JP4351362B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の導電性支持体上に感光層を設け、対向するシート端部を接合したシームベルト（seam belt）状の電子写真感光体により画像形成を行う電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方法は、カールソンプロセスやその種々の変形プロセスが知られており、複写機やプリンターなどに広く使用されている。このような電子写真方法に用いられる電子写真感光体には有機系の感光材料を用いたものと無機系の感光材料を用いたものとがある。有機系の電子写真感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−結着剤に代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光体などが知られており、安価、大量生産性、無公害性などをメリットとして、近年使用され始めた。また、無機系の電子写真感光体として、導電性支持体上にセレンあるいはセレン合金を主体とする光導電層を設けたもの、酸化亜鉛、酸化カドミウム等の無機光導電材料をバインダー中に分散させたもの、非晶質シリコンを用いたものなどが一般に知られている。
【０００３】
一方、電子写真感光体の形態としては金属製中空ドラム上に感光層を形成したドラム状感光体、シームレスフレキシブルベルト感光体、シームベルト状感光体等が有り、コスト、設計形態等の点で様々な利点が有り、開発する電子写真装置の特性に合わせて電子写真感光体の形状は使い分けられている。
【０００４】
シームベルト状感光体は、例えば支持体としてアルミ蒸着PETを用い、支持体上に感光層を連続的に塗布して感光体塗布ロールとし、得られた感光体ロールを所望の大きさに粗断ち、打抜きをし、得られたシート状感光体の両端を、例えば超音波接合等の方法で融着することによりベルト状の感光体とする。
【０００５】
このシームベルト状感光体は上記のようにシーム部分（融着接合部分）を有し、そのシーム部分は感光体として機能しないため、画像形成領域はシーム部分以外で形成しなければならず、電子写真装置内で使用するには出力用紙長以上の周長のベルトとする必要が有る。このことは例えばＡ３サイズの電子写真装置ではシーム感光体ベルトの周長は最低でも４２ｃｍ以上でなくてはならず、これはドラム径に換算するとφ１３０ｍｍ以上の大口径のドラムに相当し、一般の白黒用電子写真装置では大きな設計上の制約となるため、シームベルト状感光体は近年では利用されないことが多くなっている。
【０００６】
ところが、近年、電子写真装置のカラー化が進み、高画質化、低コスト化、高速化等が要求されるようになり、シームベルト状感光体は、▲１▼ベルト外形は大きいものの、その柔軟性により所望の形態で使用できること、▲２▼感光体としては感光層の塗布がノズル塗工でき、大量に生産可能となり、塗布液のロスも少なく、コストが安いこと、▲３▼４色の現像機を対向させるのに都合の良い形態に設計できること等の利点があり、カラー電子写真装置にはシームベルト状感光体の利点が見直されてきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記記載のようにシームベルト状感光体は融着接合部分を持ち、接合部においては支持体や感光層が重なり合うことになるため段差を有することになる。そのために従来、長期にわたる画像形成装置内における使用の際に接合部付近を起点として感光層のクラックや剥がれが発生するという問題があった。特に支持体との接着面である感光層が顔料を結着剤中に分散させた中間層を有するときに、より顕著に剥がれが発生した。
【０００８】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、画像形成の際、シームベルト状感光体の感光層にクラックや剥がれが発生せず、長期にわたり高画質の画像を形成することができる電子写真装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題に関して検討したところ、上記問題がシームベルト状電子写真感光体を駆動、保持するための駆動ローラ、又は従動ローラに起因することを見いだした。より詳細には、環状ベルトの回転方向に対して垂直な方向における感光層幅に比べて、該感光体の駆動及び保持を行うローラのベルト当接部の全長が長く、ローラの端面が感光層未塗布部になるときにのみ、長期にわたり、膜剥がれがなく良好な画像を得ることが可能となることを知り、本発明に至った。
すなわち、本発明によれば、
第一に、シート状の導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部を有する電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの長さが上記感光層の形成幅よりも長いことを特徴とする電子写真装置が提供される。
上記のごとく、感光層の形成幅よりも駆動ローラ及び従動ローラの長さを長くすることによって感光層のクラックや剥がれがなく、長期にわたり良好な画像を得ることができる。この原因としては、次のように推定される。駆動及び従動ローラ端面が感光層幅内にあるときは、ベルト内部から感光層全体に均一に圧力をかけることができずに感光層及び支持体内で応力が発生する。そのため、ベルトの接合部の段差が駆動及び従動ローラを通過する際にわずかにベルトにたわみが発生し、感光層と支持体の弾性率の差から接合部付近において膜のクラックや剥がれが発生する。駆動及び従動ローラ当接部が感光層領域全域にわたっている場合は感光層における応力は発生しないため、感光層のクラックや剥がれが起こらない。
【００１０】
第二に、上記第一に記載した電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの直径が１５ｍｍ以上であることを特徴とする電子写真装置が提供される。上記駆動ローラと従動ローラの直径が小さいと、ベルトにかかるローラからの圧力は高くなり、感光層及び支持体内でより大きい応力が発生する。すなわち、上記駆動ローラと従動ローラの直径は１５ｍｍ以上であれば確実に上述の効果が得られる。
【００１１】
第三に、上記第一または第二に記載した電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の両端に導電層を有することを特徴とする電子写真装置が提供される。駆動及び従動ローラの長さを長くするほか、ベルト両端の感光層未塗布部に導電層を有し、導電層が抵抗制御材と結着樹脂を含有することにより、さらに優れた効果が得られる。すなわち感光層幅の外側に導電層を有することによって補強の役割がなされ、ローラ端面において発生する応力に対してより高い耐久性を得ることができる。
【００１２】
第四に、上記第一、第二または第三に記載した電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の感光層と導電性支持体との間に無機顔料を含む中間層が形成されていることを特徴とする電子写真装置が提供される。
上述のごとく駆動及び従動ローラの長さを感光層形成幅より長くとすることにより、感光層のクラックや剥がれがなく、長期にわたり良好な画像を得ることができるが、この効果は、従来、特にクラックや剥がれが生じた無機顔料を含む中間層を有する感光体ベルトにおいても得ることができる。すなわち駆動及び従動ローラに起因するベルトへの応力は感光層が如何なるものであっても発生するものであるが、支持体と接着する層が顔料を樹脂中に分散したものである場合、局所的に顔料が支持体と直接接触してしまう部分が存在し、支持体と感光層との接着性が悪くなるために画像形成の際により剥がれやすくなったものと推定される。しかしながら上記のように駆動及び従動ローラ当接部が感光層領域全域にわたるため、感光層における応力は発生せず、上記の中間層があっても感光層のクラックや剥がれが起こらないものと考えられる。
【００１３】
第五に、上記第一ないし第四に記載した電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジが提供される。
上記構成の電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部は、これをプロセスカートリッジに適用しても感光層のクラックや剥がれが発生せず、高画質の画像を長期にわたり得ることができる。
【００１４】
第六に、シート状導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有する画像形成装置において、上記画像形成部が上記第一ないし第四に記載したいずれかの電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
上記第一ないし第四記載の電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部であれば、一般的な電子写真プロセスによる画像形成装置に好ましく適用することができ、それにより感光層のクラックや剥がれの発生がなく、長期にわたり高画質の画像が得られる画像形成装置とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図５は従来の電子写真装置におけるシームベルト状感光体１と該感光体１を駆動及び従動（または駆動及び保持）するローラ４の断面を示す。従来のローラ４は、ローラ４の当接面が感光層２の幅全域にわたっていないため、画像形成領域において応力が発生する。これに対して図１に示す本発明の電子写真装置におけるシームベルト状感光体１と該感光体１を駆動及び従動するローラ４の端面５は感光層２の幅（感光層塗布領域）の外に存在しているため、感光層２に負荷を与えることなく、長期にわたって画像形成を行うことができる。
【００１６】
以下に、本発明で使用される一般的なシームベルト状感光体の構成及びその形成方法についてまず説明する。
図２はシート状感光体の一例を断面で示すもので、１００μｍのポリエチレンテレフタレート１０上にＡｌを０．１μｍの厚みに蒸着して支持体とし、次いで１μｍの中間層３０、０．２μｍの電荷発生層４０、２０μｍの電荷輸送層５０をノズルコートにより形成したものである。
【００１７】
上記のほか、支持体としては体積抵抗１×１０2Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングによりフィルム上に製膜したものでもよい。
【００１８】
感光層２は図２に示すように電荷発生物質を含有する電荷発生層４０及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層５０を積層した積層型の感光層のほか、電荷発生機能と電荷輸送機能を併せ持つ単層型の感光層でもよい。
【００１９】
また、図２のごとく感光層（図中、電荷発生層４０）と支持体（図中、Ａｌ蒸着層２０）との間に電気的安定性を向上させるために中間層３０を設けてもよい。中間層３０は、結着樹脂中に粒子を分散したものが用いられ、結着樹脂としてはポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、アルキッド−メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂などを利用することができる。中間層に分散させる粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、シリカ及びそれらの表面処理品が用いられ、酸化チタンが分散性、電気的特性においてより好ましく、ルチル型とアナターゼ型いずれのものも用いることが可能である。
【００２０】
本発明における中間層３０を形成するには、例えば上述の結着樹脂を有機溶剤中に溶解し、その溶液中に上述の粒子をボールミル、サンドミル等の手段で分散し、支持体上に塗布、乾燥すれば良い。中間層の厚みは１０μｍ以下、好ましくは０.５〜６μｍである。
【００２１】
電荷発生層４０は電荷発生物質を主成分とする層であり、必要に応じてバインダー樹脂が用いられる。電荷発生物質としては、無機系材料あるいは有機系材料のいずれも用いることができる。無機系材料としては、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−ヒ素等のセレン化合物やアモルファスシリコンなどが挙げられる。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使用される。
【００２２】
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、スクエアリツク酸メチン顔料、カルバゾー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、オキサジアゾー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ール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾー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ール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２３】
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挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。また、電荷発生層には、必要に応じて電荷輸送物質を添加してもよい。
【００２４】
電荷発生層４０を形成する方法としては、大別すると、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが挙げられる。真空薄膜作製法としては、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法などが挙げられ、上述した無機系材料あるいは有機系材料を用いて電荷発生層が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を形成するには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要に応じて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、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布し乾燥させればよい。塗布方法としては、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などを用いることができる。
このようにして形成される電荷発生層４０の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、特に０．０５〜２μｍが好ましい。
【００２５】
電荷輸送層５０は電荷輸送物質を主成分としてなる層であり、電荷輸送物質及び必要に応じてバインダー樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、シクロヘキサノンなどに溶解あるいは分散し、その溶液あるいは分散液を塗布し乾燥させることにより形成することができる。また、電荷輸送層には、必要により、可塑剤、レベリング剤などを添加することもできる。
【００２６】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがあり、電子輸送物質としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ［１，２−ｂ］チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、３，５−ジメチル−３′，５′−ジターシヤリーブチル−４，４′−ジフェノキノンなどの公知の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２７】
また、正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられ、これらの正孔輸送物質は単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２８】
電荷輸送層５０に用いられるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート（ビスフェノ−ルＡ型、ビスフェノ−ルＺ型等）、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることが出来る。バインダー樹脂の使用量は、電荷輸送物質１００重量部に対して０〜１５０重量部が適当である。
【００２９】
また、バインダー樹脂としては、バインダー樹脂としての機能及び電荷輸送物質としての機能を有する高分子電荷輸送物質を用いることもできる。このような高分子電荷輸送物質としては、（ａ）主鎖及び／または側鎖にカルバゾール環を有する重合体、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｂ）主鎖及び／または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体、例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開平３−５０５５５号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｃ）ポリシリレン重合体、例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平５−１９４９７号公報、特開平５−７０５９５号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｄ）主鎖及び／または側鎖に第３級アミン構造を有する重合体、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３０６１号公報、特開平１−１９０４９号公報、特開平１−１７２８号公報、特開平１−１０５２６０号公報、特開平２−１６７３３５号公報、特開平５−６６５９８号公報、特開平５−４０３５０号公報に記載の化合物などが例示できる。
このようにして形成される電荷輸送層５０の膜厚は、５〜１００μｍ程度が適当である。
【００３０】
電荷輸送層５０中に添加してもよい可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量はバインダー樹脂に対して０〜３０重量％程度が適当である。 また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、バインダー樹脂に対して０〜１重量％程度が適当である。
【００３１】
電荷発生物質と電荷輸送物質よりなる単層型感光体は、電荷発生物質及び電荷輸送物質としては、前記の材料を用いることができる。このような単層型の感光層を形成するには、電荷発生物質、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤、例えば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、ブタノンなどの溶剤にボールミル、アトライター、サンドミルなどにより溶解ないし分散させ、これを適度に希釈して塗布し乾燥させればよい。塗布は浸債塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などを用いて行なうことができる。バインダー樹脂としては、電荷輸送層のバインダー樹脂として例示したバインダー樹脂をそのまま用いることができ、また電荷発生層のバインダー樹脂として例示したバインダー樹脂と混合して用いてもよい。単層型の感光層には、必要により可塑剤やレべリング剤などを添加することもできる。また、ピリリウム系染料及びビスフェノールＡ型ポリカーボネートから形成される共晶錯体に、電荷輸送物質を添加した単層型の感光層も、適当な溶媒を用い上記と同様な塗工法により形成することができる。
このようにして形成される単層型の感光層の膜厚は、５〜１００μｍ程度が適当である。
【００３２】
さらに、本発明におけるシート状の電子写真感光体には、感度の低下や残留電位の上昇を防止する目的で酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は有機物を含む層ならばいずれの層に添加してもよいが、電荷輸送物質を含む層５０に添加することにより特に良好な効果を得ることができる。
【００３３】
また、感光層２の上に必要に応じて膜厚０．５〜１０μｍの保護層を形成しても良い。保護層中には前述のような添加剤、分散粒子を含有させることができる。
【００３４】
さらにシート状感光体の両端に接地、及び強度補強のための導電層３を形成するものも良好に使用され、銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属、あるいは酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属酸化物微粉末、カーボンブラック、グラファイト等の抵抗制御材を結着樹脂に配合したものが使用できる。抵抗は１０2Ω・ｃｍ以下が好ましく、その厚み及び塗布幅は任意に設定出来、特に限定されない。
【００３５】
図３はシームベルト状感光体１の一例を示す概略斜視図である。シームベルト状感光体１を形成するには、まず上述のシート状感光体を粗断ちし、金型にて所望の大きさ、形状に打ち抜き後（形状は長方形シートまたは平行四辺形シートが一般的）、打ち抜きシートの対向する端面を０．５〜１ｍｍ程度重ね合せ、その重ね合せ部分に対して超音波ホーンにて融着接合すればシームベルト状感光体が形成される。該ベルト端部の未塗布部３には接地のための導電層を持つことが望ましい。また、画像形成領域から外す必要がある接合部７０を検知する検知マーク６０や接触帯電器による異常放電の発生を防ぐため接合部に樹脂層を設けてもよい。
【００３６】
次に図４により本発明の電子写真装置を説明する。本発明の電子写真装置のプロセスには、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、分離手段、クリーニング手段などの各手段として公知のいずれのものも使用することができる。１０１はシームベルト状感光体、１０２は駆動ローラ、１０３は従動ローラ、この駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３の長さは、図１で示したように感光層の形成幅よりも長く作製してある。１０４は駆動ローラ１０２及び従動ローラ１０３を支持するローラフレームである。ローラフレーム１０４によって支持された駆動ローラ１０２及び従動ローラ１０３はシームベルト感光体１０１を張設している。また、駆動ローラ１０２は、画像形成時に駆動機構から回転力を伝達されることにより、シームベルト感光体１０１を矢印Ａ方向に移動させる。シームベルト感光体１０１は、除電ランプ１０５によって除電された後に、帯電器１０６によって所定の電位に帯電され、光書込みユニット１０７の露光により静電潜像が形成される。現像ローラ１０８は、シームベルト感光体１０１にトナーを転移させて前記静電潜像を現像しトナー像を形成する。このトナー像は、転写器１０９によってシームベルト感光体１０１から記録紙１１２に転写され、定着ローラ１１０によって記録紙１１２上に定着される。また、クリーニングブレード１１１は、転写完了後にシームベルト感光体１０１に付着している残留トナーを剥離除去する。
上述した本発明における駆動及び従動ローラ４の材質は、ゴム、プラスチックス、セラミックス、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属が適している。また、用いられるローラの数は特に限定されるものではないが、２〜８本程度が望ましい。
【００３７】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表わす。
【００３８】
参考例１
厚さ７５μｍ、幅５００ｍｍ、長さ２００ｍのＡｌ蒸着ＰＥＴに中間層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、ノズル塗工、乾燥し、シート状の電子写真感光体を形成した。なお、感光層２の幅は３２０ｍｍになるように塗布した。中間層用塗工液にアルコール可溶性ポリアミド（ＣＭ−８０００：東レ社製）３部をメタノール／ｎ−ブタノール＝８／２（ｖｏｌ比）の混合溶媒１００部に加熱溶解し、１３０℃で１０分間乾燥して、膜厚１μｍの中間層３０を作製した。次に下記構造式に示すトリスアゾ顔料１０部を、ポリビニルブチラール（ＢＭ−２：積水化学工業社製）４部をシクロヘキサノン１５０部に溶解した樹脂液に添加し、ボールミルにて７２時間分散を行った。分散終了後、シクロヘキサノン２１０部を加え３時間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作成した。これを前記中間層３０上に塗布し、１３０℃で１０分間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層４０を作製した。
【００３９】
【化１】
【００４０】
次に、下記構造式に示す化合物７部、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）０．００２部をテトラヒドロフラン１００部に溶解し、電荷輸送層用塗工液を作製した。これを前記電荷発生層４０上に塗布し、１３０℃で２０分間乾燥して平均膜厚２０μｍの電荷輸送層５０を形成し、シート状の電子写真感光体を得た。
【００４１】
【化２】
【００４２】
得られたシート状の電子写真用感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層２が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０ｍｍ、感光層未塗布幅（導電層）が両端１０ｍｍのシームベルト状感光体１を作製した。
上記シームベルト状感光体１を１本の駆動ローラーと２本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の５万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ゴムローラ、長さ３２８ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた。
【００４３】
参考例２
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４４】
比較例１
ローラー形状が長さ３１２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４５】
参考例３
ローラー形状が長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４６】
実施例１
参考例１において、電荷輸送層５０を塗布後、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、カーボンブラック（デンカＨＳ−１００、（株）電化工業社製）８部、テトラヒドロフラン８０部からなる導電層用塗工液を感光層未塗布領域にノズル塗工、乾燥し、２０μｍの導電層３を有するシート状の電子写真感光体を形成した。得られたシート状の電子写真用感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層２が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０mmのシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラと２本の従動ローラによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の１０万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ゴムローラー、長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた。
【００４７】
比較例２
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４８】
実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜２の画像評価結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１のように、シームベルト状感光体の内側に設けられた駆動及び従動ローラーの両側端面が感光層塗布領域の外側にある場合には、長期に渡る画像形成の際にも感光層のクラックや剥がれの発生がなく、高画質で良好な画像を得ることができた。
【００５１】
参考例４
中間層用塗工液に酸化チタン（ＣＲ−ＥＬ：石原産業製）２８部、アルコール可溶性ポリアミド（ＣＭ−８０００：東レ社製）１２部、メタノール／ｎ−ブタノール＝８／２（ｖｏｌ比）の混合溶媒２００部からなる混合物をボールミルで７２時間分散し作製し、１３０℃で２０分間乾燥して、膜厚１μｍの中間層３０を作製した以外は、参考例１と同様にシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラーと３本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の５万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ＳＵＳローラ、長さ３２８ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた。
【００５２】
参考例５
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例３と同様に画像評価を実施した。
【００５３】
比較例３
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５４】
参考例６
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５５】
実施例２
実施例１において、電荷輸送層５０を塗布後、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、カーボンブラック（デンカＨＳ−１００、（株）電化工業社製）８部、テトラヒドロフラン８０部からなる導電層用塗工液を感光層未塗布領域にノズル塗工、乾燥し、２０μｍの導電層３を有するシート状の電子写真感光体を形成した。得られたシート状の電子写真感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０ｍｍのシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラーと２本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の１０万枚連続出力を実施した。なお、駆動、ローラと従動ローラーは全て同一材質、形状のものとし、ゴムローラー、長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた。
【００５６】
比較例４
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５７】
実施例２、参考例４〜６及び比較例３〜４の評価結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
表２のように、シームベルト状感光体の内側に設けられた駆動及び従動ローラの両側端面が感光層塗布領域の外側にある場合においては、長期に渡る画像形成の際にも感光層のクラックや剥がれの発生がなく、高画質で良好な画像を得ることができた。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、シート状の導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状の電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部を有する電子写真装置において、前記駆動ローラと従動ローラの長さを前記感光層の形成幅よりも長くするもので、これにより支持体上の感光層に過大な力をかけないため、画像形成時に感光層のクラックや膜剥がれが発生せず、長期にわたり良好な画像を得ることができる。
【００６１】
請求項２の発明は、上記構成の電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの直径を１５ｍｍ以上とするもので、これによれば上述した効果が確実に得られる。
【００６２】
請求項３の発明は、上記構成の電子写真装置において、シームベルト状感光体の両端に導電層を有するとするもので、導電層を設けることによりベルトが補強され、さらに高い耐久性を得ることができる。
【００６３】
請求項４の発明は、上記構成の電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の感光層と導電性支持体との間に無機顔料を含む中間層が形成されているとするもので、従来、このような中間層の存在は支持体と感光層との接着性を悪くし、膜剥がれを起こしやすくさせたが、上記本発明の構成とすることにより、このような中間層が存在しても膜剥がれを起こさず、良好な画像を形成することができる。
【００６４】
請求項５の発明は、上記構成のシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を有する電子写真プロセスカートリッジであり、上記構成の画像形成部であれば、プロセスカートリッジに適用しても感光層のクラックや剥がれが発生せず、高画質の画像を長期にわたり得ることができる。
【００６５】
請求項６の発明は、シームベルト状感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有する画像形成装置に、上記構成のシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を適用するもので、これによれば感光層のクラックや剥がれの発生がなく、長期にわたって高画質の画像が得られる画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の一部分を示す概略断面図。
【図２】シート状感光体の概略断面図。
【図３】シームベルト状感光体の概略の斜視図。
【図４】本発明の電子写真装置の説明図。
【図５】従来の電子写真装置の一部分を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ シームベルト状感光体
２ 感光層または感光層塗布領域
３ 感光層未塗布部または導電層
４ 駆動または従動ローラ
５ ローラ端面
１０ ＰＥＴ基体
２０ Ａｌ電極
３０ 中間層
４０ 電荷発生層
５０ 電荷輸送層
６０ 検知穴（検知マーク）
７０ 接合部
１０１ シームベルト状感光体
１０２ 駆動ローラ
１０３ 従動ローラ
１０４ ローラフレーム
１０５ 除電ランプ
１０６ 帯電器
１０７ 光り書き込みユニット
１０８ 現像ローラ
１０９ 転写器
１１０ 定着ローラ
１１１ クリーニングブレード
１１２ 記録紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の導電性支持体上に感光層を設け、対向するシート端部を接合したシームベルト（seam belt）状の電子写真感光体により画像形成を行う電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方法は、カールソンプロセスやその種々の変形プロセスが知られており、複写機やプリンターなどに広く使用されている。このような電子写真方法に用いられる電子写真感光体には有機系の感光材料を用いたものと無機系の感光材料を用いたものとがある。有機系の電子写真感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−結着剤に代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光体などが知られており、安価、大量生産性、無公害性などをメリットとして、近年使用され始めた。また、無機系の電子写真感光体として、導電性支持体上にセレンあるいはセレン合金を主体とする光導電層を設けたもの、酸化亜鉛、酸化カドミウム等の無機光導電材料をバインダー中に分散させたもの、非晶質シリコンを用いたものなどが一般に知られている。
【０００３】
一方、電子写真感光体の形態としては金属製中空ドラム上に感光層を形成したドラム状感光体、シームレスフレキシブルベルト感光体、シームベルト状感光体等が有り、コスト、設計形態等の点で様々な利点が有り、開発する電子写真装置の特性に合わせて電子写真感光体の形状は使い分けられている。
【０００４】
シームベルト状感光体は、例えば支持体としてアルミ蒸着PETを用い、支持体上に感光層を連続的に塗布して感光体塗布ロールとし、得られた感光体ロールを所望の大きさに粗断ち、打抜きをし、得られたシート状感光体の両端を、例えば超音波接合等の方法で融着することによりベルト状の感光体とする。
【０００５】
このシームベルト状感光体は上記のようにシーム部分（融着接合部分）を有し、そのシーム部分は感光体として機能しないため、画像形成領域はシーム部分以外で形成しなければならず、電子写真装置内で使用するには出力用紙長以上の周長のベルトとする必要が有る。このことは例えばＡ３サイズの電子写真装置ではシーム感光体ベルトの周長は最低でも４２ｃｍ以上でなくてはならず、これはドラム径に換算するとφ１３０ｍｍ以上の大口径のドラムに相当し、一般の白黒用電子写真装置では大きな設計上の制約となるため、シームベルト状感光体は近年では利用されないことが多くなっている。
【０００６】
ところが、近年、電子写真装置のカラー化が進み、高画質化、低コスト化、高速化等が要求されるようになり、シームベルト状感光体は、▲１▼ベルト外形は大きいものの、その柔軟性により所望の形態で使用できること、▲２▼感光体としては感光層の塗布がノズル塗工でき、大量に生産可能となり、塗布液のロスも少なく、コストが安いこと、▲３▼４色の現像機を対向させるのに都合の良い形態に設計できること等の利点があり、カラー電子写真装置にはシームベルト状感光体の利点が見直されてきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記記載のようにシームベルト状感光体は融着接合部分を持ち、接合部においては支持体や感光層が重なり合うことになるため段差を有することになる。そのために従来、長期にわたる画像形成装置内における使用の際に接合部付近を起点として感光層のクラックや剥がれが発生するという問題があった。特に支持体との接着面である感光層が顔料を結着剤中に分散させた中間層を有するときに、より顕著に剥がれが発生した。
【０００８】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、画像形成の際、シームベルト状感光体の感光層にクラックや剥がれが発生せず、長期にわたり高画質の画像を形成することができる電子写真装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題に関して検討したところ、上記問題がシームベルト状電子写真感光体を駆動、保持するための駆動ローラ、又は従動ローラに起因することを見いだした。より詳細には、環状ベルトの回転方向に対して垂直な方向における感光層幅に比べて、該感光体の駆動及び保持を行うローラのベルト当接部の全長が長く、ローラの端面が感光層未塗布部になるときにのみ、長期にわたり、膜剥がれがなく良好な画像を得ることが可能となることを知り、本発明に至った。
すなわち、本発明によれば、
第一に、シート状の導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部を有する電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの長さが上記感光層の形成幅よりも長いことを特徴とする電子写真装置が提供される。
上記のごとく、感光層の形成幅よりも駆動ローラ及び従動ローラの長さを長くすることによって感光層のクラックや剥がれがなく、長期にわたり良好な画像を得ることができる。この原因としては、次のように推定される。駆動及び従動ローラ端面が感光層幅内にあるときは、ベルト内部から感光層全体に均一に圧力をかけることができずに感光層及び支持体内で応力が発生する。そのため、ベルトの接合部の段差が駆動及び従動ローラを通過する際にわずかにベルトにたわみが発生し、感光層と支持体の弾性率の差から接合部付近において膜のクラックや剥がれが発生する。駆動及び従動ローラ当接部が感光層領域全域にわたっている場合は感光層における応力は発生しないため、感光層のクラックや剥がれが起こらない。
【００１０】
第二に、上記第一に記載した電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの直径が１５ｍｍ以上であることを特徴とする電子写真装置が提供される。上記駆動ローラと従動ローラの直径が小さいと、ベルトにかかるローラからの圧力は高くなり、感光層及び支持体内でより大きい応力が発生する。すなわち、上記駆動ローラと従動ローラの直径は１５ｍｍ以上であれば確実に上述の効果が得られる。
【００１１】
第三に、上記第一または第二に記載した電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の両端に導電層を有することを特徴とする電子写真装置が提供される。駆動及び従動ローラの長さを長くするほか、ベルト両端の感光層未塗布部に導電層を有し、導電層が抵抗制御材と結着樹脂を含有することにより、さらに優れた効果が得られる。すなわち感光層幅の外側に導電層を有することによって補強の役割がなされ、ローラ端面において発生する応力に対してより高い耐久性を得ることができる。
【００１２】
第四に、上記第一、第二または第三に記載した電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の感光層と導電性支持体との間に無機顔料を含む中間層が形成されていることを特徴とする電子写真装置が提供される。
上述のごとく駆動及び従動ローラの長さを感光層形成幅より長くとすることにより、感光層のクラックや剥がれがなく、長期にわたり良好な画像を得ることができるが、この効果は、従来、特にクラックや剥がれが生じた無機顔料を含む中間層を有する感光体ベルトにおいても得ることができる。すなわち駆動及び従動ローラに起因するベルトへの応力は感光層が如何なるものであっても発生するものであるが、支持体と接着する層が顔料を樹脂中に分散したものである場合、局所的に顔料が支持体と直接接触してしまう部分が存在し、支持体と感光層との接着性が悪くなるために画像形成の際により剥がれやすくなったものと推定される。しかしながら上記のように駆動及び従動ローラ当接部が感光層領域全域にわたるため、感光層における応力は発生せず、上記の中間層があっても感光層のクラックや剥がれが起こらないものと考えられる。
【００１３】
第五に、上記第一ないし第四に記載した電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジが提供される。
上記構成の電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部は、これをプロセスカートリッジに適用しても感光層のクラックや剥がれが発生せず、高画質の画像を長期にわたり得ることができる。
【００１４】
第六に、シート状導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有する画像形成装置において、上記画像形成部が上記第一ないし第四に記載したいずれかの電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
上記第一ないし第四記載の電子写真装置におけるシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部であれば、一般的な電子写真プロセスによる画像形成装置に好ましく適用することができ、それにより感光層のクラックや剥がれの発生がなく、長期にわたり高画質の画像が得られる画像形成装置とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図５は従来の電子写真装置におけるシームベルト状感光体１と該感光体１を駆動及び従動（または駆動及び保持）するローラ４の断面を示す。従来のローラ４は、ローラ４の当接面が感光層２の幅全域にわたっていないため、画像形成領域において応力が発生する。これに対して図１に示す本発明の電子写真装置におけるシームベルト状感光体１と該感光体１を駆動及び従動するローラ４の端面５は感光層２の幅（感光層塗布領域）の外に存在しているため、感光層２に負荷を与えることなく、長期にわたって画像形成を行うことができる。
【００１６】
以下に、本発明で使用される一般的なシームベルト状感光体の構成及びその形成方法についてまず説明する。
図２はシート状感光体の一例を断面で示すもので、１００μｍのポリエチレンテレフタレート１０上にＡｌを０．１μｍの厚みに蒸着して支持体とし、次いで１μｍの中間層３０、０．２μｍの電荷発生層４０、２０μｍの電荷輸送層５０をノズルコートにより形成したものである。
【００１７】
上記のほか、支持体としては体積抵抗１×１０2Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングによりフィルム上に製膜したものでもよい。
【００１８】
感光層２は図２に示すように電荷発生物質を含有する電荷発生層４０及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層５０を積層した積層型の感光層のほか、電荷発生機能と電荷輸送機能を併せ持つ単層型の感光層でもよい。
【００１９】
また、図２のごとく感光層（図中、電荷発生層４０）と支持体（図中、Ａｌ蒸着層２０）との間に電気的安定性を向上させるために中間層３０を設けてもよい。中間層３０は、結着樹脂中に粒子を分散したものが用いられ、結着樹脂としてはポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、アルキッド−メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂などを利用することができる。中間層に分散させる粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、シリカ及びそれらの表面処理品が用いられ、酸化チタンが分散性、電気的特性においてより好ましく、ルチル型とアナターゼ型いずれのものも用いることが可能である。
【００２０】
本発明における中間層３０を形成するには、例えば上述の結着樹脂を有機溶剤中に溶解し、その溶液中に上述の粒子をボールミル、サンドミル等の手段で分散し、支持体上に塗布、乾燥すれば良い。中間層の厚みは１０μｍ以下、好ましくは０.５〜６μｍである。
【００２１】
電荷発生層４０は電荷発生物質を主成分とする層であり、必要に応じてバインダー樹脂が用いられる。電荷発生物質としては、無機系材料あるいは有機系材料のいずれも用いることができる。無機系材料としては、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−ヒ素等のセレン化合物やアモルファスシリコンなどが挙げられる。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使用される。
【００２２】
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、スクエアリツク酸メチン顔料、カルバゾー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、オキサジアゾー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ール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾー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ール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２３】
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挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。また、電荷発生層には、必要に応じて電荷輸送物質を添加してもよい。
【００２４】
電荷発生層４０を形成する方法としては、大別すると、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが挙げられる。真空薄膜作製法としては、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法などが挙げられ、上述した無機系材料あるいは有機系材料を用いて電荷発生層が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を形成するには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要に応じて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、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布し乾燥させればよい。塗布方法としては、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などを用いることができる。
このようにして形成される電荷発生層４０の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、特に０．０５〜２μｍが好ましい。
【００２５】
電荷輸送層５０は電荷輸送物質を主成分としてなる層であり、電荷輸送物質及び必要に応じてバインダー樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、シクロヘキサノンなどに溶解あるいは分散し、その溶液あるいは分散液を塗布し乾燥させることにより形成することができる。また、電荷輸送層には、必要により、可塑剤、レベリング剤などを添加することもできる。
【００２６】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがあり、電子輸送物質としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ［１，２−ｂ］チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、３，５−ジメチル−３′，５′−ジターシヤリーブチル−４，４′−ジフェノキノンなどの公知の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２７】
また、正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられ、これらの正孔輸送物質は単独でまたは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２８】
電荷輸送層５０に用いられるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート（ビスフェノ−ルＡ型、ビスフェノ−ルＺ型等）、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは２種以上の混合物として用いることが出来る。バインダー樹脂の使用量は、電荷輸送物質１００重量部に対して０〜１５０重量部が適当である。
【００２９】
また、バインダー樹脂としては、バインダー樹脂としての機能及び電荷輸送物質としての機能を有する高分子電荷輸送物質を用いることもできる。このような高分子電荷輸送物質としては、（ａ）主鎖及び／または側鎖にカルバゾール環を有する重合体、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｂ）主鎖及び／または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体、例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開平３−５０５５５号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｃ）ポリシリレン重合体、例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平５−１９４９７号公報、特開平５−７０５９５号公報に記載の化合物などが例示できる。（ｄ）主鎖及び／または側鎖に第３級アミン構造を有する重合体、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３０６１号公報、特開平１−１９０４９号公報、特開平１−１７２８号公報、特開平１−１０５２６０号公報、特開平２−１６７３３５号公報、特開平５−６６５９８号公報、特開平５−４０３５０号公報に記載の化合物などが例示できる。
このようにして形成される電荷輸送層５０の膜厚は、５〜１００μｍ程度が適当である。
【００３０】
電荷輸送層５０中に添加してもよい可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量はバインダー樹脂に対して０〜３０重量％程度が適当である。 また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、バインダー樹脂に対して０〜１重量％程度が適当である。
【００３１】
電荷発生物質と電荷輸送物質よりなる単層型感光体は、電荷発生物質及び電荷輸送物質としては、前記の材料を用いることができる。このような単層型の感光層を形成するには、電荷発生物質、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤、例えば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、ブタノンなどの溶剤にボールミル、アトライター、サンドミルなどにより溶解ないし分散させ、これを適度に希釈して塗布し乾燥させればよい。塗布は浸債塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などを用いて行なうことができる。バインダー樹脂としては、電荷輸送層のバインダー樹脂として例示したバインダー樹脂をそのまま用いることができ、また電荷発生層のバインダー樹脂として例示したバインダー樹脂と混合して用いてもよい。単層型の感光層には、必要により可塑剤やレべリング剤などを添加することもできる。また、ピリリウム系染料及びビスフェノールＡ型ポリカーボネートから形成される共晶錯体に、電荷輸送物質を添加した単層型の感光層も、適当な溶媒を用い上記と同様な塗工法により形成することができる。
このようにして形成される単層型の感光層の膜厚は、５〜１００μｍ程度が適当である。
【００３２】
さらに、本発明におけるシート状の電子写真感光体には、感度の低下や残留電位の上昇を防止する目的で酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は有機物を含む層ならばいずれの層に添加してもよいが、電荷輸送物質を含む層５０に添加することにより特に良好な効果を得ることができる。
【００３３】
また、感光層２の上に必要に応じて膜厚０．５〜１０μｍの保護層を形成しても良い。保護層中には前述のような添加剤、分散粒子を含有させることができる。
【００３４】
さらにシート状感光体の両端に接地、及び強度補強のための導電層３を形成するものも良好に使用され、銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属、あるいは酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属酸化物微粉末、カーボンブラック、グラファイト等の抵抗制御材を結着樹脂に配合したものが使用できる。抵抗は１０2Ω・ｃｍ以下が好ましく、その厚み及び塗布幅は任意に設定出来、特に限定されない。
【００３５】
図３はシームベルト状感光体１の一例を示す概略斜視図である。シームベルト状感光体１を形成するには、まず上述のシート状感光体を粗断ちし、金型にて所望の大きさ、形状に打ち抜き後（形状は長方形シートまたは平行四辺形シートが一般的）、打ち抜きシートの対向する端面を０．５〜１ｍｍ程度重ね合せ、その重ね合せ部分に対して超音波ホーンにて融着接合すればシームベルト状感光体が形成される。該ベルト端部の未塗布部３には接地のための導電層を持つことが望ましい。また、画像形成領域から外す必要がある接合部７０を検知する検知マーク６０や接触帯電器による異常放電の発生を防ぐため接合部に樹脂層を設けてもよい。
【００３６】
次に図４により本発明の電子写真装置を説明する。本発明の電子写真装置のプロセスには、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、分離手段、クリーニング手段などの各手段として公知のいずれのものも使用することができる。１０１はシームベルト状感光体、１０２は駆動ローラ、１０３は従動ローラ、この駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３の長さは、図１で示したように感光層の形成幅よりも長く作製してある。１０４は駆動ローラ１０２及び従動ローラ１０３を支持するローラフレームである。ローラフレーム１０４によって支持された駆動ローラ１０２及び従動ローラ１０３はシームベルト感光体１０１を張設している。また、駆動ローラ１０２は、画像形成時に駆動機構から回転力を伝達されることにより、シームベルト感光体１０１を矢印Ａ方向に移動させる。シームベルト感光体１０１は、除電ランプ１０５によって除電された後に、帯電器１０６によって所定の電位に帯電され、光書込みユニット１０７の露光により静電潜像が形成される。現像ローラ１０８は、シームベルト感光体１０１にトナーを転移させて前記静電潜像を現像しトナー像を形成する。このトナー像は、転写器１０９によってシームベルト感光体１０１から記録紙１１２に転写され、定着ローラ１１０によって記録紙１１２上に定着される。また、クリーニングブレード１１１は、転写完了後にシームベルト感光体１０１に付着している残留トナーを剥離除去する。
上述した本発明における駆動及び従動ローラ４の材質は、ゴム、プラスチックス、セラミックス、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属が適している。また、用いられるローラの数は特に限定されるものではないが、２〜８本程度が望ましい。
【００３７】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表わす。
【００３８】
参考例１
厚さ７５μｍ、幅５００ｍｍ、長さ２００ｍのＡｌ蒸着ＰＥＴに中間層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、ノズル塗工、乾燥し、シート状の電子写真感光体を形成した。なお、感光層２の幅は３２０ｍｍになるように塗布した。中間層用塗工液にアルコール可溶性ポリアミド（ＣＭ−８０００：東レ社製）３部をメタノール／ｎ−ブタノール＝８／２（ｖｏｌ比）の混合溶媒１００部に加熱溶解し、１３０℃で１０分間乾燥して、膜厚１μｍの中間層３０を作製した。次に下記構造式に示すトリスアゾ顔料１０部を、ポリビニルブチラール（ＢＭ−２：積水化学工業社製）４部をシクロヘキサノン１５０部に溶解した樹脂液に添加し、ボールミルにて７２時間分散を行った。分散終了後、シクロヘキサノン２１０部を加え３時間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作成した。これを前記中間層３０上に塗布し、１３０℃で１０分間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層４０を作製した。
【００３９】
【化１】
次に、下記構造式に示す化合物７部、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）０．００２部をテトラヒドロフラン１００部に溶解し、電荷輸送層用塗工液を作製した。これを前記電荷発生層４０上に塗布し、１３０℃で２０分間乾燥して平均膜厚２０μｍの電荷輸送層５０を形成し、シート状の電子写真感光体を得た。
【００４１】
【化２】
得られたシート状の電子写真用感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層２が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０ｍｍ、感光層未塗布幅（導電層）が両端１０ｍｍのシームベルト状感光体１を作製した。
上記シームベルト状感光体１を１本の駆動ローラーと２本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の５万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ゴムローラ、長さ３２８ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた。
【００４３】
参考例２
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４４】
比較例１
ローラー形状が長さ３１２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４５】
参考例３
ローラー形状が長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４６】
実施例１
参考例１において、電荷輸送層５０を塗布後、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、カーボンブラック（デンカＨＳ−１００、（株）電化工業社製）８部、テトラヒドロフラン８０部からなる導電層用塗工液を感光層未塗布領域にノズル塗工、乾燥し、２０μｍの導電層３を有するシート状の電子写真感光体を形成した。得られたシート状の電子写真用感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層２が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０mmのシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラと２本の従動ローラによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の１０万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ゴムローラー、長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた。
【００４７】
比較例２
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００４８】
実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜２の画像評価結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
表１のように、シームベルト状感光体の内側に設けられた駆動及び従動ローラーの両側端面が感光層塗布領域の外側にある場合には、長期に渡る画像形成の際にも感光層のクラックや剥がれの発生がなく、高画質で良好な画像を得ることができた。
【００５１】
参考例４
中間層用塗工液に酸化チタン（ＣＲ−ＥＬ：石原産業製）２８部、アルコール可溶性ポリアミド（ＣＭ−８０００：東レ社製）１２部、メタノール／ｎ−ブタノール＝８／２（ｖｏｌ比）の混合溶媒２００部からなる混合物をボールミルで７２時間分散し作製し、１３０℃で２０分間乾燥して、膜厚１μｍの中間層３０を作製した以外は、参考例１と同様にシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラーと３本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の５万枚連続出力を実施した。なお、駆動ローラと従動ローラは全て同一材質、形状とし、ＳＵＳローラ、長さ３２８ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた。
【００５２】
参考例５
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例３と同様に画像評価を実施した。
【００５３】
比較例３
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径３０ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５４】
参考例６
ローラ形状が長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５５】
実施例２
実施例１において、電荷輸送層５０を塗布後、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）１０部、カーボンブラック（デンカＨＳ−１００、（株）電化工業社製）８部、テトラヒドロフラン８０部からなる導電層用塗工液を感光層未塗布領域にノズル塗工、乾燥し、２０μｍの導電層３を有するシート状の電子写真感光体を形成した。得られたシート状の電子写真感光体を粗断ち後、３４０ｍｍ幅、４２１ｍｍ長さの長方形に打抜き、感光層が表面側に来るように長方形の短辺同士を約１ｍｍ重ねあわせ、超音波融着装置で接合し、周長４２０ｍｍ、長さ（幅方向長さ）３４０ｍｍのシームベルト状感光体を作製した。得られたシームベルト状感光体を１本の駆動ローラーと２本の従動ローラーによって、保持、駆動が可能なように改良を加えた画像形成装置（リコー製ＳＰ−１０ＰＳ）を用いて、ハーフトーン画像の１０万枚連続出力を実施した。なお、駆動、ローラと従動ローラーは全て同一材質、形状のものとし、ゴムローラー、長さ３２２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた。
【００５６】
比較例４
ローラ形状が長さ３１２ｍｍ、直径１５ｍｍのものを用いた以外は、参考例１と同様に画像評価を実施した。
【００５７】
実施例２、参考例４〜６及び比較例３〜４の評価結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
表２のように、シームベルト状感光体の内側に設けられた駆動及び従動ローラの両側端面が感光層塗布領域の外側にある場合においては、長期に渡る画像形成の際にも感光層のクラックや剥がれの発生がなく、高画質で良好な画像を得ることができた。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、シート状の導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状の電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部を有する電子写真装置において、前記駆動ローラと従動ローラの長さを前記感光層の形成幅よりも長くするもので、これにより支持体上の感光層に過大な力をかけないため、画像形成時に感光層のクラックや膜剥がれが発生せず、長期にわたり良好な画像を得ることができる。
【００６１】
請求項２の発明は、上記構成の電子写真装置において、上記駆動ローラと従動ローラの直径を１５ｍｍ以上とするもので、これによれば上述した効果が確実に得られる。
【００６２】
請求項３の発明は、上記構成の電子写真装置において、シームベルト状感光体の両端に導電層を有するとするもので、導電層を設けることによりベルトが補強され、さらに高い耐久性を得ることができる。
【００６３】
請求項４の発明は、上記構成の電子写真装置において、上記シームベルト状感光体の感光層と導電性支持体との間に無機顔料を含む中間層が形成されているとするもので、従来、このような中間層の存在は支持体と感光層との接着性を悪くし、膜剥がれを起こしやすくさせたが、上記本発明の構成とすることにより、このような中間層が存在しても膜剥がれを起こさず、良好な画像を形成することができる。
【００６４】
請求項５の発明は、上記構成のシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を有する電子写真プロセスカートリッジであり、上記構成の画像形成部であれば、プロセスカートリッジに適用しても感光層のクラックや剥がれが発生せず、高画質の画像を長期にわたり得ることができる。
【００６５】
請求項６の発明は、シームベルト状感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有する画像形成装置に、上記構成のシームベルト状感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を適用するもので、これによれば感光層のクラックや剥がれの発生がなく、長期にわたって高画質の画像が得られる画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の一部分を示す概略断面図。
【図２】シート状感光体の概略断面図。
【図３】シームベルト状感光体の概略の斜視図。
【図４】本発明の電子写真装置の説明図。
【図５】従来の電子写真装置の一部分を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ シームベルト状感光体
２ 感光層または感光層塗布領域
３ 感光層未塗布部または導電層
４ 駆動または従動ローラ
５ ローラ端面
１０ ＰＥＴ基体
２０ Ａｌ電極
３０ 中間層
４０ 電荷発生層
５０ 電荷輸送層
６０ 検知穴（検知マーク）
７０ 接合部
１０１ シームベルト状感光体
１０２ 駆動ローラ
１０３ 従動ローラ
１０４ ローラフレーム
１０５ 除電ランプ
１０６ 帯電器
１０７ 光り書き込みユニット
１０８ 現像ローラ
１０９ 転写器
１１０ 定着ローラ
１１１ クリーニングブレード
１１２ 記録紙
Claims (6)
- シート状の導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部を有する電子写真装置において、前記シート状の導電性支持体の両端の前記感光層が形成されていない領域に抵抗制御材と結着樹脂を含有する導電層を有し、前記駆動ローラと従動ローラの長さが前記感光層の形成幅よりも長く、かつ前記駆動ローラと前記従動ローラの両端面が前記導電層に当接することを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１記載の電子写真装置において、前記駆動ローラと従動ローラの直径が１５ｍｍ以上であることを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１または２記載の電子写真装置において、前記抵抗制御材がカーボンブラックであり、前記結着樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１、２または３記載の電子写真装置において、前記シームベルト状の電子写真感光体の感光層と導電性支持体との間に無機顔料を含む中間層が形成されていることを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１〜４記載のいずれかの電子写真装置におけるシームベルト状電子写真感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設された画像形成部を有する電子写真プロセスカートリッジ。
- シート状導電性支持体上に感光層を形成し、対向するシート端面を接合したシームベルト状電子写真感光体を駆動ローラと従動ローラで張設した画像形成部、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有する画像形成装置において、前記画像形成部が請求項１〜４記載のいずれかの電子写真装置におけるシームベルト状電子写真感光体、駆動ローラ及び従動ローラが配設されていることを特徴とする画像形成装置。
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