JP2002229241A - 非接触帯電部材を用いた画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電部材及び感光体の長寿命化を図り、長期
に亘って安定した画像品質を提供できる画像形成方法と
画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 感光体に一様に帯電するために配設され
た非接触帯電部材に電圧を印加し、デジタル交換した原
稿像を感光体に照射することによって、画像形成を行う
画像形成方法において、感光層の最表層面に無機微粒子
分散の被覆層を形成してなる感光体に、非接触帯電部材
からの電荷を供給し、画像形成を行う画像形成方法及び
この画像形成が行われるように構成されている画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真法を用いた
ファクシミリ、プリンター、複写機等の画像形成装置に
おいて、感光体と帯電部材間の画像形成領域に一定の空
隙が得られるように構成された非接触帯電部材により前
記感光体に画像形成に必要な電荷を付与した後、好適な
方法で原稿像を感光体に照射することによって、静電潜
像を形成し、画像形成を行う画像形成方法、及び画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を利用したファクシミリ、プ
リンター、複写機等の画像形成装置では、感光体を中心
に帯電、画像露光、現像、転写、クリーニング、除電等
の各装置が配置され、順次感光体に作用することにより
画像形成が行われる。

【０００３】感光体に静電潜像を形成するために、まず
感光体に一様に電荷が付与（帯電）される。画像形成装
置で一般に採用される帯電法にはコロナ帯電法と接触帯
電法が知られている。

【０００４】コロナ帯電装置は直径４０〜８０μｍの金
属ワイヤーをシールドケースで囲む様な構造であり、帯
電を均一化するためにグリッドが付加される。コロナ帯
電法では金属ワイヤーに５０００Ｖ前後の直流電圧を印
加することによってコロナ放電を生じさせ、感光体に電
荷を付与させる方式である。

【０００５】この方法は感光体をほぼ均一に帯電させる
には有効な手段である。しかし、駆動電圧が高いため、
オゾンやＮＯｘ等、有害なコロナ生成物を多量に発生す
る。従って、感光体の耐久性や画像品質に影響を与え、
さらに環境衛生面に対しても問題があった。このことか
ら、オゾン、ＮＯｘの生成が極めて少ない接触帯電法が
提案（例えば、公開公報では、特開昭５８−４０５６６
号公報、特開昭６３−１４９６６８号公報、文献等で
は、電子写真学会誌第３０巻、第３号（１９９１）、
Ｐ．４８〜Ｐ．５３）され、一部画像形成装置に採用さ
れている。

【０００６】接触帯電法は１０⁵〜１０¹²Ω・ｃｍ程度
に導電性を持たせた部材（帯電部材）を感光体に接触さ
せて帯電を行う方式であり、ローラー帯電方式、ブレー
ド帯電方式、ブラシ帯電方式等がある。接触帯電法では
感光体と帯電部材の距離が≒０（接触）であるため、コ
ロナ放電法の１／４〜１／６程度の低い電圧で目的の帯
電々位を得ることが出来る。従って、オゾン、ＮＯｘの
生成は極めて少ない。

【０００７】しかし、帯電部材が感光体に接触している
ため、放電により生成されたオゾン、ＮＯｘ等の作用も
相まって、感光体に残留したトナーや紙粉等により帯電
部材が汚れ易い。帯電部材には専用のクリーニング部材
が設置されることが多いが、紙粉中のタルク、トナー中
のシリカなどが帯電部材に固着した場合には、局部的に
感光体にスクラッチを生じさせたり、感光層及び帯電部
材の摩耗が促進され、感光体寿命を短め、画像品質的に
もムラを生じるなどの問題点が有る。

【０００８】上記した問題点を回避して、感光体の長寿
命化や画像の環境安定性、その他の特性を改善するため
に、帯電に支障の無い範囲で、帯電部材を感光体から数
１０〜数１００μｍ離して帯電する非接触帯電法が提案
されている。

【０００９】１） 特開平７−３０１９７３号公報に
は、感光体の長寿命化、帯電安定性、帯電装置の高耐久
性等を目的として、１０⁶〜１０¹⁴（Ω・ｃｍ）の抵抗
値を有する帯電部材を有機感光体やａ−Ｓｉ感光体等の
感光体から３０〜２４０μｍ離して設置し、前記帯電部
材に直流電圧（１８００Ｖ前後）を供給し、画像形成を
行う方法について記載されている。

【００１０】２） 特開平９−２６６８５号公報には、
簡単な構成で環境安定性の良好な帯電処理をすることを
目的として、スペーサコロ等の隔離用部材を１０⁴Ω以
上の抵抗値を有するローラーやプレート或いはブラシ状
の帯電部材に使用して、有機感光体、セレン感光体、ａ
−Ｓｉなどの感光体表層から２０〜２００μｍ離し、前
記帯電部材に交番電流（１８００〜２５００Ｖ、周波数
不明）を重畳した直流電圧（４００〜８００Ｖ）、若し
くは直流電圧（１０００〜２０００Ｖ）のみを印加する
ことによって帯電を行い、画像形成を行う方法が記載さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】帯電手段を接触帯電法
より非接触帯電法に変えることによって、感光体と帯電
部材間に空隙が生じた分、帯電部材に対してトナー、シ
リカ、紙粉等の微粒子の付着が少なくなり、また、感光
体に対しても前記微粒子の影響が少なくなるために、感
光体及び帯電部材双方の耐久性の延命が図られるととも
に、画像品質の安定化が図られる。

【００１２】帯電部材と感光体間の空隙は、帯電効率、
均一性等を勘案して、開示例にも見られるように大凡１
００〜２００μｍ前後の空隙を設けて設定される。しか
し、帯電部材と感光体間の空隙は、普通紙が１枚〜２枚
通る程度の僅かな隙間しか無いため、トナーや、トナー
に含まれるシリカなどの流動制御剤、紙粉中のタルク等
の微粒子は物理的に、静電的に付着し、完全に排除する
ことは困難である。

【００１３】摩擦係数が高く、滑り性の悪い、硬度の低
い（１０〜２０ｋｇ／ｍｍ²）有機系感光体を使用した
場合、非接触帯電装置に変えることで改善は図られる
が、それでも多数枚の複写を行った場合には、帯電部材
にはシリカやタルクなどが積層し、その層がヤスリの作
用を成すため、感光体を摩耗させ、さらにトナー中に添
加されたシリカなどの流動制御剤が、帯電部材やクリー
ニングブレードで感光体に押しつけられ、感光体表層に
刺さり、不均一なトナー固着（フィルミング現象）を生
じたり、白斑点やムラの多い画像を呈し、画像品質の低
下要因になる場合があった。

【００１４】一方、非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ）や非
晶質炭素膜（ａ−Ｃ）などの高硬度の薄膜（保護層）を
感光体上に形成した場合には、保護層の硬度が高すぎる
ために、汚染物質が付着しても容易に摩耗されない。そ
の結果コロナ生成物の影響を受け易く、同様に画像品質
低下を起こしやすい傾向があった。

【００１５】感光体を非接触帯電方式で帯電する場合、
直流電圧で駆動するよりも、交番電圧を重畳した直流電
圧で駆動させた方が、帯電安定性、画像品質の均一性に
有利である。しかしながら、交番電圧を使用しているた
めに、オゾンやＮＯｘなどのコロナ生成物が直流電圧だ
け時より大きくなり、さらに感光体の耐久性を短めるこ
とになり、有機感光体を使用した場合には思ったほどの
耐久性向上には繋がらなかった。

【００１６】従って、これらのことに鑑み、本発明では
帯電部材及び感光体の長寿命化を図り、長期に亘って安
定した画像品質を提供できる画像形成方法と画像形成装
置を提供することを、その課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、感光体に一様に帯電するために配設された非接触帯
電部材に電圧を印加し、デジタル変換した原稿像を感光
体に照射することによって、画像形成を行う画像形成方
法において、感光層の最表層面に無機微粒子分散の被覆
層を形成してなる感光体に、非接触帯電部材からの電荷
を供給し、画像形成を行うことを特徴とする画像形成方
法が提供される。

【００１８】第二に、被覆層を有する感光体に非接触帯
電部材を介して（２〜６）×１０⁵（Ｖ／ｃｍ）となる
電界強度及び画像露光を与え静電潜像を形成し、画像形
成を行うことを特徴とする上記第一に記載した画像形成
方法が提供される。

【００１９】第三に、無機微粒子を分散した被覆層の鉛
筆硬度がＨＢ以上である感光体を使用し、画像形成を行
うことを特徴とする上記第一又は第二に記載した画像形
成方法が提供される。

【００２０】第四に、無機微粒子を分散した被覆層の膜
厚が１〜８μｍである感光体を使用し、画像形成を行う
ことを特徴とする上記第一〜第三のいずれかに記載した
画像形成方法が提供される。

【００２１】第五に、被覆層を含む感光層の膜厚が１０
〜３０μｍである感光体を使用し、画像形成を行うこと
を特徴とする上記第一〜第四のいずれかに記載した画像
形成方法が提供される。

【００２２】第六に、非接触帯電部材がローラー形態で
あることを特徴とする上記第一に記載した画像形成方法
が提供される。

【００２３】第七に、ローラー形態の非接触帯電部材の
直径が感光体より小径であり、小径とすることにより、
前記非接触帯電部材と感光体間に回転数に差を設けて、
感光体に電荷を付与させることを特徴とする上記第六に
記載した画像形成方法が提供される。

【００２４】第八に、ローラー形態の非接触帯電部材が
非画像形成領域で感光体と当接しながら感光体と従属回
転し、電荷を感光体に付与し画像形成を行うことを特徴
とする上記第六又第七に記載した画像形成方法が提供さ
れる。

【００２５】第九に、無機微粒子を分散した被覆層を形
成した感光体表層に潤滑剤を間欠的又は連続的に付与し
ながら画像形成を行うことを特徴とする上記第一〜第五
のいずれかに記載した画像形成方法が提供される。

【００２６】第十に、無機微粒子を分散した被覆層のオ
イラーベルト法で測定した表面摩擦係数μｓが、初期レ
ベルで０．２＜μｓ＜０．６を満足する感光体であるこ
とを特徴とする上記第一、第二又は第九に記載した画像
形成方法が提供される。

【００２７】第十一に、無機微粒子分散の被覆層を形成
してなる感光体を帯電するための非接触帯電部材に電圧
を供給するための供給源として、交番電圧を重畳した直
流電圧を出力する電源となし、前記交番電流を作動させ
る周波数を、１００Ｈｚ以上、２．５ＫＨｚ以下とし、
画像形成を行うことを特徴とする第一〜第十のいずれか
に記載した画像形成方法が提供される。

【００２８】第十二に、感光層の最表層に無機微粒子分
散の被覆層が形成された感光体に、感光体と帯電部材間
の画像形成領域に空隙が形成されるように加工された非
接触帯電部材を配設し、前記非接触帯電部材に接続され
た高圧電源より正弦波の交番電圧を重畳した直流電圧を
供給し、デジタル変換された光像を照射することによっ
て静電潜像を形成、画像形成が行われるように構成され
ていることを特徴とする画像形成装置が提供される。

【００２９】第十三に無機微粒子を分散した被覆層を有
してなる感光体の表層に付与する潤滑剤がステアリン酸
亜鉛もしくはポリテトラフルオロエチレンのいずれか１
種であることを特徴とする第九に記載した画像形成方法
が提供される。

【００３０】第十四に無機微粒子を分散した被覆層を有
してなる感光体の表層に潤滑剤を付与する手段がトナー
に添加されることにより行われることを特徴とする第九
又は第十三に記載した画像形成方法が提供される。

【００３１】第十五にクリーニング装置に更にクリーニ
ングブラシが付加されてなることを特徴とする第一〜第
十一、第十三、第十四に記載した画像形成方法が提供さ
れる。

【００３２】すなわち、本発明は、帯電方式を接触帯電
方式より非接触帯電方式に転換することにより、トナー
やシリカ、紙粉などの硬度の高い微粒子からの影響を回
避し、かつ有機感光体の欠点である耐摩耗性の低さを保
証するために、帯電特性、残留電位に影響を及ぼさない
範囲で、微粒子を好適な量、含有した被覆層を形成し、
非接触帯電法と前記被覆層を形成した感光体との組み合
わせで感光層表層を適度に摩耗しながら画像形成を行う
こととしたことから、本発明によると感光体及び帯電部
材の長寿命化と画像安定性が達成される。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。 １）複写プロセスについて 本発明に使用される複写プロセスの概略図を図１に示
す。表層に耐久化を図るための被覆層を有する有機系感
光体を中心に、順に非接触帯電部材を有する帯電装置、
３０〜１００μｍの大きさのドットパターンにデジタル
変換された波長６３０〜７８０ｎｍのＬＤ若しくはＬＥ
Ｄ等での画像露光、１成分若しくは２成分系の現像剤を
有するマグネットブラシ方式の現像装置、感光体上のト
ナー像をコピー用紙に転写し分離する転写分離装置、感
光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装
置、及び感光体の残留電荷を消去する除電装置が配置さ
れ、順に作動することによって作像が行われる。

【００３４】上記の複写プロセスは、非接触帯電部材と
被覆層を有する感光体を使用したときに大きな効果を発
揮する。なお、図１は単色の現像剤を使用する複写装置
に関するものであるが、本発明に使用される非接触帯電
部材及び被覆層を有する感光体は、カラー複写装置に関
しても何ら問題なく使用できるものであり、４色使用の
カラー複写装置を使用した場合には従来に比してさらに
有効である。

【００３５】２）感光体について 本発明に使用される感光体は基本的には図２に示す構成
のものであるが、複写プロセスによっては図３の様な構
成のもの、或いは、図２に示す電荷輸送層と電荷発生層
が逆になっているものも使用できる。図２は機能分離型
の感光体で、基体である導電性支持体上に下引き層を形
成し、感光層は電荷発生層と電荷輸送層から構成され
る。現在の感光体は一部を除いて殆どが、マイナス帯電
で動作するものである。図３は電荷発生層と電荷輸送層
が一体型になった感光体で、動作極性は主としてプラス
帯電である。本文では評価用感光体として使用する積層
型感光体に関して、構成、動作について以下に説明す
る。

【００３６】まず、導電性支持体について説明する。導
電性支持体の素材は超仕上げ、鏡面仕上げ等の加工を施
したアルミニウムが一般的に使用されるが、電気、機
械、化学的などの各特性を満足するものであれば良く、
ステンレススティール、銅、真鍮などの金属の他、圧縮
紙や樹脂或いはガラスに、金やアルミ、白金、クロム等
を蒸着或いはスパッタリングした導電層、さらにはカー
ボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工したもので
あっても良い。電気抵抗は体積固有抵抗で、１０⁶Ω／
ｃｍ以下の値で有れば問題はない。

【００３７】形状はドラム状で、肉厚は直径や材質にも
よるが、アルミニウムを使用する場合、０．５〜３ｍｍ
程度のものが使用される。２４〜８０ｍｍφの感光体で
あれば、０．８〜１．５ｍｍ程度の肉厚の導電性支持体
が使用される。

【００３８】次に、下引き層に付いて説明する。下引き
層は導電性支持体からの電荷注入阻止による帯電特性の
維持、デジタル変換された画像露光の感光層内で乱反射
による潜像乱れ阻止を行うため、及び導電性支持体、電
荷発生層の両層の塗工性、接着性等を良好にするために
形成される。下引き層はアルミナ蒸着膜、分散系の場合
にはＴｉＯ₂やＳｎＯ₂などの金属酸化物をアルキッド樹
脂、アルキッド−メラミン樹脂、ポリビニールアルコー
ル、カゼイン等に分散し、導電性支持体上に、浸漬法、
スプレー法、リングコート法等を用いて１〜１０μｍの
厚さに塗布する。下引き層が厚すぎると繰り返し残留電
位の増加を起こしやすくなり、薄い場合にはＳＮ比が悪
化し、長時間使用によりノイズの増加を招く。通常は１
０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍ程度の体積抵抗の下引き層を３〜
８μｍの膜厚で均一に形成することで、良好な電子写真
特性が維持できる。

【００３９】次に、電荷発生層について説明する。電荷
発生層は電荷発生材をバインダー樹脂に分散したもので
ある。有機感光体の場合、電荷発生材としては、金属フ
タロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシア
ニン系、カルバゾール、トリフェニールアミン、フルオ
レノン、オキサジアゾール等の骨格を有するアゾ顔料、
ペリレン系顔料、アントアンスロンなどのキノン顔料、
ペリレン顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、
多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料等を単独若しく
は２種以上混合して使用できる。また、必要に応じて低
分子輸送物質を添加しても良い。

【００４０】バインダー樹脂としては、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウ
レタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、
フェノール樹脂などが使用できる。

【００４１】また、電荷発生層に必要に応じて添加され
る正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、スチリルアントラセン、ス
チリルピラゾリン等が単独若しくは２種以上混合して使
用される。

【００４２】これらの電荷発生材とバインダー樹脂をテ
トラヒドラフラン、トルエン、シクロヘキサノン、ジク
ロールエタンなどを分散液として、ボールミル、サンド
ミル、振動ミルなどで均一に分散し、スプレー塗工法、
浸漬法等を用いて、下引き層上に０．０５〜５μｍ、好
ましくは０．２〜１μｍの厚さで塗工する。必要以上に
厚くすると、空間電荷の増大を招き、光減衰特性、残留
電位等に影響が生じる。

【００４３】次に、電荷輸送層について説明する。電荷
輸送層は電荷輸送材をバインダー樹脂中に分散したもの
である。低分子輸送材にはオキサゾール誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体（特開昭５２−１３９０６５号公報、
同５２−１３９０６６号公報に記載）、イミダール誘導
体、トリフェニールアミン誘導体（特願平１−７７８３
９号公報に記載）、α−フェニールスチルベン誘導体
（特開昭５７−７３０７５号公報に記載）、トニフェニ
ールメタン誘導体（特公昭５１−１０９８３号公報に記
載）、アントラセン誘導体（特開昭５１−９４８２９号
公報に記載）などを使用することが出来る。

【００４４】バインダー樹脂としては、ポリカーボネー
ト樹脂（ビスフェノールＡタイプ、ビスフェノールＣタ
イプ、ビスフェノールＺタイプ或いはこれらの共重合
体）、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリス
チレン樹脂、酢酸ビニル樹脂等単独若しくは２種以上混
合して用いることが出来る。

【００４５】また、本発明においては耐環境性を改善す
るために、感度低下、残留電位上昇を抑制するために酸
化防止剤を添加することが出来る。酸化防止剤として
は、例えば、次の化合物が挙げられる。２，６−ジ−ｔ
−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソ
ール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール
などのモノフェノール系化合物；２，２’−メチレン−
ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、
２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブ
チルフェニール）などのビスフェニール系化合物；１，
１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−
ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル
−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレ
ン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロ
キシフェニール）プロピオネート］メタンなどの高分子
フェノール系化合物；２，５−ジ−ｔ−オクチルハイド
ロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ド
デシルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−
５−メチルハイドロキノン等のハイドロキノン類等。

【００４６】電荷輸送層の膜厚は、均質な５〜３０μｍ
の範囲に設定することが望ましい。１０〜２５μｍ程度
に設定すれば、６００〜１２００ｄｐｉ若しくはそれ以
上の高解像性を有する静電潜像の形成に有利である。コ
ピー像の解像度はトナー、キャリアの粒径、現像方式、
原稿像のドット系、転写条件、電荷輸送層の表面抵抗、
バルク抵抗等によっても影響を受けるため、静電潜像で
の解像度は出来るだけ高いレベルに設定しておくことが
望ましい。感光体における静電潜像の解像度は感光層が
厚くなるに従い、光及び電荷の拡散が生じるため、解像
度は膜厚の増加と共に次第に低下する傾向が見られる。
従って、電荷輸送層の膜厚は薄い方が解像度の点では有
利となるが、薄くなるに従い、感光層は分散層であるが
故に、電気抵抗の不均一性が目立つようになり、長期的
にはＳＮ比の低下や電気的耐久性が低下し、機械的な耐
久性を待たずにダウンする等の問題が生じる。さらに、
電荷輸送層を薄くすることによって、画像形成に必要な
コントラスト電位を稼げなくなり、コントラスト、階調
性の低い画像となる。

【００４７】次に、被覆層について説明する。被覆層は
感光体の機械的、電気的な耐久性を図るために感光層上
に形成するもので、高硬度の非晶質炭素膜や、非晶質シ
リコン膜、高抵抗の酸化錫膜などの薄膜を１〜５μｍ程
度、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法等で形成する方法、０．０５〜５μｍ
程度の微粒子をバインダー樹脂中に分散し、感光層上に
薄膜塗装する方法などがある。本発明では無機微粒子を
バインダー樹脂中に適当量分散することによって、感光
体の耐久性を図る。

【００４８】無機微粒子としては、酸化チタン、シリ
カ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒
化珪素等があり、特には酸化チタン、アルミナは環境安
定性が良好であり、好適な無機微粒子として使用するこ
とが出来る。これらの無機微粒子にはシランカップリン
グ材、ふっ素系シランカップリング剤を使用して撥水処
理することも可能である。

【００４９】無機微粒子は、バインダー樹脂としてポリ
カーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等に分散して使用す
ることが出来るが、好ましくは極性依存性が無い、透明
性の良い１０¹⁶〜１０¹⁷Ω・ｃｍ程度に高抵抗のポリカ
ーボネート樹脂が好適である。

【００５０】バインダー樹脂中に無機微粒子を分散する
際に、ポリテトラフルオロエチレンなどのふっ素系樹脂
微粒子を適当量分散することによって撥水性、潤滑性を
高め、環境特性、耐摩耗特性を改善させることも可能で
ある。

【００５１】無機微粒子の分散量はバインダー樹脂に対
し５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％程度が
良く、添加量が多くなると、耐摩耗性は増大するが、反
面、光透過率の低下や拡散、電荷の移動度低下などが生
じ、解像度低下、残留電位上昇、感度低下等を生じやす
くなる。さらに、表面に付着したコロナ生成物やトナー
成分によるフィルミングなど画像形成に対して障害とな
る汚染物質が、摩耗されにくくなり、解像度低下を起こ
す要因になることもある。一方、無機微粒子の添加量が
少ない場合には、摩擦係数が高くなり、機械的耐久性が
維持できず、現像剤によるトナーフィルミング、シリカ
などの付着（突き刺さり）などが起こりやすく、白点
や、ムラが発生することがある。

【００５２】従って、本発明で形成する被覆層の膜厚は
要求される耐久性によっても左右されるが１〜８μｍの
範囲、好ましくは２〜６μｍの範囲に設定するのが望ま
しい。

【００５３】被覆層には無機微粒子が分散されているた
め、偏りや粒径の分散不良等があると、解像度、残留電
位、機械的耐久性等に影響を与える。従って、被覆層中
の無機微粒子は層中にほぼ均一に分散されていることが
望ましい。

【００５４】感光層（＝電荷発生層＋電荷輸送層）と被
覆層を合わせた感光層の総膜厚は１０〜３０μｍの範囲
内で設定されるのが望ましい。

【００５５】次に、感光体の硬度と摩擦係数について説
明する。感光層の機械的耐久性を維持する上で被覆層の
硬度、摩擦係数は重要な特性である。硬度の測定は圧子
を感光体に押し当て測定するビッカース硬度試験法、ヌ
ープ硬度試験法、鉛筆を押しながら傷の付き方で判定す
る鉛筆引っ掻き試験法等各種あるが、本発明での感光体
には簡便で、引っ掻き傷の発生有り無しで判定する鉛筆
引っ掻き試験法による硬度（鉛筆硬度と略記する）が好
適である。

【００５６】本発明での感光体被覆層の硬度は鉛筆硬度
でＨＢ以上であることが好ましく、好適な範囲（２０〜
３０重量％）で無機微粒子を分散した被覆層の鉛筆硬度
は略Ｈ〜２Ｈである。４Ｈや５Ｈ程度に高くなると、被
覆層の最表面は無機微粒子リッチになっている可能性が
あり、機械的耐久性は大きくなるが、残留電位の増大、
解像度の低下、感度低下の他、被覆層上に形成されるコ
ロナ生成物や、トナーフィルミング等の摩耗が無くなる
ため、解像性低下から画像流れに発展する可能性があ
る。

【００５７】一方、被覆層の無い感光体の摩擦係数はレ
ベリング剤（例えばシリコーンオイルなど）を添加する
ことによって、０．３〜０．５（後記オイラーベルト法
で測定した値）程度になり、レベリング剤を添加しない
場合は０．６以上である。但し、レベリング剤を添加し
た場合でも、２０枚程度複写を行えば、摩擦係数は直ち
に０．６をオーバーしてしまい、持続性も有しない。

【００５８】この様な被覆層の無い感光体を使用した場
合、クリーニングブレードや、現像剤による摩耗によ
り、感光層の摩耗が大きくなり、耐久性を維持できな
い。また、前記したようなシリカの付着や突き刺さり等
を起こし、感光体表面に不均一にフィルミングや偏摩耗
を起こす場合がある。

【００５９】被覆層中の無機微粒子は感光層表層に凹凸
を形成し、クリーニングブレードとの間で摩擦抵抗を軽
減させる。無機微粒子を３０重量％程度添加した場合の
摩擦係数は０．４〜０．６程度であり、被覆層の無い場
合と異なり持続性が有るので、高硬度の微粒子と相まっ
て摩耗が少なくなる。

【００６０】但し、コロナ生成物やトナー成分の付着に
より、長時間の使用により、次第に摩擦係数が高くな
り、摩耗しやすくなる。従って、さらに高耐久化を図る
場合には、摩擦係数を維持させるような方法を別途講じ
ることが望ましい。

【００６１】感光体の摩擦係数を低減させる手段として
は、前記した、被覆層中にふっ素系樹脂潤滑剤の粉末を
分散させる方法の他、粉末状、固形状、フィルム状の形
態のふっ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイ
ルやふっ素系オイルなどの液状の潤滑剤、ガス状にした
潤滑剤を感光体に外添法として作用させる方法の他、現
像剤中に微量の潤滑剤を添加する方法などがある。

【００６２】例えば、フィルム状のふっ素系樹脂を使用
して被覆層表層の摩擦係数を低減させる場合、１００〜
４００μｍ程度の厚さのふっ素系樹脂（例えばＰＴＦＥ
＝ポリテトラフルオロエチレン）フィルムで感光体とソ
フトに当接させるための弾性部材を併用した潤滑性付与
部材を作製し、その部材を被覆層表面に均一に押し当て
ることによって、摩擦係数を低減させることが出来る。
前記潤滑性付与部材の感光体への押圧によっては、感光
体に摺擦傷を生じさせる可能性があるが、無機微粒子が
分散されている上に、摩擦係数が０．４前後になるよう
に軽く当接すれば、殆ど画像に与えるようなスクラッチ
は生じない。また、ふっ素樹系脂やステアリン酸亜鉛な
どの潤滑剤を使用する場合には、ブラシなどの塗布部材
に一旦潤滑剤を付着させた後に、塗布部材から感光体に
供給することが出来る。さらにまた、粉末状のふっ素系
樹脂（ＰＴＦＥ）を感光体に供給する場合には、羽毛や
綿状のもの等に付着させ、それを少しづつ被覆層面に供
給させることが出来る。

【００６３】被覆層面への供給は連続的に、或いは一定
間隔をおいて供給する間欠法があるが、摩擦係数が下が
りすぎの場合には、機械的耐久性は大幅に延ばすことが
可能であるが、下がりすぎは画像流れなどの弊害を起こ
す可能性が高くなるため、軽く補給するか、５０ないし
１００枚コピーに１度作用させるような間欠的な方法で
行う方が望ましい。

【００６４】摩擦係数μｓはオイラーベルト方式で測定
して０．２＜μｓ＜０．６の範囲にあればよいが、画像
流れなどを勘案して、好ましくは０．３〜０．５程度に
設定するのが望ましい。

【００６５】０．６を越えるようであれば、ブレードと
の摩擦抵抗が高くなり、初期摩耗が促進されたり、シリ
カやタルクなどの異物付着が起こりやすい。一方、摩擦
係数が小さ過ぎると、無機微粒子の効果も作用し、被覆
層が全く削れなくなり、場合によってはフィルミングを
生じたり、コロナ生成物の付着によって解像性低下、画
像流れ等の不具合を生じる。

【００６６】３）帯電部材について 本発明に使用される感光体に電荷を付与するための帯電
部材は、真鍮やステンレス、クロムメッキした鉄製のロ
ーラー、感光体に電荷を付与するための導電性部材、及
び感光体との間に空隙を形成するためのスペース部材よ
り構成される。ローラー形状とするのは、帯電部材を回
転させるためであり、回転することによって感光体と相
対する面が常に替わるため、異常画像が発生しにくく、
感光体に安定して電荷を付与出来るためである。

【００６７】帯電部材の一例として、図４に側面図、図
５に斜視図を示す。スペース部材は図６、図７の段差
部、若しくは図８の溝の部分に感光体との空隙が８０〜
２５０μｍ程度の空隙が形成できるようなリング状の部
材が装着される。リング状の部材は感光体との摩擦抵抗
が高く、伸縮性を有し、感光体層を摩耗し難いようなゴ
ム質の部材が望ましく、ポリウレタンゴム、ふっ素ゴ
ム、シリコーンゴム、ネオプレンゴムなどが好適に使用
できる。感光体との当接時の幅は５〜１０ｍｍ程度あれ
ば十分である。なお、上記リング状ゴム質の部材以外の
部材としては、ゴムやテフロン（登録商標）等感光層の
摩耗を起こしにくい５０〜２２０μｍの厚さのシートを
帯電部材の非画像形成領域相当部に直に貼り付け（接着
剤法）たり、幅５ｍｍ程度のリング状に加工した伸縮性
を有する絶縁性ゴムを非画像形成領域の部位にはめ使用
することもできる。

【００６８】感光体に電荷を供する部位の導電性部材は
１０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の体積抵抗の材料で、本発
明に使用する場合、帯電安定性から１０⁷〜１０⁹Ω・ｃ
ｍ程度に調整されたＪＩＳ−Ａ硬度で３５〜６０度の低
硬度の弾性部材が好適である。導電性部材の材料は、ア
クリル樹脂やエピクロルヒドリンゴムなどに数１０μｍ
に粉砕したカーボンや活性炭素繊維の他、酸化錫等を上
記抵抗が得られるように均一分散したものが使用され
る。

【００６９】上記した導電性部材の材料種で、活性炭素
繊維微粉末等の触媒を使用した場合には、帯電時に生成
されるコロナ放電生成物の発生が抑制されるため、画像
流れなどの問題が緩和される。その結果、摩擦係数が
０．２程度に低くなっても画像形成に支障はなく、感光
層の摩耗をさらに低減でき、さらなる長寿命化を図るこ
とが可能となる。

【００７０】帯電部材のローラー径は、感光体より小径
とすることが望ましい。帯電部材のローラー径と感光体
径の比と、オゾン生成量及び帯電々位との関係の概略を
図９に示す。帯電部材のローラー径と感光体径の比が大
きくなるに従い、コロナ生成物は増大する傾向にある
が、帯電部材に印加する電圧を一定とした場合、帯電々
位の増加は小さい。例えば、３０ｍｍφの感光体を使用
する場合には、１０〜１５ｍｍφの帯電部材を使用する
ことが望ましい。感光体の径を１とすると、帯電部材の
径は０．３５〜０．５５の間に設定される。

【００７１】帯電部材を感光体と空隙を介して対向させ
た場合、接触帯電法と同様に、放電は帯電ローラーの入
口側と出口側両サイドで発生するが、帯電は主として入
口側で行われ、出口側では感光体からの電荷が帯電ロー
ラーに電荷がリークする形となる。ローラー径が小さく
なるにつれ、必然的に放電面積は少なくなり、コロナ生
成物の生成量は指数関数的に減少する。従って、感光体
が受けるダメージは少なくなる。ただし、小さくなった
分、帯電に必要な電圧を高くする必要が生じるが、その
量は小さく、実質的な問題とはならない。

【００７２】一方、帯電部材のローラー径が大きくなる
と、放電面積が増加するため、帯電効率は増加するが、
コロナ生成物の生成は増大する。従って、コロナ生成物
に伴う画像ムラを生じやすくなる。また、埃や、トナ
ー、紙粉などを集積しやすく、帯電安定性、異常画像を
生じやすくなり、帯電効率の低下を招きやすい。また、
コスト、スペース面でも不利になる。特に、無機微粒子
を分散した被覆層を形成し、耐久性を上げた本発明の感
光体のような場合、この影響を受けやすいため、コロナ
生成物の生成は出来るだけ少なくすることが望ましい。

【００７３】帯電部材から感光体に電荷を付与する方法
には、線速差を設けて感光体と同方向、若しくは逆方向
に回転させる方法があるが、別途駆動装置を設ける必要
もあり、好ましくは、感光体に従属させて回転させる従
属回転がコストの面で有利である。図１０はスペース部
材を感光体の非画像形成領域で当接させて、感光体に従
属させ、回転させながら帯電する方法を示したものであ
る。

【００７４】４）画像形成方法について 感光体に静電潜像を形成するに当たって行われる帯電
は、以下の様な方法で行なわれる。被覆層を形成した感
光体に画像形成領域に空隙を形成するように加工された
帯電部材を配設し、前記帯電部材に交番電流を重畳した
直流電圧（オフセット電圧）を出力する電源からリード
線で接続し、電圧を印加する。接触帯電法によって帯電
を行う場合には、直流電圧だけで十分な実用性を持たせ
ることが出来るが、非接触帯電法で感光体を帯電する場
合には、帯電部材及び感光体の表層の均一性が不十分な
ため、放電が不均一となり、また、放電時に生成される
コロナ物が電荷の付与を邪魔するために、感光体に電荷
が均一に伝達できない。従って、直流電圧だけではリッ
プル電位が大きくなり、帯電々位もふらつき、十分な帯
電々位を得ることが出来ないため、交番電圧で補償する
必要がある。

【００７５】交番電圧は正弦波が望ましく、周波数とし
ては１００Ｈｚ以上、２．５ＫＨｚ以下に設定するのが
望ましい。１００Ｈｚ以下では感光体に交番電流が十分
に作用しないため、リップル電圧が極めて大きくなり帯
電が安定しない。また、２．５ＫＨｚ以上の周波数で
は、異常放電を起こしやすいほか、層中にトラップされ
た電荷が帯電々位を低下させ、帯電々位の繰り返し特性
を不安定にさせ、これによる地肌汚れを引き起こす。

【００７６】感光層の厚さを２０μｍ、帯電々位が約−
６００Ｖになるように直流電圧（オフセット電圧）を設
定し、感光体の線速を９０ｍｍ／ｓｅｃにしたときの周
波数と帯電々位、リップル電位の大きさを示した測定例
を図１１に示す。感光層を２８μｍ、帯電々位−８００
Ｖにしたときもほぼ同じ傾向を示す。

【００７７】帯電部材に印加する交番電圧の周波数は、
感光体の線速で好適な値に設定されるが、８００Ｈｚ〜
２ＫＨｚに設定すれば実用的には支障はない。

【００７８】交番電圧についても感光体の線速に応じて
設定するが、線速が遅くなるに従い電圧は低く、線速が
早くなるに従い電圧を高くするように設定される。６０
〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の線速範囲であれば１３００
Ｖ〜２５００Ｖの範囲内に設定すると、安定した帯電々
位、及び、残留電位の上昇を程良く抑制できるが、交番
電圧が高くなる程コロナ生成物が増加する傾向になるた
め、感光体を長期に亘って安定に使用するためには、１
４００〜２０００Ｖの間で、出来るだけ低い電圧に設定
するのが望ましい。１３００Ｖより低くなると、低いほ
どリップル電圧が増加し、帯電が極めて不安定になる。

【００７９】直流電圧（オフセット電圧）は、静電潜像
を形成するために必要な感光体の帯電々位を設定するた
めのものである。過度に感光層に電界が掛かりすぎる
と、局部的に支持体からの電荷注入が生じ、黒点などの
異常画像、地肌汚れの原因になったり、長期的には感光
層が放電破壊を起こす可能性がある。

【００８０】感光層の膜厚は、被覆層を含めた感光層全
層膜厚が１０〜３０μｍであることが望ましいが、この
膜厚範囲で感光体に印加出来る適正な電界強度は（２〜
６）×１０⁵（Ｖ／ｃｍ）で、適正には（２．５〜４）
×１０⁵（Ｖ／ｃｍ）の範囲に設定出来ることが望まし
い。電界強度が余り高すぎると、ＳＮ比の悪化を招きや
すく、残留電位の増加や、繰り返し電位低下を起こしや
すくなる。また、低すぎた場合には画像形成に必要な電
位を確保できなくなるため、写真や絵画像等階調性を必
要とする画像では、均一な階調性の良い画像が得にくく
なる。従って、好ましくは画像形成時の明部と暗部の電
位差（明暗電位差＝コントラスト電位）は２５０Ｖ程度
以上に設定する。

【００８１】５）潤滑剤及び潤滑剤の感光体への供給方
法について 潤滑剤を感光体表層に供給する理由は、潤滑剤の滑り効
果を利用して、感光体表面にトナーやコピー用紙の構成
物質や、コロナ生成物などの汚染物質が付着しても除去
し易くする事であり、キャリアやシリカなどの硬い微粉
末が感光体へ食い込みにくくする事であり、ブレードや
現像剤による摩擦抵抗を軽減化して、感光層が摩耗しに
くくする事である。この結果、感光体表層は良好な状態
に維持されるため、画像品質は元より、感光体の高耐久
化が図れ、長期にわたって安定した画像品質が提供可能
となる。

【００８２】感光体表層にダメージを与える要因とし
て、キャリア（磁性紛）、シリカ、カーボン、顔料、極
性制御剤などの現像剤構成物質、オゾンや窒素酸化物等
のコロナ生成物、タルクや結着剤、セルロースなどのコ
ピー用紙成分（紙粉）等がある。潤滑剤の粉末が感光体
表層に付着すると、ブレードで薄く延ばされ、島状に皮
膜を形成し滑り効果、接着力低減効果を発現する。この
ため、シリカや磁性紛が付着しても食い込み力が弱くな
り、コロナ生成物や紙粉が付着しても大きな力を掛けな
くとも除去しやすくなる。

【００８３】すなわち、感光層表面に潤滑効果の高い潤
滑剤が付着し、島状から膜状になると、潤滑作用は最大
（摩擦係数は最小になる）になると考えられるが、この
様な状態で感光体を稼働させ続けると、クリーニングブ
レードや現像剤の摺擦圧、押圧が小さいため、感光層の
摩耗は殆ど０となる。したがって、感光体の機械的耐久
性が大きくなる反面、汚染物質も殆ど削られずに残留す
るため、作像性が全く失われるという問題が生じる。し
たがって、画像形成の場合の潤滑剤は極めて薄い島状で
あることが好ましい。

【００８４】また、滑り効果により、感光層の摩耗が抑
制され、感光体の耐久性向上につながる。ただし、必要
以上に摩擦係数が低くなると、低抵抗物質であるコロナ
生成物や紙粉、フィルミング等の汚染物質が削れにくく
なるため、解像度低下や画像流れを起こし易くなる。し
たがって、潤滑剤の感光体表面への外添は好適な範囲内
で維持出来るようにする事が望ましい。

【００８５】潤滑剤を感光体に供給する方法には乾式
法、湿式法が有り、乾式法ではフィルム形態、ブロック
形態、粉末形態の個体形状の潤滑剤が使用される。

【００８６】良好な外観特性や画像品質を維持し続ける
為には、感光体に機械的なダメージを与える方式は避け
る必要があり、好適な摩擦係数の範囲で維持されること
が望ましい。また、スペースに余裕がある場合は問題な
いが、小型化するとスペース的に不利を生じ易いので、
簡便に供給される様な方式であることが望ましい。

【００８７】上記内容を満足する方法として粉末形態の
潤滑剤をトナーに添加し、添加された潤滑剤を現像の際
にトナーと一緒に感光体に転移させる方法が本発明では
有効な手段である。

【００８８】粉末状の好適な潤滑剤は０．１〜０．０１
μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であ
り、ステアリン酸亜鉛である。これらの材料をトナーに
対し０．０１〜０．５重量％の割合で添加し、均一に分
散する。ＰＴＦＥは少ない量で、効果的に潤滑性能を発
現する為、必要以上に添加することは好ましくなく、添
加量はステアリン酸亜鉛に比べて低めに抑える事が望ま
しい。添加量が多いと、感光体の摩擦係数が低下しすぎ
たり、トナーの物理特性（例えばＱ／Ｍ）が暴れ、コン
トロールが効かなくなり、トナーが過剰供給になった
り、摩擦係数が低下しすぎとなり、低いレベルで安定
し、コントロール出来なくなる。この状態に至ると、殆
どの場合、画像流れに至る。添加量は通常、トナーに対
し、０．０１〜０．３重量％の間で添加するのが望まし
く、ステアリン酸亜鉛の場合は０．０２〜０．３重量％
の範囲、ＰＴＦＥの場合は０．０１〜０．２重量％の範
囲に抑える事が望ましい。潤滑剤の添加量はトナーによ
るフィルミングや外観不良が抑制出来る量で十分であ
る。

【００８９】クリーニング装置がブレード単体で構成さ
れた方式を使用した画像形成装置において、トナーにス
テアリン酸亜鉛を０．０５〜０．1重量％添加した現像
剤を使用し画像形成を行うと、０．６の摩擦係数は０．
４５程度に下げる事が出来るが、さらにクリーニングブ
ラシを付加させた場合には、摩擦係数は０．２５〜０．
３程度まで下げれるようになる。これは、ブラシの効果
により感光体上の汚染物質がさらに除去され、より一層
清浄化されるため、潤滑剤が感光体に有効に作用し、摩
擦係数が低下するためと考えられる。すなわち、感光体
表面状態で摩擦係数が左右されるため、感光対面は常に
清浄な状態に維持されることが望ましい。

【００９０】潤滑剤の供給量が適当量であれば、除去さ
れる量と供給される量のバランスで、摩擦係数を０．２
〜０．４前後の値に維持する事が可能となる。好適には
０．２５〜０．３５程度である。ただし、このレベルか
ら一時的に逸脱しても、感光体、画像品質への影響は殆
ど無い。先に述べた摩擦係数のレベルは感光体の摩耗を
抑制しながら、画像流れのない画像品質が得られる良好
な摩擦係数のレベルである。

【００９１】６）摩擦係数について 前記した様に、感光層の機械的耐久性を向上させる上で
摩擦係数は重要な特性である。感光体表層の摩擦係数は
未使用の状態では０．４〜０．５の数値を示すが、２０
枚程度複写すると、０．６程度迄上昇する。これは感光
層が削られて分子が切断され滑らかさが欠如する事や、
コロナ生成物やトナー構成物などの異物が付着するため
と推測される。摩擦係数が上昇すると、クリーニングブ
レードと感光体間の摩擦抵抗が上がるため、感光層は削
れやすくなり、異物も付着しやすくなる。また、ブレー
ドと感光体間にシリカやキャリアが挟まると、感光体に
刺さりやすくなる。したがって、感光体を長期にわたっ
て、良好な状態で維持させるためには、感光体の摩擦係
数は画像品質が低下しない範囲内で低いレベルに維持す
る事が望ましい。

【００９２】摩擦係数の好適な範囲は０．２以上、０．
５以下であり、さらに好ましくは０．２５〜０．３５程
度が望ましい。摩擦係数は低ければ低いほど感光体は摩
耗しにくくなり、耐久性は向上するが、摩擦係数が０．
２程度もしくはそれ以下に低下すると、クリーニングブ
レードと感光体間の摩擦抵抗が著しく低下するので、コ
ロナ生成物や紙粉、フィルミング等の汚染物質は除去さ
れにくくなり、解像度低下や画像流れなどの再現性に不
具合を生じ易くなる。また、摩擦係数が高い程、感光層
とクリーニングブレード間の摩擦抵抗が大きくなるた
め、感光層の摩耗が促進され易くなり、感光体の耐久性
は短くなる。

【００９３】もっとも摩耗しない例外として、感光体に
トナーフィルミング現象が生じた場合、摩擦係数は０．
５〜０．６以上に高くなることがあるが、この場合には
フィルミングの被膜が邪魔して、感光層の摩耗は殆ど無
くなる。従って、ここで云う摩擦係数はあくまでも、感
光体に摩耗を抑制するような異物が無い状態を前提とす
る。

【００９４】６）クリーニング装置について コピースピードが２０〜３０枚／分以下のデスクトップ
タイプやフロアータイプの低中速機の画像形成装置で
は、殆どの場合クリーニングブレード単体で構成された
クリーニング装置が使用される事が多い。この様な装置
で多数枚複写を連続して行った場合、ブレードクリーニ
ング部には多量のトナーが滞留し、クリーニングブレー
ドが振動したり、歪んだりして、クリーニング不良が生
じ、コピー用紙上に地肌汚れや黒筋が生じる場合があ
る。トナーの滞留状態が続くと、トナーフィルミング現
象が生じ、感光体が汚れ、地肌汚れの要因になったり、
解像度低下、画像流れの要因になったりする。特に、こ
の滞留現象はクリーニング装置が感光体の上面部に設置
されている場合に起こりやすい。

【００９５】この滞留現象を解消する手段は、トナーの
転写効率を１００％までクリーニング性能を高め、絶対
的なトナー量を少なくする方法、トナーの帯電電荷を均
一化し、感光体を薄膜化する方法などが考えられるが、
トナーが均一に電荷を保持するようにする事は難しく、
また、感光体は積層構成の高抵抗な不均質な誘電体であ
るため、転写効率を高めることには限度がある。したが
って、繰り返し使用される事により、トナーや、紙粉な
どの汚染物質は感光体上に残っていくため、いずれフィ
ルミング現象や画像流れ等の不具合が起こり易くなる。

【００９６】本発明のクリーニング装置は基本的にはク
リーニングブレード単体構成で実施されるが、クリーニ
ングブラシを付加することによって、感光体に対する潤
滑剤の機能を更に高めることが出来、画像品質をより良
くし、感光体の耐久性をより一層高めることが出来る。
ただし、潤滑剤の付着が多く、摩擦係数が０．２程度以
下に低くなった場合には、ブラシによる掻き取り効果が
減少し、画像流れを十分に抑止する事が出来なくなる可
能性がある。

【００９７】クリーニングブラシは図１３に示すよう
に、穂先が感光体に当接するように配置された回転可能
なブラシローラー形状（ブラシは直毛タイプ、ループタ
イプがある）であり、クリーニングブラシの穂先は感光
体に対し1〜3ｍｍ程度食い込むように設定され、回転に
よりブラシの穂先、腹もしくは背中で汚染物質を掻き取
りクリーニングする。感光体に付着したコロナ生成物、
トナーフィルミング、紙粉（タルクやでんぷん等で構
成）等の汚染物質はブラシの穂先で排除される。ただ
し、トナーは紙ヤスリ的な働きや、潤滑剤的な働き、ま
た異物と付着して一緒に排出するのに役立つため、クリ
ーニングブレードの部位では有る程度トナーが有った方
が感光体の清浄化上望ましい。

【００９８】クリーニングブラシはポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ナイロンなどの樹脂をブラ
シ状にしたもので、絶縁性のまま、あるいは導電性処理
したブラシのいずれも使用可能であるが、本発明では導
電性ブラシの方が好ましい。ブラシは槌屋社製。東栄産
業製などより入手可能である。

【００９９】導電性ブラシは炭素繊維、前記樹脂にカー
ボンやイオン性物質などの導電性物質を分散した繊維等
が用いられる。導電性ブラシが望ましい理由は、トナー
やキャリア（磁性紛）は電荷を保持しているため、絶縁
性のブラシを使用した場合、ブラシにトナー、キャリア
が付着し易い。ブラシにトナー付着しているとクリーニ
ング性が損なわれ易く、トナーフィルミングを発生させ
る要因となる。また、キャリアは感光体に細かい傷を与
えトナーフィルミングの要因ともなる。これらの現象を
防止するために導電性ブラシを使用する事が望ましい。
ブラシの抵抗値は１０²〜１０¹¹Ω・ｃｍの範囲、特に
は１０³〜１０⁸Ω・ｃｍ程度のブラシが好ましく使用さ
れる。ブラシには電圧（接地（０Ｖ）、直流、交流のい
ずれか）が印加可能なように構成されるが、感光体の除
電を主目的とするものでは無いので、通常は接地（０
Ｖ）でよく、必要に応じて電圧を印加する。キャリアの
帯電極性とは逆の極性の直流電圧を印加する事も可能で
ある。

【０１００】ブラシは直毛タイプ、ループ状のものが使
用は可能である。ブラシの穂の長さは２〜５ｍｍ程度有
ればよい。ブラシ密度は直毛の場合、例えば、１５０〜
８００デニール／１２〜４８フィラメントを１２〜２４
本程度束にして１単位とし、２０００〜３００００本／
ｉｎｃｈ²植毛したもの、ループの場合は１５０〜５０
０デニール／１０〜３０フィラメント、３００〜２００
０ループ／ｉｎｃｈ²植毛したものが使用される。クリ
ーニングブラシは８０〜３００ｒｐｍの回転に設定し、
回転方向は感光体に対してカウンター、リーディングの
いずれかの方向に設定する

【０１０１】クリーニングブラシで大部分のトナー（こ
こでは、トナーに紙粉、コロナ生成物等の異物が含まれ
た構成物で次作像時に汚染物質となる）を排除した後、
残留したトナー分についてクリーニングブレードで感光
体に付着したトナーを除去する。

【０１０２】クリーニングブレードはＪＩＳ−Ａ硬度６
０〜８０度程度のポリウレタンゴムを好適とし、１．０
〜２．５ｍｍ程度の厚さのゴム板をカウンター方式で４
０〜９０ｍＮ／ｃｍ程度の当接圧で感光体に当接させ
る。当接圧が低いとクリーニング効率、高いと感光体に
傷つけ、ブレードの耐久性を短くする事から、好適には
６０〜８０ｍＮ／ｃｍあればよい。

【０１０３】クリーニングブレードをリーディング方式
で設置した場合、ブレードが逃げる方向になるため、感
光体に食い込む力は弱くなり、クリーニング性能は低下
する方向で、トナーが大量に送られてきた場合には、フ
ィルミングやクリーニング不良を起こす危険性大であ
る。したがって、ブレードの設置方向はカウンター方式
が望ましい。

【０１０４】これらの一連のクリーニング装置を使用す
ることで、感光体上の画像品質を低減化させる汚染物質
が殆ど排除可能となり、長期的に亘って良好な画像品質
を提供出来る。

【０１０５】なお、本文中で記述する摩擦係数は、下記
測定方式で算出したものである。測定用の感光体を台座
に固定して、幅３０ｍｍ、長さ２９０ｍｍ、厚み８５μ
ｍの上質紙〔タイプ６２００ペーパー（リコー社製）〕
をベルトとして用意し、前記上質紙を感光体の上に乗
せ、ベルト端部の一方に１００ｇｒのおもりを取り付
け、もう一方の片端に重量測定用のデジタル・フォース
・ゲージを取り付け、デジタル・フォース・ゲージ（シ
ンポ工業社製 ＦＧＣ−２）をゆっくり引き、ベルトの
移動開始時の重量を読みとり、次の式で（静止）摩擦係
数を計算する。

【数１】μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ） ただし、μｓ：静止摩擦係数、Ｆ：読みとり荷重 Ｗ：分銅の重さ π：円周率 なお、本測定法（オイラー・ベルト方式）については、
特開平９−１６６９１９号公報にも記載されている。

【０１０６】また、鉛筆引っ掻き硬度については、下記
の方法で測定したものである。ＪＩＳ規格Ｋ−５４０１
（鉛筆引っ掻き試験機）に準じて製作された表面性測定
器（新東科学株式会社製ＨＥＩＤＯＮ−１４型）及びＪ
ＩＳ規格標準鉛筆を用いて、１００ｇの分銅で荷重を掛
け鉛筆硬度を測定し、これを鉛筆硬度とした。

【０１０７】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により、具
体的に説明する。なお、以下に示す部は重量基準であ
る。

【０１０８】（実施例１） ＜効果確認用感光体の作製法＞本発明で使用する感光体
は下記の要領で作製した。φ３０ｍｍ、長さ３４０ｍ
ｍ、肉厚１．０ｍｍのアルミニウムドラムに下記組成の
下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用
塗工液を用い順に浸漬塗工を行い、熱乾燥により、３．
５μｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、及び表１
に示す膜厚の電荷輸送層を形成した。電荷輸送層の膜厚
を変化させる手段は塗工液層からの引き上げ速度を制御
して行った。

【０１０９】この様にして作製された感光体、及びこれ
らの感光体上にさらに、ボールミルで２時間分散させ、
平均粒径（堀場製作所製ＣＡＰＡ５００で測定）約０．
４５μｍの被覆層塗工液をスプレー法で塗布し、熱乾燥
させて、表１に示す膜厚の被覆層を形成し、本発明の効
果確認用の電子写真感光体を完成した。なお、被覆層の
膜厚を変化させる手段はスプレー塗布回数を変えること
により行った。また、表１中の膜厚は感光体長手方向の
測定ポイント１３点の平均値を示す。

【０１１０】

【表１】

【０１１１】 〔下引き層用塗工液〕 アルキッド樹脂（ベッコゾール １３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業社製） ６部 メラミン樹脂（スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業社製） ４部 酸化チタン（石原産業社製） ４０部 メチルエチルケトン ２００部

【０１１２】 〔電荷発生層用塗工液〕 オキソチタニウムフタロシアニン顔料 ２部 ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ：ＵＣＣ社製） ０．２部 テトラヒドロフラン ５０部

【０１１３】 〔電荷輸送層用塗工液〕 ビスフェーノルＡ型ポリカーボネート（Ｚポリカ：帝人化成社製）１０部 下記構造の低分子電荷輸送物質 １２部

【化１】 塩化メチレン １００部 メチルフェニルシリコーンオイル（５０ｃｓ） １部

【０１１４】〔被覆層用塗工液〕被覆層用塗工液は、被
覆層中の無機微粒子の添加量が下記に示す低分子電荷輸
送物質やバインダー樹脂、添加剤等との構成比で３０
％、低分子電荷輸送物質とバインダー樹脂の比を７／１
０とし、シクロヘキサノンとテトラヒドロフランとの混
合液を溶媒として作製した。

【０１１５】 バインダー樹脂：ポリカーボネート樹脂 （Ｚポリカ、帝人化成社製Ｍｖ５万） １０部 無機微粒子：酸化チタン（ＣＲ９７、石原産業社製） ７．３部 分散助剤 （ＢＹＫ−Ｐ１０４、ビックケミージャパン社製） ０．０８部 低分子電荷輸送物質：下記構造の化合物 ７部

【化２】 溶媒：シクロヘキサノン ２００部 テトラヒドロフラン ７００部

【０１１６】＜非接触帯電部材の作製方法＞φ８ｍｍ、
長さ３４０ｍｍのステンレス製の芯金に、カーボンを分
散させて１００Ｖ印加時の電気抵抗が１０⁷〜１０⁸Ω・
ｃｍに入るように調合したエピクロルヒドリンゴム（Ｊ
ＩＳ−Ａ硬度で４５度）からなる導電性部材を塗付した
後切削加工し、外形寸法がφ１４ｍｍ、導電性部材の長
さが３０８ｍｍとなる帯電ローラーを作製した。

【０１１７】感光体と帯電部材間に空隙を設定するため
のスペース部材として、６ｍｍ厚のポリウレタンゴムを
用意し、中心穴内径がφ７．９±０．０５ｍｍ、外径が
φ１４±０．０１ｍｍになるようなスペース部材を作製
し、このスペース部材を先に作製した帯電部材の芯金よ
り導電性部材一杯まで押し込み、瞬間接着剤（東亞合成
化学社製、アロンアルファ）で固定し、ローラー状の非
接触帯電部材を作製した。

【０１１８】＜効果確認方法＞以上の様にして作製し
た、感光体及び非接触帯電部材を改造電子写真複写機
（ａｆｉｃｉｏ２５０同等品、リコー社製）用の感光体
ユニットに装着した後、感光体と非接触帯電部材間の空
隙を測定したところ、８５〜９３μｍの空隙を得た。感
光体ユニットを前記電子写真複写機に装着し、ファンク
ションジェネレーター（横河社製、ＦＧ−３００）と高
圧電源（長野愛知電気製、ＨＶ−２５５）を外部電源と
して使用し、周波数ｆを１０００Ｈｚ、電圧Ｖ_pp（ｐｅ
ａｋ ｔｏｐｅａｋ 電圧）を１５００Ｖとして交番電
圧を設定し、潜像形成時の感光体に掛かる電界を−２．
７×１０⁵ｖ／ｃｍになる直流電圧Ｖ_offset（オフセッ
ト電圧）に設定した。表面電位計（トレック社製タイプ
３４４型）で確認した帯電々位を表２中に示す。

【０１１９】この様に設定された画像形成条件で、２種
の指定画像チャートを用い、２万枚の連続複写で感光層
の摩耗量、画像品質等の確認を行った。なお、現像バイ
アス電圧は帯電々位に対し７０〜１００Ｖ低めになる電
圧に設定した。結果を表２に示す。

【０１２０】感光層膜厚が薄くなるに従い、画像濃度は
低下する傾向にあり、帯電々位の高いＮｏ．１のサンプ
ルでは帯電部材に汚れの付着が見られるが、他の特性品
質では異常は見られず、良好な結果が得られた。指定の
テストチャートでコピー後の解像力図形票Ａ（ＪＩＳ
Ｚ−６０００ ０５．３４）｛以後竹の子チャート（コ
ダック社製）と称する｝による解像度を確認したとこ
ろ、１ドットパターンは十分に分離しており、Ｎｏ．１
のサンプルで、５．６本／ｍｍ、Ｎｏ．２〜６のサンプ
ルで６．３〜９．０本／ｍｍの高解像度が得られた。

【０１２１】

【表２】

【０１２２】（比較例１）表１においてＮｏ．１、Ｎ
ｏ．２及びＮｏ．５として示される被覆層形成前の感光
体と同等の感光体を使用し、非接触帯電部材と接触帯電
部材での評価を実施した。帯電部材の電気抵抗は両帯電
部材と同等であり、接触と非接触の帯電部材の差はスペ
ース部材の有無の違いだけである。

【０１２３】感光体及び非接触帯電部材を装着した感光
体ユニットを実施例１に示す改造電子写真複写機にセッ
トし、感光体と非接触帯電部材間の空隙を測定したとこ
ろ、８８〜９８μｍの空隙であった。感光体ユニットを
前記電子写真複写機に装着し、実施例１と同様に外部電
源により、周波数ｆを１０００Ｈｚ、電圧Ｖ_pp（ｐｅａ
ｋ ｔｏ ｐｅａｋ 電圧）を１５００Ｖとして交番電
圧を設定し、潜像形成時の感光体に掛かる電界を−２．
７×１０⁵ｖ／ｃｍに成る直流電圧Ｖ_offset（オフセッ
ト電圧）に設定した。表面電位計（トレック社製タイプ
３４４型）で確認した帯電々位は表３に記載した通りで
ある。

【０１２４】この様に設定された画像形成条件で、２種
の指定画像チャートを用い、２万枚の連続複写で感光層
の摩耗量、画像品質等の確認を行った。なお、現像バイ
アス電圧は帯電々位に対し７０〜１００Ｖ低めになる電
位に設定した。結果を表３に示す。

【０１２５】被覆層を形成しない感光体では初期の摩擦
係数が高めであり、非接触接触帯電の有無に関わらず、
感光層の摩耗が大きく耐久性に問題がある。帯電部材を
非接触にすることで、感光層摩耗は少し低めとなり、帯
電部材の汚れは緩和される傾向が認められた。

【０１２６】

【表３】

【０１２７】（実施例２）表１に示す感光層の膜厚が２
０μｍ台のものと１０μｍ台の２種の感光体と同等品を
使用して、感光層上に低分子電荷輸送物質とバインダー
樹脂の比を重量比で７／１０、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を
重量比でバインダー、低分子電荷輸送物質などの被覆層
の構成材料に対し２５％添加した被覆層を３．５μｍ目
標で塗布し、評価用の感光体を作製した。

【０１２８】 バインダー樹脂：ポリカーボネート樹脂 （Ｚポリカ、帝人化成社製 Ｍｖ５万） １０部 無機微粒子：アルミナ（ＡＡ−０３、住友化学工業社製） ５．７部 分散助剤 （ＢＹＫ−Ｐ１０４、ビックケミージャパン社製） ０．０８部 低分子電荷輸送物質：下記構造の化合物 ７部

【化３】 溶媒：シクロヘキサノン ２００部 テトラヒドロフラン ７００部

【０１２９】この様にして作製された感光体を使用し、
感光体に印加する潜像形成時に感光体に掛かる電界を−
１．５×１０⁵、−３×１０⁵、−５×１０⁵、−６×１
０⁵（Ｖ／ｃｍ）の４種とし、交番電圧は−１５００Ｖ
／１６００Ｈｚ一定とし、実施例１に同様な評価を実施
した。この結果を表４に示す。なお、鉛筆硬度は８種の
サンプルともＨ〜２Ｈであった。

【０１３０】潜像形成前に感光体に掛かる電界強度を−
１．５×１０⁵Ｖ／ｃｍ及び−６×１０⁵Ｖ／ｃｍにした
場合には、画像形成に好適な帯電々位が過、不足を生
じ、過剰な場合にはキャリア付着を生じ、低い場合には
コントラスト電位が不足し、画像濃度が低いという結果
となった。−３×１０⁵Ｖ／ｃｍ、−５×１０⁵Ｖ／ｃｍ
の電界強度では問題はなく、良好な結果が得られた。

【０１３１】解像度は電界強度を低く設定した場合には
竹の子チャートが細目になり、切れ文字になり解像性が
甘くなる傾向にあり、電界強度が強すぎた場合には局部
的につぶれる傾向が見られたが、それ以外の適正な電荷
強度の場合にはいずれも申し分なく、竹の子チャートで
６．３〜８本／ｍｍの高解像度を示した。

【０１３２】

【表４】

【０１３３】（実施例３）実施例１に記載した製法によ
り、感光層の膜厚を２０μｍ目標とした感光体を作製
し、さらに、鉛筆硬度を変化させる手段として、前記感
光層上に低分子電荷輸送物質とバインダー樹脂の比を重
量比で７／１０、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を重量比でバイ
ンダー樹脂や、低分子電荷輸送物質などの被覆層の構成
材料に対し１０〜５０％添加した被覆層を、約４μｍ目
標で被覆層中に均一か、若しくは表層に無機微粒子が多
めに分散されるようなスプレー塗布を施し、評価用の感
光体を作製した。

【０１３４】 バインダー樹脂：ポリカーボネート樹脂 （Ｚポリカ、帝人化成社製 Ｍｖ５万） １０部 無機微粒子：アルミナ （ＡＡ−０３、住友化学工業社製） １．９〜１７部 分散助剤 （ＢＹＫ−Ｐ１０４、ビックケミージャパン社製） ０．０８部 低分子電荷輸送物質：下記構造の化合物 ７部

【化４】 溶媒：シクロヘキサノン ２００部 テトラヒドロフラン ７００部

【０１３５】この様にして得られた感光体を実施例１と
同一の非接触帯電部材を使用した電子写真複写機にセッ
トし、特性の評価を行った。潜像形成時に感光体に掛か
る電界強度は−２．４×１０⁵Ｖ／ｃｍになるように設
定した。この時感光体の表面電位はほぼ−６００Ｖであ
った。また、交番電圧は−１５００Ｖ／１０００Ｈｚと
した。評価複写枚数は従来と同様２万枚とした。結果を
表５に示す。

【０１３６】被覆層中の無機微粒子量を増加することに
より、鉛筆硬度は増加するが、添加量を多くし、鉛筆硬
度を高めた場合には、被覆層の摩耗量が低下し、被覆層
上に付着した汚染物質の除去が不十分となり、解像度が
５〜５．６本／ｍｍの数値を示し、全体的に画像品質の
低下（画像流れ）を招いた。表５の結果では、無機微粒
子の添加量による効果もあるが、鉛筆硬度はＨＢで少し
ムラが生じ、３Ｈ以上では、解像度が甘くなり、画像品
質の低下が見られた。

【０１３７】

【表５】

【０１３８】（比較例２）表５に示すＮｏ．２３（無機
微粒子添加量２０重量％、鉛筆硬度Ｈ）とＮｏ．２５
（無機微粒子添加量３０重量％、鉛筆硬度２Ｈ）につい
て、接触帯電法を用いて、評価を実施した。評価条件は
実施例３に同じ条件とした。結果を表６に示す。

【０１３９】帯電部材を接触帯電にすることにより、帯
電部材にトナー成分が付着し、帯電部材装置に装着した
クリーニング部材でも除去できず、感光層の摩耗が多く
なった。

【０１４０】

【表６】

【０１４１】（実施例４）実施例１に記載の３０ｍｍφ
の導電性支持体と、下引き層液、電荷発生層液及び電荷
輸送層液を用いて、同じ製法により、約２２μｍの感光
体を作製した。この上に実施例２に記載の被覆層液を用
い、無機微粒子とバインダー樹脂の比が重量比で２８％
となる被覆層を形成した。被覆層の膜厚はスプレーによ
る塗布で実施し、厚膜化は塗布回数を多くすることによ
り行った。被覆層の膜厚は表７中に示した。

【０１４２】これらの感光体を使用して、実施例１に記
載の非接触帯電部材を使用した電子写真複写機にセット
し、静電潜像形成時の電界強度を２．１×１０⁵（Ｖ／
ｃｍ）一定に、この時の交番電圧を１５００Ｖ／１００
０Ｈｚに設定して、２万枚での評価を行った。結果を表
７に示す。

【０１４３】被覆層の厚みが１μｍ、８μｍの時、僅か
にムラ画像を生じた。１μｍでは少し膜厚不足であった
が、無機微粒子の増量により改善は可能である。一方、
８μｍになると残留電位の増加になり、コントラスト電
位が減少し、画像濃度低下と局部的な濃度ムラが生じ
た。表７の結果では、２．５〜６μｍで良好な結果が得
られた。

【０１４４】

【表７】

【０１４５】（実施例５）感光層膜厚２０〜２１μｍ、
アルミナ無機微粒子２０％添加被覆層膜厚が約３．５μ
ｍの感光体を実施例２と同様な手法により作製し、非接
触帯電部材使用の電子写真複写機用の感光体ユニットに
装着した後、感光体表層の摩擦係数を調整する手段とし
て、感光体に当接し使用する潤滑性付与部材を下記作製
法で作製し、図１２に示すようにブレードクリーニング
部の金属部に取り付けた。

【０１４６】厚さ１５０μｍのふっ素系樹脂フィルム
（ポリテトラフルオロエチレン、Ｎｏ．９００１、ニチ
アス社製）を幅１２ｍｍ、長さ３００ｍｍに裁断した。
さらに、２ｍｍ厚、幅８ｍｍ、長さ３００ｍｍの弾性部
材（ウレタンフォーム、ＳＭ５５、イノアック社製）を
裁断し、２〜２．５ｍｍ幅にカットした両面テープを長
手方向に、切り口に沿って貼り付け、先に裁断したふっ
素樹脂フィルムに重ねて張り合わせた。この様にして作
製した潤滑性部材を、ブレードクリーニング金具に取り
付けるための穴を７ヶ所あけた厚さ０．２ｍｍのＬ型の
ステンレス（ＳＵＳ）板の先端部より６ｍｍでるよう
に、先に作製した潤滑性部材張り付け、感光体の摩擦係
数を低減化させるための潤滑性付与部材を作製した。

【０１４７】潤滑性付与部材の取り付けは、ブレードク
リーニングの金属部に図１２の様に３ｍｍのネジ止めと
した。但し、感光体との当接圧を調節し、摩擦係数を設
定しやすくするために、ネジ止めの際に各ネジにスプリ
ングをセットし、ネジの締め加減により感光体に対する
当接圧を調整した。

【０１４８】当接圧を判断する手段として、３０ｍｍ
幅、長さ１００ｍｍ、厚さ８０μｍの上質紙を感光体と
潤滑性付与部材間に挟み、上質紙をデジタルフォースゲ
ージ（シンポ工業社製、ＦＧＣ−２）で引っ張り、上質
紙が抜け出るときの数値（単位：ｇ）で判断する簡易的
な方法で行った。数値が高いほど、潤滑性付与部材の感
光体に対する作用が高くなり、感光体の摩擦係数を下げ
ることが可能になる。

【０１４９】感光体の静電潜像形成時の電界強度は２．
５×１０⁵（Ｖ／ｃｍ）一定とし、この時の交番電圧を
１５００Ｖ／１０００Ｈｚに設定し、潤滑性付与部材の
ネジ締めを加減して、摩擦係数を設定し、２万枚複写時
の評価を行った。帯電々位は約―６００Ｖである。

【０１５０】摩擦係数はネジの締め加減により、０．２
〜０．６の間で変化するような条件に設定した。設定し
た摩擦係数はほぼ安定したレベルに達する５００枚での
値で、感光体長手方向５ヶ所の平均で０．２１、０．３
３、０．４５、０．５１、及び０．５８であった。な
お、これらの数値は予め測定確認した値である。評価結
果を表８に示す。

【０１５１】感光体上の摩擦係数を低減化させることに
より、被覆層の摩耗をさらに抑制することが出来た。但
し、Ｎｏ．３６の様に余り低すぎると、表層の摩耗が少
なくなりすぎ、付着物による解像性低下が生じ、解像度
は５．０本／ｍｍであった。また、潤滑剤の効果が殆ど
無かったＮｏ．４０では、従来と同等の結果であった。
被覆層の硬度が大きいために、摺擦による極めて細い筋
は生じるが、クリーニングブレードによる筋状模様と殆
ど区別が付かない程度のものである。Ｎｏ．３６の筋は
スクラッチによるものではなく、潤滑剤塗布ムラによる
ものであって、常に起こる現象ではない。低摩擦係数
と、無機微粒子添加被覆層の効果により、さらなる高耐
久化が可能であった。

【０１５２】

【表８】

【０１５３】（比較例３）実施例５の感光体を被覆層の
ない感光体に変えた以外は同じ条件とし、従来同様の評
価を行った。なお、感光体表層の摩擦係数は潤滑性付与
部材の当接圧を調節することにより、予め確認した数値
で５００枚後０．１９、０．３９、０．４５及び０．５
３である。結果を表９に示す。

【０１５４】被覆層の無い感光体では潤滑性付与部材の
当接により、スクラッチが発生する傾向が認められ、同
じ摩擦係数でも被覆層の摩耗が進行する傾向が認められ
た。

【０１５５】

【表９】

【０１５６】実施例1の仕様で８０ｍｍφのアルミニウ
ム支持体に、下引き層３．５μｍ、電荷発生層０．２μ
ｍ、電荷輸送層２２μｍの感光層を形成し、さらに下記
仕様の無機微粒子分散液を繰り返し３回スプレー塗工
し、１５０℃２０分の乾燥の後、４〜５μｍの被覆層を
形成し、評価用感光体サンプルを完成した。

【０１５７】 〔無機微粒子層塗工液仕様〕 バインダー樹脂：ポリカーボネート樹脂 （Ｚポリカ、帝人化成社製、Ｍｖ＝５万） １０部 無機微粒子：酸化チタン（ＡＡ−０３、住友化学工業社製） ５．７部 低分子輸送物質：下記構造の化合物 ７部

【化５】 分散助剤（ＢＹＫ−Ｐ１０４、ビックケミージャパン社製） ０．０５部 シクロヘキサノン ２００部 テトラヒドラフラン ７００部

【０１５８】感光体に形成した静電潜像を現像するため
に、重量比でステアリン酸亜鉛を０．０２％、０．０５
％、０．１％、０．２％、０．３％添加したリコー社製
シアントナー（ＳｉＯ₂＝０．７％、ＴｉＯ₂＝０．８
％、潤滑剤ＳＺ２０００＝０．５％添加）に、７５μｍ
の磁性粉（キャリア）を混合し、５％濃度に調合した現
像剤を用意した。

【０１５９】ポリエステル樹脂にカーボンを分散し、約
（２〜５）×１０⁵Ω・ｃｍに調整され、導電性シート
に植毛された穂の高さ３ｍｍで幅７ｍｍの導電性ループ
ブラシ（２８０デニール／１４フィラメント、６００ル
ープ／ｉｎｃｈ²）を５ｍｍφの真鍮製芯金に、らせん
状に巻きつけたクリーニングブラシ部材を用意した。

【０１６０】この部材を評価用装置として用意した電子
写真複写機（ＤＡ３５５機、リコー社製）のクリーニン
グ装置を改造し、２ｍｍ幅のポリウレタンゴム板を金属
支持体に張り付けたクリーニングブレードとともに組み
付けた。ブラシの食い込み量は約２ｍｍ、回転数は１７
０ｒｐｍで、カウンター方向の回転とした。また、ブラ
シに印加するするバイアスは０Ｖ（接地）とした。

【０１６１】以上の部材および装置を用いて、１０万枚
の評価を行った。感光体との空隙が約８０〜１００μｍ
離れた非接触帯電部材に電圧を印加する装置には実施例
１に同じ装置を用い、交番電圧を１．６ｋＶ／１．２Ｋ
Ｈｚとし、直流電圧を調整し、表面電位が−７００Ｖに
なるように設定した。このときの感光体にかかる電界強
度は−２．７×１０⁵Ｖ／ｃｍであった。結果を表１０
に示す。

【０１６２】いずれの感光体サンプルにおいても、潤滑
剤とクリーニングブラシが良好に働き、感光体外観は良
好に維持されることが確認された。感光体外観は潤滑剤
（ステアリン酸亜鉛：ＳＺ２０００）を０．０２重量％
〜０．２重量％の範囲で添加した場合、１０万枚終了後
でも程よく光沢は維持され、解像度は６．３〜８．０本
／ｍｍと良好であった。潤滑剤を０．３％添加した場
合、感光体外観は良好であったが、少し解像度低下（５
〜５．６本／ｍｍ）が見られた。また、被覆層の磨耗量
は良好であった。

【０１６３】

【表１０】

【０１６４】（実施例７）潤滑剤をステアリン酸亜鉛粉
末（ＳＺ２０００）に変えてＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）粉末をシアントナーに対し重量比で０．
０１％、０．０５％、０．１％、０．３％添加した現像
剤を使用した。一方、クリーニングブラシはループブラ
シに変え、ポリエステルにカーボンを分散して２〜５×
１０⁵Ω・ｃｍに導電化した穂の長さ４ｍｍの直毛ブラ
シ（６８０デニール／４０フィラメント、２７０００フ
ィラメント／ｉｎｃｈ²）をクリーニング装置に組み付
けた。ブラシの感光体への食い込み量は約２ｍｍであ
る。また、ブラシに印加するするバイアスは０Ｖ（接
地）とした結果を表１１に示す。

【０１６５】潤滑剤をＰＴＦＥに変えても、外観特性に
対するクリーニングブラシとの作用効果は十分であるこ
とが確認された。画像品質に関しては、潤滑剤が重量比
で０．０１〜０．１％の範囲では、画像品質は７．１〜
８．０本／ｍｍであったのに対し、０．３％添加した場
合には、解像度の低下が大きくなり、４．０〜４．５本
／ｍｍと低下、し実用上問題となるレベルとなった。こ
れはクリーニングブレードでの削り作用が低下したため
であると考えられる。感光層の磨耗は潤滑剤の添加量に
応じて少なくなり、０．０２重量％添加した場合でも、
感光体は３０万枚相当の耐久性を有することが分かっ
た。

【０１６６】

【表１１】

【０１６７】

【発明の効果】請求項１の画像形成方法は、無機微粒子
を適当量分散した被覆層（感光層の一部を形成）を形成
した感光体と該感光体に電荷を付与する手段としての非
接触帯電部材とを組み合わせて使用することから、本方
法によると、帯電部材のトナー、紙粉、コロナ生成物等
から成る汚染を抑え、その汚染から生じる感光体の摩耗
を抑制し、また被覆層を形成することにより耐久性をア
ップした感光体により、各々単独使用の場合より、画像
品質を良好な状態で維持する事が出来、さらに感光体の
長寿命化を図ることが可能になった。

【０１６８】請求項２の画像形成方法は、被覆層を有す
る感光体と非接触帯電部材の組み合わせにおいて、潜像
形成時に感光体に掛かる電界強度を（２〜６）×１０⁵
（Ｖ／ｃｍ）の範囲の好適な帯電条件に設定したことか
ら、本方法によると、感光体に電界の負担をかけずに画
像形成を行うことが出来るため、長期に亘って、良好な
画像品質を維持することが可能となる。また、上記条件
に設定したことから、帯電部材へのトナー成分や、紙粉
などの異物付着が少なくなるために、帯電部材の耐久性
を向上することもでき、感光層の摩耗も少なくすること
ができる。

【０１６９】請求項３の画像形成方法は、被覆層の硬度
を鉛筆引っ掻き試験器による硬度をＨＢ以上に設定した
ことから、本方法によると、感光体の摩耗抑制に効果を
発揮させることが出来、感光体の耐久性を向上すること
が出来る。

【０１７０】請求項４の画像形成方法は、感光層上に形
成した被覆層の膜厚を１〜８μｍの範囲に設定したこと
から、本方法によると、連続的に使用しても、画像形成
に必要なコントラスト電位を良好な範囲に維持できるた
め、良好な画像品質を長期に亘って維持することが可能
となる。

【０１７１】請求項５の画像形成方法は、感光層の膜厚
を１０〜３０μｍの範囲に設定したことから、本方法に
よると、電気的、光学的な影響が少なく、高解像度を有
する作像性が得られる。

【０１７２】請求項６の画像形成方法は、感光体に電荷
を付与する非接触帯電部材をローラー形態にしたことか
ら、本方法によると、該帯電部材が回転可能となり、感
光体とは常に異なる面が対向することになるため、異常
画像が発生しにくくなり、また、安定した帯電々位を維
持することが出来る。

【０１７３】請求項７の画像形成方法は、非接触帯電部
材の径を、感光体の径より小さく設定したことから、本
方法によると、被覆層を有する感光体であっても異常画
像の発生を抑えることが出来、また、非接触帯電部材で
の帯電を安定して行うことが出来る。さらに別の面では
スペース、コストの面で有利となる。

【０１７４】請求項８の画像形成方法は、非接触帯電部
材を非画像形成領域にスペース部材が接するような構成
にして、感光体の回転に従属するように設定したことか
ら、本方法によると、専用の帯電部材用駆動装置を設置
しなくても感光体に対し、十分な静電潜像を形成するに
必要な電荷を付与させることが出来、コスト面で有利と
なる。

【０１７５】請求項９及び１０の画像形成方法は、感光
体表層に潤滑剤を付与しながら画像形成を行うものであ
るが、感光体の耐久性は好適な帯電条件の範囲では、感
光層の摩耗が律速になり、しかも摩耗はクリーニングブ
レード、現像剤との接触時の摩擦抵抗に負う処大であ
る。従って、感光層表層の摩擦係数を小さくすることに
より、摩耗が抑制され感光体の耐久性を図ることが可能
となる。特に、摩擦係数μｓは感光体に潤滑性付与部材
を常時若しくは間欠的に作用させ、０．２＜μｓ＜０．
６の範囲に設定することにより、無機微粒子分散被覆層
を有する感光体よりも更に耐久性を大きく向上すること
が出来る。

【０１７６】請求項１１の画像形成方法は、非接触帯電
部材に電圧を供給するための供給源として、交番電圧を
重畳した直流電圧を出力する電源としたものであるが、
無機微粒子を分散させた被覆層を有する感光体と非接触
帯電部材との組み合わせにおいて、前記帯電部材には直
流電圧単独よりも交番電流を重畳した直流電圧を印加す
る方が、リップル電位が少なく、安定した繰り返し電位
が維持可能である。但し、非接触帯電部材に印加する交
番電圧の周波数は１００Ｈｚ以上、２５００Ｈｚ以下の
範囲に設定し、電圧を印加する。この周波数の設定によ
り、無機微粒子を分散した被覆層を有する感光体を非接
触帯電部材との組み合わせで使用した場合、帯電部材汚
染が少なく、帯電部材の耐久性を向上することが出来、
感光体の摩耗促進も抑えることが可能となる。

【０１７７】請求項１２の画像形成装置は、無機微粒子
を分散した被覆層を有する感光体と非接触帯電部材をセ
ットとして組み込み、前記帯電部材には交番電流を重畳
した直流を高圧電源から供給し、デジタル変換された原
稿像を照射することによって静電潜像が形成できるよう
な構成のものとしたことから、本装置によると、従来に
比して帯電部材、感光体の耐久性が図れるため、省エネ
ルギーの面でも有利となり、長期に亘って安定した画像
品質を提供できる。

【０１７８】請求項１３の画像形成方法は、感光体の表
層にステアリン酸亜鉛もしくはポリテトラフルオロエチ
レンのいずれかを（適当量）付与することによって、感
光体表層は良好な外観特性が維持される。その結果、画
像品質は良好な状態で維持され、感光層の磨耗は抑制さ
れ、感光体の耐久性を大きく伸ばすことが可能となる。
請求項１４の画像形成方法は、潤滑剤を適当量トナーに
添加する方法を採用する事によって、特別にコントロー
ルする装置を設置する必要もなく、感光体表層は簡便
に、好適な摩擦係数を達成でき、また、供給手段を設置
するスペースを確保するする必要もなく、スペース的に
も有利となる。請求項１５は、クリーニングブレードに
更にクリーニングブラシを追加することによって、感光
体表層に付着し易い汚染物質は付着するごとに除去され
るため、感光体外観は常に光沢のある良好な状態に維持
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯電装置に非接触帯電部材を用い、感光体に高
耐久性を図るために被覆層を形成した感光体を装着した
本発明の複写プロセスを説明する概略図である。

【図２】本発明に使用する感光層上に被覆層を有する感
光体の構成図である。

【図３】本発明に使用する感光体の別の構成図である。

【図４】本発明で使用する非接触帯電部材の側面から見
た概略図である。

【図５】本発明で使用する非接触帯電部材の斜視図であ
る。

【図６】スペース部材を装着し、感光体と帯電部材間に
空隙を設定するための帯電部材端部の状態を説明する加
工概念図である。

【図７】スペース部材を装着し、感光体と帯電部材間に
空隙を設定するための帯電部材端部の状態を説明する別
の加工概念図である。

【図８】スペース部材を装着し、感光体と帯電部材間に
空隙を設定するための帯電部材端部の状態を説明するさ
らに別の加工概念図である。

【図９】帯電部材のローラー径と感光体径の比とオゾン
生成量及び、帯電々位の関係を説明する概念図である。

【図１０】本発明に使用する非接触帯電部材を感光体上
に装着した時の概念図である。

【図１１】非接触帯電部材に印加する交番電流の周波数
により感光体の帯電々位とリップル電位がどの様に変化
するかを示すグラフである。

【図１２】ブレードクリーニング装置に設置した潤滑性
付与部材の概略図である。

【図１３】クリーニングブレードとクリーニングブラシ
からなるクリーニング装置の概略図である

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H005 AA08 CA11 CA25 DA07 2H068 AA04 AA08 CA29 FC01 FC08 FC15 2H134 GA01 GB02 GB05 GB06 HB03 HB04 HB17 HB19 HD01 KD03 KD04 KF03 KG01 KG08 LA01 2H200 FA07 FA08 GA16 GA17 GA18 GA23 GA34 HA14 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 HB48 MA03 MA12 MA20 MB01 MB04 MB06 MC05 NA06

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に一様に帯電するために配設され
   た非接触帯電部材に電圧を印加し、デジタル変換した原
   稿像を感光体に照射することによって、画像形成を行う
   画像形成方法において、感光層の最表層面に無機微粒子
   分散の被覆層を形成してなる感光体に、非接触帯電部材
   からの電荷を供給し、画像形成を行うことを特徴とする
   画像形成方法。
2. 【請求項２】 被覆層を有する感光体に非接触帯電部材
   を介して（２〜６）×１０⁵（Ｖ／ｃｍ）となる電界強
   度及び画像露光を与え静電潜像を形成し、画像形成を行
   うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 無機微粒子を分散した被覆層の鉛筆硬度
   がＨＢ以上である感光体を使用し、画像形成を行うこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
4. 【請求項４】 無機微粒子を分散した被覆層の膜厚が１
   〜８μｍである感光体を使用し、画像形成を行うことを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方
   法。
5. 【請求項５】 被覆層を含む感光層の膜厚が１０〜３０
   μｍである感光体を使用し、画像形成を行うことを特徴
   とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
6. 【請求項６】 非接触帯電部材がローラー形態であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
7. 【請求項７】 ローラー形態の非接触帯電部材の直径が
   感光体より小径であり、小径とすることにより、前記非
   接触帯電部材と感光体間に回転数に差を設けて、感光体
   に電荷を付与させることを特徴とする請求項６に記載の
   画像形成方法。
8. 【請求項８】 ローラー形態の非接触帯電部材が非画像
   形成領域で感光体と当接しながら感光体と従属回転し、
   電荷を感光体に付与し画像形成を行うことを特徴とする
   請求項６又は７に記載の画像形成方法。
9. 【請求項９】 無機微粒子を分散した被覆層を形成した
   感光体表層に潤滑剤を間欠的又は連続的に付与しながら
   画像形成を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   かに記載の画像形成方法。
10. 【請求項１０】 無機微粒子を分散した被覆層のオイラ
    ーベルト法で測定した表面摩擦係数μｓが、初期レベル
    で０．２＜μｓ＜０．６に設定された感光体であること
    を特徴とする請求項１、２又は９に記載の画像形成方
    法。
11. 【請求項１１】 無機微粒子分散の被覆層を形成してな
    る感光体を帯電するための非接触帯電部材に電圧を供給
    するための供給源として、交番電圧を重畳した直流電圧
    を出力する電源となし、前記交番電流を作動させる周波
    数を、１００Ｈｚ以上、２．５ＫＨｚ以下とし、画像形
    成を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに
    記載の画像形成方法。
12. 【請求項１２】 感光層の最表層に無機微粒子分散の被
    覆層が形成された感光体に、感光体と帯電部材間の画像
    形成領域に空隙が形成されるように加工された非接触帯
    電部材を配設し、前記非接触帯電部材に接続された高圧
    電源より正弦波の交番電圧を重畳した直流電圧を供給
    し、デジタル変換された光像を照射することによって静
    電潜像を形成、画像形成が行われるように構成されてい
    ることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 無機微粒子を分散した被覆層を有して
    なる感光体の表層に付与する潤滑剤がステアリン酸亜鉛
    もしくはポリテトラフルオロエチレンのいずれか１種で
    あることを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
14. 【請求項１４】 無機微粒子を分散した被覆層を有して
    なる感光体の表層に潤滑剤を付与する手段がトナーに添
    加されることにより行われることを特徴とする請求項９
    又は１３に記載の画像形成方法。
15. 【請求項１５】 クリーニング装置に更にクリーニング
    ブラシが付加されてなることを特徴とする請求項１〜１
    １、１３、１４のいずれかに記載の画像形成方法。