JPH0962069A

JPH0962069A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH0962069A
Application number: JP22129095A
Authority: JP
Inventors: Takao Kawamura; 孝夫河村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の小型化【解決手段】導電性基板１上に光キャリア励起層３
と、ポリシラン化合物をキャリア輸送物質に０．１〜
５．０重量％含有するキャリア輸送層４とを積層して成
る感光層２を形成したポリシラン化合物含有感光体９の
導電性基板１側にＬＥＤヘッド１４を、感光層側に現像
器１５を配設し、トナー像を記録紙２４に移し変える転
写ローラ１６とを具備した画像形成部８を、記録紙２４
の搬送路に沿って複数個配列し、これら複数個の画像形
成部８で形成された各トナー像を被転写材に順次転写す
るようにしたカラー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホール移動度を高
めたポリシラン化合物含有感光体に、顔料を含有し、絶
縁性トナーと導電性キャリアとを有する現像手段を配設
し、更にそのポリシラン化合物含有感光体を光背面露光
法に適用して成る着色画像形成部を複数個配列したカラ
ー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カールソン方式による多色カラー画像を
形成する装置には、転写ドラム方式とタンデム方式があ
る。転写ドラム方式によれば、一つの大きな感光体ドラ
ムの周囲に３色もしくは４色の現像器を配し、そして転
写ドラムには被転写材を保持したり、あるいは解除する
機能や、各色のトナー像の形成と同期をとって転写する
機能がある（特開昭５０−９９３３４号、特開昭６１−
７３９７８号、特開昭６１−８３５５７号参照）。

【０００３】また、タンデム方式においては、各色毎に
感光体ドラムの周囲に帯電、露光、現像、クリーニン
グ、除電などの各機構を配した画像形成ユニットを、被
転写材を保持する搬送ベルトに沿って配列し、各画像形
成ユニットで形成された各色のトナー像を被転写材に順
次転写し、色重ねをおこなって、しかる後に定着し、カ
ラー画像を得るものである（特開昭５３−７８８４２
号、特開昭５３−９６８３８号、特開昭５５−３８５２
５号、特開昭５５−３８５２６号参照）。

【０００４】他方、上記カラー画像形成装置の提案とと
もに、電子写真用感光体のキャリア輸送層用材料の開発
も進んでおり、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール
（ＰＶＫ）のような高分子材料がある。また、近時、高
移動度キャリアの要求に応じるためにアリールアミン誘
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も提案されている。

【０００５】しかしながら、キャリア輸送層用材料に対
する高キャリア移動度という要求には、未だ満足できる
状況ではなく、更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。

【０００６】かかる要求に対して、ポリシラン化合物を
電子写真用感光体のキャリア輸送層用材料に採用するこ
とが提案されている（特開平２−１３３４１６２号、特
開平２−２９４６５４号参照）。特開平２−１３３４１
６２号によれば、ポリシランよりなる重合体ブロックＡ
とアニオン重合性モノマーの重合体のブロックＢとのブ
ロック共重合体からなるホール輸送性物質が提案され、
特開平２−２９４６５４号においては、ポリシラン化合
物を含有する光受容層が提案されている。

【０００７】特開平２−１３３４１６２号に提案された
ポリシラン化合物では、重合体ブロックＡのポリシラン
の数平均重合度が１０〜５０，０００であること、特開
平２−２９４６５４号には、重量平均分子量が６，００
０〜２００，０００であることが記載されているが、ホ
ール移動度と膜強度を向上させるためのポリシラン化合
物の重量平均分子量と数平均分子量との関係については
何ら言及されていない。

【０００８】即ち、このポリシラン化合物は化２に示す
化学式に示す通りＳｉ−Ｓｉσ結合を主鎖とし、２種の
有機置換基を有するポリマーであり、その重合度により
低重合度の化合物から高重合度の化合物まで種々のポリ
マーが生成でき、しかも、重量平均分子量と数平均分子
量との組合せにより多様なポリマーができるが、これら
の組合せ条件については何ら記載されていない。しか
も、化２に示す化学式のモノマーのコポリマー（共重合
体）もあり、その組合せは更に増大する。

【０００９】

【化２】

【００１０】本発明者はこの重合度に着目して鋭意研究
に努め、幾多の実験を繰り返し行った結果、この重合度
がホール移動度と膜強度に関係しており、ポリシランの
モノマー分子構造と関係しながらも低重合度の化合物を
少なくすることによりホール移動度と膜強度が向上する
ことを知見した。

【００１１】本発明者は、上記知見によりホール移動度
と膜強度（耐久性）を高め且つ信頼性に優れたポリシラ
ン化合物含有感光体を提供することができた（特願平５
−２１６５８２号参照）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】近時、カールソン方式
による多色カラー画像を形成する装置に代えて、背面同
時露光方式による多色カラー画像を形成する装置も提案
されている（特開平４−１６５３７４号、特開平４−１
６５３７５号参照）。この方式によれば、小型の画像形
成ユニットを着脱自在とし、転写ドラムや搬送ベルトを
必要とせず、しかも、各ユニット毎に定着ができるの
で、混色が生じないという利点がある。

【００１３】しかしながら、背面同時露光方式によるカ
ラー画像形成装置においては、小型化ならびに記録速度
および画質を向上させ、しかも、耐久性を高めてメンテ
ナンスも容易にするために、キャリア輸送層のホール移
動度と膜強度を更に向上させることが望まれている。

【００１４】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究を重
ねた結果、本発明者が特願平６−９０１３６号でもって
提案したポリシラン化合物含有感光体によれば、ホール
移動度と膜強度（耐久性）が高いので、この感光体を背
面同時露光方式によるカラー画像形成装置に搭載する
と、その感光体の円径寸法が小さくできるので、これに
伴って画像形成装置自体を小型化できることを知見し
た。

【００１５】したがって本発明は上記知見により完成し
たものであり、その目的はポリシラン化合物含有感光体
から成る着色画像形成部を、被転写材の搬送路に沿って
複数個配列し、これによって画像形成装置を更に小型化
することにある。

【００１６】また、本発明の他の目的は光学濃度に優
れ、バックのかぶりもなく、更に解像度も良好な画像が
得られるようにした高性能且つ高信頼性のカラー画像形
成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像形成
装置は、透光性を有する導電性基体の上に光キャリア励
起層と、下記化１で表示されたポリシラン化合物をキャ
リア輸送物質に０．１〜５．０重量％含有する輸送層と
を積層して成る感光層を形成したポリシラン化合物含有
感光体の導電性基体側に画像露光光を照射する露光手段
を、感光層側に顔料を含有する絶縁性トナーと導電性キ
ャリアとを有する現像手段を配設し、現像手段と導電性
基体との間に電圧を印加する電圧印加手段を設けるとと
もに、上記感光体の表面にトナー像を形成させるべく電
圧印加手段により電圧印加しながら露光手段より画像露
光光を照射する機構と、上記トナー像を被転写材に移し
変える転写手段とを具備した着色画像形成部を、被転写
材の搬送路に沿って複数個配列し、これら複数個の着色
画像形成部で形成された各トナー像を被転写材に順次転
写するようにしたことを特徴とする。

【００１８】

【化１】

【００１９】本発明の他のカラー画像形成装置は、上記
本発明のカラー画像形成装置において、前記ポリシラン
化合物含有感光体に代えて、キャリア輸送物質に上記化
１で表示されたポリシラン化合物を０．１〜５．０重量
％含有し、かつ光キャリア発生物質を含有せしめて成る
感光層を透光性を有する導電性基体の上に形成したポリ
シラン化合物含有感光体であることを特徴とするカラー
画像形成装置。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（ポリシラン化合物の構造）化１に示すポリシラン化合
物の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。上記アルキル基、アリール
基、アルコキシ基としては、例えば、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、エトキシ等が挙げられる。また、これらの置換基と
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。

【００２１】本発明におけるポリシランは、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すた
めに、０もしくは１により表示される。例えば、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。

【００２２】また、本発明のポリシラン化合物は、化３
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。化３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合せができる。即
ち、３種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。更にこれらの化合物に組合せによる化合物もあ
る。

【００２３】

【化３】

【００２４】本発明のポリシラン化合物は、上記のよう
に様々なモノマーがあるが、一部のモノマーの分子構造
について鋭意研究に努めたところ、高いホール移動度が
得られる理由として、隣接芳香環によるダイマーサイト
を形成せず、構造的なホールトラップができないように
することにあることを知見した。

【００２５】即ち、本発明者は、大きなキャリア移動度
を得るために、アリール基の存在が望ましいことを実験
上確認したが、その一方で、アリール置換基が活性化エ
ネルギーＥ₀を上げる作用をしており、隣接Ｓｉ上に存
在する芳香族置換基のＥ₀が０．３４〜０．３６ｅＶ、
脂肪族置換基のＥ₀が０．２２ｅＶ、Ｓｉ原子一つおき
に芳香族置換基を有する構造規則性の高い場合には、Ｅ
₀が０．２６ｅＶであることを確かめており、このＥ₀
の大きさは、Poole-Frenkel 型のホッピング伝導のトラ
ップの深さを表す指標であるが、本発明者が繰り返し行
った実験によれば、アリール基の存在によるＥ₀の増大
は、隣接芳香環によるダイマーサイトの形成が原因であ
ることを見出した。

【００２６】したがって、Ｒ₁〜Ｒ₆の置換基としてア
リール基の存在が望ましいが、その反面、活性化エネル
ギーＥ₀を小さくするためには、芳香族置換基をダイマ
ーサイトが形成できない離れた位置に配置すればよいこ
とを知見した。

【００２７】（感光体の構成）図１と図２は本発明に係
る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とポリシランを０．１〜５．
０重量％含有したキャリア輸送層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。また、図２
はポリシランを０．１〜５．０重量％含有したキャリア
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。

【００２８】上記導電性基板１には透明の絶縁基板の上
に透明導電層を形成した構成が採用され、例えば透明の
ガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に導電性薄膜を
被覆したものがあり、また、この基板１はシート状、ベ
ルト状もしくはウェ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（ＩＴ
Ｏ）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。

【００２９】また、光キャリア励起層３や光キャリア励
起体６の構成材として、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例えばチタニ
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、例えばアモルファスのＳｅやＳｅＡｓ、Ｓｅ
ＴｅまたはＳｉ（ａ−Ｓｅ、ａ−ＳｅＡｓ、ａ−ＳｅＴ
ｅ、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、イオンプレーテイング法、ＲＦス
パッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネト
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。

【００３０】この光キャリア励起層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、Ｓｉ
Ｎ、ＳｉＯ、ＳｉＧｅ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。

【００３１】また、前記感光層７については、その粒状
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、球状、フレーク状を成す。そ
の径は０．０５〜５μｍ、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、攪拌法、超音波分散法等により分散させ
る。

【００３２】その他、チタニルフタロシアニン（ＴｉＯ
Ｐｃ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Ｔ
ｉＯＰｃ顔料に昇華精製や、酸またはアルカリによる精
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、或いは蒸気法により微粒子
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。

【００３３】本発明に係る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更に改良や
変更等を行ってもよい。例えば、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、残留電位が低減できる。或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もできる。

【００３４】（ポリシラン含有層の形成方法）ポリシラ
ン含有層であるキャリア輸送層４や感光層７は、例え
ば、ポリシランを有機溶剤により溶液化し、それをバー
コート法、浸漬法、溶融押出法、スプレー法等の塗布法
により塗布乾燥を行って形成する。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、ハロゲン化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。

【００３５】また、上記有機溶剤に低分子キャリア輸送
物質とポリシランを含有させ、更にバインダー樹脂を混
合した溶液を用意し、この溶液に被塗膜用基体を浸漬
し、次いで乾燥させて層形成してもよい。この輸送物質
として例えばフェニレンジアミン系化合物、オキサジア
ゾール系化合物、スチリル系化合物、ピラゾリン系化合
物、ヒドラゾン系化合物、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、チアジア
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、
縮合多環式化合物がある。

【００３６】これらの低分子キャリア輸送物質に対し
て、ポリシランを０．１〜５．０重量％、好適には０．
１〜２．０重量％で含有させるとよく、この範囲内であ
れば、キャリア輸送機能が高められ、光感度や残留電位
に対して優位に作用し、相対的に帯電能が高くなり、感
度特性が向上する。しかも、ポリシランの分子量及び分
子量分布に対して特に限定もないために、この感光体に
用いるポリシランを大量に且つ安価に供給することがで
きる。

【００３７】更に、2,500,000 を越えるような高分子量
で且つ分子量分布の狭いポリシラン（膜強度は高いが、
溶媒に対する溶解性がよくない）を用いる必要がなく、
そして、溶解性の良好なポリシランを使用すればよいの
で、塗布法等による層形成が容易となる。また、ポリシ
ランを含有させるバインダー樹脂を適当に選択すること
により、所望の膜強度を得ることができる。

【００３８】このバインダー樹脂として、例えばポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリイミド、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、ポリアリレート、シリコーン樹脂、ポリビニル
ブチラルなどがある。これらの樹脂を一種または二種以
上混合して用いることができる。また、メタクリレート
樹脂等の非常に透明性の高い樹脂を除いては樹脂自体紫
外線を吸収するものが多く、これら樹脂であれば、ポリ
シランの紫外線による劣化を防ぐことができる。

【００３９】（光背面露光方式）次に本発明の画像形成
装置（プリンター）のうち光背面露光方式について具体
的に詳述する。図３は光背面露光方式の画像形成部８を
表す模式図であり、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る。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^-5ｃ
ｍ²／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状の感光体、１４は露光手段とし
てのＬＥＤヘッド、１５は現像手段としての現像器、１
６は転写手段としての転写ローラである。ＬＥＤヘッド
１４と現像器１５は、感光体９のある一部を介して、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（ＬＥＤアレイ）であり、感光体９
の外側に配置してもよい（イレース用光源１７は必ずし
も必要とするものではない）。現像器１５においては、
例えば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とから成
り、更にトナー受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
トナーとから成る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、２２の間に感光体９の電位特
性に応じて＋或いは−の電圧（３００Ｖ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は転写後の残留トナーで
ある。これ以外に現像器の回転駆動手段と感光体９の回
転手段とを設ける。尚、露光手段１４にはここではＬＥ
Ｄ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、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。

【００４０】かくして上記構成の画像形成部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、現像器側に
＋のバイアス電圧を印加してあれば、そのバイアス電圧
によって電子はキャリア輸送層１３の表面側へ移動し、
磁気ブラシ２１の末端の正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。

【００４１】本発明においては、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
わせるとともに、そのキャリア輸送層１３の移動度を１
０^-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１２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。

【００４２】次に上記構成の画像形成部８の具体的内容
を図４により更に詳述する。

【００４３】図４は上記感光体９の一部と現像器１５に
より形成される現像剤溜り２６を表す説明図である。

【００４４】現像剤を保持させる現像器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１
８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１
９を固定して内部の磁極ローラ１８を回転してもよい。

【００４５】ここで現像剤を感光体９と逆方向に搬送す
ると、両者の摩擦で現像器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
溜り２６が生じる。即ち、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
溜り２６の大きさに応じて適宜設定する。

【００４６】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。

【００４７】現像剤には例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成分の現像剤を用い
てもよい。

【００４８】画像露光を行なう位置は、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の逆方向回転で下流側に形成した現像剤溜り２６の位
置Ｂとし、好ましくは現像剤溜り２６の中でも下流側の
後半部とする。現像剤溜り２６の位置で露光を行なうこ
とにより、露光までの間に感光体９の帯電が十分に行な
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なわれる。更に、感光体９が
十分に帯電されてから露光を行な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が現像剤溜り２６から速やかに離れる
ため、感光体９の表面のトナー像２３が現像剤の衝突や
摩擦等のような機械的な力により乱されることがなく、
良好な解像度のトナー像２３が得られる。

【００４９】現像剤溜り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よりも、
感光体９の表面と磁極ローラ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２３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、磁力により乱されて解像度が低下したりす
ることを防止できる。更に帯状の制御電極２７を設け、
その電位を電源２９により所定の電位に調整する。例え
ば制御電極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。

【００５０】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、例えば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２
７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。

【００５１】感光体９の表面に形成されたトナー像２３
は次いで記録紙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器１５に回
収されて再利用される。

【００５２】更に、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抑制することがで
きる。また、感光体９のキャリア輸送層１３の表面にト
ラップされた電荷を消去し、感光体９とその表面の残留
トナーとの電気的な引力をなくして、残留トナーを現像
器１５に回収され易くすることができる。

【００５３】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。

【００５４】即ち、本発明のポリシラン化合物は表面が
硬く且つ適度な滑り性を有しており、耐摩耗性、耐刷性
に優れ、帯電特性も良好であるという特長があり、これ
により、このままで感光体用表面層として有利となる。
また、キャリア輸送層１３に低分子キャリア輸送剤を含
有させた場合には、その表面側でキャリア輸送剤の含有
量を少なくすれば、その低含有量領域での機械的強度を
高めることができ、しかも、化学的作用に伴うその表面
からの侵入に起因するキャリア輸送剤の劣化を生じにく
くすることができるとともに、その劣化の程度を減らす
ことができるという利点があり、これによって更に良好
な表面特性が得られる。

【００５５】本発明者が繰り返し行った実験によれば、
本発明に係るポリシラン系キャリア輸送層１３を形成し
た場合、その表面の硬度はロックウェル硬度Ｍ６０以上
の値が得られた。しかも、その比誘電率が３以下とな
り、繰り返し耐久性や帯電やイレースの応答性が好適に
なる。

【００５６】（カラー画像形成装置）次に、本発明のカ
ラー画像形成装置を図５により説明する。同図は画像形
成装置３０の要部構成図であり、この画像形成装置３０
においては、３１は複数の着色画像形成部である各画像
形成ユニットであり、それぞれイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックなどの各画像形成ができるユニットであ
る。各画像形成ユニット３１の感光体３２は、駆動ロー
ラにより矢印方向に回転できる。３３は現像器、３４は
露光手段（ＬＥＤヘッド）であり、この露光手段３４の
結像位置は、感光体３２と現像器３３内の導電性スリー
ブ３３ａとの間に形成される現像剤溜りの位置にある。

【００５７】現像器３３のトナー容器３３ｂは、顔料を
含有する１成分磁性導電性トナーまたは導電性磁性キャ
リアと顔料を含有する絶縁性トナーとから成る２成分現
像剤が収納され、トナー容器３３ｂに開口部があり、こ
の開口部に円柱状の磁極ローラを内包する円筒状の導電
性スリーブ３３ａを配している。３６は給紙トレイ、３
７は給紙ローラ、３８はレジストローラであって、感光
体３２上のトナー像は転写ローラ３５によって、給紙ト
レイ３６から給紙ローラ３７とレジストローラ３８との
タイミングをとって挿通された普通紙等の被転写材３９
上に、各画像形成ユニット３１毎に順次転写される。そ
して、このように色重ねされたトナー像は、最終的に定
着ローラ対４０で定着され、これによってカラー画像と
なり、排紙トレイ４１上に排紙される。

【００５８】また、トナー像転写後に感光体３２上に残
留したトナーは、感光体３２の回転にしたがって再び現
像器３３に送られ、前記の現像位置直前における現像剤
との摩擦によって現像器３３に回収され、再利用され
る。かくして、各画像形成ユニット３１における画像形
成が繰り返しされる。

【００５９】そして、４２は搬送ローラ対であって、被
転写材３９を次の画像形成ユニット３１に搬送するため
にものであり、各画像形成ユニット３１の上流側開口４
３および下流側開口４４を通して被転写材３９を搬送す
る。４５は搬送ローラ対４２にトナーが付着した場合に
クリーニングするブレードである。

【００６０】上記搬送ローラ対４２は離型性を有したテ
フロンコートなどの表面処理を施したゴムローラなどで
構成し、そのローラ圧接力によって未定着トナー像の仮
定着をおこない、カラー画像を順次形成する際の混色を
防止できる。また、この搬送ローラ対４２の一方もしく
は両方に熱ローラを用いることによる熱定着によっても
未定着トナー像の仮定着をおこなうことができ、混色を
より効果的に防止できる。

【００６１】かくして上記構成の画像形成装置３０によ
れば、転写ドラムや搬送ベルト等が不要となるととも
に、光背面露光方式において高キャリア移動性のポリシ
ラン化合物含有感光体を搭載しているので、そのドラム
状感光体３２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
の感光体の径を小さくでき、画像形成装置の小型化が達
成できる。

【００６２】

【実施例】

（例１）本例においては、次のようにポリシランの合成
をおこなった。まず、溶媒であるトルエン１．２５リッ
トル中にナトリウム８９．１ｇ（３．８８ｍｏｌ）を投
入し、これに加熱還流してナトリウム分散体をつくっ
た。一方、出発物質であるフェニルメチルジクロロシラ
ンを２５０ミリリットル（１．５５ｍｏｌ）用意し、そ
のうちの１２．５ミリリットル（全体量の５％）を上記
ナトリウム分散体に滴下した。これを自然放冷し、約６
５℃になったところで残りのフェニルメチルジクロロシ
ランをゆっくりと滴下し、６５℃を保ちながら重合反応
をおこなった。

【００６３】この反応により得られたポリシランの重量
平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとを測定し、Ｍｗ／
Ｍｎも求めたところ、Ｍｗは約３０，０００であり、Ｍ
ｗ／Ｍｎは約４であった。また、ポリシランの収量は１
１２ｇであり、収率は６０％であった。

【００６４】なお、これら各平均分子量Ｍｗ、Ｍｎはゲ
ル浸透クロマトグラフィーを用いて測定しており、その
ためのカラムは、Asahipak ＧＳ−３１０、ＧＳ−５１
０、ＧＳＭ−７００の３本を、また、移動相にテトラヒ
ドロフラン（ＴＨＦ）を使用し、それによる流出をＵＶ
２５４ｎｍ吸収の検出器でもって測定した。また、この
クロマト波形処理はクロマトビジコーダという波形処理
ソフトを利用して行った。

【００６５】（例２）本例のポリシラン合成法によれ
ば、まずトルエン１．２５リットル中にナトリウム７
８．４ｇ（３．４１ｍｏｌ）とヨウ化銅２．９５ｇ（１
５．５ｍｏｌ）を投入し、これに加熱還流した。これに
出発物質であるジクロロシラン２５０ミリリットル
（１．５５ｍｏｌ）を滴下して、重合反応をおこなっ
た。

【００６６】この反応により得られたポリシランの重量
平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとを同様に測定し、
Ｍｗ／Ｍｎも求めたところ、Ｍｗは約９０，０００であ
り、Ｍｗ／Ｍｎは約１０であった。また、ポリシランの
収量は９２ｇであり、収率は４９．４％であった。

【００６７】（例３）次に、透明な円筒状ガラス基板ま
たはプラスチックの周面に、透光性導電層１１としてＩ
ＴＯ層を活性反応蒸着法により１，０００Ａ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（ＴｉＯ
Ｐｃ）とポリビニルブチラールをクロロホルム中に分散
混合した液中に浸漬し、その後、減圧中５５℃で乾燥し
て、ＴｉＯＰｃから成る３μｍ厚の光キャリア励起層１
２を形成した。次にこの成膜円筒状ガラス基板の上に、
キャリア輸送物質である４−（ジエチルアミノ）ベンツ
アルデヒドジフェニルヒドラゾン（以下、ＤＥＨと略記
する）に対して（例１）もしくは（例２）のポリシラン
を１重量％混合してなるキャリア輸送層１３を２０μｍ
の厚みで形成し、それぞれ感光体Ａ−１、Ａ−２を作製
した。

【００６８】更にキャリア輸送層１３の形成法を具体的
に述べると、バインダー樹脂としてビスフェノールＡポ
リマーを、キャリア輸送物質にはＤＥＨを用いて、これ
らと（例１）もしくは（例２）のポリシランをキャリア
輸送物質に対して１重量％の割合で含有させ、５０重量
％のバインダー樹脂とともにトルエンに溶解してなる溶
液を用意し、この溶液に対して光キャリア励起層１２を
形成した成膜円筒状ガラス基板を浸漬し、その後、１０
０℃の熱風で乾燥した。これによって、（例１）のポリ
シランを含有する感光体Ａ−１及び（例２）のポリシラ
ンを含有する感光体Ａ−２を作製した。

【００６９】更に光キャリア励起層１２を形成した成膜
円筒状ガラス基板上にキャリア輸送層１３を形成するに
当たって、ポリシランを含有せず、その他の構成は同じ
にした２０μｍの厚みのキャリア輸送層を形成し、これ
によって比較例の感光体Ｂを作製した。

【００７０】そこで、本発明の感光体であるＡ−１、Ａ
−２及び比較例の感光体Ｂを、それぞれ図５に示すよう
な画像形成装置３０に装着し、更に各ユニット３１の現
像剤に導電性磁性キャリアと絶縁性トナーと、それぞれ
にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの顔料を含有
した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
（ドット／インチ）のＬＥＤヘッドを配し、そして、ス
リーブ１９と透光性導電層１１との間にＶｓ＝−７０Ｖ
の電圧を印加し、波長７４０ｎｍ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＋２００Ｖ
の転写バイアス電圧を印加した転写ローラにより市販普
通紙に転写し、熱定着を行って画像を得た。尚、現像剤
を感光体９と逆方向に回転させて現像剤溜り２６を形成
し、その部位に露光を行なった。

【００７１】この画像を評価したところ、感光体Ａ−
１、Ａ−２については光学濃度（以下、Ｏ．Ｄ．と記
す）が１．４以上の画像濃度を有し、混色やバックのか
ぶりもなく、解像度も３００ＤＰＩの良好な画像であっ
た。

【００７２】然るに、比較例の感光体Ｂを上記と同様に
画像評価したところ、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、適当な電位コントラス
トが形成されないために十分な濃度のトナー像が形成さ
れず、Ｏ．Ｄ．が０．６の画像濃度と不十分な画像であ
った。

【００７３】（例４）本例においては、（例３）の３種
類の感光体の耐久性を図５に示すような画像形成装置３
０に装着して評価した。各感光体を搭載した画像形成装
置３０において、１万枚プリントし、その後の画像を評
価して初期画像と比較したところ、感光体Ａ−１、Ａ−
２についてはＯ．Ｄ．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という良
好なカラー画像であり、両者ともに優れた耐久性があ
る。

【００７４】（例５）透明な円筒状ガラス基板（または
円筒状プラスチック基板）の周面に、透光性導電層１１
としてＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１，０００Ａの
厚みで形成し、次いでグロー放電分解装置内に装着し、
反応容器内を完全に真空に引いた後、最初にＳｉＨ₄ガ
スとＢ₂Ｈ₆ガスを一定割合で流しつつ放電電圧を印加
して０．５μｍ厚のａ−Ｓｉ・Ｂ・Ｈキャリア注入阻止
層を形成した。その後、Ｂ₂Ｈ₆ガスの注入を止め、Ｓ
ｉＨ₄ガスを一定流量に制御して２μｍ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
を、（例３）の３種類の感光体と同様にポリシラン化合
物に応じた２種類の５μｍ厚のポリシラン系キャリア輸
送層１３を形成し、感光体Ａ−１、Ａ−２に対応した感
光体Ａ＝１、Ａ＝２並びに比較例の感光体Ｂ＝１を作製
した。

【００７５】そこで、本発明の感光体であるＡ＝１、Ａ
＝２を、それぞれ図５の画像形成装置３０に装着し、
（例３）に記載された条件で同様に感光体上にトナー像
を形成し、そのトナー像を転写ローラにより市販普通紙
に転写し、熱定着を行って画像を得た。

【００７６】この画像を評価したところ、いずれの感光
体を用いてもＯ．Ｄ．が１．４以上の画像濃度を有し、
混色やバックのかぶりもなく、解像度も３００ＤＰＩの
良好な画像であった。

【００７７】然るに、比較例の感光体である感光体Ｂ＝
１を上記と同様に画像評価したところ、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
トナー像が形成されず、Ｏ．Ｄ．が０．７の画像濃度と
不十分な画像であった。

【００７８】（例６）本例においては、（例５）の２種
類の感光体Ａ＝１、Ａ＝２の耐久性を（例４）と同様に
評価したところ、同様の結果が得られ、双方ともに膜強
度に優れて、耐久性が良好であることが判った。

【００７９】（例７）透明な円筒状ガラス基板（または
円筒状プラスチック基板）の周面に、透光性導電層であ
るＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１，０００Ａの厚み
で形成し、次いで、１，２−ジクロロトリメチルフェニ
ルジシランを脱塩素化重合して得られたポリ（トリメチ
ルフェニルジシラン）をトルエンに溶解し、しかも、ａ
−Ｓｉ系の粉末を含有した溶液と混合したうえで、上記
成膜円筒状ガラス基板を浸漬し、その後、１００℃の熱
風で乾燥した。これによって、積層型感光体９に代えて
単一の層の感光体が得られた。

【００８０】この感光体のポリシラン層のＭｗとＭｗ／
Ｍｎ、並びにホール移動度を測定したところ、それぞれ
２，０００，０００、３、６×１０^-4ｃｍ²／Ｖ・秒で
あった。

【００８１】そこで、この感光体を図５の画像形成装置
３０に装着し、（例３）に記載された条件で同様に感光
体上にトナー像を形成し、そのトナー像を転写ローラに
より市販普通紙に転写し、熱定着を行って画像を得たと
ころ、いずれの感光体を用いてもＯ．Ｄ．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３
００ＤＰＩの良好な画像であった。また、この感光体の
耐久性を（例４）と同様に評価したところ、膜強度に優
れて、耐久性が良好であることが判った。

【００８２】（例８）透明な円筒状ガラス基板（または
円筒状プラスチック基板）の周面に、透光性導電層であ
るＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１，０００Ａの厚み
で形成し、次いで、１，２−ジクロロトリメチルフェニ
ルジシランを脱塩素化重合して得られたポリ（トリメチ
ルフェニルジシラン）をトルエンに溶解し、しかも、Ｔ
ｉＯＰｃ粉末が超音波分散法により分散されて含有した
溶液と混合したうえで、上記成膜円筒状ガラス基板を浸
漬し、その後、１００℃の熱風で乾燥した。これによっ
て、積層型感光体９に代えて単一の層の感光体が得られ
た。

【００８３】この感光体のポリシラン層のＭｗとＭｗ／
Ｍｎ、並びにホール移動度を測定したところ、それぞれ
１，７００，０００、３、６×１０^-4ｃｍ²／Ｖ・秒で
あった。

【００８４】そこで、この感光体を図５の画像形成装置
３０に装着し、（例３）に記載された条件で同様に感光
体上にトナー像を形成し、そのトナー像を転写ローラに
より市販普通紙に転写し、熱定着を行って画像を得たと
ころ、いずれの感光体を用いてもＯ．Ｄ．が１．４以上
の画像濃度を有し、混色やバックのかぶりもなく、解像
度も３００ＤＰＩの良好な画像であった。また、この感
光体の耐久性を（例４）と同様に評価したところ、膜強
度に優れて、耐久性が良好であることが判った。

【００８５】尚、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内において、
改善、変更等は何ら差し支えない。

【００８６】

【発明の効果】以上の通り、本発明に係る感光体のキャ
リア輸送層は、ポリシランをキャリア輸送物質に対して
０．１〜５．０重量％含有させているので、高いホール
移動度が得られ、これにより、高いホール移動性のポリ
シラン化合物含有感光体が安定して提供できた。

【００８７】更に本発明においては、ポリシランの分子
量や分子量分布を特に限定する必要がないので、容易に
且つ安定的に所要通りにポリシランを生成することがで
き、これによって高い品質の感光体を安定的に製造する
ことができるので、製造歩留りが向上し、その結果、製
造コストが低減するという利点がある。

【００８８】更にまた、本発明の感光体であれば、高い
キャリア移動度が要求される光背面露光方式の画像形成
装置に好適に搭載することができた。

【００８９】また、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。

【００９０】また、特開平４−３０７５７５号公報によ
り提案した画像形成装置によれば、導電性トナーを用い
たトナー像生成手段を設け、更にトナー像搬送手段を介
して間接的に転写する構成であるが、これに対して、現
像剤を絶縁性トナーと導電性キャリアとの組合せでもっ
て構成することによって、上記トナー像搬送手段を介し
て間接的に転写する必要がなく、これにより、そのトナ
ー像搬送手段が不要となり、その結果、画像形成装置が
更に小型化できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感光体の断面図である。

【図２】本発明に係る感光体の断面図である。

【図３】実施例に用いられる電子写真方法を示す模式図
である。

【図４】実施例に用いられる電子写真方法の要部構成図
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８画像形成部１４ＬＥＤヘッド１５現像器１６転写ローラ２４記録紙３０画像形成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性を有する導電性基体の上に光キャ
リア励起層と、下記化１で表示されたポリシラン化合物
をキャリア輸送物質に０．１〜５．０重量％含有する輸
送層とを積層して成る感光層を形成したポリシラン化合
物含有感光体の導電性基体側に画像露光光を照射する露
光手段を、感光層側に顔料を含有する絶縁性トナーと導
電性キャリアとを有する現像手段を配設し、該現像手段
と導電性基体との間に電圧を印加する電圧印加手段を設
けるとともに、上記感光体の表面にトナー像を形成させ
るべく電圧印加手段により電圧印加しながら露光手段よ
り画像露光光を照射する機構と、上記トナー像を被転写
材に移し変える転写手段とを具備した着色画像形成部
を、被転写材の搬送路に沿って複数個配列し、これら複
数個の着色画像形成部で形成された各トナー像を被転写
材に順次転写するようにしたカラー画像形成装置。【化１】
【請求項２】請求項１において、前記ポリシラン化合
物含有感光体に代えて、キャリア輸送物質に下記化１で
表示されたポリシラン化合物を０．１〜５．０重量％含
有し、かつ光キャリア発生物質を含有せしめて成る感光
層を透光性を有する導電性基体の上に形成したポリシラ
ン化合物含有感光体であることを特徴とするカラー画像
形成装置。【化１】