JPH11202527A - 電子写真感光体および電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光散乱やブリードがなく光学的に均一な状態
の表面保護層であって低表面エネルギーと硬度や強度な
どの機械的特性、耐アーク放電性等の電気的耐久性を両
立した高解像な電子写真感光体及び該感光体を有する電
子写真画像形成装置を提供することである。 【構成】 導電性支持体上に感光層を有する電子写真感
光体において該感光体の表面保護層が、コロイダルシリ
カの存在下に下記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
_n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す。）
で表される化合物の縮合生成物を含有することを特徴と
する電子写真感光体及びこれを用いた電子写真画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機、ブリンター、ファクシミリ、製版システ
ム、などに広く用いることの出来る高い画像均一性と対
摩耗性等の耐久性に優れた、対汚染性、滑り性に優れた
表面保護層を有する電子写真感光体および電子写真画像
形成装置に関するものであり、更に詳しくは、半導体レ
ーザーやＬＥＤを用いたスポット光によるデジタル方式
によって従来よりも高解像な画像、特に従来写真等が用
いられるような高階調性でフルカラーの画像を安定に得
ることが可能な電子写真感光体および電子写真画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には、適用される電子写
真プロセスに応じた所要の感度、電気特性および、光学
特性などを備えていることはもちろんであるが、特に繰
り返し使用される感光体の表面には、コロナ帯電、ロー
ラ帯電等の帯電プロセス、現像プロセス、転写プロセ
ス、およびクリーニングプロセスなどにより電気的ある
いは機械的な影響が直接に加えられるために、それらに
対する耐久性が要求される。

【０００３】具体的には、摺擦による感光体表面の摩耗
や傷の発生や高湿下における帯電時に発生しやすい電気
的な感光体表面の劣化などに対する耐久性が要求され
る。特にローラ帯電方式等の放電現像を用いた帯電方式
においては高エネルギーのアーク放電に対する耐久性が
要求される。

【０００４】また、トナーによる現像とクリーニングの
繰り返しなどに起因した、感光体表面へのトナーの付着
という問題もあり、これに対しては感光体表面のクリー
ニング性の向上が求められている。

【０００５】上記のような感光体表面に要求される様々
な特性を満たすために感光層上に種々の樹脂を主成分と
する表面保護層を設ける試みがなされている。例えば、
特開昭５７−３０８４３号公報には、導電性粒子として
金属酸化物粒子を添加することによって抵抗を制御した
保護層が提案されている。

【０００６】また、保護層のみでなく電荷輸送層中に種
々の物質を添加することで感光体表面の物性を改善する
ことも検討されている。例えば、シリコーン樹脂の低表
面エネルギーに注目した添加物としては下記のようなも
のが報告されている：シリコーンオイル（特開昭６１−
１３２９５４）、ポリジメチルシロキサン、シリコーン
樹脂粉体（特開平４−３２４４５４）、架橋シリコーン
樹脂、ポリ（カーボネート−シリコン）ブロック共重合
体、シリコーン変成ポリウレタン、シリコーン変成ポリ
エステル、熱硬化性シリコーン樹脂（特公平５−４６９
４０）。

【０００７】低表面エネルギーの代表的なポリマーとし
てはフッ素系高分子があり、該フッ素系高分子として添
加できるものとしては下記のものがある：ポリテトラフ
ルオロエチレン粉体、フッ化カーボン粉末。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属酸
化物等を含む表面保護層はかなりの硬度を有するものが
得られるが表面エネルギーが大きくなりやすいためにク
リーニング性等に問題がある。シリコーン系樹脂は表面
エネルギーが小さい点で優れているが他の樹脂に対して
十分な相溶性を示さないため、添加系では凝集しやすく
光散乱を生じたり、ブリードして表面に偏せきするため
に安定した特性を示さない等の問題があった。また、シ
リコーン系樹脂単独で用いた場合には硬度が不十分であ
り、感光層を侵さない溶剤系、例えばアルコール、水等
を使用する場合には該シリコーン系樹脂の表面は親水性
になりやすくクリーニング性等に問題がある。

【０００９】その他、低表面エネルギーのポリマーであ
るポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素系高
分子は一般に溶媒に不溶であり、分散性も不良であるこ
とから、平滑な感光体表面を得ることが困難であり、屈
折率も小さいことから光散乱が生じやすく、それによる
潜像の劣化を生じる問題点があった。

【００１０】また、ポリカーボネート、ポリアクリルエ
ステル、ポリエステル、ポリテトラオロエチレン等の高
分子化合物は一般に耐アーク放電性が十分でなく、放電
により高分子主鎖が切断されることから容易に劣化して
しまう問題点があった。

【００１１】本発明の目的は前記の問題点に対して光散
乱やブリードがなく、光学的に均一な状態の表面保護層
であって低表面エネルギーと硬度や強度等の機械的特
性、耐アーク放電性等の電気的耐久性を両立した高解像
な電子写真感光体及び該感光体を有する電子写真画像形
成装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体におい
て、該感光体の表面保護層が、コロイダルシリカの存在
下に下記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
_n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す）で
表される化合物の縮合生成物を含有していることを特徴
とする電子写真感光体である。

【００１３】尚、本発明で述べるシロキサン樹脂はＯＨ
基、ＯＲ基等の加水分解性基をケイ素原子あたり２つ又
は３つ有するケイ素化合物の縮合により得られるシリコ
ーン樹脂もしくは部分縮合したオリゴマーのことを意味
する。

【００１４】本発明の第２の発明は光を感光体上に照射
することによって潜像を形成し、その形成された潜像を
現像して画像を得る画像形成装置において、該画像形成
装置が、該感光体を帯電する手段及び得られた潜像をト
ナーにより現像する手段を有し、該感光体が導電性支持
体上に感光層を有する電子写真感光体であって、かつ該
感光体の表面保護層が、コロイダルシリカの存在下に下
記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
_n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す）で
表される化合物の縮合生成物を含有していることを特徴
とする電子写真画像形成装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。

【００１６】本発明の電子写真感光体の表面保護層はコ
ロイダルシリカを含むシロキサン樹脂の縮合物を含有し
ているものであり、電子写真感光体表面保護層用組成物
を電子写真感光体の表面に塗布、乾燥、硬化することに
より形成される。本発明に用いられる電子写真感光体表
面保護層用組成物は少なくとも下記の（ａ）〜（ｃ）の
３成分からなる。

【００１７】（ａ）コロイダルシリカ （ｂ）Ｒ₂ −Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₂ 及びＲ−Ｓｉ（ＯＲ¹ ）
₃ の部分縮合により作製されるシロキサン樹脂 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
_n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
ドオキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基
からなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す。
Ｒ¹ は水素原子及び炭素数１〜３のアルキル基からなる
群より選ばれた少なくともひとつの基を表わす。） （ｃ）低級脂肪族アルコール、水からなる群より選ばれ
た少なくともひとつの溶剤 本発明の電子写真感光体表面保護層用組成物は、コロイ
ダルシリカ及びシロキサン樹脂が１〜５０重量％低級ア
ルコール−水混合溶液中に分散されているものが好まし
い。固形分が５０重量％を越えると組成物が劣化しやす
く、ゲル化等のために良好に塗膜が形成されにくくな
る。１重量％未満では形成された表面保護層の強度が十
分でなくなる傾向がある。

【００１８】また、固形分におけるコロイダルシリカの
割合は１０〜９０重量％であり、シロキサン樹脂は１０
〜９０重量％であることが好ましい。シロキサン樹脂の
固形分に占める割合が１０重量％未満では脆くなり良好
な膜が形成されにくくクラック等がはいりやすくなり、
コロイダルシリカの割合が１０重量％未満では形成され
た表面保護層の硬度が十分でなくなる傾向がある。

【００１９】コロイダルシリカとしては市販の水分散系
のものが用いられる（商品名“Ｌｕｄｏｘ”、“Ｎａｌ
ｃｏａｇ”等）粒径は５ｎｍ〜１５０ｎｍであることが
好ましく、分散安定性と光学特性の点で１０ｎｍ〜３０
ｎｍの粒径であることが好ましい。コロイダルシリカと
してはＮａ₂ Ｏ等のアルカリ金属酸化物の含有量が２重
量％未満であることがより好ましい。分散溶剤としては
メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔ−ブタ
ノール、ｎ−ブタノール等の低級脂肪族アルコールと水
の混合溶剤系が好ましいが、その他のグリコール、アセ
トン等の水可溶性の溶剤を更に添加しても良い。

【００２０】前記の感光体表面保護層用組成物は無機酸
もしくは有機酸を用いることによりｐＨ３．０〜６．０
の酸性状態に調整される。強酸を用いると組成物の安定
性等に好ましくない影響を与えやすいのでより好ましく
は弱酸が用いられ、ｐＨ４．０〜５．５の酸性状態に調
整される。

【００２１】電子写真感光体の感光層の上に塗布された
前記表面保護層用組成物は乾燥後、熱硬化されることに
より硬度、強度、低表面エネルギー、耐放電性が発現す
る。熱硬化は高温であるほど完全に進行するが、電子写
真感光体特性に悪影響を与えない範囲で選ばれる。好ま
しくは８０℃〜１８０℃で熱硬化されるが、より好まし
くは１００℃〜１５０℃で行われる。

【００２２】熱硬化の時間としては長時間であるほど硬
化は進むが、その処理温度において電子写真感光体特性
に悪影響を与えない範囲で選ばれる。熱硬化の処理時間
は一般的には１０分〜１２時間程度で行われる。

【００２３】乾燥後、熱硬化して得られた表面保護層は
少なくともコロイダルシリカとしてＳｉＯ₂ で示される
成分、Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及びＲＳｉＯ_3/2 で示されるシロ
キサン樹脂を含有している。

【００２４】このときＲは炭素数１〜３のアルキル基、
ビニル基、Ｃ_n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１
８）、γ−グリシドオキシプロピル基、γ−メタクリロ
オキシプロピル基からなる群より選ばれた少なくともひ
とつの基を表す。

【００２５】本発明に用いられる感光体の表面保護層は
０．１μｍ〜４μｍの膜厚であることが好ましい。０．
１μｍ未満では均一に塗布することが困難であり、また
表面硬度や強度が十分でなく、耐久性にが低下しやす
く、４μｍを越えると現像時に潜像によって形成される
コントラストポテンシャルが劣化し易い。より好ましく
は０．２μｍ以上、３μｍである。

【００２６】本発明の表面保護層はクリーニング性およ
び耐汚染性を満足するために低表面エネルギーであるこ
とが好ましく、水の接触角で測定される低表面エネルギ
ー性としては９０ｄｅｇ以上が好ましい。９０ｄｅｇ以
下では電子写真プロセスによる繰り返し使用によって表
面に帯電生成物やトナー、紙からもたらされる脱落物が
付着しやすく、クリーニング不良や表面抵抗の低下によ
る潜像の劣化（画像流れ）を生じやすい。より好ましく
は９５ｄｅｇ以上である。

【００２７】さらに本発明の表面保護層の特徴としては
コロイダルシリカ及びシロキサン樹脂からなる縮合物を
含有していることにより通常の有機化合物に比較して極
めて高い表面硬度が得られることがある。表面硬度はコ
ロイダルシリカの含有量およびシロキサン樹脂の構造に
より諸物性とのバランスから適宜選択されるが、ガラス
板上に形成した膜の鉛筆硬度として５Ｈ以上が好まし
い。５Ｈ以下では電子写真プロセスに用いられているト
ナーや紙粉によって傷や削れが生じやすく好ましくな
い。

【００２８】本発明の表面保護層の体積抵抗は１×１０
⁹ 〜１×１０¹⁵Ωｃｍ以下のものが用いられる。１×１
０⁹ Ωｃｍ未満では形成された潜像の電荷が拡散するた
めに劣化してしまう問題が発生して好ましくない。１×
１０¹⁵Ωｃｍを越えると電子写真感光体として露光後、
現像までに電荷が十分に移動できないために見かけ上感
度が低減し、残留電位も高くなり易い。

【００２９】また、電気抵抗のみでなく残存しているシ
ラノール基等の加水分解性基によっても残留電位が高く
なる傾向があるため、できる限り残存しないようにする
ことが望ましい。そこで、加水分解性基がＳｉＯＨ基換
算での割合が０．１重量％以下、より好ましくは０．０
１重量％未満である。

【００３０】表面保護層はコロイダルシリカおよびシロ
キサン樹脂を必須の成分として含む樹脂組成物として用
い、米国特許４０２７０７３号明細書や米国特許３９４
４７０２号明細書に記載されている方法で製造できる。

【００３１】シリコーン系のハードコート樹脂は、加水
分解性基を分子中に有する多官能性有機ケイ素化合物の
加水分解縮合物からなる。官能性基数が多いほど架橋度
が上がるため、生成した樹脂は硬くなる。その中でも、
４官能性有機ケイ素の替わりにコロイダルシリカを使用
し３官能性有機ケイ素を用いたものでは、コロイダルシ
リカの粒径、その添加量、３官能性有機ケイ素の加水分
解縮合を調節することにより、硬度が高く且つ製膜性に
優れた樹脂が得られる。好適なコロイダルシリカとして
は、平均粒径が５ｎｍ〜１５０ｎｍであり、これを前述
の範囲で水を含む低級アルコール中に分散させ、加水分
解性基を有する３官能性の有機ケイ素化合物を酸或いは
アルカリ存在下で加水分解することで製造される。反応
終了後にさらに、必要に応じて低級アルコール、硬化触
媒、レベリング剤等を加える。これをプラスチック基板
上に、デイップ、スプレー、バーコート、スピンコート
等によりコートされる。溶媒を除去した後、一般的には
８０〜１５０℃の範囲で加熱硬化させることにより被膜
が形成される。硬化温度はコート基材プラスチックの熱
変形温度以下の温度で行うのが好ましい。このようにし
て形成されたシロキサン樹脂は、鉛筆硬度で５Ｈ以上の
硬度を発現できる。

【００３２】ハードコートレジンは適用基板材料に応じ
て、基材表面との密着性を向上させる目的で、基材表面
を例えばシランカップリング剤といわれるシラン化合物
で表面処理したり、或いは化学的方法、物理的方法で表
面を変成させて密着性を向上させることは通常行なわれ
ていることである。

【００３３】本発明の表面保護層を有する電子写真感光
体を製造する例を下記に示す。

【００３４】電子写真感光体の支持体としては支持体自
体が導電性を有するもの、例えば、アルミニウム、アル
ミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、チタ
ン、ニッケル、マグネシウム、インジウム、金、白金、
銀、鉄等を用いることが出来る。その他にアルミニウ
ム、酸化インジウム、酸化スズ、金、等を蒸着等により
プラスチック等の誘電体支持体に被膜形成し、導電層と
したものや、導電性微粒子をプラスチックや紙に混合し
たもの等を用いることが出来る。これらの導電性支持体
は均一な導電性が求められるとともに平滑な表面が重要
である。表面の平滑性はその上層に形成される下引き
層、電荷発生層、正孔輸送層の均一性に大きな影響を与
えることから、その表面荒さは１．０μｍ以下でも用い
られる。１．０μｍ以上の凹凸は下引き層や電荷発生層
のような薄い層に印加される局所電場を大きく変化させ
てしまうためにその特性が大きく変化してしまい電荷注
入や残電のむら等の欠陥を生じ易いことから好ましくな
い。

【００３５】特に導電性微粒子をポリマーバインダー中
に分散して塗布することにより得られる導電層は形成が
容易であり、均質な表面を形成することに適している。
このとき用いられる導電性微粒子の１次粒径は１００ｎ
ｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下のものが用
いられる。導電性微粒子としては、導電性酸化亜鉛、導
電性酸化チタン、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、カーボンブラック、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化
インジウム、インジウム、等が用いられ、これらを絶縁
性微粒子の表面にコーティングして用いてもよい。前記
導電性微粒子の含有量は体積抵抗が十分に低くなるよう
に使用され、好ましくは１×１０¹⁰Ωｃｍ以下の抵抗と
なるように添加される。より好ましくは１×１０⁸ Ωｃ
ｍ以下で用いられる。

【００３６】レーザー等のコヒーレントな光源を用いて
露光する場合は干渉による画像劣化を防止するために上
記導電性支持体の表面に凹凸を形成することも可能であ
る。このときは電荷注入や残留電位のむら等の欠陥が生
じにくいように使用する波長の１／２λ程度の凹凸を数
μｍ以下の直径のシリカビーズ等の絶縁物を分散するこ
とに１０μｍ以下の周期で形成して用いることが可能で
ある。

【００３７】導電性支持体と感光層の中間に、注入阻止
機能と接着機能をもつ下引層を設けることもできる。下
引層としてはカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロ
セルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリビ
ニルブチラール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリウ
レタン、ゼラチン、等によって形成することができる。
下引き層の膜厚は０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは
０．３μｍ〜３μｍが用いられる。

【００３８】感光層としては電荷発生層と電荷輸送層か
らなる機能分離タイプのものや電荷発生と電荷輸送を同
一の層で行う単層タイプが用いられる。

【００３９】電荷発生材料としては、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム系染料、チオピリリウム系染料、フ
タロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベン
ズピレンキノン系顔料、ピラントロン系顔料、トリスア
ゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔
料、キナクリドン系顔料、シアニン系顔料等を用いるこ
とができる。

【００４０】電荷輸送性化合物は電子輸送性化合物と正
孔輸送性化合物に大別される。

【００４１】電子輸送性化合物としては、２，４，７−
トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニト
ロフルオレノン、クロラニル、テトラシアノキシジメタ
ン、およびアルキル置換ジフェノキノン等の電子受容性
化合物やこれらの電子受容性化合物を高分子化したもの
が挙げられる。

【００４２】正孔輸送性化合物としてはピレン、および
アントラセン等の多環芳香族化合物、カルバゾール、イ
ンドール、オキサゾール、チアゾール、オキサチアゾー
ル、ピラゾール、ピラゾリン、チアジアゾールおよびト
リアゾール等の複素環化合物、ｐ−ジエチルアミノベン
ズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾンおよび
Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−
エチルカルバゾール等のヒドラゾン系化合物、α−フェ
ニル−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンおよ
び５−（４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）ベンジリデン）
−５Ｈ−ジベンゾ（ａ，ｄ）シクロヘプテン等のスチリ
ル系化合物、ベンジジン系化合物、トリアリールアミン
系化合物あるいはこれらの化合物からなる基を主鎖また
は側鎖に有する高分子化合物（ポリ−Ｎ−ビニルカルバ
ゾール、ポリビニルアントラセン等）が挙げられる。

【００４３】上記、電荷発生材料や電荷輸送材料は必要
に応じてバインダーポリマーが用いられる。バインダー
ポリマーの例としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フ
ッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、等のビニル化
合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコール、
ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウ
レタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、けい素樹脂、エポキシ樹脂、等が挙げられる。

【００４４】特に本発明で用いられる電荷輸送層用の高
分子化合物は前記本発明の電荷輸送性化合物と相溶する
ものが用いられる。代表的な高分子化合物としてはポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタ
クリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル等がある。

【００４５】電荷輸送層に用いられる電荷輸送性化合物
は電荷輸送層の固形分に対して２０重量％が好ましい。
２０重量％未満では十分な電荷移動能が得られないため
に残留電位の増加等が生じ好ましくない。７０重量％を
越えると電荷輸送層の機械的強度が低下してしまうため
に十分な耐久性が得られない。

【００４６】電荷輸送層に用いられる高分子化合物は電
荷輸送層の固形分に対して２０〜８０重量％が好まし
い。８０重量％を越えると十分な電荷移動能が得られな
いために残留電位の増加および電気的耐久性低下、表面
の疎水性の効果低減等が生じ好ましくない。２０重量％
未満では電荷輸送層の機械的強度が低下してしまうため
に十分な耐久性が得られない。

【００４７】単層感光体として用いられる場合は前記電
荷発生材料と電荷輸送性化合物と高分子化合物を組み合
わせてなる組成物を用いることにより良好な特性が得ら
れる。

【００４８】感光層には前記化合物以外にも機械的特性
の改良や耐久性向上のために添加剤を用いることができ
る。このような添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、安定化剤、架橋剤、潤滑剤、導電性制御剤等が用
いられる。

【００４９】以上のようにして形成された感光層の上に
前述した本発明の表面保護層が形成される。表面保護層
を形成するための組成物に用いる溶剤は感光層を侵さな
いものが好ましく、浸漬コーティング法やブレードコー
ト法、ロールコート法等により塗布される。感光層を侵
すような溶剤を用いる場合であっもスプレー塗布法等を
用いることにより影響を低下させることが可能である。

【００５０】つぎに本発明の電子写真感光体をもちいた
電子写真画像形成装置について説明する。

【００５１】本発明の電子写真感光体に帯電し露光によ
り潜像を形成することにより、耐久性の優れた、常に高
画質の画像が得ることが可能となったが、特に画像形成
装置の中で高速かつ低雑音プリンタとして、電子写真方
式を採用したレーザービームプリンタもしくはデジタル
方式の複写機及びファックス等に対して高画質化、高耐
久化の効果が大きい。

【００５２】電子写真方式を採用したレーザービームプ
リンタもしくはデジタル方式での複写機及びファックス
等は文字、図形等の画像を感光体にレーザービームを当
てるか、当てないかで形成する２値記録である。そし
て、一般には文字、図形等の記録は中間調を必要としな
いのでプリンタの構造も簡便にできる。

【００５３】ところがこのような２値記録方式であって
も中間調を表現できるプリンタがある。かかるプリンタ
としてはデイザ法、濃度パターン法等を採用したものが
よく知られている。しかし、周知のごとくディザ法、濃
度パターン法等を採用したプリンタでは高解像度が得ら
れない。そこで、近年、記録密度を低下させずに高解像
度で、各画素において中間調を形成する方式（ＰＷＭ方
式）が提案されている。この方式は、画像信号によっ
て、レーザービームを照射する時間を変調することによ
り中間調画素形成を行うもので、この方式によれば高解
像度かつ高階調性の画像を形成でき、したがって、特に
高解像度と高階調性を必要とするカラー画像形成装置に
はとくに適している。すなわち、この方式によると、１
画素毎にビームスポットにより形成されるドットの面積
階調を行うことができ解像度を低下させることなく中間
調を表現できる。

【００５４】ところが、このＰＷＭ方式においても、さ
らに画素密度を上げていくと露光スポット径に対して画
素が相対的に小さくなるために露光時間変調による階調
を十分にとることが出来ないという問題点がある。

【００５５】そこで階調性を保持したまま解像度を向上
するためには、露光スポット径をより小さくする必要が
ある。そのためには、例えばレーザーを用いた走査光学
系を使用するときにはレーザー光の波長を短波長化する
こと、ｆ−θレンズのＮＡを大きくすること、等が必要
となるが、このような方法を用いると高価なレーザーの
使用やレンズ、スキャナーの大型化、焦点深度の低下に
よる要求される機械精度の上昇等から装置の大型化やコ
スト上昇は避け難い。

【００５６】また、ＬＥＤアレイや液晶シャッターアレ
イ等の固体スキャナーにおいてもスキャナー自体の価格
の上昇、取り付け精度の上昇、電気駆動回路のコスト上
昇は避け難い。

【００５７】更に前述のように光スポットを微小化して
いった場合でも電子写真方式において良好な階調再現性
を得ることは困難であり、電気的な処理により、階調性
を疑似的に再現しているにすぎなかった。

【００５８】以上の様な問題点が存在するにもかかわら
ず、近年、電子写真方式を用いた画像形成装置に要求さ
れる解像度、階調性はますます上昇している。

【００５９】このような状況に対して、現像に用いられ
るトナーの粒子径を小さくして解像度、階調性を向上す
ることや現像条件をより均質にして改善することが試み
られている。

【００６０】しかしながら、このような改善を行っても
肉眼で認識可能な４００線から６００線の２５６階調の
フルカラー画像データ等の階調データの再現性および文
字等の２値画像の高解像再現が十分でなかった。

【００６１】前述のように、通常肉眼で識別できる画像
としては４００ｄｐｉ、２５６階調程度であるが、この
場合の最小解像面積は１６μｍ² 程度であり、５０００
ｄｐｉ以上の解像度に相当するものである。

【００６２】また、このような高解像度を実現するため
には光ビームのスポット面積を微細化する必要があるが
単にスポット面積を微細化するのみでは上記のような高
画質を実現することができなかった。

【００６３】このような問題点に対して検討したとこ
ろ、光ビームを照射して潜像を形成するところの電子写
真画像形成装置において感光体の感光層の膜厚と照射ス
ポット面積の積と階調再現性の間に一定の関係があるこ
とを見い出し、スポット面積と感光体の感光層の膜厚の
積が２００００μｍ³ 以下とすることで４００ｄｐｉ、
２５６階調を実現するところのきわめて優れた画像品質
を得ることを可能とした。

【００６４】このことは従来の電子写真画像形成装置に
おいては光スポット面積を微細化しているにもかかわら
ず、感光体上に形成される潜像および現像の条件が十分
でないためであると考えられる。すなわち潜像を形成す
るための光キャリアが感光層を走行する間に拡散を生じ
るために光スポットによって与えられた画像情報が劣化
してしまう現象や形成された潜像により生じる電位ポテ
ンシャルのコントラストが導電性基板までに存在する空
間により低下する現象が生じることにより、初期に光ス
ポットにより与えられた画像情報が大きく劣化してしま
うことにより画質の低下が発生しているものと考えられ
る。

【００６５】上記に示すように光ビームのスポット面積
と感光体の感光層の膜厚の積を２００００μｍ³ 以下と
することにより、前記のキャリアの拡散や現像性の低下
を生じることなく良好な画像形成を可能とするものであ
る。

【００６６】これは、一般的に実現可能な微小光スポッ
ト径から求められるスポット面積で用いる感光体の感光
層の膜厚、主として正孔輸送層の膜厚としては１２μｍ
以下が適していることを示している。

【００６７】前述のように感光層の膜厚は薄い方が望ま
しいが、同一帯電電位におけるピンホールや感度の低下
等を発生することから１μｍ以上の膜厚が望まれる。よ
り望ましくは３μｍ以上の膜厚で用いられる。

【００６８】

【実施例】以下、本発明について詳細に説明する。

【００６９】図１に本発明の電子写真感光体の断面の概
略図を示す平面図を示す。

【００７０】本発明の表面保護層を電荷輸送層の上に塗
工し、加熱乾燥することによって形成される電子写真感
光体の表面保護層として図１Ａに示すようにして用いる
ことも電荷発生層の上に直接塗工することで図１Ｂに示
すように用いることも可能である。

【００７１】高解像度の記録を行うためには、図１の電
荷輸送層の膜厚（Ｌ）と記録される画像の解像度（Ｓ）
の比（Ｓ／Ｌ）を大きくする必要があり、比が小さいと
フォトキャリアーの拡散により潜像はぼやけてしまい、
良好な画像は得られない。比（Ｓ／Ｌ）は４以上が望ま
しく、より望ましくは５以上である。

【００７２】また、電子写真感光体上に形成された潜像
を現像剤にて可視化する工程においても得られる電位ポ
テンシャルのコントラストが前述の比により影響を受け
る。同様に比は大きい方が好ましく、解像度を向上する
ためには電荷輸送層の膜厚の低減が求められている。

【００７３】現在、求められている解像度は４００ｄｐ
ｉ以上、より望ましくは５００ｄｐｉ以上であり、用い
られる電荷輸送層の膜厚は１５μｍ以下、より望ましく
は１２μｍ以下で用いられる。

【００７４】図２に本発明の電子写真感光体を用いた電
子写真画像形成装置における照射光強度分布と導電性基
板に到達した照射光の光強度分布をしめす。

【００７５】該光ビームのスポット面積はピーク強度の
１／ｅ² に減少するまでの部分で表わされる。

【００７６】用いられる光ビームとしては半導体レーザ
を用いた走査光学系、ＬＥＤや液晶シャッター等の固体
スキャナー、等があり、光強度分布についてもガウス分
布、ローレンツ分布、等があるがそれぞれのピーク強度
の１／ｅ² までの部分をスポット面積とする。

【００７７】光スポットは一般的には図２に示すように
楕円形の形状を有している。

【００７８】光ビームのスポット面積は４０００μｍ²
以下で用いられる。４０００ｍ² 以上で４００ｄｐｉ、
２５６階調の画像信号を与えた場合に隣接画素の重複に
よる影響が大きくなり、階調再現性が不安定となること
から好ましくない。

【００７９】本発明における階調再現性は、４００ｄｐ
ｉの解像度において光ビームの照射量を２５６階調分直
線的に変化させた場合に画像濃度が照射量に比例する部
分で定義される。図３に本発明における階調再現性の測
定の模式図を示す。

【００８０】本発明の画像形成装置を用いて画像評価を
行った。

【００８１】本発明の画像形成装置としてデシダルフル
カラー複写機およびレーザービームプリンターを解像し
て６８０ｎｍ、１００ｍＷの半導体レーザーを用いて感
光体上でのスポット径は副走査方向の１／ｅ² で４００
線相当の６３．５μｍ一定として、主走査方向の１／ｅ
² スポット径は２０μｍとし、該光スポットに対して２
５６階調のＰＷＭ変調もしくは６００ｄｐｉ相当の画素
変調を行って画像出力し評価測定した。前記、光スポッ
トのスポット面積は約１０００μｍ² である。

【００８２】以下、本発明で用いた電子写真感光体表面
保護層用組成物について詳細に説明する。調液例１ フラスコにコロイダルシリカ（４０％固体）の水性分散
液８．７ｇを取り、攪拌しながらコロイダルシリカ（３
０％固体）のイソプロピルアルコール分散液２０．５
ｇ、メチルトリエトキシシラン２５．６ｇ、ジメチルジ
メトキシシラン１．９ｇ、酢酸３．２ｇを添加した。添
加後、混合溶液を６５〜７０℃に加熱し、２時間反応さ
せた。その後、イソプロピルアルコール２１．７ｇで希
釈し、硬化触媒としてベンジルトリメチルアンモニウム
アセテート２．４ｇを添加し、さらにポリエーテル変成
ジメチルシリコーンの１０％エタノール溶液０．１６ｇ
を添加した。調液例２ フラスコにコロイダルシリカ（４０％固体）の水性分散
液３．９ｇを取り、攪拌しながらコロイダルシリカ（３
０％固体）のイソプロピルアルコール分散液２６．８
ｇ、ジメチルジメトキシシラン０．８ｇ、メチルトリエ
トキシシラン１．５ｇ、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン１．４ｇ、酢酸３．１ｇを添加した。添
加後、混合溶液を６５〜７０℃に加熱し、２時間反応さ
せた。その後、イソプロピルアルコール２３．３ｇで希
釈し、硬化触媒としてベンジルトリメチルアンモニウム
アセテート２．４ｇを添加し、さらにポリエーテル変成
ジメチルシリコーンの１０％エタノール溶液０．１６ｇ
を添加した。調液例３ フラスコにコロイダルシリカ（４０％固体）の水性分散
液３０．０ｇを取り、攪拌しながらコロイダルシリカ
（３０％固体）のイソプロピルアルコール分散液２６．
８ｇ、ジメチルジメトキシシラン０．８ｇ、メチルトリ
メトキシシラン１．５ｇ、３，３，４，４，５，５，
６，６，６−ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン
２．４ｇ、酢酸３．１ｇを添加した。添加後、混合溶液
を６５〜７０に加熱し、２時間反応させた。その後、イ
ソプロピルアルコール２３．３ｇで希釈し、効果触媒と
してベンジルトリメチルアンモニウムアセテート２．４
ｇを添加し、さらにポリエーテル変成ジメチルシリコー
ンの１０重量％エタノール溶液０．１６ｇを添加した。

【００８３】以下に、具体的実施例をあげて、本発明を
さらに詳しく説明する。

【００８４】以下、本発明で用いた表面保護層をシラン
カップリング剤処理する溶液について詳細に説明する。 （実施例１）引き抜き加工により得られた外径８０ｍｍ
のアルミニウムシリンダーを用いて導電性層としてフェ
ノール樹脂（商品名 プライオーフェン、大日本インキ
化学工業（株）製）１６７部をメチルセロソルブ１００
部に溶解したものへ導電性硫酸バリウム超微粒子（１次
粒径５０ｎｍ）２００部を分散したものを浸漬コーティ
ング法により、乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗
工した。

【００８５】下引き層としてアルコール可溶性共重合ナ
イロン（商品名 アミランＣＭ−８０００、東レ（株）
製）５部をメタノール９５部に溶解した溶液を浸漬コー
ティング法により塗工した。８０℃で１０分間乾燥し
て、膜厚が１μｍの下引き層を形成した。

【００８６】次に、電荷発生層として下記のビスアゾ顔
料５部をシクロヘキサノン９５部にポリビニルベンザー
ル（ベンザール化度７５％以上）２部を溶解した液に加
え、サンドミルで２０時間分散した。この分散液導電性
支持体の上に乾燥後の膜厚が０．２μｍとなるように浸
漬コーティング法で塗工した。

【００８７】

【化１】 次いで、下記の構造式を有するトリアリールアミン化合
物５部およびポリカーボネート樹脂（商品名Ｚ−４０
０、三菱瓦斯化学（株）製）５部をテトラハイドロフラ
ン７０部に溶解した電荷輸送層用の液を前記の電荷発生
層の上に浸漬コーテング法により乾燥後１０μｍの膜厚
に塗工した。

【００８８】

【化２】 次に電子写真感光体表面保護層用組成物として調液例１
の溶液を前記電荷輸送層の上に浸漬コーティング法によ
り塗布し、１２０℃で３時間乾燥熱処理後１μｍの膜厚
にした。

【００８９】本電子写真感光体をキヤノン製デジタルカ
ラー複写機ＣＬＣ５００（コロナ帯電方式）を前述の照
射スポット径となるように改造した評価機にて初期帯電
−５００Ｖにて画像評価を行ったところ、初期および５
０００枚耐久試験後も、均一性の優れた画像出力が得ら
れ、階調再現性も４００ｄｐｉにて２５６階調ときわめ
て良好であり、感光体の摩耗量も５０００枚の耐久試験
あたり０．２μｍと少なかった。

【００９０】また、感光体の表面の水の接触角を測定す
ると初期が９６ｄｅｇに対して５０００枚耐久試験後も
９０ｄｅｇと良好であった。 （実施例２）鏡面加工により作成した外径３０ｍｍのア
ルミニウムシリンダーに陽極酸化によりアルマイトを形
成したものを支持体として用いた。

【００９１】次に、電荷発生層として下記のビスアゾ顔
料５部をシクロヘキサノン９５部にポリビニルベンザー
ル（ベンザール化度７５％以上）２部を溶解した液に加
え、サンドミルで２０時間分散した。この分散液を支持
体の上に乾燥後の膜厚が０．２μｍとなるように浸漬コ
ーティング法で塗工した。

【００９２】

【化３】 ついで、下記の構造式を有するトリアリールアミン化合
物５部およびポリカーボネート樹脂（商品名Ｚ−４０
０、三菱瓦斯化学（株）製）５部をテトラハイドロフラ
ン７０部に溶解した電荷輸送層用の液を前記の電荷発生
層の上に浸漬コーテング法により乾燥後１０μｍの膜厚
に塗工した。

【００９３】

【化４】 次に調液例１の表面層用組成物を前記中間層の上に浸漬
コーティング法により塗布し、１２０℃、３時間乾燥熱
処理後１．０μｍの膜厚にした。

【００９４】−７００Ｖに帯電して波長６８０ｎｍで電
子写真特性を測定したところ、Ｅ_{1/ 2} （−３５０Ｖまで
帯電電位が減少する露光量）＝１．２μＪ／ｃｍ² 、残
留電位２９Ｖと良好であった。

【００９５】本電子写真感光体をキヤノン製デジタル複
写機ＧＰ２１５（ローラー帯電方式）を前述の照射スポ
ット径となるように改造した評価機にて初期帯電−６０
０Ｖにて画像評価を行ったところ、初期および５０００
枚耐久試験後も、均一性の優れた画像出力が得られ、階
調再現性も４００ｄｐｉにて２５６階調ときわめて良好
であり、感光体の摩耗量も５０００枚の耐久試験あたり
０．３μｍと少なかった。

【００９６】また、感光体の表面の水の接触角を測定す
ると初期が９２ｄｅｇに対して５０００枚耐久試験後も
９０ｄｅｇと良好であった。 （実施例３）引き抜き加工により得られた外径３０ｍｍ
のアルミニウムシリンダーを用いて導電性層としてフェ
ノール樹脂（商品名 プライオーフェン、大日本インキ
化学工業（株）製）１６７部をメチルセロソルブ１００
部に溶解したものへ導電性硫酸バリウム超微粒子（１次
粒径５０ｎｍ）２００部、および平均粒径２μｍのシリ
コーン樹脂粒子３部を分散したものを浸漬コーティング
法により、乾燥後の膜厚が１５μｍとなるように塗工し
た。下引き層としてアルコール可溶性共重合ナイロン
（商品名 アミランＣＭ−８０００、東レ（株）製）５
部をメタノール９５部に溶解した溶液を浸漬コーティン
グ法により塗工した。８０℃で１０分間乾燥して、膜厚
が１μｍの下引き層を形成した。

【００９７】次に、電荷発生層としてオキシチタニウム
フタロシアニン顔料５部をシクロヘキサノン９５部にポ
リビニルベンザール（ベンザール化度７５％以上）２部
を溶解した液に加え、サンドミルで２時間分散した。こ
の分散液を先に形成した下引き層の上の乾燥後の膜厚が
０．２μｍとなるように浸漬コーティング法で塗工し
た。

【００９８】ついで、実施例１で用いたトリアールアミ
ン化合物５部とポリカーボネート樹脂（商品名 Ｚ−４
００、三菱瓦斯化学（株）製）５部をテトラハイドロフ
ラン７０部に溶解した電荷輸送層用の前記の電荷発生層
の上に浸漬コーティング法により乾燥後１０μｍの膜厚
に塗工した。

【００９９】次に調液例３の保護層用組成物を前記電荷
輸送層の上に浸漬コーティング法により塗布し、１２０
℃、３時間乾燥熱処理後０．８μｍの膜厚にした。水の
接触角は９７ｄｅｇであった。

【０１００】−７００Ｖに帯電して波長６８０ｎｍで電
子写真特性を測定したところ、Ｅ_{1/ 2} （−３５０Ｖまで
帯電電位が減少する露光量）＝０．１μＪ／ｃｍ² 、残
留電位５５Ｖと良好であった。

【０１０１】本電子写真感光体をキヤノン製レーザービ
ームプリンタ（ＬＢＰ−８ＭａｒｋIV）の改造機（前述
の照射スポット条件に改造、ＡＣローラー帯電器使用）
にて初期帯電−５００Ｖにて画像評価をおこなったとこ
ろ、４０００枚の耐久試験後の感光体の摩耗量は０．３
μｍと少なく、耐久後の水の接触角も９９ｄｅｇと良好
で、画像の劣化もなく、６００ｄｐｉ相当の入力信号に
おいてのハイライト部の１画素再現性も十分であった。 （比較例１）実施例３において用いたトリアリールアミ
ン化合物１０部とポリカーボネート樹脂（商品名 Ｚ−
４００、三菱瓦斯化学（株）製）１０部をクロロベンゼ
ン７０部に溶解した電荷輸送層用の液を実施例３と同様
にして作製した電荷発生層の浸漬コーティング法により
乾燥後１８μｍの膜厚に塗工した。次に、実施例３と同
じキヤノン製レーザービームプリンタにて画像評価を行
ったところ、４０００枚の耐久試験後は干渉縞および黒
ポチが認められ、摩耗量が４．７μｍと大きく、水の接
触角も７３ｄｅｇと小さいために不良であり、６００ｄ
ｐｉでのハイライト部の１画素再現も不十分でムラがあ
った。（比較例２）実施例３と同様にして電荷輸送層ま
で作製した。次に電荷輸送層の上に表面保護層として下
記の溶液をスプレーコーティング法で塗工した。

【０１０２】フルオロシリコーン樹脂を主成分とする硬
化性樹脂溶液の調整 メチルシロキサン単位５０モル％、ジメチルシロキサン
単位１０モル％、３，３，４，４，５，５，６，６，６
−ノナフルオロヘキシルシロキサン単位１０モル％から
なる１重量％のシラノール基を含むシロキサン樹脂１０
ｇをトルエン１０ｇに溶解し、これに、ジブチル錫アセ
テート０．２ｇを加え均一な溶液にした。

【０１０３】塗工後、１２０℃で３時間乾燥処理を行
い、０．８μｍの膜厚にした。

【０１０４】水の接触角は９８ｄｅｇであった。

【０１０５】−７００Ｖに帯電して波長６８０ｎｍで電
子写真特性を測定したところ、Ｅ_{1/ 2} （−３５０Ｖまで
帯電電位が減少する露光量）＝０．２μＪ／ｃｍ² 、残
留電位７５Ｖとやや高めであった。

【０１０６】本電子写真感光体をキヤノン製レーザービ
ームプリンタ（ＬＢＰ−８ Ｍａｒｋ IV ）の改造機
（前述の照射スポット条件に改造、ＡＣローラー帯電器
使用）にて初期帯電−５００Ｖにて画像評価をおこなっ
たところ、４０００枚の耐久試験後の感光体の摩耗量は
３．８μｍ以下と大きく、耐久後の水の接触角も６５ｄ
ｅｇと低下していた。６００ｄｐｉでのハイライト部の
１画素再現性も不十分でムラがあった。

【０１０７】図４に本発明の実施例を示す画像形成装置
について簡単に説明する。

【０１０８】まず、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタンを押すこ
とにより複写が開始される。原稿照射用ランプ、短焦点
レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニット９が原
稿を照射しながら走査することにより、その照射走査光
が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセン
サーに入射される。ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、
出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部において光信
号が電気信号に変換され、転送部でクロックパルスに同
期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号
を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出
力する。このようにして得られたアナログ信号をデジタ
ル信号に変換し、更に画像の特性に応じて解像度、階調
性を最適化するところの画像処理を行って出力するため
のデジタル信号に変換してプリンター部に送られる。コ
ンピュータ等から出力する場合には解像度、階調再現方
法等を選択して望ましい画像が得られるように処理し変
換してプリンター部に送られる。プリンター部において
は、上記の画像信号を受けて以下のようにして静電潜像
を形成する。本発明の感光ドラム１は、中心支軸を中心
に所定の周速度で回転駆動され、その回転過程に帯電器
３により所定の電圧の正極性または負極性の一様な帯電
処理を受け、その一様帯電面に画像信号に対応してＯ
Ｎ，ＯＦＦ発光される固体レーザー素子の光を高速で回
転する回転多面鏡によって走査することにより感光ドラ
ム１面には、原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成
されていく。

【０１０９】図５は、前記の装置においてレーザー光を
走査するケーザー走査部３００（図４では１００）の概
略機構を示すものである。

【０１１０】このレーザ走査部３００によりレーザー光
を走査する場合には、まず入力された画像信号に基づき
発光信号発生器３０１により、固体レーザー素子３０２
から放射されたレーザー光は、コリメータレンズ系３０
３により概略平行な光束に変換され、更に矢印ｂ方向に
回転する回転多面鏡３０４により矢印ｃ方向に走査され
るとともにｆθレンズ群３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ
により感光ドラム等の被走査面３０６にスポット状に結
像される。このようなレーザー光の走査により被走査方
向とは垂直に所定量だけスクロールさせれば、該被走査
面３０６上に画像信号に応じた露光分布が得られる。本
実施例においては、レーザーＰＷＭ方式（パルス幅変
調）を用いて、１画素の面積階調による多値記録を行っ
たため、ＰＷＭ方式について簡単に説明する。

【０１１１】図６はパルス幅変調回路の１例を示す回路
ブロック図、図７はパルス幅変調回路の動作を示すタイ
ミングチャートである。

【０１１２】図６において４０１は８ビットのデジタル
画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路、４０２はＴＴ
Ｌ論理レベルをＥＣＬ論理レベルに変換する高速レベル
変換器、４０３はＥＣＬ論理レベルをアナログ信号に変
換する高速Ｄ／Ａコンバータである。４０４はＰＷＭ信
号を発生するＥＣＬコンパレーター、４０５はＥＣＬ論
理レベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換器、
４０６はクロック信号２ｆを発振するクロック発振器、
４０７はクロック信号２ｆに同期して略理想的三角波信
号を発生する三角波発生器、４０８はクロック信号２ｆ
を１／２分周して画像クロック信号ｆを作成している１
／２分周器である。これによりクロック信号２ｆは画像
クロック信号ｆの２倍の周期を有していることとなる。
なお、回路を高速動作させるために、随所にＥＣＬ論理
回路を配している。

【０１１３】かかる構成からなる回路動作を図５１のタ
イミングチャートを参照して説明する。信号（ａ）はク
ロック信号２ｆ、信号（ｂ）は画像クロック信号ｆを示
しており、図示のごとく画像信号と関係つけてある。ま
た、三角波発生器内部においても、三角波信号のブュー
ティー比を５０％に保ために、クロック信号２ｆをいっ
たん１／２分周してから三角波信号（ｃ）を発生させて
いる。更に、この三角波信号（ｃ）はＥＣＬレベルに変
換されて三角波信号（ｄ）になる。

【０１１４】一方、画像信号はＯＯｈ（白）〜ＦＦｎ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。尚、記号
“ｈ”は１６進数表示を示してする。そして画像信号
（ｅ）はいくつかの画像信号値についてそれらをＤ／Ａ
変換したＥＣＬ電圧レベルを示している。例えば、第１
画素は黒画素レベルのＦＦｎ、第２画素は中間調レベル
の８０ｈ、第３画素は中間調レベルの４０ｈ、第４画素
は中間調レベルの２０ｈの各電圧を示している。コンパ
レーターは三角波信号（ｄ）と画像信号（ｅ）を比較す
ることにより、形成すべき画素濃度に応じたパルス幅
Ｔ、ｔ２，ｔ３，ｔ４等のＰＷＭ信号を発生する。そし
てこのＰＷＭ信号は、０Ｖまたは５ＶのＴＴＬレベルに
変換されてＰＷＭ信号（ｆ）になりレーザードライバ回
路に入力される。このようにして得られたＰＷＭ信号値
に対応して１画素あたりの露光時間を変化させることに
より１画素で最大２５６階調を得ることが可能となる。

【０１１５】本実施例はＰＷＭ方式による階調制御を用
いたが、ディザ法等の面積階調法やレーザー光強度変調
を用いることも可能であり、更に、それらを組み合わせ
てもよい。

【０１１６】このようにして、感光ドラム１に形成され
た静電潜像は現像装置４により現像され、形成されたト
ナー像は、転写帯電器７によって転写材上に静電転写さ
れる。その後、転写材は分離帯電器８によって静電分離
されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力
される。

【０１１７】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
はクリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染物
の除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。

【０１１８】図８に本発明のカラー複写機の概略図を示
す。

【０１１９】図８において２０１はイメージスキャナ部
であり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う部分
である。また、２００はプリンタ部であり、イメージス
キャナ２０１に読み取られた原稿画像に対応した画像を
用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。

【０１２０】イメージスキャナ部２０１において、２０
２は原稿厚板であり、原稿台ガラス（以下プラテン）２
０３上の原稿２０４を固定するために用いられる。原稿
２０４は、ハロゲンランプ２０５の光で照射される。原
稿２０４からの反射光はミラー２０６，２０７に導か
れ、レンズ２０８により３本のＣＣＤライセンサで構成
される３ラインセンサ（以下ＣＣＤという）２１０上に
像を結ぶ。ＣＣＤ２１０は原稿からの光情報を色分解し
て、フェルカラー情報のうちレッド（Ｒ）、クリーン
（Ｇ）、ブルー（Ｂ）成分として進行処理部２０９に送
られる。なお、２０５，２０６は速度ｖで、２０７は１
／２ｖでラインセンサの電気的走査方向（以下、主走査
方向）に対して垂直方向（以下、副走査方向）に機械的
に動くことにより、原稿全面を走査する。

【０１２１】２１１は標準白色板であり、シェーディン
グ補正時に、センサ２１０−２〜２１０−４それぞれ
Ｒ，Ｇ，Ｂの成分のラインセンサに対応する読み取りデ
ータの補正のためのデータを発生するために用いられ
る。

【０１２２】この標準白色板は可視光に対してほぼ均一
の反射特性を示している。

【０１２３】この標準白色板を用いてＲ，Ｇ，Ｂの可視
センサ２１０−２〜２１０−４の出力データの補正に用
いる。信号処理部２０９では読み取られた信号を電気的
に処理し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各成分に分解し、プリンタ
部２００に送る。また、イメージスキャナ部２０１にお
ける一回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，
ＢＫの内、一つの成分が面順次にプリンタ２００に送ら
れ、計４回の原稿走査により一回のカラー画像形成が完
成する。

【０１２４】イメージスキャナ部２０１より送られてく
るＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの画像信号は、レーザドライバ２１
２に送られる。レーザドライバ２１２は画像信号に応
じ、半導体レーザ２１３を変調駆動する。レーザ光はポ
リゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１
６を介し、感光体ドラム２１７上を走査する。

【０１２５】２１９〜２２２は現像器であり、マゼンタ
現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２
２１、ブラック現像器２２２より構成され、４つの現像
器が交互に感光体ドラムに接し、感光体ドラム２１７上
に形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの静電潜像を対応するト
ナーで現像する。

【０１２６】２２３は転写ドラムで、用紙カセット２２
４または２２５より給紙された用紙をこの転写ドラム２
２３に巻付け、感光体ドラム２１７上に現像されたトナ
ー像を用紙に転写する。このようにしてＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂ
Ｋの４色が順次転写された後に、用紙は定着ユニット２
２６を通過して定着後、排紙される。

【０１２７】前記、電子写真画像形成装置は半導体レー
ザを用いてポリゴンによる走査光学系により感光体を露
光しているものであるが、ポリゴンのような機械的な駆
動部のない固体スキャナーとしてＬＥＤプリンターヘッ
ドが用いられる。ＬＥＤプリンターヘッドは発光ダイオ
ードを概略線状に集積したもので４００ｄｐｉ以上の高
解像度のものも作製されており、駆動部分がないことか
ら、小型化に有利である。ＬＥＤプリンターヘッドから
のスポット光は収束性ロッドレンズアレイにより感光体
上に結像される。このとき主走査方向の解像度はＬＥＤ
プリンターヘッドの集積度により決められ、４００ｄｐ
ｉすなわち６３．５μｍ間隔より高解像度のものが用い
られるが、副走査方向はロッドレンズアレイの集光性能
と感光体の移動速度により決められる。

【０１２８】ＬＥＤの発光の強度分布はガウス分布より
矩形的な分布を有しているが、ピーク強度の１／ｅ² の
強度を有している部分の面積について考慮すればよい。

【０１２９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のコロイダ
ルシリカおよびシロキサン樹脂からなる縮合物を感光体
の表面保護層として用いることにより高硬度で放電によ
る劣化の少ないことから耐摩耗性に優れ、かつ表面エネ
ルギーが小さいことから汚染が少なく、クリーニング性
の優れた、残留電位等の電気特性の優れた電子写真感光
体を実現した。

【０１３０】さらに、該電子写真感光体は光散乱も少な
いことからこれを用いた電子写真画像形成装置は耐久性
が優れているのみでなく、耐久後も良好な画像を提供す
ることを可能とした。特にレーザー等のスポット光を用
いるデジタル方式の電子写真画像形成装置において該感
光層の膜厚を耐久性を保ちつつ低減することが可能とな
るために４００ｄｐｉといった高解像度において２５６
階調の優れた階調再現性を有するムラのない高画像品位
の出力を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は電荷輸送層上にコロイダルシリカおよ
びシロキサン樹脂からなる化合物の縮合物を含有する表
面保護層に用いた本発明の電子写真感光体の断面の概略
図である。（Ｂ）は電荷輸送層上にコロイダルシリカお
よびシロキサン樹脂からなる化合物の縮合物を含有する
表面保護層に用いた本発明の電子写真感光体の断面の概
略図である。

【図２】本発明の電子写真感光体における照射光ビーム
のスポット形状と導電性基板に到達した光ビームの強度
分布を示す概略図である。

【図３】階調再現性の測定方法における光照射量と画像
濃度の関係を示す概略図である。

【図４】本発明の電子写真画像形成装置の概略図であ
る。

【図５】本発明のレーザー光走査部の概略図である。

【図６】本発明のレーザー光を制御するためのパルス幅
変調回路の回路ブロック図である。

【図７】本発明のレーザー光を制御するためのパルス幅
変調回路の動作を示すタイミングチャートである。

【図８】本発明の電子写真画像形成装置のカラー複写機
の構成図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼谷 格 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
   真感光体において、該感光体の表面保護層がコロイダル
   シリカ存在下に下記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
   _n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
   ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
   らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す）で
   表される化合物の縮合生成物を含有していることを特徴
   とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記感光層が電荷発生層及び電荷輸送層
   を有する請求項１項記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記表面保護層の水の接触角が９５ｄｅ
   ｇ以上である請求項１項記載の電子写真感光体。
4. 【請求項４】 前記感光層の膜厚が１２μｍ以下である
   請求項１記載の電子写真感光体。
5. 【請求項５】 前記表面保護層の体積抵抗が１×１０⁹
   〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍである請求項１記載の電子写真感
   光体。
6. 【請求項６】 前記表面保護層の膜厚が０．２μｍ〜３
   μｍである請求項１記載の電子写真感光体。
7. 【請求項７】 電子写真感光体上に露光により潜像を形
   成し、その形成された潜像を現像して画像を得る画像形
   成装置において、該画像形成装置が該感光体を帯電する
   手段及び得られた潜像をトナーにより現像する手段を有
   し、更に該感光体が導電性支持体に感光層を有する電子
   写真感光体であって、かつ該感光体の表面保護層がコロ
   イダルシリカの存在下に下記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
   _n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
   ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
   らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す）で
   表される化合物の縮合生成物を含有していることを特徴
   とする電子写真画像形成装置。
8. 【請求項８】 入力信号で変調された光ビームを感光体
   上に照射するとともに走査することによって潜像を形成
   し、その形成された潜像を現像して画像を得る画像形成
   装置において、該画像形成装置が、記録される画像の解
   像度および階調性により前記感光体への光ビームの露光
   量を制御する手段、感光体を帯電する手段及び得られた
   潜像をトナーにより現像する手段を有し、更に該感光体
   が導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体であ
   って、かつ該感光体の表面保護層が、コロイダルシリカ
   の存在下に下記一般式 Ｒ₂ ＳｉＯ_2/2 及び／又は ＲＳｉＯ_3/2 （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、Ｃ
   _n Ｆ_2n＋₁ Ｃ₂ Ｈ₄ −基（ｎ＝１〜１８）、γ−グリシ
   ドキシプロピル基、γ−メタクリロオキシプロピル基か
   らなる群より選ばれた少なくともひとつの基を表す）で
   表される化合物の縮合生成物を含有していることを特徴
   とする電子写真画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記光ビームのスポット面積と感光層の
   膜厚の積が２００００μｍ³ 以下である請求項８記載の
   電子写真画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記露光量を制御する手段が露光時間
    変調を含む請求項８記載の電子写真画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記光ビームが半導体レーザにより得
    られる請求項８記載の電子写真画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記光ビームがＬＥＤアレイにより得
    られる請求項８記載の電子写真画像形成装置。