JP2000250235A

JP2000250235A - 電子写真感光体及び電子写真装置

Info

Publication number: JP2000250235A
Application number: JP5434499A
Authority: JP
Inventors: Minoru Matsukuma; 稔松隈; Satoshi Saito; 聖史齋藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニングブレードの捲れ及びクリーニン
グブレードのエッジ欠けがないため、長寿命及び高画質
が得られる電子写真感光体及び該電子写真感光体を有す
る電子写真装置を提供する。【解決手段】表面に感光層を有し、前記感光層の電荷
輸送層が少くとも上層と下層の２層で構成され、前記少
くとも上層と下層の２層が、それぞれ長手方向で少なく
とも２種の異なる膜厚となっている電子写真感光体、並
びに、前記電子写真感光体、接触帯電部材、該接触帯電
部材の電源、現像装置、定着装置及びクリーニング装置
を有し、該クリーニング装置は、該電子写真感光体の回
転方向に対してカウンター方向に弾性ブレードを当接さ
せる構成である電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体及
び該電子写真感光体を有する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に接触帯電装置を用いた電子写真装
置の一例を示す。

【０００３】感光体１は矢印方向に回転し、帯電ローラ
２は押圧されて感光体１との間に接触部（ニップ部）ｎ
を形成する。電源１９より帯電ローラ２にバイアス電圧
を印加することにより感光体１に帯電が行なわれた後、
露光１４により静電潜像が形成される。感光体１上の静
電潜像は現像器１５によりトナー粉が付与されてトナー
像を得た後、転写材である転写紙１６に転写手段１７に
よりトナー像が転写される。転写紙１６はこの後、定着
器（不図示）により、加熱され、トナー像が永久定着さ
れる。転写後に感光体１上に残留するトナー粉は、クリ
ーナー１８のクリーニングブレード２０により清掃され
感光体１は再び画像形成に供される。

【０００４】近年、レーザビームプリンターなどの電子
写真装置に求められる性能の向上はめざましく、特にプ
ロセスカートリッジは、高速化、高耐久化及び高速化に
伴う長寿命化が必須となっている。また、解像度の上昇
も２４００ｄｐｉといった、かなりの高解像度の再現性
も同時に求められている。

【０００５】長寿命化の例として、Ａ４サイズ、印字率
４％でプリントすれば寿命が１５０００枚のプロセスカ
ートリッジでも、２％の低印字率でプリントすれば３０
０００枚も通紙することになる。高速、高耐久及び長寿
命の電子写真装置は、市場では様々な使い方をされるの
で、プロセスカートリッジの通紙枚数は大きくばらつ
く。このため、特に低印字率で使用された場合などに、
トナーが無くなっていないのに、感光ドラムの寿命にな
ってしまい、かぶりが発生することがあった。また、ド
ラムが寿命に達する直前に数百枚のプリントジョブまた
はコピーなどを行ったことにより、プリント中にドラム
が寿命になってしまい、本体に非常に多くのトナーが飛
散してしまうことが起きた。また、更なる低プリントコ
スト化も求められている。

【０００６】一方、感光ドラムの長寿命化のために、感
光層を堅くする、膜厚を厚くする、感光体の空回転数を
減らすといった方法がある。膜厚を厚くする方法は画質
劣化の方向である。そこで、感光層の表層を堅くする方
法として、フッ素樹脂粒子を分散させ、表層の滑り性を
上げる方法があるが、これも露光が散乱し、画質劣化の
方向である。画質劣化を伴わないで、感光層を堅くする
方法としては、表層を高分子量樹脂で構成する方法があ
る。従来、よく使われた通常の樹脂は分子量２００００
程度のポリカーボネート樹脂であったが、分子量４００
００以上の高分子量の樹脂でも最近ではポリカーボネー
ト、ポリアリレートなどで構成できるようになってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
高耐久ドラムを使う場合に以下のような問題があった。

【０００８】高温高湿環境、例えば３０℃、８０％Ｒ
Ｈ、または、連続プリント使用による電子写真装置の温
度上昇により、クリーニングブレードの弾性の低下や感
光体表面の摩擦係数の上昇などが起き、クリーニングブ
レードの先端が感光体の回転に引きづられて捲れてしま
うことがある。特に接触ＡＣ帯電方式の場合、長手方向
の帯電領域では感光体表面の摩擦が大きくなり、現像領
域の外側はかぶりや転写残といったトナーがクリーニン
グブレードまで来ないので、この領域でクリーニングブ
レードの捲れが発生することがあった。この問題を解決
するために、従来では、電荷輸送層にフッ素系樹脂粒子
を混ぜることにより滑り性を向上させたり、非常に削れ
易い分子量２００００程度の低分子量の樹脂を膜厚を大
きくした電荷輸送層などを使うなどしてきたが、これら
の方法では長寿命と高画質を両立させることは困難であ
る。

【０００９】また、クリーニングブレードの高温環境に
おける弾性を大きくすることで、捲れを防止する方法も
あるが、帯電領域の内側の摩擦が大きいため、クリーニ
ングブレードのエッジが欠け、その場所からクリーニン
グ容器に回収された転写残トナーが感光体ドラムに付着
して、潜像を乱すことがある。

【００１０】本発明の目的は、クリーニングブレードの
捲れ及びクリーニングブレードのエッジ欠けがないた
め、長寿命及び高画質が得られる電子写真感光体及び該
電子写真感光体を有する電子写真装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、表
面に感光層を有し、前記感光層の電荷輸送層が少なくと
も上層と下層の２層で構成され、前記少くとも上層と下
層の２層が、それぞれ長手方向で少なくとも２種の異な
る膜厚となっていることを特徴とする電子写真感光体で
ある。

【００１２】本願の第２の発明は、第１の発明におい
て、上層の電荷輸送層が重量平均分子量４００００以上
の樹脂を含有する電子写真感光体である。

【００１３】本願の第３の発明は、第１または第２の発
明において、下層の電荷輸送層が重量平均分子量２００
００以下の樹脂を含有する電子写真感光体である。

【００１４】本願の第４の発明は、第１または第２の発
明において、下層の電荷輸送層がフッ素樹脂粒子を含有
する樹脂を含有する電子写真感光体である。

【００１５】本願の第５の発明は、第１乃至第４のいず
れかの発明の電子写真感光体と、前記電子写真感光体に
当接して帯状のニップ部を形成する接触帯電部材と、前
記接触帯電部材に交流バイアスと直流バイアスを重畳し
た振動電圧を印加することにより前記電子写真感光体を
帯電する電源と、前記電子写真感光体上に形成された静
電潜像にトナーを付着させトナー像として現像する現像
装置と、前記電子写真感光体上のトナー画像を転写材に
転写する転写装置と、転写後のトナー画像を転写材上に
定着する定着装置と、転写後に前記電子写真感光体表面
に残留したトナーを回収するクリーニング装置とを有
し、前記クリーニング装置は、前記電子写真感光体の回
転方向に対してカウンター方向に弾性ブレードを当接さ
せる構成であることを特徴とする電子写真装置である。

【００１６】本願の第６の発明は、第５の発明におい
て、電子写真感光体の下層の電荷輸送層では、帯電領域
の内側でかつ現像領域の外側の領域の膜厚が、他の領域
の膜厚よりも厚く、電子写真感光体の上層の電荷輸送層
では、帯電領域の内側でかつ現像領域の外側の領域の膜
厚が、他の領域の膜厚よりも薄い電子写真装置である。

【００１７】本願の第７の発明は、第５の発明におい
て、電子写真感光体の下層の電荷輸送層が、帯電領域の
内側でかつ現像領域の外側の領域に存在し、他の領域に
は存在せず、電子写真感光体の上層の電荷輸送層では、
帯電領域の内側でかつ現像領域の外側の領域の膜厚が、
他の領域の膜厚よりも薄い電子写真装置である。

【００１８】本願の第８発明は、第５乃至第７のいずれ
かの発明において、少なくとも、像担持体としての電子
写真感光体を含んで一体化されると共に、電子写真装置
本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジを有
する電子写真装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明の電
子写真感光体を有する電子写真装置の縦断面を示す模式
図である。まず、同図を参照して、電子写真装置の全体
について説明する。

【００２０】この電子写真装置は、像担持体としてドラ
ム状の電子写真感光体（感光ドラム１）を備えている。
感光ドラム１は周速１１０ｍｍ／ｓｅｃで矢印方向に回
転駆動される。

【００２１】感光ドラム１表面には、接触帯電部材とし
ての帯電ローラ２が当接されている。帯電ローラ２は、
芯金と、これを被覆するロール基体とを備えている。こ
のロール基体は、例えばＥＰＤＭなどのゴムにカーボン
を分散した導電性ゴム層によって形成することができ
る。芯金には、バイアス電源１９によって直流電圧と交
流電圧を重畳した振動電圧バイアスが印加されている。
帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に当接されており、
感光ドラム１の矢印方向の回転に伴って従動回転する。
帯電ローラ２は、この従動回転と、上述のバイアス電圧
の印加とにより、感光ドラム１表面を所定の電位、約−
７００Ｖに一様帯電する。

【００２２】一様に帯電された感光ドラム１は露光装置
３から光照射によって静電潜像が形成される。露光装置
３は、半導体レーザ等の光源から発せられた光を公知の
ポリゴンミラー等により走査する光学系ユニットを有
し、ここからのレーザ光を折り返しミラーで反射させ、
露光１４として感光ドラム１を照射するものである。こ
れにより、感光ドラム１表面には静電潜像が形成され
る。

【００２３】この静電潜像は、現像装置４によって、負
極性に摩擦帯電したトナーが付着され、トナー画像とし
て現像される。

【００２４】感光ドラム１上のトナー画像は、これに同
期するようにして転写部に供給された転写材１１に対
し、その裏面に転写ローラ（転写装置）１０によってト
ナーと反対極性の電荷が付与されることにより、転写材
１１表面に転写される。

【００２５】転写により表面に未定着トナー画像を担持
した転写材１１は不図示の定着手段に送られ、ここでト
ナー像が定着された後、装置本体外部に排出される。一
方、トナー画像転写後の感光ドラム１は、その表面に残
った残留トナーがクリーニング装置５のクリーニングブ
レード５１によって除去されクリーニング容器５２に回
収された後、次に画像形成に供される。

【００２６】上述構成の画像形成においては、感光ドラ
ム１の感光層は、帯電ローラ２、転写ローラ１０、転写
材１１及びクリーニングブレード５１などによって慴擦
され、長期使用に伴って徐々に摩耗していく。

【００２７】次に、図２により、本発明の電子写真感光
体の実施例を説明する。図２は、感光ドラム１の表面に
形成した感光層を模式的な断面図で示したものである。

【００２８】１ｄはドラム支持体であり、アルミニウム
シリンダを用いている。

【００２９】１ｃは電荷発生層であり、顔料と樹脂を分
散した液にメチルエチルケトンを加えて、ドラム支持体
１ｄの外周面に０．１５μｍの膜厚で塗布した。

【００３０】１ｂと１ａは２層で電荷輸送層を形成して
いる。

【００３１】下層の電荷輸送層１ｂは重量平均分子量２
００００のポリカーボネート樹脂を主成分としている。
上層の電荷輸送層１ａは重量平均分子量４００００ポリ
カーボネート樹脂を主成分とする。１ｂは１ａに比べ
て、滑り性が向上するが、樹脂の強度が低い。逆に１ａ
は強度が強く、長寿命感光体には必須であるが、高温高
湿環境で滑り性が低下するという欠点がある。

【００３２】下層の電荷輸送層１ｂは、領域Ｌ１と領域
Ｌ３では約３０μｍ、領域Ｌ２では１μｍ以下の膜厚で
形成し、上層の電荷輸送層１ａは、領域Ｌ１と領域Ｌ３
では１μｍ以下、領域Ｌ２では約２５μｍの膜厚で形成
する。

【００３３】領域Ｌは帯電ローラ２により、帯電される
領域を示しており、領域Ｌ２は現像装置４の現像領域を
示している。通常、帯電領域は現像領域よりも広くとる
ので、Ｌ＜Ｌ２となり、領域Ｌ１と領域Ｌ３は帯電領域
内の現像領域外の領域を示すことになる。

【００３４】次に、上記構成の電子写真装置を用いて、
クリーニングブレードの捲れ評価を行った結果を説明す
る。

【００３５】評価は３０℃、８０％ＲＨに制御された恒
温恒湿槽に、電子写真装置を設置し、不図示の両面機構
を用いて、レターサイズ（１１×８．５インチ）の普通
紙で両面プリントを４００００ページ行った。プリント
した画像パターンは印字比率が約１％となるようにし
た。両面プリントを行うと、定着装置（不図示）を通過
した転写材が、再び転写部を通過するため、感光ドラム
１の周辺は特に温度が上昇し、この評価では５０℃を越
えることもあった。

【００３６】領域Ｌ１と領域Ｌ３は潤滑剤としてのトナ
ーが領域Ｌ２よりも減少するにも係わらず、クリーニン
グブレードの捲れの発生はなく、最後まで良好なクリー
ニングを保つことができた。

【００３７】更に、低温、常温及び高温の全環境で、感
光ドラムの寿命の評価を行った。

【００３８】やはり、レターサイズの普通紙で、片面プ
リントを２枚プリントするごとに、電子写真装置を停止
させる間欠プリントにより評価を行った。全環境共に、
３００００ページ以上、帯電不良及びクリーニング不良
などによる画像不良を起こすことがなく、接触ＡＣ帯電
の方式の電子写真装置においては非常に長寿命な感光ド
ラムを実現することができた。

【００３９】また、領域Ｌ２の電荷輸送層の膜厚を２６
μｍ以下に抑えていること、上層の電荷輸送層１ａがフ
ッ素系樹脂粒子を分散させないで構成したことから、孤
立１ドットやＰＷＭ制御などによるグレイスケールの再
現性及び画像のエッジの再現性などが非常に向上してお
り、高画質も満足していることが確認できた。

【００４０】（実施例２）次に、図３により、本発明の
電子写真感光体の第２の実施例を説明する。図２は、感
光ドラム１’の表面に形成した感光層を模式的な断面図
で示したものである。本実施例の電子写真感光体は実施
例１で説明した構成に対して、下層の電荷輸送層が異な
るが、それ以外は実施例１と同じである。

【００４１】下層の電荷輸送層１ｂ’は、重量平均分子
量４００００のポリカーボネート樹脂を主成分としてお
り、この樹脂にフッ素樹脂粒子（粒径は０．５μｍ以
下）を重量含有率で１０％分散させている。下層に用い
た樹脂はフッ素樹脂粒子により表面の離型性が向上する
ので滑り性が向上し、樹脂の摩擦摩耗にも強くなる。し
かし、分散した粒子が露光を散乱させるので、潜像の再
現性が劣化する。

【００４２】下層の電荷輸送層１ｂ’は、領域Ｌ１と領
域Ｌ３では約２５μｍ、領域Ｌ２では１μｍ以下の膜厚
で形成し、上層の電荷輸送層１ａ’は、領域Ｌ１と領域
Ｌ３では１μｍ以下、領域Ｌ２では約２５μｍの膜厚で
形成する。

【００４３】本実施例においても、下層でフッ素樹脂粒
子を分散させているが現像領域Ｌ２では膜厚が１μｍ以
下になるように薄く形成したので、潜像が乱れることが
なく、実施例１で説明した効果と同様の効果、即ち、高
画質及び高耐久を得ることができた。

【００４４】（実施例３）次に、図４により、本発明の
電子写真感光体の第３の実施例を説明する。図４は、感
光ドラム１''の表面に形成した感光層を模式的な断面図
で示したものである。

【００４５】下層の電荷輸送層１ｂ''は、重量平均分子
量２００００のポリカーボネート樹脂を主成分としてい
る。

【００４６】上層の電荷輸送層１ａ''は、重量平均分子
量４００００のポリカーボネート樹脂を主成分としてい
る。

【００４７】下層の電荷輸送層１ｂ''は、領域Ｌ１と領
域Ｌ３に３０μｍの膜厚を形成し、上層の電荷輸送層１
ａ''は、領域Ｌ２に約２５μｍの膜厚で形成する。

【００４８】本実施例においても、実施例１で説明した
効果と同様の効果、即ち、高画質及び高耐久を得ること
ができた。

【００４９】（実施例４）次に、図５により、本発明の
電子写真感光体の第４の実施例を説明する。図５は、感
光ドラム１''' の表面に形成した感光層を模式的な断面
図で示したものである。

【００５０】本実施例では、ドラム支持体１ｄの表面
に、二つの層を形成した上に、実施例３と同様に電荷発
生層１ｃと電荷輸送層１ａ''、１ｂ''を形成したもので
ある。

【００５１】層１ｆは、電気抵抗の低い材料で形成し、
表面が粗さを持っている導電層であり、露光の反射光に
よる薄膜干渉縞などの画像劣化を防止することができる
層であり、コストダウンの目的で、実用化されている。

【００５２】層１ｅは、高温高湿環境において、初期に
黒ぽちが発生する問題を解決するために、実用化されて
いる層である。

【００５３】本実施例においても、実施例１で説明した
効果と同様の効果、即ち、高画質、高耐久を得ることが
できた。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に高温高湿環境下でのクリーニングブレードの捲れ及
びクリーニングブレードのエッジ欠けがないため、長寿
命及び高画質が得られる電子写真感光体及び該電子写真
感光体を有する電子写真装置が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の実施例を説明するため
の構成図である。

【図２】本発明の電子写真感光体の実施例を説明するた
めの構成図である。

【図３】本発明の電子写真感光体の実施例を説明するた
めの構成図である。

【図４】本発明の電子写真感光体の実施例を説明するた
めの構成図である。

【図５】本発明の電子写真感光体の実施例を説明するた
めの構成図である。

【図６】従来の電子写真装置を説明するための構成図で
ある。

【符号の説明】

１電子写真感光体２帯電手段３露光手段４現像手段５クリーニング手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｇ０３Ｇ 15/16 ２Ｈ０７３ 15/20 15/20 21/10 21/00 ３１８Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 EE11 2H032 AA05 BA01 2H033 AA02 2H034 BF06 2H068 AA13 AA14 AA35 AA39 BB31 BB52 FA07 FA27 FC15 2H073 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に感光層を有し、前記感光層の電荷輸送層が少くとも上層と下層の２層で
構成され、前記少くとも上層と下層の２層が、それぞれ長手方向で
少なくとも２種の異なる膜厚となっていることを特徴と
する電子写真感光体。
【請求項２】上層の電荷輸送層が重量平均分子量４０
０００以上の樹脂を含有する請求項１記載の電子写真感
光体。
【請求項３】下層の電荷輸送層が重量平均分子量２０
０００以下の樹脂を含有する請求項１または２に記載の
電子写真感光体。
【請求項４】下層の電荷輸送層がフッ素樹脂粒子を含
有する樹脂を含有する請求項１または２に記載の電子写
真感光体。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の電子
写真感光体と、前記電子写真感光体に当接して帯状のニ
ップ部を形成する接触帯電部材と、前記接触帯電部材に
交流バイアスと直流バイアスを重畳した振動電圧を印加
することにより前記電子写真感光体を帯電する電源と、
前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを
付着させトナー像として現像する現像装置と、前記電子
写真感光体上のトナー画像を転写材に転写する転写装置
と、転写後のトナー画像を転写材上に定着する定着装置
と、転写後に前記電子写真感光体表面に残留したトナー
を回収するクリーニング装置とを有し、前記クリーニング装置は、前記電子写真感光体の回転方向に対してカウンター方向
に弾性ブレードを当接させる構成であることを特徴とす
る電子写真装置。
【請求項６】電子写真感光体の下層の電荷輸送層で
は、帯電領域の内側でかつ現像領域の外側の領域の膜厚
が、他の領域の膜厚よりも厚く、電子写真感光体の上層の電荷輸送層では、帯電領域の内
側でかつ現像領域の外側の領域の膜厚が、他の領域の膜
厚よりも薄い請求項５記載の電子写真装置。
【請求項７】電子写真感光体の下層の電荷輸送層が、
帯電領域の内側でかつ現像領域の外側の領域に存在し、
他の領域には存在せず、電子写真感光体の上層の電荷輸送層では、帯電領域の内
側でかつ現像領域の外側の領域の膜厚が、他の領域の膜
厚よりも薄い請求項５記載の電子写真装置。
【請求項８】少なくとも、像担持体としての電子写真
感光体を含んで一体化されると共に、電子写真装置本体
に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジを有する
請求項５乃至７のいずれかに記載の電子写真装置。