JP2003248334A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】像流れの発生が無くしたり、トナーの転写効率
やクリーニング性を改善し、さらに液体現像方式の画像
形成装置において、高濃度の画像を得る。また、感光体
端部で表面保護層でのクラックの発生を解消する。 【解決手段】基板２上に有機感光層３とアモルファスシ
リコンカーバイトからなる表面保護層４を設けてなる感
光体１であって、この表面保護層４にフッ素を含有させ
て、表面自由エネルギーを１０〜４０ｍＮ/ｍに、膜応
力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定する。そして、この感
光体を搭載した液体現像用の画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は有機感光層上に、表
面保護層としてフッ素含有のアモルファスシリコンカー
バイト膜を有する感光体を搭載し、そして、この感光体
に対し液体現像方式を用いた画像形成装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】電子写真プロセスを用いた画像形成装置
は粉体トナーを使用する乾式現像方式が主流である。 【０００３】一方、近年、画像品質を向上させるべく、
トナー粒径を小さくし、これにより、解像度と階調再現
性を高め、さらに画像定着を容易にした液体現像が実用
化されている。 【０００４】この液体現像方式によれば、灯油系の絶縁
性液体の中にトナーを分散させた現像液を用いて、感光
体をこの現像液中に浸漬して現像を行うというものであ
る。その他、導電性液体を用いた方式もある。 【０００５】液体現像方式を採用した画像形成法によれ
ば、有機感光層に耐溶剤性の表面保護層を被膜した感光
体(特開平１１-１８４１３０号参照)、有機感光層上に
窒素原子を含有の炭化水素化合物を表面保護層にもつ感
光体（特公平７-１２２７５６号参照）、有機感光層上
にハロゲン原子を含有する炭化水素化合物を表面保護層
にもつ感光体（特公平７-１２２７５７号参照）、有機
感光層上に酸素原子を含有する炭化水素化合物を表面保
護層にもつ感光体(特公平７-２７２６８号参照)、有機
感光層上にシリコンカーバイトの表面保護層をもつ感光
体（特許第２８７６５４５号参照）、耐溶剤性に優れた
有機光導電層を特徴とした感光体(特開平４-２１３４６
０号参照)や耐溶剤性のあるアモルファスシリコン系感
光体(特開平２-３０８１７７号参照)の報告がされてい
る。 【０００６】また、液体現像方式で画像流れを発生させ
ない有機感光体として特公昭５９-２１５４６号にて、
また、液体現像方式の定着に関しては特公昭５７-４６
０６３号にて、さらに液体現像方式でのクリーニング方
式については、特開昭４８-４１７４８号にて公知にな
っている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の表面保護層を被膜した有機感光体によれ
ば、耐溶剤性が十分でなく、また、耐磨耗性の面におい
ても十分でないため、表面保護層が磨耗してなくなれ
ば、ポリカーボネイト等からなる電荷輸送層を採用した
場合にて、それに対し耐溶剤性がなく、したがって、現
像液と接触した際に劣化を受けるという課題があった。 【０００８】また、アモルファスシリコン（以下、アモ
ルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）系感光体を用
いたものでは、耐溶剤性にて優れているが、その反面、
電荷保持能力が低く、そのために表面電位を高く設定す
ることが困難であり、よって、感光体上の静電潜像に付
着させる現像剤量を一定以上にすることができず、これ
により、高濃度の画像を得られないという課題がある。 【０００９】これに対して、導電性の現像液を用いた方
法もあるが、電導度の制御が必要となり、さらに電荷保
持能力が低いことで、コンラスト電位差が取りにくかっ
た。また、ａ−Ｓｉ系感光体の場合、乾式現像方式に比
べ、コロナ生成物の付着による像流れは発生し難いが、
いまだ十分ではないと言える。 【００１０】また、カラーの液体現像方式においては、
高画質を得るために乾式方式に比べトナー径が小さくな
るが、このようにトナー径が小さくなることで、静電的
な鏡像力が大きくなり、転写性が劣化し、また、残留ト
ナーが問題となる。この点で、さらなる高画質を得るた
めに、トナー径を小さくすることに対し、障害となって
いる。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、基板上に有機感光層を形成し、この有機感光層上に
アモルファスシリコンカーバイド（以下、アモルファス
シリコンカーバイドをａ−ＳｉＣと略記する）からなる
表面保護層を設けてなる感光体と、感光体表面に電荷を
付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対して光照射
する露光手段を有し、これらの帯電手段と露光手段とに
より感光体表面に静電潜像を形成すると共に、静電潜像
に液体の現像剤を供給して対応したトナー像を形成する
現像手段と、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留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
段とを配設したものであって、前記感光体の表面保護層
はフッ素を含有させて、表面自由エネルギーを１０〜４
０ｍＮ/ｍに、膜応力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定せし
めたことを特徴とする。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。図１は
本発明の感光体１の層構成を示す断面図であり、２は導
電性基板、３は有機感光層、４は表面保護層である。 【００１３】以下、導電性基板２と各層を詳述する。 【００１４】（導電性基板２について）導電性基板２は
銅、黄銅、ＳＵＳ（ステンレススチール）、Ａｌ、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などがある。
この導電性基板２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（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
理したものを用いる。 【００１５】（有機感光層３について）感光層には、有
機感光体として、電荷輸送剤を電荷発生剤とともに同一
の感光層中に分散させた単層型感光層と、電荷発生剤を
含有する電荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層
とを積層した積層型感光層とがある。 【００１６】まず、有機観光体の単層型の感光層は、電
荷発生剤、電荷輸送剤および結着樹脂を適当な有機溶媒
に溶解または分散した塗工液を、塗布などの手段によっ
て導電性基体上に塗布し、乾燥させることで形成され
る。かかる単層型の感光層は、層構成が簡単で生産性に
優れている。 【００１７】電荷輸送剤としては、電子輸送剤および正
孔輸送剤のうちのいずれか一方または両方が使用でき、
とくに上記両輸送剤を併用した単層型の感光層は、単独
の構成で正負いずれの帯電にも対応できるという利点が
ある。 【００１８】電子輸送剤および正孔輸送剤としては、そ
れぞれ電荷発生剤とのマッチングがよく、電荷発生剤で
発生した電子または正孔を引き抜いて、効率よく輸送で
きるものが望ましい。 【００１９】また、電子輸送剤と正孔輸送剤とが共存す
る系では、両者が電荷移動錯体を形成して、感光層全体
での電荷輸送能の低下を引き起こし、感光体の感度が低
下するのを防止すべく、両輸送剤の組合せについても配
慮する必要がある。つまり、両輸送剤を、正孔輸送およ
び電子輸送が効率よく起こる高濃度で同一層中に含有さ
せても、層中で電荷移動錯体が形成されず、正孔輸送剤
は正孔を、電子輸送剤は電子を、それぞれ効率よく輸送
できる、電子輸送材と正孔輸送剤との組合せを選択する
のが望ましい。 【００２０】一方、積層型の感光層は、まず導電性基体
上に、蒸着または塗布などの手段によって、電荷発生剤
を含有する電荷発生層を形成し、ついでこの電荷発生層
上に、電荷輸送剤と結着樹脂とを含む塗工液を、塗布な
どの手段によって塗布し、乾燥させて電荷輸送層を形成
することで構成される。また、上記とは逆に、導電性基
体上に電荷発生層を形成し、その上に電荷発生層を形成
してもよい。 【００２１】ただし、電荷発生層は、電荷輸送層に比べ
て膜厚がごく薄いため、その保護のためには、導電性基
体上に電荷発生層を形成し、その上に電荷輸送層を形成
するのが好ましい。 【００２２】積層型感光層は、上記電荷発生層、電荷輸
送層の形成順序と、電荷輸送層に使用する電荷輸送剤の
種類によって、正負いずれかの帯電型となるかが選択さ
れる。 【００２３】たとえば、上記の如く、帯電性基体上に電
荷発生層を形成し、その上に電荷輸送層を形成した層構
成において、電荷輸送層の電荷輸送剤として正孔輸送剤
を使用した場合には、感光層は負帯電型となる。この場
合、電荷発生層には電子輸送剤を含有させてもよい。電
荷発生層に含有させる電子輸送剤としては、電荷発生剤
とのマッチングがよく、電荷発生剤で発生した電子を引
き抜いて、効率よく輸送できるものが望ましい。 【００２４】一方、上記の層構成において、電荷発生層
の電荷輸送剤として電子輸送剤を使用した場合には、感
光層は正帯電型となる。この場合、電荷発生層には正孔
輸送剤を含有させてもよい。 【００２５】［単層型の感光層］単層型の感光層は電子
輸送剤と電荷発生剤と結着樹脂とを含有する単一の層で
あり、正負いずれの帯電にも対応できるが、負極性コロ
ナ放電を用いる必要のない正帯電型で使用するのが好ま
しい。この単層型は、層構成が簡単で生産性に優れてい
ること、感光層の被膜欠陥が発生するのを抑制できるこ
と、層間の界面が少ないので光学的特性を向上できるこ
と等の利点を有する。 【００２６】また、電子輸送剤とともに電子受容体を含
有させた単層型の感光層３においては、電子輸送性能を
より一層向上することができ、より高感度の感光体を得
ることができる。 【００２７】単層型の感光層において、電子輸送剤は結
着樹脂１００重量部に対して、５〜１００重量部の範囲
にて、好適には１０〜８０重量部にて含有するのがよ
い。電子輸送剤が１０重量部未満の場合、残留電位が高
くなり、感度が不十分になる虞があり、５００重量部を
越える場合は結晶化の可能性があり、感光体としての性
能が十分発揮されない。 ［積層型の感光層］一方、積層型は電荷発生剤を含有す
る電荷発生層と、電荷輸送剤を含有する電荷輸送層とを
この順で、あるいは逆の順で積層したものである。 【００２８】電荷発生層は電荷輸送層に比べて膜厚がご
く薄いため、その保護のためには導電性基体上に電荷発
生層を形成し、その上に電荷輸送層を形成するのが好ま
しい。 【００２９】積層型の感光層は、電荷発生層と電荷輸送
層との形成順序と、電荷輸送層中で使用する電荷輸送剤
の種類とによって、正負いずれの帯電型となるかが選択
される。たとえば、導電性基板の上に電荷発生層を形成
し、その上に電荷輸送層を形成した層構成において、電
荷輸送層中に電子輸送剤としてキノン誘導体のような電
子輸送剤を使用したときは、正帯電型の感光体になる。
この場合、電荷発生層には正孔輸送剤や電子輸送剤を含
有させてもよい。ここで、前記電荷輸送層に電子受容体
を含有させた場合は、電子輸送性が向上するため、より
高感度の積層型の感光体が得られる。 【００３０】なお、上記の層構成において、電荷輸送層
中の電荷輸送剤として正孔輸送剤を使用したときは負帯
電型の感光体になる。この場合、電荷発生層には電子輸
送剤や電子受容体を含有させてもよい。 【００３１】積層型の感光層においては、電荷発生剤と
結着樹脂を含む電荷発生層と、電子輸送剤を含む電荷輸
送層から構成される。積層型における電子輸送剤の配合
割合は、単層型の場合と同様の理由で、結着樹脂１００
重量部に対して１０〜５００重量部、好適には２５〜１
００重量部がよい。 【００３２】前述のように、感光体１は、単層型および
積層型のいずれにも適用できるが、とくに正負いずれの
帯電型にも使用できること、構造が簡単で製造が容易で
あること、層を形成する際の皮膜欠陥を抑制できるこ
と、層間の界面が少なく、光学的特性を向上できること
等の観点から、単層型が好ましい。 【００３３】つぎに感光層に用いられる種々の材料につ
いて説明する。 【００３４】《電荷発生剤》種々のフタロシアニン顔
料、多環キノン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、インジ
ゴ顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩顔料、スク
アリリウム顔料、シアニン顔料、ピリリウム染料、チオ
ピリリウム染料、キサンテン染料、キノンイムン色素、
トリフェニルメタン色素、スチリル色素、アンサンスロ
ン系顔料、ピリリウム塩、トリフェニルメタン系顔料、
スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料等
の有機光導電材料、セレン、テルル、アモルファスシリ
コン、硫化カドミウム等の無機光導電材料があげられ、
単独または２種類以上を混合して使用できる。 【００３５】《正孔輸送剤》高い正孔輸送能を有する主
々の化合物、たとえば、２,５−ジ（４−メチルアミノ
フェニル）−１,３,４−オキサジアゾール等のオキサジ
アゾール系の化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリ
ル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカ
ルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン
化合物、１−フェニル−３（ｐ−ジメチルアミノフェニ
ル）ピラゾリン等の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、スチルベン系化合物等の含窒素環式化合
物、縮合多環式化合物等があげられる。 【００３６】正孔輸送剤は１種のみを用いるほか、２種
以上を混合して用いてもよい。また、ポリビニルカルバ
ゾール等の成膜性を有する正孔輸送剤を用いる場合に
は、結着樹脂は必ずしも必要でない。 【００３７】《電子輸送剤》電子輸送剤としては、高い
電子輸送能を有する種々の化合物、たとえば、ナフトキ
ノン系化合物、ピラゾリン系化合物、ベンゾキノン系化
合物、ジフェノキノン系化合物、マロノニトリル、チオ
ピラン系化合物、テトラシアノエチレンシアノエチレ
ン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロ
ベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジ
ン、ニトロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、
無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン
酸等があげられる。 【００３８】《結着樹脂》感光層に使用されている従来
周知の樹脂を使用することができる。たとえば、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトニト
リル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリ
ル共重合体、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、アイオノマー、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アル
キド樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタレー
ト、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエー
テル樹脂、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂；シリ
コーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂；エポ
キシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化
型樹脂等の樹脂が使用可能である。 【００３９】さらに感光層には、前記各成分のほかに、
電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種
々の添加剤、たとえば酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、一
重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化
剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定
剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合すること
ができる。また、感光層の感度を向上させるために、た
とえばテルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチ
レン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。 【００４０】単層型の感光層において、電荷発生剤は、
結着樹脂１００重量部に対して０．１〜５０重量部、好
ましくは０．５〜３０重量部の割合で配合すればよい。
電荷輸送剤として、電子輸送剤を含有させる場合は、結
着樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部、好まし
くは１０〜８０重量部の割合で配合すればよい。また、
正孔輸送剤を含有させる場合、正孔輸送剤の割合を結着
樹脂の１００重量部に対して５〜５００重量部、好まし
くは２５〜２００重量部とすればよい。さらにまた、単
層型感光層の厚さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜
５０μｍである。 【００４１】一方、積層型の感光層において、電荷発生
層を構成する電荷発生剤と結着樹脂とは、種々の割合で
使用することができるが、結着樹脂１００重量部に対し
て電荷発生剤を５〜１０００重量部、好ましくは３０〜
５００重量部の割合で配合するとよい。電荷発生層に正
孔輸送剤あるいは電子輸送剤を含有させる場合は、それ
らの割合を結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０
０重量部、好ましくは０．５〜８０重量部とするとよ
い。 【００４２】電荷輸送層を構成する電荷輸送剤と結着樹
脂とは、電荷の輸送を阻害しない範囲および結晶化しな
い範囲で種々の割合で使用することができるが、光照射
により電荷発生層で生じた電荷が容易に輸送できるよう
に、結着樹脂１００重量部に対して、電荷輸送剤を１０
〜５００重量部、好ましくは２５〜１００重量部の割合
で配合するとよい。電荷輸送層に正孔輸送剤を含有させ
る場合は、正孔輸送剤の割合を結着樹脂１００重量部に
対して５〜２００重量部、好ましくは１０〜８０重量部
とすればよい。 【００４３】単層型においては、導電性基板と感光層と
の間に、また積層型においては、導電性基板と電荷発生
層との間、導電性基板２と電荷輸送層との間または電荷
発生層と電荷輸送層との間に、感光体の特性を阻害しな
い範囲でバリア層を形成してもよい。 【００４４】［感光層の成膜方法］このような構成の感
光層の形成方法を述べると、前記例示の電荷発生剤、電
荷輸送剤、結着樹脂を適当な溶剤とともに、公知の方
法、たとえばロールミル、ボールミル、アトライタ、ペ
イントシェーカー、超音波分散機等を用いて分散混合し
て分散液を調整し、これを公知の手段により塗布して乾
燥させればよい。 【００４５】分散液を作るための溶剤としては、種々の
有機溶剤が使用可能であり、たとえばメタノール、エタ
ノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール
類；ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪
族系炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロ
ロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化
炭化水素；ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコール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、シクロヘキサノ
ン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル
類；ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド等があげられる。これらの溶
剤は単独でまたは２種以上を混合して用いられる。 【００４６】さらに、電荷輸送剤や電荷発生剤の分散
性、感光層表面の平滑性をよくするために界面活性剤、
レベリング剤等を使用してもよい。 【００４７】（表面保護層４について）表面保護層４は
フッ素を含有するａ−ＳｉＣからなり、そして、フッ素
を含有させて、表面自由エネルギーを１０〜４０ｍＮ/
ｍに、膜応力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定せしめたこ
とを特徴とする。 【００４８】このようにフッ素を含有させて表面自由エ
ネルギーを下げることにより、フッ素無添加のアモルフ
ァスシリコンカーバイトからなる表面保護層にて問題で
あった像流れの発生を無くしたり、少なくすることがで
きた。そして、トナーの転写効率も改善され、クリーニ
ング性についても向上する。 【００４９】さらに感光体の表面自由エネルギーを４０
ｍＮ/ｍ以下にしたことで、高画質化のためにトナー径
をさらに小さくすることができる。しかし、このように
表面自由エネルギーを下げると像の乱れが生じやすい
が、これに対し、この表面自由エネルギーの下限を１０
ｍＮ/ｍにして高画質化を達成している。 【００５０】以上のように、表面自由エネルギーを１０
〜４０ｍＮ/ｍにした表面保護層４により、液体現像方
式の画像形成装置において、表面電位を有機感光体と同
等の高い設定が可能となり、感光体上の静電潜像に付着
させる現像量に対しても向上し、高濃度の画像が得られ
る。 【００５１】つぎにａ−ＳｉＣからなる表面保護層４を
グロー放電法により成膜形成する方法を述べる。 【００５２】グロー放電用原料ガスとしては、シランな
どのシリコン系のガス、ならびに炭化水素ガス等が用い
られ、キャリアガスとしては一般に常用される水素ガス
あるいはアルゴンガス等が用いられる。 【００５３】この炭化水素ガスには飽和炭化水素とし
て、たとえばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソブタン、イ
ソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、ネオヘキサ
ン、ジメチルブタン、メチルヘキサン、エチルペンタ
ン、ジメチルペンタン、トリプタン、メチルヘプタン、
ジメチルヘキサン、トリメチルペンタン、イソナノン等
がある。 【００５４】上記のように成膜した後に、フッ素系ガス
を用いてプラズマを発生させ、表面処理を行うことによ
り表面自由エネルギーが低下する。そして、そのプラズ
マ発生に用いる高周波電力の値でもって、その低下の度
合を制御することができる。すなわち、高周波電力値を
大きくすることで、表面自由エネルギーの低下度合が大
きくなる。このフッ素系ガスとしては、ＣＦ₄、ＣＨ
Ｆ₃、ＣＨ₂Ｆ₂、ＣＨ₃Ｆ、Ｃ₂Ｆ₆、ＣｌＦ₃等のガスが
用いられる。 【００５５】また、液体現像方式の画像形成装置によれ
ば、感光体が液体の溶剤に接することで、乾式にて問題
にならなかったような感光体端部でのクラックが発生し
ていた。これに対し、本発明においては、表面保護層４
に対し、膜応力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定したこと
で、感光体端部で表面保護層のクラックがなくなり、有
機感光層への応力が小さくなり、感光体端部の膜剥れが
解消される。 【００５６】すなわち、有機感光層３が十分な膜厚をも
っていれば、表面保護層４の膜応力に対し、十分な強度
をもつが、有機感光層３膜厚が薄くなり、１５μｍ以下
になると、強度が十分でなくなり、有機感光層３が変形
し、表面保護層４にクラックが入りやすくなる。このよ
うなクラックは、通常、非画像部に発生することが多
く、そのために耐刷初期にて大きな問題とならないが、
クラック部から液体現像で使用する溶剤が有機感光層３
に浸透し、これにより、有機感光層３を溶かし、表面保
護層４の膜剥れを引き起こしていた。 【００５７】本発明者が繰り返し行った実験によれば、
高周波電力を変えることで、表面保護層４に対し、膜応
力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定し、これにより、感光
体端部で表面保護層４のクラックがなくなり、有機感光
層３への応力が小さくなり、感光体端部の膜剥れが解消
される。 【００５８】（画像形成装置について）次に図２にて、
本発明の画像形成装置５の概略を述べる。図１に示す感
光体１の周面に帯電手段のコロナ帯電器６と、露光手段
である露光器７（ＬＥＤヘッド）と、トナー像を形成す
るためのトナー８を備えた現像器９と、そのトナー像を
被転写材１０に転写する転写手段である転写器１１と、
その転写後に感光体１表面の残留トナーを除去するクリ
ーニング手段１２と、その転写後に残余静電潜像を除去
する除電手段１３とを配設したものである。また、１４
は被転写材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。 【００５９】上記構成の画像形成装置５によれば、感光
体１の周面をコロナ帯電器６により所定の電圧に帯電
し、露光器７により画像を露光することにより、感光体
１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。 【００６０】そして、この静電潜像を現像器９により現
像する。この現像によりトナーが静電潜像との静電引力
により感光体１表面に付着し可視化する。すなわち、感
光体１表面のトナー像を紙などの被転写材の上に得る。 【００６１】次いで、感光体１表面の残留トナーをクリ
ーニング手段１２により機械的に除去する。感光体１表
面を強い光で全面露光し、除電手段１３により残余の静
電潜像を除去する。 【００６２】 【実施例】（例１）純度９９．９％のＡｌからなる円筒
状の基板（外径３０ｍｍ、長さ２５４ｍｍ）の上に感光
層３を塗布形成し、正帯電のレーザープリンタ用にす
る。この感光層３は下記のとおりにて成膜した。 【００６３】電荷発生剤としてＸ型無金属フタロシアニ
ン５重量部および結着樹脂としてポリカーボネイト１０
０重量部、溶媒としてテトラヒドロフラン８００重量
部、正孔輸送剤として化１のジエチルアミノベンズアル
デヒドジフェニルヒドラゾン１００重量部をボールミル
にて５０時間混合、分散させて単層感光体用の塗布液を
作製した。 【００６４】 【化１】 【００６５】そして、この塗布液をアルミニウム素管上
にディップコート法にて塗布し、１００℃で１時間乾燥
させて、膜厚２５μmの感光層３を形成させ、単層型と
した。 【００６６】次に感光層３の表面上にアモルファスシリ
コンカーバイト膜を表１の上段に示すプラズマＣＶＤ法
の成膜条件にて０．５μｍの厚みにて形成し、同表の下
段に示すような条件にてフッ素エッチング処理し、この
ような成膜とフッ素エッチング処理を一サイクルにし
て、このサイクルを５回繰り返すことで、フッ素化した
表面保護層４を形成する。 【００６７】 【表１】 【００６８】そして、この感光体を画像形成装置５（京
セラ株式会社製エコシスＬＳ−１７００改造機、湿式現
像：液体トナ−平均粒径２．５μｍ）に搭載し、初期画
像および１万枚のランニングテストをおこない、画質を
測定したところ、かぶりやカスレ等がなく、実用上支障
のない良好な結果が得られた。 【００６９】（例２）次に表２と表３の成膜条件のとお
り、フッ素処理のＣＨ₄量、高周波電力を変更して表面
自由エネルギーの異なるサンプルを作成した。表２にて
感光体イ〜ホが、表３にて感光体ヘ〜ヌが得られた。ま
た、今回の実施例とは別にフッ素エッチング処理後に水
素エッチング処理を行うことでも表面自由エネルギーを
調整してもよい。 【００７０】表２については、高周波電力：１００Ｗ、
ＣＦ₄のガス流量：２０００sccm、ガス圧：５３Ｐａに
した。また、表３では、高周波電力：１５０Ｗ、ＣＦ₄
のガス流量：２０００sccm、ガス圧：５３Ｐａにした。 【００７１】 【表２】 【００７２】 【表３】 【００７３】表面自由エネルギーは分散力成分、極性力
成分、水素結合力成分でもって、それぞれの表面自由エ
ネルギーが数値化できるものであって、これらの各数値
の合計値によって求めた。測定は拡張Fowkesの理論を適
用して解析するが、具体的には3種類の液体(分散力と双
極子成分と水素結合力成分の各表面自由エネルギーの数
値すでにわかっている)であるα−ブロムナフタリン、
水、ヨウ化メチレンを用いて、液滴法にて接触角を測定
し、そのデータを元にして拡張Fowkesの理論に基づいて
算出した。 【００７４】そして、これら表面自由エネルギーの異な
る各感光体イ〜ヌを画像形成装置５である京セラ株式会
社製エコシスＬＳ−１７００（改造機、湿式現像：液体
トナ−平均粒径２．５μｍ）に搭載し、５万枚耐刷試験
を行なったところ、表４と表５に示すような印字結果が
得られた。 【００７５】また、表面保護層４を設けない有機感光体
Ａ、感光層にアモルファスシリコン系材料を用いて、表
面保護層４にフッ素を含有しないアモルファスシリコン
カーバイト膜を形成した感光体Ｂ、また、感光層にアモ
ルファスシリコン系材料を用いて表面保護層にフッ素を
含有したアモルファスシリコンカーバイト膜を形成した
感光体Ｃも作製し、同様に５万枚耐刷試験を行なった。 【００７６】この試験によれば、初期画像、画質、画像
流れ、クラック、トナー分離性を測定した。 【００７７】初期画像は〇、△、×の３とおりに基準を
設け、〇印は600dpiテストチャート印画におき、１ドッ
ト再現性、細線再現性があり、黒ベタ濃度が出ており、
カブリや文字太りのない場合であり、△印は細線再現
性、黒ベタ濃度、文字太りについては問題ないが、１ド
ット再現性が悪く、カブリが確認された場合であり、×
印は１ドット再現性、細線再現性がなく、黒ベタ濃度が
出ておらず、カブリや文字太りが確認された場合であ
る。また、画質についても、初期画像と同基準で耐刷後
の画像を判定した。 【００７８】なお、これら初期画像と画質については、
感光体Ｂ、イ、ホ、ヘ、ト、ヌでは、２種類の評価を示
しているが、これらは、成膜条件によって、いずれか一
方の評価になることを示す。 【００７９】さらに画像流れについては、〇と×の２と
おりに基準を設け、〇印は600dpiにて、１ドットの再現
がある場合であり、×印は解像性パターンにて潰れが確
認できた場合である。 【００８０】クラックについては、〇と×の２とおりに
基準を設け、〇印は目視にて表面保護層のクラックの確
認されない場合であり、×印は目視にて表面保護層のク
ラックが確認された場合である。 【００８１】トナー分離性については、〇と×の２とお
りに基準を設け、〇印は転写後の感光体表面の残留トナ
ー率が１％未満である場合、×印は転写後の感光体表面
の残留トナー率が１％以上になった場合である。 【００８２】 【表４】【００８３】 【表５】 【００８４】これらの表から明らかなとおり、感光体Ａ
では溶剤との接触による感光体の劣化によって、耐刷後
の画質劣化がみられる。感光体Ｂは電荷保持能力が低
く、初期画像においてカブリ現象が発生しており、耐久
時においても表面層のコロナ暴露により像流れを発生さ
せている。感光体Ｃについても電荷保持能力がなくカブ
リ現象がある。 【００８５】感光体イ、ヘ、トでは表面自由エネルギー
が小さいために、制御が困難になり解像度に難がある。
感光体ホ、ヌでは表面自由エネルギーが大きく、トナー
の分離性が悪くなっている。また、高温高湿下（３３
℃、８５％）で像流れも発生している。表面自由エネル
ギーが１０ｍＮ／Ｎ〜４０ｍＮ／Ｎの感光体ロ、ハ、
ニ、チ、リについては、良好な評価結果である。 【００８６】感光体へ、ト、チ、リ、ヌにおいては、図
３に示す感光体端部にて、クラック１５が入り、その部
分から一部膜剥れが確認された。感光体チ、リにおいて
は、画質、像流れ、トナー分離性は良好であるが、クラ
ックのみが問題となった。 【００８７】以下、このクラックについて、説明する。 【００８８】感光体端部の構造は、図3に示すように、
極端部は導電性基板2上に有機感光層3が塗布されていな
い。これは、端部にコロ当てを行ない現像ギャップの調
整を行なうためである。有機感光層3の塗布は、有機感
光体材料の入った槽に導電性基板２の端面を下にして挿
入、引き上げて行なうが、このとき、導電性基板２上側
の有機感光層３の膜厚は、有機感光体材料の自重により
極端部のみ薄くなる。他方の導電性基板２下側について
は、その端部の有機感光層３と除去するために、端部の
み溶剤層に漬けて有機感光層３を溶かしている。このよ
うな工程において、有機感光層塗布境界部の膜厚は薄く
なる。 【００８９】そして、このような構成の有機感光層３に
対する表面保護層４の成膜は、有機感光層３のある部分
と無い部分（導電性基板上）同時に行なわれる。 【００９０】このクラックは、有機感光層の薄くなって
いる部分と有機感光層３の塗布境界部で発生するが、こ
れについては、有機感光層３が十分な膜厚をもっていれ
ば、表面保護層４の膜応力に対し、十分な強度をもつ
が、有機感光層３膜厚が薄くなると強度が十分でなくな
り、その部分で有機感光層が変形し、表面保護層４にク
ラックが入る。 【００９１】クラックは、非画像部であるため、耐刷初
期に大きな問題とならないが、クラック部から液体現像
で使用する溶剤が有機感光層３に浸透し、有機感光層３
を溶かし、表面保護層４の膜剥れを引き起こす。 【００９２】本発明者は、クラックの発生しない条件を
出すための実験を行ったところ、表６に示すような結果
が得られた。 【００９３】同表によれば、表面保護層４の成膜条件で
ある高周波電力を５０〜１５０Ｗに変えることで、膜応
力変え、そして、クラックの有無を調べた。 【００９４】〇印はクラックが発生しなかった場合であ
り、×印はクラックが発生した場合である。 【００９５】 【表６】 【００９６】この表から明らかなとおり、膜応力が9.0
×１０⁷（Ｎ/ｍ²）以下の場合に耐久後の膜クラックが
発生しなくなった。クラックは膜硬度の低い有機感光層
３上に膜硬度の高い表面保護層４を成膜するために発生
する。今回の有機感光層の硬度（動的押込み硬さ：１９
６．０Ｎ／ｍｍ²）であれば、膜応力が9.0×１０⁷（Ｎ/
ｍ²）以下である感光体において良好なクラック特性が
得られた。 【００９７】ちなみに、感光体チ、リにおいては、画
質、像流れ、トナー分離性は良好であるが、クラックの
みが問題となったが、この点については、高周波電力を
１５０Ｗであり、膜応力が4.1×１０⁸（Ｎ/ｍ²）にな
り、これにより、クラックが発生している。 【００９８】 【発明の効果】以上のとおり、本発明の画像形成装置に
よれば、感光体の表面保護層をフッ素を含有するａ−Ｓ
ｉＣにて構成し、表面自由エネルギーを１０〜４０ｍＮ
/ｍにしたことで、表面自由エネルギーを下げ、これに
より、像流れの発生が無くしたり、少なくすることがで
き、そして、トナーの転写効率やクリーニング性を改善
できた。さらに液体現像方式の画像形成装置において、
表面電位を有機感光体と同等の高い設定が可能となり、
感光体上の静電潜像に付着させる現像量に対しても向上
させ、高濃度の画像が得られた。 【００９９】本発明によれば、さらに表面保護層の膜応
力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定したことで、感光体端
部で表面保護層のクラックがなくなり、有機感光層への
応力が小さくなり、感光体端部の膜剥れが解消された。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施形態に係る感光体の層構成を示す
断面図である。 【図２】本発明の画像形成装置概略図である。 【図３】本発明の実施形態に係る感光体端部概略図であ
る。 【符号の説明】 １．感光体 ２．導電性基板 ３．有機感光層 ４．表面保護層 ５．画像形成装置 ６．コロナ帯電器 ７．露光器 ８．トナー ９．現像器 １０．被転写材 １１．転写器 １２．クリーニング手段 １３．除電手段 １４．定着器 １５．クラック

フロントページの続き (72)発明者 宮本 栄一 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 AA02 AA08 AA21 CA03 CA05 CA60 EA25 FA01 FA16 FC15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】基板上に有機感光層を形成し、この有機感
   光層上にアモルファスシリコンカーバイトからなる表面
   保護層を設けてなる感光体と、感光体表面に電荷を付与
   する帯電手段と、感光体の帯電領域に対して光照射する
   露光手段を有し、これらの帯電手段と露光手段とにより
   感光体表面に静電潜像を形成すると共に、静電潜像に液
   体の現像剤を供給しトナー像を形成する現像手段と、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
   体表面の残留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画
   像形成装置であって、前記感光体の表面保護層にフッ素
   を含有して、表面自由エネルギーを１０〜４０ｍＮ/ｍ
   に、膜応力を９×１０⁷Ｎ/ｍ²以下に設定せしめたこと
   を特徴とする画像形成装置。