JP3893632B2 - 電子写真感光体と画像形成方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は透明支持体上に感光層を有する電子写真感光体を用いてカラー画像を形成する画像形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真により画像形成するには、主にカールソン法に基づき種種の方式が開発されてきた。カラー画像を形成するには、例えば特開昭６１−２７５６０号公報（公報１）等に記載されるように、アルミドラム上に感光層を設けてなる感光体の外周に単一の帯電器、露光器及び複数の現像器を配置し、前記感光体の複数回転により、感光層上に複数の色トナー像を重ね合わせて形成し、該トナー像を転写材料上に一括転写、定着してカラートナー像を形成する所謂複数パス方式の画像形成方法が知られている。
【０００３】
前記公報１の画像形成方法によれば、各色トナー像の重ね合わせ精度が高く、色ずれのないカラー画像が得られ易いと云う利点があるが、感光体の１回転でカラー画像形成ができないため、作像スピードが遅く作業効率が悪いと云う問題がある。
【０００４】
又感光体上に複数の色トナー像を重ね合わせて形成するとき、後の色トナー像を形成するための像露光が先の色トナー像により遮蔽されるため原画像に対する色調再現性が悪いと云う問題がある。
【０００５】
さらに又、公報１の画像形成方法では、感光体ドラムの周長が転写材料の周長以上が必要とされ、例えばＡ３サイズの転写材料を用いる場合感光体ドラムの径が直径１８０〜２００ｍｍを必要とし、装置が大型となると云う問題もある。
【０００６】
そこで例えば特開平５−３０７３０７号公報（公報２）には、透明円筒状支持体上に透明導電層を介して感光層を設けて成る感光体を用い、該感光体の外側に複数の帯電器及び現像器を配設し、該感光体の支持体内側に複数のＬＥＤ露光器を配置し、１パスでカラー画像を形成する技術が提案されている。
【０００７】
前記公報２の技術によれば、感光体ドラム径を直径６０〜１６０ｍｍとすることができて装置の小型軽量化及びプロセスの簡素化が達成され、かつ高速でのカラー画像形成が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年電子写真業界では、画像形成装置の小型、軽量化及び高速化と共に高耐久性及び高画質が要請されており、カラー画像形成装置では前記の外、繰り返し像形成の過程で色調再現性及びカラーバランスに優れていることが要請される。
【０００９】
特に前記公報２では１パスでカラー画像形成が行われるため帯電、露光、現像の各プロセスが短時間内に連続して行われるので感光体の動的感度が高く、帯電の立ち上がりが速いことが重要となる。
【００１０】
若し感光体表面への帯電の立ち上がりが遅いと本来充分な帯電電位が得られるはずの条件で帯電プロセスがなされても、像露光までに所望の表面電位が得られず、像露光中又はそれ以後も徐々に感光体の電位が上がり続ける結果となる。その結果、高濃度、鮮明な画像形成が困難になる。又感光体の動的感度が低いと像露光後現像迄に静電潜像の形成が完結されず、繰り返し像形成の過程で残電、残像が増大し、画質及び色再現性が悪く高画質、鮮明なカラー画像が形成されない。
【００１１】
以上の如く公報２のカラー画像形成方法を実用化する上で多くの問題があり、特に用いられる感光体の特性の改良が重要である。
【００１２】
しかしながら前記公報２には１パスでカラー画像形成を行うための感光体として、どのような感光体が適しているかについては全く記載されていない。
【００１３】
本発明は前記実情に鑑みて提案されたものであり、その目的とするところは、１パスで繰り返しカラー画像を形成する過程においても、用いられる感光体の動的感度が高く、かつ帯電特性の立ち上がりが速く残電上昇や残像の出現のない優れた静電潜像を形成することができ、該潜像のカラー現像により色調再現性及びカラーバランスに優れたカラー画像形成が可能な画像形成方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、装置の小型、軽量化及び高速化と共に高耐久性、高画質であり、カラー画像形成が達成される画像形成方法を提供することにある。
【００１５】
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、次の点が明らかとなった。今日公害等環境問題への対応上からもセレン、硫化カドミウム等無機感光体は使用しにくく、特に本発明の画像形成方法のごとく、感光体に高感度のほか、可能な限りの光透過性等多様な性能を具備させる必要のある場合には、有機感光体を用いることが非常に望ましい。
【００１６】
有機感光体の技術動向をみると、今日、電荷発生、電荷輸送の両機能を有機感光体に充分持たせ製造も容易にするため、感光体は積層型のものが用いられている。
【００１７】
しかし、積層型の有機感光体を用いて、上記のごとき帯電立ち上がり特性を有し、像露光によるすみやかな電位下降特性を持たせることが特に困難であることに注目し、感光体を構成する感光層（特に電荷輸送層）の電荷移動速度と帯電立ち上がり、像露光後の残電特性との関連性を検討した結果、本発明にいたったものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は、下記構成の何れかを採ることによって達成される。
【００１９】
（１） エンドレス透明支持体上に電荷発生層と電荷輸送層を順次積層して成る電子写真感光体と、その周辺に、順次作動させて、感光体面に一様な帯電を付与する帯電手段、支持体の内側から像露光して静電潜像を形成する露光手段、潜像を現像する現像手段を、複数個設け、且つ、現像像を転写材へ転写する転写手段及び転写像を定着する定着手段を設けた画像形成装置において、
該電荷発生層の像露光光に対する透過率が２０％以下であり、且つ電荷輸送層のキャリアドリフト速度が、電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの条件下で１×１０^-6ｃｍ²／Ｖ・ｓｅｃ以上である感光体を用い、複数の前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段を順次作動させて感光体の１回転により感光体面上に複数のトナー像を重ね合わせて形成し、該トナー像を転写材上に一括転写して定着し、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（２） 前記電子写真感光体の周辺に設けられた、前記一様な帯電を付与する帯電手段、前記支持体の内側から像露光して静電潜像を形成する露光手段、前記潜像を現像する現像手段が、黒、及びイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）画像を形成する手段であることを特徴とする（１）記載の画像形成装置。
【００２１】
（３） 前記透過率が１０％以下であることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２２】
（４） 前記感光体の前記露光手段による露光位置と、前記現像手段による現像位置との間の移動に要する時間が１０〜１５０ミリ秒であることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２３】
（５） 前記感光体の前記露光手段による露光位置と、前記現像手段による現像位置との間の移動に要する時間が１０〜１００ミリ秒であることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２４】
（６） 前記電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダ樹脂を有しており、電荷輸送物質に対するバインダー樹脂の重量比が１．０以上であることを特徴とする（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）記載の画像形成装置。
【００２５】
（７） 前記感光層が下記一般式〔Ｉ〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２６】
【化７】
【００２７】
（式中、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₄は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、Ａｒ₃は各々置換、無置換の２価の芳香族炭化水素残基又は複素環機を表し、Ｒ₁は水素原子若しくは各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｌは１若しくは２である。）
（８） 前記感光層が下記一般式〔II〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２８】
【化８】
【００２９】
（式中、Ｒ₂、Ｒ₃は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基又はアルキル基を表し、Ｒ₄は水素原子若しくは各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基、アルキル基を表し、Ａｒ₅は置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｍは０若しくは１である。）
（９） 前記感光層が下記一般式〔III〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００３０】
【化９】
【００３１】
（式中、Ｙは１〜３価の芳香族残基を表し、Ａｒ₆、Ａｒ₇は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｌは１〜３の整数である。）
（１０） 前記感光層が下記一般式〔IV〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００３２】
【化１０】
【００３３】
（式中、Ａｒ₈、Ａｒ₉、Ａｒ₁₀、Ａｒ₁₁は各々置換、無置換の芳香族炭化水素
基又は複素環基を表す。）
（１１） 前記感光層が下記一般式〔Ｖ〕又は〔VI〕で表される電荷発生物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００３４】
【化１１】
【００３５】
（式中、Ｚは置換、無置換の芳香族環を形成するに必要な原子群を表す。）
（１２） 前記感光層が下記一般式〔VII〕で表される電荷発生物質を含有する感光体を用いることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００３６】
【化１２】
【００３７】
（式中Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³、Ｘ⁴は水素原子、塩素原子、臭素原子若しくはフッ素原子を表し、ｎ、ｍ、ｌ、ｋは１〜４の整数を表す。）
【００３８】
（１３） （１）〜（１２）のいずれか１項記載の画像形成装置を用いることを特徴とする画像形成方法。
【００４０】
本発明において透明支持体上に設けられた感光層は、感光層が露光光に対し十分な吸収特性を有する事が好ましい。
【００４１】
露光光に対する感光層の吸収が十分でないと、支持体側から露光された光は感光層を突き抜け、感光体の周辺部材により反射、散乱され、再び感光層に散乱光として入射し、しばしば画像ボケやモアレの原因となる。
【００４２】
このような画質劣化を防止するには、感光層の光透過率を小さくし、透明支持体を含む感光体からの光透過を小さくする事が必要である。これを実現するには、光吸収層である感光層の電荷発生層の光透過率をコントロールする事が最も有効である。電荷発生層（ＣＧＬ）の光透過率が２０％を越えると感光体中を透過する光量が著しく多くなり、画像ボケやモアレが発生し、画像の鮮鋭性が著しく劣化する。より好ましくは、１０％以下であり０％でも良い。一方ＣＧＬの光吸収を大きくするには、ＣＧＬ層中の電荷発生物質（ＣＧＭ）の含有率を高める事や、ＣＧＬの膜厚を厚くする事が必要により、ＣＧＭの含有量を大きくする事が必要である。
【００４３】
この場合、支持体側からの露光による電荷（キャリア）の発生は支持体とＣＧＬの界面で発生するので、発生したキャリアは、ＣＧＬ及び電荷輸送層（ＣＴＬ）を通過して、感光体表面迄到達しなければならず、動的感度特性の良い事が著しく要求される。即ち、直径６０〜１６０ｍｍの透明支持体上に設けられた感光層に支持体内部に黒及びイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），のそれぞれに対応する帯電、露光、現像工程を有し、１回転でカラー画像を形成する画像形成方法では像露光から現像までの時間が小さいプロセス条件が要求される。感光体の動的感度の低下はカブリの増加や先行する色像がメモリーとなって後続する画像上に現れ、画質を著しく低下せしめる。
【００４４】
この問題を解決するには電荷輸送層中の電荷輸送物質（ＣＴＭ）に一定以上のキャリア移動度を有するＣＴＭを用いると、ＣＧＬ中のキャリアの発生効率、移動度も著しく改善され、背面露光により生じる感光体の感度上の欠陥が著しく改善される。即ち、電荷輸送層中のキャリア移動度が電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの条件下で１×１０⁶ｃｍ²／Ｖｓｅｃ以上である事が必要である。
【００４５】
特に１パスのカラープロセスに適用される感光体では装置全体をコンパクトに設計するため直径６０〜１６０ｍｍのドラム状の感光体を用いると、感光体の周辺に帯電部材、露光部材、現像部材の各部材を黒及びＹ，Ｍ，Ｃ，各基本色の４組及びその後の転写、転写部材、クリーニング部材等が配置されるため各部材間の距離が小さく設定される。そのため１組の帯電、露光、現像のプロセスでは露光位置から現像位置迄の距離が１０ｍｍ以下好ましくは５ｍｍ以下の距離で設計する条件が要求される。この距離を１分間にＡ４サイズ（２９７ｍｍ）１０枚以上のスピードで画像形成すると、この間の通過時間は１５０ミリ秒以下の機械設計が一般に行われる。より好ましくは前記露光位置から現像位置迄の通過時間を１００ミリ秒以下にする事により、露光から現像までの距離を十分に短くでき１パスのカラープロセスの装置全体をコンパクトに設計することができる。なお、前記露光位置から現像位置迄の通過時間は少なくとも１０ミリ秒以上にする事が必要である。この時間を１０ミリ秒未満にすると、著しくカブリの増加を発生し好ましくない。
【００４６】
さらに前記の目的は、前記感光体として感光層中に下記一般式〔Ｉ〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする画像形成方法により達成される。
【００４７】
【化１３】
【００４８】
式中、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₄は置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、Ａｒ₃は各々置換、無置換の２価の芳香族炭化水素残基又は複素環残基を表し、Ｒ₂は水素原子若しくは置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｌは１若しくは２である。芳香族炭化水素基又は複素環基として好ましいのは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、チオフェン、ピリジン、カルバゾールの各基であり、特に好ましいのは、ベンゼン、ナフタレンの各基である。芳香族炭化水素基又は複素環基上の置換基としては、アルキル、アリール、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、アシロキシ、ハロゲン、アミノ、シアノ等の各基が挙げられるが、特に好ましいのは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアシル、ハロゲン、アミノの各基である。また、Ａｒ₄とＲ₁は互いに結合していてもよい。
【００４９】
次に一般式〔Ｉ〕で表される代表的な化合物例をあげる。
【００５０】
【化１４】
【００５１】
【化１５】
【００５２】
【化１６】
【００５３】
【化１７】
【００５４】
【化１８】
【００５５】
又は、下記一般式〔II〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする、画像形成方法により達成される。
【００５６】
【化１９】
【００５７】
式中、Ｒ₂、Ｒ₃は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基又はアルキル基を表し、Ｒ₄は水素原子若しくは各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基、アルキル基を表し、Ａｒ₅は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｍは０若しくは１である。Ｒ₂、Ｒ₃の好ましいものとしては、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基、チエニルメチル基が挙げられる。Ｒ₄としては、水素原子及びフェニル基が好ましい。Ａｒ₅として好ましいのは、ベンゼン、ナフタレン、ピレン、チオフェン、ピリジン、カルバゾールの各基であり、特に好ましいのは、ベンゼン、ピレン、カルバゾールの各基である。Ａｒ₅の置換基としては、炭素数１〜６のアルキル、ジアルキルアミノ、ジアリールアミノの各基が好ましい。
【００５８】
次に一般式〔II〕で表される化合物例を下記に示す。
【００５９】
【化２０】
【００６０】
【化２１】
【００６１】
又は下記一般式〔III〕で表れる電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする画像形成方法により達成される。
【００６２】
【化２２】
【００６３】
式中、Ｙは１〜３価の芳香族残基を表し、好ましくは各々置換、無置換のベンゼン、ナフタレン、ピレン、フルオレン、カルバゾール、ビフェニル又は４，４′−アルキルデンジフェニルの各基を表す。Ａｒ₆、Ａｒ₇は置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、ｌは１〜３の整数である。
【００６４】
さらにＹの置換基としては炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、又Ａｒ₆、Ａｒ₇としてはベンゼンが好ましく、それらの置換基としては炭素数１〜６のアルキル、アリール、アルコキシ若しくはアリールオキシの各基が好ましい。
【００６５】
下記に一般式〔III〕で表される代表的化合物例をあげる。
【００６６】
【化２３】
【００６７】
【化２４】
【００６８】
【化２５】
【００６９】
又は、下記一般式〔IV〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする画像形成方法により達成される。
【００７０】
【化２６】
【００７１】
式中、Ａｒ₈、Ａｒ₉、Ａｒ₁₀、Ａｒ₁₁は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表すが、ベンゼンが特に好ましく、その置換基としては、ジアルキルアミン若しくはジアリールアミンの各基が好ましい。
【００７２】
次に一般式〔IV〕で表される化合物の具体例を下記に示す。
【００７３】
【化２７】
【００７４】
さらに前記の目的は、前記感光体として感光層中に下記一般式〔Ｖ〕又は〔VI〕で表れる電荷発生物質を含有し、かつ前記感光層への像露光により前記電荷発生物質から発生したキャリアが前記感光層中を移動して表面に静電潜像を形成するときの前記キャリアのドリフト移動度が、電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの条件下で１×１０⁶ｃｍ²／Ｖ・ｓｅｃ以上である感光体を用いることを特徴とする画像形成方法により達成される。
【００７５】
【化２８】
【００７６】
式中、Ｚは置換、無置換の芳香族環を形成するに必要な原子群を表し、Ｚで表される芳香族環の好ましい例としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスレン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラゾール環、アントラキノン環等が挙げられ、特にベンゼン環又はナフタレン環であることが好ましい。又はＺで表される芳香族環は置換されていてもよく、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシール基、アシロキシ基、アミノ基、カルバモイル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基などを挙げることができる。
【００７７】
本発明において前記一般式〔Ｖ〕又は一般式〔VI〕で表されるペリレン系化合物は、Ｃｕ−Ｋα線に対するＸ線回析スペクトルにおいて、ブラッグ角２θの６．３゜±０．２゜、１２．５゜±０．２゜、２５．４゜±０．２゜、２７．０゜±０．２゜にピークを有するものであることが好ましい。
【００７８】
又前記感光体として、感光層中に下記一般式〔VII〕で表される電荷発生物質を含有し、かつ前記感光層への像露光により前記電荷発生物質から発生したキャリアが前記感光層中を移動して表面に静電潜像を形成するときの前記キャリアのドリフト移動度が電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの条件下で１×１０^-6ｃｍ²／Ｖ・ｓｅｃである感光体を用いることを特徴とする画像形成方法により達成される。
【００７９】
【化２９】
【００８０】
式中ｘ¹、ｘ²、ｘ³、ｘ⁴はＣｌ、Ｂｒ又はＦを表し、ｎ、ｍ、ｌ、ｋは０〜４の整数を表す。前記一般式〔VII〕で表す化合物は、好ましくはｌ、ｍ、ｎ、ｋが０の場合であり、さらに好ましくは、Ｃｕ−Ｋα特性Ｘ線（波長１．５４１Å）に対するブラック角２θの最大ピークが２７．３±０．２゜にあるチタニルフタロシアニン顔料とされる。
【００８１】
〔キャリア移動度の測定法〕
本発明に用いられるキャリア移動度の測定法としてはｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦと略す）法がよく知られている。例えばＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３ ５０３３（１９７２）や、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６０ ４２８７（１９８６）或いはＰｈｙｓ．Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ ２６ ３１０５（１９８２）等に測定の方法が記載されている。
【００８２】
具体的には硝子基板上にアルミニウムを蒸着して下側電極とし、その上に感光体で用いる電荷発生物質を含む電荷発生層形成用の塗布液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層を形成し、さらにその上に感光体で用いた電荷輸送層形成用の塗布液をアプリーター塗布した後、９０℃で乾燥を行い、１０〜２０μｍの電荷輸送層を形成し、電荷輸送層の膜厚がデックタック膜厚測定器により、正確に測定する。
【００８３】
その後、前記電荷輸送層上に金を半透明に蒸着して上側電極を設け、キャリアのドリフト移動度測定用のサンプルを得る。
【００８４】
前記サンプルに電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの電場のもとで、上側電極を通して６４４ｎｍのパルス露光を行い、そこで発生する過渡光電流の波形をデジタルオシロスコープに記録して前記キャリアのドリフト移動度を決定する。
【００８５】
図２は前記カラー画像を形成する画像形成方法を説明するためのプリンターの１例であり、図１は該プリンターに組み込まれる感光体１０の断面構成を示す図である。図中２は円筒状透明基体で、該基体２上に透明導電層３及び有機感光層６が積層されて感光体１０が得られる。
【００８６】
前記感光層６は透明導電層３上に必要により中間層を介して設けられ、該感光層６中には電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）とが含有される。前記感光体１０としては、前記ＣＧＭを含有する電荷発生層（ＣＧＬ）４を下層とし、前記ｎ−ＣＴＭを含有するＣＴＬを上層とする機能分離型の二層構成の感光層を有する感光体とするのが好ましい。
【００８７】
前記二層構成の感光体１０において、ＣＧＬ４は、ＣＧＭとしてのスーダンレッド又はダイアンブルー等のアゾ顔料、ピレンキノン、アントアントロン等のキノン顔料、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ顔料、アズレニウム塩顔料，銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどのフタロシアニン顔料等をバインダー樹脂であるポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、酢酸酪酸セルロース等に分散含有させた層として得られる。
【００８８】
前記ＣＧＭ分散層から成るＣＧＬ４を形成するには、前記ＣＧＭ及びバインダー樹脂を例えばトルエン、キシレン等の炭化水素類；メチレンクロライド、１，２−ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素；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、酢酸ブチル等のエステル類；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のアルコール類及びこの誘導体；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類；ピリジンやジエチルアミン等のアミン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類等の窒素化合物；その他脂肪酸及びフェノール類；二硫化炭素や燐酸トリエチル等の硫黄、燐化合物等の１種又は２種以上の溶媒中にボールミル、ホモミキサー、サンドミル、超音波分散等により、溶解、分散して塗布液を作製し、これを必要により中間層を設けた透明導電層３上にディップ、スプレー、ブレード、ロール等の塗布方法により塗布、乾燥して得られる。
【００８９】
前記ＣＧＬ４中のバインダー樹脂：ＣＧＭの重量比は０〜１０：１〜５０であり、形成されるＣＧＬの膜厚は０．０１〜１０μｍ、特に０．１〜５μｍとされる。
【００９０】
前記ＣＧＬ４上に形成されるＣＴＬ５は、本発明に係るｎ−ＣＴＭを適当な溶媒に単独で、あるいはバインダー樹脂と共に溶解分散せしめたものをアプリケーター、バーコーター、デイップコーター等を用いて塗布乾燥して得られる。
【００９１】
前記ＣＴＬ５を形成するためのバインダー樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂、メラミン樹脂ならびに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂、又はこれらの絶縁性樹脂の他、ポリビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられ、前記ＣＴＭとバインダー樹脂を溶解，分散する溶媒は前記ＣＧＬ形成用の溶媒から選択して用いられる。
【００９２】
前記ＣＴＭはバインダー樹脂１００重量部当たり２０〜２００重量部、好ましくは３０〜１５０重量部とされ、ＣＴＬ５の膜厚は５〜５０μｍとされる。
【００９３】
次に前記感光体１０の円筒状透明基体２としては、堅牢で機械的耐衝撃性、耐摩耗性、寸法精度等に優れていて、断面が真円に近いものが好ましく、ＬＥＤ光等に対する光透過性が優れていて好ましくは８０％以上とされ、例えばガラス又はポリカーボネート、ＰＥＴ、ポリスチレン等のプラスチック材料が用いられる。
【００９４】
また前記透明基体２が図３のプリンターに用いられるベルト状感光体の基体とされた場合は、耐摩耗性、寸法精度等に優れていて、駆動ローラ５０及び従動ローラ５１に順応してスリップすることなく、円滑に回動するものが好ましく、ＬＥＤ光等に対して８０％以上の光濾過性を有するものとされ、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、酢酸セルロースのベルト状プラスチック又はウレタンゴム等のゴム材料が用いられる。
【００９５】
なお図３のプリンターでは、図２の円筒状感光体に代えてベルト状感光体が用いられている以外図２のプリンターとほぼ同様の構成とされ、同一の内容には同一の符号が付されている。
【００９６】
次に前記透明基体２上に設けられる透明導電層３としては、例えばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｆｅ等から選ばれる１以上の金属若しくはこれらの合金、又はＩＴＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，アルマイト等の金属酸化物を蒸着、スパッタリング、グロー放電、プラズマＣＶＤ若しくはメッキ等の方法により１００Å〜５μｍ程度の薄層に形成して得られる。
【００９７】
さらに導電性ポリマー又は前記金属、合金、金属酸化物若しくはダイヤモンド型結晶カーボン等の微粉末を、例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、エチルセルロース、スルホキシメチルセルロース、塩ビ酢ビ共重合体、塩ビ酢ビマレイン酸共重合体等のバインダー樹脂中に分散したものを０．１〜１０μｍ程度の薄層に塗布加工して得られる。
【００９８】
前記透明導電層３は、通常表面抵抗１０⁸Ω以下、特に１０⁶Ω以下とされるのが好ましい。表面抵抗が１０⁸Ωを越えると感光体への帯電時の帯電電流が不十分で帯電不良となり、かつ光照射時の光電流が不十分で感度不良となる。
【００９９】
さらに前記透明導電層３上に必要に応じて設けられる中間層として例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、塩ビ酢ビ共重合体樹脂、塩ビ酢ビマレイン酸化共重合体樹脂等の０．１μｍ〜１ｍｍ厚の薄層が用いられる。
【０１００】
なお図１に示すごとく前記感光体１０の基体内側にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（ＢＫ）の４色の信号に応じて発光する４個のＬＥＤアレイ７（Ｙ），７（Ｍ），７（Ｃ）及び７（ＢＫ）とそれぞれに結合して配置されたセルホックレンズ８（Ｙ），８（Ｍ），８（Ｃ）及び８（ＢＫ）とを有する露光器１２（Ｙ），１２（Ｍ），１２（Ｃ）及び１２（ＢＫ）が装置本体から延びる支持部材２０に固定して配置されている。
【０１０１】
以下前記構成の感光体１０を用いた本発明の画像形成方法を図２に基づいて説明する。
【０１０２】
スキャナ又はコンピュータ等の外部信号源１４０からの、Ｙ，Ｍ，Ｃ，及びＢＫの色別の２値のデジタル画像信号が例えば４００ｄｐｉの赤色ＬＥＤから成る露光器１２に順次出力されて像形成が行われる。
【０１０３】
画像記録のスタートにより感光体駆動モータが始動され、感光体１０の回転軸に装着された図示しないギアとモータからの駆動ギアとが噛み合い、感光体１０を矢印方向へと回転し、同時に帯電器１１（Ｙ）により該感光体１０の感光層６の表面に一様な正の帯電が付与される。
【０１０４】
次いで外部信号源１４０からＹ画像信号が露光器１２（Ｙ）に出力され、該Ｙ信号に対応してＬＥＤアレイ７（Ｙ）が発光し、セルホックレンズ素８（Ｙ）を介して感光層６の表面に露光され、ドット状の正の静電潜像が形成される。前記潜像は、反転現像方式の場合正のＹトナーを含む現像剤が充填された現像器１３（Ｙ）により非接触で現像されＹトナー像が形成される。
【０１０５】
次いで感光体１０は前記Ｙトナー像上にさらに帯電器１１（Ｍ）により一様な正の帯電が付与され、Ｍ画像信号電圧が印加された露光器１２（Ｍ）により露光されてドット状のＭ静電潜像が形成され、現像器１３（Ｍ）により同様に非接触で反転現像方式で現像されて、前記Ｙトナー像上にＭトナー像が重ね合わせて形成される。
【０１０６】
同様のプロセスにより帯電器１１（Ｃ）、露光器１２（Ｃ）及び現像器１３（Ｃ）によりＣトナー像が、また帯電器１１（ＢＫ）、露光器１２（ＢＫ）及び現像器１３（ＢＫ）によりＫトナー像が順次重ね合わせて形成され、１パスで感光層６の表面にカラートナー像が形成される。
【０１０７】
なお前記各現像器１３による現像に際しては、現像スリーブ１３０に感光体１０の帯電電位に近いＤＣバイアスとこれに重畳して０．５〜１０ｋＨｚ、０．２〜２ｋＶ（Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ）のＡＣバイアスとを印加し、一成分系現像剤又は二成分系現像剤を用いた非接触反転現像方式の現像方法が採用される。
【０１０８】
かくして感光体１０の周面上に形成されたカラートナー像は転写器１４Ａにおいて給紙カセット１５より搬送されタイミングローラ１６の駆動によって同期して給紙される転写紙に転写される。
【０１０９】
トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器１４Ｂにおいては帯電電荷の除去を受けてドラム周面より分離し、定着装置１７においてトナーを溶着したのち排紙ローラ１８を介して装置上部のトレイ上に排出される。
【０１１０】
一方、転写後の感光体１０はクリーニング装置１９により残留トナーが清掃され、次の像形成に備えられる。
【０１１１】
なお図２の３０は露光器１２を支持する支持部材２０を包むように装置本体に着脱可能とされた作像用カートリッジであり、該カートリッジ内には感光体１０、帯電器１１、現像器１３、クリーニング装置１９が一体的に組み込まれている。
【０１１２】
前記本発明の画像形成方法においては、感光体１０が正帯電用感光体とされ、その外周に近接して設けられた複数の帯電器１１が何れも正帯電とされることから、オゾン発生が極めて少なく、繰り返し像形成の過程で前記オゾンによる感光層の疲労劣化及び画像ボケがなく安定して高画質が得られる。また正帯電としたことで、画像形成の外に排出されるオゾンの量が少なく、環境汚染が軽減される。
【０１１３】
また、本発明の画像形成方法においては、各露光器により感光層６のＣＧＬ４に基体２の内側から露光される。従って先の色トナー像の影響を受けることなく後続の色トナー像を形成するための露光が行われる。即ち後続のＭ，Ｃ及びＢＫの画像信号に基づく露光が先発のＹ画像信号に基づく露光と同等の条件で行われ、歪みのない静電潜像の形成が可能とされる。
【０１１４】
なお本発明の画像形成方法では、露光器として主として、ＬＥＤが用いられるが、前記ＬＥＤはレーザー等に比して小型、軽量で構造簡単であり、感光体基体２の内側にコンパクトに組み込むことができるからである。前記ＬＥＤに関しては、図４に示すように種々の波長のものが知られているが、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤが主流である。
【０１１５】
【実施例】
以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明の実施の態様はこれにより限定されるものではない。
【０１１６】
〈感光体（１）の作製〉
ガラスビーズを充填したサンドミル装置に下記構造の電荷発生物質（Ａ−１）７ｇ、ポリビニルブチラール樹脂「エスレックＢＬＳ」（積水化学工業社製）１．５ｇ、メチルエチルケトン２５０ｍｌを入れ１５時間分散処理を行った。得られた分散液を、０．１μｍ厚のＩＴＯ透明導電層３を外表面に有する直径８０ｍｍの円筒状硝子支持体上に浸漬塗布して０．３μｍ厚の電荷発生層４を形成した。次いで電荷輸送物質として例示化合物（Ｂ−２３）１重量部とポリカーボネート「Ｚ−２００」（三菱瓦斯化学社製）１．４重量部とを１，２−ジクロルエタン１０重量部に溶解した溶液を前記電荷発生層４上に浸漬塗布して２５μｍ厚の電荷輸送層５を形成し感光体（１）（実施例１用）を得た。
【０１１７】
なお感光体（１）に光を照射したとき発生するキャリア（正孔）のドリフト移動度を下記測定法により測定したところ１．８×１０^-5ｃｍ²／Ｖ．ｓｅｃであった。
【０１１８】
〔ドリフト移動度の測定〕
硝子基板上にアルミニウムを蒸着して下側電極とし、その上に感光体（１）で用いた電荷発生物質（Ａ−１）を含む電荷発生層形成用の塗布液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層を形成し、さらにその上に感光体（１）で用いた電荷輸送層形成用の塗布液をアプリーター塗布した後、９０℃で乾燥を行い、１０〜２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【０１１９】
ここで前記電荷輸送層の膜厚がデックタック膜厚測定器により、正確に測定された。
【０１２０】
その後、前記電荷輸送層上に金を半透明に蒸着して上側電極を設け、キャリアのドリフト移動度測定用のサンプルを得た。
【０１２１】
前記サンプルに電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの電場のもとで、上側電極を通して６４４ｎｍのパルス露光を行い、そこで発生する過渡光電流の波形をデジタルオシロスコープに記録して前記キャリアのドリフト移動度を決定した。
【０１２２】
電荷発生物質（Ａ−１）の構造；
【０１２３】
【化３０】
【０１２４】
〈感光体（２）〜（１１）の作製〉
電荷輸送物質として感光体（１）の例示化合物（Ｂ−２３）に代えて例示化合物（Ｂ−４３）、（Ｄ−６）及び（Ｄ−１４）を用いた他は感光体１と同様にして感光体（２）〜（４）（実施例２〜４用）を得た。
【０１２５】
又電荷発生物質（Ａ−１）に代えて下記構造の電荷発生物質（Ａ−２）を用い、かつ電荷輸送物質として例示化合物（Ｂ−２３）に代えて（Ｂ−２０）、（Ｃ−３）、（Ｃ−１６）、（Ｄ−２５）及び（Ｅ−７）を用いた他は感光体（１）と同様にして感光体（５）〜（１１）（実施例５〜１１用）を得た。又、ＣＧＬの膜厚を変えて、感光体（１０）、（１１）（実施例１０、１１用）を得た。
【０１２６】
前記感光体（２）〜（１１）の各感光層におけるキャリアのドリフト移動度μｍを感光体（１）と同様にして作製された各サンプルを用いて感光体（１）の場合と同様にして測定した値を下記に示した。
【０１２７】
電荷発生物質（Ａ−２）の構造；
【０１２８】
【化３１】
【０１２９】
〈感光体（１２）〜（１６）〉の作製
電荷輸送物質として、感光体（１）の例示化合物（Ｂ−２３）に代えて下記構造の（Ｚ−１）及び（Ｚ−２）を用いた他は感光体１と同様にして感光体（１２）及び（１３）（比較例１及び２用）の感光体を得た。
【０１３０】
又電荷発生物質（Ａ−１）に代えて（Ａ−２）を用い、かつ電荷輸送物質として下記構造の（Ｚ−３）及び（Ｚ−４）を用いた他は感光体（１）と同様にして感光体（１４）及び（１５）（比較例３及び４用）を得た。又、ＣＧＬの膜厚を変えて、感光体（１６）（比較例５用）を得た。
【０１３１】
前記感光体（１１）〜（１６）の各感光層におけるキャリアのドリフト移動度μを感光体（１）と同様にして作製された各サンプルを用いて、感光体（１）の場合と同様にして測定した値を表１に示した。
【０１３２】
【化３２】
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
〈現像剤の作製〉
現像剤用トナー：ポリエステル樹脂「タットンＮＥＫ−２１５７Ａ」（花王社製）１００重量部及び低分子量ポリプロピレン２重量部を混合、溶融、練関、冷却、粉砕及び分級して平均粒径１１μｍのトナーを得た。
【０１３５】
なおイエロー（Ｙ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー及びブラック（ＢＲ）トナーは前記処方で着色剤としてＹ顔料ピグメントイエロー１７、Ｍ顔料ピグメントレッド２１２、Ｃ顔料ピグメントブルー１５及びＢＫ顔料カーボンブラックを用いて作製された。
【０１３６】
現像キャリア：平均粒径５２μｍのフェライト粒子１０００重量部と、メタクリル酸メチル−スチレン（１：１）共重合体樹脂微粒子２０重量部とを高速撹拌混合機により混合し、機械的衝撃により該樹脂微粒子を前記フェライト粒子表面に被着させて０．１ｍｍ厚の樹脂被覆層を有する磁性キャリアを得た。
【０１３７】
現像剤：キャリア１０００重量部に対して前記各色トナー５０重量部をそれぞれ混合してＹ、Ｍ、Ｃ及びＢＫの４種類の現像剤を得た。
【０１３８】
（プロセス条件）
ＧａＡｓＰ赤色ＬＥＤ（λｍａｘ：６７５ｎｍ）を用い、感光体への入射光量１．８μＷの条件で露光を行った。この時の感光体の画像形成プロセス速度は７５ｍｍ／ｓｅｃ 露光位置（露光終点）から現像位置（感光体と現像スリーブが最も接近する位置）迄の距離は実施例１〜４及び比較例１．２．５．では３ｍｍ、実施例５〜１０及び比較例３．４．では７ｍｍ、実施例１１では１０ｍｍに設定した。この時の像露光位置から現像位置までに要する時間は表に示した。
【０１３９】
ＣＧＬの透過率とはＣＧＬ層への入射光（１００％）に対し、ＣＧＬを通過した光量の割合を％表示で示した。
【０１４０】
（実施例１〜１１、比較例１〜５のプリント評価）
図２に示す４００ｄｐｉの赤色ＬＥＤプリンターのカートリッジ３０内に図の感光体１０として、前記感光体（１）〜（１１）及び比較例感光体（１２）〜（１６）を順次搭載し、且つ各現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ），及び１３（ＢＫ）に前記Ｙ，Ｍ，Ｃ，及びＢＫの各現像剤を充填し、上記に記したプロセス条件（画像形成プロセス速度：７５ｍｍ／ｓｅｃ、露光位置（露光終点）から現像位置（感光体と現像スリーブが最も接近する位置）迄の時間は表に記した条件でそれぞれ１０万回のカラープリントを行った。カラープリントの評価は鮮鋭性、画像ボケの発生有無、メモリー画像の発生の有無（先行する色像が後続の色像中に現れる現象）、総合評価（◎：良好、○：◎より劣るが実用性あり、×：実用性なし）で評価した。
【０１４１】
【表２】
【０１４２】
表２にて明らかな如く、実施例１〜１１は鮮鋭性、画像ボケ又はメモリー残像共に問題ないのに対し、比較例１〜５はこれら特性に問題を生じることがわかる。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明により、装置の小型、軽量化及び高速化と共に高耐久性で、鮮鋭性、画像ボケ、メモリー残像等のない高画質でカラー画像形成も達成出来る画像形成装置及び方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒状感光体の断面図。
【図２】円筒状感光体を用いたプリンタの構成断面図。
【図３】ベルト状感光体を用いたプリンタの構成断面図。
【図４】ＬＥＤの発光波長域を表す図。
【符号の説明】
２ 円筒状透明基体
３ 透明導電層
４ 電荷発生層
５ 電荷輸送層
６ 感光層
７ ＬＥＤアレイ
８ セルホックレンズ系
１０ 感光体
１１ 帯電器
１２ 露光器
１３ 現像器
１４ 転写，分離器
１７ 定着器
２０ 露光器支持部材
３０ カートリッジ

Claims (13)

1. エンドレス透明支持体上に電荷発生層と電荷輸送層を順次積層して成る電子写真感光体と、その周辺に、順次作動させて、感光体面に一様な帯電を付与する帯電手段、支持体の内側から像露光して静電潜像を形成する露光手段、潜像を現像する現像手段を、複数個設け、且つ、現像像を転写材へ転写する転写手段及び転写像を定着する定着手段を設けた画像形成装置において、
   該電荷発生層の像露光光に対する透過率が２０％以下であり、且つ電荷輸送層のキャリアドリフト速度が、電界強度２×１０⁵Ｖ／ｃｍの条件下で１×１０^-6ｃｍ²／Ｖ・ｓｅｃ以上である感光体を用い、複数の前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段を順次作動させて感光体の１回転により感光体面上に複数のトナー像を重ね合わせて形成し、該トナー像を転写材上に一括転写して定着し、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電子写真感光体の周辺に設けられた、前記一様な帯電を付与する帯電手段、前記支持体の内側から像露光して静電潜像を形成する露光手段、前記潜像を現像する現像手段が、黒、及びイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）画像を形成する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記透過率が１０％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記感光体の前記露光手段による露光位置と、前記現像手段による現像位置との間の移動に要する時間が１０〜１５０ミリ秒であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 前記感光体の前記露光手段による露光位置と、前記現像手段による現像位置との間の移動に要する時間が１０〜１００ミリ秒であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
6. 前記電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダ樹脂を有しており、電荷輸送物質に対するバインダー樹脂の重量比が１．０以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の画像形成装置。
7. 前記感光層が下記一般式〔Ｉ〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
   （式中、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₄は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、Ａｒ₃は各々置換、無置換の２価の芳香族炭化水素残基又は複素環基を表し、Ｒ₁は水素原子若しくは各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｌは１若しくは２である。）
8. 前記感光層が下記一般式〔II〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
   （式中、Ｒ₂、Ｒ₃は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基又はアルキル基を表し、Ｒ₄は水素原子若しくは置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基、アルキル基を表し、Ａｒ₅は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｍは０若しくは１である。）
9. 前記感光層が下記一般式〔III〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
   （式中、Ｙは１〜３価の芳香族残基を表し、Ａｒ₆、Ａｒ₇は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ｌは１〜３の整数である。）
10. 前記感光層が下記一般式〔IV〕で表される電荷輸送物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
    （式中、Ａｒ₈、Ａｒ₉、Ａｒ₁₀、Ａｒ₁₁は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。）
11. 前記感光層が下記一般式〔Ｖ〕又は〔VI〕で表される電荷発生物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
    （式中、Ｚは置換、無置換の芳香族環を形成するに必要な原子群を表す。）
12. 前記感光層が下記一般式〔VII〕で表される電荷発生物質を含有する感光体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
    （式中Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³、Ｘ⁴は水素原子、塩素原子、臭素原子若しくはフッ素原子を表し、
    ｎ、ｍ、ｌ、ｋは１〜４の整数を表す。）
13. 請求項１〜１２のいずれか１項記載の画像形成装置を用いることを特徴とする画像形成方法。