JPH01277849A - 画像形成方法及びその感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は最表面層に高濃度にフッ素原子を含む感光体を
用い、この感光体の裏面から画像光照射を行う仁とによ
りトナーを選択的に飛翔させてトナー画像を形成する複
写機、ファクシミリ、プリンター等に通用される画像形
成方法及びその感光体に関する。

（ｊ≦Ｈム虹 感光体の裏面から光書き込み手段により画像光照射を行
う画像形成方法は公知である。

近年、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成
装置の小型化を目的とし、感光体内もしくは感光体で囲
まれる空間内にＬＥＤアレイや液晶シャッター等の光書
き込み手段を配置することによりデッドスペースであっ
た空間を利用した画１家形成方法が多く知られるように
なった。

従来知られているこのような画像形成方法には感光体表
面に荷電トナー薄膜層を形成し、この感光体の裏面から
画像光照射を行いトナーを選択的に記録体へ飛翔させ画
像形成を行う画像形成方法が知られている。

このような画像形成方法においては感光体表面上に荷電
トナー薄膜層を形成させる必要がある。

まずｌ成分現像法に上記した画像形成方法全通用する場
合を考、える。

】成分現像法においては通常、トナー荷電部材とトナー
との接触・摩擦によりトナー荷電する。

そして、感光体表面に荷電トナー薄膜層を形成すること
は、帯電器によりトナーと逆極性の電荷を感光体表面に
付与しトナーを静電気的に引きっけることにより達成さ
れるのが一般的である。しかしながら、上記した帯電器
にはコロナ放電チャージャーが用いら扛ることが多く、
この場合装置全体の大型化を招くことはいうまでもなく
、放電に伴って発生するオゾン等による感光体の劣化等
の問題が存在している。

このような問題を避けるために、帯電器を用いずに感光
体表面上に荷電トナー層を形成する場合（例、ｔは実開
昭６２−１６１２５５のような場合）荷電 電トナーと感光体との結合はファｔデルヮールス力と感
光体表面層近傍の僅かな内部分極による静電引力しか望
めず、トナー層と感光体間の結合は不安定であり均一な
トナー層が得られにぐいという問題が存在する。

一層、２成分現像に前述したような画像形成方法を適用
する場合を考える。

２成分現像の場合、感光体表面上に荷電トナー層を形成
するためにはトナーがキャリアとの靜市的結合に逆らっ
て飛翔することが必要で、このためには１成分現像の場
合と同様に感光体表面上にコロナ放電により電荷を付与
することが一般的である。２成分現像の場合にはファニ
デルワールス力と内部分極のみでトナーを感光体表面に
付着させることは困難である。

発明が１にに；−入−むす」 本発明は、１成分現像、２成分現像を問わずコロナ放電
チャージャー等を用いずに安定な荷電トナー薄膜層を形
成する仁とを目的とする。

他の目的波、このような帯電器不要の現像システムで装
置ヲ・小型化するととである。

ｉ　　　　　　るための手段 本発明は、丑記課題を解決するために、透明支持体上に
透明電極層と感光層と最表面層とを積層して形成した無
端状の感光体の表面上に荷電トナー薄膜層を形成し上記
感光体の裏面から画像光黒射を行い記録体上にトナー画
像を形成する画像形成方法において、 上記最表面層を高濃度フン素原子含有層とし上記最表面
層との接触・摩擦によりトナーを荷電するとともに、上
記最表面層中のフッ素原子と上記トナーとのクーロ／引
力により上記最表面層ヒにｆｉ電トナー薄膜層を形成す
ることを特徴とする画像形成方法及び、透明支持体上に
透明電極層と感光層と有機プラズマ重合膜からなる高濃
度フッ素原子含有層を積層して形成した感光体を用いる
。

第１図は本発明に適用される感光体の構成を示す概略図
である。

透明支持体α）上にアースされている透明電極層−と感
光層Ｇ）と最表面層（４）が積層されている。

本発明の感光体は所謂ドラム型でも、可撓性を有するベ
ルト型でもどちらでも良い。

本発明の透明支持体としてはこれに限定されるものでは
ないが、飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アク
リル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋
オレフィン共重合体（アイオノマー）、スチレン−ブタ
ジェンブロック共重合体、ポリカーボネート、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体、セルロースエステル等の熱可
塑性樹脂；エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、ア
ルキッド樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂
、光硬化性樹脂；ポＩＪ　　Ｎ−ビニルカルバソール、
ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン等の光導電
性樹脂などを例示できる。

また、本発明の透明電極層としてはＩＴＯガラス、ＡＡ
２０３薄肉フイルム等を例示できる。

本発明の感光層は特に限定的でなく、電荷発生と電荷輸
送を兼ねる一層でもよく、両機能を分離した２層でもよ
い。

さらに、本発明の最表面層は所謂グロー放電法により有
機プラズマ重合膜として得ることができる。

有機プラズマ重合膜として得る場合、原料ガスとして炭
化水素ガス及びフッ素化合物を用いることができる。

該炭化水素ガスの相状態は常温常圧において必ずしも気
相で有る必要は無く、加熱或は減圧等により溶融、蒸発
、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも内相
でも使用可能である。該炭化水素と（７ては、例えば、
飽和炭化水素、不飽和炭化水素、脂環式炭化水素、芳香
族炭化水素、等が用いられる。

使用可能な炭化水素には種類が多いが、飽和炭化水素と
しては、例えば、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
、インペンタン、ネオペンタン、インヘキサン、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、トリブタン、メチルへブタン
、ジメチルヘキサン、トリメチルペンタン、イソナノン
、等が用いられる。不飽和炭化水素としてに、例、ｆ−
ば、エチレン、プロピレン、インブチレン、ブテン、ペ
ンテン、メチルブテン、ヘキセン、テトラメチルエチレ
ン、ヘプテン、オクテン、アレン、メチルアレン、ブタ
ジェン、ペンタジェン、ヘキサジエン、シクロペンタジ
ェン、オシメン、アロシメン、ミルセン、ヘキサトリエ
ン、アセチレン、ジアセチレン、メチルアセチレン、ブ
チン、ペンチン、ヘキシン、−ペンチン、オクチン等が
用いられる。脂環式炭化水素としては、例、えば、シク
ロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘ
キサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロブタ
ン、シクロブテン、シクロペンテノ、シクロヘキセン、
シクロヘプテン、シクロオクテン、リモネン、テルビル
ン、フエランドレン、シルベストレン、ツエン、力１／
ン、ピネン、ボルニレン、カンフエン、フェンチェン、
ンクロフェンチェン、トリシクレン、ビサポレン、ジン
ギベレン、クルシメン、フムレン、カジネンセスギベニ
ヘン、セリネン、カリオフィレン、サンタレン、セドレ
ン、カンホレン、フィロクラデン、ボドヵルプレン、ミ
シン等が用いられる。芳香族炭化水素としては、例えば
、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘミメリテン、プソ
イドクメン、メシチレン、フレニテン、イソジュレン、
ジュレン、ペンタメチルベンセン、ヘキサメチルベンゼ
ン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、クメ／、スチ
レン、ビフェニル、テルフェニル、ジフェニルメタ／、
トリフェニルメタン、ジベンジル、スチルベン、インデ
ン、ナフタリン、テトラリン、アントラセン、フェナン
トレン等が用いられる。

さらに、使用可能なフッ素化合物もまた、常温常圧にお
いて必ずしも気相である必要はなく、加熱或は減圧等に
より溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば
、液相でも固相でも使用可能である。フン素含有化合物
としては、フッ素、フッ化水素、フッ化塩素、フッ化臭
素、フッ化沃素等の無機化合物、及びフン化アルカン、
フッ化アルキル金属、フン化アリール、フン化スチレン
、７）化アルケン、フッ素置換オルガノミシン等の有機
化合物を用いることができる。

フッ化アルカンとしては、例えば、四フフ化メタン、六
フッ化エタン、パーフルオロプロパン、パーフルオロブ
タン、パーフルオロヘキサン等カ用いられる。

フッ化アルキル金属としては、例、′（ば、フッ化ジメ
チルアルミニウム、ニフノ化メチルアルミニウム、フッ
化トリメチルスズ、二フフ化ジメチルスズ、三フッ化メ
チルスズ等や、上記化合物を全フッ素置換した化合物が
用いられる。

フン化アリールとしては、例えば、パーフルオロベンゼ
ン、パーフルオロトルエン、パーフルオロナフタリン、
等が用いられる。

フッ化スチレンとしては、例えばフルオロスチレン等が
用いられる。

フッ化アルケンとしては、例、えば、四フッ化エチレン
、パーフルオロプロペン、パーフルオロブテン、パーフ
ルオロベンテン、パーフルオロヘキセン、パーフルオロ
へ１テン、パーフルオロオクテン、パーフルオロノネン
等が用いられる。

フッ素置換オルガノシランとしては、例えば、テトラフ
ルオロメチルシラン、フルオロフェニルトリクロロメチ
ルシラン、等が用いられる。

尚、本発明において感光体の裏面から画像光照射を行う
ための具体的な手段としては公知の光書き込み手段を用
いることができる。例えばＬＥＤシャ、！ターアレイや
、レーザー光源又は白色光源に組み合わされたＰＬＺＴ
シャッターアレイ、液晶シャッターアレイ、ＥＬ発光素
子アレイ、ＥＣ波長変更シャッターアレイ、磁気光学効
果を用いた光シヤツターアレイなどを用いることができ
る。

作　　　用 以下に本発明の画像形成のメカニズムについて述べる。

本発明の画像形成のメカニズム、符に荷電トナー層形成
のメカニズムについては必ずしも明らかではないが、ま
ず最表面層（４）に接触したトナー６）は最表面層中の
フッ素原子が非常に電気陰性度が太きいためにその材質
の如何にかかわらず全て最表面層に対して正に荷電され
る。そし、て、荷電されたｌ・ナーと最表面層中のフン
素原子とがクーロン引力により互いに引き合いドブ−が
一旦最表面層上付着するとファンデルワールス力によっ
てもトナーは最表面ノー上に保持されて安定な荷電トナ
ー薄膜層が形成されるものと考えられる。

次に、第２−８図に示すように感光体の裏ｍｌから画像
光照射（ｆ５）が行われると正孔（プラスキャリア）と
電子（マイナスキャリア）が感光層内で発生する。この
とき図のように感光層が正孔移動型の場合には正孔が最
表面層（４）近傍まで移動し、結果として最表面層（４
）中のフッ素原子とトナー６）とのクーロン引力の結合
を弱めてトナーの）は第２−０図に示すようにあらかじ
め感光体に対して所定の電圧を与えられている図示しな
い記録体へと飛翔して記録体上にトナー画１１を形成す
るものである。

上記したように感光体の表面上に安定した荷電トナー層
を形成するためには最表面層中にある一定の濃度以上フ
ッ素原子を含むことが必要であり、本願においては、こ
のようなある一定の濃度以上フッ素原子を含む最表面層
を高濃度７ツ素原子含有ａ度と称しているのである。

具体的にある一定の濃度とは、例、えは上述したような
最表面層を公知のグロー放電法により有機プラズマ重合
膜として得た場合にはオージェ分析法で分析した際には
、通常１０ａｔｍ％以上のフッ素原子含有量をみたとき
であり、好ましくは２０ａｉｍ％以上のフッ素原子含有
量がよい。しかしながら本願において重要なことはフッ
素原子の含有量自体でなく、安定した荷電トナー薄膜層
を生じるのに十分な量のフッ素原子量であることはいう
までもない。

尚、本願発明の作用をより効果的に現出させるためには
、最表面層を例えばプラズマボンバード処理等により粗
面処理することにより、トナーと接触する面積をより大
きくし達成することが可能である。

実施例 以下、実施例をめげながら本発明を詳述してゆく。

感光層Ａの作製 ジスアゾ顔料としてクロロジアンブルー（ＣＤＢ）１ｇ
、ポリエステル樹脂（東洋紡社ｆｉＶ−２００）１ｇ、
及び、シクロへキサノン９８　ｇの混合液をサンドブラ
インダ−で１１時間分散した。この分散液を直径８０×
長さ３３０　ｔｍの円筒状ポリカーボネイト支持体上に
ディッピングを用いて乾婦後の膜厚が０．３μｍとなる
ように塗布し、乾燥して電荷発生層を形成した。

次いで、４−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（ＤＥＨ）５　ｇ、及び、ポリカーボネ
イト（量大化成社製に−１３００）５ｇを１”ＨＦ２８
ｇに溶解させ、この溶液を電荷発生層上に乾燥後膜厚が
１５μｍとなるように塗布し、乾燥させて電荷輸送層を
形成し、感光層Ａｄを得た。

同様の工程にて、幅３３０Ｘ長さ３３０醪のベルト状ポ
リカーボネイト支持体上に感光層Ａｄを形成した。

電荷輸送層形成用のポリカーボネイトをメチルメタクリ
レートＰＭＭＡ（三菱レーヨン社ＩＪＢＲ−８５）に代
える事以外はＡｄ　、　Ａｂと同様にして感光層Ｂｄ　
、　Ｂｂを作製した。

ポリカーボネイトをボリアリレート（ユニチカ社製Ｕ−
４０００）に代、吃る事以外は感光層Ａｄ、Ａｂと同様
にして感光層Ｃｄ　、　Ｃｂを作製した。

感光層りの作製 ポリカーボネイトをポリエステル（東洋紡社製Ｖ−２０
０）に代、する事以外は感光層Ａｄ　、　Ａｂと同様に
（７て感光層Ｄｄ　、　Ｄｂを作製した。

以上のようにして得られた感光層Ａ、Ｄに対してそれぞ
れ透明電極層としてＩＴＴ）ガラスを積層させ、さらに
最表面層をプラズマ重合膜として積層させ、表１に示す
各グロー放電の条件により感光体１〜■を得た。

（以　　　下　　　余　　　白　　　　）欠息例１ 第３図は本発明を適用した画像形成装置の一実施例を示
し、感光体（９）には前記した感光体Ｉを用いている。

現像器（７）は記録体（８）と対抗する面に開口部を有
し、この開口部には円筒状の感光体（９）が設置されて
いる。そして感光体り）の内部には光書き込み手段であ
るＬＥＤシャッターアレイ（１０）が設置されており、
また感光体（９）の透明電極層はアースされている。さ
らに、記録体（８）のＬＥ’Ｄシャッターアレイ（１０
）に対抗する背面には一５００Ｖのバイアス電圧を印加
するバイアスローラ（１１）が設置されている。また、
使用するトナー（１２）は非磁性−成分正帯電用トナー
である。

トナー（１２）は感光体（９）の最表面層中に含まれる
フッ素原子により正に強く荷電され、トナーとこの最表
面層中のフッ素原子との静電的な引力により安定な荷電
トナー薄膜層（１３）を形成する。形成された荷電トナ
ー薄膜層（１３）が裏面からＬＥＤシャッターアレイ（
１０）により所望する画像に対応する画像光照射を受け
ると、トナー薄膜層（１３）中のトナーと感光体（９）
との静電的結合が画像光照射により生じたプラスキャリ
アによりキャンセルされ、バイアスローラ（１１）と感
光体（９）の間に存在する電界によりトナーが飛翔し記
録体（８）上にトナー画像を形成するのである。

」９１匹」二二り 感光体Ｉに替、えて、感光体＋ｎ、■、■を用いた他は
実施例１と共通にして本発明を適用した実施例２．３．
４を得た。

実施例５ 第４図は本発明を適用した画像形成装置の他の実施例を
示し、感光体（１６）には前記した感光体口を用いてい
る。

現像器（１４）に設けられたスリーブ（１５）と対抗し
てベルト状感光体（１６）が設置されている。そして感
光体（１６）の内部には光書き込み手段であるＬＥＩ）
シャッターアレイ（１７）が設置されており、また感光
体（１６）の透明電極層はアースされている。さらに記
録体（１８）のＬＥＤシャッターアレイ（１７）に対抗
する背面には一５００Ｖのバイアス電圧を印加するバイ
アスローラー（１９）が設置されている。

スリーブ（１５）上の一成分トナー（２０）は感光体（
１６）の最表面層中に含ま扛るフッ素原子により正に強
く荷電され、トナーとこの最表面層との静電的な引力に
より安定な荷電トナー薄膜層（２１）を形成する。

形成された荷電トナー薄膜層（２１）中のトナーはり、
ＥＤラシャターアレイ（１７）により所望される画像に
対応する画像光照射を受けると、フッ素原子との静電的
結合が感光体（１６）の感光層中に生じたプラスキャリ
アによりキャンセルされ、バイアスローラ（１９）と感
光体（１６）の間に存在する電界により記録体（１８）
上に飛翔し記録体（１８）上にトナー画像を形成する。

実施例６〜・８ 感光体■に替えて、感光体■、■、■を用いた他は実施
例５と共通にして本発明を適用した実施例６．７．８を
得た。

実施例９ 第５図は本発明を適用した画塚形成装置の他の実施例を
示し、感光体（１６）には実施例５と同じく感光体■を
用いている。

現像器（２２）及びトナー（２３）以外は実施例５と共
通にし７て実施例９を得た。

現像器（２２）内にはマグネット（２４）を内部に有し
ているスリーブ（２５）が設けられている。

現像器（２２）内のトナーは攪拌ローラ（２６）により
磁性キャリアと撹拌され荷電されている。荷電されたト
ナーはキャリアと静電的に結合しており、キャリアはス
リーブ内のマグネット（２４）により引きつけられてお
り所謂磁気ブラシを形成している。

上記した磁気ブラシが感光体（１６）と接触すると、感
光体の最表面層中のフッ素原子により磁気ブラシ全体が
正に荷電される。このときキャリアはスリーブ内のマグ
ネット（２４）の磁力によりスリーブ（２５）上に保持
されるが、トナーは爪表面層中のフッ素、ＩＫ子と静電
的に引きあって磁気ブラシから分離して感光体（１６）
上に付着し、荷電トナー薄膜層（２１）を形成する。

形成された薄膜層からトナーが画像光照射に伴い記録体
（１８）上に飛翔するメカニズｌ、は実施例５と同様で
ある。

実施例１０〜１２ 感光体■に替５ｔて、感光体■、■、■を用いた他は実
施例９と共通にして本発明を適用した実施例１０．１１
，１２を得た。

尚、各実施例中には図示しなかったが、感光体内部にイ
レースランプを現像域より下流に設置し、トナー及び現
像剤全体の荷電量を調整しても構わない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、１成分現像、２成分現像
を問わず感光体の劣化や装置全体の複雑化を招くコロナ
放電チャージャー等の特別な手段を用いずに感光体の表
面上に荷電トナー薄膜層を形成することができるととも
に、この感光体の最六面層に含有させたフン素原子とト
ナーが静電的に引き合うために荷電トナーと感光体表面
との結合がファンデルワールス力や内部分極又は鏡像力
等による弱い静電引力などにしか補償されていない場合
に比べて飛躍的に増大する為、特に２成分現像に本発明
を通用した場合には安定な荷電トナー薄膜層を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用する感光体の構成を示す概略図で
ある。 第２図は本発明の詳細な説明するための概略説明図であ
る。 第３図乃至第５図は本発明を適用する実施例を示す概略
構成図である。 ■、　透明支持体　　　２．　透明電極層３　感光層　
　　４　最表面層 ９．１６　　感光体　　　１３．　２１．　　荷電トナ
→膜層６、画像光照射 出願人　　ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明支持体上に透明電極層と感光層と最表面層とを
   積層して形成した無端状の感光体の表面上に荷電トナー
   薄膜層を形成し上記感光体の裏面から画像光照射を行い
   記録体上にトナー画像を形成する画像形成方法において
   、 上記最表面層を高濃度フッ素原子含有層とし上記最表面
   層との接触・摩擦によりトナーを荷電するとともに、上
   記最表面層中のフッ素原子と上記トナーとのクーロン引
   力により上記最表面層上に荷電トナー薄膜層を形成する
   ことを特徴とする画像形成方法。 ２、透明支持体上に透明電極層と感光層と有機プラズマ
   重合膜からなる高濃度フッ素原子含有層を積層して形成
   した請求項１記載の感光体。