JPS6218569A - 画像形成担持体 - 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〕 本発明は画像形成担持体に係り、更に詳しくは文字や図
形等の画像情報を形成し、これを表示、あるいは複写に
用いる画像形成装置の画像形成担持体に関する。

〔従来技術〕

従来、画像表示装置として、例えばＣＲＴディスプレイ
装置や液晶ディスプレイ装置等が一般に広く使用されて
いるが、これらのディスプレイ装置は解像性、表示画面
の大きさ、或いは視認性等において、必ずしも十分とは
云えない。例えば最近のオフイスオートメ−２，７機器
の発展を見ると、ワードグロセッサー、マイクロフィル
ム検索、および光デイスクメモリー等のモニタに要求さ
れる表示画面は高品位、高精細な静止画像であり、ＣＲ
Ｔや液晶はフリッカ−或いは目視角度依存性等の為に適
正とは云い難い。

上記の、特に高品位な静止画像を表示するのに適した装
置としては、表示画面上にトナー画像を繰シ返し形成す
る方式の画像形成装置がある。さ・らに具体的には、光
導電層を有する画像形成担持体を用い、露光と同時にト
ナー像を形成する方式（特願昭５６−１９７４１０号）
の画像形成装置が挙げられる。上記方式の表示画像は転
写工程を含まない点から、通常の電子写真、静電印刷お
よび磁気印刷よりも高画質であシ、又更に、先述した汎
用ディスグレイ装置のＣＲＴや液晶ディスプレイ装置に
比較しても、印刷並みの画質が得られる事から、特に静
止画像の表示に優れていると云える。

以下、図面を用いて、光導電層を有する画像形成担持体
を用い、露光と同時にトナー像を形成する方式の画像形
成装置について説明する。

第２図は上記方式の画像形成装置の一例の概略構造を示
す縦断側面図である。１は縦型の装置外装箱、２はその
外装箱の正面板面に大きく開口形成した表示画像覗き窓
で、一般にガラス板等の透明板３が張設される。

４は外装箱内の上部と下部とに並行に横設した駆動グー
リ（又はローラ）５と従動プーリ（同）６間に張設した
無端ベルト型の感光体（画像形成担持体以下単にベルト
と略記する）である。該ベルトは例えば第３図示のよう
に合成樹脂シート或はフィルムなど透明で且つ抗張性に
富む強靭なベースシート材４１の外面に金属を薄く蒸着
して透明導電層４２を形成してなるものを透明導電性基
体４３とし、その透明導電層４２面に光導電層４４を塗
布法・蒸着法等で積層形成したもので、ベルト４の外周
面側に光導電層４４が位置する。

そして該ベルト４は駆動プーリ５の回転により矢示方向
に回転駆動され、ベルト４の張シ側外面が表示画像覗き
窓２部を下から上へ移動通過する。

１０は上記回動ベルトの張シ側ベルト部分とゆるみ側ベ
ルト部分の間の空間内に配設した光ビームスキャニング
方式の光像露光装置で、半導体レーデ（或はガスレーデ
）・ポリゴンミラー・ｆθレンズ等からなる。そして第
２図に省略した画像読取り装置・電子計算機等から時系
列電気デジタル画素信号Ｓの入力を受け、その信号に対
応して変調されたレーザビームＬを従動プーリ６方向に
発振する。その発振されたビームは途中ミラー１１によ
シ張シ側ベルトの従動プーリ６寄シの裏面部位Ａに向か
って偏向され、スリット板１２のスリン）１２ａを通し
てそのベルトの裏面部位Ａをベルト幅方向に走査露光す
る。このレーザビームＬのベルト幅方向走査を主走査と
し、ベルト４の移動を副走査としてベルト４の裏面に対
して順次に光像露光がなされる。

１３は上記レーデビーム走査露光を受けるベルトの裏面
部位Ａに対応するベルト表側位置に配設した現像装置、
１４は張シ側ベルトの裏面部位Ａのベルト移動方向下流
側次位に配設した全面光照射用ラングである。

第３図示例の現像装置１３は現像剤収容箱（以下、箱と
呼ぶ）１５と、その箱１５内に横設し左側路半局面を箱
内から外部に露出させたステンレススチール・アルミニ
ウム等の非磁性体性の現像スリーブ（以下、スリーブと
呼ぶ）１６と、そのスリーブ１６内に挿入内蔵させたマ
グネットローラ１７と、スリーブ１６外面に対する現像
剤塗布ブレード（以下、ブレードと呼ぶ）１８と、箱１
５内に収容した現像剤（導電性磁性トナー）Ｔとからな
る。箱１５内の導電性磁性トナーＴはスリープ１６近傍
部のトナーがスリーブ内部の回転するマグネットローラ
１７の磁界に引かれて磁気吸着層としてスリーブ外周面
に保持されてスＩＪ−プ上を回動し、途中ブレード１８
でその層厚が規制されて整層化され、そのトナー整層面
がベルトの裏面部位Ａに対応するベルト表面部に接触通
過する。

ベルト４側の透明導電層４２とスリーブ１６間には直流
バイアスを印加させてあシ、Ｅはその電源を示す。

而して画像表示はベルト４及び現像装置１３の駆動がな
された状態に於て、ベルト４の裏面部位Ａに光像露光が
開始されると後述の原理によシ、ベルト表面側にスリー
ブ１６側の導電性トナーが選択的に付着して露光像に対
応したトナー像が形成される。トナー画像の形成された
ベルト表面は画像覗き窓２の範囲内に回動して一旦停止
する。

これにより窓２部に画像表示がなされる。所定の一定時
間経過後、又はベルト再回動釦操作でベルト４は再回動
し次の表示画像が窓２部に移行し。

ベルトの一時停止により画像表示がなされる。この繰返
しにより画像の順次表示がなされる。

画像表示が終了しその後のベルト回動で再び現像装置１
３部位に至ったベルト表面の表示済みトナー画像は現像
装置の現像兼クリーニング作用でベルト表面から除去さ
れて現像装置側へ回収される。トナー画像の除去された
ベルト表面には引続いて裏面部位Ａに於ける光像露光パ
ターンに対応したトナー画像が順次く形成されそのトナ
ー画像がベルト４の回動に伴ない、表示窓２部へ移行す
る。

全面光照射用ラング１４は裏面部位Ａを通過して表面側
にトナー画像の形成されたベルト裏面側を幅方向一様に
光照射することによシベルト４の光導電層４４内部の電
気的状態を各部一様化させるために配設したものである
。

上記のベルト表面に対するトナー画像の形成は無帯電で
、光像露光と同時になされるもので、第４・５図を用い
てその原理を説明する。尚、ここでは説明の便宜上、ベ
ルト４の光導電層４４はＮ型であり、又透明導電層４２
には負、スリーブ１６には正のバイアスを印加したもの
とする。

ベルトの裏面部位Ａに於て露光明部（Ａ（Ｌ）。

第３図）の光は透明導電性基体４３を透過して光導電層
４４に入射する。光入射を受、けた光導電層４４部分は
電子−正孔対が発生し、そのうちの電子ｅがスリーブ１
６の正のバイアスに引かれて、光導電層４４０表面側へ
向って移動する。これに伴ない、ベルトの裏面部位の露
光明部Ａ（Ｌ）に対応するベルト表面部位に接触通過す
るスリーブ１６側のトナ一層表層部の導電性トナーに上
記移動した電子ｅと対向電荷となる正電荷が誘起される
。そしてその電子Ｃと正電荷誘起トナー間のクーロン力
でその正電荷誘起トナーがスリーブ１６側からベルト表
面側へ付着する。その付着トナー（Ｔａ）の正電荷はそ
の後短時間のうちに光導電層４４の表面部の電子ｅと中
和して消滅する。

一方露光暗部（Ａ（Ｄ）、第４図）ではベルト４の透明
導電層４２とスリーブ１６間のバイアスと、透明導電層
４２とスリーブ１６側の導電性トナ一層間のキャパシタ
ンスによシ導電層部分と導電性トナ一層の表層トナーに
夫々上・負の電荷が誘起されるものの、これらの間に作
用するクーロン力は弱くそのためベルト４の表面に対す
るトナーの付着はほとんど生じない。

従ってベルト４の光導電層４４面の帯電処理なしで光像
露光と同時的に光像露光の露光明部Ａ（Ｌ）に対応する
光導電層表面部分のみに選択的にトナーが付着してトナ
ー画像の形成がなされるものである。

又表示を終えて現像装置１３部へ回動してきたトナー画
像は現像スリーブ１６側の保持トナ一層による摺擦を受
けることによシ容易にベルト表面から除去されてスリー
ブの保持トナ一層内に取り込まれて回収され、トナー画
像の形成に繰返し使用される。

尚、光像露光装置１０としては上記例のレーデビームス
キャニング方式の他にもＬＥＤアレイ装置・液晶・ＰＬ
ＺＴや白色光等を選択的に透過させる各種シャッタアレ
イ等も利用できる。又、Ｘ線を利用した露光装置であっ
てもよい。この場合はベルト４の透明導電性基体４３は
可視光透過性でなくともＸ線透過性であればよい。

ところで上記のような光導電層を有する画像形成担持体
を用い露光と同時にトナー・像を形成する方式の画像形
成装置に於て、可及的に高速な装置を得るにはベル）Ｋ
対する光像露光を高速走査でしかも大きな照射光量で行
うか、ベルト４側の光導電層４４の光感度を十分に高め
たものＫする。

しかし上記前者の場合は、光像露光装置１０が複雑・大
型・高価なものとなる。又後者の場合は例えばＣｄＳを
利用した光導電層の場合、光像露光装置１０として安価
で小型の半導体レーザを用いた表示装置に使用するには
、Ｉｎなどをドーグして増感することが必要であり、こ
の結果ＣｄＳの色調は暗色となシそのためそれを利用し
た光導電層４４の色調も暗色となシその面に形成した表
示画像の視認性は落ちてくる。一般に高感度である光導
電物質はもともとの色調が暗色をなしておシ、従ってこ
れらの光導電物質を利用して高感度の感光体を構成した
としてもその感光体の光導電層は暗色であり、その面に
形成したトナー画像は地（パックグランド）が暗色であ
るため表示画像の視認性が悪いものとなる。

本発明者らは上記画像視認性不良の問題を解決したもの
として、特開昭５８−９８７４７号、同５９−４０６６
６号等において前記高感度の光導電層上に淡色調の表面
層を設ける事を示した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の表面層を有する画像形成担持
体を用いた画像形成装置は同一画像形成担持体を繰シ返
し使用するため、画像表示面がトナーやそれに用いた色
材等が次第に付着して、パックグラウンドが著しく汚染
され、画像品位モ著しく損ね、この方式の表示装置苓実
用化する上で大きな問題となっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、透明導電性基体、光導電層、中間層、お
よび表面層とを有する画像形成担持体において、前記表
面層に１次粒径が１００ｍμｍ以下の金属酸化物を含有
させたことを特徴とする本発明の画像形成担持体によっ
て解決される。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の画像形成担持体の縦断面図である。

第１図において、合成樹脂シート或はフィルムなど透明
で且つ抗張性に富む強靭なペースシート材４１の外面に
金属を薄く蒸着して透明導電層４２を形成してなるもの
を透明導電性基体４３とし、その導電層４２面に高感度
光導電層４５を塗布法・蒸着法等で積層形成する。高感
度光導電層４５は例えばＣｕ　＊　ＩｎをドーグしたＣ
ｄＳあるいは有機光導電体などである。さらに中間層４
６を形成し、この中間層４６の上に表面層４７が形成さ
れる。この表面層中には、１次粒径が１００ｍμｍ以下
の金属酸化物を含有させる。含有される金属酸化物は気
相法によって製造され、１次粒径が細かいこと、化学的
純度がきわめて高いこと、比表面積が大きいこと等、通
常の金属酸化物とは大いに性質を異にする。１次粒径が
１００ｍμｍ以下の金属酸化物を表面層中に含有させな
いと、表面層中の顔料粒子間が空隙であるポーラスな層
となる。

この場合、くり返し使用によってトナーやそれに用いた
色材等が空隙にうめ込まれ、パックグラウンドが著しく
汚染される。

１次粒径が１００　ｍｔｔｍ以下の金属酸化物を含有さ
せると、この空隙が充填されるために、くり返し使用に
よるパックグラウンド汚染が著しく改善される。

１次粒径が１００ｍμｍ以上の金属酸化物では空隙充填
効果が少ない。

次に本発明の表面層の具体的な処方について説明する。

本発明に使用する表面層は、例えば、ＺｎＯ＋ＺｎＳ　
、　ＴｉＯ２，２ＰｂＣＯ３−Ｐｂ（ＯＨ）５．２Ｐｂ
ＳＯ４−ＰｂＯ。

５ｂ２０６等の白色顔料とＡｔ２０３．　ＴｉＯ２等の
１次粒径が１００ｍμｍ以下の超微粒子の金属酸化物、
およびポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、
Ｉり酢酸ビニル、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリ
ビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリアミド、メチル
セルロース、ニトロセルロース、フェノール樹脂、フェ
ノキシ樹脂、シリコン樹脂、工？キシ樹脂等の結着剤を
主剤とし、これらを、例えば浴剤と混合して得られる塗
布液を塗布する事により形成する。

白色顔料と１次粒径が１００ｍμｍ以下の超微粒子の金
属酸化物（以下、金属酸化物と呼ぶ）との割合は該顔料
１００重量部に対して金属酸化物１０〜２００重量部で
ある。

金属酸化物の量が少ないと表面層の汚染に対して効果が
小さい。金属酸化物の量が多いと金属酸化物の粒径が小
さいために画像形成担持体表面に要求される隠蔽力が不
足する。

白色顔料、金属酸化物と結着剤との割合は白色顔料、金
属酸化物の種類および混合比率によって異なるが、通常
は白色顔料、金属酸化物１００電量部に対して結着剤１
０〜２００重童部であり、好適には２０〜１００重量部
である。

又、表面層は淡色調、不透明を基本とし淡色調とは白か
ら灰色までの色調および白から灰色までの色調を薄い背
縁、黄等でカラー化したものを意味し、不透明とは下層
の色を隠すのに必要な隠ぺい力がある事を意味し、その
隠ぺい力は、次式で表わされるコントラストレシオ（Ｃ
Ｒ）が８０チ以上である様な隠ぺい力である事が望まし
い。

ＣＲ＝　ＲＢ　／　ＲＷ （Ｒ３：反射率５チ以下の黒色部分に塗料を塗った時の
拡散反射率 Ｒｗ：反射率８０チ以上の白色部分に塗料を塗った時の
拡散反射率） なお、上式中で用いられた拡散反射率は色材工学ハンド
ブック（色材協会編朝倉書店昭和４２．５゜２５発行）
Ｐ、３６中に定義されたものである。

以下、本発明の画像形成担持体の作製方法の実施例につ
いて説明する。

実施例１ アルミニウムフタロシアニア１０ｉ量部とブチラール樹
脂（商品名：エスレックＢＭ−２．積水化学裂）５重量
部をシクロヘキサノン／　ＭＥＫ　１８５重量部で溶解
した液とを混合し、サンドミルにて２４時間分散を行な
う。との液をＭＥＫで希釈し、透明導電性フィルム（商
品名ＣＥＬＥＫ、−ＫＳ　、ダイヤル化学工業■製）の
導電面側に塗布し、６０℃１０分間乾燥を行ない、２０
０　ｒｎ９／ｍ２の電荷発生層を形成する。

次に下記構造式の電荷輸送物質２０重量部とスチレン樹
脂（商品名スタイロン６９１．旭ダウ製）１０重量部を
モノクロルベンゼン１２０重量部で溶解した塗工液を、
前記電荷発生層上に塗布し、１００℃６０分間乾燥を行
ない、２０μｍの電荷輸送層を形成する。この電荷輸送
層と前記電荷発生層とで高感度光導電層を形成する。

次にポリアミド樹脂（商品名ＣＭ８０００．東し製）７
重量部、メタノール６２重量部、ブタノール３１重量部
よシなる塗工液を調製する。この塗工液を該高感度光導
電層上に塗布、６０℃１０分間の乾燥を行い、１μｍの
中間層を形成する。

−次粒径の平均径が３０ｍμｍである気相法で作った酸
化チタン（商品名Ｔｉｔａｎｔｕｍ　０ｘｉｄｅ　Ｐ２
５　。

日本アエロジル■製）３０重量部、アクリル樹脂（商品
名ヒタロイド１２０８Ｃ、日立化成製）７５部トルエン
４５重＋ａｍをステンレス製ホールミルにて４８時間分
散する。

一次粒径の平均径が０．３μｍであるルチル型酸化チタ
ン（商品名ＴＲ７００、富士チタン工業■製）４０重量
部、−次粒径の平均径が０．６ｔｔｍである導電性酸化
チタン（商品名ＥＣＴ６２　、チタン工業■製）１０重
量部、アクリル樹脂溶液（商品名ダイヤナール３９６．
三菱レイヨン製）５０重量部にトルエン１００重量部を
加え、サンドミル分散を行なう。この分散液と前記の気
相法で作った酸化チタン分散液を混合して表面層塗工液
とする。

表面層塗工液を前述の中間層上に塗布し、８０℃３０分
間の乾燥を行ない、１０μｍの表面層を形成し、ベルト
形の可撓性感光体を製造した。

この可撓性感光体を使用して第２図示のような画像形成
装置を形成した。

実施例２ 実施例１における気相法で作った酸化チタンを一次粒子
の平均径が２０ｍμｍである、気相法で作った酸化アル
ミ（商品名Ａｌｕｍｉｎｌｕｍ　０ｘｌｄｅ　Ｃ、日本
アエロジル■製）罠代える。その他の製造条件について
は実施例１と同様にして、可撓性感光体を製造した。

比較側光 実施例１における表面層塗工液の作製において気相法で
作った酸化チタン分散液を含ませないで製造する。その
他の製造条件については実施例１と同様にして可撓性感
光体を製造した。

比較例２ 実施例１における表面層塗工液を気相法で作った酸化チ
タン分散液のみで作製する。その他の製造条件について
は実施例１と同様にして可撓性感光体を製造した。

以上の実施例１，２及び比較例１．２の可撓性感光体を
第２図のような画像表示装置にてレーザー露光を行い、
カーボン、マグネタイトを含有する導電性磁性トナーで
画像形成を行う。次表に画像形成プロセスやくり返し行
った結果を示す。

又、実施例１，２及び比較例１．２の可撓性感光体表面
層を電子顕微鏡で観察したところ、比較例１はポーラス
な面であった。一方、実施例１，２及び比較例２は比較
的空隙の少ない面であった。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように本発明の画像形成担持体に
よれば、画像形成担持体の表面層中に１次粒径が１００
ｍμｍ以下の金属酸化物を含有させることにより、トナ
ー汚れによる視認性の低下が極めて少々い耐久性に優れ
た画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成担持体の縦断面図である。 第２図は画像形成装置の概略構造を示す縦断側面図であ
る。 第３図は上記画像形成装置の現像装置の縦断側面図であ
る。 第４図及び第５図は本発明による画像形成担持体の動作
を説明するための上記現像装置の縦断側面図の部分拡大
図である。 ４１・・・ベースシート材、４２・・・透明導電層、４
５・・・高感度光導電層、４６・・・中間層、４７・・
・表面層。 第１図 第２図 第３図 ｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明導電性基体、光導電層、中間層、および表面層
   とを有する画像形成担持体において、前記表面層に１次
   粒径が１００ｍμｍ以下の金属酸化物を含有させたこと
   を特徴とする画像形成担持体。 ２）表面層が顔料を樹脂中に分散させた淡色調かつ不透
   明な層であり、該顔料と前記金属酸化物との割合が該顔
   料１００重量部に対して金属酸化物１０〜２００重量部
   である特許請求の範囲第１項記載の画像形成担持体。 ３）透明導電性基体が導電性物質を可撓性合成樹脂フィ
   ルム上に塗布あるいは蒸着して形成されたものである特
   許請求の範囲第１項記載の画像形成担持体。