JP2001281889A - 電子写真感光体の表面研磨方法及びその方法に用いる表面研磨剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】劣化した有機感光体表面を効率よく研磨し、再
使用可能にする研磨方法とそれに用いる研磨剤を提供す
ることである。 【解決手段】ホウ酸金属塩、特にホウ酸アルミニウム水
溶液を研磨剤として用いることで、効率よく有機感光体
表面を研磨する研磨方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、レーザービ
ームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いら
れる電子写真感光体を再生するために、表面にフィルミ
ングにより付着した異物、トナーおよび感光体の最表面
層（表面から１μｍ以内）に吸着したオゾン、ＮＯｘ等
のガス成分を除去し、感光体を再生する研磨剤及びその
研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前記電子写真用有機感光体は使用してい
ると、その画像形成過程においてトナーの融着により、
いわゆるフィルミングが発生する。また、帯電、転写、
分離時のコロナ放電により発生したオゾン、ＮＯｘは感
光体表面に吸着し、感光体の電気特性を著しく低下させ
画像不具合の原因となる。

【０００３】通常、定期メンテナンスなどで感光体に起
因する画像不具合が生じた場合、サービスマンが感光体
表面を清掃するが、画像欠陥が完全に解消されず感光体
を新しいものと交換する場合が多い。しかしこれは、数
十万枚の耐刷により通常１０μｍ以上感光層が摩耗する
ことで電気特性が低下し寿命となり交換する場合とは異
なり再生することが可能であり、感光体資源の無駄とな
っていた。特に今日、環境保護の観点からは、生産され
た感光体を最大限に利用することが望ましく、劣化した
感光体の研磨再生というリサイクルの必要性も望まれて
いる。

【０００４】これまで感光体の研磨の方法としては、ａ
−Ｓｉのような表面硬度の高い感光体の場合には、アル
ミナ、チタニア、シリカ等をトナー中に添加し研磨しな
がら使用することが知られている。しかし、有機感光体
のように表面硬度が比較的低い場合は、これらの粒子を
用いると研磨力が強すぎるため研磨量のコントロールが
不可能である。これらの研磨粒子をアルコール溶媒中に
分散させて研磨を行う方法も提案されているが、アルコ
ールにより感光体の構成成分を一部溶解して特性を変化
させる為、実用に耐えない。

【０００５】そこで布等を用いて乾拭きする、布等にト
ナーをまぶして拭く等が行われているが、いずれも研磨
効果が小さく研磨に時間がかかるため実用的でない。一
方、アルミナ、チタニア、シリカ等の前記研磨粒子の分
散溶媒として水を用いることも提案されているが、これ
らの粒子は親水性が低く水中に均一に分散されないため
研磨剤として使用することができない。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記
問題点を解消し有機感光体のための最適な研磨剤及び研
磨方法を提供するものであり、具体的には、感光体表面
へのフィルミングやオゾン、ＮＯｘの吸着による感光体
最表面（表面から１μｍ以内）の劣化に対して、劣化部
分のみを効率よく研磨することで、感光体を再生しリサ
イクル使用が可能となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記感光体の表面を効率
よく研磨することで、付着した異物および最表面の劣化
部を取り去り、有機感光体を再生する実用性のある研磨
剤、研磨方法を提供する。

【０００８】

【発明の作用】本発明者らは、フィルミングやガス吸着
による劣化は、感光体表面及び感光体表面から１μｍ以
内で起こる劣化現象であって、最表面以外の感光体内部
は何ら問題はないにもかかわらず、著しく感光体の電気
特性を劣化させていることを見出した。具体的には、フ
ィルミングは給紙工程で転写紙とローラー等との摩擦に
より生じた紙粉中の炭化カルシウムやトナーから脱離し
たシリカ、アルミナ、酸化チタン等トナー外添剤が核と
なり、ドラム回りにトナーが付着し感度が低下するもの
である。また、ＮＯｘが感光体最表面に吸着した場合、
感光体の帯電能が低下する。特にレーザープリンターや
ディジタル複写機などで採用されている反転現像方式を
行う場合には、この帯電能の低下が画像かぶりの原因と
なり、高温高質環境下では著しい画像かぶりが発生して
しまう。

【０００９】しかしこれらの不具合は、感光体の表面お
よび最表面層（１μｍ以内）に問題が有るだけで内部は
何ら問題が無い為、感光体上の異物や感光体の最表面層
を研磨等により取り除くことにより、感度、帯電特性を
回復し、再使用することが可能である。しかも、現像剤
に研磨剤を添加し、画像形成とともに研磨するのでな
く、水に分散させた研磨剤とすることで感光体の摩耗量
を有効にコントロールすることで、１本の有機感光体を
長期にわたって使用することができるのである。以下、
この発明の研磨剤及び研磨方法の実施形態について詳細
に説明する。

【００１０】

【発明の実施形態】本発明に使用する研磨剤について説
明する。本発明の研磨剤は、ホウ酸金属塩を水とエタノ
ールの混合溶剤に分散させたものを使用するのが特徴で
ある。一般に、ホウ酸金属塩は水やアルコールとの親和
性が大きく、分散させやすい。また、ホウ酸金属塩は適
度な硬度を有しており、水とエタノールの混合溶剤に分
散させることで、有機感光体表面を薄く均一に研磨する
ことに優れている。このホウ酸金属塩としては、ホウ酸
アルミニウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カリウム、
ホウ酸インジウム等が挙げられる。中でも９Ａｌ₂Ｏ₃・
２Ｂ₂Ｏ₃の組成式で示されるホウ酸アルミニウムが好適
に使用できる。

【００１１】研磨剤としては、種々の割合で水とアルコ
ールの混合溶媒に分散させて使用できるが、取り扱いの
容易性や研磨効率の観点から、１０乃至５０ｗｔ％で使
用することが望ましい。研磨剤が１０ｗｔ％より少ない
場合は、研磨能力が悪くなる傾向が有り、所望の研磨量
を達成するのにより多くの時間を必要とする。また溶媒
量が多くなるため研磨剤の取り扱いも悪くなる傾向が出
てくる。逆に５０ｗｔ％を越える場合には、適度な粘度
が得にくく、取り扱いにくくなる傾向が有る。

【００１２】また、使用するホウ酸金属塩の粒子径も種
々のものが使用できるが、重量平均粒径が１乃至２０μ
ｍ、好ましくは５乃至１５μｍのものが研磨効率や取り
扱いの容易性から使用される。１μｍより小さい場合
は、研磨能力が低くより多くの研磨時間が必要となる為
効率が悪くなる。更に、ファーブラシをクリーニングに
用いたプロセスにおいては使い込むことでドラム表面に
細かい傷が発生しており、研磨時に細かい粒子がその傷
に入り込んで取れなくなってしまうことから、５μｍ以
上がより好ましい。逆に２０μｍを越える場合には研磨
後の感光体表面に凹凸が発生し、より好ましくは平滑性
を維持する為に１５μｍ以下が使用される。

【００１３】ホウ酸金属塩粒子を分散する溶媒として
は、適度な混合比の水とアルコールの混合溶媒が使用さ
れる。その混合比としては、水が７０％以上（即ちアル
コールが３０％以下）においては、拭き取り後に残存す
る微少量の水の影響で帯電特性の低下が起こり、アルコ
ールが７０％以上（即ち水が３０％以下）では、アルコ
ールの影響で感光層が一部溶解する傾向があり、水とア
ルコールの比率が３０：７０乃至７０：３０が好適に使
用される。

【００１４】一方、研磨の対象となる有機感光体として
は、結着樹脂中に電荷発生材料、電荷輸送材料などを均
一に分散した単層感光体、あるいは電荷発生送とその表
面に電荷輸送層を積層した積層感光体が利用できる。中
でも膜厚方向に均一な組成の単層感光体は、感光体の再
生効果が優れており望ましい。この感光体の研磨に使用
する場合は、均一層を薄く研磨するため感光体の硬度よ
りも幾分高目の硬度を有していることが研磨性の観点か
ら望ましい。従って、研磨剤として使用するホウ酸金属
塩の硬度としては、モース硬度で６から８が望ましい。

【００１５】本発明は、連続使用で劣化した感光体表面
を上述したホウ酸金属塩を水とアルコールの混合溶媒に
適当な濃度で均一に分散させた研磨剤を布などに染み込
ませ、感光体表面を均一に軽く擦ることで研磨できる。
研磨量としては、劣化した感光層表面のみを研磨すれば
足りるため１μｍ程度研磨する。また、図３に示すよう
にスポンジローラーに研磨剤を供給し自動的に研磨して
も良い。

【００１６】複写機等の画像形成装置で５０００枚画像
出しを行った後にフィルミング及びオゾン、ＮＯｘ吸着
により劣化した正帯電単層感光体の表面をホウ酸アルミ
ニウム溶液の研磨剤を用いて研磨した時の感度を表わす
露光後電位及び帯電能の変化の様子をそれぞれ図１、２
に模式的に示す。尚、上記正帯電単層感光体としては、
Ｘ型無金属フタロシアニン２重量部、ベンジジン誘導体
６０重量部、ジフェノキノン誘導体４０重量部をビスＺ
型ポリカーボネート樹脂に均一に分散した正帯電単層感
光体を用いた。

【００１７】フィルミングやオゾン、ＮＯｘ等の吸着の
無い通常部位は、破線で示す様な感光層膜厚の露光後電
位依存性及び帯電電位依存性を示し、初期状態に置いて
３０μｍで１μＪ／ｃｍ²の光量を照射後の露光後電位
１２５Ｖ、帯電電位８００Ｖを示す。一方、フィルミン
グやオゾン、ＮＯｘ等の吸着の起こった劣化部は膜厚３
０μｍで露光後電位が２００Ｖ、帯電電位５５０Ｖまで
低下しているが、これを研磨し表面に付着したトナーや
劣化部位を取り除くことで露光後電位、帯電電位は急激
に回復し、１μｍ以内の研磨量で通常部と同等の露光後
電位、帯電電位を示し、再使用が可能となる。又、１μ
ｍ以上さらに研磨した場合においても図１、２から分か
るように、通常部位の露光後電位、帯電電位と同じ値を
示す（図上の実線と破線が重なる）為、本研磨剤を使用
して研磨することによる新たな弊害は、起こっていない
ことが確認される。

【００１８】

【実施例．１】円筒状のサンプル管に中心粒径８．０μ
ｍの９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃の組成式で示されるホウ酸ア
ルミニウム２５ｇを蒸留水３７．５ｇ、エタノール３
７．５ｇの混合溶媒７５ｇに分散し、ボールミル台で１
０分間、回転攪拌することで２５ｗｔ％の研磨剤を作成
した。図１，２に示した様な膜厚３０μｍの感光体に１
μＪ／ｃｍ²の光量を照射後の露光後電位２００Ｖ（通
常部が膜厚３０μｍで帯電８００Ｖ、露光後電位１２５
Ｖ）、帯電電位５５０Ｖの電気特性を有する劣化した正
帯電単層感光体ドラムを上記研磨剤を布にしみこませ、
ドラム表面全面を３分間擦ることにより研磨を行った。
研磨後、ドラム膜厚２９μｍ、露光後電位１２７Ｖ、帯
電電位７５０Ｖであり、充分な回復性を示し再使用可能
となった。

【００１９】

【実施例．２】中心粒径１５．０μｍのホウ酸アルミニ
ウムを使用する以外は、実施例．１と同様のドラムを用
い研磨を行ったところ、２分間擦ることによりドラム膜
厚２９μｍ、露光後電位１２９Ｖ、帯電電位７５０Ｖで
あり、充分な回復性を示し再使用可能となった。

【００２０】

【実施例．３】中心粒径５．０μｍのホウ酸アルミニウ
ムを用いること以外は上記実施例．１と同様のドラムを
用いて研磨を行ったところ、５分間擦ることによりドラ
ム膜厚２９μｍ、露光後電位１２８Ｖ、帯電電位７５０
Ｖであり、充分な回復性を示し再使用可能となった。

【００２１】

【実施例．４】中心粒径２０．０μｍのホウ酸アルミニ
ウムを用いること以外は上記実施例．１と同様のドラム
を用いて研磨を行ったところ、ドラム膜厚２９μｍまで
研磨するのに１．５分でできたが、研磨後ドラムは０．
８μｍの表面凹凸を生じた。しかし画像に影響は出ず、
露光後電位１２７Ｖ、帯電電位７５０Ｖに回復してお
り、感光体の再生は可能であった。

【００２２】

【実施例．５】中心粒径１．０μｍのホウ酸アルミニウ
ムを用いること以外は上記実施例．１と同様のドラムを
用いて研磨を行ったところ、ドラム膜厚２９μｍまで研
磨するのに５分を要し、研磨効果が劣ることが分かっ
た。しかし、露光後電位１２５Ｖ、帯電電位７５０Ｖに
回復しており、感光体の再生は可能であった。

【００２３】

【実施例．６】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム２５ｇを蒸留水５２．５ｇ、エタノール２２．５ｇの
混合溶媒７５ｇに分散し、水：エタノールが７０：３０
の２５ｗｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施
例．１と同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、露
光後電位１２６Ｖ、帯電電位７５０Ｖに回復しており、
感光体の再生は可能であった。

【００２４】

【実施例．７】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム２５ｇを蒸留水２２．５ｇ、エタノール５２．５ｇの
混合溶媒７５ｇに分散し、水：エタノールが３０：７０
の２５ｗｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施
例．１と同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、ド
ラム表面に若干の荒れを生じた。しかし画像には影響が
出ず、露光後電位１２７Ｖ、帯電電位７５０Ｖに回復し
ており、感光体の再生は可能であった。

【００２５】

【実施例．８】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム５０ｇを蒸留水２５ｇ、エタノール２５ｇの混合溶媒
５０ｇに分散し、水：エタノールが５０：５０の５０ｗ
ｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施例．１と
同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、１分間擦る
ことによりドラム膜厚２９μｍ、露光後電位１２９Ｖ、
帯電電位７５０Ｖであり、充分な回復性を示し再使用可
能となった。

【００２６】

【実施例．９】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム１０ｇを蒸留水４５ｇ、エタノール４５ｇの混合溶媒
９０ｇに分散し、水：エタノールが５０：５０の１０ｗ
ｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施例．１と
同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、ドラム膜厚
２９μｍまで研磨するのに９．５分を要し、研磨効果が
劣ることが分かった。しかし、露光後電位１２６Ｖ、帯
電電位７５０Ｖに回復しており、感光体の再生は可能で
あった。

【００２７】

【比較例．１】中心粒径２５μｍのホウ酸アルミニウム
を用いること以外は上記実施例．１と同様のドラムを用
いて研磨を行ったところ、ドラム膜厚２９μｍまで研磨
するのに１分でできたが、研磨後ドラムは１．２μｍの
表面凹凸を生じ、画像に影響を及ぼしたため、再生不可
能であった。

【００２８】

【比較例．２】中心粒径０．５μｍのホウ酸アルミニウ
ムを用いること以外は実施例．１と同様のドラムを用い
て研磨を行おうとしたが、ドラム上に発生していた細か
い筋にホウ酸アルミニウムが入り込み、再生不可能であ
った。

【００２９】

【比較例．３】分散溶媒として蒸留水６０ｇ、エチルア
ルコール１５ｇの混合溶媒７５ｇに分散し、水：エタノ
ールが８０：２０の２５ｗｔ％の研磨剤を用いる以外
は、上記実施例．１と同様のドラムを用いて、同様に研
磨を行ったところ、研磨部の露光後電位１４０Ｖ、帯電
電位６５０Ｖであり、水の影響を受け帯電電位の低下が
大きく、再生不可能であった。

【００３０】

【比較例．４】分散溶媒として蒸留水１５ｇ、エチルア
ルコール６０ｇの混合溶媒７５ｇに分散し、水：エタノ
ールが２０：８０の２５ｗｔ％の研磨剤を用いること以
外は、上記実施例．１と同様のドラムを用いて、同様に
研磨を行ったところ、ドラム表面が一部溶解し再生不可
能であった。

【００３１】

【比較例．５】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム６０ｇを蒸留水２０ｇ、エタノール２０ｇの混合溶媒
４０ｇに分散し、水：エタノールが５０：５０の６０ｗ
ｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施例．１と
同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、研磨剤中の
ホウ酸アルミニウムの濃度が高いため均一に分散せず、
研磨時に研磨のムラを生じ再生不可能であった。

【００３２】

【比較例．６】中心粒径８．０μｍのホウ酸アルミニウ
ム５ｇを蒸留水４７．５ｇ、エタノール４７．５ｇの混
合溶媒９５ｇに分散し、水：エタノールが５０：５０の
５ｗｔ％の研磨剤を使用すること以外は、上記実施例．
１と同様のドラムを用いて研磨を行ったところ、２０分
以内にドラム膜厚２９μｍまで研磨することはできず、
再生不可能であった。

【００３３】

【比較例．７】有機感光体の換わりにａ−Ｓｉドラムを
用いる以外は、実施例．１と同様に研磨を行ったところ
２０分の研磨を行っても研磨量は、０であり、研磨効果
はなかった。

【００３４】

【発明の効果】この発明によって、フィルミングやオゾ
ン、ＮＯｘ吸着で表面及び最表面部位のみ劣化した感光
体を簡便な方法で効率よく研磨し、再使用する事ができ
た。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】感光体劣化部の露光後電位の研磨による回復性

【図２】感光体劣化部の帯電電位の研磨による回復性

【図３】ドラム表面自動研磨装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H035 BA01 2H068 AA31 EA47 FC02 FC15 FC20 3C058 AA09 AC04 BA07 CA01 CB03 CB05 DA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真用有機感光体の感光層表面の研磨
   に、ホウ酸金属塩を水に分散した表面研磨剤を用いるこ
   とを特徴とする表面研磨方法。
2. 【請求項２】前記表面研磨剤を用いた表面研磨におい
   て、研磨量が１μｍ以内である表面研磨方法。
3. 【請求項３】前記表面研磨剤が、ホウ酸金属塩を水とア
   ルコールの混合溶媒に対して１０乃至５０wt％の濃度で
   分散させている請求項１記載の表面研磨剤。
4. 【請求項４】前記表面研磨剤の混合溶媒に用いる水とア
   ルコールの混合比が３０：７０乃至７０：３０である請
   求項3記載の表面研磨剤。
5. 【請求項５】前記表面研磨剤中のホウ酸金属塩の中心粒
   子径が、１乃至２０μｍ、好ましくは５乃至１５μｍで
   ある請求項１記載の研磨剤。
6. 【請求項６】前記表面研磨剤中のホウ酸金属塩のモース
   硬度が６以上８以下である請求項１記載の研磨剤。
7. 【請求項７】前記電子写真用有機感光体が正帯電単層感
   光体である請求項１記載の研磨剤を用いた研磨方法。
8. 【請求項８】前記表面研磨方法を適用する電子写真用有
   機感光体を使用するクリーニングプロセスが、ファーブ
   ラシを用いる画像形成方法。