JPH06175471A

JPH06175471A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06175471A
Application number: JP4350438A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Kojima; 成人小島; Hiroshi Nagame; 宏永目; Hiroshi Ikuno; 弘生野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-24
Also published as: US5452061A

Abstract

(57)【要約】【構成】光導電層上に保護層を積層した構成の感光体
を用いた、一次帯電、像露光、現象、転写、クリーニン
グ、定着行程からなる電子写真方式による画像形成装置
において、一次帯電の前段階に一次帯電とは逆極性の帯
電器を設けた画像形成装置。【効果】機械的耐久性に優れると共に長期的に安定し
た画像形成を行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光導電層上に直接あるい
は中間層を介して保護層を積層した構成の、優れた機械
的耐久性を有した感光体を用いた電子写真方式による画
像形成装置に関し、更に詳しくは長期間安定した画像形
成を行なうことのできる画像形成装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真方式による画像形成装
置は種々知られているが、その代表的なものとしては図
１０に示される装置がある。この装置の動作概要を説明
すると、ドラム状の感光体１は矢印方向へ回転し、その
際帯電チャージャー２で感光体表面が一様に帯電され
る。そして、画像信号で変調された光を露光部３で照射
して感光体表面上に静電潜像を形成し、その後現像装置
４でトナー像を形成する。このトナー像は転写チャージ
ャー５でコピー用紙９に転写された後、該コピー用紙は
分離チャージャー６で感光体１より分離され、ハードコ
ピーとなる。一方、転写後の感光体１表面の残トナー像
はクリーニング装置７で清掃され、更に感光体１表面の
残電荷は除電ランプ８で除電され、一連の複写工程が終
了する。上記感光体１としては、導電性支持体上にＳｅ
ないしＳｅ合金（Ｓｅ−Ａｓ，Ｓｅ−Ｔｅ．Ｓｅ−Ａｓ
−Ｔｅ等）を主体とする光導電層を設けたもの、酸化亜
鉛、硫化カドミウム等の無機系光導電材料をバインダー
中に分散させたもの、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールと
トリニトロフルオレノンあるいはアゾ顔料などの有機系
光導電材料を用いたもの(ＯＰＣ）及び非晶質シリコン
系材料を用いたもの等が一般に用いられている。

【０００３】この感光体１に要求される基本的な特性と
しては、（Ａ）暗所で適切な電位に帯電できること。（Ｂ）暗所において電荷の逸散が少ないこと。（Ｃ）光照射によって速やかに電荷を逸散できること。などが挙げられる。更に、実使用上での特性として、（Ｄ）電子写真プロセスで受ける機械的、化学的な負荷
に対して強いこと。も要求される。

【０００４】上述した感光体に課せられる特性（Ａ）〜
（Ｄ）の観点から、例えば、前記非晶質シリコン系感光
体についてみると、このものは高い表面硬度を有し、機
械的な負荷（現象、転写、クリーニングの各装置の接触
部）に対する耐久性に優れ光感度も高い。しかし、その
一方で帯電能が低く、製造コストが高く、また、化学的
な負荷（帯電時のコロナ放電で生じるＯ₃やＮＯｘある
いはこれらと大気中成分との複合生成物の暴露）に対し
て弱く、感光体表面抵抗が湿度に依存して小さくなり、
いわゆる「画像流れ」といった異常画像を発生してしま
うという欠点がある。また、前記Ｓｅ系感光体は優れた
光感度、帯電能を有し最も古くから一般的に使用されて
いる。しかし、前記機械的な負荷により感光体表面に傷
が生じやすく、画像品質上、白スジや黒スジといった以
上画像になりやすいという欠点がある。ところで、最近
では製造コストが安く、環境汚染が少ない、比較的自由
な感光体の設計ができる等の理由により、前記有機系感
光体（ＯＰＣ）が多く使用されるようになった。しか
し、有機材料であるがゆえに表面硬度が低く、電子写真
プロセスでの機械的な負荷によって感光体表面に摩耗や
傷が発生しやすく、摩耗による帯電電位の減少、局部的
なスジ状の異常画像を発生する原因となる。

【０００５】上記したＳｅ系、ＯＰＣ系感光体の機械的
な耐久性に関する欠点を解消するために感光層上に直接
あるいは中間層を介して保護層を設けて、複写機内外で
受ける機械的な負荷に対する耐久性を改善する手段が提
案されている。例えば、感光層の表面に有機フィルムを
設ける方法（特公昭３８−０１５４６６）、無機酸化物
を設ける方法（特公昭４３−０１４５１７）、接着層を
設けた後絶縁層を積層する方法（特公昭４３−０２７５
９１）、あるいはプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等によ
ってａ−Ｓｉ層、ａ−Ｓｉ：Ｎ：Ｈ層、ａ−Ｓｉ：Ｏ：
Ｈ層等を積層する方法（特開昭５７−１７９８５９、特
開昭５９−０５８４３７）等が開示されている。また、
近年プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、スパッタ法等の方
法で得られる、炭素又は炭素を主成分とする高硬度膜
（ａ−Ｃ：Ｈ膜、無定形炭素膜、非晶質炭素膜、ダイア
モンド状炭素膜等と称されている。）の感光体保護層へ
の応用が活発化している。

【０００６】たとえば、感光層の表面に無定形炭素又は
硬度炭素からなる保護層を設けたもの（特開昭６０−２
４９１５５）、最表面にダイヤモンド状カーボン保護層
を設けたもの（特開昭６１−２５５３５２）、感光層上
に炭素を主成分とする高硬度絶縁層を形成したもの（特
開昭６１−２６４３５５）あるいは有機感光層上に窒素
原子、酸素原子、ハロゲン原子、アルカリ金属原子等の
原子を少なくとも含むグロー放電により生成された非晶
質炭化水素膜からなる保護層を設けたもの（特開昭６３
−２２０１６６〜９）などを挙げることができる。これ
らの方法によって表面硬度が向上し、耐摩耗性に非常に
優れたＳｅ系、ＯＰＣ系感光体を比較的低コストで得ら
れるようになった。しかし、これらの感光体を電子写真
プロセスの中で繰り返し使用すると、良好な耐摩耗性と
は逆に、一次帯電後の画像露光後における光照射部の感
光体表面電位が短期的あるいは長期的に増加する、いわ
ゆる残留電位の上昇傾向が認められるようになり、正常
な画像を得ることができなくなるという問題が判明し、
総合的な耐久性がそれ程向上していないことが明らかと
なった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点を解決するものであって、その目的は光導電層上に直
接、あるいは中間層を介して保護層を積層した構成の機
械的耐久性に非常に優れる感光体を、その特性を十分に
活かしつつ、長期的に安定した画像形成を行なえること
ができるようにした画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光導電層
上に直接、あるいは中間層を介して保護層を積層した構
成の感光体を繰り返し複写プロセスの中で使用した際に
に発生する残留電位上昇メカニズムを解析した結果、帯
電、露光により同極性キャリアの移動が繰り返されるこ
とにより、保護層あるいは中間層中に存在していた欠陥
準位（いわゆるトラップサイト）に次第にキャリアが補
足（トラップ）されて発生するという結論に至った。ま
た、トラップされたキャリアは複写サイクル最後の光に
よる除電工程でも完全に開放（リリース）されずに、徐
々にその蓄積量が増加していくことが判明した。そこ
で、トラップサイトにトラップされているキャリアを強
制的にリリースする手段として、一次帯電の前段階に一
次帯電とは逆極性の放電器を設けたところ、従来のよう
に残留電位が複写プロセスの繰り返しとともに増加する
減少が抑えられ、長期的に安定した現象電位が得られる
ようになることが明らかになり、本発明を完成するに至
った。

【０００９】すなわち、本発明は、光導電層上に直接あ
るいは中間層を介して、保護層を積層した構成の感光体
を用いた、一次帯電、像露光、現像、転写、クリーニン
グ、定着工程からなる電子写真方式による画像形成装置
において、一次帯電の前段階に一次帯電とは逆極性の帯
電器を設けたことを特徴とする。

【００１０】以下、図面に沿って本発明を説明する。図
１は本発明の画像形成装置の一例を示す模式断面図で有
る。図中、１１は一次帯電前の逆極性帯電機を示したも
のである。この逆極性帯電器としては従来一次帯電用と
して用いられているコロトロン方式やスコロトロン方式
の放電器を使用することができる。放電方式は、一次帯
電と逆極性の直流放電あるいは一次帯電と逆極性に偏奇
させた交流放電のいずれであっても構わない。また、１
〜１０は前記図１０の装置各部と同じものを示してい
る。

【００１１】次に、本装置で用いる光導電層上に保護層
を積層した構成の感光体について説明する。図２は本発
明の画像形成装置で用いる電子写真用感光体の模式断面
図であり、導電性支持体１上に光導電層３２、保護層３
３を順次設けた構成のものである。図３〜図６は各々本
発明の他の電子写真用感光体の構成例を示すものであ
り、図３は導電性支持体３１上に下引層３４を介して光
導電層３２、保護層３３を順次設けたものであり、図４
は光導電層３２と保護層３３との間に中間層３５を設け
たものであり、図５は光導電層３２が電荷発生層（ＣＧ
Ｌ）３２ａと電荷輸送層（ＣＴＬ）３２ｂより構成され
る機能分離型タイプのもの、図６は機能分離型タイプの
光導電層３２のＣＧＬ、ＣＴＬの積層順序が逆になって
いるものを各々示したものである。また導電性支持体１
上に光導電層３２と保護層３３を少なくとも有していれ
ば、上記のその他の層、及び光導電層の種類、タイプは
任意に組み合わされていても構わない。

【００１２】本発明において電子写真用感光体に使用さ
れる導電性支持体としては、導電体あるいは導電処理を
した絶縁体、例えばＡｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、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Ｉｎ₂Ｏ₃、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かのものも使用でき
る。

【００１３】導電性支持体と光導電層との間に必要に応
じ設けられる下引層は感光特性の改善、接着性の向上等
の目的で設けられ、その材料としてはＳｉＯ、Ａｌ
₂Ｏ₃、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、
クロムカップリング剤等の無機材料やポリアミド樹脂、
アルコール可溶性ポリアミド樹脂、水溶性ポリビニルブ
チラール、ポリビニルブチラール、ＰＶＡ等の接着性の
良いバインダー樹脂等が使用される。その他、前記接着
性の良い樹脂にＺｎＯ、ＴｉＯ₂、ＺｎＳ等を分散した
ものも使用できる。下引層の形成方法としては無機材料
単独の場合はスパッタリング、蒸着等の方法が、また、
有機材料を用いた場合は通常の塗布法が採用される。な
お、下引層の厚さは５μｍ以下が適当である。

【００１４】この導電性支持体に直接あるいは下引層を
介して設けられる光導電層の種類は前述したＳｅ系、Ｏ
ＰＣ系等のいずれもが、またその構成は単層型、機能分
離型のいずれもが適用できる。これらのうちＯＰＣ系に
ついて以下に簡単に説明する。

【００１５】単層型有機感光層の例としては、色素増感
された酸化亜鉛、酸化チタン、硫酸亜鉛等の光導電性粉
体、無定形シリコン粉体、スクアリック塩顔料、フタロ
シアニン顔料、アズレニウム塩顔料、アゾ顔料等を必要
に応じて結着剤樹脂及び／又は後述する電子供与性化合
物と共に塗布形成されたもの、またビリリウム系染料と
ビスフフェノールＡ系のポリカーボネートとから形成さ
れる共晶錯体に電子供与性化合物を添加した組成物を用
いたものを使用することができる。この単層型感光体の
厚さは５〜３０μｍが適当である。一方、機能分離型感
光層の例としては電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層
（ＣＴＬ）を積層したものが例示される。画像露光によ
り潜像電荷を発生分離させるための電荷発生層（ＣＧ
Ｌ）としては、結晶セレン、セレン化ヒ素等の無機光導
電性粉体あるいは有機系染顔料を結着剤樹脂に分散もし
くは溶解させたものが用いられる。

【００１６】電荷発生物質としての有機系染顔料として
は、例えば、シーアイピグメントブルー２５｛カラーイ
ンデックス（ＣＩ）２１１８０｝、シーアイピグメント
レッド４１（ＣＩ２１２００）、シーアイアシッドレッ
ド５２（ＣＩ４５１００）、シーアイベーシックレッド
３（ＣＩ４５２１０）、さらにポリフィリン骨格を有す
るフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクア
リック塩顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料（特
開昭５３−９５０３３号公報に記載）、スチリルスチル
ベン骨格を有するアゾ顔料（特開昭５３−１３８２２９
号公報に記載）、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ
顔料（特開昭５３−１３２５４７号公報に記載）、ジベ
ンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料（特開昭５４−２
１７２８号公報に記載）、オキサジアゾール骨格を有す
るアゾ顔料（特開昭５４−１２７４２号公報に記載）、
フレオレノン骨格を有するアゾ顔料（特開昭５４−２２
８３４号公報に記載）、ビススチルベン骨格をアゾ顔料
（特開昭５４−１７７３３号公報に記載）。ジスチリル
オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料（特開昭５４−
２１２９号公報に記載）、ジスチリルカルバゾール骨格
を有するアゾ顔料（特開昭５４−１７７３４号公報に記
載）、カルバゾール骨格を有するトリアゾ顔料（特開昭
５７−１９５７６７号公報、同５７−１９５７６８号公
報に記載）等、さらにシーアイピグメントブルー１６
（ＣＩ７４１００）等のフタロシアニン系顔料、シーア
イバッドブラウン５（ＣＩ７３４１０）、シーアイバッ
ドダイ（ＣＩ７３０３０）等のインジゴ系顔料、アルゴ
スカーレットＢ（バイオレット社製）インダンスレンス
カーレットＲ（バイエル社製）等のペリレン系顔料等を
使用することができる。これらの電荷発生物質は単独で
あるいは２種以上併用して用いられる。結着剤樹脂は、
電荷発生物質１００重量部に対して０〜１００重量部用
いるのが適当であり、好ましくは０〜５０重量部であ
る。

【００１７】これら有機染顔料と併用される結着剤樹脂
としてはポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エ
ポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルなど縮合
系樹脂並びにポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメ
タクリレート、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビ
ニルブチラール、スチレン−ブタジェン共重合体、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体等の重合体および共重
合体等の接着性、絶縁性樹脂が挙げられる。電荷発生層
は、電荷発生物質を必要ならば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、ジクロルエタ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、分散液を適当
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用い
て行なうことができる。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０．１〜２μｍ
である。また、本発明において、電荷発生物質として結
晶セレン又はセレン化ヒ素合金等の粒子を用いる場合に
は、電子供与性粘着剤及び／又は電子供与性有機化合物
とが併用される。このような電子供与性物質としてはポ
リビニルカルバゾールおよびその誘導体（例えばカルバ
ゾー骨格に塩素、臭素などのハロゲン、メチル基、アミ
ノ基などの置換基を有するもの）、ポリビニルピレン、
オキサジアゾール、ピラゾリン、ヒドラゾン、ジアリー
ルメタン、α−フェニルスチルベン、トリフェニルアミ
ン系化合物などの窒素含有化合物およびその誘導体が好
ましい。この種の無機系電荷発生物質の含有量は層全体
の３０〜９０重量％が適当である。また無機系電荷発生
物質を用いた場合の電荷発生層の厚さは０．２〜５μｍ
程度が適当である。

【００１８】電荷輸送層（ＣＴＬ）は帯電電荷を保持さ
せ、かつ露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移
動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的
とする層である。帯電電荷を保持させる目的達成のため
に電気抵抗が高いことが要求され、また保持していた帯
電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、
誘電率が小さくかつ電荷移動性が良いことが要求され
る。これらの要件を満足させるための電荷輸送層は、電
荷輸送物質および必要に応じて用いられるバインダー樹
脂より構成される。すなわち、以上の物質を適当な溶剤
に溶解ないし分散してこれを塗布乾燥することにより電
荷輸送層を形成することができる。

【００１９】電荷輸送層には、正孔輸送物質としては、
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ
−γ−カルバゾリルエチルグルタメ−トおよびその誘導
体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導
体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、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
ベン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。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、テトラシアノキノンジメタン、
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−９−フルオレン、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）チオフェノン−４−オン、１，３，
７−トリニトロジベンゾチオフェノン−５，５−ジオキ
サイドなどの電子受容物質が挙げられる。これらの電荷
輸送物質は、単独又は２種以上混合して用いられる。

【００２０】また、必要に応じて用いられるバインダー
樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレ
ン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化
ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリレート樹脂、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニ
ルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル
樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、
ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱
可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。

【００２１】溶剤としては、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、塩化メチレンなどが用いられる。電荷輸送層の厚さ
は５〜１００μｍ程度が適当である。また電荷輸送層中
に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。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。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。

【００２２】これらのＣＧＬとＣＴＬは支持体上に支持
体側からＣＧＬ，ＣＴＬの順に積層しても、ＣＴＬ、Ｃ
ＧＬの順に積層してもかまわない。また必要に応じて有
機系感光層と表面保護層との間に設けられる中間層には
ＳｉＯ、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機材料を蒸着、スパッタリン
グ、陽極酸化などの方法で設けたものや、ポリアミド樹
脂（特開昭５８−３０７５７号公報、特開昭５８−９８
７３９号公報）、アルコール可溶性ナイロン樹脂（特開
昭６０−１９６７６６号公報）、水溶性ポリビニルルー
ル樹脂（特開昭６０−２３２５５３号公報）、ポリビニ
ルブチラール樹脂（特開昭５８−１０６５４９号公
報）、ポリビニルアルコールなどの樹脂層を用いること
ができる。また、上記樹脂中間層にＺｎＯ、ＴｉＯ₂、
ＺｎＳ等の顔料粒子を分散したものも中間層として用い
ることができる。更に、中間層としてシランカップリン
グ剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等
を使用することもできる。中間層の膜厚は０〜５μｍが
適当である。

【００２３】光導電層表面に直接あるいは中間層を介し
て機械的耐久性の向上のために積層する保護層としては
代表的なものとして、前述したように主に樹脂膜より構
成されるもの、及び炭素又は主成分とする高硬度薄膜よ
り構成されるもの等を挙げることができる。

【００２４】主に樹脂膜より構成される保護層として
は、例えば特公昭３８−０１５４６６、特公昭３８−０
２０６９７等で提案されるポリスチレン、ポリアミド、
ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂単独膜保護
層、又は特公昭５２−０２４４１４で提案されている、
組成により低抵抗化されたウレタン樹脂等の保護層、又
は特開昭５７−１２８３４４、特開昭５４−１２１０４
４、特開昭５９−２２３４４２等で提案されているＳｎ
Ｏ₂もしくはアンチモンドープＳｎＯ₂粉末をポリウレタ
ン樹脂中に分散し低抵抗化した保護層、あるいはこれと
同様に結着剤としての有機高分子化合物に有機化合物又
は無機化合物などの導電性制御剤を添加したもの等が用
いられる。導電性制御剤の具体例としては有機化合物と
してメタロセン化合物など、無機化合物としてはＡｕ、
Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属粉末、酸化亜鉛、酸化チタ
ン、酸化スズ、酸化イシジウム、酸化アンチモン含有酸
化スズ、酸化スズ含有酸化インジウム等の金属酸化物粉
末が挙げられる。

【００２５】これらの粉末の粒径は０．０５〜０．３μ
ｍが好ましく、またその使用料は結着樹脂１００重量部
に体し２０〜８０重量部が好ましい。一方、これらの導
電性制御剤と併用される結着樹脂としてはシリコン樹
脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹
脂等の通常の市販の樹脂が例示できる。この保護層の厚
さは通常０．１〜１０μｍ、好ましくは２〜７μｍであ
る。次に炭素又は炭素を主成分とする保護層は、好まし
くはＳＰ³軌道を有するダイアモンドと類似のＣ−Ｃ結
合を有しており、ビッカ−ス硬度（ヌープ硬度）１００
〜３０００ｋｇ／ｍｍ²、比抵抗（固有抵抗）１×１０⁷
〜１×１０¹³Ω・ｃｍの値を有し、光学的エネルギーバ
ンド巾（Ｅｇ）が１．０ｅＶ以上である、赤外または可
視領域で透光性を有する薄膜より構成されるものであ
る。

【００２６】このような膜は、炭化水素ガス（メタン、
エタン、エチレン、アセチレン等）を主材料として、Ｈ
₂、Ａｒ等のキャリアガスやＮＨ₃、ＰＨ₃、ＮＦ₃、Ｂ₂
Ｈ₆、ＣＯ₂等の添加物ガスを伴ったプラズマＣＶＤ法、
グロー放電分解法、光ＣＶＤ法などやグラファイト等を
ターゲットしたスパッタリング法等により形成され、特
にその製膜法は限定されるものではないが、保護層とし
て良好な特性を有する炭素又は炭素を主成分とする膜を
形成する方法として、プラズマＣＶＤ法でありながらス
パッタ効果を伴わせつつ製膜させる方法（特開昭５８−
４９６０９）等が知られている。

【００２７】プラズマＣＶＤ法を利用した炭素又は炭素
を主成分とする保護層の製膜法では支持体を特に加熱す
る必要がなく、約１５０℃以下の低温で被膜を形成でき
るため、耐熱性の低い有機系感光層上に保護層を形成す
る際にも、何ら支障がないというメリットがある。この
炭素又は炭素を主成分とする保護層の膜厚は製膜時間の
制御等により調節できるが、一般的に１００Å〜１０μ
ｍであり、好ましくは１０００Å〜５μｍである。

【００２８】炭素又は炭素を主成分とする保護層にはフ
ッ素のごときハロゲン元素や水素、窒素、酸素、あるい
はリン、ホウ素などの添加物を機械的、電機的、光学的
等の特性改善のため、必要に応じて添加することもでき
る。その濃度は膜の深さ方向に体し均一であっても勾配
を設けてもかまわない。更にこの保護層は単層である必
要は無く、添加物の有無、種類等を制御した多層構造か
らなっていてもかまわない。

【００２９】光導電層と保護層との間に必要に応じて設
けられる中間層は保護層と光導電層と接着性の向上、帯
電電荷を保護層と光導電層との界面に止めて保護層から
光導電層への電荷注入による帯電電位の低下を防止する
機能、保護層形成時の光導電層への電荷注入による帯電
電位の低下を防止する機能、保護層形成時の光導電層へ
のダメージ防止等の目的で用いられるが、この様な機能
を有する中間層の材料としては、例えばエポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩
化ビニル、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等
の各種有機高分子化合物；トリメチルモノメトキシシラ
ン、γグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
メタアクルロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラ
ンカップリング剤；チタンテトラブトキサイド、アルミ
ニウムトリプロポキサイド、ジルコニウムテトラブトキ
サイド等の金属アルコキサイド；チタンアセチルアセト
ネート、ジルコニウムアセチルアセトネート等の金属ア
セチルアセトン錯体より形成される高分子化合物を用い
ることができる。この中間層の厚さは通常１０μｍ以
下、好ましくは１μｍ以下である。

【００３０】

【実施例】以下、実施例及び比較例によって、本発明を
更に詳細に説明する。先ず、本発明の画像形成装置で使
用する光導電層上に保護層を積層した構成の感光体の作
成例を示す。

【００３１】［感光体−１］アルミニウム合金製シリン
ダー状支持体（外径８０ｍｍΦ、長さ３４０ｍｍ）を洗
浄後真空蒸着装置にセットし、真空層内を１×１０^-5ｔ
ｏｒｒ以下に排気したのち支持体を回転させた状態で支
持体温度を２１０℃に上昇、保持する。光導電層材料
（Ａｓ₂Ｓｅ₃合金）が入った蒸発源を加熱し、支持体上
の光導電層膜厚が６０μｍになるように蒸着する。次に
この光導電層上にシリコーン樹脂［トーレシリコーン
（株）社製ＡＹ４２−４４１］のリグロイン溶液を、乾
燥後の膜厚が０．２μｍになるように塗布し、中間層と
した。さらにこの中間層上に次のような組成の保護層形
成液を塗布し、感光体−１を作製した。

【００３２】［保護層形成液］アクリルポリオール（スチレン−メチルメタクリレート−メタクリル酸２ヒドロキシルエチル共重合体）１５部酸化スズ粉末６０部２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．２部上記原料に溶媒適当料を加え、ボールミルで１００時間
分散、混合した後、ポリイソシアネート系硬化剤５部加
えて保護層形成液とした。

【００３３】［感光体−２］アルミニウム合金製シリン
ダー状支持体（外径８０ｍｍΦ、長さ３４０ｍｍ）上に
下記α−フェニルスチルベン誘導体を含む電荷輸送層形
成液を乾燥後の膜厚が２０μｍになるように浸積法で塗
工して電荷移動層（ＣＴＬ）を設けた。

【化１】１０重量部ポリカーボネート（帝人化成社製パンライトＣ−１４００）１０重量部テトラヒドロフラン８０重量部シリコンオイル（信越化学社製ＫＦ５０）０．００１重量部このＣＴＬ上に下記化合物

【化２】２５重量部シクロヘキサノン３００重量部をボ−ルミルで４８時間粉砕した後、ポリスチレン（電
気化学社製ＨＲＭ）３０重量部を加え、シクロヘキサノ
ン：メチルエチルケトン＝１：１（重量比）の混合溶媒
４００重量部で稀釈した分散液をスプレー法で塗工し、
約１μｍ厚の電荷発生層（ＣＧＬ）を形成した。次に、
このＣＧＬ上に下記組成の中間層形成液を乾燥後の膜厚
が０．２μｍになるようにスプレー法で塗工して中間層
を形成した。［中間層形成液］ポリアミド樹脂（東レ社製ＣＭ８０００）１重量部メタノール９９重量部更にこの中間層の上に感光体１と同様にして約５μｍの
膜厚の保護層を形成し、感光体−２を作製した。

【００３４】［感光体−３、４］アルミニウム製シリン
ダー状支持体（外径８０ｍｍΦ、長さ３４０ｍｍ）に下
記組成比の混合物をボールミルで１２時間分散し、調製
した下引層形成液を乾燥後の膜厚が約２μｍになるよう
に浸積法で塗工し、下引層を形成した。ＴｉＯ₂（石原産業社製タイペーク）１重量部ポリアミド樹脂（東レ社製ＣＭ８０００）１重量部メタノール２５重量部この下引層上に下記構造のトリスアゾ顔料を含む電荷発
生層塗工液を浸積塗工し、１２０℃で１０分間乾燥さ
せ、膜厚約０．１５μｍのＣＧＬを形成した。

【化３】３０重量部ポリエステル樹脂（東洋紡社製バイロン２００）１２重量部シクロヘキサノン３６０重量部［上記混合物をボールミルで７２時間分散した後、さら
にシクロヘキサノン：メチルエチルケトン＝１：１（重
量比）の混合溶媒５００重量部で稀釈調整する。］

【００３５】ついでこのＣＧＬ上に下記組成の電荷輸送
層塗工液を乾燥後の膜厚が約３０μｍになるように浸積
塗工して有機感光層を作製した。

【化４】１０重量部ポリカーボネート（帝人化成社製パンライトＣ−１４００）１０重量部テトラヒドロフラン８０重量部シリコンオイル（信越シリコーン社製ＫＦ５０）０．００１重量部

【００３６】このようにして作製した有機感光層を図７
〜図９に示すようなプラズマＣＶＤ装置にセットし、炭
素又は炭素を主成分とする薄膜よりなる保護層を形成し
た。ここで図７中、１０７はプラズマＣＶＤ装置の真空
槽であり、ゲート弁１０９によりロード／アンロード用
予備室１１７と仕切られている。真空槽１０７内は排気
系１２０（圧力調整バルブ１２１、ターボ分子ポンプ１
２２、ロータリーポンプ１２３よりなる）により真空排
気され、また一定圧力に保たれるようになっている。真
空槽１０７内には反応槽１５０が設けられている。反応
槽は図８、図９に示すような枠状構造体１０２（電極側
より見て四角又は六角形状を有している）と、この両端
の開口部を覆うようにしたフード１０８、１１８、さら
にこのフード１０８、１１８に配設された一対の同一形
状を有する第一及び第二の電極１０３、１１３（アルミ
ニウム等の金属メッシュを用いている）より構成されて
いる。１３０は反応槽１５０内へ導入するガスラインを
示しており、各種材料ガス容器が接続されており、それ
ぞれ流量計１２９を経てノズル１２５より反応槽１５０
の中へ導入される。

【００３７】枠状構造体１０２中には、前記感光層を形
成した支持体１０１０（１０１−１、１０１−２…１０
１−ｎ）が図８、図９のように配置される。なおこのそ
れぞれの支持体は、後述するように第三の電極として配
置される。電極１０３、１１３にはそれぞれ第一の交番
電圧を印加するための一対の電源１１５（１１５−１、
１１５−２）が用意されている。第一の交番電圧の周波
数は１〜１００ＭＨｚである。これらの電源はそれぞれ
マッチングトランス１１６−１、１１６−２とつなが
る。このマッチングトランスでの位相は位相調整器１２
６により調整し、互いに１８０°または０°ずれて供給
できる。即ち対称型または同相型の出力を有している。
マッチンズトランスの一端１０４及び他端１１４はそれ
ぞれ第一及び第二の電極１０３、１１３に連結されてい
る。またはそれらに電気的に連結するホルダ１０２の間
に第二の交番電圧を印加するための電源１１７が配設さ
れている。この第二の交番電圧の周波数は１〜５００Ｋ
Ｈｚである。この第一及び第二の電極に印加する第一の
交番電圧の出力は１３．５６ＭＨｚの周波数の場合０．
１〜１ＫＷであり、第三の電極すなわち支持体に印加す
る第二の交番電圧の出力は１５０ＫＨｚの周波数の場合
約１００Ｗである。

【００３８】炭素又は炭素を主成分とする薄膜よりなる
保護層の製膜条件は以下の通りで行なった。Ｃ₂Ｈ₄流量：１００ｓｃｃｍＨ₂流量：２００ｓｃｃｍＮＦ₃流量：５０ｓｃｃｍ反応圧力：０．０３ｔｏｒｒ第一の交番電圧出力：１００Ｗ１３．５ＭＨｚバイアス電圧（直流分）：−２０Ｖ製膜時間の調節により、保護層膜厚２．０μｍ（感光体
−３）、２．５μｍ（感光体−４）の２種類の感光体を
作製した。感光体−１〜４に対し、保護層を有さない比
較例として、下記の比較感光体−Ａ〜Ｃも作製し評価し
た。

【００３９】［比較感光体−Ａ］感光体−１において光
導電層上に中間層及び保護層を設けないもの。［比較感光体−Ｂ］感光体−２において光導電層上に中
間層及び保護層を設けないもの。［比較感光体−Ｃ］感光体−３、４において光導電層上
に保護層を設けないもの。

【００４０】このようにして作製した各感光体を以下に
示す画像形成装置を用いて、それぞれ１０万枚の通紙試
験を行ない、感光体露光部電位の変化量（ΔＶ₁）、画
像品質、感光体の摩耗量等の評価を行なった。［感光体−１、２について］比較例１：市販普通紙複写機ＲＩＣＯＰＹ−ＦＴ６８６
０［（株）リコー製］［一次帯電（正帯電）前の逆極性放電なし］実施例１：ＲＩＣＯＰＹ−ＦＴ６８６０を改造し、一次
帯電器の前段階に一次帯電（正帯電）と逆極性（負帯
電）の直流放電器（出力−４．２ＫＶ）を設けたもの。［感光体−３、４について］比較例２：市販デジタル複写機イマジオ４２０Ｖ
［（株）リコー製］［一次帯電（負帯電）前の逆極性放電なし］実施例３：イマジオ４２０Ｖを改造し、一次帯電器の前
段階に一次帯電（負帯電）と逆極性（正帯電）の直流放
電器（出力＋４．５ＫＶ）を設けたもの。実施例４：イマジオ４２０Ｖを改造し、一次帯電器の前
段階に一次帯電（負帯電）と逆極性（正帯電）に偏奇さ
せた交流放電器（ＤＣ放電電圧＋五百Ｖ、ＡＣ放電電圧
４．１ＫＶ、ＡＣ周波数５００ＫＨｚ）を設けたもの。［比較感光体−Ａ、Ｂについて］比較例１の画像形成装
置を用いて評価した。［比較感光体−Ｃについて］比較例２の画像形成装置を
用いて評価した。その結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１の結果より明らかなように、実施例
１、２、３、４の本発明による画像形成装置を用いたも
のは、耐摩耗性に優れる光導電層上に保護層を積層した
構成の感光体の特性を活かしつつ、残留電位の上昇を画
像再現性に影響を及ぼさない範囲に制御することが可能
で、１０万枚のコピーを繰り返した後でも良好な画像品
質を得続けることができた。それに対し、一次帯電前段
階の逆極性放電を有さない比較例１、２の画像形成装置
を用いた場合には、感光層の摩耗は同様に認められない
が、残留帯電位の明らかな上昇が、繰り返し通紙枚数と
ともに認められ、２万枚程度のコピー枚数から画像品質
の劣化が認められるようになった。一方、保護層を形成
していない比較感光体−Ａ〜Ｃは残留電位の上昇はほと
んど認められないもののキズの発生や摩耗がひどく、そ
れにともなう異常画像が早期より発生し、良好な耐久性
は認められなかった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置は、光導電層上に保護層を積層した構成の感光体の非
常に良好な機械的耐久性を活かした上で、長期間安定し
た画像品質を得る装置として非常に有効なものと言え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す模式断面
図。

【図２】本発明の画像形成装置で使用する電子写真用感
光体の模式断面図。

【図３】本発明で使用する電子写真用感光体の他の構成
例を示す模式断面図。

【図４】本発明で使用する電子写真用感光体の他の構成
例を示す模式断面図。

【図５】本発明で使用する電子写真用感光体の他の構成
例を示す模式断面図。

【図６】本発明で使用する電子写真用感光体の他の構成
例を示す模式断面図。

【図７】炭素又は炭素を主成分とする薄膜よりなる保護
層を形成する際に用いるプラズマＣＶＤ装置の具体例の
説明図。

【図８】プラズマＣＶＤ装置の枠状構造体１０２の平面
図。

【図９】他のプラズマＣＶＤ装置の枠状構造体１０２の
平面図。

【図１０】従来の画像形成装置の一例を示す模式断面
図。

【符号の説明】

１…感光体、２…一次帯電器、３…画像露光系、４…現
像ユニット、５…転写チャージャー、６…分離チャージ
ャー、７…クリーニングユニット、８…除電ランプ、９
…転写紙、１０…定着ユニット、１１…一次帯電前逆極
性帯電器３１…導電性支持体３２…感光層３２ａ…電荷発生層（ＣＧＬ）３２ｂ…電荷輸送層（ＣＴＬ）３３…保護層３４…下引層３５…中間層１０１−１〜１０１−ｎ…支持体１０２…枠状構造体１０３、１１３…電極１０４、１１４…マッチングトランスの端部１０５…トランス出力側中点１０７…真空槽１０８、１１８…フード１０９…ゲート弁１１５…電源１１６−１、１１６−２…マッチングトランス１１７…電源１２０…排気系統１２１…調整バルブ１２２…ターボ分子ポンプ１２３…ロータリーポンプ１２５…ガス導入ノズル１２６…位相調整器１２９…流量計１３０〜１３４…ガスライン１４０…交番電源系１５０…反応槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電層上に直接あるいは中間層を介し
て、保護層を積層した構成の感光体を用いた、一次帯
電、像露光、現象、転写、クリーニング、定着行程から
なる電子写真方式による画像形成装置において、一次帯
電の前段階に一次帯電とは逆極性の帯電器を設けたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】光導電層が有機系感光層であり、かつ該
有機系感光層上に直接あるいは中間層を介して積層され
る保護層が炭素又は炭素を主成分とする薄膜より成るこ
とを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】一次帯電の前段階に設ける一次帯電と逆
極性の帯電器が一次帯とは逆極性に偏奇させられた交流
放電器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。