JP2001281973A

JP2001281973A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001281973A
Application number: JP2000101016A
Authority: JP
Inventors: Sayaka Fujita; さやか藤田; Yoshihide Shimoda; 嘉英下田; 幹男 ▲角▼井; Mikio Kadoi; Rikiya Matsuo; 力也松尾; Tatsuhiro Morita; 竜廣森田; Arihiko Kawahara; 在彦川原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】従来からの高感度で耐久性のある積層型感光
体を用い、短波長レーザの使用による高い画質を得るこ
とができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置７では、帯電器２によって
感光体１の表面を所定の電位に帯電した後、露光器３の
背面露光によって静電潜像を形成し、現像器４によって
静電潜像を現像剤で現像して可視像を形成し、転写器５
によって可視像を所定の記録紙６に転写し、このように
して画像が形成される。感光体１は透光性を有する基体
上に透明導電層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順番
に積層して成る。露光器３は感光体１の内部に設けられ
て、感光体１に対して基体の各層が形成された一方表面
とは反対の他方表面側から前記一方表面側に向けて、露
光波長帯域が４００〜５００ｎｍのレーザ光を照射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を採用
した画像形成装置に関し、特に比較的短波長域に発振す
るレーザを露光用の光源として用いた高解像度な画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザを露光用光源とした電子写真方式
の画像形成装置の代表例はレーザプリンタであるが、近
年では複写機においてもデジタル化が進み、レーザが露
光用光源に用いられることが一般的となってきている。
短波長域で発振するレーザが得られなかった従来におい
て露光用光源として用いられるレーザは主に８００ｎｍ
付近の近赤外帯域に発振波長を有するものであり、この
ような露光用光源に対しては近赤外領域に感度を示す有
機化合物を電荷発生層に用いた積層型の感光体が使用さ
れる。

【０００３】また、近年、電子写真方式の画像形成装置
における出力画像の画質向上のために高解像度化が検討
されている。高解像度を達成するためのいくつかの手法
のうちの光学的手法として、レーザ光のスポット径を絞
り、書込み密度を上げる手法が挙げられる。しかし、８
００ｎｍ付近の近赤外帯域に発振波長を有する前記レー
ザでは、光学系を調整してレーザ光のスポット径を細く
絞るとスポットの輪郭の鮮明さが低下する。その原因は
レーザ光の回折限界にあり、これは避けることのできな
い現象である。なお、波長λおよびレンズ開口数ＮＡに
おけるレーザ光のスポット径Ｄは、Ｄ＝１．２２λ／ＮＡ …（１）で表され、式（１）から、スポット径Ｄはレーザ光の発
振波長に比例し、スポット径Ｄを小さくするには発振波
長の短いレーザを用いればよいことが判る。

【０００４】短波長レーザの開発は長波長レーザに比べ
て遅れていたが、１９９０年代初頭には６５０ｎｍ近傍
に発振波長を有する赤色のレーザが実用化され、また１
９９５年には４１０ｎｍに近傍に発振波長を有する青紫
色のレーザの開発に成功したことが発表され、その実用
化が現実味を帯びてきている。しかし、実現味を帯びて
きている青色系の前記レーザは、光ディスクに対してそ
の記録密度の向上に大きな期待が寄せられているが、従
来から使用されている感光体は短波長帯域に感度を示さ
ないことから、電子写真方式の画像形成装置における露
光用光源としてはほとんど期待されていない。

【０００５】すなわち、導電性基体上に電荷発生層と電
荷輸送層とをこの順番に積層しで構成される積層型感光
体において、電荷発生層に含まれる電荷発生物質は一般
に５００ｎｍ以下の波長にも吸収を示すので、５００ｎ
ｍ以下の短波長のレーザによる露光に対して感度を示す
はずである。しかし、実際には電荷発生層上に積層され
た電荷輸送層、特に電荷輸送層に含まれる電荷輸送物質
が５００ｎｍ以下の光に吸収を示すので、電荷発生層に
までレーザ光が到達せず、このため短波長域に感度を示
さない。このような感光体が短波長域に感度を示さない
という問題に対して、特開平９−２４００５１号には、
導電性基体上に電荷輸送層を形成し、該電荷輸送層上に
電荷発生層を形成して構成される感光体および電荷発生
物質と電荷輸送物質を単層に有する感光体が提案されて
いる。

【０００６】帯電、露光、転写、定着およびクリーニン
グなどの多くのプロセスを含む電子写真方式の画像形成
プロセスにおいて、たとえば現像プロセスでは現像スリ
ーブが、転写プロセスでは転写ベルトが、クリーニング
プロセスではクリーニングブレードが感光体に直接接触
し、これによって感光層が削られる。電荷発生層の膜厚
は通常１μｍ程度であり、特開平９−２４００５１号の
ような導電性基体上に電荷輸送層と電荷発生層とをこの
順番で積層して構成される感光体では、繰返し使用によ
って最上層の電荷発生層が削れ、感度の低下を引起こ
す。また、特開平９−２４００５１号には、電荷発生層
の削れを防ぐために透明で導電性を示す保護層を電荷発
生層上に設けることが示されているが、該保護層は湿度
によってその抵抗が変化するので、高温高湿において画
像の乱れが生じる。さらに、電荷発生物質と電荷輸送物
質を単層に有する感光体でも、繰返し使用によって感光
層が剥れ、この削れに伴う感光層中の電荷発生物質の濃
度の低下によって感度が低下する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
から使用されている高感度で耐久性のある積層型の感光
体を用い、短波長レーザの使用による高解像度な画質を
得ることができる画像形成装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性を有す
る基体の一方表面上に透明導電層が形成され、該透明導
電層上に電荷発生層と電荷輸送層とをこの順番に積層し
て成る電子写真用の感光体に対して、その表面を所定の
電位に帯電した後、露光によって静電潜像を形成し、静
電潜像を現像剤で現像して可視像を形成し、可視像を所
定の記録紙に転写する画像形成装置において、前記感光
体に対して、前記基体の一方表面とは反対の他方表面側
から一方表面側に向けて、露光波長帯域が４００〜５０
０ｎｍの範囲内のレーザ光を照射する露光手段を備える
ことを特徴とする画像形成装置である。

【０００９】本発明に従えば、積層型の感光体に対し
て、露光手段は露光波長帯域が４００〜５００ｎｍの比
較的短波長の光によって、いわゆる背面露光を実施す
る。照射された短波長の光は、透光性を有する基体およ
び透明導電層を介して電荷発生層に到達する。背面露光
であるために光が電荷輸送層に照射されることはなく、
よって電荷発生層に確実に到達する。このため、感光体
は上述した短波長帯域に対して感度を示す。

【００１０】また、本発明の画像形成装置では短波長の
光を使用することができるので、スポットの輪郭の鮮明
さを高く保ったまま、スポット径を細く絞ることがで
き、よって出力画像の画質向上のための高解像度化を図
ることができる。

【００１１】さらに、感光体は特開平９−２４００５１
号のように導電性基体上に電荷輸送層と電荷発生層とを
この順番に積層して構成されるものではなく、導電性基
体上に電荷発生層と電荷輸送層とをこの順番に積層して
構成される。したがって、帯電、露光、転写、定着およ
びクリーニングなどの多くのプロセスを含む電子写真方
式の画像形成プロセスにおいて、現像プロセスで現像ス
リーブが感光体に直接接触し、転写プロセスで転写ベル
トが感光体に直接接触し、クリーニングプロセスでクリ
ーニングブレードが感光体に直接接触しても、電荷輸送
層の下に設けられた電荷発生層が剥がれることを防止す
ることができる。また、繰返し使用によって電荷発生層
が削れることを防止することができ、感度の低下を抑制
することができる。電荷発生層の剥がれを防止するため
に新たに保護層を設ける必要はないので、高温高湿下に
おける保護層による画像への悪影響はない。感光体の構
成は従来からのと同じであるので、容易に剥がれを防止
することができる。

【００１２】また本発明は、前記基体がシームレスベル
トであることを特徴とする。本発明に従えば、透光性を
有する前記基体として使用されるシームレスベルトは柔
軟性が高いので、露光手段としての、たとえばレーザ発
振装置を感光体の内部に容易に設けることができ、小型
の画像形成装置を実現することができる。また、シーム
レスである、すなわち継ぎ目が無いので、画像形成時に
おいて画像の位置合わせが不要となり、画像形成プロセ
スを簡略化することができる。

【００１３】また本発明は、前記電荷輸送層の膜厚が１
０〜２０μｍの範囲であることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、電荷輸送層の膜厚を１０
〜２０μｍの範囲とすることによって、４００〜５００
ｎｍの比較的短波長帯域の光を用いた背面露光時におい
て、感光体は良好な感度を示す。また、電子写真方式の
画像形成プロセスにおいて、現像プロセスで現像スリー
ブが感光体に直接接触し、転写プロセスで転写ベルトが
感光体に直接接触し、クリーニングプロセスでクリーニ
ングブレードが感光体に直接接触しても、電荷輸送層の
下に設けられた電荷発生層が剥がれることを防止するこ
とができ、また繰返し使用によって電荷発生層が削れる
ことを防止することができ、感度の低下を抑制すること
ができる。

【００１５】 σ ＝Ｋε0Ｖ／Ｌ … （２）式（２）から、表面電荷密度σは膜厚Ｌに反比例するこ
とが判る。つまり、帯電電圧が同じならば、電荷輸送層
の膜厚が薄い方が、感光体表面の電荷密度が高くなる。
表面電荷密度が高いほど原稿に忠実な静電潜像が得ら
れ、結果として高解像度が達成できる。しかし電荷輸送
層の膜厚が薄くなると感光体の耐久性が低下する。これ
は現在の電子写真画像形成システムが、現像、転写およ
びクリーニング等のプロセスによって、感光体表面を擦
過するシステムであるためである。感光体はそのライフ
設定にもよるが１０万回転以上の擦過によって表面が削
れる現像を生じる。このため、感光体の電荷輸送層の膜
厚は、膜厚が減少しても、画像が形成可能である程度の
膜厚を有している必要がある。

【００１６】以上より、電荷輸送層の膜厚は、１０μｍ
〜２０μｍの範囲であることが好ましい。膜厚をこの範
囲に設定することによって、高解像度および高耐久性の
両方を満足することが可能となる。

【００１７】また本発明は、前記電荷輸送層の前記露光
波長帯域における光透過率が１０％以下であることを特
徴とする。

【００１８】本発明に従えば、電荷輸送層の４００〜５
００ｎｍの露光波長帯域における光透過率を１０％以下
とすることによって、電荷発生層で吸収されなかった光
を電荷輸送層で吸収することができ、よって電荷発生層
への反射光を防止することができる。電荷発生層で入射
光と反射光とが干渉すると、干渉縞が画像上に現れ、画
像欠陥となるが、本発明では電荷発生層への反射光の入
射を防止することができるので、干渉縞による画像欠陥
を抑制することができる。

【００１９】また本発明は、前記感光体が或る露光量Ｘ
に達するまではほとんど電位減衰を起こさず、該露光量
Ｘを超えると急峻な電位減衰を起こすハイγの感光体で
あることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、ハイγ感光体を用いるこ
とによって高解像度を達成することができる。ハイγ感
光体とは、いわゆるＳ字型感光体のことであり、Ｓ字型
感光体は、たとえば特開平９−１６０２６３号公報に開
示され、また後述する図５に示されるような光誘起電位
減衰特性を有する。すなわち、ハイγ感光体（Ｓ字型感
光体）とは或る露光量Ｘに達するまではほとんど電位減
衰を起こさず、該露光量Ｘを超えると急峻な電位減衰を
起こす感光体のことである。このようなＳ字型感光体
は、導電性基体上に電荷発生量と不均一電荷輸送層と均
一電荷輸送層とをこの順番に積層して構成される。不均
一電荷輸送層は、電荷輸送物質を含む微粒子を結着樹脂
中に分散して構成され、その結果、電気的不活性領域を
含む。一方、レーザ光の光強度は一般に正規分布を示
す。このようなレーザ光を発振するレーザ光源を露光器
とし、感光体として上述のＳ字型感光体を用いると、正
規分布の両端部分（図５の斜線部分）のような低い光強
度では電位減衰が起こらず、鮮明な輪郭を持つスポット
を得ることができる。

【００２１】また本発明は、前記電荷輸送層では吸収さ
れずに前記電荷発生層では吸収される波長帯域の除電光
を前記感光体の表面に照射することによって感光体表面
の電荷を除電する除電手段を含むことを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、画像形成装置は上述した
ような除電光を感光体表面に照射する除電手段を含む。
電子写真方式の画像形成プロセスには、帯電、露光、転
写、定着およびクリーニングなどのプロセスの他に、次
の帯電プロセスなどに備えて最後に行われる除電プロセ
スが含まれる。除電プロセスでは、光量の大きい光が感
光体に照射され、これによって電荷発生層で大量のキャ
リアを発生させ、現像されずに感光体上に残った電荷が
消去される。このような除電プロセスのための本発明の
除電手段は、電荷輸送層では吸収されずに透過し、電荷
発生層では吸収されるような波長帯域の除電光を選択
し、感光体の表面に該除電光を照射するので、感光体表
面の電荷の除電を効率よく行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある画像形成装置７を示す図である。図２は、画像形成
装置７が備える感光体１の断面図である。画像形成装置
７は、感光体１の内側から外側に向けて露光を行う、い
わゆる背面露光方式を採用した装置である。画像形成装
置７は、感光体１、帯電器２、露光器３、現像器４およ
び転写器５を含んで構成され、感光体１の外部の周囲
に、帯電器２、現像器４および転写器５をこの順番に配
置し、感光体１の内部に露光器３を配置して構成され
る。露光器３は、感光体１の内側から外側に向けて、帯
電器２と現像器４との間に、露光波長帯域が４００〜５
００ｎｍのレーザ光を照射する。

【００２４】図２に示されるように感光体１は、透光性
を有する基体８の上に透明導電層９を形成し、該透明導
電層９の上に電荷発生層１０と電荷輸送層１１とをこの
順番に積層して構成される。透光性を有する基体８とし
ては、ガラス製の円筒体、ポリカーボネートなどの透光
性を有する樹脂の円筒形状成形物およびポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）などの透光性を有するシート状
フィルムを用いることができる。シート状フィルムは柔
軟性が高いので、露光器３であるレーザ発振装置を感光
体１の内部に容易に設けることができ、小型の画像形成
装置７を容易に実現することができる。特に、シームレ
ス、すなわち継ぎ目のないフィルムを用いた場合、画像
形成プロセスにおける画像の位置合わせが不要となっ
て、プロセスの簡略化が可能となり、さらに小型の画像
形成装置７を実現することができる。

【００２５】また、透光性を有する基体８は感光体１の
内部に設けられた露光器３からの光をより多く透過させ
て電荷発生層１０に到達させる必要がある。したがっ
て、透光性を有する基体８の光透過率は高い方がよく、
たとえば光透過率は９５％以上が好ましい。また、透光
性を有する基体８の厚みが厚くなればなるほど光透過率
が低下するので、その厚みは薄い方がよく、基体８とし
て必要な強度を考慮して、その厚みを１〜１０ｍｍ程度
とすることが好ましい。

【００２６】透明導電層９としては、酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）、酸化スズおよび酸化亜鉛などの超微粒子
を用いることができ、基体８の上に真空蒸着法、スパッ
タリング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法およびイオン
プレーティング法などによって形成することができる。

【００２７】電荷発生層１０および電荷輸送層１１は、
ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング
法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビ
ードコーティング法およびカーテンコーティング法など
の塗布法によって形成することができ、これらの手法の
中から塗液の物性や生産性などを考慮に入れて最適な手
法が選択される。

【００２８】電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質（Ｃ
ＧＭ）を必要に応じて結着樹脂中に分散させて調製され
る。ＣＧＭとしては、４００〜５００ｎｍの波長帯域の
光で電荷を発生させる物質が好ましく、具体的には、モ
ノアゾ化合物、ビスアゾ化合物およびトリスアゾ化合物
等のアゾ化合物、スクエアリウム化合物、アズレニウム
化合物、ペリレン系化合物、インジゴ化合物、キナクド
リン化合物、多環キノン化合物、シアニン色素、キサン
テン染料、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールとトリニトロ
フルオレノンなどから成る電荷移動錯体などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではなく、またこれらを
必要に応じて２種類以上混合して用いてもよい。

【００２９】電荷発生層１０に使用可能な結着樹脂とし
ては、たとえばポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリプロピレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリ
ル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリシリコ
ン樹脂、ポリメラミン樹脂、並びにこれら樹脂の繰返し
単位のうち２つ以上を含む共重合体樹脂などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００３０】電荷輸送層用塗布液は、電荷輸送物質（Ｃ
ＴＭ）を単独で、または結着樹脂とともに溶剤に溶解さ
せて調製される。ＣＴＭとしては、たとえばカルバゾー
ル誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導
体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導
体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導
体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラリゾン誘
導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導
体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジ
ン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導
体、トリアリルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導
体、スチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルビレン、ポリ−
９−ビニルアントラセン等が挙げられるが、これらに限
定されるものではなく、またこれらを単独であるいは２
種類以上混合して用いてもよい。

【００３１】電荷輸送層１１に使用可能な結着樹脂とし
ては、ＣＴＭとの相溶性の高いものが選ばれ、たとえば
ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウ
レタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリ
ルアミド、フェノール樹脂、およびフェノキシ樹脂など
が挙げられる。

【００３２】また、電荷発生層１０および電荷輸送層１
１には必要に応じて既知の可塑剤、増感剤およびシリコ
ーン系レベリング剤を含有しても構わない。さらに、感
光体１を繰返し使用した際の疲労劣化を軽減するため、
あるいは耐久性を向上させるために、電荷発生層１０お
よび電荷輸送層１１の各層のいずれにでも従来公知の酸
化防止剤、電子受容性物質、表面改質剤、可塑剤および
環境依存性低減剤などを必要に応じて適量添加して用い
ることができる。

【００３３】露光器３としてレーザを用いた場合、感光
体１に入射したレーザ光と、感光体１の内部で反射した
レーザ光とが干渉を起こし、干渉縞が画像上に現れて画
像欠陥を引起こす。したがって、感光体１の外側から内
側に向けて露光を行う通常露光の場合では、基体の表面
を粗くして正反射が起こらないような手法が用いられ
る。これに対して背面露光を行う画像形成装置７では、
入射光と反射光とが干渉を起こさないように、電荷発生
層１０で吸収されなかった光が電荷輸送層１１で吸収さ
れて反射光が発生しないような電荷輸送層１１を形成す
ることが好ましい。つまり、電荷輸送層１１の露光波長
帯域における光透過率は小さい方がよく、特に光透過率
は１０％以下が好ましい。

【００３４】このようにして構成される感光体１の表面
は、帯電器２によって所定の電位に帯電される。帯電さ
れた感光体１は感光体１の内部に配置された露光器３か
らの光によって露光され、これによって感光体１の表面
に静電潜像が形成される。形成された静電潜像には現像
器４からの現像剤が付着されて現像され、感光体１の表
面に可視像が形成される。形成された可視像は、感光体
１と転写器５とが互いに対向する転写位置に搬送されて
きた記録紙６に、前記転写器５によって転写される。記
録紙６に転写された像は図示しない定着器によって定着
され、このようにして画像が形成される。一方、転写後
の感光体１の表面に残存する現像剤は図示しないクリー
ニング器によって清掃され、さらに残存する電荷が図示
しない除電器によって除電される。このようにして一連
の画像形成プロセスが完了し、該プロセスが繰返し実行
される。

【００３５】図３は、通常露光方式を採用した画像形成
装置２７の示す図である。通常露光方式とは、背面露光
方式とは反対に、感光体２１の外側から内側に向けて露
光を行う方式である。画像形成装置２７は、感光体２
１、帯電器２２、露光器２３、現像器２４および転写器
２５を含んで構成され、感光体２１の外部の周囲に、帯
電器２２、露光器２３、現像器２４および転写器２５を
この順番に配置して構成される。露光器２３は、感光体
２１の外側から内側に向けて帯電器２２と現像器２４と
の間にレーザ光を照射する。

【００３６】図１の背面露光方式の画像形成装置７で
は、感光体１の内部で露光器３から発せられた光は、透
光性を有する基体８と透明導電層９とを通過して、損失
されることなく電荷発生層１０に到達する。図３の通常
露光方式の画像形成装置２７では、露光器２３から発せ
られた光が電荷輸送層１１を通過する間に拡散や乱反射
を起こしたり、または電荷輸送物質に吸収されたりし
て、電荷発生層１０に到達するまでに露光の損失が生じ
る。このため、背面露光方式の方が通常露光方式に比べ
て電荷発生効率が高く、したがって高感度を達成するこ
とができる。

【００３７】感光体１の電荷発生層１０および電荷輸送
層１１から成る感光層は繰返し使用における現像スリー
ブやクリーニングブレードなどとの接触によって機械的
に削られてゆくが、本形態では、電荷輸送層１１が最上
層である積層型の感光体１を用いるので、単層型の感光
体や電荷発生層１０が最上層である積層型の感光体のよ
うに、削れによって電荷発生物質が失われることはな
く、よって感度の低下を小さく抑制することができ、感
光体１の寿命を長くすることができる。

【００３８】高解像度を達成するためのいくつかの手法
のうちの１つに、電荷輸送層１１の膜厚を薄くする手法
がある。比誘電率をＫとし、真空の誘電率をε0とし、
表面電位をＶとし、膜厚をＬとして、感光体１の表面電
荷密度σは、 σ＝Ｋε0Ｖ／Ｌ …（２）で表される。式（２）から、表面電荷密度σは膜厚Ｌに
反比例することが判る。つまり、帯電電圧が同じならば
電荷輸送層１１の膜厚が薄い方が感光体１の表面電荷密
度は高くなる。表面電荷密度が高ければ高いほど、原稿
に忠実な静電潜像を得ることができ、高解像度を達成す
ることができる。

【００３９】また高解像度を達成するための他の手法と
して、特開平９−１６０２６３号公報に開示されている
ような光誘起電位減衰特性を有する感光体（以下、Ｓ字
型感光体という）を用いる手法が挙げられる。図４は、
Ｓ字型感光体の光誘起電位減衰曲線を示す図である。Ｓ
字型感光体は、或る露光量Ｘに達するまではほとんど電
位減衰を起こさず、該露光量Ｘを超えると急峻な電位減
衰を起こすことを特徴とし、導電性基体上に電荷発生量
と不均一電荷輸送層と均一電荷輸送層とをこの順番に積
層して構成される。不均一電荷輸送層は、電荷輸送物質
を含む微粒子を結着樹脂中に分散して構成され、その結
果、電気的不活性領域を含む。

【００４０】Ｓ字型感光体の帯電され感光層に高電界が
印加されると、露光によって電荷発生層で発生した電荷
は不均一電荷輸送層に注入される。注入された電荷は不
均一電荷輸送層を電界方向に移動するが、電気的不活性
領域の障壁に出合い、その移動を一旦停止する。この移
動距離が感光体全膜厚に対して充分に小さければ、この
間の電位減衰は起こっていないものと考えられる。しか
し、ほとんど全ての表面電荷に相当する電荷が注入され
ると、不活性領域で停止していた電荷もその束縛から解
かれ、一気に感光体表面へと移動する。これが、或る露
光量Ｘを超えたときに電位減衰を起こすメカニズムとさ
れている。

【００４１】図５は、レーザ光の光強度分布図である。
一般に、レーザ光の光強度は正規分布を示すことが知ら
れている。このようなレーザ光を発振するレーザ光源を
露光器３とし、感光体１として上述のＳ字型感光体を用
いると、正規分布の両端部分（図５の斜線部分）のよう
な低い光強度では電位減衰が起こらず、鮮明な輪郭を持
つスポットを得ることができる。

【００４２】図６は、Ｊ字型感光体の光誘起電位減衰曲
線を示す図である。Ｊ字型感光体は、露光量に対して比
例的に電位減衰を起こす感光体である。このようなＪ字
型感光体を用いた場合では、正規分布の両端部分（図５
の斜線部分）のような低い光強度でも電位減衰が起こ
り、その結果、不明確な輪郭のスポットしか得られな
い。

【００４３】なお、本発明の画像形成装置の画像形成プ
ロセスとして、除電プロセスを含んで構成してもよく、
画像形成装置７は電荷輸送層１１では吸収されず電荷発
生層１０では吸収される波長帯域の除電光を感光体１の
表面に照射することによって、感光体１の表面の電荷を
除電する除電器を含んで構成されても構わない。

【００４４】電子写真方式の画像形成プロセスには、帯
電、露光、転写、定着およびクリーニングなどのプロセ
スの他に、次の帯電プロセスなどに備えて最後に行われ
る除電プロセスが含まれる。除電プロセスでは、光量の
大きい光が感光体１に照射され、これによって電荷発生
層１０で大量のキャリアを発生させ、現像されずに感光
体１の上に残った電荷が消去される。このような除電プ
ロセスのための除電器は、上述したように電荷輸送層１
１では吸収されずに透過し、電荷発生層１０で吸収され
るような波長帯域の除電光を選択し、感光体１の表面に
該除電光を照射するので、感光体１の表面の電荷の除電
を効率よく行うことができる。

【００４５】次に本発明を実施例および比較例を用いて
説明するが、これによって本発明が実施例に限定される
ものではない。

【００４６】図７は、本実施例および比較例で用いた評
価装置を示す図である。後述する実施例および比較例で
作成された測定用のサンプル３６は透明な保持台３１の
上に保持される。保持台３１は駆動ローラによって左右
にスライド可能に構成される。保持台３１の上方には、
帯電器３２、表面電位測定器３４および除電器３５が配
置され、保持台３１の下方であって、帯電器３２と表面
電位測定器３４との間には露光器３３が配置される。な
お、帯電器３２、露光器３３、表面電位測定器３４およ
び除電器３５の配置位置は任意に変えることが可能であ
る。

【００４７】（実施例１）４００〜５００ｎｍの波長帯
域における単色光の光透過率が９５％の平面のガラス板
を基体８として用い、その表面にＩＴＯをスパッタリン
グして透明導電層９を形成した。

【００４８】次に、下記構造式（化１）のビスアゾ顔料
（クロロダイアンブルー）１．５重量部と、ブチラール
樹脂（ユニオンカーバイト社製：ＸＹＧＳ）１．５重量
部と、メチルイソブチルケトン９７重量部とを混合した
ものをペイントシェーカーで８時間分散して、電荷発生
層用の塗布液を調製した。この塗布液を透明導電層９を
形成した基体８の上にワイヤーバーコーティング法にて
乾燥後の膜厚が１μｍになるようにして塗布し、乾燥さ
せて電荷発生層１０を形成した。

【００４９】

【化１】

【００５０】さらに、下記構造式（化２）のヒドラゾン
系化合物（４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，
Ｎ−ジフェニルヒドラゾン）１０重量部と、粘度平均分
子量３００００のポリカーボネート樹脂１０重量部と、
テトラヒドロフラン８０重量部とを混合したものを攪拌
溶解して、電荷輸送層用の塗布液を調製した。この塗布
液を形成された電荷発生層１０の上にワイヤーバーコー
ティング法にて乾燥後の膜厚が１８μｍになるようにし
て塗布し、乾燥させて電荷輸送層１１を形成した。この
ようにして測定用のサンプル３６を得た。

【００５１】

【化２】

【００５２】得られたサンプル３６を図７の保持台３１
の上に固定し、帯電器３２、表面電位測定器３４および
除電器３５を保持台３１の上方に配置し、露光器３３を
保持台３１の下方に配置した。露光光源としては、４１
０，４５０および４９０ｎｍの単色光源を用いた。サン
プル３６の表面における露光強度が１０ｍＷ／ｍ²とな
るように設定した後、感光層への光照射を行って表面電
位の減衰を記録した。光照射による表面電位が帯電電位
の半分になるまでの露光エネルギを求め、半減露光エネ
ルギＥ１／２としてその逆数を感度の指標とした。その
結果を表１に示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１から、実施例１では各波長で良好な感
度を示すことが判った。次に、作成したサンプル３６を
スガ摩耗試験機（スガ試験機（株）製）を用いて摩耗さ
せた。摩耗条件としては、１００ｇの荷重をかけた摩耗
紙の上でサンプル３６を１０００回往復運動させた。摩
耗試験後のサンプル３６について、再度同条件で感度測
定を行ったところ、感度の低下は見られなかった。

【００５５】（実施例２）粒状三方晶系セレン８７重量
部と、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂（ユニオンカ
ーバイト社製：ＶＭＣＨ）１３重量部と、酢酸ｎ−ブチ
ル２００重量部とをアトライターで２４時間分散処理
し、得られた分散液３０重量部に対して酢酸ｎ−ブチル
６０重量部を加えて希釈し、電荷発生層用の塗布液を調
製した。この塗布液を用いて電荷発生層１０を形成する
こと以外は、実施例１と同様にして測定用のサンプル３
６を作成し、同様の評価を行った。その結果を表１に併
せて示す。表１から、実施例２では各波長で良好な感度
を示すことが判った。また、摩耗試験を行った後も感度
の低下は見られなかった。

【００５６】（比較例１）露光器３３を保持台３１の上
方に配置すること以外は、実施例１と同様にして測定用
のサンプル３６を評価した。その結果を表１に併せて示
す。表１から、比較例１では良好な感度を示さないこと
が判った。

【００５７】（比較例２）電荷発生物質としてのビスア
ゾ顔料（クロロダイアンブルー）１．５重量部と、正孔
輸送物質としての下記構造式（化３）のアリールアミン
系化合物４重量部と、電荷輸送物質としての下記構造式
（化４）のジフェノキノン系化合物１重量部と、ポリカ
ーボネート樹脂（三菱ガス化学社製：ユーピロンＺ−２
００）６重量部とをクロロホルム４０重量部とともに振
動ミルを用いて分散させ溶解させて、単層型の感光体用
の塗布液を調製した。

【００５８】

【化３】

【００５９】

【化４】

【００６０】この塗布液を実施例１と同じ透光性を有す
る基体８の上に乾燥後の膜厚が１８μｍになるようにし
てワイヤーバーコーティング法にて塗布して、単層型の
測定用サンプル３６を作成した。このサンプル３６に対
して実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に
併せて示す。表１から、比較例２では良好な感度を示さ
ないことが判った。

【００６１】（比較例３）正孔輸送物質としての下記構
造式（化５）で表されるヒドラゾン系化合物２重量部
と、ポリエステル樹脂（カネボウ社製：Ｏ−ＰＥＴ・Ｋ
Ｄ−０７）３重量部とをクロロホルム２０重量部に溶解
させ、電荷輸送層用の塗布液を調製した。この塗布液を
実施例１と同じ透光性を有する基体８の上に乾燥後の膜
厚が１８μｍになるようにしてワイヤーバーコーティン
グ法にて塗布し、電荷輸送層１１を形成した。

【００６２】

【化５】

【００６３】次に、ビスアゾ顔料（クロロダイアンブル
ー）１．５重量部と、ポリビニルブチラール樹脂（清水
化学社製：エスレックＢＭ−１）２重量部とを、メタノ
ール１０重量部とトルエン２０重量部とから成る混合溶
媒とともに振動ミルを用いて分散させて、電荷発生層用
の塗布液を調製した。この塗布液を、形成された電荷輸
送層１１の上に乾燥後の膜厚が１μｍになるようにして
塗布して、正帯電型積層型の測定用サンプル３６を作成
した。このサンプル３６を正帯電させ、実施例１と同様
の評価を行った。その結果を表１に併せて示す。表１か
ら、比較例３では良好な感度を示さないことが判った。

【００６４】また、作成されたサンプル３６を正帯電さ
せ、比較例１と同様の評価を行った。その結果を表１に
併せて示す。表１から、良好な感度を示すことが判っ
た。次に、作成されたサンプル３６をスガ摩耗試験機
（スガ試験機（株）製）を用いて摩耗させた。摩耗条件
は１００ｇの荷重をかけた摩耗紙の上で測定用サンプル
３６を１０００回往復運動させた。この摩耗試験後のサ
ンプル３６について、再度比較例１と同じ条件で感度測
定を行ったところ、著しい感度の低下が見られた。

【００６５】以上のように本形態の画像形成装置７で
は、背面露光方式を採用することで、４００〜５００ｎ
ｍという短波長帯域のレーザ光源を露光器３として用い
て、電子写真方式において高解像度を達成することがで
きる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、積層型の
感光体に対して露光手段は露光波長帯域が４００〜５０
０ｎｍの比較的短波長帯域の光によって、いわゆる背面
露光を実施し、照射された短波長光は透光性を有する基
体および透明導電層を介して電荷発生層に確実に到達す
る。このため感光体は短波長域に対して感度を示す。ま
た、本発明の画像形成装置では短波長光を使用するの
で、スポットの輪郭の鮮明さを高く保ったまま、その径
を細く絞ることができる。したがって出力画像の画質向
上のための高解像度化を図ることができる。さらに、感
光体は導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層とをこの
順番に積層して構成されるので、画像形成プロセスでの
電荷発生層の剥がれを防止することができ、また繰返し
使用による電荷発生層の削れを防止することができ、感
度の低下を抑制することができる。

【００６７】また本発明によれば、透光性を有する基体
がシームレスベルトであるので、シームレスベルトの高
い柔軟性によって、露光手段を感光体の内部に容易に設
けることができ、小型の画像形成装置を実現することが
できる。また、シームレスであるので、画像形成時にお
いて画像の位置合わせが不要となり、画像形成プロセス
を簡略化することができる。

【００６８】また本発明によれば、電荷輸送層の膜厚を
１０〜２０μｍの範囲としたので、４００〜５００ｎｍ
の比較的短波長帯域を用いた背面露光時に感光体は良好
な感度を示す。

【００６９】また本発明によれば、電荷輸送層の露光波
長帯域における光透過率を１０％以下としたので、電荷
発生層で吸収されなかった光が電荷輸送層で吸収され、
よって電荷発生層への反射光の入射を防止することがで
きる。したがって画像上に干渉縞が現れて画像欠陥とな
ることを抑制することができる。

【００７０】また本発明によれば、感光体をハイγの感
光体としたので高解像度を達成することができる。

【００７１】また本発明によれば、画像形成装置は、電
荷輸送層では吸収されず電荷発生層では吸収される波長
帯域の除電光を感光体表面に照射することによって感光
体表面の電荷を除電する除電手段を含む。したがって現
像されずに感光体上に残った電荷を効率よく消去するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である背面露光方式の画
像形成装置７を示す図である。

【図２】画像形成装置７が備える感光体１の断面図であ
る。

【図３】通常露光方式の画像形成装置２７の示す図であ
る。

【図４】Ｓ字型感光体の光誘起電位減衰曲線を示す図で
ある。

【図５】レーザ光の光強度分布図である。

【図６】Ｊ字型感光体の光誘起電位減衰曲線を示す図で
ある。

【図７】本実施例および比較例で用いた評価装置を示す
図である。

【符号の説明】

１感光体２，３２帯電器３，３３露光器４現像器５転写器６記録紙７画像形成装置８基体９透明導電層１０電荷発生層１１電荷輸送層３１透明保持台３４表面電位測定器３５除電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲角▼井幹男大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者松尾力也大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者森田竜廣大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者川原在彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H035 AA10 AZ09 2H068 AA28 AA35 AA41 AA55 FA12 FC06 2H076 AB05 AB63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性を有する基体の一方表面上に透明
導電層が形成され、該透明導電層上に電荷発生層と電荷
輸送層とをこの順番に積層して成る電子写真用の感光体
に対して、その表面を所定の電位に帯電した後、露光に
よって静電潜像を形成し、静電潜像を現像剤で現像して
可視像を形成し、可視像を所定の記録紙に転写する画像
形成装置において、前記感光体に対して、前記基体の一方表面とは反対の他
方表面側から一方表面側に向けて、露光波長帯域が４０
０〜５００ｎｍの範囲内のレーザ光を照射する露光手段
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記基体がシームレスベルトであること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記電荷輸送層の膜厚が１０〜２０μｍ
の範囲であることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記電荷輸送層の前記露光波長帯域にお
ける光透過率が１０％以下であることを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記感光体が或る露光量Ｘに達するまで
はほとんど電位減衰を起こさず、該露光量Ｘを超えると
急峻な電位減衰を起こすハイγの感光体であることを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記電荷輸送層では吸収されずに前記電
荷発生層では吸収される波長帯域の除電光を前記感光体
の表面に照射することによって感光体表面の電荷を除電
する除電手段を含むことを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。