JP2001125295A

JP2001125295A - 電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2001125295A
Application number: JP30857799A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takagi; 進司高木; Shunkai Sako; 春海酒匂; Haruyuki Tsuji; 晴之辻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】転写工程で発生する電子写真感光体の傷を防
止し、長期にわたり高画質を維持することができる電子
写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する
ことにある。【解決手段】電子写真感光体の周囲に、磁性粒子から
なり該電子写真感光体に接触配置された帯電部材を有す
る帯電手段と、露光手段、現像手段、及び転写ベルトを
有する転写手段をこの順に有する画像形成装置におい
て、該画像形成装置に用いる電子写真感光体の表面層に
対する、一定環境（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面
皮膜物性試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）
が、該転写ベルトに対する、上記環境での表面皮膜物性
試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いる電子写真画像形成装置及
びプロセスカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、注入帯電プロセス
を用いることを特徴とする電子写真画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置の帯電手段として、
コロナ帯電器が広く利用されていた。コロナ帯電器は非
接触型の帯電装置であり、例えば、ワイヤ電極等の放電
電極と該放電電極を囲むシールド電極を備え、放電開口
部を被帯電体である像担持体に対向させて非接触に配置
し、放電電極とシールド電極に高圧を印加することによ
り、生じる放電電流に像担持体をさらすことで像担持体
面を所定の電位に帯電するものである。

【０００３】それに対し、近年、コロナ帯電器に比べて
低オゾン・低電力等の利点があることから、非帯電体に
電圧を印加した帯電部材を当接させて非帯電体を帯電す
る接触方式の帯電装置（接触帯電装置）が実用化されて
いる。

【０００４】接触帯電装置は、像担持体の非帯電体に、
ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ
型及びブレード型等の導電性の帯電部材を接触させ、こ
の帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して、被帯電体
を所定の電位に帯電させるものである。

【０００５】また、接触帯電の帯電機構には、（１）放
電帯電機構と（２）直接注入帯電機構の２種類の帯電機
構が混在する。

【０００６】例えば、接触帯電部材として導電ローラ
（帯電ローラ）を用いたローラ帯電方式は帯電の安定性
という点で好ましく、広く用いられているが、このロー
ラ帯電ではその帯電機構は放電帯電機構が支配的であ
る。

【０００７】放電帯電系は接触帯電部材と被帯電体に一
定の放電しきい値を有するため、帯電電位より大きな電
圧を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ
帯電器に比べれば発生量は格段に少ないが、放電生成物
を生じることが避けられないため、オゾン等の活性イオ
ンによる弊害は避けられない。

【０００８】そこで、接触帯電部材から被帯電体へ電荷
が直接注入されることで、被帯電体表面を帯電する直接
注入帯電方式が、特願平４−１５８１２８号公報、特開
平６−３９２１号公報等で提案されている。

【０００９】これによると、中抵抗の接触帯電部材が被
帯電体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放
電機構を基本的に用いないで、被帯電体表面に直接電荷
注入を行なうものである。よって、接触帯電部材への印
加電圧が放電しきい値以下であっても、被帯電体を印加
電圧相当の電位に帯電することができる。この直接注入
帯電機構は、イオンの発生を伴わないため放電生成によ
る弊害は生じない。

【００１０】具体的には、磁性粒子を接触体として電子
写真感光体に接触させる磁気ブラシ方式が知られてい
る。磁気ブラシ方式は、例えば磁力発生部材としてのマ
グネットロールとマグネットロールの外周を覆って回転
可能に設けられた非磁性の電極スリーブ（アルミニウ
ム、ＳＵＳ、導電性樹脂）と、電極スリーブの表面にマ
グネットロールの磁力により吸着されて保持される磁性
粒子の層（磁気ブラシ）を備える。磁気ブラシは電子写
真感光体に接触するように設けられ、電極スリーブに電
圧を印加することにより電子写真感光体表面を所望の電
位に帯電することができる。

【００１１】一方、画像形成装置の転写手段としては、
コロナ放電転写や接触式の転写体が知られている。後者
は前者に比べ、印加バイアスを低く設定できることか
ら、転写材背面への過剰な電荷供給に起因していたトナ
ーの飛び散りやオゾンの生成が抑えられる利点があり、
エコロジーの立場から接触式の転写体が広く使われるよ
うになってきた。

【００１２】接触式の帯電体としては、芯金と円柱状の
弾性体から成るローラ形状、ドラム型の基体表面に弾性
層が形成されたドラム形状、複数の支持体に無端状の弾
性体を懸架して成るベルト形状等が実用化されている。
これらの中でも、転写材の搬送性、転写体配置設計の自
由度、装置本体の小型化等の立場からベルト形状に利用
が高まっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような磁気ブラシ帯電においては、磁気ブラシを構成す
る磁性粒子が脱離し帯電スリーブから電子写真感光体に
付着することがあった。このような場合、付着した磁性
粒子は転写ベルトとのニップ部に挟まれ電子写真感光体
に傷を発生させてしまう。

【００１４】この現象は、独立したクリーニング手段を
持たずに、現像同時クリーニング手段を有する、いわゆ
るクリーナーレスの画像形成装置に特に顕著に生じてい
た。

【００１５】本発明の目的は、転写工程で発生する電子
写真感光体の傷を防止し、長期的に高画質を維持するこ
とができる電子写真画像形成装置及びプロセスカートリ
ッジを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、電子写
真感光体の周囲に、磁性粒子からなり該電子写真感光体
に接触配置された帯電部材を有する帯電手段と、露光手
段、現像手段、及び転写ベルトを有する転写手段をこの
順に有する画像形成装置において、該画像形成装置に用
いる電子写真感光体の表面層に対する、一定環境（２
２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性試験における
ユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）が、該転写ベルトに対す
る、上記環境での表面皮膜物性試験におけるユニバーサ
ル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いる電子写真画像形成装置が
提供される。

【００１７】また、本発明に従って、電子写真感光体の
周囲に、磁性粒子からなり該電子写真感光体に接触配置
された帯電部材を有する帯電手段を一体に支持し、転写
手段に転写ベルトを用いる電子写真画像形成装置本体に
着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該プロ
セスカートリッジに用いる電子写真感光体の表面層に対
する、一定環境（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮
膜物性試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）が、
該転写ベルトに対する、上記環境での表面皮膜物性試験
におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いるプロセスカートリッジが
提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１９】本発明の表面皮膜物性試験は、ドイツ・フ
ィッシャー社製硬度計フィッシャースコープＨ１００を
用いて行なった。当試験は、薄膜、硬化皮膜、有機皮膜
等の硬度の解析が可能であり、電子写真感光体の硬度測
定用サンプルの作製時においては、下地の影響を受けな
いよう約１０μｍの膜厚の表面層をつけた。よって、下
地はガラスプレート、アルミニウム板、アルミニウムシ
リンダー等で特に限定されるものではない。硬化条件等
は、電子写真感光体作製の時と全く同様に行なった。測
定においては、形状が四角錐で対面角度が１３６°に規
定されているダイヤモンド圧子を使用し、設定荷重を段
階的にかけて皮膜に押し込んでいったときの、荷重をか
けた状態での押し込み深さを電気的に検出して読み取
り、硬さ値Ｈは試験荷をその試験荷重で生じた圧痕の表
面積で除した比率で表示される。また、ユニバーサル硬
さ値ＨＵは、設定最大押し込み深さでの硬さ値で表され
る。

【００２０】硬度計で測定したときの例を図１に示す。
点Ａが測定開始点である。Ａ→Ｂが圧子の押し込みに対
応する曲線である。点Ｂは最大設定押し込み深さに到達
したときの点であり、点Ｂでの荷重を、そのとき生じた
圧痕の表面積で除した値がユニバーサル硬さ値ＨＵであ
る。

【００２１】電子写真感光体の表面層に対する、一定環
境（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性試験に
おけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）が、該転写ベルト
に対する、上記環境での表面皮膜物性試験におけるユニ
バーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）＜ＨＵ（Ｂ）＋１００ならば、転写工程において脱離した磁性粒子が電子写真
感光体に圧接され電子写真感光体に傷がつきやすくな
る。

【００２２】本発明においては、転写ベルトに対する、
一定環境（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性
試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）が、５０
［Ｎ／ｍｍ²］以上であることが好ましい。こうするこ
とにより、転写ベルト表面の耐摩耗性が低下することは
ない。

【００２３】本発明における接触帯電部材は、磁性中抵
抗物質を磁気によって穂立ちさせて、この磁気ブラシを
電子写真感光体に接触させて帯電させる構成である。従
って、磁気ブラシを構成する磁性粒子としては、鉄、コ
バルト及びニッケル等の強磁性を示す元素を含む合金、
あるいはこれらの化合物等が用いられる。また、磁性粒
子は任意の抵抗範囲に調整することが可能であり、例え
ば、酸化処理や還元処理等により達成することができ
る。具体的には組成調整したフェライト、水素還元処理
したＺｎ−Ｃｕフェライト及び酸化処理したマグネタイ
ト等を挙げることができる。

【００２４】転写ベルトの構成例を図２を用いて具体的
に説明する。

【００２５】転写ベルト１０は、支持体、ベルト弾性体
及び電極から成る。支持体は、駆動軸１１、従動軸１２
及び張力調整軸１３から構成され、１４は無端状のベル
ト弾性体である。電極１５は金属基体（ブレード、ロー
ラ）と導電性弾性体から成り、電極１５により転写バイ
アスの印加を行なう。

【００２６】このようなベルト弾性体としては、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチ
レンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポ
リビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂、メチルシ
リコーン、メチルフェニルシリコーン、シリコーンアク
リル等のシリコーン系樹脂、ナイロン−６、ナイロン−
１２、ナイロン−４６、アラミド類等のポリアミド系樹
脂、ＰＥＴ等のポリエステル系樹脂、ＰＥやＰＰ等のポ
リオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニール系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
メラミン系樹脂、スチロール系樹脂、ポリメタクリル酸
エステル等のアクリル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、
酢酸ビニル系樹脂、ブタジエン樹脂、フェノール系樹
脂、ＥＰＤＭ、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイ
ソプレン、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ
（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴ
ム）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒド
リンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマ
ー、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体等の高分子材料等であり、これら
は、単独もしくは２種類以上を使用することができる。
また、使用形態としては、例えばソリッドや発泡体等が
挙げられる。

【００２７】これらベルト弾性体は、導電剤を分散又は
付着させて導電性を調整することができる。

【００２８】導電剤には、例えばアルミニウム、パラジ
ウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、酸化亜鉛、
酸化すず、酸化チタン、硫化銅、硫化亜鉛等の複合金属
粉、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ
系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉があり、
これらを単独又は２種類以上組み合わせて用いることが
できる。

【００２９】また、ベルト弾性体に導電性を付与する手
段として、導電性高分子化合物を使用することも可能で
ある。

【００３０】例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、
ポリキノリン、ポリフェニレン、ポリナフチレン、ポリ
アセチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアニリ
ン、ポリフェニレンビニレン、これらモノマー誘導体の
重合物等であり、これらは単独又は２種類以上組み合わ
せて用いることができる。

【００３１】このような導電剤の分散手段としては、ロ
ールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サン
ドグラインダー及びペイントシェーカー等を利用するこ
とができる。

【００３２】更に、ベルト弾性体は、繊維等から成る芯
体を埋め込み引張強度等を調整することも可能である。

【００３３】このような繊維としては、例えばナイロ
ン、ポリアミド類、ＰＥＴ等のポリエステル類、ＰＥや
ＰＰ等のポリオレフィン類、ポリビニルアルコール系、
ポリ塩化ビニルやビニリデン系、ポリアクリロニトリル
系、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタン、ポリ
フルオロエチレン、炭素繊維及びガラス繊維等がある。

【００３４】本発明の転写ベルトは、表面層を設けるこ
ともできる。表面層は、現像剤の付着や紙粉（転写材の
一部）等による汚染からベルト表面を保護する作用があ
り、これによりベルトの抵抗安定性及び転写効率を高い
効率で維持することができるので種々の現像剤や転写材
を用いても高画質が得られる。

【００３５】このような表面層としては、例えば樹脂や
ゴム材料を採用することができる。

【００３６】表面層に用いる樹脂としては、例えばポリ
ウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタ
クリレート等のアクリル樹脂、ポリビニルブチラール、
ポリビニルアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネ
ート、ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹
脂等を挙げることができる。また、ゴム材としては、例
えば、ＥＰＤＭ、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソ
プレン、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（ク
ロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴ
ム）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒド
リンゴム等や、ブタジエン樹脂、スチレン−ブタジエン
−スチレンエラストマー等のポリスチレン系、ポリオレ
フィン系、ポリエステル系、ポリウレタン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル系樹
脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体等の高分子材料を用いることがで
きる。

【００３７】本発明は、紙搬送転写ベルトだけではな
く、第１の画像担持体上に形成されたトナー像を中間転
写ベルトに転写させ、その上に更に転写させるように構
成された、いわゆる中間転写方式の電子写真画像形成装
置においても適用可能である。

【００３８】その場合、樹脂あるいはゴムを用いた従来
の中間転写ベルトは機械的強度が弱く、繰り返し使用す
るとベルトの永久伸びに起因する色ズレが発生する。ベ
ルト端部が破損しやすい、という問題点が生じる。そこ
で、樹脂又はゴムからなる中間転写ベルトに芯体層を設
け、その補強効果により前記中間転写ベルトの機械的強
度を向上させると共に永久伸びを小さくすることができ
る。

【００３９】次に、本発明において用いられる電子写真
感光体について説明する。

【００４０】本発明の電子写真感光体の感光層は、単層
又は積層構造を有する。積層構造の場合、光キャリアを
生成する電荷発生層と、キャリアが移動する電荷輸送層
とを積層する。表面層を形成するのは、電荷発生層又は
電荷輸送層どちらの場合もある。しかしながら、本発明
の注入帯電プロセスにおいては、帯電性を成立させるた
めに最表面に注入層を設けることが好ましい。

【００４１】単層感光層は５〜１００μｍの厚さが可能
であり、より好ましくは１０〜６０μｍである。電荷発
生材料や電荷輸送材料は、２０〜８０質量％含有し、よ
り好ましくは３０〜７０質量％である。積層感光体にお
いては、電荷発生層の膜厚は０．００１〜６μｍ、より
好ましくは０．０１〜２μｍである。電荷発生材料の量
は１０〜１００質量％、より好ましくは４０〜１００質
量％である。電荷輸送層の膜厚は５〜１００μｍ、より
好ましくは１０〜６０μｍである。電荷輸送材料の量は
２０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％で
ある。

【００４２】本発明に用いられる電荷発生材料として
は、例えば、フタロシアニン顔料、多環キノン顔料、ア
ゾ顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔
料、アズレニウム塩染料、スクアリリウム染料、シアニ
ン染料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、キサン
テン色素、キノンイミン色素、トリフェニルメタン色
素、スチリル色素、セレン、セレン−テルル、アモルフ
ァスシリコン、硫化カドミウム及び酸化亜鉛等が挙げら
れる。

【００４３】電荷発生層用塗料に用いる溶剤は、使用す
る樹脂や電荷発生材料の溶解性や分散安定性から選択さ
れるが、有機溶剤としては、アルコール類、スルホキシ
ド類、ケトン類、エーテル類、エステル類、脂肪族ハロ
ゲン化炭化水素類又は芳香族化合物等を用いることがで
きる。

【００４４】電荷発生層は、前記の電荷発生材料を０．
３〜４倍量の結着性樹脂、及び溶剤と共に、ホモジナイ
ザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター
及びロールミル等の方法でよく分散し、塗布、乾燥され
て形成される。

【００４５】本発明に用いられる電荷輸送材料として
は、例えば、ピレン化合物、カルバゾール化合物、ヒド
ラゾン化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジ
フェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物、ト
リフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル
化合物及びスチルベン化合物等が挙げられる。

【００４６】電荷輸送層は一般的には前記の電荷輸送材
料と結着性樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成する。電
荷輸送材料と結着性樹脂との混合割合は、２：１〜１：
２（質量比）程度である。溶剤としては、クロロベンゼ
ン、クロロホルム及び四塩化炭素等の塩素系炭化水素類
等が用いられる。この溶液を塗布する際には、例えば浸
漬コーティング法、スプレーコーティング法等のコーテ
ィング法を用いることができ、乾燥は１０℃〜２００
℃、好ましくは２０℃〜１５０℃の範囲の温度で、５分
〜５時間、好ましくは１０分〜２時間の時間で送風乾燥
又は静止乾燥下で行なうことができる。

【００４７】電荷輸送層を形成するのに用いられる結着
性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン系樹
脂、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレ
ート、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキ
シ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂及び不飽和樹
脂等から選ばれる樹脂が好ましい。電荷輸送層の膜厚
は、５〜４０μｍが好ましく、特には１０〜３０μｍが
好ましい。

【００４８】また、前述したように、本発明において
は、単層、積層いずれの場合においても、最表面に注入
層（保護層）を設けることが好ましい。そのときは、保
護層（表面層）に対して表面皮膜物性試験を行なう。保
護層の膜厚は１〜２０μｍが好ましく、より好ましくは
１〜１０μｍである。保護層には前述した電荷発生材料
又は電荷輸送材料や、金属及びその酸化物、窒化物、
塩、合金、更にはカーボン等の導電材料等を含有しても
よい。保護層に用いられる結着性樹脂としては、アクリ
ル樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、ユリア樹脂、アルキド樹脂及びブチラール樹脂等が
挙げられる。

【００４９】電子写真感光体に用いられる導電性支持体
は、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、スズ、
アンチモン、インジウム、鉛、亜鉛、金及び銀等の金属
や合金、あるいはそれらの酸化物やカーボン、導電性樹
脂等が使用可能である。形状は円筒形、ベルト状やシー
ト状のものがある。また、前記導電性材料は、成形加工
される場合もあるが、塗料として塗布したり、蒸着して
もよい。

【００５０】また、導電性支持体と電荷発生層の間に、
結着層、更には干渉縞防止等を目的とする下引層を設け
てもよい。

【００５１】結着層は感光層の接着性改良、塗工性改
良、支持体の保護、支持体の欠陥の被覆、支持体からの
電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護等の
ために形成される。結着層にはカゼイン、ポリビニルア
ルコール、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸コ
ポリマー、ポリアミド、変性ポリアミド、ポリウレタン
及びゼラチン等によって形成できる。結着層の膜厚は、
５μｍ以下が好ましく、特には０．２〜３μｍが好まし
い。

【００５２】図４に電子写真感光体を有するプロセスカ
ートリッジを用いた電子写真装置の概略構成を示す。

【００５３】図において、３１はドラム状の本発明の電
子写真感光体であり、軸３２を中心に矢印方向に所定の
周速度で回転駆動される。感光体３１は、回転過程にお
いて、一次帯電手段３３によりその周面に正又は負の所
定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレー
ザービーム走査露光等の露光手段（不図示）から出力さ
れる目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対
応して強調変調された露光光３４を受ける。こうして感
光体３１の周面に対し、目的の画像情報に対応した静電
潜像が順次形成されていく。

【００５４】形成された静電潜像は、次いで現像手段３
５によりトナー現像され、不図示の給紙部から感光体３
１と転写手段３６との間に感光体３１の回転と同期して
取り出されて給紙された転写材３７に、感光体３１の表
面に形成担持されているトナー画像が転写手段３６によ
り順次転写されていく。

【００５５】トナー画像の転写を受けた転写材３７は、
感光体面から分離されて像定着手段３８へ導入されて像
定着を受けることにより画像形成物（プリント、コピ
ー）として装置外へプリントアウトされる。

【００５６】像転写後の感光体３１の表面は、クリーニ
ング手段３９によって転写残りトナーの除去を受けて清
浄面化され、更に前露光手段（不図示）からの前露光光
４０により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用
される。なお、一次帯電手段３３が磁気ブラシ等を用い
た接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要で
はない。

【００５７】本発明においては、上述の電子写真感光体
３１、一次帯電手段３３、現像手段３５及びクリーニン
グ手段３９等の構成要素のうち、複数のものを容器４１
に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構
成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービ
ームプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在
に構成してもよい。例えば、一次帯電手段３３、現像手
段３５及びクリーニング手段３９の少なくとも一つを感
光体３１と共に一体に支持してカートリッジ化して、装
置本体のレール等の案内手段４２を用いて装置本体に着
脱自在なプロセスカートリッジとすることができる。

【００５８】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。

【００５９】（実施例１）導電性酸化チタン（酸化錫コ
ート、平均一次粒径０．４μｍ）１０質量部、フェノー
ル樹脂前駆体（レゾール型）１０質量部、メタノール１
０質量部及びブタノール１０質量部をサンドミル分散し
た後に、外径２９．９２ｍｍ、長さ３５７．５ｍｍのア
ルミニウムシリンダーに浸漬塗布し、１４０℃で硬化し
た後、体積抵抗５×１０⁹Ω・ｃｍ、厚さ２０μｍの導
電層を設けた。

【００６０】次に、下記メトキシメチル化ナイロン（メ
トキシメチル化度約３０％）１０質量部

【００６１】

【化１】及びイソプロパノール１５０質量部を混合溶解した後
に、前記導電層上に浸漬塗布し、膜厚が１μｍの下引層
（結着層）を設けた。

【００６２】次に、ＣｕＫαの特性Ｘ線回折におけるブ
ラッグ角（２θ±０．２°）の９．０°，１４．２°，
２３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシ
チタニウムフタロシアニン４質量部とポリビニルブチラ
ール（商品名：エスレックＢＭ２、積水化学製）２質量
部及びシクロヘキサノン６０質量部をφ１ｍｍのガラス
ビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散した後エチ
ルアセテート１００質量部を加えて電荷発生層用分散液
を調整した。これを浸漬塗布し、膜厚が０．３μｍの電
荷発生層を設けた。

【００６３】次に、下記トリフェニルアミン１０質量
部、

【００６４】

【化２】ポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＺ、分子量４０
０００）１０質量部、モノクロロベンゼン５０質量部、
及びジクロロメタン１５質量部を撹拌混合した後、前記
電荷発生層上に浸漬塗布し、膜厚が１７μｍの電荷輸送
層を設けた。

【００６５】次に、下記の６官能アクリル系モノマー２
０質量部、

【００６６】

【化３】そして下記の２官能アクリルモノマー５質量部、

【００６７】

【化４】分散前の平均粒径が４０ｎｍの酸化錫超微粒子５０質量
部、ポリテトラフルオロエチレン樹脂微粉末（平均粒径
０．１８μｍ）２０質量部、光重合開始剤として２−メ
チルチオキサンソン１８質量部、エタノール１５０質量
部をサンドミルにて６６時間分散を行なった。

【００６８】ここで、官能数とは、各バインダーが持つ
下記構造式で示される官能基の数を意味する。

【００６９】

【化５】

【００７０】この調合液を用いて、先の電荷輸送層上に
浸漬塗布法により膜を形成し、高圧水銀灯にて８００ｍ
Ｗ／ｃｍ²の光強度で、３０秒間光硬化を行ない、その
後１２０℃で１００分間の熱風乾燥して表面層を設け
た。この時、得られた表面層の膜厚は４μｍであった。
このようにして電子写真感光体Ａを作製した。

【００７１】これとは別に、外径２９．９２ｍｍ、長さ
３５７．５ｍｍのアルミニウムシリンダー上に膜厚が１
２μｍの表面層を設けたシリンダーＡ′を作製した。表
面皮膜物性試験での圧子の押し込み深さ１μｍの１０倍
以上の厚さの層を設けることにより、測定時の下地の影
響を除外することができる。

【００７２】このように作製したシリンダーＡ′につい
て、表面皮膜物性試験（フィッシャーインストルメンツ
製、フィッシャースコープＨ１００Ｖ）で表面皮膜物性
試験を行ない、表面層のユニバーサル硬度ＨＵを求め
た。

【００７３】このときの測定条件は、最大押し込み深さ
１μｍ、深さ方向測定点は６０点とし、一定環境（温度
２２．５℃／湿度５０％ＲＨ）で測定を行なった。その
結果、ユニバーサル硬度ＨＵは２５０［Ｎ／ｍｍ²］で
あった。

【００７４】次に、ポリイミド樹脂にカーボンブラック
を分散させ、体積抵抗値１×１０¹³Ωｃｍ、厚み８０μ
ｍに調整した無端状の転写ベルトａを作製した。この転
写ベルトを、電子写真感光体の場合と同様にユニバーサ
ル硬度ＨＵを測定すると、７５［Ｎ／ｍｍ²］であっ
た。

【００７５】画像評価は、キヤノン製複写機ＧＰ５５を
注入帯電用に改造して使用した。帯電は、マグネットロ
ール、アルミニウム製電極スリーブ、磁性粒子から成る
接触式の磁気ブラシ帯電器を配設した。電極スリーブ
は、マグネットロールの外周を回転し、そのスリーブ表
面でマグネットロールの磁力により吸着保持された磁性
粒子が磁気ブラシ層を形成する。電極スリーブは、コロ
により電子写真感光体とのギャップを０．５ｍｍに保ち
ながら電子写真感光体に接触する。

【００７６】転写は、無端状の弾性ベルトを駆動軸、従
動軸、及び張力調整軸で支持し、ベルト背面から電子写
真感光体を押圧させながらバイアスを印加するための電
極ブレードを取付けた。

【００７７】（実施例２）上記式（３）で示した６官能
アクリル系モノマーを１５質量部、式（５）で示した２
官能アクリル系モノマーを５質量部にした以外は実施例
１と同様にして電子写真感光体Ｂ、シリンダーＢ′を作
製した。表面皮膜物性試験による試験結果は、ユニバー
サル硬度ＨＵが２３０［Ｎ／ｍｍ²］であった。この電
子写真感光体Ｂと、転写ベルトａを用いて、画像評価を
行なった。

【００７８】（実施例３）上記ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂微粉末を４０質量部にする以外は、実施例１と
同様にして電子写真感光体Ｃ、シリンダーＣ′を作製し
た。表面皮膜物性試験による結果は、ユニバーサル硬度
ＨＵが１９０［Ｎ／ｍｍ²］であった。この電子写真感
光体Ｃと、転写ベルトはａを用いて、画像評価を行なっ
た。

【００７９】（実施例４）上記高圧水銀灯での光硬化の
ときの条件を、光量７００ｍＷ／ｃｍ²、時間２５秒に
した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体Ｄ、
シリンダーＤ′を作製した。表面皮膜物性試験による結
果は、ユニバーサル硬度ＨＵが２３０［Ｎ／ｍｍ²］で
あった。この電子写真感光体Ｄと、転写ベルトａを用い
て画像評価を行なった。

【００８０】（実施例５）カーボンブラックを分散させ
たウレタンゴムと繊維芯体から成る抵抗５×１０ ¹²Ωｃ
ｍ、厚み１６０μｍの無端状ゴム転写ベルト基層を作製
し、この表面にアクリル変性シリコーン樹脂を約２０μ
ｍコートし、転写ベルトｂを作製した。電子写真感光体
の場合と同様にユニバーサル硬度ＨＵを測定すると、７
０［Ｎ／ｍｍ²］であった。この転写ベルトｂと、電子
写真感光体Ｂを用いて、画像評価を行なった。

【００８１】（実施例６）ナイロン糸から成る芯体に、
ＳＢＲゴム、ＥＰＤＭゴムから成る弾性体を被せ、その
上に主にポリウレタン樹脂から成る表面層（被覆層）を
３０μｍ設け、中間転写ベルトＩを作製した。電子写真
感光体の場合と同様にユニバーサル硬度ＨＵを測定する
と、６０［Ｎ／ｍｍ²］であった。この中間転写ベルト
Ｉを、中間転写方式を採用した電子写真装置に組み込
み、電子写真感光体Ａを用いて画像評価を行なった。

【００８２】（比較例１）上記式（３）で示した６官能
アクリルモノマーを０、式（４）で示した２官能アクリ
ルモノマーを２５質量部、ポリテトラフルオロエチレン
を３０質量部にする以外は、実施例１と同様にして、電
子写真感光体Ｅ、シリンダーＥ′を作製した。表面皮膜
物性試験による結果、ユニバーサル硬度ＨＵが１７０
［Ｎ／ｍｍ²］であった。この電子写真感光体Ｅと、転
写ベルトａを用いて、画像評価を行なった。

【００８３】（比較例２）上記転写ベルトの代わりに、
直径６ｍｍのＳＵＳ製芯金にカーボンブラックを分散し
たアクリルゴム発泡体を形成させ外形１２ｍｍに研磨
し、体積抵抗値が２×１０⁹Ωｃｍ、ユニバーサル硬度
ＨＵが５５［Ｎ／ｍｍ²］の転写ローラを得た。なお、
転写ローラは、電子写真感光体に押圧させるための転写
ばね及び電子写真感光体回転に対し従動回転するための
ギアを取付けてある。この転写ローラが取付け可能な電
子写真装置と、電子写真感光体Ａを用いて、画像評価を
行なった。

【００８４】（比較例３）上記中間転写ベルトにおい
て、表面層を構成する樹脂をフェノール樹脂にし、中間
転写ベルトＩＩを作製した。ユニバーサル硬度ＨＵは９
５［Ｎ／ｍｍ²］であった。この転写ベルトＩＩと電子
写真感光体Ｃを用いて、画像評価を行なった。

【００８５】これらの電子写真感光体、転写ベルト（転
写ローラ）を、実施例１で記載したように、注入帯電用
に改造した電子写真装置、もしくは中間転写方式の電子
写真装置、転写ローラが搭載可能な電子写真装置にそれ
ぞれ組み込んで、２２．５℃／５０％ＲＨの一定環境の
下で１００００枚の複写耐刷試験を行ない、電子写真感
光体上の傷、耐刷試験後の画像を検討、評価した。複写
耐刷試験結果は表１に示した。表１における耐刷試験の
結果基準は以下のとおりである。 ◎…表面皮膜物性試験において、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ
（Ｂ）＋１００を達成し、耐刷試験後も電子写真感光体
上に傷が全く発生せず、画像もきわめて良好である。 ○…表面皮膜物性試験において、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ
（Ｂ）＋１００を達成し、耐刷試験後も電子写真感光体
上に目立った傷は発生せず、画像も比較的良好である。 ×…表面皮膜物性試験において、ＨＵ（Ｄ）＜ＨＵ
（Ｂ）＋１００であり、耐刷試験後、電子写真感光体上
に磁性粒子によるものと思われる斑点傷が発生し、画像
不良が生じている。

【００８６】

【表１】

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子写真感光体の周囲に、磁性粒子からなり該電子写真
感光体に接触配置された帯電部材を有する帯電手段と、
露光手段、現像手段及び転写ベルトを有する転写手段を
この順に有する画像形成装置において、該画像形成装置
に用いる電子写真感光体の表面層に対する、一定環境
（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性試験にお
けるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）が、該転写ベルトに
対する、上記環境での表面皮膜物性試験におけるユニバ
ーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いることを特徴とする電子写
真画像形成装置を用いることにより、転写工程で発生す
る電子写真感光体の傷を防止できる電子写真装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面皮膜物性試験の結果のグラフである。ＨＵ…ユニバーサル硬度（Ｎ／ｍｍ²）Ｗｔ…全仕事量（ｎＪ）Ｗｅ…弾性変形の仕事量（ｎＪ）Ｗｒ…塑性変形の仕事量（ｎＪ）Ｅ／（１−ν²）≒Ｅ…ヤング率（ＧＰａ） ν
（≪１）…ポアソン比Ｈｐｌａｓｔ…塑性変形の硬さ値（Ｎ／ｍｍ²）ｈｒ′…曲線ＢＣの接線とｘ軸との交点

【図２】転写ベルトの基本的構成を示す断面図である。

【図３】表面皮膜物性試験の測定方法を示す説明図であ
る。

【図４】電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ
を用いる電子写真装置の概略構成の例を示す図である。

【符号の説明】

１電子写真感光体２電子写真感光体置き台３圧子４移動式テーブル５顕微鏡位置１０転写べルト１１駆動軸１２従動軸１３張力調整軸１４ベルト弾性体１５電極３１電子写真感光体３２軸３３帯電手段３４露光光３５現像手段３６転写手段３７転写材３８定着手段３９クリーニング手段４０前露光光４１プロセスカートリッジ容器４２案内手段

フロントページの続き (72)発明者辻晴之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Ｆターム(参考） 2H035 CD05 CD14 2H068 AA08 FA03 FA27 FC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体の周囲に、磁性粒子から
なり該電子写真感光体に接触配置された帯電部材を有す
る帯電手段と、露光手段、現像手段、及び転写ベルトを
有する転写手段をこの順に有する画像形成装置におい
て、該画像形成装置に用いる電子写真感光体の表面層に
対する、一定環境（２２．５℃／５０％ＲＨ）での表面
皮膜物性試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）
が、該転写ベルトに対する、上記環境での表面皮膜物性
試験におけるユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いることを特徴とする電子写
真画像形成装置。
【請求項２】転写ベルトに対する一定環境（２２．５
℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性試験におけるユニバ
ーサル硬さ値ＨＵ（Ｂ）が、ＨＵ（Ｂ）≧５０［Ｎ／ｍ
ｍ²］である請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】電子写真感光体の周囲に、磁性粒子から
なり該電子写真感光体に接触配置された帯電部材を有す
る帯電手段を一体に支持し、転写手段に転写ベルトを用
いる電子写真画像形成装置本体に着脱自在であるプロセ
スカートリッジにおいて、該プロセスカートリッジに用
いる電子写真感光体の表面層に対する、一定環境（２
２．５℃／５０％ＲＨ）での表面皮膜物性試験における
ユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｄ）が、該転写ベルトに対す
る、上記環境での表面皮膜物性試験におけるユニバーサ
ル硬さ値ＨＵ（Ｂ）に対して、ＨＵ（Ｄ）≧ＨＵ（Ｂ）＋１００である電子写真感光体を用いることを特徴とするプロセ
スカートリッジ。