傾向にある。これによりハーフトーン電位においては表面電位の凹凸が小さくなり、明部電位と暗部電位の中間領域Ｍが広がってしまう。したがって、シングルレーザーのプリンターに比べて、潜像の小さなノイズに対しても画像不良になりやすく、白スジを低減するには、電子写真感光体表面の傷の深さをより小さくする必要がある。
【００８８】
本発明者の検討によると、ハーフトーンのスジ画像は電子写真感光体表面の傷の深さ０．７５μｍ以上で顕著になり、スジ画像を防止するには傷の深さを０．６μｍ以下にすればよいことがわかった。
【００８９】
また、耐久試験の結果、電子写真感光体表面の傷は帯電ローラーの放電量と相関があることが判明した。図１１は各耐久枚数における、放電電流と電子写真感光体表面の傷の深さを示したグラフである。なお、この時使用した装置は解像度１２００ｄｐｉ、プロセススピード３００ｍｍ／ｓで、レーザースポット径８０μｍのダブルビーム方式のプリンターであり、電子写真感光体のフィッシャー硬度は２４０Ｎ／ｍｍ^２で、１枚間欠モード（１枚プリントした後に休止時間を設けるモード）で電子写真感光体表面の傷の深さを測定した。
【００９０】
この図によると、ダブルビームプリンターの電子写真装置であっても、帯電装置の放電量を８０μＡ以下にすることで、電子写真感光体表面の傷を０．６μｍ以下にすることができる。電子写真感光体の傷が放電電流に依存する理由は、放電により電子写真感光体表層の劣化し機械的な強度が低下することが原因であると推定される。
【００９１】
次に、本実施例で用いた帯電装置２’について詳しく述べる。
【００９２】
図１２において、２ａ’は給電部材を兼た金属あるいはプラスチック製でシャフト状の導電性支持体である。上記導電性支持体上に弾性層２ｂ’、抵抗層２ｃ’、保護層２ｄ’を順次形成し、外径約１２ｍｍの帯電ローラー２１’を構成している。
【００９３】
弾性層２ｂ’としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ＮＢＲおよびエピクロロヒドリンゴムなどのゴム、またはこれらのゴムを混合したものを用いられる。また、これらのゴム材料を発泡させることにより低硬度化したものを用いてもよい。さらに、これらの弾性層部材にはカーボンブラックないしは金属酸化物などの導電剤を分散することにより、適度な導電性を付与してある。
【００９４】
抵抗層２ｃ’としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ＮＢＲおよびエピクロロヒドリンゴムなどのゴム材料に加えて、アクリル樹脂、アクリル変性ウレタン、ポリアミドおよびフッ素樹脂などの樹脂を用いてもよい。これら材料に適宜カーボンブラックや金属酸化物などの導電剤を分散することにより、適度な導電性を付与し、抵抗層を形成する。抵抗層は１μｍ〜１ｍｍが好ましく、特には１００μｍ〜８００μｍ程度の厚みを持つことが好ましい。
【００９５】
保護層２ｄ’としては、アクリル樹脂、アクリル変性ウレタン、ポリアミドおよびフッ素樹脂などの樹脂、またはこれらの混合物を用いた。これら材料に適宜カーボンブラックや金属酸化物などの導電剤を分散することにより、適度な導電性を付与している。保護層は３μｍ〜２０μｍ程度に形成された厚みを持つことが好ましい。
【００９６】
このようにして得られた帯電ローラーを、帯電ローラー端部において、不図示のバネによって支持された端子により、一定の押し圧を保ちながら電子写真感光体１に接触するように固定している。
【００９７】
帯電ローラー２１’は、１次電圧電源より不図示の給電手段を介して電圧を印加される。１次電圧の直流成分は、電子写真感光体表面を帯電させる電位と等しい電圧を印加する。本実施例においては、約−７００Ｖの電圧を印加している。本発明は１次電圧の交流電流値を、放電電流値ΔＩが３０μＡ〜８０μＡに、好ましく４０μＡ〜６０μＡになるように設定している。
【００９８】
図１３に示すように、本例では設定電流値を切り替えることにより放電電流値を制御している。
【００９９】
具体的には初期状態において、周波数が２４００Ｈｚ、放電電流値ΔＩが４０μＡになるように、電流値２２００μＡで制御している。また、耐久時においては、帯電ローラーの汚れや電子写真感光体の電荷輸送層の削れ方で変化する（曲線ΔＩｃ）。したがって、予め電子写真装置の印字枚数などの履歴情報とＶＩ曲線の変化の仕方を計測して、放電電流値が４０μＡ〜６０μＡの範囲になるような印字枚数と電流値の関係式やテーブルを装置内の記憶手段に記憶させて、印字枚数に応じて設定電流値を切り替えている。
【０１００】
以上説明したように、本実施例の電子写真装置を用いることにより、複数の露光ビームを有するレーザービームプリンターにおいても、安価な構成で高画質化が達成でき、ハーフトーン画像におけるスジ画像を防止して良好な写真画像を防止することができる。
【０１０１】
また、本発明は走査線が２つである装置に限定されるわけではなく、２本以上のマルチレーザービーム方式にも適用できる。
【０１０８】
（実施例３）
次に、図１４に基づいて本発明のプロセスカートリッジについて、概略構成の一例を挙げて説明する。
【０１０９】
本実施例のプロセスカートリッジ１０は、前記の電子写真感光体１９、帯電ローラー２９、現像装置４９およびクリーニング装置７９を一括してユニット化している。
【０１１０】
これらの構成要素は、プロセスカートリッジ１０内で所定の相互配置関係を持って組み付けられており、プロセスカートリッジ１０は電子写真装置の所定部に対して所定の要領で挿入装着され、また装置本体から抜き出しが可能であり、着脱自在である。
【０１１１】
電子写真装置本体を長時間使用していると、電子写真感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置などの各種要素が消耗して印字品質を低下させてしまうが、その場合にはユーザーが適宜プロセスカートリッジを交換すればよく、ユーザーのメンテナンスフリーが実現可能である。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、解像度が高く、プロセススピードが高い電子写真装置においても、安価な構成で画像不良を発生せず、良好な写真画像を出力し、維持することが可能となった。
【０１１３】
また、マルチビーム方式のプリンターに対しても、良好な写真画像の出力と維持が可能となった。
【０１１４】
さらには、本発明を適用した電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジにより、安定した電子写真を行うことができ、メンテナンス性も向上させることも可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に用いられる電子写真感光体の断面図である。
【図３】静電潜像パターンを説明する図である。
【図４】静電潜像パターンを説明する別の図である。
【図５】静電潜像パターンを説明するさらに別の図である。
【図６】フィッシャー硬度と電子写真感光体の傷の関係を説明する図である。
【図７】放電電流を説明する図である。
【図８】本発明における実施例２のダブルビームレーザーの説明図である。
【図９】ダブルビームレーザーを説明する図である。
【図１０】静電潜像パターンを説明する図である。
【図１１】放電電流と電子写真感光体の傷の関係を説明する図である。
【図１２】本発明における実施例２の帯電装置の概略構成図である。
【図１３】本発明における実施例２の帯電装置の説明図である。
【図１４】本発明のプロセスカートリッジの概略構成図である。
【図１５】従来の課題の説明図である。
【図１６】従来の課題の別の説明図である。
【符号の説明】
１電子写真感光体
１９電子写真感光体
１ａ導電性支持体
２ａ’ 導電性支持体
１ｂ電荷発生層
１ｃ電荷輸送層
２帯電装置
２’ 帯電装置
２ｂ’ 弾性層
２ｃ’ 抵抗層
２ｄ’ 保護層
３露光手段
４現像装置
４９現像装置
５転写装置
６定着器
７クリーニング装置
７９クリーニング装置
８記録材
１０プロセスカートリッジ
２９帯電ローラー
３１折り返しミラー
３２ダブルビームレーザー
３３コリメーターレンズ
３４ポリゴン
３５ｆθ
３６位置センサー
８１カセット
８２給紙ローラー
８３レジストローラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a printer, a copier or a facsimile.In placeRelated.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electrophotographic apparatuses such as laser beam printers and LED printers have been widely used. With the spread of personal computers, low-cost page printers are required. However, the laser beam method has a simpler exposure control configuration than the LED method, and can provide an inexpensive electrophotographic apparatus. Recently, the price of high-performance personal computers has been reduced, making it possible to process photographic images at the individual level, and high-resolution printers that can output the photographic images are also required. On the other hand, since networking of offices has progressed and a plurality of users use a printer at the same time, speeding up is required.
[0003]
In high-resolution printers, a method of reducing the spot diameter of an exposure beam in accordance with a high resolution is performed. When the spot diameter is reduced by narrowing the exposure beam, the appropriate spot diameter is, for example, about 20 μm at 1200 dpi and about 10 μm at 2400 dpi. In this case, since the focal depth of the exposure beam becomes shallower as the spot diameter becomes smaller, a highly accurate optical system is required to form an image on the latent image carrier, resulting in an increase in cost. Therefore, as a method of increasing the pixel density without increasing the cost of the optical system, a method of reducing the driving current of the light emitting element so as to reduce the output of the exposure beam without changing the spot diameter is also performed.
[0004]
In addition, when the resolution of the device is high or the process speed is high, the laser beam printer may increase the number of rotations of the scanner, requiring a large drive power supply for rotation, or reinforcing the rotation support shaft. This increases costs.
[0005]
To solve this problem, a multi-beam method is effective in which a plurality of laser beams are scanned to simultaneously form a plurality of lines of electrostatic latent images on the electrophotographic photosensitive member.
[0006]
On the other hand, as an inexpensive charging device for charging an electrophotographic photosensitive member, a contact charging method is often employed. This method does not require a high-voltage power supply or an ozone filter, and a simple structure such as a roller type charging member is possible. In this method, the voltage applied to the contact charging member proposed by the present applicant is a vibration voltage (Japanese Patent Publication No. 3-52058). In particular, the vibration voltage peak value Vpp is charged when a direct current is applied to the charging member. A uniform charging process can be performed by a method in which the start voltage Vth is twice or more.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the inventor's study, when the output of the exposure beam is reduced corresponding to the high resolution, when the process speed is increased, a vertical streak-like image defect occurs in the second half of the repeated use durability test. did.
[0008]
FIG. 15 shows a state of an image defect. A vertical stripe is a fine white stripe (a) generated in a halftone portion of a photographic image or the like, and a minute scratch (b) is present on the surface of the electrophotographic photoreceptor A corresponding to the stripe.
[0009]
This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows a laser on / off signal and an electrostatic latent image pattern formed on the electrophotographic photosensitive member when a laser beam printer having a resolution of 1200 dpi and a spot diameter of 80 μm is used. The electrostatic latent image pattern here is a horizontal halftone of 1 dot and 2 spaces, and L is a cross section with respect to the image of the electrophotographic photosensitive member.
[0010]
In the damaged portion (c) of the electrophotographic photosensitive member, irregular reflection occurs when the laser beam is irradiated. Due to the irregular reflection, the laser beam is reflected from the surface of the electrophotographic photosensitive member, so that the amount of light originally irradiated on the charge generation layer is reduced, the potential does not drop to the dark portion potential, and development cannot be performed, resulting in white stripes.
[0011]
This phenomenon becomes more pronounced when the process speed increases and the frictional force with a member (for example, a charging roller or a cleaning blade) that contacts the electrophotographic photosensitive member becomes stronger. Further, in the high durability apparatus, as the durability is increased, streaks on the surface of the electrophotographic photosensitive member are gradually deepened and the level is further deteriorated.
[0012]
  An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is a high-resolution electrophotographic apparatus, particularly an apparatus for forming an image by scanning a plurality of exposure beams.InAn object of the present invention is to provide an electrophotographic apparatus capable of outputting a good photographic image without causing image defects such as white stripes with an inexpensive configuration even when the process speed is high.
[0013]
  Another object of the present invention is to provide a highly durable electrophotographic apparatus capable of maintaining a good photographic image.PlaceIt is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present invention is an electrophotographic apparatus comprising: an electrophotographic photosensitive member; and an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member by scanning an exposure beam based on image information, In the electrophotographic apparatus in which the spot diameter of the exposure beam is 2.5 times or more the size of one pixel of the image formed by the electrophotographic apparatus, and the process speed is 100 mm / s or more,
  The Fischer hardness of the surface of the electrophotographic photosensitive member is 240 N / mm²That's it,
  The NESA sensitivity of the electrophotographic photosensitive member is 3100 V · cm.²/ ΜJ or more3650V ・ cm ² / ΜJ or lessAnd
  The electrophotographic photoreceptor has a photosensitive layer comprising a charge generation layer and a charge transport layer,
  The charge transport layer is a layer located on the most surface side of the electrophotographic photoreceptor,
  The charge transport layer has a thickness of 18 μm or more and 30 μm or less.
This is an electrophotographic apparatus.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the size of the pixel refers to the size obtained from the pixel density,
For example, if the pixel density is 600 dpi, 1 inch≈2.54 × 10⁴Since it is [μm], the size of the pixel is
2.54 × 10⁴/600=42.3 [μm]
Is calculated.
[0018]
In the present invention, the spot diameter of the exposure beam is 1 / e of the maximum output value of the exposure beam.²Point to.
[0019]
In the present invention, the Fisher hardness refers to a universal hardness calculated by conducting the following Fisher hardness test.
[0020]
The Fischer hardness test is a method in which a load F is continuously applied to the Vickers indenter and pressed into the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the hardness is measured by the pressing depth h1. The measurement conditions were set to a load of 50 mN and a load time of 10 seconds in a room temperature environment (temperature 23 ° C./humidity 50%). The load F and the obtained indentation depth h1 were substituted into the following formula to calculate universal hardness (HU).
[0021]
HU = F / (26.43 × h1²)
In the present invention, the NESA sensitivity is -200 (V) by irradiating light having a wavelength of 700 (nm) in a 23 ° C. environment after charging the photosensitive layer formed on the NESA glass to −700 (V). Is obtained from the amount of light (Δ500).
[0022]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail according to an Example, this invention is not limited by these Examples.
[0023]
Example 1
FIG. 1 schematically shows an example of the electrophotographic apparatus of the present invention. The electrophotographic apparatus of the present invention is a laser beam printer using a contact charging method.
[0024]
Reference numeral 1 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier, which is rotationally driven at a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of an arrow. The basic configuration is a conductive support such as aluminum and a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface of the conductive support.
[0025]
The electrophotographic photoreceptor 1 is uniformly charged by a contact charging device 2 including a charging roller as a charging unit.
[0026]
3 is a laser scanner unit. A laser, a polygon mirror correction lens, and the like are included, and when inputting to a printer from a host computer (not shown), a laser beam L1 modulated in accordance with a time-series electric signal image signal is output, and the electrophotographic photoreceptor 1 The uniformly charged surface is scanned and exposed. Reference numeral 31 denotes a mirror that folds the output laser light L1 from the laser scanner unit 3 to the surface of the electrophotographic photosensitive member. By scanning exposure with this laser beam L1, an electrostatic latent image corresponding to the scanning exposure is formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member.
[0027]
This electrostatic latent image is developed and visualized as a toner image in the developing device 4 as developing means.
[0028]
On the other hand, the recording material 8 accommodated in the cassette 81 is supplied to the registration roller 83 in synchronization with the latent image formation on the electrophotographic photosensitive member 1 by the paper feed roller 82. The recording material 8 is transferred to a transfer device 5 including a transfer roller in synchronization with the leading edge of the latent image formed on the electrophotographic photosensitive member 1 by the registration roller 81, and the toner image is recorded by the transfer device 5. Transferred to the material 8.
[0029]
The recording material 8 to which the toner image has been transferred is permanently fixed to the toner image by the fixing device 6 and is finally discharged outside the apparatus. The toner remaining on the electrophotographic photosensitive member 1 is removed by a cleaning device 7 composed of an elastic blade.
[0030]
In the present invention, the spot diameter of the exposure beam is set to 2.5 or more per pixel in the laser printer. As a specific example, in an apparatus having a resolution of 1200 dpi and a process speed of 120 mm / s, an apparatus that uses a scanner unit with an exposure beam spot diameter of 80 μm and adjusts the laser light quantity so that the line width is appropriate may be used. That is, the spot diameter of the exposure beam is about 3.8 times the size of one pixel of 21 μm, and 1200 dpi can be achieved with an inexpensive configuration without using a high-precision optical system.
[0031]
The feature of the present invention is that the following electrophotographic photosensitive member is used when the above-described high-resolution electrophotographic apparatus is used.
(1) Fischer hardness is 240 N / mm²more than
(2) NESA sensitivity is 2000V · cm²/ ΜJ or more
(3) The thickness of the charge transport layer is 30 μm or less
By using such an electrophotographic photosensitive member, even when the above-described inexpensive high-resolution apparatus is used, and even when the process speed of the apparatus is high, the generation of streak images in halftone images is prevented. Therefore, a good photographic image can be reproduced.
[0032]
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0033]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the light amount distribution of the exposure beam, the sensitivity characteristics of the electrophotographic photosensitive member, and the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member. The first quadrant is the light amount distribution of the exposure beam, the horizontal axis indicates the position x, and the vertical axis indicates the light amount E. The second quadrant is the sensitivity characteristic of the electrophotographic photosensitive member, where the vertical axis indicates the amount of light E and the horizontal axis indicates the potential V of the electrophotographic photosensitive member. The third quadrant is the potential of the electrostatic latent image distribution projected by adding the sensitivity characteristic of the electrophotographic photosensitive member to the light amount distribution of the exposure beam, and the horizontal axis indicates the potential V and the vertical axis indicates the position x.
[0034]
FIG. 4 shows an electrostatic latent image pattern formed by the obtained halftone image based on the above-described light quantity and the potential of the electrophotographic photosensitive member. As comparative examples, the case where the NESA sensitivity is low (Comparative Example 2) and the case where the charge transport layer is thick (Comparative Example 3) are shown. In the halftone potential, the lower the NESA sensitivity, the more the potential region between dots enters the intermediate region M between the bright portion potential and the dark portion potential. Since this area is at the same level as the development contrast, the development of the toner is affected when noise in the latent image is received. That is, even if the amount of incident light changes slightly due to irregular reflection due to scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member, streak-like image defects are caused by development.
[0035]
FIG. 5 shows the relationship between the thickness of the charge transport layer B and the surface potential of the electrophotographic photosensitive member in a halftone image. As the thickness h of the charge transport layer increases, the distance i between the laser irradiation part (d) and the proximity part (e) in the charge generation layer C approaches the thickness h of the charge transport layer. Therefore, the carrier generated in the charge generation layer drops the dark part potential of the proximity part (e). Therefore, the unevenness of the surface potential at the halftone potential is reduced, and the intermediate region between the bright portion potential and the dark portion potential is widened. Therefore, a streak image is likely to occur as in the case where the NESA sensitivity is low.
[0036]
According to the study of the present inventor, as a model experiment, a scratch having a depth of 1.0 μm was put on the surface of the electrophotographic photosensitive member, and a halftone image was output by the above-described electrophotographic apparatus. NESA sensitivity is 2000V · cm²/ ΜJ or more, and the thickness of the charge transport layer was found to be 30 μm or less.
[0037]
FIG. 6 shows the relationship between the Fischer hardness and the scratches on the electrophotographic photosensitive member surface that occur when the process speed is high. Here, the depth of the scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member is determined by performing the endurance test for 10,000 sheets in the one-sheet intermittent mode (the mode in which a pause time is provided after one sheet is printed) using the printer described above. The depth of scratches on the surface of the photographic photoreceptor was measured with a contact roughness measuring device.
[0038]
It can be seen from the graph that the higher the process speed and the lower the Fischer hardness, the deeper the scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member. However, the Fisher hardness is 240 N / mm²If it is above, even when the process speed is 100 mm / s or more, the depth of the scratch on the electrophotographic photosensitive member is 1.0 μm or less.
[0039]
That is,
(1) Fischer hardness is 240 N / mm²more than
(2) NESA sensitivity is 2000V · cm²/ ΜJ or more
(3) The thickness of the charge transport layer is 30 μm or less
By using this electrophotographic photosensitive member, when the spot diameter of the exposure beam with respect to the pixel is 2.5 or more, even if the process speed is 100 mm / s or more, a great effect can be obtained in preventing streak images. .
[0040]
The Fisher hardness is 260 N / mm²The following is preferable.
[0041]
The NESA sensitivity is 3100V · cm²/ ΜJ or more is more preferable, and 3600 V · cm²/ ΜJ or less is preferable.
[0042]
The thickness of the charge transport layer is preferably 18 μm or more.
[0043]
Details of the electrophotographic photoreceptor 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The electrophotographic photoreceptor is formed by sequentially laminating a charge generation layer 1b and a charge transport layer 1c on a conductive support 1a.
[0044]
The conductive support 1a is formed by molding a metal such as aluminum, chromium, nickel, copper and stainless steel into a drum or a sheet, or a metal foil laminated on a plastic film.
[0045]
In the charge generation layer 1b, a charge generation material such as a phthalocyanine compound and an azo pigment is dispersed in a binder resin such as polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, and acrylic, and the dispersion is applied, or the pigment is vacuum-treated. It is formed by vapor deposition. The film thickness of the charge generation layer 1b is preferably 5 μm or less, particularly preferably 0.05 to 3 μm.
[0046]
The charge transport layer 1c has a film-forming property of a charge transport material such as a polycyclic aromatic compound having a structure such as biphenylene, anthracene, pyrene, or phenanthrene in the main chain or a side chain, an indole, a carbazole, a pyrazoline compound, and a styrene compound. It is formed using a coating solution dissolved in a resin. Examples of such a resin include polycarbonate.
[0047]
Specific examples will be described below.
[0048]
  (referenceExample 1-1)
  BookreferenceThe electrophotographic photosensitive member used in the examples has an aluminum cylinder with a diameter of 30 mm and a length of 260 mm as a support, 4 parts of copolymerized polyamide is dissolved in 50 parts of methanol / 50 parts of n-butanol, and dip-coated on the support. Thus, an undercoat layer of 0.6 μm was formed.
[0049]
Next, a crystalline oxytitanium phthalocyanine pigment 8 having strong peaks at 9.0 °, 14.2 °, 23.9 °, and 27.1 ° with a Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction 8 Parts, 2 parts of azo pigment, 10 parts of polyvinyl butyral resin together with 120 parts of cyclohexane with a sand mill apparatus for 10 hours, 30 parts of methyl ethyl ketone was added to the dispersion and applied to the undercoat layer, and the film thickness was 0.1 μm. A charge generation layer was formed.
[0050]
Next, 8 parts of a compound having a structure represented by the following formula:
[Outside 1]

[0051]
2 parts of a compound having a structure represented by the following formula:
[Outside 2]

[0052]
A polymer having a repeating structural unit represented by the following formula (viscosity average molecular weight: 4.0 × 10⁴9)
[Outside 3]

[0053]
Having repeating structural units represented by the following (a), (b) and (c):
[Outside 4]

[0054]
[Outside 5]

[0055]
[Outside 6]

[0056]
A copolymer (viscosity average molecular weight of 4.2 × 10 4) in which component (a) is 45% by mass of the total mass of the copolymer and component (b) is 45% by mass.⁴) 1 part was dissolved in a mixed solvent of 20 parts dichloromethane / 40 parts monochlorobenzene to prepare a charge transport layer. This paint was applied onto the charge generation layer by a dip coating method and dried at 120 ° C. for 60 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 25 μm, thereby producing an electrophotographic photoreceptor.
[0057]
The electrophotographic photoreceptor thus obtained has a Fischer hardness of 240 N / mm.²NESA sensitivity is 2300V · cm²/ ΜJ.
[0058]
  (Example 1-2)
  referenceIn Example 1-1, crystalline oxytitanium having strong peaks at 9.0 °, 14.2 °, 23.9 °, and 27.1 ° with a Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction Instead of the phthalocyanine pigment, a crystalline hydroxygallium phthalocyanine pigment having strong peaks at 7.3 °, 24.9 °, and 28.1 ° with a Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction is used. Except for the thickness of the charge generation layer being 0.12 μm,referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1. The NESA sensitivity of this electrophotographic photosensitive member is 3100 V · cm.²/ ΜJ.
[0059]
(Example 1-3)
In Example 1-2, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-2 except that the thickness of the charge generation layer was changed to 0.15 μm. The NESA sensitivity of this electrophotographic photosensitive member is 3600 V · cm.²/ ΜJ.
[0060]
  (referenceExample 1-4)
  In Example 1-2, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-2 except that the thickness of the charge generation layer was changed to 0.22 μm. The NESA sensitivity of this electrophotographic photosensitive member is 4050 V · cm.²/ ΜJ.
[0061]
  (Example 1-5)
  referenceIn Example 1-1, instead of the polymer and copolymer used in the charge transport layer, a polyarylate having a repeating structural unit represented by the following formula (viscosity average molecular weight: 4.0 × 10⁴)
[Outside 7]

[0062]
Except usingreferenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1. This electrophotographic photoreceptor has a Fischer hardness of 260 N / mm.²Met.
[0063]
  (referenceExample 1-6)
  referenceIn Example 1-1, except that the thickness of the charge transport layer was 10 μm,referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1.
[0064]
  (Example 1-7)
  referenceIn Example 1-1, except that the thickness of the charge transport layer was 30 μm,referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1.
[0065]
  (Example 1-8)
  referenceIn Example 1-1, except that the thickness of the charge transport layer was 18 μm,referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1.
[0066]
  (Comparative Example 1-1)
  referenceIn Example 1-1, instead of the polymer and copolymer used in the charge transport layer, a bisphenol A type polycarbonate resin (viscosity average molecular weight 1.0 × 10⁴)referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1. The Fischer hardness of this electrophotographic photosensitive member is 100 N / mm²Met.
[0067]
  (Comparative Example 1-2)
  referenceIn Example 1-1, crystalline oxytitanium having strong peaks at 9.0 °, 14.2 °, 23.9 °, and 27.1 ° with a Bragg angle 2θ ± 0.2 ° in CuKα characteristic X-ray diffraction Except for using quinone pigment instead of phthalocyanine pigment,referenceAn electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1. The NESA sensitivity of this electrophotographic photosensitive member is 1000 V · cm.²/ ΜJ.
[0068]
  (Comparative Example 1-3)
  referenceIn Example 1-1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the film thickness of the charge transport layer was 35 μm.
[0069]
  Reference Example 1-1 and Examples 1-2 to1-3, Reference Example 1-4, Examples1-5, Reference Example 16Using the electrophotographic photoreceptors of Examples 1-7 to 1-8 and Comparative Examples 1-1 to 1-3, a durability test of 10,000 sheets in a one-sheet intermittent mode (a mode in which a pause time is provided after printing one sheet) Then, image evaluation was performed.
[0070]
For the evaluation, a printer having a resolution of 1200 dpi, a laser spot diameter of 80 μm, and a process speed of 120 (mm / s) was used. The dark part potential was -700 (V) and the developing bias was -500 (V).
[0071]
In addition, the line width, the scratch depth of the electrophotographic photosensitive member, a horizontal line halftone of 1 dot and 2 spaces, and white streaks, ghosts, and white spots (slight charging defects occurring in the halftone) of practical photographic images are evaluated. It was.
[0072]
In addition,
A: No problem occurs.
B: Only very minor problems occur.
C: A problem occurs.
Means.
[0073]
Of the above evaluation criteria, C determined that the effects of the present invention were not sufficiently obtained.
[0074]
Table 1 shows the image evaluation results.
[0075]
[Table 1]

[0076]
in this way,
(1) Fischer hardness is 240 N / mm²more than
(2) NESA sensitivity is 2000V · cm²/ ΜJ or more
(3) The thickness of the charge transport layer is 30 μm or less
White streaks could be prevented by using the electrophotographic photosensitive member.
[0077]
As described above, by using the electrophotographic apparatus of this embodiment, even when the process speed is high, high resolution can be achieved with an inexpensive configuration, and a good photographic image can be obtained by preventing streaks in a halftone image. Obtainable.
[0078]
(Example 2)
The electrophotographic apparatus used in this example employs a double beam laser system as the exposure means in the electrophotographic apparatus shown in Example 1, and sets the discharge current value ΔI flowing from the charging device to 40 μA to 80 μA.
[0079]
The discharge current value ΔI is defined as θ in the non-discharge region (region of 2 × Vth or less) of AC VI characteristics in a charging device that charges by applying an oscillating voltage Vpp in contact with the electrophotographic photosensitive member, Assuming that the current value Iac in the charging process is
ΔI = Iac−θ × Vpp
Defined by
[0080]
The discharge current will be described with reference to FIG.
[0081]
In the graph of FIG. 7, the AC voltage applied to the charging roller (the peak-to-peak voltage is Vpp) is on the x axis, and the current value Iac generated when Vpp is applied is on the y axis (hereinafter referred to as AC VI characteristics). . The AC VI characteristic changes linearly up to twice the discharge start voltage Vth when a DC is applied to the charging roller. When this value is exceeded, the current becomes non-linear in the increasing direction. This means that in addition to the current due to the induced charge, a current due to discharge has flowed through the impedance portion between the charging roller and the electrophotographic photosensitive member. Accordingly, the discharge current value ΔI is obtained by subtracting the current value (θ × Vpp) due to the induced charge from the total current value (Iac).
[0082]
Next, a double beam laser type latent image forming method will be described with reference to FIG.
[0083]
Two laser beams are emitted from the double beam laser 32 and are deflected and scanned by the polygon 34 after passing through the collimator lens 33. Thereafter, the laser light is provided with an fθ lens 35 for correcting the scanning speed and a position sensor 36 for detecting the start of image signal writing in the main scanning direction on the electrophotographic photosensitive member 1. Since two lasers scan at the same time, two lines are scanned.
[0084]
FIG. 9 is an image diagram of a laser beam for scanning the surface of the electrophotographic photosensitive member. Assuming that the position where the first A laser is scanning at a certain time is I, the second B laser scans II later than the first A laser. These laser beams are constant and at the same speed, and there is always a positional shift f in the main scanning direction.
[0085]
In an electrophotographic apparatus using a double laser system, a streak image may become apparent when the spot diameter of the exposure beam is larger than the pixel density.
[0086]
FIG. 10 shows a latent image pattern of a horizontal halftone of 1 dot and 2 spaces given as a specific example, and L ′ in FIG. 9 is taken as a cross section. Hereinafter, description will be made with reference to this figure.
[0087]
With a double beam, the A laser emission timing and the B laser emission timing may be close (scanning line A1 and scanning line B2) in a halftone image or the like, and the potential of the overlapped portion C tends to decrease. As a result, the unevenness of the surface potential is reduced in the halftone potential, and the intermediate region M between the bright portion potential and the dark portion potential is widened. Therefore, compared to a single laser printer, image defects are likely to occur even with a small latent image noise, and in order to reduce white streaks, it is necessary to reduce the depth of scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member. .
[0088]
According to the inventor's study, a halftone streak image becomes prominent at a scratch depth of 0.75 μm or more on the surface of the electrophotographic photosensitive member, and to prevent a streak image, the scratch depth is reduced to 0.6 μm or less. I understood that I should do.
[0089]
Further, as a result of the durability test, it was found that the scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member have a correlation with the discharge amount of the charging roller. FIG. 11 is a graph showing the discharge current and the flaw depth on the surface of the electrophotographic photosensitive member for each durable sheet. The apparatus used at this time is a double beam printer having a resolution of 1200 dpi, a process speed of 300 mm / s, and a laser spot diameter of 80 μm. The Fischer hardness of the electrophotographic photosensitive member is 240 N / mm.²Then, the depth of scratches on the surface of the electrophotographic photosensitive member was measured in a single sheet intermittent mode (a mode in which a pause time is provided after one sheet is printed).
[0090]
According to this figure, even in an electrophotographic apparatus of a double beam printer, the scratch on the surface of the electrophotographic photosensitive member can be reduced to 0.6 μm or less by setting the discharge amount of the charging device to 80 μA or less. The reason that the scratches on the electrophotographic photosensitive member depend on the discharge current is presumed to be that the surface layer of the electrophotographic photosensitive member is deteriorated by the discharge and the mechanical strength is reduced.
[0091]
Next, the charging device 2 'used in this embodiment will be described in detail.
[0092]
In FIG. 12, reference numeral 2a 'denotes a shaft-like conductive support made of metal or plastic which also serves as a power feeding member. An elastic layer 2b ', a resistance layer 2c', and a protective layer 2d 'are sequentially formed on the conductive support to constitute a charging roller 21' having an outer diameter of about 12 mm.
[0093]
As the elastic layer 2b ', a rubber such as urethane rubber, silicone rubber, NBR and epichlorohydrin rubber, or a mixture of these rubbers is used. Moreover, you may use what reduced the hardness by foaming these rubber materials. Further, a moderate conductivity is imparted to these elastic layer members by dispersing a conductive agent such as carbon black or metal oxide.
[0094]
As the resistance layer 2c ', in addition to rubber materials such as urethane rubber, silicone rubber, NBR, and epichlorohydrin rubber, resins such as acrylic resin, acrylic modified urethane, polyamide, and fluorine resin may be used. By appropriately dispersing a conductive agent such as carbon black or metal oxide in these materials, appropriate conductivity is imparted and a resistance layer is formed. The resistance layer is preferably 1 μm to 1 mm, and particularly preferably has a thickness of about 100 μm to 800 μm.
[0095]
As the protective layer 2d ', an acrylic resin, an acrylic-modified urethane, a resin such as a polyamide and a fluorine resin, or a mixture thereof was used. Appropriate conductivity is imparted by appropriately dispersing a conductive agent such as carbon black or metal oxide in these materials. The protective layer preferably has a thickness of about 3 μm to 20 μm.
[0096]
The charging roller thus obtained is fixed at the end of the charging roller so as to be in contact with the electrophotographic photosensitive member 1 while maintaining a constant pressing force by a terminal supported by a spring (not shown).
[0097]
A voltage is applied to the charging roller 21 ′ from a primary voltage power source via a power supply unit (not shown). As the DC component of the primary voltage, a voltage equal to the potential for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member is applied. In the present embodiment, a voltage of about −700 V is applied. In the present invention, the alternating current value of the primary voltage is set so that the discharge current value ΔI is 30 μA to 80 μA, preferably 40 μA to 60 μA.
[0098]
As shown in FIG. 13, in this example, the discharge current value is controlled by switching the set current value.
[0099]
Specifically, in the initial state, the current value is controlled to 2200 μA so that the frequency is 2400 Hz and the discharge current value ΔI is 40 μA. Further, at the time of endurance, it varies depending on the contamination of the charging roller and the method of scraping the charge transport layer of the electrophotographic photosensitive member (curve ΔIc). Accordingly, the history information such as the number of printed sheets of the electrophotographic apparatus and the method of changing the VI curve are measured in advance, and the relational expression and table of the number of printed sheets and the current value are set so that the discharge current value is in the range of 40 μA to 60 μA. The set current value is switched according to the number of printed sheets.
[0100]
As described above, by using the electrophotographic apparatus of this embodiment, even in a laser beam printer having a plurality of exposure beams, high image quality can be achieved with an inexpensive configuration, and streak images in halftone images are prevented. And good photographic images can be prevented.
[0101]
In addition, the present invention is not limited to an apparatus having two scanning lines, and can be applied to two or more multi-laser beam systems.
[0108]
(Example 3)
Next, the process cartridge of the present invention will be described with reference to FIG.
[0109]
In the process cartridge 10 of this embodiment, the electrophotographic photosensitive member 19, the charging roller 29, the developing device 49, and the cleaning device 79 are collectively unitized.
[0110]
These components are assembled in the process cartridge 10 with a predetermined mutual arrangement relationship, and the process cartridge 10 is inserted and mounted in a predetermined manner with respect to a predetermined portion of the electrophotographic apparatus, and is extracted from the apparatus main body. Can be attached and detached.
[0111]
If the main body of the electrophotographic apparatus is used for a long time, various elements such as an electrophotographic photosensitive member, a charging device, a developing device, and a cleaning device are consumed, and the print quality is deteriorated. It is only necessary to replace the process cartridge, and maintenance free for the user can be realized.
[0112]
【The invention's effect】
As described above, even in an electrophotographic apparatus having a high resolution and a high process speed, it is possible to output and maintain a good photographic image without causing an image defect with an inexpensive configuration.
[0113]
In addition, it is possible to output and maintain a good photographic image even for a multi-beam printer.
[0114]
Furthermore, the process cartridge provided with the electrophotographic photosensitive member to which the present invention is applied can perform stable electrophotography and improve the maintainability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electrophotographic apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrophotographic photosensitive member used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an electrostatic latent image pattern.
FIG. 4 is another diagram illustrating an electrostatic latent image pattern.
FIG. 5 is still another diagram illustrating an electrostatic latent image pattern.
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between Fisher hardness and scratches on an electrophotographic photosensitive member.
FIG. 7 is a diagram illustrating a discharge current.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a double beam laser according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a double beam laser.
FIG. 10 is a diagram illustrating an electrostatic latent image pattern.
FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the discharge current and scratches on the electrophotographic photosensitive member.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a charging device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a charging device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a process cartridge according to the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional problem.
FIG. 16 is another explanatory diagram of a conventional problem.
[Explanation of symbols]
1 Electrophotographic photoreceptor
19 Electrophotographic photoreceptor
1a Conductive support
2a 'conductive support
1b Charge generation layer
1c Charge transport layer
2 Charging device
2 'charging device
2b 'elastic layer
2c 'resistance layer
2d 'protective layer
3 Exposure means
4 Development device
49 Developer
5 Transfer device
6 Fixing device
7 Cleaning device
79 Cleaning device
8 Recording materials
10 Process cartridge
29 Charging roller
31 Folding mirror
32 double beam laser
33 Collimator lens
34 Polygon
35 fθ
36 Position sensor
81 cassette
82 Feed roller
83 Registration Roller

Claims

電子写真感光体と、画像情報に基づき露光ビームを走査することによって該電子写真感光体表面に静電潜像を形成する露光手段とを有する電子写真装置であって、該露光ビームのスポット径が、該電子写真装置により形成される画像の１画素の大きさの２．５倍以上であり、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓ以上である電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面のフィッシャー硬度が２４０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
該電子写真感光体のＮＥＳＡ感度が３１００Ｖ・ｃｍ^２／μＪ以上３６５０Ｖ・ｃｍ ^２／μＪ以下であり、
該電子写真感光体は電荷発生層および電荷輸送層からなる感光層を有し、
該電荷輸送層は該電子写真感光体の最も表面側に位置する層であり、
該電荷輸送層の厚さが１８μｍ以上３０μｍ以下である、
ことを特徴とする電子写真装置。An electrophotographic apparatus comprising: an electrophotographic photosensitive member; and an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member by scanning the exposure beam based on image information, wherein the spot diameter of the exposure beam is In an electrophotographic apparatus in which the size of one pixel of an image formed by the electrophotographic apparatus is 2.5 times or more and the process speed is 100 mm / s or more,
The Fischer hardness of the surface of the electrophotographic photosensitive member is 240 N / mm ² or more,
The NESA sensitivity of the electrophotographic photoreceptor is 3100 V · cm ² / μJ or more and 3650 V · cm ² / μJ or less ,
The electrophotographic photoreceptor has a photosensitive layer comprising a charge generation layer and a charge transport layer,
The charge transport layer is a layer located on the most surface side of the electrophotographic photoreceptor,
The charge transport layer has a thickness of 18 μm or more and 30 μm or less.
An electrophotographic apparatus characterized by that.

前記電子写真感光体に接触する帯電部材に振動電圧を印加することで電子写真感光体表面を帯電する帯電手段を備え、該振動電圧のピーク間電圧が、該帯電部材に直流電圧を印加したときの帯電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上である請求項１に記載の電子写真装置。A charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member by applying a vibration voltage to the charging member in contact with the electrophotographic photosensitive member, and a peak-to-peak voltage of the vibration voltage when a DC voltage is applied to the charging member; The electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the electrophotographic apparatus is at least twice the charging start voltage Vth.

前記電子写真感光体に接触する帯電部材に振動電圧を印加することで電子写真感光体表面を帯電する帯電手段を備え、
該振動電圧をＶｐｐ、
発生する電流をＩａｃ、
該電子写真感光体と該帯電部材が接触した状態での交流ＶＩ特性で帯電開始電圧Ｖｔｈの２倍以下での電圧に対する電流の比をθ、
△Ｉ＝Ｉａｃ−θ×Ｖｐｐで定義される放電電流を△Ｉ、
とすると、
３０μＡ≦△Ｉ≦８０μＡ
である請求項１または２に記載の電子写真装置。Charging means for charging the surface of the electrophotographic photosensitive member by applying an oscillating voltage to a charging member that contacts the electrophotographic photosensitive member;
The oscillating voltage is Vpp,
The generated current is Iac,
The ratio of current to voltage at twice or less the charging start voltage Vth in the AC VI characteristics in a state where the electrophotographic photosensitive member and the charging member are in contact is θ,
ΔI = Discharge current defined by Iac−θ × Vpp is ΔI,
Then,
30μA ≦ △ I ≦ 80μA
The electrophotographic apparatus according to claim 1 or 2 .