JPH09329945A

JPH09329945A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH09329945A
Application number: JP8151032A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Fumitaka Mochizuki; 文貴望月
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器やクリーニング装置の圧接によっても
真円度や真直度を維持出来る透明基体の小型・軽量な感
光体ドラムの提供を目的とする。【解決手段】透明基体を機械的強度がヤング率０．３
０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上、剛性率０．１２×１０¹⁰Ｎ／
ｍ²以上の合成樹脂によって形成し、その厚さ（Ｔ）の
上限を内包する像露光手段のセルフォックレンズの結像
側の光路長より短い８ｍｍ、また内径（Ｄ）の下限を像
露光手段の内包に必要なφ６０ｍｍとし、一方厚さ
（Ｔ）の下限と内径（Ｄ）の上限には関して数多くの画
像形成の実験の結果から求めることにより厚さ（Ｔ）を
２．５ｍｍないし８ｍｍ、内径（Ｄ）をφ６０ｍｍない
しφ２００ｍｍと設定したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム状の像形成
体の周面に複数の帯電、像露光並びに現像手段を配置し
て像形成体の一回転中にトナーを像形成体上に重ね合わ
せてカラーのトナー像を形成する電子写真方式のカラー
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を形成する方法として
は、画像を必要な色と同数の感光体，帯電器，現像器等
を備え、それぞれ感光体に形成した単色のトナー像を中
間転写体等に重ね合わせてカラー画像とする装置（Ａ）
や、１つの感光体を複数回転して各色毎の帯電，像露光
ならびに現像を繰り返してカラー画像を形成する装置
（Ｂ）あるいは同じく１つの感光体の一回転以内に各色
毎の帯電，像露光ならびに現像を順次行ってカラー画像
を形成する装置（Ｃ）等が知られている。

【０００３】しかし前記の装置（Ａ）は複数の感光体や
中間転写体を要するため装置の容積が大型化する欠点が
あり、一方装置（Ｂ）は帯電手段、像露光手段や感光体
が一つだけであるので容積は小型化されるものの、形成
される画像のサイズが感光体の表面積以下に限定される
と云う制約がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のカラー画像を形
成する装置（Ｃ）は、画像のサイズに制約がなくかつ短
時間内に画像形成が出来る特徴はあるものの、像形成体
の周囲に帯電、像露光、現像の各手段をそれぞれ複数組
配列する必要があることから像形成体ひいては装置の小
型化に限度がある。これに対して像形成体の基体に透明
部材を使用し、像露光手段をその内部に収容し、内部か
ら像露光することによって像形成体の小型化を図るよう
にした装置も提案されている。

【０００５】しかしながらこの場合像形成体は基体が像
露光の光路内に置かれる関係から、環境温度の上昇や像
露光の光源の発熱による熱膨張あるいは現像手段、クリ
ーニング手段の圧接による歪みや回転ムラの影響によ
り、重ね合わされる画像間のレジストレーションに変動
を起こしたりピントズレを起こして色ズレを生じ画質が
低下すると言う問題がある。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
外力に対して充分な強度を備えまた温度変化に対しても
対応出来る透明体の像形成体を実現することにより、高
画質のカラー画像を高速で形成することの出来るカラー
画像形成装置の提供を目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転するド
ラム状の像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電を行う
ための帯電手段、潜像を形成するための像露光手段およ
び前記潜像を顕像化するための現像手段を配設し、前記
像形成体の一回転中に帯電、像露光および現像を繰り返
してトナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置において、
前記像形成体は像露光光に対して透光性を有する透明基
体外周上に感光層を備え、内方より像露光を行うもので
あって、前記透明基体は剛性率が０．１２×１０¹⁰Ｎ／
ｍ²以上であり、２．５ｍｍないし８ｍｍの厚さとφ６
０ｍｍないしφ２００ｍｍの内径を有することを特徴と
するカラー画像形成装置（請求項１）および、回転する
ドラム状の像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電を行
うための帯電手段、潜像を形成するための像露光手段お
よび前記潜像を顕像化するための現像手段を配設し、前
記像形成体の一回転中に帯電、像露光および現像を繰り
返してトナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を
転写材に一括して転写するカラー画像形成装置におい
て、前記像形成体は像露光光に対して透光性を有する透
明基体外周上に感光層を備え、内方より像露光を行うも
のであって、前記透明基体はヤング率が０．３０×１０
¹⁰Ｎ／ｍ²以上であり、２．５ｍｍないし８ｍｍの厚さ
とφ６０ｍｍないしφ２００ｍｍの内径を有することを
特徴とするカラー画像形成装置（請求項２）によって達
成される。

【０００８】本発明の、像形成体の基体を形成する円筒
状の透明基体の肉厚は、内包する像露光手段の光学系の
結像側の光路の長さに応じ、その光路内に収まる厚さに
制約される。例えばＬＥＤを光源とし等倍結像素子であ
るセルフォックレンズ（商品名）で結像するような場合
にはレンズの先方３〜１０ｍｍの位置に結像するので、
透明基体の厚さはこれによっても制約される。また像形
成体の内径は各像露光手段を収めるに足りる大きさ以上
であると同時に、像形成体の外周に設ける帯電手段、現
像手段、転写手段、クリーニング手段等の配設関係から
も許容され、かつ前述した現像手段等の外力の圧接を受
けても歪みや変形の生じない機械的強度を保つことの出
来る範囲の大きさであることが必要である。また像形成
体の回転ムラを減らす見地からは慣性モーメントが大き
いことが好ましいが、大きいと駆動系に対する負荷が大
きくなって問題が生じる。むしろ効率の良いフライホイ
ール等を別に設けて像形成体自体は軽量であることが望
まれる。

【０００９】かかる多くの制約を含んだ像形成体につい
て、本発明者は、厚さと内径を変化させた合成樹脂を材
料とする数多くの透明基体を作成しカラー画像形成装置
に組み込んで、実際にカラー画像を形成しその画質を判
断することによって、前記の条件を満足する像形成体の
基体の厚さと内径の限界値が厚さが２．５〜８ｍｍ，内
径がφ６０〜２００ｍｍの範囲にあることを確認した。

【００１０】更に本発明者は、上記形状の円筒状基体に
ついて、像露光を行う露光手段の発光波長が５００〜９
００ｎｍの範囲について約９０％以上の透光性を有した
合成樹脂を材料として、各種の円筒状の透明基体を作成
し、この表面に感光層を設けて感光体ドラムとし、後に
説明するカラー画像形成装置に取り付けて画像形成を行
った。感光体ドラムは現像手段、特に画像形成領域の両
側部で当接する突き当てコロによる変形や、感光体ドラ
ム駆動によるねじれ等が原因し、形成された画像がすべ
て満足することができるものではなった。このことは像
形成体上にトナー像を重ねるようにしたカラー画像形成
装置においてシビアであって、合格と認められる合成樹
脂材料は、剛性率で０．１２×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上であ
るか、もしくはヤング率が０．３０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で
あることが必要条件であることを確認した。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のカラー画像形成装置は、
透明基体の外周面上に感光層を設けた感光体ドラム（像
形成体）の内方から像露光を行うもので、特に円筒状の
透明基体に特徴を有しているので、この円筒状の透明基
体については後に説明する。

【００１２】円筒状の透明基体表面には導電層と光導電
体感光層を設けて電子写真感光体として用いている。

【００１３】すなわち、基体表面への透明導電層の形成
は、アルミニュウムやＩＴＯ（インジュウム・ティン・
オキサイド）等、金属あるいは金属酸化物の蒸着又はス
パッタリングによるものや、ＩＴＯやアルミナ導電性微
粒子と樹脂とを混合したものによる導電性樹脂の塗膜形
成がその代表的なものである。

【００１４】又、透明導電層の上に設ける感光層の形成
には、無機光導電体層を蒸着等により形成しても良い
が、有機光導電体層、特に電荷輸送物質と電荷発生物質
を双方含有する機能分離型、特に各々を別々に重層した
タイプの有機感光体を塗布して形成することが望まし
い。

【００１５】電荷発生層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を
必要に応じてバインダー樹脂中に分散させて形成され
る。ＣＧＭとしては、金属または無金属フタロシアニン
化合物、ビスアゾ化合物、トリスアゾ化合物等のアゾ化
合物、スクエアリウム化合物、アズレニウム化合物、ペ
リレン系化合物、インジコ化合物、キナクリドン化合
物、多環キノン系化合物、シアニン色素、キサンテン染
料、ポリ-N-ビニルカルバゾールとトリニトロフルオレ
ノンなどからなる電荷移動錯体等が挙げられるがこれら
に限定されるわけではない。またこれらは必要に応じて
二種以上混合して用いてもよい。ただし本発明の目的を
最も高いレベルで達成するためには、ペリレン化合物の
一種、イミダゾールペリレン化合物や金属フタロシアニ
ン化合物の一種、チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰ
ｃ）が好ましい。

【００１６】また、電荷発生層に使用可能なバインダー
樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリエチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメ
タクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリアルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
シリコーン樹脂、ポリメラミン樹脂、並びにこれら樹脂
の繰り返し単位のうち二つ以上を含む共重合体樹脂、例
えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル
−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、また高分
子有機半導体、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等
が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。上記
のうちＣＧＭとしてイミダゾールペリレン化合物を用い
た場合に好ましいバインダーとしては、ポリビニルブチ
ラール樹脂が、ＴｉＯＰｃを用いた場合に好ましいバイ
ンダーとしては、ポリシリコーン樹脂及びポリビニルブ
チラール樹脂、あるいは両方を混合したものなどが挙げ
られる。

【００１７】電荷輸送層は、電荷輸送物質（ＣＴＭ）を
単独で、あるいはバインダー樹脂とともに構成される。
ＣＴＭとしては、例えばカルバゾール誘導体、オキサゾ
ール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導
体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミ
ダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン
誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、
ヒドラゾン化合物、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘
導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、
ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘
導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘
導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、
ベンジジン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポ
リ−１−ビニルピレン、ポリ−９−ビニルアントラセン
等が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。ま
たこれらは単独でも、二種以上の混合で用いてもよい。

【００１８】また、電荷輸送層に使用可能なバインダー
樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリアク
リレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、
スチレン-アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメタク
リル酸エステル樹脂、スチレン-メタクリル酸エステル
共重合体樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるわ
けではない。

【００１９】また繰り返し使用した際の疲労劣化を少な
くするために、あるいは耐久性を向上させるために、感
光体の各層いずれにでも従来公知の酸化防止剤、紫外線
吸収剤、電子受容性物質、表面改質剤、可塑剤等、環境
依存性低減剤などを、必要に応じて適当量添加して用い
ることができる。また耐久性向上のために、必要に応じ
て感光層以外に保護層等の非感光層を設けてもよい。

【００２０】図１はカラー画像形成装置の一実施例の構
成を示すもので、基体外周に導電層と光導電体感光層と
を設けたドラム状の像形成体即ち感光体ドラム１０は、
接地した状態で時計方向に駆動回転される。

【００２１】１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所
定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロ
ナ放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム１０に
対し一様な電位を与える。

【００２２】１２は像露光手段である露光光学系で、感
光体ドラム１０の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，Ｅ
Ｌ，ＰＬ等の発光素子と等倍結像素子（セルフォックレ
ンズ）とから構成される。別体の画像読み取り装置によ
って読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取り
出されて前記の各露光光学系１２にそれぞれ電気信号と
して入力される。この実施例で使用される発光素子の発
光波長は各々同一波長であり５００〜９００ｎｍの範囲
のものである。

【００２３】前記の各露光光学系１２は何れも共通の柱
状の支持部材２０に取り付けられ、かつ各露光光学系１
２（Ｙ），１２（Ｍ），１２（Ｃ），１２（Ｋ）は図４
に示すように等間隔若しくは整数比の関係に配置され、
前記感光体ドラム１０の基体内部に収容される。露光光
学系１２は上記の発光素子以外にＬＣＤ，ＬＩＳＡ，Ｐ
ＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合わせたものとセルフ
ォックレンズ等の結像レンズとから構成することもでき
る。

【００２４】１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋはイエロ
ー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、
それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し０．２ｍｍ〜
１．０ｍｍの間の所定の間隙を保って同方向に回転する
現像スリーブ１３０を備えている。

【００２５】前記の各現像器１３は、前述した帯電器１
１による帯電，露光光学系１２による像露光によって形
成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、直流と交流
を重畳した現像バイアス電圧の印加のもとで、現像スリ
ーブ１３０上に付着搬送される現像剤によって非接触の
状態で反転現像する。

【００２６】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００２７】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００２８】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム１０を時計方向へと回転し、
同時に帯電器１１（Ｙ）の帯電作用により感光体ドラム
１０に電位の付与が開始される。

【００２９】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、前記の露光光学系１２（Ｙ）において第１の色信号
すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号
による像露光が開始されドラムの回転走査によってその
表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応
する静電潜像を形成する。

【００３０】前記の潜像は現像器１３（Ｙ）により現像
スリーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光
体ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が
形成される。

【００３１】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器１１（Ｍ）の帯電
作用により電位を付与され、露光光学系１２（Ｍ）の第
２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応す
る電気信号による像露光が行われ、現像器１３（Ｍ）に
よる非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）の
トナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合
わせて形成される。

【００３２】同様のプロセスにより帯電器１１（Ｃ）、
露光光学系１２（Ｃ）および現像器１３（Ｃ）によって
さらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また最後に帯電器１１（Ｋ）、露光光学系１２
（Ｋ）および現像器１３（Ｋ）によって第４の色信号に
対応する黒（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成さ
れ、感光体ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラ
ーのトナー像が形成される。

【００３３】かくして感光体ドラム１０の周面上に形成
されたカラーのトナー像は、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材である転写紙上に転
写される。

【００３４】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定着がなさ
れたのち排紙ローラ１８を介して装置上部のトレイ上に
排出される。

【００３５】一方、転写紙を分離した感光体ドラム１０
はクリーニング装置１９において残留トナーを除去，清
掃して原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしく
は一旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機
する。

【００３６】前記の感光体ドラム１０は図２に示す如
く、それを係合固定する両面端のフランジ部材１０Ａ及
び１０Ｂが装置本体に架設固定されるドラム軸１１０に
対し直接或いは間接に軸受けされて回転自在に支持さ
れ、フランジ部材１０Ｂの一体とする歯車Ｇが装置本体
側の駆動歯車と噛合して駆動されることにより所定の方
向に定速で回転されるようになっている。

【００３７】前記ドラム軸１１０は、感光体ドラム１０
の内部において前述した各露光光学系１２を取り付け固
定する支持部材２０を挿通して一体に固定している。感
光体ドラム１０は、内包する各露光光学系１２を図４に
示す如く各中心角θ₁，θ₂，θ₃が等しくなるよう或い
は整数比の関係になるよう共通の支持部材２０上に配設
することにより、熱膨張によって周面長が伸びても等間
隔或いは整数比の関係に保たれるので、環境温度の変化
に対して自動的に或いは簡単な制御によって、トナー像
重ね合わせに当たってのレジスト精度が維持され、従っ
て環境温度の変化にも対応して画像の画質を保証出来
る。

【００３８】前記の各現像器１３は、それぞれ感光体ド
ラム１０の周面に向け水平方向より弾性的に付勢されて
いて、それぞれの現像スリーブ１３０の両軸端に備える
回動自在の突当ローラ（図示せず）をドラム周縁部の非
画像領域に圧接させることにより、現像スリーブ１３０
のドラム周面に対する間隔すなわち現像間隔を所定の間
隔に設定されている。

【００３９】また前記のクリーニング装置１９は、感光
体ドラム１０の周面にクリーニング用ブレードを常時圧
接させていて、転写を終えたトナー像の残留トナーを逐
次除去して清掃する。

【００４０】従って前記の感光体ドラム１０は、像露光
中にも各現像器１３ならびにクリーニング装置１９の圧
接による外力を受け、また各露光光学系１２の光源の発
熱による温度上昇の影響を受けている。

【００４１】前記の感光体ドラム１０は、図３の横断面
図に示されるように、厚さＴを有する合成樹脂により形
成される透明体のドラム基体１０１とその外周に１０〜
５０μｍ厚に塗布した前記の薄層の感光層１０２とから
構成されていて、前記のドラム基体１０１の機械的強度
によって感光層１０２の真円度や真直度が維持されてい
る。

【００４２】前述した露光光学系１２は、焦点深度、明
るさの関係から、その結像側の光路長が３ｍｍないし１
０ｍｍのセルフォックレンズが使用されることから、前
記のドラム基体１０１は、その光路長内に収めるべくド
ラム基体１０１の厚さ（Ｔ）はその上限が２．５ｍｍな
いし８ｍｍの範囲内から選択して優先的に決定される。

【００４３】また前記のドラム基体１０１の内径（Ｄ）
は、前記のドラム軸１１０に一体化した各露光光学系１
２および支持部材２０を収容し得る最小限の径φ６０ｍ
ｍを一般的な下限値とし、一方その上限値については、
予め選択される厚さ（Ｔ）と相俟って感光体ドラム１０
としての機械的強度を保証し得る最大の内径（Ｄ）を実
験によって求めることによって設定される。

【００４４】実験には、表１及び図５のグラフに示され
るように厚さ（Ｔ）と内径（Ｄ）の組み合わせを異にす
る透明アクリル樹脂製の複数のドラム基体１０１によっ
て各種各サイズの感光体ドラム１０を形成し、実際に画
像形成装置に組み込み画像形成を実施してそれによって
得た画像の画質を評価することによって外力による歪み
や変形の影響を受けないドラム基体１０１の内径（Ｄ）
の上限値が求められる。

【００４５】その結果は表１の実施例の項に示す如く厚
さ（Ｔ）が２．５ｍｍないし８ｍｍの範囲内から選択さ
れる場合には内径（Ｄ）の上限値をφ２００ｍｍとして
も評価は良好（○）であるに対し、比較例の項に示す如
く厚さ（Ｔ）が２．５ｍｍ未満とした場合には内径
（Ｄ）を下限値のφ６０ｍｍより上限値のφ２００ｍｍ
の間にとっても評価はやや不良（△）又は不良（×）で
あり、さらに内径（Ｄ）の上限値をφ２００ｍｍより大
きくとると厚さ（Ｔ）を２．５ｍｍないし８ｍｍの範囲
より選択したとしても評価は不良（×）と判定される。
従ってドラム基体１０１の厚さ（Ｔ）と内径（Ｄ）の値
は図５のグラフにおいて破線にて囲む領域内から決定さ
れることが好ましいことが明らかとなった。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記テストは透明アクリル樹脂を用いての
テスト結果であって、これ以外の透明樹脂をドラム基体
１０として用い、画像形成装置に組み込んで画像形成を
行っても必ずしも総てについては良好な評価が得られな
い。本発明者はその原因が用いる合成樹脂の強度に関係
ありと判断し、強度を異にした合成樹脂についてのテス
トを行った。機械的強度を示すヤング率（Ｅ）あるいは
剛性率（Ｇ）について測定するとプラスチック単体の場
合には一般に可なり低い値で、例えばポリエチレン単体
についてみると、ヤング率（Ｅ）は０．０７７×１０¹⁰
Ｎ／ｍ²で剛性率（Ｇ）は０．０２６×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で
ある。このようなプラスチック単体に対してガラス繊維
を添加した強化プラスチックは、添加の度合によって段
階的にその強度を変化させることができる。但しガラス
繊維の添加量を増やすに従って次第に透光性は低下し、
殆ど透光性を失う。よって画像形成装置のドラム基体と
しては強化プラスチックは使用するに好ましくない。本
発明者は、ガラス繊維の添加量を変えて機械的強度の異
なった強化プラスチックを用いて、先にアクリル樹脂を
用いて良好な画像形成がなされた厚さ２．５ｍｍ〜８ｍ
ｍ、内径φ６０ｍｍ〜φ２００ｍｍの円筒状基体を作成
し、前記テストに用いた画像形成装置に取り付け、現像
手段及びクリーニング手段が円筒状基体に当接した状態
として、所定の周速度（本実施例では８０ｍｍ／ｓｅ
ｃ）で回転しながら円筒形状の外周の歪み状況を測定し
た。また別の実験によって、感光体ドラム上にトナー像
を重ね合わせてカラー画像とする場合のカラー画像にニ
ジミ等の影響が生じない感光体ドラムの半径方向の歪み
量は８μｍ以下であることが必要であるとの実験結果か
ら、先の歪み状況の測定で歪みが８μｍ以下である円筒
状基体を選別し、選別した円筒基体の強化プラスチック
について強度測定を行ったところ、ヤング率（弾性率
Ｅ）は０．３０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上、剛性率（Ｇ）は
０．１２×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上の何れかの条件を満たし
ていた。このことから本発明のカラー画像形成装置の感
光体ドラムに用いられる透明基体としては、ヤング率
（Ｅ）は０．３０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²（＝０．３０×１０
¹¹ｄｙｎｅ／ｃｍ²）以上、剛性率（Ｇ）は０．１２×
１０¹⁰Ｎ／ｍ²（＝０．１２×１０¹¹ｄｙｎｅ／ｃｍ²）
以上のプラスチック材を用い、厚さ２．５ｍｍ〜８ｍｍ
と内径φ６０ｍｍ〜φ２００ｍｍの円筒形状に成型した
ものが用いられる。なお上記の機械強度をもったプラス
チックとしては、アクリル樹脂やポリスチレン樹脂等が
これに該当する。

【００４８】次に上記条件に適合した感光体ドラムの製
法について説明する。

【００４９】図６は遠心重合法を用いた基体の製造装置
の一例を示している。図６の製造装置で、Ｃ１は円筒状
の型で内面は研磨されて良好で高精度の円筒面を形成し
ている。Ｃ２は加熱部材で型Ｃ１の外部より加熱を行
う。Ｃ３は型保持部材で、型Ｃ１を左右より挟み、挟ん
だ状態では型Ｃ１内側にある液体は漏れないようになっ
ている。Ｃ４は注入口で注入口Ｃ４から重合性液状材料
を注入する注入口である。Ｃ５は温度計で型Ｃ１内部の
温度が測定される。この装置は型Ｃ１の軸が水平となる
よう調整され、重合性液状材料を注入したのち、高速回
転する構造となっている。また型成形後は一方の型保持
部材Ｃ３を矢示Ｂ方向に移動させることによって円筒状
基体が取り出される。

【００５０】製作に当たってはまず重合性液状材料例え
ばメタクリル酸メチルエステルモノマーを合成し、これ
を速やかに重合させるため触媒を添加して粘度が１０ｃ
ｐ以上４００ｃｐ以下の状態に調整し、円筒状の型Ｃ１
に注ぐ。この円筒状の型は内径が６５ｍｍ以上２１６ｍ
ｍ以下で、長さが２００ｍｍ以上であることが必要であ
る。注入する重合剤の液量は成型された基体の肉厚が
２．５ｍｍ〜８ｍｍの間となるよう算出された液量を経
験的に加減したもので、これを注入後、型ごとで回転さ
せると共に、適度に加熱することにより均一な重合を促
進する。重合終了後は例えば極めて緩やかに温度を下げ
る等のアニーニング処理を行ってから室温に近い温度ま
で冷却し、得られた基体を型から取り出し、切断及び必
要なら仕上げ工程を経て画像形成装置用円筒状基体の完
成となる。

【００５１】かかる製造工程によって得られたアクリル
円筒状基体は、内部歪みもなく、ヤング率０．３０×１
０¹⁰Ｎ／ｍ²以上、剛性率０．１２×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上
の機械的強度と５００〜９００ｎｍの光波長に対して光
透過率９０％以上、耐衝撃性能はガラスの１５倍程度に
達するものが得られる。

【００５２】上記遠心重合法は現在広く用いられている
成型法である押出法と比べて、円筒状基体の表面にダイ
ス傷を残さず、特に内表面は遠心力によって得られた自
然な面に成形され、ガラス面のごとき極めてスムーズな
内表面を形成する。しかも、押出法によって得られた円
筒状基体より強度が高く、方向性のない安定した機械強
度と熱変形温度に優れている。さらに内部応力も少ない
ところから光を透過した場合の不均一な光屈折が無いの
で、図１に示した画像形成装置に適用しても、画像露光
が歪む事がなく、画像性能の劣化を起こさない。

【００５３】上記の重合性樹脂材料としては、ポリメタ
クリル酸メチル以外に、ポリメタクリル酸エチル、ポリ
メタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアク
リル酸ブチル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエステ
ルあるいはポリ塩化ビニル等、又はこれらの共重合体な
ど加熱重合が可能であって、必要とする光透過率と機械
的強度を有する樹脂であれば何れでも使用出来る。

【００５４】このようにして形成される基体は、静電荷
像形成体用として架橋剤、導電性付与剤、着色剤等を重
合性液状材料と混合して用いることにより、より好まし
い物性を実現することができる。例えば、架橋剤の添加
により耐熱性、耐溶剤性、強度の向上が、導電性付与剤
により、ゴミなどの静電気的汚れの防止、導電層の代替
が可能となる。これらは使用中に外力、熱がかかった
り、基体上に溶液を塗布する静電荷像形成体に対して有
効である。

【００５５】（実施例）１．円筒状基体の作成メタクリル酸メチルモノマーに重合促進の為の触媒とし
てアゾビスイソブチロニトリルを添加し４０℃にて１時
間加熱処理を行い予備重合を行って粘度１００ｃｐのシ
ロップ状重合性液状材料を得た。この重合性液状材料を
内径１００ｍｍ、長さ８０ｃｍの円筒状の型に注入し型
を回転させて遠心力により型の内壁にそって密着させな
がら加熱部材Ｃ２に代わり加熱手段として水蒸気により
２℃／分の速度で加熱し、型全体を１００℃で８時間の
加熱処理を行って重合させた。得られた基体を２℃／分
の速度で室温まで冷却するアニーリング処理を行った後
型から取り出した。得られた基体に端部の切断加工を行
って外径１００ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円
筒状基体を２本得た。更に、必要に応じて外周面にバイ
トによる切削加工を行って２本の円筒状基体を得た。

【００５６】この基体外周面に、バインダー中に分散し
たＩＴＯ微粒子を塗布して波長５００〜９００ｎｍの光
に対する透過率が８５％で、２μｍ厚の導電層を有する
円筒状透明基体を得た。

【００５７】また基体隣接した切断部分について機械的
強度を測定したところ、ヤング率０．３３×１０¹⁰Ｎ／
ｍ²、剛性率０．１４×１０¹⁰Ｎ／ｍ²であった。

【００５８】２．ＯＰＣの塗布アルコール可溶性ポリアミドＣＭ−８０００（東レ（株）製）４重量部メタノール８０重量部１−ブタノール２０重量部を混合、溶解し下引層塗布液を得た。上記塗布液を本発
明の円筒形透明基体に浸漬塗布して厚さ０．５μｍの下
引き層を得た。

【００５９】次にＹ型チタニルフタロシアニン４重量部シリコーン樹脂溶液ＫＲ−５２４０（信越化学（株）製）４５重量部２−ブタノン１００重量部を混合し、サンドミルにて１０時間分散して電荷発生層
塗布液を得た。この塗布液を前記下引層の上に浸漬塗布
して厚さ０．２５μｍの電荷発生層を得た。

【００６０】電荷輸送物質Ｔ−１８重量部ビスフェノールＺ型ポリカーボネートＺ−３００（三菱瓦斯化学（株）製）１２重量部１，２−ジクロルエタン１００重量部

【００６１】

【化１】

【００６２】を混合、溶解して電荷輸送層塗布液を得
た。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布して９
０℃、１時間の熱処理を行って厚さ２５μｍの電荷輸送
層を形成し本発明の実施例の感光体を得た。

【００６３】３．画像出し評価図１に示す構造の電子写真方式の内部露光式カラー画像
形成装置に、本実施例の円筒状基体上に感光層を設けた
感光体を装着して画像出しを行ったところ、カブリのな
い濃度の十分な画像を得た。特に、画像上での濃度や色
あいのむらが認められず均一性の優れた画像を得た。か
かる均一性の優れた画像は、連続１万プリントの後も画
質変化は認められなかった。

【００６４】

【発明の効果】本発明により、複数の現像器やクリーニ
ング装置の圧接による感光体ドラムの歪みや変形の問題
が解消されて、感光体ドラムの一回転による複数のトナ
ー像の高精度な重ね合わせが実現され、さらに複数の露
光光学系の占めるスペースの有効利用による感光体ドラ
ムの小型化も可能となり、その結果コンパクトながら高
品質の画像を高速で形成することの出来る実用上極めて
有用なカラー画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の構成を示す断面
図。

【図２】感光体ドラムの構成を示す縦断面図。

【図３】感光体ドラムの要部横断面図。

【図４】露光光学系のレイアウトを示す説明図。

【図５】感光体ドラムの基体の厚さと内径の分布を示す
グラフ。

【図６】基体製造装置の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１０Ａ，１０Ｂフランジ部材１０１ドラム基体１０２感光層１１０ドラム軸１１帯電器（スコロトロン帯電器）１２露光光学系１３現像器１４Ａ転写器１４Ｂ除電器１５給紙カセット１６タイミングローラ１７定着装置１８排紙ローラ１９クリーニング装置２０支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転するドラム状の像形成体の周面に、
それぞれ複数の帯電を行うための帯電手段、潜像を形成
するための像露光手段および前記潜像を顕像化するため
の現像手段を配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、
像露光および現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて
形成後、前記トナー像を転写材に一括して転写するカラ
ー画像形成装置において、前記像形成体は像露光光に対
して透光性を有する透明基体外周上に感光層を備え、内
方より像露光を行うものであって、前記透明基体は剛性
率が０．１２×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上であり、２．５ｍｍ
ないし８ｍｍの厚さとφ６０ｍｍないしφ２００ｍｍの
内径を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】回転するドラム状の像形成体の周面に、
それぞれ複数の帯電を行うための帯電手段、潜像を形成
するための像露光手段および前記潜像を顕像化するため
の現像手段を配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、
像露光および現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて
形成後、前記トナー像を転写材に一括して転写するカラ
ー画像形成装置において、前記像形成体は像露光光に対
して透光性を有する透明基体外周上に感光層を備え、内
方より像露光を行うものであって、前記透明基体はヤン
グ率が０．３０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上であり、２．５ｍ
ｍないし８ｍｍの厚さとφ６０ｍｍないしφ２００ｍｍ
の内径を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】前記像形成体は透明のプラスチックを材
料とするものであることを特徴とする請求項１又は２記
載のカラー画像形成装置。
【請求項４】前記像形成体は周面に前記現像手段を圧
接して像形成を行うことを特徴とする請求項１又は２記
載のカラー画像形成装置。
【請求項５】前記像露光手段は共通の支持体上に保持
されていることを特徴とする請求項１又は２記載のカラ
ー画像形成装置。
【請求項６】前記像露光手段は整数比の間隔に配置さ
れていることを特徴とする請求項５記載のカラー画像形
成装置。