JPH09265199A

JPH09265199A - 感光体用ポリシラン混合物の製法および感光体ならびに画像形成装置

Info

Publication number: JPH09265199A
Application number: JP7290696A
Authority: JP
Inventors: Masato Fukutome; 正人福留; Takayoshi Doumaru; 隆祥堂丸; Kunio Oka; 邦雄岡
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高ホール移動度特性を維持するとともに、機械
的強度および膜特性に優れ、しかも、製造効率も高い感
光体用ポリシラン混合物を提供する。【解決手段】ポリシラン化合物と、下記Ａから選ばれる
高分子樹脂と、ポリシラン系のブロックと高分子樹脂系
のブロックから成る相溶化剤とを混合して成るポリシラ
ン混合物溶液でもって成膜形成し、次いで乾燥せしめた
感光体用ポリシラン混合物の製法。Ａ：ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレン、ポリブ
タジエン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリレー
ト、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルブチ
ラール

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する従来技術】本発明は機械的強度、膜特性
に優れた感光体用ポリシラン混合物の製法に関するもの
である。また、ポリシラン化合物がもつ高ホール移動度
特性を維持するとともに、強度を高めたポリシラン化合
物含有の感光体、ならびにこの感光体を搭載した画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用感光体のキャリア輸送層材料
としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）の
ような高分子材料が用いられているが、近時、高移動度
キャリアの要求に応じるためにアニールアミン誘導体や
ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物をポリカーボネー
ト樹脂などの不活性ポリマーバインダーに分散した低分
子樹脂分散複合材料が提案されている。

【０００３】しかしながら、最近のキャリア輸送材料に
おける高キャリア移動度の要望に対しては、未だ満足で
きる状況ではなく、さらに高いキャリア移動度、特に高
いホール移動度が求められている。

【０００４】たとえば高いキャリア移動度を必要とする
光背面露光方式の画像形成装置においては、ポリシラン
化合物を感光体のキャリア輸送層用材料に採用して、高
いホール移動度を達成しようとしている。

【０００５】そして、かかるポリシラン化合物を、それ
だけで用いる場合であれば、ポリシラン化合物の重量平
均分子量が50,000〜2,500,000 であり、かつ数平均分子
量に比べて１０以下の比率であって、ホール移動度が１
０^-5ｃｍ²／Ｖ・秒以上であることが要求されている。

【０００６】しかしながら、最も一般的でかつ実用的な
ポリシランの合成法であるＷｕｒｔｚカップリング反応
によれば、一般的に分子量のコントロールが難しく、さ
らに異なる分子量の成分が幾つか存在する、所謂ポリモ
ーダルな分子量分布を示し、収率も低く、そのため、高
分子量でかつ分子量分布の狭いポリシラン化合物を大量
にかつ低価格で提供することが難しいという問題点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる課題を解決する
ために、（イ）ポリシランと高分子樹脂を混合させたり
（特開平４−１７８６５２号参照）、（ロ）ポリシラン
と有機低分子キャリア輸送剤と高分子樹脂とを混合させ
たり（特開平３−１７０９４０号、特開平４−１７０９
４０号、特開平４−１５１６６９号参照）、あるいは
（ハ）ポリシランと他の高分子とで共重合体をつくるこ
とも提案されている（特開平２−１３３４１６号、特開
平２−１５３３５９号参照）。

【０００８】しかしながら、（イ）では単に混合するだ
けであるために相溶性がわるく、（ロ）では有機低分子
キャリア輸送剤を混合することにより、ポリシラン感光
体としての高いキャリア移動度特性が劣化し、また、
（ハ）では技術的に完成度が低く、共重合体が容易にで
きないという問題点がある。

【０００９】したがって、本発明の目的は、高ホール移
動度特性を維持するとともに、機械的強度および膜特性
に優れ、しかも、製造効率も高い感光体用ポリシラン混
合物の製法を提供することにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、ポリシラン化
合物がもつ高ホール移動度特性を維持するとともに、強
度を高めたポリシラン化合物含有の感光体を提供するこ
とにある。

【００１１】さらにまた、本発明の他の目的は、本発明
の感光体を搭載して、高速に画像形成できるようにした
画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明の感光体用ポリ
シラン混合物の製法は、下記化１で表わされるポリシラ
ン化合物と、下記Ａから選ばれる高分子樹脂と、ポリシ
ラン系のブロックと高分子樹脂系のブロックから成る相
溶化剤とを混合して成るポリシラン混合物溶液でもって
成膜形成し、次いで乾燥せしめたことを特徴とする。

【００１３】

【化１】

【００１４】Ａ：ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピ
レン、ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリ
アクリレート、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリ
ビニルブチラール本発明の感光体は、光キャリア励起層と、上記本発明の
製法により形成されたポリシラン混合物から成るキャリ
ア輸送層とから成る感光層を導電性基体上に設けことを
特徴とする。

【００１５】本発明の画像形成装置は、上記本発明の感
光体と、この感光体の感光層側に配設した現像手段と、
透光性を有する導電性基体側から画像露光光を照射する
手段とから成るとともに、感光体の表面にトナー像を形
成させるべく上記現像手段と導電性基体との間に電圧を
印加しながら露光手段より画像露光光を照射するように
したことを特徴とする。

【００１６】本発明の他の画像形成装置は、上記本発明
の感光体と、この感光体の表面に電荷を付与する帯電手
段と、感光体の帯電領域に対して光照射する露光手段と
から成り、これら帯電手段と露光手段により感光体表面
に静電潜像を形成するとともに、静電潜像に対応するト
ナー像を感光体に形成する現像手段と、そのトナー像を
被転写材に転写する転写手段と、転写後に感光体表面の
残トナーを除去するクリーニング手段と、転写後に残余
静電潜像を除去する除電手段とを配設したことを特徴と
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（ポリシラン化合物の構造）化１に示すＲ1 〜Ｒ6 は、
水素の他に、アルキル基、置換アルキル基、アリール
基、置換アリール基、アルコキシ基、置換アルコキシ基
がある。アルキル基、、アリール基、、アルコキシ基と
しては、たとえば、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、アミル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ペ
ンタデシル、ステアリル、シクロヘキシル、フェニル、
トリル、キシリル、ナフチル、メトキシ、エトキシ等が
ある。また、これら置換基としてはアルキル、アリー
ル、ハロゲン、ニトロ、アミノ、アルコキシ、シアノ等
がある。

【００１８】本発明のポリシラン化合物は、化１に示す
通り、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれのユニットの有無を表わす
ために、０もしくは１により表示される。たとえば、ｘ
＝ｙ＝１、ｚ＝０であれば、2 種類のユニットを交互に
連続して配列された組成となる。

【００１９】また、本発明のポリシラン化合物は、化２
に示すように化１のポリシラン化合物のコポリマー（共
重合体）でもよい。

【００２０】

【化２】

【００２１】化２によれば、ｘ、ｙ、ｚ、ｘ′、ｙ′、
ｚ′を選択的に０もしくは１にして、それぞれのユニッ
トの有無により幾通りもの組み合わせができる。すなわ
ち、３類のユニットのモノマーから成るポリマーと３種
類のユニットのモノマーから成るポリマーとの化合物、
３種類のユニットのモノマーから成るポリマーと２種類
のユニットのモノマーから成るポリマーとの化合物、３
種類のユニットのモノマーから成るポリマーと１種類の
ユニットのモノマーから成るポリマーとの化合物、２種
類のユニットのモノマーから成るポリマーと２種類のユ
ニットのモノマーから成るポリマーとの化合物、２種類
のユニットのモノマーから成るポリマーと１種類のユニ
ットのモノマーから成るポリマーとの化合物、１種類の
ユニットのモノマーから成るポリマーと１種類のユニッ
トのモノマーから成るポリマーとの化合物がある。さら
にこれらの各化合物の組み合わせによる化合物もある。

【００２２】（感光体用ポリシラン混合物の製法）本発
明の製法は、つぎの各工程（１）〜（３）の順でおこな
う。（１）化１で表わされるポリシラン化合物と、下記Ａか
ら選ばれる高分子樹脂と、ポリシラン系のブロックと高
分子樹脂系のブロックから成る相溶化剤とを混合してポ
リシラン混合物溶液をつくる。

【００２３】Ａ：ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピ
レン、ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリ
アクリレート、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリ
ビニルブチラール上記相溶化剤は、ポリシラン系のブロックと高分子樹脂
系のブロックでもって構成したものであって、この構成
によれば、ポリシランと高分子樹脂の双方の性質を有す
ることなるので、両者に対して親和性を示すという特徴
がある。たとえば、ポリシラン−ポリスチレン共重合
体、ポリシラン−ポリカーボネート共重合体、ポリシラ
ン−ＰＭＭＡ共重合体などがある。

【００２４】そして、上記ポリシラン化合物と、高分子
樹脂と、相溶化剤とを混合するには、それらを有機溶媒
中で混合させたり、あるいは粉末状態でもってミル等に
より混練するなどによって、ポリシラン混合物溶液をつ
くる。

【００２５】この有機溶剤には、ベンゼン、トルエン等
の芳香族系炭化水素、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、IPA 等のアルコール類、テトラヒドロフラン、ジ
メチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチ
ルケトン、等のケトン類、エステル類、ハロゲン類、ハ
ロゲン系炭化水素等が用いられ、それらを１種もしくは
２種以上混合して用いる。

【００２６】また、高分子樹脂の量は、ポリシラン混合
物全体当たり、２０〜８０重量％、好適には４０〜６０
重量％にするのがよく、この範囲内であれば、感光体特
性が良好となるとともに、製造コストの低減がはかられ
るという点でよい。

【００２７】さらに相溶化剤の量は、ポリシラン混合物
全体当たり、１〜１０重量％、好適には２〜５重量％に
するのがよく、この範囲内であれば、ポリシランと高分
子樹脂とを十分に相溶させることができ、しかも、コス
ト面でも優れるという点でよい。

【００２８】（２）ポリシラン混合物溶液でもって成膜
形成する。この成膜形成には、たとえばバーコード法、
浸積法、溶融押出法、スプレー法等の塗布法でもってお
こなう。この塗布法以外に蒸着がある。

【００２９】（３）乾燥する。１００℃程度の熱風を送
ったり、そのような雰囲気内に配することで乾燥するこ
とができる。

【００３０】かくして本発明の感光体用ポリシラン混合
物の製法によれば、これら各工程（１）〜（３）の順で
おこなうことで、高ホール移動度特性を維持するととも
に、機械的強度および膜特性に優れ、しかも、製造効率
も高い感光体用ポリシラン混合物の製法が得られる。

【００３１】（感光体の構成）図１と図２は本発明の感
光体の基本的な層構成であり、図１は導電性基板１の上
に積層型の感光層２を形成した例であり、この感光層２
は光キャリア励起層３とポリシラン混合物から成るキャ
リア輸送層４とから成り、これらの層３、４はその積層
順序を変えてもよい。図２はポリシラン混合物から成る
キャリア輸送体５に粒状の光キャリア励起体６を含有し
て成る単一の感光層７である。

【００３２】上記導電性基板１には銅、黄銅、SUS 、A
l、Niなどの金属導電体、あるいはガラス、セラミック
などの絶縁体の表面に導電性薄膜を被覆したもの、ある
いは透明の絶縁基板上に透明導電層を形成したものがあ
る。

【００３３】この基板１はシート状、ベルト状もしくは
ウエブ状可とう性導電シートでもよく、このようなシー
トにはSUS 、Al、Niなどの金属シート、あるいはポリエ
ステル、ナイロンポリイミドなどの高分子樹脂フィルム
の上にAl、Niなどの金属もしくは酸化スズ、インジウム
・スズ・オキサイド（ITO)などの透明導電性材料や有機
導電性材料を蒸着などにより被覆して導電処理したもの
が用いられる。

【００３４】また、光キャリア励起層３および光キャリ
ア励起体６の構成材として、それ自体公知の有機もしく
は無機の光導電材を用いることができる。有機光導電材
として、たとえばチタニルフタロシアニン、金属フタロ
シアニン系顔料、無金属型フタロシアニン、ペリレン系
顔料、多環キノリン系顔料、スクアリリウム色素、アズ
レニウム色素、チアピリリウム色素、トリスアゾ顔料等
を用いた高いキャリア生成効率を有する有機光半導体が
選ばれる。無機光導電材であれば、たとえばアモルファ
スのSeやSeAs、SeTeまたはSi（a-Se、a-SeAs、a-SeTe、
a-Si）、CdS 、ZnO 等がある。そして、光キャリア励起
層３を形成する場合であれば、真空蒸着法、活性反応蒸
着法、イオンプレーティング法、RFスパッタリング法、
DCスパッタリング法、RFグネトロンスパッタリング法、
DCマグネトロンスパッタリング法、熱CVD 法、プラズマ
CVD 法などにより行う。

【００３５】このキャリア励起層３をa-Siにより形成し
た場合には、それにカーボン、窒素、酸素、ゲルマニウ
ムを添加してアモルファス化したSiC 、SiN 、SiO 、Si
Geの層にしてもよい。また、これらに伝導型制御用不純
物元素である、B 、P などの元素を含有させた層を形成
すれば、キャリア注入阻止層等の機能を具備させること
ができる。

【００３６】また、前記感光層７の粒状光キャリア励起
体６としてa-Si系の粉末を用いる場合、この粉末は、a-
Si系光キャリア励起層２と同様に作製でき、粒状、柱
状、フレーク状を成す。その径は０．１５〜５μｍ、好
適には０．１〜３μｍであればよく、そして、その粉末
を層中１〜８０重量％、好適には５〜６０重量％で含有
させるとよく、その含有に当たっては、撹拌法、超音波
分散法等により分散させる。

【００３７】その他、チタニルフタロシアニン（TiOPc
と略記する）をポリシラン中に分散させたものを感光層
７としてもよく、特に長波長側の画像露光に対して高感
度とすることができる。このTiOPc は原料のTiOPc 顔料
に昇華精製や、酸またはアリカリによる精製等の精製処
理を行い、摩砕助剤や溶媒等とともに各種分散機を用い
て混練したり、あるいは蒸着法により微粒子状にして回
収する等を行い、粒子状に調整し、各種溶剤を用いてポ
リシラン中に分散させる。TiOPc の含有量は１〜８０重
量％、好適には層中１０〜６０重量％で含有させるとよ
い。

【００３８】本発明の感光体は上記のような基本的構成
に基づいて所要の電子写真特性に応じてさらに改良や変
更等を行ってもよい。たとえば、基板１とその上の感光
層２、７との間に中間層を設けることにより帯電性を高
めたり、残留電位を低減させてもよい。あるいはこれら
の感光層２、７の上に表面層を設けて帯電性を高めた
り、その耐久性を向上させることができる。

【００３９】かくして本発明の感光体によれば、それに
用いるポリシラン混合物には、高分子樹脂を混合させて
いるので、従来のようにポリシランに求められていた分
子量や分子量分布に対する制約がなくなり、これによっ
て製造効率が大幅に向上し、その結果、大量にかつ低価
格で感光体が提供できる。

【００４０】（画像形成装置の構成）本発明の感光体を
搭載する画像形成装置としては、帯電もしくは電圧印
加、および露光により静電潜像を感光体の表面に形成し
て行うプロセスを採用しているのであれば、種々の電子
写真方式の装置がある。たとえば光背面露光方式、なら
びに外部電荷潜像方式であるカールソン法や容量像法
（NP法、KIP 法）がある。

【００４１】これらの電子写真プロセスの画像形成装置
においては、それに搭載した本発明の感光体に高い移動
度のキャリア輸送層が形成でき、これにより、感光層内
部に発生したキャリアが、その層内部を高い速度で移動
するので、静電潜像が形成されるまでの時間が短くな
り、その結果、ドラム状感光体の回転速度を高めること
ができ、画像形成を高速にできる。

【００４２】しかも、転写後の露光による除電において
も、その感光層内部に発生したキャリアが除電に速やか
に寄与するので、その除電に要する感光層の領域が狭く
なり、感光ドラムの高速度化と相まってドラム状感光体
の径を小さくでき、画像形成装置の小型が達成できる。

【００４３】また、これら各種方式の画像形成装置は、
いずれも複写機もしくはプリンターの構成にできる。こ
こで、複写機とは原稿からの反射光をレンズやミラーな
どの光学系を用いて、感光体の表面に露光する構造を有
するものであり、プリンターとは、電気信号により制御
された発光光源（レーザー、LED 、液晶シャッター、EL
等）を用いて、感光体の表面を露光する構造を有するも
のである。

【００４４】光背面露光方式次に本発明の特徴が最も応用できる光背面露光方式の画
像形成装置（プリンター）について具体的に詳述する。
図３は上記光背面露光方式の画像形成装置８を表わす模
式図であり、コロナ帯電を不要として露光と現像とがほ
ぼ同時に行えるように組み合わせた電子写真方式の画像
形成装置であり、図中、９は透光性支持体１０上に透光
性導電層１１と光キャリア励起層１２と１０^-5ｃｍ²／
Ｖ・秒以上の移動度を有するキャリア輸送層１３とが積
層されたドラム上の感光体、１４は露光手段としてのLE
D ヘッド、１５は現像手段としての現像機、１６は転写
手段としての転写ローラである。LED ヘッド１４と現像
機１５は、感光体９の一部を介して、ほぼ対称的に配置
される。このようなLED ヘッド１４としては、小型で低
消費電力のダイナミックドライブ方式の LEDヘッドが好
適に用いられる。１７は除電手段であるイレース用光源
としての LEDアレイであり、感光体９の外部に配置して
もよい。また、１７は必ずしも必要とするものではな
い。現像機１５においては、たとえば８極の円柱状の磁
極ローラ１８と、その外周に亘って配設された円筒状の
導電性スリーブ１９から成り、さらにトナー受２０に貯
蔵された現像剤としての１成分磁性導電性トナーまたは
導電性磁性キャリアと絶縁性トナーから成る２成分現像
剤はスリーブ１９の外周へ配送され、磁気ブラシ２１を
形成する。また、スリーブ１９と透光性導電層１１との
間にはバイアス電源２２が設けられ、その両者１１、２
２の間に感光体９の電位特性に応じて＋或いは−の電圧
（500V以下）を印加する。２３は感光体９の表面に形成
されたトナー像、２４は被転写材である記録紙、２５は
転写後の残電トナーである。これ以外に現像機の回転駆
動手段と感光体９の回転手段とを設ける。なお、露光手
段１４にはここではLED ヘッドを用いたが、レーザや液
晶シャッタ、ELヘッド等でもよい。イレース用光源１７
にも、LED アレイの他に、ハロゲンランプや蛍光灯、EL
アレイ等の光源が使用できる。

【００４５】かくして上記構成の画像形成装置８によれ
ば、回転する感光体９の透光性支持体１０側からLED ヘ
ッド１４より画像露光の光を照射し、光キャリア励起層
１２の内部に正孔と電子を発生させると、現像機側に−
のバイアス電圧を印加してあれば、そのバイアス電圧に
よって正孔はキャリア輸送層１３の表面側へ移動し、磁
気ブラシ２１の末端の負電荷と打ち消し合い、感光体９
の表面にトナーが付着される。そして、そのトナーは転
写ローラ１６により記録紙２４上に転写され、次いで定
着される。

【００４６】そして、本発明によれば、光キャリア励起
層１２と、ポリシランから成るキャリア輸送層１３とを
組み合わせるともに、そのキャリア輸送層１３の移動度
を１０^-5ｃｍ²／Ｖ・秒以上に設定して、高いキャリア
輸送特性を具備させ、これにより、光キャリア励起層１
２に発生したキャリアが効率的にキャリア輸送層１３の
表面へ移送されるので、高い画像形成速度が得られる。

【００４７】次に上記画像形成装置の具体的内容を図４
によりさらに詳述する。図４は上記感光体の一部と現像
機により形成される現像剤溜まり２６を表わす説明図で
ある。現像剤を保持させる現像機１５は、導電性のスリ
ーブ１９と、その内部に配置された磁極ローラ１８とか
ら成り、現像剤の搬送は、磁極ローラ１８を固定してス
リーブ１９を回転してもよく、またはスリーブ１９を固
定して内部の磁極ローラ１８を回転してもよい。

【００４８】ここで現像剤を感光体９と逆方向に搬送す
ると、両者の摩擦で現像機１５と感光体９の最近接部位
よりも下流側（感光体が現像剤から離れる側）に現像剤
溜まり２６が生じる。すなわち、現像剤の本来の高さよ
りもはみ出した部分が現像剤溜まり２６であり、現像剤
の搬送速度や現像剤の高さ、スリーブ１９と感光体９の
表面とのギャップ等は、感光体９の回転速度や必要とす
る現像剤溜まり２６の大きさに応じて適宜設定する。

【００４９】２７は制御電極であり、この制御電極２７
はスリーブ１９上で感光体９との最近接部位に設け、絶
縁体２８でスリーブ１９と絶縁する。制御電極２７は、
感光体９や現像剤に均一な電界が加わるように、スリー
ブ１９の長さ方向に沿った帯状とする。この制御電極２
７は必須不可欠のものではなく、適宜採用される。

【００５０】現像剤にはたとえば導電性磁性トナーを用
いるが、これは磁気ブラシ２１および現像剤溜まり２６
を形成し、必要な導電性を有すれば、１成分の現像剤で
も良く、導電性のキャリアと絶縁性のトナーとを所定の
混合比で混合して必要な導電率にした２成分の現像剤を
もちいてもよい。

【００５１】画像露光を行う位置は、感光体９の表面と
現像スリーブ１９との最近接位置Ａではなく、感光体９
の逆方向回転側で下流側に形成した現像剤溜まり２６の
位置Ｂに、好ましくは現像剤溜まり２６の中でも下流側
の後半部とする。現像剤溜まり２６の位置で露光を行う
ことにより、露光までの間に感光体９の帯電が十分に行
われ、帯電前の感光体９の電位の履歴の影響が抑えられ
るとともに、感光体９の表面の残留トナーや画像背景部
のトナーの回収が十分に行われる。さらに、感光体９が
十分に帯電されてから露光を行って電荷を消失させるた
めに、現像剤と感光体９との電気的引力が強く、良好な
トナー像２３が形成される。そして、トナー像２３の形
成後は感光体９が現像剤溜まり２６から速やかに離れる
ため、感光体９の表面のトナー２３が現像剤の衝突や摩
擦等の機械的な力により乱されることなく、良好な解像
度のトナー２３が得られる。

【００５２】現像剤溜まり２６の位置では、感光体９の
表面と現像スリーブ１９とが最も近接する位置Ａと比べ
て感光体９の表面と磁気ローラ１８の距離が大きくな
る。このため、現像剤を磁極ローラ18の側に吸引する磁
力は弱く、感光体９の表面に形成されたトナー像の一部
が磁力によって現像手段の側に回収されて画像濃度が低
下したり、磁力によりみだされて解像度が低下したりす
ることを防止することができる。

【００５３】さらに帯状の制御電極２７を接地し、透光
性導電層１１と共通電位にする。あるいはスリーブ１９
の電位に対してその電位を低くもしくは高く設定する。

【００５４】このようにスリーブ１９とは独立に電位を
印加できる制御電極２７を設けると、感光体９の表面電
位を現像剤を介して中和し、あるいは感光体９の表面の
電位を揃え、以前のプロセスでの帯電や露光の有無等に
よる感光体９の履歴の影響を打ち消すことができる。こ
の結果、繰り返し使用時、たとえば１枚の画像を得るた
めに感光体９を数回転させる場合等に、安定した現像状
態と記録画像とが得られる。ここで制御電極２７の電位
を調整すると、画像濃度や地かぶり等に対する最適画像
形成条件を調整して得ることができる。また、制御電極
２７の電位を高くし、スリーブ１９の電位を低くするこ
とにより、非露光部にトナーが付着し、露光部にはトナ
ーが付着しない、いわゆる反転現像も可能になった。

【００５５】感光体９の表面に形成されたトナー像２３
に次いで記録紙２４に転写され、定着されて記録画像と
なり、転写されずに感光体９の表面に残った残留トナー
２５は、次の画像形成プロセスにおいて現像機１５に回
収されて再利用される。

【００５６】さらに、転写後の感光体９にイレース用光
源１７により除電光を照射することにより、以前のプロ
セスでの帯電や露光の有無等による感光体９の履歴の影
響をより効果的に打ち消すことができ、繰り返し使用時
における残像現象などの画像上の問題を制御することが
できる。また、感光体９のキャリア輸送層１３の表面に
トラップされた電荷消去し、感光体９とその残像トナー
との電気的な引力をなくして、残像トナーを現像機１５
に回収されやすくすることができる。

【００５７】また、このキャリア輸送層１３は感光体９
の表面層を兼ねても良好な表面特性を具備させることが
できる。

【００５８】外部電荷潜像方式この外部電荷潜像方式には、カールソン法や容量像法
（NP法、KIP 法）が代表例として挙げられるが、このカ
ールソン法を図５により説明する。

【００５９】同図はプリンター構成の画像形成装置３０
であり、３１は本発明に係るドラム状の感光体であり、
その感光体３１の周面に帯電手段であるコロナ帯電器３
２と、その帯電後に光照射する露光手段である露光器３
３と、トナー像を感光体３１の表面に形成するためのト
ナー３４を備えた現像手段である現像機３５と、そのト
ナー像を被転写材３６に転写する転写手段である転写器
３７と、その転写後に感光体表面の残電トナーを除去す
る除電手段３９とを配置した構成である。また、４０は
被転写材３６に転写されたトナー像を熱もしくは圧力に
より固着するための定着器である。

【００６０】このカールソン法は次の〜のプロセス
を繰り返し経る。感光体３１の周面をコロナ帯電器３２により帯電す
る。露光器３３により画像を露光することにより、感光
体３１の表面上に電位コントラストとしての静電潜像を
形成する。この静電潜像を現像機３５により現像する。この現
像により黒色のトナーが静電潜像との静電引力により感
光体表面に付着し、可視化する。感光体表面のトナー像を紙などの被転写材３６の裏
面よりトナーと逆極性の電界を加えて、静電転写し、こ
れにより、画像を被転写材３６の上に得る。感光体表面の残留トナーをクリーニング手段３８に
より機械的に除去する。感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段３９に
より残余の静電潜像を除去する。

【００６１】かくして、上記構成の画像形成装置３０に
よれば、露光器３３の光照射によって感光層内部に発生
したキャリアが、その層内部を高い速度で移動するの
で、静電潜像が形成される時間が短くなり、ドラム状の
感光体３１の回転速度を高めることができ、画像形成を
高速度にできる。しかも、転写後の露光による除電にお
いても、その感光層内部に発生したキャリアが除電に速
やかに寄与するので、その除電に要する感光層の領域が
狭くなり、感光ドラムの高速度化と相まってドラム状感
光体の径を小さくでき、画像形成装置小型化が達成でき
る。

【００６２】なお、上記画像形成装置３０はプリンター
の構成であるが、露光器３３に代えて原稿からの反射光
を通すレンズやミラーなどの光学系を用いれば、転写機
としての画像形成装置となる。

【００６３】

【実施例】

（例１）本例においては、出発物質である各種ジクロロ
シランに対して、溶媒であるトルエンを加え、65〜110
℃の反応温度でもってナトリウムによる脱塩素化縮合反
応を行いことで、化３〜６に示す各種ポリシランを合成
した。

【００６４】

【化３】

【００６５】化３においては、ｘ＝１、ｙ＝ｚ＝０であ
り、Ｒ1 がメチル基、Ｒ2 がフェニル基であり、そし
て、重合度を変えた３種類のポリシラン化合物ａ−１、
ａ−２、ａ−３を合成した。

【００６６】

【化４】

【００６７】化４においては、ｘ＝１、ｙ＝ｚ＝０であ
り、Ｒ1 がメチル基、Ｒ2 がノルマルプロピル基である
ポリシラン化合物ｂを合成した。

【００６８】

【化５】

【００６９】化５においては、ｘ＝ｙ＝１、ｚ＝０であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 がメチル基、Ｒ4 がフェニル基で
あるポリシラン化合物ｃを合成した。

【００７０】

【化６】

【００７１】化６においては、ｘ＝１、ｙ＝ｚ＝０であ
り、ｘ’＝１、ｙ’＝ｚ’＝０であり、Ｒ1 、Ｒ2 、
Ｒ’1 がメチル基、Ｒ’2 がフェニル基であるポリシラ
ン化合物ｄを合成した。

【００７２】そして、これらのポリシランの重量平均分
子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとをゲル浸透クロマトグラ
フィーを用いて測定し、Ｍｗ／Ｍｎを求め、しかも、TO
F 法によりホールドリフト移動度を求めたところ、表１
に示すような結果が得られた。

【００７３】

【表１】

【００７４】（例２）（例１）において得られた６種類
のポリシラン化合物を、それぞれトルエンに溶解させ、
さらに高分子樹脂としてのポリカーボネートをトルエン
に溶解させ、いずれも透明な１０重量％トルエン溶液を
作った。

【００７５】そして、６種類のポリシラン／トルエン溶
液とポリカーボネート／トルエン溶液とを、各ポリシラ
ン毎に、それぞれ同量ずつ混合したところ、いずれの混
合溶液も速やかに白濁化し、不透明溶液となった。この
混合溶液を用いてガラス基板上にバーコート法により膜
形成を行ったところ、白く濁った不透明な膜が得られ
た。

【００７６】かくして得られたポリシラン混合膜のキャ
リア移動度（２５℃）を測定したところ、従来のポリシ
ラン化合物の値より２〜３桁の低下が認められた。この
ような現象からして、ポリシランと高分子樹脂（ポリカ
ーボネート）を混合させても、両者の相溶性が悪いた
め、均一な膜が得られず、ポリシランの機能が十分に発
揮されないことが分かった。

【００７７】（例３）（例１）によって得られた６種類
のポリシランをトルエンに溶解させ、１０重量％ポリシ
ラン／トルエン溶液を作った。次にポリカーボネートを
トルエンに溶解させ、同じく１０重量％ポリカーボネー
ト／トルエン溶液を作った。しかも、このポリカーボネ
ート／トルエン溶液に、相溶化剤として化７のようなポ
リシランブロックとポリカーボネートブロックから成る
化合物を混合させた（相溶化剤の量はポリカーボネート
に対して５重量％である）。

【００７８】

【化７】

【００７９】次にポリシラン／トルエン溶液と、ポリカ
ーボネート／相溶化剤／トルエン溶液とを混合したとこ
ろ、透明なポリシラン混合物／トルエン溶液が得られ
た。この溶液でもってガラス基板上に膜形成を行ったと
ころ、均一な透明膜が得られた。然る後に常圧下で１０
０℃の熱風を送って乾燥させた。

【００８０】この透明膜について、電子顕微鏡観察を行
ったところ、従来のポリシラン混合膜に見られるような
相分離（ポリシラン相と高分子相）は見られず、均一分
散された非常に優れた膜であることが確認できた。

【００８１】かくして得られた各ポリシラン混合膜のホ
ールドリフト移動度（２５℃）を測定したところ、表２
に示す通り、すべての混合膜においてポリシラン化合物
単体と同等な値を示すことが分かった。

【００８２】

【表２】

【００８３】（例４）透明な円筒状ガラス基板またはプ
ラスチックの周面に、透明性導電層１１としてITO 層を
活性反応蒸着法により1000Åの厚みで形成し、次いでそ
の上にチタニルフタロシアニンとポリエステル樹脂をク
ロロホルム中に分散混合した液中に浸漬し、その後乾燥
して、チタニルフタロシアニンから成る３μｍ厚の光キ
ャリア励起層１２を形成した。次にこの成膜円筒状ガラ
ス基板上に、（例３）の６種類のポリシラン混合物から
なる２０μｍ厚のポリシラン含有キャリア輸送層１３を
形成し、感光体を作製した。

【００８４】そこで、本発明の感光体を図３に示すよう
な画像形成装置８に装着し現像剤に導電性磁性キャリア
と絶縁性トナーとからなる２成分現像剤を用い、また、
ダイナミックドライブ方式の、解像度300dpiのLED ヘッ
ドを配し、スリーブ１９と透明性導電層１１との間にＶ
ｓ＝−400Vの電圧印加し、波長660nm で画像露光を行
い、感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を400V
の転写バイアス電圧を印加した転写ローラにより普通紙
に転写し、熱定着を行って画像を得た。なお、現像剤を
感光体９と逆方向に回転させて現像溜り２６を形成し、
その部位に露光を行った。

【００８５】かくして得られた画像形成装置８の画像を
評価したところ、いずれの感光体を用いても光学濃度が
１．４以上の画像濃度を有しバックのかぶりもなく、解
像度も300dpiの良好な画像が得られた。しかし、ポリシ
ランが含有されていないキャリア輸送層を塗布した感光
体を用いて同様の画像評価を行ったところ、キャリア輸
送層でのキャリア移動度が低いために光応答性が悪く、
十分な電位コントラストが形成されないために十分な濃
度のトナーが形成されず、不十分な画像となった。

【００８６】（例５）次に本発明においては、Al製円筒
体の周面に、（例４）と同様にチタニルフタロシアニン
から成る有機光導電材を光キャリア励起層１２として形
成し、その層１２の上に（例３）の６種類のポリシラン
混合物からなる２０μｍ厚のキャリア輸送層１３を形成
し、感光体を作成した。

【００８７】かくして得られた感光体について、-6kVの
電圧を印加したコロナ帯電器を用いて帯電させ、暗部表
面電位を測定して初期帯電電位を求めたところ、 800V
帯電電位をを示し、高い帯電能力を有することが確認で
きた。

【００８８】次に、表面電位を-800V に帯電させた後に
650nm の波長の光を照射して、表面電位を-500V から-2
50V に減衰させるのに必要な露光エネルギー（半減露光
量）を測定して、その逆数により半減光感度を求めたと
ころ、2.0 （cm2/μJ ）となり、高い光感度を示した。

【００８９】さらに、露光波長を変えて分光感度特性を
調べたところ、600 〜800nm の範囲に渡って半減露光量
の２倍の露光量を与え、その時の表面電位を残留電位と
して求めたところ、10V 下と低く、優れた特性を示し
た。

【００９０】次に、これらの感光体の図５に示す構成の
カールソン法によるプリンター（画像形成装置３０）に
搭載し、露光手段として波長650nm 、解像度400dpi（ド
ット/ インチ）のダイナッミクドライブ方式のLED ヘッ
ドを用いて画像形成を行い、その画像について、画像濃
度、解像度、バックのかぶり、残像（ゴースト）につい
ても画像評価を行った。その結果、画像濃度はO.D.が1.
4 と高く、解像度も400dpiを良好に解像しており、バッ
クのかぶりもなく、残像も認められず、そして、ドラム
状感光体の回転速度が高められた。また、連続して1 万
枚の画像形成を行っても、画像濃度や解像度の低下或い
はバックのかぶりの増加等の画像品質の変動は認められ
ず、優れた耐久性を有することも確かめられた。

【００９１】（例６）（例５）の感光体をカールソン法
による市販の複写機に搭載して、露光手段として原稿か
らの反射光を感光体に照射する光学系を用いて同様に画
像形成を行ったところ画像濃度、解像度、バックのかぶ
り、階調再現性、残像のいずれも優れた画像品質を有す
る画像が得られるとともに、ドラム状感光体の回転速度
が高められ、複写機用感光体としても優れた特性を有す
ることが確かめられた。

【００９２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
改善、変更等は何ら差し支えない。

【００９３】

【発明の効果】以上の通り、本発明の感光体用ポリシラ
ン混合物の製法によれば、種類、分子量、分子量分布に
限定のないポリシラン化合物と、高分子樹脂と、ポリシ
ラン系のブロックと高分子樹脂系のブロックから成る相
溶化剤とを混合して成るポリシラン混合物溶液でもって
成膜形成し、次いで乾燥せしめることで、電子写真特
性、機械的強度、膜特性に優れたポリシラン混合物が容
易に得られた。

【００９４】また、本発明の感光体によれば、従来のよ
うにポリシランに求められていた分子量や分子量分布に
対する制約がなくなったので、製造効率が大幅に向上
し、その結果、感光体特性ならびに機械的強度、耐久性
に優れるとともに、大量にかつ低価格で感光体が提供で
きた。

【００９５】さらに本発明の感光体は、高いキャリア移
動度が要求される画像形成装置、たとえば光背面露光方
式の画像形成装置等に好適に搭載することができた。

【００９６】しかも、本発明の画像形成装置によれば、
露光手段の光照射によって感光層内部に発生したキャリ
アが、その層内部を高い速度で移動するので、静電潜像
が形成される時間が短くなり、これにより、ドラム状の
感光体であれば、そのドラムの回転速度を高めることが
でき、画像形成を高速度にできた。しかも、転写後の露
光による除電においても、その感光層内部に発生したキ
ャリアが除電に速やかに寄与するので、その除電に要す
る感光層の領域が狭くなり、感光ドラムの高速度化と相
まってドラム状の感光体の径を小さくでき、画像形成装
置の小型化が達成できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感光体の断面図である。

【図２】本発明の感光体の断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置に用いられる電子写真方
法を示す模式図である。

【図４】本発明の画像形成装置の要部構成図である。

【図５】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１導電性基板２積層型感光層３光キャリア励起層４キャリア輸送層５キャリア輸送体６光キャリア励起体７単一の感光層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記化１で表わされるポリシラン化合物
と、下記Ａから選ばれる高分子樹脂と、ポリシラン系の
ブロックと高分子樹脂系のブロックから成る相溶化剤と
を混合して成るポリシラン混合物溶液でもって成膜形成
し、次いで乾燥せしめた感光体用ポリシラン混合物の製
法。【化１】Ａ：ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレン、ポリブ
タジエン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリレー
ト、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルブチ
ラール
【請求項２】光キャリア励起層と、請求項１の製法に
より形成されたポリシラン混合物から成るキャリア輸送
層とから成る感光層を導電性基体上に設けた感光体。
【請求項３】請求項２の感光体と、該感光体の感光層
側に配設した現像手段と、透光性を有する導電性基体側
から画像露光光を照射する手段とから成るとともに、上
記感光体の表面にトナー像を形成させるべく上記現像手
段と導電性基体との間に電圧を印加しながら露光手段よ
り画像露光光を照射するようにした画像形成装置。
【請求項４】請求項２の感光体と、該感光体の表面に
電荷を付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対して
光照射する露光手段とから成り、これら帯電手段と露光
手段により感光体表面に静電潜像を形成するとともに、
静電潜像に対応するトナー像を感光体に形成する現像手
段と、該トナー像を被転写材に転写する転写手段と、該
転写後に感光体表面の残トナーを除去するクリーニング
手段と、該転写後に残余静電潜像を除去する除電手段と
を配設した画像形成装置。