JP2003241406A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光層上に無機フィラーとバインダー樹脂か
らなる保護層を持つ感光体を光ビーム走査によりスポッ
ト露光し静電潜像を生成する画像形成装置において、従
来保護層で生じた散乱による画像解像力の低下、細線再
現性の悪化を軽減し、高画質、長寿命、高信頼性を高い
レベルで達成する。 【解決手段】 電子写真プロセスにより画像を形成する
装置（図１）の露光部５で感光体１へのレーザービーム
Ｌによる書き込みを行う。ここでは感光体の構成要件、
露光条件を、0.1＜3.75×10-3L/λ＜d/λ＜0.5（d：保
護層に添加する無機フィラーの平均粒径、λ：レーザー
波長、L：露光スポットの短軸長）を満たす様に構成し
上記課題を解決する。耐摩耗性と画像品質の点で無機フ
ィラーに0.2〜0.4μmの酸化チタン、シリカ、アルミナ
の一つ又は混合物を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用する画像形成装置（例えば複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ、プロッタ、印刷機等）に関し、より詳細に
は、光ビームによりスポット露光される感光体上に最適
な画像形成を行うための条件を備えた前記画像形成装置
及び該画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】「電子写真プロセス」という場合、一般
に、光導電性の感光体をまず暗所で例えばコロナ放電に
よって帯電させ、次いで像露光し、露光部のみの電荷を
選択的に散逸せしめて静電潜像を得、この潜像部を染
料、顔料などの着色剤と高分子物質などの結合剤とから
なる検電微粒子（トナー）で現像、可視化して画像を形
成するようにした画像形成法の一つを指す。このような
電子写真プロセスにおいて用いられる感光体について要
求される基本的な特性としては、 （１）暗所で適当な電位に帯電できること。 （２）暗所において電荷の散逸が少ないこと。 （３）光照射によって速やかに電荷を散逸できること。 などが挙げられる。この方式のなかでも、現在ではレー
ザービームによって像露光をおこなう、いわゆるデジタ
ル方式の電子写真プロセスが主流となって、レーザープ
リンタやデジタル複写機などで実用化されている。この
方式では、デジタル画像データにより半導体レーザー
（以下「ＬＤ（レーザーダイオード）」という）の光出
力を変調制御し、ＬＤが発する光ビームにより感光体を
ラスター走査し（感光体ドラムを用いた場合、ビームの
主走査ラインに直交する副走査方向に感光体ドラムを回
転させ、ラスター走査を行う）、スポット光で感光面を
露光する。

【０００３】また近年、電子写真プロセスを用いた上記
した方式による画像形成装置においては、高画質化が要
求されるとともに高速化、小型化に伴い使用される感光
体の高耐久化が要求されている。画像形成装置の寿命は
感光体によって決まる場合が多く、それは電子写真プロ
セスにおいての、帯電、露光、現像、転写、クリーニン
グの反復過程で機械的、化学的作用を受ける感光体にお
ける劣化が他に比べ著しいことに起因する。機械的劣化
は感光体の摩耗、傷として、また化学的劣化は発生する
オゾンによるバインダー樹脂、電荷移動材の酸化劣化、
及び堆積物などとして現れ、いずれも画質低下を起こ
す。また高速化、小型化に伴い感光体ドラムが小径化さ
れ電子写真プロセスでの使用条件は厳しくなり、特にク
リーニング部ではゴムブレードが使用され十分にクリー
ニングするためにはゴム硬度の上昇と当接圧力の上昇が
余儀なくされる。そのために感光体の摩耗が促進され、
電位変動、感度変動が生じ、それによる異常画像、カラ
ー画像の色バランスがくずれ色再現性に問題が発生する
などの不具合が生じる。

【０００４】このため摩耗に対しての余裕度をあげるた
め感光層の膜厚を厚くすることが試みられたが、現在主
流となっている電荷発生層、電荷輸送層よりなる積層構
成の感光体の場合、電荷輸送を担う電荷輸送層の膜厚を
厚くすることになり、これより電荷移動の際に電荷が散
逸し潜像の乱れが生じ、これに起因する解像度の低下を
きたすなどの問題があった。そこで、この問題を解決
し、耐摩耗性の向上を図る他の方法として、保護層を設
けたり感光層に無機フィラーを添加したりするといった
方法を採用した提案がなされた（例えば、下記特許文献
１〜５、参照）。しかしながら、これらにより耐摩耗性
は向上するものの、長期連続繰り返しで明部電位上昇と
なり、画像濃度低下などの画像劣化が発生した。この問
題に対しては、さらに、金属酸化物微粒子を分散させた
保護層を設け、その改善を図るとする提案がなされた
（下記特許文献６、参照）。

【特許文献１】 特開平1-205171号公報

【特許文献２】 特開平7-333881号公報

【特許文献３】 特開平8-15887号公報

【特許文献４】 特開平8-123053号公報

【特許文献５】 特開平8-146641号公報

【特許文献６】 特開平8-179542号公報

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例に提案されている保護層を持つ感光体は、機械的強
度が高く耐摩耗性は向上するものの、保護層により露光
時の光が散乱してしまうことにより画像解像力が低下
し、現像像では文字の太りなどが観察され、十分な解像
力が得られない。また、現在主流となっているＬＤなど
のレーザービームによりスポット露光するレーザープリ
ンタやデジタル複写機などにおいては、表面層を透過す
るレーザー光の散乱を抑制するために表面層に含む無機
フィラーなどの微粉体の粒径をレーザー波長より短くす
ることが効果のあることとして知られていた（上記従来
例における保護層に分散させる粒子についてもその旨の
記載がある）。しかしながら、単純に粒径を小さくしす
ぎると、潜像形成の点では有利でも耐摩耗性を満足する
ことが不可能となる場合が起きたり、感光体表面上の粗
さによる乱反射の影響を受けやすく、細線再現性を悪化
させる。こうした問題点に対する技術的な解決は、未だ
図られていない状況にある。本発明は、上記した従来技
術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的
は、導電性基体上に電荷発生物質と電荷輸送物質を含有
する感光層と、無機フィラーとバインダー樹脂とからな
る保護層を有する感光体を光出力が変調される光源から
の光ビームの走査によりスポット露光し、感光面に静電
潜像を生成する露光手段を備えた画像形成装置におい
て、従来技術の金属酸化物微粒子を分散させた保護層に
おいて生じた散乱による画像解像力の低下、また保護層
に分散させた該粒子の粒径を小さくしすぎたために起き
る細線再現性の悪化を軽減し、高画質、長寿命、高信頼
性を高いレベルで達成することを可能にする画像形成装
置及び該画像形成装置に用いられるプロセスカートリッ
ジを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、感光
体と、画像データにより光出力が変調される光源からの
光ビームの走査により感光体をスポット露光し、感光面
に静電潜像を生成する露光手段を備える画像形成装置で
あって、前記感光体が導電性基体上に電荷発生物質と電
荷輸送物質を含有する感光層と、無機フィラーとバイン
ダー樹脂とからなる保護層を有し、前記無機フィラーの
平均粒子径：d、前記光ビームの波長：λ、感光面上の
露光スポットの短軸長：Lを次式、 0.1＜3.75×10^-3L/λ＜d/λ＜0.5 の関係を満たす値を持つように定めることを特徴とする
画像形成装置である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載された
画像形成装置において、前記無機フィラーの平均粒子径
が0.2〜0.4μmであることを特徴とするものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
された画像形成装置において、前記レーザービームによ
る感光体面上の露光スポットの短軸長が10〜80μmであ
ることを特徴とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された画像形成装置において、前記保護層が
電荷輸送物質を含有することを特徴とするものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載された画像形成装置において、前記感光層が
電荷発生物質含有層、電荷輸送物質含有層の積層構造を
なすことを特徴とするものである。請求項６の発明は、
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像形成装置に
おいて、前記無機フィラーが酸化チタン、シリカ、アル
ミナから選ばれる一種、もしくはそれらの混合物である
ことを特徴とするものである。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかに記載された画像形成装置において、前記光ビーム
として波長が400〜450ｎmの波長を有する半導体レーザ
ーを用いることを特徴とするものである。請求項８の発
明は、請求項１乃至７のいずれかに記載された画像形成
装置が、前記感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニ
ング手段の中の少なくとも一つの手段を一体に支持した
プロセスカートリッジを有したことを特徴とするもので
ある。請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれかに
記載された画像形成装置に用いられるプロセスカートリ
ッジであり、感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニ
ング手段の中の少なくとも一つの手段を一体に支持した
ことを特徴とするプロセスカートリッジである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、感光体と該感光体を光
ビームの走査によりスポット露光する手段を有する画像
形成装置に係わり、感光体における高画質現像、感光体
の長寿命、高信頼性を高いレベルで達成するために、感
光体における構成要件と露光条件の適正化を図ることを
目的とするもので、この目的は、感光体が導電性基体上
に電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する感光層と、そ
の表面に保護層を持ち、保護層には耐摩耗性向上のため
に無機フィラーをバインダー樹脂に添加するという構成
を持つものに向けられる。本発明では、保護層に添加す
る無機フィラーの平均粒径と、感光体へ像露光をおこな
うレーザービームの波長、及びレーザービームによる露
光スポット径の値（通常、露光スポット径は円形もしく
は楕円形状をとるので、その短軸長の値を意味する。ま
たパワー変調等のように露光スポット径を変化させる場
合、最大径：フルドット径を意味する。）とを特定の関
係にすることにより、静電潜像形成時における電荷移動
の際に生じる電荷の散逸に伴う解像度の低下を起こさず
に高品位な現像像を得るとともに、感光体の耐摩耗性を
向上させることを可能にする。なお、本発明においての
レーザービームの露光スポット径とは、ガウス関数で表
されるレーザービームスポットの光強度分布の１／ｅ^２
倍のときのビーム径の幅を意味する（ｅは自然対数の底
をあらわす）。また、露光スポットの短軸長とは、１／
ｅ^２倍のときの径の主走査方向と副走査方向でビーム径
（幅）が異なる場合において短いほうのビーム径を意味
する。

【００１３】上記の特定の関係は、保護層に添加される
無機フィラーの平均粒子径：d、光ビームの波長：λ、
光ビームによる感光体面上の露光スポットの短軸長：L
とした場合、下記式(1)に示す関係を満たす感光体の構
成要件および露光条件にするという新たな発見に基づく
ものである。 0.1＜3.75×10^-3L/λ＜d/λ＜0.5 ・・・式(1) この条件式は、次に示す知見を根拠とする。即ち、第一
に、露光スポットの短軸長Lと露光に用いる光ビームの
波長λの関係を示す値、3.75×10^-3L/λが0.1以下とな
ると、感光体表面上の粗さによる乱反射の影響を受けや
すく潜像形成の際の影響が出て細線再現性等で問題が生
じる。第二に、上記した短軸長Lと波長λの関係を示す
値、3.75×10^-3L/λが保護層に含まれる無機フィラーの
平均粒子径dと露光に用いる光ビームの波長λの関係を
示すd/λより大きくなると、解像度低下が目立つように
なり、この場合はさらに、感光体の摩耗量も増加し、耐
久性が低下してしまう。第三に、上記した平均粒子径d
と波長λの関係を示す値、d/λが0.5以上となると耐摩
耗性については優れるものの、感光体露光後の残留電位
の上昇が大きくなり、画像形成時における露光部電位の
上昇という問題が生じるようになる。従って、式(1)に
示す条件を満足するように画像形成装置を構成すること
によって始めて高画質と高耐久を両立しうる信頼性の高
い画像形成装置を得ることが出来る。

【００１４】また、上記無機フィラーの平均粒子径dは
0.2〜0.4μmであることが耐摩耗性と画像品質を両立さ
せる点から特に好ましい。平均粒子径ｄが大きくなり過
ぎると感光体上に形成される潜像が乱れやすくなり、ま
た電荷移動の際のトラップとなり露光後の光減衰特性が
悪化したり残留電位の上昇が生じてしまう。逆に平均粒
子径ｄが小さくなりすぎると耐摩耗性の面で悪影響が生
じる。つまり平均粒子径ｄが小さすぎると保護層中のバ
インダー樹脂との結びつきが弱くなり保護層より脱離し
やすくなるために、摩耗が促進され耐刷性が低下してし
まう。また平均粒子径ｄが小さすぎると塗工液として凝
集しやすく保護層として成膜した場合、均一な膜質が得
られない。こうした点が、特に好ましい平均粒子径ｄを
0.2〜0.4μmとする理由である。

【００１５】また、感光体面上の露光スポットの短軸長
Ｌは10〜80μmであることが好ましい。露光スポット径
は画質に重要な影響を与える因子である。露光に用いら
れるレーザービームはその特性上、波長が短いほうが回
折力が小さくなりビームウエストを絞りやすくなり露光
スポットを小さくすることが可能となる。従って、短波
長の光源で好ましい無機フィラーの平均粒子径dを考慮
すると、短軸長Lの上限は80μmが適当である。露光スポ
ットは小さければ小さいほどそれだけ高精度の潜像を形
成出来るため、より好ましく60μm以下、さらに好まし
くは40μm以下であり、この範囲であるとハイライト部
の階調性が大きく向上する。しかしながら、露光スポッ
ト径を限りなく小さくすることの意味を問うと、実際は
現像剤粒子径には限界が有り、この現像剤粒子で実現出
来る解像度を超えてしまっても画質改善は殆どみられな
い。また、露光スポット径が小さくなりすぎると、感光
体表面の粗れにより乱反射の影響を受けやすくなってし
まう問題が生じる。このような制約条件を考慮した結果
として、感光体面上の露光スポットの短軸長の下限が定
められ、これが10μmとする所以である。従って、上述
のように好ましい露光スポットの短軸長Ｌの範囲として
は10〜80μm、より好ましくは10〜60μmであり、さらに
好ましくは10〜40μmと定める。露光に用いられるレー
ザービームは、上述のように波長が短いほうが回折力が
小さくなりビームウエストを絞りやすくなり露光スポッ
トを小さくすることが可能となる。具体的には、露光ス
ポット径：Lは、L∝(π／4)(λf／d)の関係（式中λは
レーザービームの波長、fはfθレンズの焦点距離、Dは
レンズ径）で示されるため、λ、fは小さく、Dは大きい
ほうが、理論上スポット径を小さくすることが出来る。
しかしながら、Lを10μm〜15μmレベルに絞り込むため
に、fを小さくしたり、Dを大きくするには、超高精度な
光学部品や大きな光学部材が必要となる。さらに、この
ような超高精度な光学部品や大きな光学部材を用いるに
は、コスト的に、さらに実際に画像形成装置に組み込ん
だ場合の光学部材の設置スペースの問題からも実用化を
困難にする。従って、Lをより小さく絞り込むにはλ、
即ち波長の値を小さくすることが非常に有効となる。こ
うした点から青色領域の短波長半導体レーザーの発振波
長域である400〜450nmとすることが露光スポットを小さ
くし高解像化をはかり、且つ低コスト化、省スペース化
を図るうえで好ましい。

【００１６】さらに本発明では、上記した発明における
保護層に電荷輸送物質を含有させ、電荷の輸送を促進す
ることにより高感度化をはかるようにする。また、上記
した発明における感光層を電荷発生層、電荷輸送層から
成る層構成として機能分離することにより高感度化をは
かる。加えて、上記した発明における保護層に添加する
無機フィラーとして酸化チタン、シリカ、アルミナから
選ばれる一種、もしくはそれらの混合物を用いることに
より卓越した耐摩耗性を得ることを可能にする。

【００１７】以下に、上記した発明の画像形成装置を添
付する図面を参照して示す以下の実施形態及び実施例に
基づき説明する。先ず、本発明の画像形成装置に用いる
感光体に係わる実施形態について説明する。感光体は、
導電性基体上に電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する
感光層と無機フィラーとバインダー樹脂とからなる保護
層を積層して構成する。本実施形態において用いる導電
性基体は、導電体そのものあるいは絶縁体に導電処理を
したものとするが、導電体として例えばＡｌ、Ｆｅ、Ｃ
ｕ、Ａｕなどの金属あるいはそれらの合金の他、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶
縁性基体上にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属あるいはＩｎ₂
Ｏ₃、ＳｎＯ₂等の導電材料の薄膜を形成したもの、導電
処理をした紙等が使用できる。導電性支持体の形状は特
に制約はなく板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれ
のものも使用できる。

【００１８】次に感光層について説明する。本発明が適
用対象とする感光層は基本的に限定されないので、単層
型、積層型いずれに実施しても良い。まず、電荷発生層
と電荷輸送層とに機能分離された積層型について述べ
る。電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層で、
必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもある。電荷
発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いるこ
とができる。無機系材料には、結晶セレン、アモルファ
ス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲ
ン、セレン−ヒ素化合物、或いはアモルファス・シリコ
ン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいて
は、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でタ
ーミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドー
プしたものが良好に用いられる。一方、有機系材料とし
ては、公知の材料を用いることが出来る。例えば、金属
フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシ
アニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸
メチン顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリ
フェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミ
ン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有
するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オ
キサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン
骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨
格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有
するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系また
は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニル
メタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及
びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔
料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾ−ル系顔
料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独ま
たは２種以上の混合物として用いることが出来る。なか
でも下記一般式（Ｉ）で表されるジスアゾ顔料を用いた
場合、特に光感度の面で優れた特性を示し高感度な感光
体を得ることが出来る。

【００１９】

【化１】

【００２０】但し、上記一般式(I)中、A及びBは、下記
一般式(II)〜(VIII)で表されるカプラー残基を示す。

【００２１】

【化２】

【００２２】但し、上記一般式(II)中、X1、Y1及びZは
それぞれ以下のものを表す。X1：−ＯＨ、−ＮＨＣＯＣ
Ｈ₃、又は−ＮＨＳＯ₂ＣＨ₃。Y1：−ＣＯＮ（Ｒ２）
（Ｒ３）、−ＣＯＮＨＮ＝Ｃ(R6)(R7)、−ＣＯＮＨＮ(R
8)(R9)、−ＣＯＮＨＣＯＮＨ(R12)、水素原子、−ＣＯ
ＯＨ、−ＣＯＯＣＨ₃、−ＣＯＯＣ₆Ｈ₅、又はベンズイ
ミダゾリル基。（R2、R3は水素原子、置換若しくは無置
換のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置
換若しくは無置換のヘテロ環基を示し、R2、R3はそれら
に結合する窒素原子と共に環を形成しても良い。R6、R7
は水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若
しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のア
リール基、置換若しくは無置換のスチリル基、置換若し
くは無置換のヘテロ環基を示し、R6、R7はそれらに結合
する炭素原子と共に環を形成しても良い。R8、R9は水素
原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは
無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリール
基、置換若しくは無置換のスチリル基、置換若しくは無
置換のヘテロ環基を示し、R8、R9は5員環あるいは6員環
を形成してもよく、この場合5員環あるいは6員環は、縮
合芳香族環を有しても良い。R12は置換若しくは無置換
のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換
若しくは無置換のヘテロ環基を示す。）Z：ベンゼン環
と結合してナフタレン環、アントラセン環、カルバゾー
ル環、ベンゾカルバゾール環、ジベンゾカルバゾール
環、ジベンゾフラン環、ベンゾナフトフラン環、及びジ
ベンゾチオフェン環から選ばれる多環芳香族環又はヘテ
ロ環を形成するのに必要な残基。これらの環には置換基
が有ってもよい。

【００２３】

【化３】

【００２４】但し、上記一般式(III)中、R4は水素原
子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しく
は無置換のアリール基を示す。

【００２５】

【化４】

【００２６】但し、上記一般式(IV)中、R5は水素原子、
置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無
置換のアリール基を示す。

【００２７】

【化５】

【００２８】但し、上記一般式(V)中、Yは芳香族炭化水
素の2価の基、又は窒素原子を環内に含むヘテロ環の2価
の基を示す。

【００２９】

【化６】

【００３０】但し、上記一般式(VI)中、Yは芳香族炭化
水素の２価の基、又は窒素原子を環内に含むヘテロ環の
２価の基を示す。

【００３１】

【化７】

【００３２】但し、上記一般式(VII)中、R10は水素原
子、炭素数１乃至８の低級アルキル基、カルボキシル
基、又はそのエステルを示し、Ar1は置換若しくは無置
換の芳香族炭化水素環基を示す。

【００３３】

【化８】

【００３４】但し、上記一般式(VIII)中、R11は水素原
子、炭素数１乃至８の低級アルキル基、カルボキシル
基、又はそのエステルを示し、Ar2は置換若しくは無置
換の芳香族炭化水素環基を示す。

【００３５】本例の電荷発生層に必要に応じて用いられ
るバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シ
リコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、
ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレ
ン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミ
ドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独
または２種以上の混合物として用いることが出来る。更
に必要に応じて後述する電荷輸送物質を添加してもよ
い。電荷発生層を形成する方法として、大きくは真空薄
膜作製法か溶液分散系からのキャスティング法を採用す
る。前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、
イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性ス
パッタリング法、ＣＶＤ法等が含まれ、この方法により
上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。
また、後述のキャスティング法により上述した無機系も
しくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂
と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキ
サン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボー
ルミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分
散液を適度に希釈して塗布することにより、形成でき
る。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコー
ト法などを採用することができる。以上のようにして設
けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当で
あり、好ましくは0.05〜2μmである。

【００３６】また、本例の電荷輸送層は、電荷輸送材と
バインダー樹脂とともにテトラヒドロフラン、シクロヘ
キサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の
溶媒を用いてこれらを溶解、塗工し成膜することにより
形成される。塗工方法としては浸漬塗工法やスプレーコ
ート、ビードコート法などを採用することができる。電
荷輸送層とし使用できるバインダー樹脂としてはフィル
ム性の良いポリカーボネート（ビスフェノールAタイ
プ、ビスフェノールZタイプ、ビスフェノールCタイプ、
あるいはこれら共重合体）、ポリアリレート、ポリスル
フォン、ポリエステル、メタクリル樹脂、ポリスチレ
ン、酢酸ビニル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などが
用いられる。これらのバインダーは、単独または2種以
上の混合物として用いることが出来る。電荷輸送層に使
用される電荷輸送物質は、オキサゾール誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体（特開昭52-139065、52-139066号公報
に記載）イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導
体（特願平1-77839号に記載）、ベンジジン誘導体（特
公昭58-32372号公報に記載）、α−フェニルスチルベン
誘導体（特開昭57-73075号に記載）、ヒドラゾン誘導体
（特開昭55-154955、55-156954、55-52063、56-81850など
の公報に記載）、トリフェニルメタン誘導体（特公昭51
-10983号公報に記載）、アントラセン誘導体（特開昭51
-94829号公報に記載）、スチリル誘導体（特開昭56-292
45、58-198043号の各公報に記載）、カルバゾール誘導体
（特開昭58-58552号公報に記載）、ピレン誘導体（特願
平2-94812号に記載）などを使用することができる。こ
れら多くの電荷輸送物質のなかでも下記一般式（IX）で
表される構造を有するものを用いた場合、特に光感度の
面で優れた特性を示し高感度な感光体を得ることが出来
る。

【００３７】

【化９】

【００３８】但し式(IX)中、R1、R2、R3およびR4は水素
元素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至８の低級アル
キル基、置換もしくは無置換のアリール基を表し、Ar1
は置換又は無置換のアリール基を表し、Ar2置換又は無
置換のアリーレン基を表し、Ar1とR1は共同で環を形成
してもよく、またｎは０又は１の整数である。以上のよ
うにして設けられる電荷輸送層の膜厚は5〜100μm程度
が適当であり、好ましくは10〜30μm程度である。

【００３９】次に、単層型の感光層について述べる。キ
ャスティング法等で単層の感光層を設ける場合、上記し
た電荷発生物質ならびに電荷輸送物質、バインダー樹脂
等の材料を用いて単層構成とすればよい。このようにし
て構成する感光層には、必要により可塑剤やレベリング
剤を添加することもできる。単層の感光層の膜厚は、5
〜100μm程度が適当であり、好ましくは、10〜30μm程
度が適当である。上記のように、いずれの型式の感光層
でも、感光体の電荷発生材料として特定の構造を有する
ジスアゾ顔料もしくはY型オキシチタニルフタロシアニ
ンを用い、電荷輸送層に特定の構造を有する電荷輸送物
質を用いることによりさらに高速なプロセスに対応可能
とする。

【００４０】次に、保護層について説明する。本発明の
感光体における保護層は、少なくとも無機フィラーとバ
インダー樹脂からなる。無機フィラーとしては酸化チタ
ン、シリカ、酸化錫、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸
化インジウム、窒化ケイ素、酸化カルシウム、酸化亜
鉛、硫酸バリウム等を採用することができる。これら無
機フィラーは分散性向上などの理由から無機物、有機物
で表面処理されてもよい。その中には、一般に行われて
いるように、撥水性処理としてシランカップリング剤で
処理、あるいはフッ素系シランカップリング剤処理、高
級脂肪酸処理が含まれる。無機物処理としてはアルミ
ナ、ジルコニア、酸化スズ、シリカによるフィラー表面
処理が含まれる。無機フィラーとしては中でも、酸化チ
タン、シリカ、アルミナを用いた場合、特に良好な耐摩
耗性と静電特性を発現し、本発明の画像形成装置への適
用に好適となる。特に、電子写真感光体の高耐久化を図
る意味では、α−アルミナが特に優れた特性を示す。こ
れはα−アルミナがダイアモンドに次いで優れた硬度
（モース硬度）を示すことと、透光性を有することに起
因する。前者の特性は感光体の耐摩耗性の向上に対して
極めて有利に作用し後者は優れた静電特性維持に有利で
あり、結果として感光体の総合的な特性の向上に結びつ
けることができる。とりわけ、以下の特徴を有するα−
アルミナは、膜中のフィラー充填性に優れるため、フィ
ラーの含有量を高くしても表面平滑な膜形成が可能とな
る。すなわち、フィラーとして用いるα−アルミナは、
実質的に破砕面を有さず、且つ、多面体粒子であり、且
つ、α−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径を
Ｄ、六方稠密格子面に垂直な粒子径をＨとした場合に、
Ｄ／Ｈ比が0.5以上5.0以下であるα−アルミナ粒子から
なるものが望ましい。保護層のバインダー樹脂として
は、低分子電荷輸送物質、及び高分子電荷輸送物質と粉
砕、分散し、塗工される。バインダー樹脂としてはアク
リル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート（ビスフェ
ノールAタイプ、ビスフェノールZタイプ、ビスフェノー
ルCタイプ、あるいはこれら共重合体）、ポリアリレー
ト、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、エポキ
シ樹脂等が挙げられ、保護層中の無機フィラー含有量は
3〜50重量％で、好ましくは5〜30重量％であり、3重量
％以下であると耐摩耗性はあるものの十分でない、40重
量％以上であると感光層の透明性が損なわれる。

【００４１】また、無機フィラーの平均粒子径dは、上
記(1)式、即ち 0.1＜3.75×10^-3L/λ＜d/λ＜0.5 を満たしていれば良く、0.2〜0.4μmであることが、上
記したとおり耐摩耗性と画像品質を両立させる点から好
ましい。これは、平均粒子径dが大きくなり過ぎると感
光体上に形成される潜像が乱れやすくなり、画像品質が
低下し、逆に無機フィラーの平均粒子径dが小さくなり
すぎると、保護層中のバインダー樹脂との結びつきが弱
くなり、摩耗が進行した場合に保護層より脱離しやすく
なり耐刷性が低下してしまうといった耐摩耗性の面で悪
影響が生じるからである。また、平均粒子径を著しく小
さくした場合、成膜時に非常に密に配置されるため電荷
移動の際のトラップとなり露光後の光減衰特性が悪化し
たり残留電位の上昇が生じてしまう。さらに、平均粒子
径が小さすぎると塗工液として凝集しやすく保護層とし
て成膜した場合、均一な膜質が得られないといった理由
からである。また、保護層における無機フィラーの存在
確率を一定に保つことが耐摩耗性、画像特性の向上に対
する重要な課題である。つまり、保護層を設けたことに
より感光層の感度、静電的安定性を損なわず、かつ露光
の精細性を損なうことなく、耐摩耗性にもとづく薄膜化
によりさらに高精細化と高速応答化を図ることを可能と
するために必要な条件になるからである。この要求を満
足するためには、保護層の任意断面における無機フィラ
ーの含有量がその平面内での面積占有率として2乃至6％
であることが望ましい。面積占有率で2％未満である
と、耐摩耗性が不足し、6％より大きいと残留電位の上
昇、感度低下、解像度低下、フィルミングに起因する異
常画像発生が生ずる。

【００４２】保護層における上記面積占有率の制御は、
使用する材料の粒径とその分布、塗工液処方、塗工装置
により可能である。上記のフィラーはバインダー樹脂と
ともにテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキ
サン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ブタノン等の
溶媒分散されて、浸漬塗工法やスプレーコート、ビード
コート法などを用いて形成されるが、特に好ましいバイ
ンダー樹脂としてはポリカーボネート樹脂、ポリアリレ
ート樹脂が採用可能である。上記のように、保護層中に
用いられるバインダー樹脂をポリカーボネート樹脂もし
くはポリアリレート樹脂のいずれか、あるいはそれらを
混合して用いることによって、より高い耐久性を与える
ことが可能となる。さらに、保護層に含有される電荷輸
送物質のイオン化ポテンシャル（Ip）の値が、前記感光
層に含有される電荷輸送物質のIpの値以下となるような
関係が成り立つような電荷輸送物質を含有することでい
っそうの高速対応が可能となる。

【００４３】なお、本例の感光体には、導電性支持基体
と感光層との間に適宜中間層を設けるようにしても良
い。ここに使用可能な中間層であるが、中間層は一般に
樹脂を主成分とするもの用いられたりするが、これらの
樹脂はその上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを
考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂
であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリ
ビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウ
ム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化
ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、
メラミン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキ
シ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが
挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸
化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示で
きる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物など
の微粉末を中間層中のフィラーとして加えることによ
り、さらに安定した帯電性を保持することが出来る。こ
れらの中間層は、適当な溶媒、塗工法を用いて形成する
ことが可能で、膜厚としては0.1〜20、好ましくは0.5〜
10μｍが適当である。

【００４４】ここで、上記感光体を用いて電子写真プロ
セスによる画像形成を行う本発明の画像形成装置につい
て説明する。図１は本発明の画像形成装置に係わる画像
形成部の一例を概略図にて示す。図１を参照し、例示す
る画像形成部の構成及び、その画像形成プロセスを説明
する。図示の画像形成部では、通常の電子写真方式に従
った画像形成プロセスである帯電，露光，現像，転写に
より記録紙上に画像が形成される。ここでは、レーザー
ビーム（図１中Ｌとして示す）で画像が書き込まれる感
光体１は、ドラム状の形状をなす。なお、感光体１はド
ラム状以外の、シート状、エンドレスベルト状のもので
あっても良い。ドラム状の感光体１に対し電子写真プロ
セスに従った操作を行うための手段として、図１に示す
ように、帯電，露光，現像，転写のプロセス順に除電ラ
ンプ２、帯電チャージャ３、イレーサ４、画像露光部
５、現像ユニット６、転写前チャージャ７、転写チャー
ジャ１０、分離チャージャ１１、分離爪１２、クリーニ
ング前チャージャ１３、ファーブラシ１４、クリーニン
グブラシ１５を感光体ドラムの周囲に備える。帯電チャ
ージャ３、転写前チャージャ７、転写チャージャ１０、
分離チャージャ１１、クリーニング前チャージャ１３に
は、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド
・ステート・チャージャー）、帯電ローラを始めとする
公知の手段が用いられる。なお、転写手段には、図に示
されるように転写チャージャー１０と分離チャージャー
１１を併用したものが効果的であるが、転写チャージャ
のみの一般な手段としても良い。

【００４５】ここで、図１に簡略化して示した画像露光
部５について説明を加える。図１において、ドラム状の
感光体１は同図中の矢示Ａ方向に回転（副走査）され、
又その感光面が図面に垂直（主走査）方向にライン走査
するレーザービームＬによりスポット露光され、そこに
潜像を生成する。こうした画像露光部５の動作はレーザ
ービーム書き込み装置により行われる。図２は本例の画
像形成装置に用いるレーザービーム書き込み装置の一例
を示す。 図２を参照すると、レーザービーム書き込み
装置は、画像形成装置全体を制御するプリンタ制御部２
２の制御下に、画像書き込み制御部２１、ポリゴンモー
タ制御部２５及びステッピングモータ制御部２３を備え
る。プリンタ制御部２２の制御動作に従い、画像書き込
み制御部２１は、取り込んだ画像データによってＬＤ２
６の点灯を制御する。ＬＤ２６から発する光ビームは、
結像光学系（図示せず）を経て、ポリゴンモータ制御部
５により等速回転（図２、矢示C）するポリゴンミラー
４で偏向され、その後、ｆθレンズ２８によって感光体
ドラム１上に一定小径の光スポットとして結像され、感
光面を等速で主走査し（図２、矢示B）、光ビーム書き
込みを行う。このとき、主ライン走査方向の書き込み
は、定位置に設けた同期検知センサ２７によりビームを
検出することにより発生する同期信号に基づいて生成す
るタイミング信号LGATEに従い書き込みを開始する。一
方、副走査方向（図２、矢示A）の書き込みは、ステッ
ピングモータ制御部２３により回転が制御される感光体
ドラム１上のドラム回転方向の基準位置に基づいて定め
た書き込みタイミング信号に従い、その開始が制御され
る。

【００４６】画像書き込み制御部２１では、書き込み画
像のソースとなる画像データを生成する画像入力装置
（例えば、スキャナ、外部で生成された印刷データをＩ
／Ｆを介して受け取るプリンタコントローラ等）から送
信されてくる画像データに基づいてＬＤ２６の発光を制
御するための変調信号を生成し、ＬＤドライバがこの変
調信号によりＬＤ２６を駆動することにより画像を担っ
たビームを発生させる。ここでは、ＬＤ２６からのレー
ザービームによりスポット露光をして、画素ドットによ
り画像を表現する方式を採用しているので、この方式に
応じた変調信号を生成し、ＬＤ２６の発光を制御する。
画素ドットにより画像を表現する方式においては、濃度
調整や階調表現をする場合に、画素ドットを一定の大き
さ（径）にして記録密度を変更したり、或いは画素ドッ
トの大きさを変更したりするやり方を用いるので、こう
したやり方に従って光出力の変調を行う。画素ドットの
大きさを変更する方式の場合、光出力を点灯時間にて変
調（パルス幅：PWM変調）する方式や強度変調方式等が
採用される。ところで、画像形成装置の書き込みに利用
するレーザービームＬを発生する光源としては、発生波
長の異なる種々の半導体レーザー（ＬＤ）等を用いるこ
とができる。書き込み用の光源としては、画質を向上さ
せるためにはビームスポット径を小さくすることが望ま
しく、現状では短波長側に移行しつつある。こうした種
々の波長のＬＤを画像形成装置の書き込みに利用する場
合に、感光面に作られる露光スポット径の大きさL（＝
露光スポットの短軸長）を上記した条件式(1)、即ち、 0.1＜3.75×10^-3L/λ＜d/λ＜0.5 に従って定めるようにする。この条件式を満足する設定
を行うためには、第１に画像書き込み制御部２１により
ＬＤの発光を調整・制御するという方式を採用する。即
ち、ＬＤを点灯時間変調（PWM変調）又は強度変調する
ときの設定を変更することにより、露光スポットの短軸
長を調整する。第２に、走査光学系を構成する要素の配
置を微調整して結像条件を変更することにより、露光ス
ポットの短軸長を調整する、という方式を採用しても良
い。

【００４７】本発明の画像形成装置に係わる実施形態と
して図１を例示したが、感光体１への画像形成プロセス
には、図１に示される工程の他に光照射を併用した転写
工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光な
どの工程を設けることにより種々の光が照射されるよう
な装置構成をとる場合があり得、こうした形態で実施し
ても良い。また、現像ユニット６により感光体１上に現
像されたトナーは、レジストローラ８を通して送り込ま
れる転写紙９に転写されるが、全部が転写されるわけで
はなく、感光体１上に残存するトナーも生ずる。このよ
うなトナーは、ファーブラシ１４およびブレード１５に
より、感光体より除去される。クリーニングは、クリー
ニングブラシだけで行なわれることもあり、クリーニン
グブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めと
する公知のものが用いられる。また、電子写真方式によ
る感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行なうと、感
光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを
負(正)極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ
画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれ
ば、ネガ画像が得られる。かかる現像手段には、公知の
方法が適用されるし、また、除電手段にも公知の方法が
用いられる。上記で実施形態として図１に示した画像形
成部は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定し
て組み込まれていてもよいが、その一部を着脱可能なプ
ロセスカートリッジの形で交換部品として装置内に組み
込む方式により構成するようにしてもよい。図３はプロ
セスカートリッジとして実施する形態の１例を示す。図
３に示すように、プロセスカートリッジには、感光体１
６を内蔵する他に、帯電チャージャ１７、画像露光部１
９、現像ローラ２０を含む現像部、転写部、クリーニン
グブラシ１８を含むクリーニング部、除電部（図示せ
ず）を要素として備え、１つの装置（部品）を構成す
る。図３に示す実施形態では、感光体以外に、帯電手段
（帯電チャージャ１７）、現像手段、クリーニング手段
を一体化して保有するカートリッジを例示したが、帯電
手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一手段
を感光体と一体化する形式でカートリッジを構成するよ
うにしても良い。

【００４８】次に、実施例によって本発明を更に詳細に
説明する。なお、実施例中使用する部は、すべて重量部
を表わす。 「実施例１〜３」まず、下記要領にて実施例１〜３に用
いる電子写真感光体を得た。導電性支持基体としてφ30
mmのアルミニウムドラムに、下記成分を混合しボールミ
ル粉砕をおこない、浸漬法で塗工、加熱乾燥することに
より、3．5μmの中間層を形成した。 〔中間層用塗工液〕 ・アルキッド樹脂（ベッコゾール 1307-60-EL，大日本
インキ化学工業製） 6部 ・メラミン樹脂（スーパーベッカミン G-821-60，大日
本インキ化学工業製）4部 ・酸化チタン（CR-EL，石原産業社製） 40部 ・メチルエチルケトン 200部 次に、上記工程で形成した中間層上に下記の電荷発生層
用塗工液を浸漬法で塗工、加熱乾燥することにより膜厚
0.2μmの電荷発生層を形成した。 〔電荷発生層用塗工液〕下記成分を混合しボールミルで
分散した。 ・下記式(X)に示す構造のジスアゾ化合物 5部 ・ポリビニルブチラール（エスレックBL-S，積水化学
製） 1.5部 ・シクロヘキサノン 120部 ・メチルエチルケトン 120部

【００４９】

【化１０】

【００５０】次に、上記工程で形成した電荷発生層上に
下記電荷輸送層用塗工液を浸漬法で塗工し、加熱乾燥す
ることにより膜厚19μmの電荷輸送層を形成した。 〔電荷輸送層用塗工液〕下記成分を混合溶解せしめ、電
荷輸送層用塗工液とした。 ・下記式(XI)に示す構造構造の電荷輸送物質（イオン化
ポテンシャル：5．50eV） 7部 ・ポリカーボネート（Zポリカ，帝人化成社製 Mv5万）
10部 ・塩化メチレン 100部 ・1％シリコーンオイル（KF50，信越シリコーン社製）
塩化メチレン溶液 1部

【００５１】

【化１１】

【００５２】次に、上記工程で形成した電荷輸送層上
に、下記成分を直径9cmの硬質ガラスポットに投入し直
径2mmジルコニアビーズを用いてボールミル分散を96時
間おこない保護層用塗工液として、スプレー法で塗工し
て2.5μmの保護層を設け本実施例の電子写真感光体を得
た。 ・ポリカーボネート樹脂（Zポリカ，帝人化成社製 Mv5
万） 5部 ・アルミナ（住友化学工業製） 2部 ・下記式(XII)に示す構造の電荷輸送物質（イオン化ポ
テンシャル：5．39eV）3部 ・シクロヘキサノン 200部

【００５３】

【化１２】

【００５４】なお保護層成膜後のアルミナの平均粒径を
断面のＴＥＭ写真から測定したところ0.30μmであっ
た。上記工程で作製した電子写真感光体を電子写真複写
機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）をベースとした
画像形成装置、即ち像露光のための書込みレーザービー
ムの波長が655nmであり、かつ感光体面上の露光スポッ
ト径を可変出来るように光学ユニットの改造を施した装
置、を用いて120000枚までの通紙試験を行った。この実
施例では、感光体面上の露光スポット径の短軸長Lをそ
れぞれ変化させ、実施例１では70μm、実施例２では50
μm、実施例３では20μmとした。実施例１〜３それぞれ
について、通紙試験120000枚後に以下の項目について評
価をおこなった。 ・感光体膜厚減少量‥‥通紙試験後の膜厚減少量を渦電
流式膜厚計フィシャー社製フィシャーコープMMSで測定
した。 ・機内電位（露光部電位）‥‥帯電電位-600Vとしたと
きの露光部電位の推移について評価した。 ・画像品質‥‥出力画像のベタ濃度、黒ポチなどの局所
欠陥、地肌汚れ、異常画像等を総合的に評価して“良好
“、”僅かに低品質“、”品質不良“の三段階に分類し
た。 ・解像度‥‥1200dpiで独立1ドットの画像形成をおこな
い、画像上のドットの再現性について顕微鏡観察して評
価し“良好”、“僅かに再現性低下”、“再現性不良”
の三段階に分類した。 ・細線再現性‥‥細線書込みをおこない画像上での再現
性を評価し“良好”、“僅かに再現性低下”、“再現性
不良”の三段階に分類した。 これらの評価結果を下記表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】「実施例４，５」これらの実施例は保護層
に添加する無機フィラーを実施例１と異なる物質に変更
したものである。実施例４で用いる電子写真感光体を下
記要領にて得た。実施例１で用いた感光体を作製する際
に、保護層に用いられるアルミナ（住友化学工業製）を
酸化チタン（石原産業製）に代えて保護層用塗工液の分
散条件を、直径2mmのジルコニアビーズから直径5mmのＰ
ＳＺボールに変更し、ボールミル分散時間を96時間から
120時間に変更した以外は、実施例１で用いた感光体と
全く同様にして実施例４で用いる感光体を作製した。な
お、この保護層成膜後の酸化チタンの平均粒径を断面の
ＴＥＭ写真から測定したところ0.25μmであった。ま
た、実施例５で用いる電子写真感光体を下記要領にて得
た。実施例１で用いた感光体を作製する際に、保護層に
用いられるアルミナ（住友化学工業製）をシリカ（日本
アエロジル製）に代えて保護層用塗工液の分散条件を、
直径2mmのジルコニアビーズから直径1cmのアルミナボー
ルに変更し、ボールミル分散時間を96時間から144時間
に変更した以外は、実施例１で用いた感光体と全く同様
にして実施例５で用いる感光体を作製した。なお、この
保護層成膜後のシリカの平均粒径を断面のＴＥＭ写真か
ら測定したところ0.20μmであった。上記工程で作製し
た電子写真感光体を電子写真複写機：イマジオMF2200
（（株）リコ−製）をベースとした画像形成装置、即ち
像露光のための書込みレーザービームの波長が655nmで
あり、かつ感光体面上の露光スポット径を可変出来るよ
うに光学ユニットに改造を施した装置、を用いて120000
枚までの通紙試験を行った。実施例４，５では感光体面
上の露光スポット径の短軸長Lをいずれも50μmとした。
実施例４，５それぞれについて、通紙試験後、実施例１
と同様の評価をおこなった。これらの評価結果を下記表
２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】「実施例６〜８」実施例６〜８は電荷発生
層を形成するための〔電荷発生層用塗工液〕を実施例１
と異なる成分に変更したものである。実施例６〜８で用
いる電子写真感光体を下記要領にて得た。実施例１で用
いた感光体における〔電荷発生層用塗工液〕を以下のよ
うに変更した。 ・Y型オキシチタニルフタロシアニン 8部 ・ポリビニルブチラール 5部 ・2−ブタノン 400部 この電荷発生層用塗工液を浸漬法で塗工、加熱乾燥する
ことにより膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した以外は、
実施例１で用いた感光体と全く同様にして実施例６〜８
それぞれで用いる感光体を作製した。上記工程で作製し
た電子写真感光体を電子写真複写機：イマジオMF2200
（（株）リコ−製）をベースとした画像形成装置、即ち
像露光のための書込みレーザービームの波長が780nmで
あり、かつ感光体面上の露光スポット径を可変出来るよ
うに光学ユニットに改造を施した装置、を用いて120000
枚までの通紙試験を行った。この実施例では、感光体面
上の露光スポット径の短軸長Lをそれぞれ変化させ、実
施例６では75μm、実施例７では60μm、実施例８では20
μmとした。実施例６〜８それぞれについて、通紙試験
後、実施例１と同様の評価をおこなった。これらの評価
結果を下記表３に示す。

【００５９】

【表３】

【００６０】「実施例９，１０」これらの実施例は保護
層に添加する無機フィラーを実施例６と異なる物質に変
更したものである。実施例９で用いる電子写真感光体を
下記要領にて得た。実施例６で用いた感光体を作製する
際に、保護層に用いられるアルミナ（住友化学工業製）
を酸化チタン（石原産業製）に代えて保護層用塗工液の
分散条件を、直径2mmのジルコニアビーズから直径5mmの
ＰＳＺボールに変更し、ボールミル分散時間を96時間か
ら120時間に変更した以外は、実施例６で用いた感光体
と全く同様にして実施例９で用いる感光体を作製した。
なお、この保護層成膜後の酸化チタンの平均粒径を断面
のＴＥＭ写真から測定したところ0.25μmであった。ま
た、実施例１０で用いる電子写真感光体を下記要領にて
得た。実施例６で用いた感光体を作製する際に、保護層
に用いられるアルミナ（住友化学工業製）をシリカ（日
本アエロジル製）に代えて保護層用塗工液の分散条件
を、直径2mmのジルコニアビーズから直径1cmのアルミナ
ボールに変更し、ボールミル分散時間を96時間から144
時間に変更した以外は、実施例６で用いた感光体と全く
同様にして実施例１０で用いる感光体を作製した。な
お、この保護層成膜後のシリカの平均粒径を断面のＴＥ
Ｍ写真から測定したところ0.20μmであった。上記工程
で作製した電子写真感光体を電子写真複写機：イマジオ
MF2200（（株）リコ−製）をベースとした画像形成装
置、即ち像露光のための書込みレーザービームの波長が
780nmであり、かつ感光体面上の露光スポット径を可変
出来るように光学ユニットに改造を施した装置、を用い
て120000枚までの通紙試験を行った。実施例９，１０で
は感光体面上の露光スポット径の短軸長Lをいずれも50
μmとした。実施例９，１０それぞれについて、通紙試
験後、実施例１と同様の評価をおこなった。これらの評
価結果を下記表４に示す。

【００６１】

【表４】

【００６２】「実施例１１〜１６」実施例１１〜１６は
感光体を構成する感光層或いは保護層を実施例１と異な
る成分に変更したものである。実施例１１で用いる電子
写真感光体を下記要領にて得た。実施例１で用いた感光
体を作製する際に、保護層に用いられる電荷輸送物質を
加えなかった以外は、実施例１で用いた感光体と全く同
様にして実施例１１で用いる感光体を作製した。また、
実施例１２で用いる電子写真感光体を下記要領にて得
た。実施例１で用いた感光体を作製する際に、電荷発生
層、電荷輸送層を設ける代わりに下記成分の感光層用塗
工液を用いて膜厚25μmの単層構成の感光層を形成した
以外は、実施例１で用いた感光体と全く同様にして実施
例１２で用いる感光体を作製した。 〔感光層用塗工液〕下記成分を混合しボールミルで分散
した。 ・上記式(X)に示す構造のジスアゾ化合物 5部 ・上記式(XII)に示す構造の電荷輸送物質 50部 ・Z型ポリカーボネート（分子量6万） 97部 ・テトラヒドロフラン 328部 また、実施例１３で用いる電子写真感光体を下記要領に
て得た。実施例１で用いた感光体を作製する際に、電荷
輸送層に用いられる電荷輸送物質を下記のものに代えた
以外は、実施例１で用いた感光体と全く同様にして実施
例１３で用いる感光体を作製した。 ・上記式(XII)に示す構造の電荷輸送物質 7部 また、実施例１４で用いる電子写真感光体を下記要領に
て得た。実施例１で用いた感光体を作製する際に、保護
層に用いられる電荷輸送物質を下記のものに代えた以外
は、実施例１で用いた感光体と全く同様にして実施例１
４で用いる感光体を作製した。 ・下記式(XIII)に示す構造の電荷輸送物質（イオン化ポ
テンシャル：5.3eV） 3部

【００６３】

【化１３】

【００６４】また、実施例１５で用いる電子写真感光体
を下記要領にて得た。実施例１で用いた感光体を作製す
る際に、保護層に用いられる電荷輸送物質を下記のもの
に代えた以外は実施例１で用いた感光体と全く同様にし
て実施例１５で用いる感光体を作製した。 ・上記式(XI)に示す構造の電荷輸送物質 3部 また、実施例１６で用いる電子写真感光体を下記要領に
て得た。実施例１で用いた感光体を作製する際に、保護
層に用いられるバインダー樹脂をポリアリレート（U10
0，ユニチカ製）に代えた以外は実施例１で用いた感光
体と全く同様にして実施例１６で用いる感光体を作製し
た。上記工程で作製した各電子写真感光体を電子写真複
写機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）をベースとし
た画像形成装置、即ち像露光のための書込みレーザービ
ームの波長が655nmであり、かつ感光体面上の露光スポ
ット径を可変出来るように光学ユニットに改造を施した
装置、を用いて120000枚までの通紙試験を行った。実施
例１１〜１６では感光体面上の露光スポット径の短軸長
Lをいずれも50μmとした。実施例１１〜１６それぞれに
ついて、通紙試験後、実施例１と同様の評価をおこなっ
た。これらの評価結果を下記表５に示す。

【００６５】

【表５】 「実施例１７」実施例１７は、感光体の感光層、保護層
の構成成分及び感光体面上の露光に用いるレーザー光の
波長を変更したものである。実施例１７で用いる電子写
真感光体を下記要領にて得た。実施例１と同様に形成し
た中間層上に下記の電荷発生層用塗工液を浸漬法で塗
工、加熱乾燥することにより膜厚0.2μmの電荷発生層を
形成した。 〔電荷発生層用塗工液〕下記成分を混合しボールミルで
分散し、この分散液を電荷発生層用塗工液とした。 ・Ｙ型オキソチタニウムフタロシアニン 1.5部 ・ポリビニルブチラール（エスレックＢＬ−Ｓ：積水化
学製） 1部 ・シクロヘキサノン 220部 ・メチルエチルケトン 220部 この電荷発生層上に下記電荷輸送層用塗工液を浸漬法で
塗工し、加熱乾燥することにより膜厚１９μmの電荷輸
送層を形成した。 〔電荷輸送層用塗工液〕下記成分を混合溶解せしめ電荷
輸送層用塗工液とした。 ・下記（XIV）に示す構造の電荷輸送物質 7部 ・ポリカーボネート（Ｚポリカ、：帝人化成社製 Mv5
万） 10部 ・塩化メチレン 100部 ・1％シリコーンオイル（KF50信越シリコーン社製）塩
化メチレン溶液 1部

【化１４】 次に、上記工程で形成した電荷輸送層上に、下記成分を
直径9ｃｍの硬質ガラスポットに投入し直径1cmのアルミ
ナボールを用いてボールミル分散を48時間おこない保護
層用塗工液とした。この液をスプレー法で塗工して2.6
μmの保護層を設け本例の電子写真感光体を得た。 ・ポリカーボネート樹脂（Ｚポリカ、：帝人化成社製
Mv5万） ５部 ・アルミナ（住友化学工業製） 2部 ・上記（XIV）に示す構造の電荷輸送物質 3部 ・シクロヘキサノン 200部 なお、この保護層成膜後のアルミナの平均粒径を断面の
ＴＥＭ写真から測定したところ0.20μmであった。上記
工程で作製した電子写真感光体を電子写真複写機イマジ
オMF2200［（株）リコ−製］をベースとした像露光のた
めの書込みレーザービームの波長が405nmであり、かつ
感光体面上の露光スポット径を可変出来るように光学ユ
ニットの改造を施した画像形成装置を用いて120000枚ま
での通紙試験を行った。実施例１７では感光体面上の露
光スポット径の短軸長Lをいずれも15μmとした。通紙試
験後、実施例１と同様の評価をおこなった。この評価結
果を下記表６に示す。

【表６】

【００６６】次に、本発明の上記式(1)を満たさない設
定条件による比較例を示し、その評価結果により本発明
の実施例の効果を確認する。なお、比較例中に使用する
部は、すべて重量部を表わす。 「比較例１」下記要領にて比較例１で用いる電子写真感
光体を得た。実施例１〜３で用いた感光体を作製する際
に、保護層中に用いられるアルミナ（住友化学工業製）
を加えなかった以外は、実施例１〜３で用いた感光体と
全く同様にして比較例１で用いる感光体を作製した。こ
のようにして作製した電子写真感光体を電子写真複写
機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）をベースとした
画像形成装置、即ち像露光のための書込みレーザービー
ムの波長が655nmであり、かつ感光体面上の露光スポッ
ト径を可変出来るように光学ユニットに改造を施した装
置、を用いて120000枚までの通紙試験を行った。なお、
比較例１では、実施例２と同様に感光体面上の露光スポ
ット径の短軸長Lを50μmとした。比較例１について、通
紙試験後、実施例１と同様の評価を行った。この評価結
果を下記表６に示す。

【００６７】

【表７】

【００６８】この評価結果を実施例２と対比すると、膜
厚減少量、露光部電位の数値に違いが示されるととも
に、画像品質、細線再現性の不良が現れており、保護層
中に添加されたアルミナの効果が確認できる。

【００６９】「比較例２」下記要領にて比較例２で用い
る電子写真感光体を得た。実施例１〜３で用いた感光体
を作製する際に、保護層塗工液の分散条件を、直径2mm
のジルコニアビーズから直径2mmのＰＳＺボールに変更
し、ボールミル分散時間を96時間から24時間に変更した
以外は、実施例１〜３で用いた感光体と全く同様にして
比較例２で用いる感光体を作製した。なお、この保護層
成膜後のアルミナの平均粒径を断面のＴＥＭ写真から測
定したところ、0.50μm（実施例１〜３では0.30μm）で
あった。上記工程で作製した電子写真感光体を電子写真
複写機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）をベースと
した画像形成装置、即ち像露光のための書込みレーザー
ビームの波長が655nmであり、かつ感光体面上の露光ス
ポット径を可変出来るように光学ユニットの改造を施し
た装置、を用いて120000枚までの通紙試験を行った。な
お、比較例２では、実施例２と同様に感光体面上の露光
スポット径の短軸長Lを50μmとした。比較例２につい
て、通紙試験後、実施例１と同様の評価を行った。この
評価結果を下記表７に示す。

【００７０】

【表８】

【００７１】この評価結果を実施例２と対比すると、露
光部電位の数値に著しい違いが示されるとともに、比較
例２ではd/λ=0.76で0.5を大きく越えており、画像品
質、細線再現性の不良が現れており、保護層中に添加さ
れたアルミナの平均粒径と使用波長の関係d/λ＜0.5を
満たす設定条件による効果が確認できる。

【００７２】「比較例３」実施例１〜３で用いた感光体
を作製する際と同様にして比較例３で用いる電子写真感
光体を得た。このようにして作製した電子写真感光体を
電子写真複写機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）を
ベースとした画像形成装置、即ち像露光のための書込み
レーザービームの波長が655nmであり、かつ感光体面上
の露光スポット径を可変出来るように光学ユニットの改
造を施した装置、を用いて120000枚までの通紙試験を行
った。なお、比較例３では、感光体面上の露光スポット
径の短軸長Lを85μmとした（実施例１のL=70μmよりも
大きくした）。比較例３について、通紙試験後、実施例
１と同様の評価を行った。この評価結果を下記表８に示
す。

【００７３】

【表９】

【００７４】この評価結果を実施例１と対比すると、露
光部電位の数値に違いが示されるとともに、比較例３で
は3.75×10^-3L/λ=0.49でd/λ=0.46を越えており、解像
度における再現性の不良、細線再現性の僅かな低下が現
れており、3.75×10^-3L/λ（露光スポット径の短軸長に
対する使用波長に関係する数値）＜d/λ（保護層中に添
加されたアルミナの平均粒径に対する使用波長に関係す
る数値）を満たす設定条件による効果が確認できる。

【００７５】「比較例４」下記要領にて比較例４で用い
る電子写真感光体を得た。実施例１〜３で用いた感光体
を作製する際に、保護層塗工液の分散条件を、直径2mm
のジルコニアビーズから直径1cmのステンレスボールに
変更し、ボールミル分散時間を96時間から179時間に変
更した以外は、実施例１〜３で用いた感光体と全く同様
にして比較例４で用いる感光体を作製した。なお、この
保護層成膜後のアルミナの平均粒径を断面のＴＥＭ写真
から測定したところ、0.10μm（実施例１〜３では0.30
μm）であった。上記工程で作製した電子写真感光体を
電子写真複写機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）を
ベースとした画像形成装置、即ち像露光のための書込み
レーザービームの波長が655nmであり、かつ感光体面上
の露光スポット径を可変出来るように光学ユニットの改
造を施した装置、を用いて120000枚までの通紙試験を行
った。なお、比較例４では、実施例２と同様に感光体面
上の露光スポット径の短軸長Lを50μmとした。比較例４
について、通紙試験後、実施例１と同様の評価を行っ
た。この評価結果を下記表９に示す。

【００７６】

【表１０】

【００７７】この評価結果を実施例２と対比すると、膜
厚減少量の数値に違いが示され耐久性の低下が示される
とともに、比較例４ではd/λ=0.15となってこの値が、
3.75×10^-3L/λ=0.29よりもさらに小さくなっており、
画像品質の不良、細線再現性の僅かな低下が現れてお
り、3.75×10^-3L/λ（露光スポット径の短軸長に対する
使用波長に関係する数値）＜d/λ（保護層中に添加され
たアルミナの平均粒径に対する使用波長に関係する数
値）を満たす設定条件による効果が確認できる。

【００７８】「比較例５」実施例１〜３で用いた感光体
を作製する際と同様にして比較例５で用いる電子写真感
光体を得た。このようにして作製した電子写真感光体を
電子写真複写機：イマジオMF2200（（株）リコ−製）を
ベースとした画像形成装置、即ち像露光のための書込み
レーザービームの波長が655nmであり、かつ感光体面上
の露光スポット径を可変出来るように光学ユニットの改
造を施した装置、を用いて120000枚までの通紙試験を行
った。なお、比較例５では、感光体面上の露光スポット
径の短軸長Lを10μmとした（実施例３のL=20μmよりも
さらに小さくした）。比較例５について、通紙試験後、
実施例１と同様の評価を行った。この評価結果を下記表
１０に示す。

【００７９】

【表１１】

【００８０】この評価結果を実施例３と対比すると、比
較例３では3.75×10^-3L/λ=0.06で0.1よりも小さくなっ
ており、細線再現性の不良が現れており、0.1＜3.75×1
0^-3L/λ（露光スポット径の短軸長に対する使用波長に
関係する数値）を満たす設定条件による効果が確認でき
る。

【００８１】

【発明の効果】（１） 請求項１の発明に対応する効果 露光スポットの短軸長Lと露光に用いる光ビームの波長
λの関係を示す値、（3.75×10^-3L/λ）を0.1以下とな
らないようにすると、潜像形成の際に感光体表面上の粗
さによる乱反射の影響を受け難くなり細線再現性等で問
題が生じることが無く、又この値（3.75×10^-3L/λ）を
保護層に含まれる無機フィラーの平均粒子径ｄと露光に
用いる光ビームの波長λの関係を示すd/λより大きくな
らないようにすると、解像度の低下が起きることが無
く、さらに感光体の耐摩耗性、耐久性が低下せず、又d/
λ値を0.5以上にならないようにすると、感光体露光後
の残留電位の上昇が大きくなり、画像形成時における露
光部電位の上昇が生じることなく、耐摩耗性にも問題が
ない条件を定めることができ、高画質、長寿命、高信頼
性を高いレベルで達成することが可能になる。 （２） 請求項２の発明に対応する効果 保護層に含まれる無機フィラーとして平均粒子径dが0.2
〜0.4μmのものを用いることにより、耐摩耗性と画像品
質を両立させ、上記（１）の効果を高レベルで達成する
ことが可能になる。 （３） 請求項３の発明に対応する効果 感光体面上の露光スポットの短軸長Lが10〜80μmとなる
条件を用いることにより、乱反射の影響（Lが小さい場
合）を受けることなく、耐摩耗性と画像品質を両立さ
せ、上記（１）、（２）の効果を高レベルで達成するこ
とが可能になる。

【００８２】（４） 請求項４の発明に対応する効果 上記（１）〜（３）の効果に加えて、保護層に電荷輸送
物質を含有させ、電荷の輸送を促進することにより、高
感度化をはかることが可能になる。 （５） 請求項５の発明に対応する効果 上記（１）〜（４）の効果に加えて、感光層を電荷発生
物質含有層、電荷輸送物質含有層からなる層構造として
機能分離することにより、高感度化をはかることが可能
になる。 （６） 請求項６の発明に対応する効果 上記（１）〜（５）の効果に加えて、無機フィラーを酸
化チタン、シリカ、アルミナから選ばれる一種、もしく
はそれらの混合物としたので、卓越した耐摩耗性を得る
ことが可能になる。 （７） 請求項７の発明に対応する効果 上記（１）〜（６）の効果に加えて、400〜450nmの波長
を有する半導体レーザーを用いることにより、高解像度
化、装置のコンパクト化の実現を可能にする。（８）
請求項８，９の発明に対応する効果上記（１）〜（７）
の効果をプロセスカートリッジにおいて具現化すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置に係わる画像形成部の一
例を概略図にて示す。

【図２】本発明の画像形成装置に係わるレーザービーム
書き込み装置の一例を概略図にて示す。

【図３】プロセスカートリッジとして実施する形態の１
例を示す。

【符号の説明】

１…感光体、 ５…画像露光部、
２６…ＬＤ（レーザーダイオード）。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/00 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３８４ 15/04 15/04 １２０ 15/043 (72)発明者 河崎 佳明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会 社リコー内 (72)発明者 北嶋 良一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会 社リコー内 Ｆターム(参考） 2H005 AA15 AB06 EA05 FA07 2H068 AA04 AA08 AA14 AA19 AA28 AA37 BA38 CA06 CA33 EA04 FB07 2H076 AB05 AB09 AB12 AB22 AB32 AB67 2H171 FA02 FA09 FA12 FA24 FA26 FA27 GA01 GA25 JA23 JA27 JA29 JA31 QA02 QA08 QA18 QA20 QB02 QB15 QB17 QB21 QB23 QB24 QB32 QC02 QC18 QC22 QC32 QC33 QC36 SA07 SA12 TA15 TA17 UA03 UA06 UA07 UA10 UA16 VA02 VA04 VA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、画像データにより光出力が変
   調される光源からの光ビームの走査により感光体をスポ
   ット露光し、感光面に静電潜像を生成する露光手段を備
   える画像形成装置であって、前記感光体が導電性基体上
   に電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する感光層と、無
   機フィラーとバインダー樹脂とからなる保護層を有し、
   前記無機フィラーの平均粒子径：d、前記光ビームの波
   長：λ、感光面上の露光スポットの短軸長：Lを次式、 0.1＜3.75×10^-3L/λ＜d/λ＜0.5 の関係を満たす値を持つように定めることを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された画像形成装置にお
   いて、前記無機フィラーの平均粒子径が0.2〜0.4μmで
   あることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載された画像形成装
   置において、前記レーザービームによる感光体面上の露
   光スポットの短軸長が10〜80μmであることを特徴とす
   る画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   画像形成装置において、前記保護層が電荷輸送物質を含
   有することを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載された
   画像形成装置において、前記感光層が電荷発生物質含有
   層、電荷輸送物質含有層の積層構造をなすことを特徴と
   する画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載された
   画像形成装置において、前記無機フィラーが酸化チタ
   ン、シリカ、アルミナから選ばれる一種、もしくはそれ
   らの混合物であることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載された
   画像形成装置において、前記光ビームとして波長が400
   〜450nmの波長を有する半導体レーザーを用いることを
   特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載された
   画像形成装置が、前記感光体と、帯電手段、現像手段、
   クリ−ニング手段の中の少なくとも一つの手段を一体に
   支持したプロセスカートリッジを有したことを特徴とす
   る画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれかに記載された
   画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであ
   り、前記感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニング
   手段の中の少なくとも一つの手段を一体に支持したこと
   を特徴とするプロセスカートリッジ。