JPH11202525A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンが発生しないエコロジー性に優れた帯
電方式を用い、長期間画像流れ等の画像劣化が生じない
電子写真画像形成装置を提供する。 【解決手段】 電子写真感光体、該感光体を帯電する手
段、露光により潜像を形成する手段、該潜像を現像する
手段、該現像した像を転写材に転写する手段及び転写材
上の像を定着する手段を有する電子写真画像形成装置に
おいて、該感光体が支持体上に感光層及び表面保護層を
有し、該表面保護層がコロイダルシリカ及びシロキサン
樹脂を含有し、該帯電手段が接触注入帯電方式であり、
かつ該感光体がその内部に面状発熱体よりなるドラムヒ
ーターを有する電子写真画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
するものであり、このような画像形成装置としては、白
黒、モノカラーあるいはフルカラーの電子写真複写機、
プリンターやその他種々の記録機器等がある。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には適用される電子写真
プロセスに応じた所要の感度や電気的特性を備えている
ことが要求されるのはもちろんであるが、特に繰り返し
使用される電子写真感光体にはコロナ帯電、トナー現
像、紙への転写及びクリーニング処理等の電気的または
機械的外力に対する耐久性も要求される。一方、トナー
の現像及びクリーニングの繰り返しによる表面層へのト
ナーの付着という問題もあり、これに対しては感光体の
表面層のクリーニング性を向上しなくてはならない。

【０００３】上記のように感光体の表面層に要求される
特性を満たすために、感光層上に樹脂を主成分とする保
護層を設けることが提案されている。

【０００４】近年の複写画像の更なる高画質化に伴い、
機械的強度はもちろんのこと導電性や透明度等の点で更
に優れた特性を持つ保護層を有する電子写真感光体が検
討されている。

【０００５】一方、電子写真方式や静電記録方式の画像
形成装置において、セレン、硫化カドミウム、酸化亜
鉛、アモルファスシリコン及び有機光導電体等の電子写
真感光体や静電記録誘電体等の像担持体の帯電処理手段
としてはコロナ帯電器が使用されてきたが、近年は、低
オゾンや低電力等の利点を有することから、接触帯電装
置、即ち、被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接さ
せて被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化されてき
ている。特に、帯電部材として導電ローラを用いたロー
ラ帯電方式の装置が、帯電の安定性という点から好まし
く用いられている。

【０００６】ローラ帯電方式の接触帯電方式では、帯電
部材として導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接さ
せ、これに電圧を印加することによって、被帯電体を帯
電処理する。

【０００７】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行われるため、ある閾値以上の電圧を
印加することによって帯電が開始される。

【０００８】例を示すと、被帯電体としての厚さ２５μ
ｍの有機感光体（ＯＰＣ感光体）に対して帯電ローラを
加圧当接させて帯電処理を行わせる場合には、帯電ロー
ラに対して約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば感光体の
表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾
き１で線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾
値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【０００９】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖｄを得るためには帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ
という必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。この
ようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯
電体の帯電を行う接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と称
する。

【００１０】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動したり、被帯電
体としての感光体が削れることによって膜厚が変化する
とＶｔｈが変動するため、感光体の電位を所望の値にす
ることが難しかった。

【００１１】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報等に開示されるよう
に、所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上の
ピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した振動電圧を接触
帯電部材に印加して被帯電体の帯電を行う「ＡＣ帯電方
式」が用いられる。これはＡＣによる電位のならし効果
を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧の
ピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影
響されることはない。

【００１２】しかしながら、このような接触帯電方式に
おいても、その本質的な帯電機構は帯電部材から被帯電
体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯
電に必要とされる電圧は被帯電体表面電位以上の値が必
要とされ、微量のオゾンは発生する。

【００１３】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電方式を
用いた場合には、更なるオゾン量の発生、ＡＣ電圧の電
界による帯電部材と被帯電体の振動騒音（ＡＣ帯電音）
の発生、また放電による被帯電体表面の劣化等が顕著に
なり新たな問題点となっていた。

【００１４】このため、被帯電体への電荷の直接注入に
よる帯電が望まれていた。

【００１５】帯電ローラの接触導電部材に電圧を印加
し、被帯電体表面にあるトラップ準位に電荷を注入して
接触注入帯電を行う方法は、Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏ
ｐｙ９２論文集２８７頁の「導電性ローラを用いた接触
帯電特性」等に記載があるが、これらの方法は被帯電体
としての暗所絶縁性の感光体に対して、電圧を印加した
低抵抗の帯電部材で接触帯電を行う方法であり、帯電部
材の抵抗値が低く、更に帯電部材に導電性を持たせる材
質（導電フィラー等）が表面に十分に露出していること
が条件になっていた。

【００１６】しかしながら、このような抵抗値の低い帯
電部材を実際に使用すると、感光体表面に生じたキズや
ピンホール等の低電圧欠陥部に対して接触部材から過大
なリーク電流が流れ込み、周辺の帯電不良やピンホール
の拡大、また帯電部材の通電破壊が生じる。

【００１７】これを防止するためには帯電部材の抵抗値
を１×１０⁴ Ω程度以上にする必要があるが、この抵抗
値の帯電部材では感光体への電荷注入性が低下し、帯電
が行われないという矛盾が生じてしまう。

【００１８】そこで、感光体の表面層に電荷注入層を設
けることにより、中抵抗の接触帯電部材でも電荷の注入
が可能となり、前記低抵抗帯電部材での問題をかなり改
善できることが判明した。

【００１９】ただし、電荷注入層を設けた感光体におい
ても、充分な電荷注入を行わせるために電荷注入層の抵
抗を低くすると、像露光により形成された静電潜像が高
湿環境において横流れし、現像後の画像がボケてしまう
という問題が発生することがあった。一方、画像ボケが
発生しない高い抵抗範囲の電荷注入層を設けると電荷注
入不良による帯電不良が生じることがあり、それは特に
低湿環境で顕著であった。

【００２０】高湿環境にて画像ボケを生じないの抵抗範
囲の電荷注入層に、低湿環境でも帯電不良を生じさせな
いための手段としては、帯電部材と電荷注入サイトの接
触確率を増やすのが最も効果的である。

【００２１】例えば、導電ブラシや磁性粒子を円筒状マ
グネット状に配した磁気ブラシ帯電部材においては、ブ
ラシの高密度化や、ブラシの回転速度の高速度化等で接
触確率の向上が期待されている。更に、帯電手段に磁気
ブラシによる直接注入帯電方式を用いると転写手段で紙
等に画像を転写した後に感光体上に残存したトナーを帯
電手段で回収することが可能であり、装置の小型化及び
低コスト化が図れるメリットがある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】近年、このような電子
写真方式の画像形成装置が東南アジアを初めとした高温
高湿気候の地域でも広く使われるようになってきた。

【００２３】また、磁気ブラシによる注入帯電方式を用
いた画像形成装置は放電現象を伴わないため放電生成物
に起因する画像流れは起こらないと言われていた。

【００２４】しかし、前述した高温高湿気候地域で画像
出力に主に用いられている紙はタルク等の紙粉を含むも
のが多く、画像形成装置の停止中に感光体の表面に付着
した紙粉が吸湿し感光体の表面層が低抵抗化するため
に、感光体上に形成された潜像が横流れしてしまういわ
ゆる画像流れが生じる問題点があった。

【００２５】本発明の目的は上記問題点を解決し、オゾ
ンが発生しないエコロジー性に優れた帯電方式を用い、
長期間画像流れ等の画像劣化が生じない電子写真画像形
成装置を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記問題点は、感光体ド
ラムに付着した紙粉が吸湿することにより生じる現象で
ある。紙粉を完全に除去することは不可能であるため、
熱的手段により紙粉が吸収した水分を飛ばし、感光体の
表面層の低抵抗化を防ぐことが必要である。そこで、本
発明においては、画像形成装置のメインスイッチを入れ
てから画像形成開始前までの間に、感光体内部に備えた
面状発熱体を作動させることにより感光体ドラムの温度
を上昇させ吸着した水分を飛ばすことにより表面層の低
抵抗化にともなう画像流れを防止している。

【００２７】即ち、本発明は、電子写真感光体、該感光
体を帯電する手段、露光により潜像を形成する手段、該
潜像を現像する手段、該現像した像を転写材に転写する
手段及び転写材上の像を定着する手段を有する電子写真
画像形成装置において、該感光体が支持体上に感光層及
び表面保護層を有し、該表面保護層がコロイダルシリカ
及びシロキサン樹脂を含有し、該帯電手段が接触注入帯
電方式であり、かつ該感光体がその内部に面状発熱体よ
りなるドラムヒーターを有することを特徴とする電子写
真画像形成装置である。

【００２８】なお、本発明で述べるシロキサン樹脂は、
ＯＨ基及びＯＲ基等の加水分解性基をケイ素原子あたり
３つ有するケイ素化合物の縮合により得られるシリコー
ン樹脂もしくは部分縮合したオリゴマーのことを意味す
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００３０】本発明の電子写真感光体の表面保護層は、
コロイダルシリカ及びシロキサン樹脂を含有しており、
本発明に用いる電子写真感光体表面保護層用組成物を電
子写真感光体の表面に塗布し、乾燥し、硬化することに
より形成される。本発明に用いる電子写真感光体表面保
護層用組成物は、少なくとも下記の（ａ）〜（ｃ）の３
成分からなる。 （ａ）コロイダルシリカ （ｂ）Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ′）₃ の部分縮合により形成され
るシロキサン樹脂（式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル
基、ビニル基、Ｃ_n Ｆ_2n+1Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１
８）、γ−グリシドキシプロピル基及びγ−メタクリロ
オキシプロピル基からなる群より選ばれた少なくともひ
とつの基を表わす。Ｒ′は水素原子及び炭素数１〜３の
アルキル基からなる群より選ばれた少なくともひとつの
基を表わす。） （ｃ）低級脂肪族アルコール及び水からなる群より選ば
れた少なくともひとつの溶剤 電子写真感光体表面保護層用組成物は、コロイダルシリ
カ及びシロキサン樹脂が１〜５０重量％低級アルコール
−水混合溶液中に分散されているものが好ましい。固形
分が５０重量％を超えると組成物が劣化し易く、ゲル化
等のために良好に塗膜が形成されにくくなる傾向があ
る。１重量％未満では形成される表面保護層の強度が十
分でなくなる傾向がある。

【００３１】また、固形分におけるコロイダルシリカの
割合は１０〜７０重量％であることが好ましく、シロキ
サン樹脂は３０〜９０重量％であることが好ましい。シ
ロキサン樹脂の固形分に占める割合が３０重量％未満で
は脆くなり良好な膜が形成されにくくクラック等が入り
易くなる傾向があり、コロイダルシリカの割合が１０重
量％未満では形成された表面保護層の硬度が十分でなく
なる傾向がある。

【００３２】コロイダルシリカとしては市販の水分散系
のものが用いられる（商品名“Ｌｕｄｏｘ”及び“Ｎａ
ｌｃｏａｇ”等）。粒径は５〜１５０ｎｍであることが
好ましく、分散安定性と光学特性の点で１０ｎｍ〜３０
ｎｍであることがより好ましい。コロイダルシリカとし
てはＮａ₂ Ｏ等のアルカリ金属酸化物の含有量が２重量
％未満であることが好ましい。分散溶剤としてはメタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、ｔ−ブタノール
及びｎ−ブタノール等の低級脂肪族アルコールと水の混
合溶剤系が好ましいが、その他のグリコール及びアセト
ン等の水可溶性の溶剤を更に添加してもよい。

【００３３】電子写真感光体表面保護層用組成物は無機
酸もしくは有機酸を用いることによりｐＨ３．０〜６．
０の酸性状態に調整されることが好ましい。強酸を用い
ると組成物の安定性等に好ましくない影響を与え易いの
で、より好ましくは弱酸が用いられｐＨ４．０〜５．５
の酸性状態に調整される。

【００３４】電子写真感光体の表面に塗布された電子写
真感光体表面保護層用組成物は乾燥後、熱硬化されるこ
とにより硬度、強度、低表面エネルギー及び耐放電性が
発現する。熱硬化は高温であるほど完全に進行するが、
電子写真感光体特性に悪影響を与えない範囲で選ばれ
る。好ましくは８０℃〜１８０℃で熱硬化されるが、よ
り好ましくは１００〜１５０℃で行われる。

【００３５】熱硬化の時間としては長時間であるほど硬
化は進むが、その処理温度において電子写真感光体特性
に悪影響を与えない範囲で選ばれる。熱硬化の処理時間
は一般的には１０分〜１２時間程度で行われる。

【００３６】乾燥後、熱硬化して得られた表面保護層は
少なくともコロイダルシリカとしてＳｉＯ₂ で示される
成分及びＲＳｉＯ_3/2 で示されるところのシロキサン樹
脂を含有している。

【００３７】ここで、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、
ビニル基、Ｃ_n Ｆ_2n+1Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、
γ−グリシドキシプロピル基及びγ−メタクリロオキシ
プロピル基からなる群より選ばれた少なくともひとつの
基を表わす。

【００３８】表面保護層の膜厚は０．１〜４μｍである
ことが好ましい。０．１μｍ未満では表面硬度や強度が
十分でなく耐久性が低下し易く、４μｍを超えると現像
時に潜像によって形成されるコントラストポテンシャル
が劣化し易い。より好ましくは０．２〜３μｍである。

【００３９】表面保護層はクリーニング性及び耐汚染性
を満足するために低表面エネルギーであることが好まし
く、水の接触角で測定される低表面エネルギー性として
は９０度以上が好ましい。９０度未満では電子写真プロ
セスによる繰り返し使用によって表面に帯電生成物やト
ナー、紙からもたらされる脱落物が付着し易く、クリー
ニング不良や表面抵抗の低下による潜像の劣化（画像流
れ）を生じ易い。より好ましくは９５度以上である。

【００４０】更に、表面保護層の特徴としてはコロイダ
ルシリカ及びシロキサン樹脂を含有していることにより
通常の有機化合物に比較して極めて高い表面硬度が得ら
れることがある。表面硬度はコロイダルシリカの含有量
及びシロキサン樹脂の構造により諸物性とのバランスか
ら適宜選択されるが、ガラス板上に形成した膜の鉛筆硬
度として５Ｈ以上が好ましい。５Ｈ未満では電子写真プ
ロセスに用いられているトナーや紙粉によって傷や削れ
が生じ易い。

【００４１】表面保護層の体積抵抗は１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁵Ωｃｍであることが好ましい。１×１０⁹ Ωｃｍ
未満では形成された潜像の電荷が拡散するため劣化し易
く、１×１０¹⁵Ωｃｍを超えると電子写真感光体として
露光後、現像までに電荷が十分に移動できないために見
かけ上感度が低下し、残留電位も高くなり易い。

【００４２】また、電位抵抗のみでなく残存しているシ
ラノール基等の加水分解性基によっても残留電位が高く
なる傾向があるため、できる限り残存しないようにする
ことが望ましい。好ましくは加水分解性基がＳｉＯＨ基
換算での割合が０．１重量％以下であり、より好ましく
は０．０１重量％以下である。

【００４３】表面保護層は、コロイダルシリカ及びシロ
キサン樹脂を必須の成分として含む樹脂組成物を用い、
これらは米国特許４０２７０７３号明細書や米国特許３
９４４７０２号明細書に記載されている方法で製造でき
る。

【００４４】シリコーン系のハードコート樹脂は、加水
分解性基を分子中に有する多官能性有機ケイ素化合物の
加水分解縮合物からなる。官能性基数が多いほど強度が
上がるため、生成した樹脂は硬くなる。その中でも、４
官能性有機ケイ素の替わりにコロイダルシリカを使用し
３官能性有機ケイ素を用いたものでは、コロイダルシリ
カの粒径、その添加量及び３官能性有機ケイ素の加水分
解縮合を調節することにより、硬度が高くかつ成膜性に
優れた樹脂が得られる。好適なコロイダルシリカとして
は、平均粒径が５〜１５０ｎｍであり、これを前述の範
囲で水を含む低級アルコール中に分散させ、加水分解性
基を有する３官能性の有機ケイ素化合物を酸あるいはア
ルカリ存在下で加水分解することで製造される。反応終
了後に更に、必要に応じて低級アルコール、硬化触媒及
びレベリング剤等を加える。これをプラスチック基板上
に、デイップ、スプレー、バーコート及びスピンコート
等によりコートされる。溶媒を除去した後、一般的には
８０〜１５０℃の範囲で加熱硬化させることにより被膜
が形成される。硬化温度はコート基材プラスチックの熱
変形温度以下の温度で行なうのが好ましい。このように
して形成されたシロキサン樹脂は、鉛筆硬度で数Ｈ〜９
Ｈの硬度を発現できる。ハードコートレジンは適用基板
材料に応じて、基板表面との密着性を向上させる目的
で、基板表面を例えばシランカップリング剤といわれる
シラン化合物で表面処理したり、あるいは化学的方法や
物理的方法で表面を変成させて密着性を向上させること
は通常行なわれていることである。

【００４５】次に、本発明に用いる感光体の構成につい
て説明する。

【００４６】支持体としては導電性を有するものであれ
ばいずれのものでもよく、アルミニウム及びステンレス
等の金属、あるいは導電層を設けた金属、プラスチック
及び紙等が挙げられ、形状としては円筒状またはフィル
ム状等が挙げられる。

【００４７】ＬＢＰ等の画像入力がレーザー光の場合は
散乱による干渉縞防止、または基板の傷を被覆すること
を目的とした導電層を設けてもよい。これはカーボンブ
ラック及び金属粒子等の導電性粉体をバインダー樹脂中
に分散して形成することができる。導電層の膜厚は５〜
４０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍである
ことがより好ましい。

【００４８】その上に接着機能を有する中間層を設け
る。中間層の材料としてはポリアミドポリビニルアルコ
ール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、カゼ
イン、ポリウレタン及びポリエーテルウレタン等が挙げ
られる。これらは適当な溶剤に溶解して塗布される。中
間層の膜厚は０．１〜５μｍであることが好ましく、
０．３〜１μｍであることがより好ましい。

【００４９】中間層の上にフタロシアニン顔料、アゾ顔
料及びアントアントロン顔料等の電荷発生材料を溶剤に
溶解したバインダー樹脂中に分散した塗工液を塗工し、
乾燥して電荷発生層を形成する。ここで用いるバインダ
ー樹脂としては例えばポリエステル樹脂、ポリアクリル
樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、フェノキシ樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニル
アセテート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート
樹脂、塩化ビニリデン、アクリロニトリルコポリマー及
びポリビニルベンザール樹脂等が主として用いられる。
顔料とバインダー樹脂の比率は１／１〜１０／１が望ま
しく、より好ましくは１．５／１〜３／１である。

【００５０】電荷輸送層は主として電荷輸送材料とバイ
ンダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工し、乾燥
して形成する。用いられる電荷輸送材料としては各種ト
リアリールアミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチ
ルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系
化合物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化
合物等が挙げられる。

【００５１】バインダー樹脂としては、スチレン、酢酸
ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステル、フッ化ビニリデン及びトリフルオロエチレ
ン等のビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニル
アルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂及びエポキシ樹脂等が挙
げられる。

【００５２】感光層が単一型の場合も、上述した物質を
用いることができるが、特に電荷輸送材料としては、更
にポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールとトリニトロフルオレ
ンの組み合わせ等からなる電荷移動錯体を用いることも
できる。

【００５３】本発明においては、接着性や塗工性等を更
に向上させるために、感光層と保護層の間に中間層を設
けることができる。用いる材料としては、カゼイン、ポ
リビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−ア
クリル酸コポリマー、アルコール可溶ポリアミド、ポリ
ウレタン、ゼラチン及び酸化アルミニウム等が挙げられ
る。

【００５４】本発明において用いられる帯電部材の構成
を以下に示す。

【００５５】本発明においては、帯電部材として磁性粒
子を用いた磁気ブラシが好ましく用いられる。磁性粒子
としては、樹脂とマグネタイト等の磁性体を混練して粒
子に成形したもの、もしくはこれに抵抗調節のために導
電カーボン等を混ぜたもの、焼結したマグネタイト、フ
ェライトもしくはこれらに還元処理や樹脂コーティング
を施して抵抗値を調節したもの、またはこれらの磁性粒
子をメッキ処理して抵抗値を調節したもの等が使用可能
である。磁性粒子の抵抗値として、１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃ
ｍが用いられる。１０⁴ Ωｃｍ未満では感光体のリーク
や磁性粒子の感光体への付着が生じ、１０⁷ Ωｃｍを超
えると電荷の注入が充分行われず帯電不良を生ずる。磁
性粒子を磁気ブラシとして帯電部材を構成するには、導
電性のマグネットロールまたはマグネットロールを内包
した非磁性導電スリーブ上に磁力により保持する。

【００５６】このように構成された磁気ブラシは、感光
体に接するように配され必要に応じて回転させる。回転
方向は感光体と正逆どちらでもさしつかえないが、逆回
転の方が周速差により接触確率が増加するため有利な場
合がある。

【００５７】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。実施
例中、「部」は重量部を示す。

【００５８】本発明の表面保護層の形成に用いる塗工液
の具体的調合例を示す。

【００５９】調合例１ フラスコにコロイダルシリカ（固形分４０重量％）の水
性分散液３０．０ｇを取り、撹拌しながらメチルトリメ
トキシシラン２１．５ｇと酢酸３．５ｇとの混合物の１
／３を添加した。添加後、混合溶液を５５℃まで加熱
し、急激な発熱が観測されたら直ちに氷冷し、フラスコ
内の温度を５０〜６０℃に保ちながら残りの混合物を添
加した。反応溶液を２０℃まで冷却し、温度が安定した
ら３０分間撹拌する。その後、イソプロピルアルコール
１７．８ｇで反応溶液を希釈し、ジブチル錫ジ−２−エ
チルヘキソエート２．８ｇを徐々に添加し、硬化触媒と
してベンジルトリメチルアンモニウムアセテート２．４
ｇを添加し、更にポリエーテル変性ジメチルシリコーン
の１０重量％エタノール溶液０．１６ｇを添加した。得
られた反応混合物は沈殿物を除去した。

【００６０】調合例２ フラスコにコロイダルシリカ（固形分４０重量％）の水
性分散液３．９ｇを取り、撹拌しながらコロイダルシリ
カ（固形分３０重量％）のイソプロピルアルコール分散
液２６．８ｇ、メチルトリエトキシシラン１．５ｇ、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．９ｇ、
３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘ
キシルトリメトキシシラン２．４ｇ及び酢酸３．１ｇを
添加した。添加後、混合溶液を６５〜７０℃に加熱し、
２時間反応させた。その後、イソプロピルアルコール２
３．３ｇで希釈し、硬化触媒としてベンジルトリメチル
アンモニウムアセテート２．４ｇを添加し、更にポリエ
ーテル変性ジメチルシリコーンの１０重量％エタノール
溶液０．１６ｇを添加した。 ［実施例１］３０φ、２６０ｍｍのアルミニウムシリン
ダーを支持体とし、それに、以下の材料より構成される
塗料を支持体上に浸漬コーティング法で塗布し、１４０
℃で３０分熱硬化して、膜厚が１５μｍの導電層を形成
した。

【００６１】 導電性顔料：酸化スズコート処理酸化チタン … １０部 抵抗調節用顔料：酸化チタン … １０部 バインダー樹脂：フェノール樹脂 … １０部 レベリング剤：シリコーンオイル … ０．００１部 溶剤：メタノール／メチルセロソルブ＝１／１… ２０部 次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３部と共
重合ナイロン３部とをメタノール６５部とｎ−ブタノー
ル３０部とに溶解した溶液を浸漬コーティング法で塗布
して、膜厚が０．５μｍの中間層を形成した。次に、Ｃ
ｕＫα特性Ｘ線回折のブラッグ角の２θ±０．２°の２
３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシチ
タニウムフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）４部とポリビニ
ルブチラール（商品名エスレックＢＭ−２、積水化学
製）２部及びシクロヘキサノン８０部をサンドミル装置
で４時間分散した後、メチルエチルケトン１１５部を加
えて電荷発生層用分散液を得た。これを前記中間層上に
浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が０．３μｍの電
荷発生層を形成した。

【００６２】次に、下記構造式

【００６３】

【化１】 のアミン化合物１０部及びポリカーボネート（重量平均
分子量２５０００）１０部をジクロルメタン２０部及び
モノクロルベンゼン４０部の混合溶液中に溶解し、この
液を前記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、
１２０℃で６０分乾燥させて、膜厚が１８μｍの電荷輸
送層を形成した。

【００６４】次に、前記調合液１を前述の電荷輸送層の
上に浸漬コーティング法で塗布し、１２０℃で２時間乾
燥して、膜厚が２μｍの表面保護層を形成した。 ［実施例２］実施例１と同様にアルミシリンダー上に電
荷輸送層まで塗工し、調合液２を電荷輸送層の上に浸漬
コーティング法で塗布し、１２０℃で２時間乾燥して、
膜厚が３μｍの表面保護層を形成した。 〈帯電部材の作成〉ポリスチレン樹脂にマグネタイトを
１００部入れて混練し、粉砕し、粒子径が３０μｍ、抵
抗値が１×１０⁶ Ωの磁性粒子とした。

【００６５】このような磁性粒子をマグネットローラ上
に厚さ１ｍｍでコートして磁気ブラシとし、感光体との
間に幅約２ｍｍの帯電ニップを設けて設置した。磁気ブ
ラシは感光体表面の周速に対して１倍の早さで逆方向に
摺擦するように回転されており、感光体と磁気ブラシが
均一に接触するようにした。 〈画像形成装置例〉図１は画像形成装置の一例の概略構
成図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロ
セス利用のレーザビームプリンターである。

【００６６】１は感光体に当接された接触帯電部材とし
ての磁気ブラシ帯電器であり、この磁気ブラシには−７
００ＶのＤＣバイアスが印加されていて感光体の外周面
がほぼ−６８０Ｖに帯電される。

【００６７】この帯電された感光体に対して露光装置３
により画像信号に対応したレーザビームが照射され感光
体ドラム２上に潜像が形成される。その潜像は磁性１成
分絶縁ネガトナーを用いた反転現像装置４によりトナー
画像として反転現像される。一方、不図示の給紙部から
記録材としての転写材Ｐが供給されて、回転感光体２と
転写ローラ５との圧接ニップ部（転写部）に所定のタイ
ミングにて導入される。転写ローラ５には転写バイアス
電圧が印加される。本実施例ではローラ抵抗値が５×１
０⁸ Ωの転写ローラ５を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧
を印加して転写を行った。転写部に導入された転写材Ｐ
はこの転写部を挟体搬送されて、その表面側に回転感光
体２の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静
電力と押圧力にて転写されていく。トナー画像の転写を
受けた転写材Ｐは感光体２の面から分離されて不図示の
熱定着方式等の定着装置へ導入されてトナー画像の定着
を受け、画像形成物（プリントやコピー）として装置外
へ排出される。

【００６８】図２に面状発熱体の概略図を示す。面状発
熱体６上には不図示の発熱パターンが印刷されており、
これに電圧を印加することにより面状発熱体の発熱パタ
ーンにより発熱する。本実施例においては１３Ｖで駆動
し、５０℃に達するまでの時間は１０秒である。この面
状発熱体は発熱パターンの裏面が粘着シートになってお
り、この粘着部を感光体ドラムの内面に貼り付けて装着
するため、感光体２と発熱体の間にエアギャップがな
く、発生した熱を効率よく感光体へ伝達することが可能
である。なお、図２においては実施例の説明上、面状発
熱体が感光体よりはみ出して示してあるが、実際は面状
発熱体は全て感光体内部に隠れている。

【００６９】実施例１及び実施例２の表面保護層と電荷
注入層を兼ねる層を有する電子写真感光体を本実施例の
画像形成装置に装着し、画像出力を行った。転写材には
ＪＫ−ＢＯＮＤ紙、ＪＫ−Ｃｏｐｉｅｒ紙及びＸｅｒｏ
ｘ４０２４紙を用い１０００枚出力後に画像形成装置を
高温高湿環境（３２．５℃、８０％ＲＨ）に一晩放置し
た後の画像劣化について調べた。

【００７０】面状発熱体の作動は画像形成開始前に終わ
らせる必要があるため、面状発熱体は１３Ｖ駆動とし
た。このときの温度の立ち上がりは３２．５℃から５０
℃まで１０秒であり画像形成開始までの所要時間に対し
て充分短くなっている（図３）。画像形成開始後は定着
手段等の駆動により画像形成装置内の温度が上昇し更に
吸湿することはないため面状発熱体への電圧の印加は必
要はない。

【００７１】表１に実施例１、また表２に実施例２の感
光体に関して、ドラム表面温度と画像の関係を示した。
なお、面状発熱体の表面はドラム表面温度よりも４℃程
度温度が高くなっている。文字画像を出力し、画像劣化
のレベルを５段階評価した。

【００７２】 １．全く出力されない（全ての潜像が横流れしている） ２．横流れレベル大（何の文字か区別できない） ３．横流れレベル中（文字の横線、縦線がくっつく） ４．横流れレベル小（文字が太くなる） ５．初期画像と同じ（画像劣化なし） 表１のヒーターなしの項目より、ＪＫ−ＢＯＮＤ紙やＪ
Ｋ−Ｃｏｐｉｅｒ紙等のタルクの多い紙を転写材として
用いた場合、画像出力後の装置を高温高湿環境に放置す
ると紙粉が吸湿し低抵抗化するため、出力画像が判別で
きないほど画像流れが生じるが、Ｘｅｒｏｘ４０２４紙
においては画像流れの程度は文字が潰れる程度でそれほ
ど劣化してなかった。次に、感光体の内部にドラムヒー
ターを装着しドラム表面温度を上昇させることにより、
紙粉が吸着した水分を飛ばすことにより、画像流れを回
復することができた。表より、紙粉の多いＪＫ−ＢＯＮ
Ｄ紙やＪＫ−Ｃｏｐｉｅｒ紙において、画像品位を画像
出力初期と同程度に保つためには、ドラム表面温度を放
置環境温度よりも１０℃以上高くすることが必要である
ことが分った。

【００７３】次に、この装置を用いて、耐久劣化試験を
行った。４０００枚画像出力後の表面層の削れ量は実施
例１の感光体において０．３３μｍ、実施例２の感光体
において０．４６μｍと摩耗量が少なく、表面保護層と
しての機能を充分果たしていた。また、４０００枚出力
後でも磁気ブラシ帯電器の電圧印加−７００Ｖに対し感
光体表面電位が実施例１の感光体１の感光体では−６７
０Ｖ、実施例２の感光体では−６７５Ｖであり、電荷注
入性も非常によかった。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】

【発明の効果】以上のように、帯電器に磁気ブラシ帯電
器を用いた画像形成装置において、導電性支持体上に感
光層を有する電子写真感光体の表面層が帯電部材から電
荷注入により帯電される電荷注入層かつ表面保護層であ
り、該表面保護層がコロイダルシリカとシロキサン結合
を有する樹脂よりなり、感光体内部に面状発熱体からな
るドラムヒーターを備えることによりＪＫ−ＢＯＮＤ
紙、ＪＫ−Ｃｏｐｉｅｒ紙等の紙粉の多い転写材を用い
た場合でも画像流れのない高品位な画像を得ることので
きる画像形成装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に用いた電子写真感光体及びこれを有す
る電子写真画像形成装置の一例を示す図。

【図２】面状発熱体よりなるドラムヒーターの概略図。

【図３】ドラムヒーターの温度変化を示す図。

フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼谷 格 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体、該感光体を帯電する手
   段、露光により潜像を形成する手段、該潜像を現像する
   手段、該現像した像を転写材に転写する手段及び転写材
   上の像を定着する手段を有する電子写真画像形成装置に
   おいて、該感光体が支持体上に感光層及び表面保護層を
   有し、該表面保護層がコロイダルシリカ及びシロキサン
   樹脂を含有し、該帯電手段が接触注入帯電方式であり、
   かつ該感光体がその内部に面状発熱体よりなるドラムヒ
   ーターを有することを特徴とする電子写真画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記接触注入帯電方式が感光体に磁気ブ
   ラシを接触させて電圧を印加することにより感光体に電
   荷を注入して帯電するものである請求項１記載の電子写
   真画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記保護層が、コロイダルシリカの存在
   下に縮合した、下記式（Ｉ） ＲＳｉＯ_3/2 （Ｉ） （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
   _n Ｆ_2n+1Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシド
   キシプロピル基及びγ−メタクリロオキシプロピ０ル基
   からなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表わ
   す。）で表わされる化合物を含有する請求項１または２
   に記載の電子写真感光体。