JP2003043712A

JP2003043712A - 電子写真装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2003043712A
Application number: JP2001229900A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 宏齊藤; Hiroyuki Omori; 弘之大森; Hirofumi Kumoi; 郭文雲井; Shinji Takagi; 進司高木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなる環境下でも画像ボケ、カブリ、帯電
不良、転写不良のない高品質な画像を得られる電子写真
装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】感光体、帯電手段、情報書込手段、現像
手段、転写手段、該帯電手段より上流に位置し感光体面
上の現像剤を帯電する現像剤帯電量制御手段、該制御手
段より上流かつ転写手段より下流に位置し現像剤像を転
写材に転写した後の感光体面上の残留現像剤像を均一化
する残留現像剤像均一化手段とを有し、現像剤像転写後
の残留現像剤像を該均一化手段で均一化し、その均一化
された残留現像剤を該制御手段で正規極性に帯電処理
し、該帯電手段で感光体面を帯電すると同時に適正帯電
量にする電子写真装置において、感光体表面層の水に対
する接触角が９０°以上、トナー粒子が０．９２０〜
０．９９５の平均円形度の球形トナーで、更に吸水量が
３００〜５０００ｐｐｍである電子写真装置及びプロセ
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、クリーナレスシス
テムの転写式電子写真装置及びプロセスカートリッジに
関し、より詳しくは、特定の電子写真感光体、転写工程
後の電子写真感光体上に残余する現像剤（トナー）を現
像装置において現像兼クリーニングで像担持体上から除
去・回収し、再利用するようにしてクリーニング装置を
廃したクリーナレス方式の電子写真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、転写型の電子写真方式を用いた複
写機・プリンタ・ファクシミリ等の転写方式電子写真装
置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である電子
写真感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯
電処理する帯電装置（帯電工程）、帯電処理された感光
体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光
装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現
像剤であるトナーにより顕像化する現像装置（現像工
程）、上記トナー画像を感光体面から紙等の転写材に転
写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に
多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清掃す
るクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上の
トナー画像を定着させる定着装置（定着工程）等から構
成されており、感光体は繰り返して電子写真プロセス
（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用され
て作像に供される。

【０００３】転写工程後の感光体上に残余するトナー
は、クリーニング装置により感光体面から除去されてク
リーニング装置内に溜って廃トナーとなるが、環境保全
や資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは発生
しないことが望ましい。

【０００４】そこで、クリーニング装置にて回収されて
いる転写残トナー、いわゆる廃トナーを現像装置に戻し
て再利用する電子写真装置がある。また、クリーニング
装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現
像で感光体上から除去・回収し、再利用するようにした
クリーナレス方式の電子写真装置がある。

【０００５】現像兼クリーニングは、転写後の感光体上
の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、すなわち引
き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該
静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像
装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差
であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって、トナー
で現像されるべきではない感光体面部分上（非画像部）
に存在する転写残トナーは現像装置に回収されて次工程
以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーを
無くし、またメンテナンスに手を煩わせることも少なく
することができる。また、独立したクリーニング手段を
持たない、所謂クリーナレスであることで電子写真装置
の小型化にも有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ａ）上述したような、
転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置におい
て現像兼クリーニングで除去・回収し再用するクリーナ
レス方式の電子写真装置において、感光体の帯電装置が
感光体に当接して感光体面を帯電処理する接触帯電装置
であるときには、感光体上の転写残トナーが感光体と接
触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際
に、転写残トナー中の特に帯電極性が正規極性とは逆極
性に反転しているトナーが接触帯電装置に付着して接触
帯電装置を許容以上にトナー汚染させて帯電不良の原因
となってしまう。

【０００７】すなわち、現像剤としてのトナーには、量
的には少ないけれども、帯電極性がもともと正規極性と
は逆極性に反転しているトナーが混在している。また、
帯電極性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや
剥離放電等に影響されて帯電極性が反転するものや、除
電されて帯電量が少なくなるものもある。

【０００８】従って、転写残トナーには、帯電極性が正
規極性のもの、逆極性の反転トナー、帯電量が少ないも
のが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少な
いトナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である
帯電部を通過する際に接触帯電装置に付着し易い。

【０００９】ｂ）また、感光体上の転写残トナーを現像
装置の現像兼クリーニングにて除去・回収するために
は、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の
転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯
電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できる
トナーの帯電量であることが必要である。反転トナーや
帯電量が適切でないトナーについては、感光体上から現
像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってし
まう。

【００１０】ｃ）上記ａ）の接触帯電装置へのトナーの
付着は、転写部から帯電部へ持ち運ばれる、帯電極性が
正規極性のもの、逆極性のもの、帯電量が少ないものが
混在している感光体上の転写残トナーをトナー帯電量制
御手段によって正規極性へと帯電付与して帯電極性を正
規極性に揃えると共に帯電量を均一化することにより防
止することができる。

【００１１】しかしながら、接触帯電装置へのトナーの
付着を防止するためにトナー帯電量制御手段によって帯
電付与された転写残トナーは、感光体の静電潜像を現像
できるトナーの帯電量に比べて大きいため、現像装置に
おいて現像兼クリーニングにて除去・回収されにくいの
である。このような場合、感光体に残留するトナーは次
の画像へと重なり、不良画像を起こしてしまうのであ
る。

【００１２】また、近年のユーザニーズの多様化に伴
い、写真画像等といった高印字率な画像の連続印字動作
や、カラー化に伴い感光体上への多重現像方式等によ
り、一度に大量の転写残トナーの発生により、上述のよ
うな問題を更に助長させてしまうのである。

【００１３】そこで、転写工程後の像担持体上の転写残
現像剤を現像兼クリーニングで除去・回収し再用するク
リーナレス方式の電子写真装置について、帯電手段への
転写残現像剤の付着を防止する共に、現像手段での転写
残現像剤の回収も効率的になされるようにするために現
像剤像転写後の電子写真感光体上に残留する残留現像剤
像を前記残留現像剤像均一化手段で均一化し、その均一
化された電子写真感光体上の残留現像剤を前記現像剤帯
電量制御手段で正規極性に帯電処理し、前記帯電手段で
前記電子写真感光体面を帯電すると同時に、適正帯電量
にすることで帯電不良や不良画像を防止することが提案
されている。

【００１４】以上は電子写真装置本体に関する改良であ
るが、一方、消耗品である電子写真感光体及びトナーの
側にも、前述の不良画像の発生を抑制するための改良が
要求されている。

【００１５】電子写真感光体における具体的な改良とし
ては、前記の残留トナー及びその構成成分による感光体
上への融着やフィルミングの発生という問題に対して、
感光体の表面層の離型性を向上することが求められてい
る。また、電子写真感光体は上述のような電気的及び機
械的外力すなわち摺擦による表面の磨耗や傷の発生、又
は、帯電時に感光体に流れる電流による表面層の劣化
や、帯電時に発生するオゾンやＮＯｘ等の活性物質の付
着という問題に対して、表面層の耐久性を向上させるこ
とが要求される。

【００１６】また、トナーが電子写真感光体の表面層に
影響を与える場合がある。すなわちトナーの水分量の値
によっては、静電潜像形成、転写、クリーニングの各工
程においてトナーと電子写真感光体とが接触する際にト
ナーと表面層との間で水分が移動し、それが各種帯電処
理工程時に表面層上に介在することにより、オゾンやＮ
Ｏｘ等の前記活性物質の発生が更に増加し、感光体の耐
久性、離型性の低下を引き起こす。特に、高温高湿の環
境下においてその現象は顕著である。

【００１７】更に、本発明の電子写真装置のような所謂
クリーナレスシステムにおいては、従来のクリーナ付き
システムに比べてトナーと電子写真感光体が接触する時
間が長く、感光体がトナーの含有する水分の影響をより
受け易い傾向にあるため、前記問題をより増大させてし
まうのである。

【００１８】本発明の目的は、いかなる環境下において
も画像ボケ、カブリ、帯電不良、転写不良のない高品質
な画質を安定して供給できる電子写真装置及びプロセス
カートリッジを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、電子写
真感光体と、電子写真感光体面を帯電する帯電手段と、
帯電処理された電子写真感光体に静電潜像を形成する情
報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像
を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材
に転写する転写手段と、該帯電手段より上流に位置して
いて、電子写真感光体上の現像剤を帯電する現像剤帯電
量制御手段と、該現像剤帯電量制御手段より上流かつ該
転写手段より下流に位置していて、該現像剤像を転写材
に転写した後の電子写真感光体面上に残留する残留現像
剤像を均一化する残留現像剤像均一化手段と、を有し、
現像剤像転写後の電子写真感光体上に残留する残留現像
剤像を該残留現像剤像均一化手段で均一化し、その均一
化された電子写真感光体上の残留現像剤を該現像剤帯電
量制御手段で正規極性に帯電処理し、該帯電手段で前記
電子写真感光体面を帯電すると同時に、適正帯電量にす
る電子写真装置において、該電子写真感光体の表面層の
純水に対する接触角が９０°以上であり、かつ該トナー
粒子が０．９２０〜０．９９５の平均円形度を有する球
形トナーであり、更に該トナー粒子の吸水量が３００ｐ
ｐｍ〜５０００ｐｐｍであることを特徴とする電子写真
装置が提供される。

【００２０】また、本発明に従って、上記電子写真装置
に用いられる電子写真感光体、帯電手段、現像手段、残
留現像剤像均一化手段、現像剤帯電量制御手段からなる
群より選択される少なくとも一つの手段を一体に支持
し、電子写真装置本体と着脱自在であることを特徴とす
るプロセスカートリッジが提供される。

【００２１】

【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。

【００２２】本発明の電子写真装置を以下に説明する。

【００２３】図１は本発明における電子写真装置の断面
図である。本電子写真装置は、主に電子写真感光体１、
導電性弾性ローラ２（以降、帯電ローラと称する）、現
像手段と転写残トナー回収手段を兼ねる現像装置４、転
写残トナーを均一化／正規極性化するための転写残トナ
ー均一化手段８及びトナー帯電量制御手段７、その他露
光装置３、転写ローラ５、定着ローラ６から構成され
る。本例の電子写真装置はクリーナレスであり、転写材
Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面に若干量
残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装
置は具備させていない。転写後の感光ドラム１面上の転
写残トナーは、引き続く感光ドラム１の回転に伴いｅ、
ｆにて転写残トナー均一化手段８及びトナー帯電量制御
手段７により除電／正規極性化されたのち、帯電部ａに
て帯電ローラにより適正帯電化され、露光部ｂを通って
現像部ｃに持ち運ばれて、現像装置４により現像兼クリ
ーニング（回収）される（クリーナレスシステム）。

【００２４】次に、本電子写真装置の主たる構成部材に
ついて述べる。

【００２５】ａ）帯電ローラ帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ不図示の
軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押し圧
ばね２ｅによって感光体方向に付勢して感光体１の表面
に対して所定の押圧力を持って圧接させており、感光体
１の回転に従動して回転する。感光体１と帯電ローラ２
との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。

【００２６】帯電ローラ２の芯金２ａには、電源Ｓ１よ
り所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることによ
り回転感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯
電処理される。本例において、帯電ローラ２に対する帯
電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａ
ｃ）とを重畳した振動電圧である。

【００２７】より具体的には、直流電圧；−５００Ｖ交流電圧；周波数ｆ１０００Ｈｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ
１４００Ｖ、正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光
ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接
触帯電処理される。

【００２８】帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであ
り、図２の層構成を示す模式図のように、芯金（支持部
材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層
２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂ
は帯電音を軽減するための発泡スポンジ層であり、中間
層２ｃは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための
導電層であり、表層２ｄは感光体１上にピンホール等の
欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設
けている保護層である。

【００２９】ｂ）現像装置４は感光体１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し
静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置、かつ
トナーが現像されるべきではない感光体１上の転写残ト
ナーの回収手段としての転写残トナー回収装置であり、
本例は二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であ
る。また、本例において、現像スリーブ４ｂに対する現
像バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａ
ｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧；−３５０Ｖ交流電圧；１６００Ｖとを重畳した振動電圧である。

【００３０】ｃ）トナー帯電量制御手段７及び転写残ト
ナー均一化手段８感光ドラム１面上の転写残トナーの現像装置３による現
像兼クリーニングを効果的に行なわせるためには、現像
部ｃに持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性
が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって
感光体の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であるこ
とが必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナ
ーについては、感光体上から現像装置に除去・回収でき
ず、不良画像の原因となってしまう。

【００３１】そこで本例においては、転写部ｄよりも感
光体回転方向下流側の位置において、感光体１上の転写
残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像
剤像）均一化手段８を設け、この転写残トナー均一化手
段８よりも感光体回転下流側で、帯電部ａよりも感光体
回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極
性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像
剤）帯電量制御手段７を設けている。

【００３２】転写残トナー均一化手段８を設けることに
より、転写部ｄからトナー帯電量制御手段７へ持ち運ば
れる感光ドラム１上のパターン状の転写残トナーはトナ
ー量が多くても、そのトナーが感光ドラム１面に分散安
定化され、非パターン化されるので、トナー帯電量制御
手段７の一部にトナーが集中することがなくなり、該ト
ナー帯電量制御手段７による転写残トナーの全体的な正
規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナー
の帯電ローラ２への付着防止が効果的になされる。

【００３３】本例では、上記の転写残トナー均一化手段
８とトナー帯電量制御手段７は、適度の導電性を持った
ブラシ状部材であり、ブラシ部を感光体１面に接触させ
て配設してある。ｆは転写残トナー均一化手段８と感光
体１面の接触部である。ｅはトナー帯電量制御手段７と
感光体１面の接触部である。

【００３４】転写残トナー均一化手段８は、アース接地
もしくは必要に応じてバイアスを印加できるよう設定さ
れており、トナー帯電量制御手段７には負極性の電圧が
電源Ｓ４より印加されている。より具体的には、トナー
帯電量制御手段７への印加電圧は−８００Ｖとした。

【００３５】かくして、転写部ｄから帯電部ａへ持ち運
ばれる感光体１上の転写残トナーのトリボをトナー帯電
量制御手段７で正規極性である負極性に揃えて帯電処理
することで転写残トナーの帯電ローラ２への付着を防止
しつつ、帯電ローラ２で感光体１を所定の電位に帯電す
ると同時に、上記のトナー帯電量制御手段７で正規極性
である負極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量
を、現像装置４によって感光体の静電潜像を現像できる
適切な帯電量に制御することで現像装置での転写残トナ
ーの回収も効率的になされるもので、これにより、帯電
不良や不良画像がなく、しかもクリーナレスシステムの
メリットを生かした電子写真装置を提供するものであ
る。

【００３６】次に、本発明に用いられる電子写真感光体
について説明する。

【００３７】本発明における電子写真感光体の支持体と
しては、導電性を有するものであればいずれのものでも
よく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、
亜鉛、ステンレス、バナジウム、モリブデン、クロム、
チタン、ニッケル及びインジウム等の金属をドラム状又
はシート状に成形したもの、アルミニウムや銅等の金属
箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アル
ミニウム、酸化インジウム及び酸化スズ等をプラスチッ
クフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又は結着
樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチック
フィルム及び紙等が挙げられる。支持体の形状として
は、ドラム状、シート状及びベルト状等が挙げられる
が、適用される電子写真装置に最も適した形状にするこ
とが好ましい。

【００３８】次に、本発明における電子写真感光体の感
光層について説明する。感光層の構成は電荷発生材料と
電荷輸送材料の双方を同一の層に含有する単層型と、電
荷発生層と電荷輸送層を有する積層型に大別されるが、
電子写真特性的には積層型が好ましい。

【００３９】感光層が積層型の場合、電荷発生材料とし
ては、セレン、セレン−テルル及びアモルファスシリコ
ン等の無機系電荷発生材料；ピリリウム系染料、チアピ
リリウム系染料、アズレニウム系染料、チアシアニン系
染料及びキノシアニン系染料等のカチオン染料；スクエ
アリウム塩系顔料；フタロシアニン系顔料；アントアン
トロン系顔料、ジベンズピレンキノン系顔料及びピラン
トロン系顔料等の多環キノン顔料；インジゴ系顔料；キ
ナクリドン系顔料；及びアゾ系顔料等が挙げられる。電
荷発生層は、これらの電荷発生材料を真空蒸着装置によ
って蒸着層として形成したり、あるいは結着樹脂に分散
又は溶解した塗工液を塗布し、乾燥することによって塗
布層として形成することができる。

【００４０】結着樹脂としては広範な絶縁性樹脂から選
択でき、また、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びポリ
ビニルピレン等の有機光導電性ポリマーから選択でき
る。好ましくは、ポリビニルブチラール、ポリアリレー
ト（ビスフェノールＡとフタル酸の縮重合体等）、ポリ
カーボネート、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、アクリ
ル樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアミド、セルロース
系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルア
ルコール等の樹脂が挙げられる。

【００４１】電荷発生層中に含有する結着樹脂は、電荷
発生層全質量に対して８０質量％以下であることが好ま
しく、特には５０質量％以下であることが好ましい。電
荷発生層の膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、特
には０．０１〜１μｍであることが好ましい。

【００４２】電荷輸送層は、主として電荷輸送材料と結
着樹脂としての本発明にかかるポリアリレート樹脂、も
しくはポリアリレート樹脂とシリコーン変性ポリカーボ
ネート樹脂とこれらを溶解させる適当な溶媒に溶解させ
た塗料を塗工／乾燥して形成する。

【００４３】本発明におけるポリアリレート樹脂の構成
単位としては、以下にその構造単位例を示すが、本発明
はこれらに限定されるものではない。しかし、本発明で
は構成単位例６で表される構造のものが好ましい。

【００４４】

【化３】

【００４５】本発明に用いられるシリコーン変性ポリカ
ーボネート樹脂について式（２）で示される構成単位を
有する重合体と式（２）、（３）及び（４）で示される
構成単位を有する共重合体の割合は、耐ソルベントクラ
ック性、耐久性及び電気特性に対する環境安定性、溶液
安定性に依存する製造安定性を考慮して制御しなければ
ならないが、式（２）、（３）及び（４）で示される構
成単位を有する共重合体が式（２）で示される構成単位
を有する重合体に対して質量割合で０．１〜９５％の範
囲であることが好ましく、０．５〜８０％の範囲が特に
好ましい。

【００４６】特に、式（２）及び（３）で示される構成
単位の質量をαとし、式（４）で示される構成単位をβ
としたときに、β／（α＋β）の値が０．０１〜０．１
の範囲であるときは、前記重合体の割合は１〜１５質量
％の範囲であることが好ましく、３〜１０質量％の範囲
が特に好ましい。

【００４７】また、式（２）及び（４）で示される構成
単位の質量をγとし、式（３）で示される構成単位をδ
としたときに、δ／（γ＋δ）の値が０．３〜０．８の
範囲であることが好ましく、０．４〜０．８の範囲が特
に好ましい。

【００４８】本発明においてポリアリレート樹脂とシリ
コーン変性ポリカーボネート樹脂とを混合する場合は、
それぞれの質量をＡ、ＢとしたときＡ／Ｂ≧１とするこ
とが好ましい。

【００４９】シリコーン変性ポリカーボネート樹脂は発
泡性を持っているため、混合量を多くしてゆくと成膜が
うまくできなくなってしまうので、上記混合比の範囲で
使用することが好ましい。

【００５０】本発明に用いられる電荷輸送材料として
は、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ス
チルベン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化合
物、トリアリールメタン化合物及びチアゾール化合物等
の低分子化合物が挙げられる。電荷輸送層の結着樹脂と
しては、本発明にかかるポリアリレート樹脂とシリコー
ン変性ポリカーボネート樹脂の他に、ポリカーボネート
樹脂をブレンドしたり、その他の樹脂、例えば、ポリア
クリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹
脂、スチレン−アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメ
タクリル酸エステル樹脂又はスチレン−メタクリル酸エ
ステル共重合体樹脂等を更に混合してもよい。電荷輸送
材は０．５〜２倍量の結着樹脂と組み合わされ塗工、乾
燥し電荷輸送層を形成する。電荷輸送層の膜厚は５〜４
０μｍが好ましく、特には１５〜４０μｍが好ましい。

【００５１】本発明の電子写真感光体の表面層に用いら
れるシリコーン系粉末潤滑材としては、感光体の表面の
滑り性を向上させ、電子写真特性を悪化させないもので
あればどのようなものを使ってもかまわないが、特には
東亞合成化学工業（株）製の商品名「アロンＧＳ−１０
１ＣＰ」が好ましい。

【００５２】更に、電荷輸送層中には酸化防止剤、紫外
線吸収剤及び可塑剤等の添加剤を必要に応じ添加するこ
ともできる。

【００５３】感光層が単層型の場合、感光層は前記電荷
発生材料及び電荷輸送材料を前記結着樹脂中に分散及び
溶解した溶液を支持体上に塗布し、乾燥することによっ
て形成することができる。

【００５４】本発明においては、支持体と感光層の間に
バリアー機能と接着機能をもつ下引層を設けることもで
きる。下引層の材料としては、ポリビニルアルコール、
ポリエチレンオキシド、ニトロセルロース、エチルセル
ロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸コポ
リマー、アルコール可溶アミド、ポリアミド、ポリウレ
タン、カゼイン、ニカワ及びゼラチン等が挙げられる。
下引層は、これらの材料を適当な溶剤に溶解した溶液を
支持体上に塗布し、乾燥することによって形成すること
ができる。その膜厚は５μｍ以下であることが好まし
く、特には０．２μｍ〜３μｍであることが好ましい。

【００５５】露光がレーザー光の場合は、干渉縞の防止
のために下引層と支持体の間に導電層を設けることが好
ましい。導電層は、カーボンブラック及び金属粒子等の
導電性粉体を結着樹脂中に分散した溶液を支持体上に塗
布し、乾燥することによって形成することができる。導
電層の膜厚は５〜４０μｍであることが好ましく、特に
は５〜３０μｍであることが好ましい。

【００５６】上述した各種層は、適当な有機溶剤を用
い、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、ビ
ームコーティング法、スピンナーコーティング法、ロー
ラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法及び
ブレードコーティング法等のコーティング法によって形
成することができる。

【００５７】本発明における電子写真感光体の表面層
は、純水に対する接触角が９０°以上であることが必須
である。接触角が９０°未満であると、低表面エネルギ
ー特性を有さないことから転写不良等の画像欠陥を引き
起こすことがある。

【００５８】本発明におけるトナー粒子は、０．９２０
〜０．９９５の平均円形度を有する円形トナーである。
トナー粒子が０．９２０未満であるとトナー表面上で外
添剤が偏在し、結果として、画像濃度が不安定になるこ
とがあり、０．９９５を超えるとトナー表面上に外添剤
が保持されにくくなり、結果として帯電が不均一となり
カブリが発生することがある。また、トナー粒子は、吸
水量が３００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍでもある。吸水量
が３００ｐｐｍ未満であると、低温低湿の環境下におい
てトナー同士の摩擦により電荷が局在化してトナーに適
正な電荷量が与えられず、カブリ等の画像欠陥を発生す
ることがあり、５０００ｐｐｍを超えると、高温高湿の
環境下においてトナーから感光体上へ多量の水分が移動
して帯電時における活性物質の発生を増大させ、それが
感光体の表面層の接触角を低下させることにより、転写
不良等の画像欠陥を発生することがある。

【００５９】本発明における球形トナーとは、粉砕分級
法によって製造された不定形トナーを球形化処理したも
のや、懸濁重合法や分散重合法によって製造されたも
の、熱気流、流動造粒法によって製造されたもの等を含
む。

【００６０】球形トナーの円相当径の円形度分布は、フ
ロー式粒子像分布装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電
子社製）を用いて以下の通り測定される。

【００６１】測定は、フィルターを通して微細なごみを
取り除き、その結果として１０^-3ｃｍ³の水中に測定範
囲（例えば、円相当径０．６０μｍ以上１５９．２１μ
ｍ未満）の粒子数が２０個以下のイオン交換水に界面活
性剤（好ましくは和光純薬製コンタミノン）を０．１〜
０．５質量％加えて調製した溶液約１０ｍｌ（２０℃）
に、測定試料を約０．０２ｇ加えて均一に分散させて調
製した。分散させる手段としては、株式会社エスエムテ
ー社製の超音波分散機ＵＨ−５０（振動子はφ５ｍｍの
チタン合金チップ）を用いた。分散時間は５分間以上と
し、その際、分散媒の温度が４０℃以上にならないよう
に適宜冷却した。上記フロー式粒子像測定装置を用い、
０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の円相当径を有
する粒子の粒度分布及び円形度分布を測定する。

【００６２】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、以下に示す「％」及び「部」は、それぞれ
「質量％」及び「質量部」を意味する。

【００６３】（実施例１）＜感光体例１＞φ３０ｍｍ×３５７．５ｍｍのアルミニ
ウムシリンダーを支持体とし、それに以下の材料より構
成される塗料を支持体上に浸漬コーティング法で塗布
し、１４０℃で３０分熱硬化することによって、膜厚が
１５μｍの導電層を形成した。

【００６４】導電性顔料：酸化スズコート処理酸化チタン１０部抵抗調節用顔料：酸化チタン１０部結着樹脂：フェノール樹脂１０部レベリング剤：シリコーンオイル０．００１部溶剤：メタノール／メチルセロソルブ＝１／１（質量比）２０部

【００６５】この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３
部と共重合ナイロン３部とをメタノール６５部／ｎ−ブ
タノール３０部とに溶解した溶液を浸漬コーティング法
で塗布することによって、膜厚が０．５μｍの下引き層
を形成した。

【００６６】この上に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折における
ブラッグ角（２θ±０．２°）の７．４°及び２８．２
°に強いピークを有するヒドロキシガリウムフタロシア
ニン結晶３．５部とポリビニルブチラール樹脂（商品
名：エスレックＢＨ−Ｓ、積水化学工業（株）製）１部
をシクロヘキサノン１２０部に添加し、１ｍｍφガラス
ビーズを用いたサンドミルで３時間分散し、これにメチ
ルエチルケトン１２０部を加えて希釈して電荷発生層用
塗料を調製した。下引き層上に、この電荷発生層用塗料
を浸漬塗布し、１００℃で１０分間乾燥して、膜厚が
０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

【００６７】その上に、下記式（５）で示される電荷輸
送材料８部、

【００６８】

【化４】式（１）の構成単位からなるポリアリレート樹脂（重量
平均分子量Ｍｗ＝１１万）１０部を、ジメトキシメタン
３３部／モノクロロベンゼン６０部の混合溶媒に溶解さ
せて電荷輸送層用塗布液とした。この塗料で浸漬塗布に
て塗膜を形成し、１２０℃で１時間乾燥し２０μｍ（中
心付近）の電荷輸送層を形成した。

【００６９】このとき得られた感光体を、滴下式の接触
角計により感光体表面層の純水に対する接触角を測定し
たところ９０°であった。接触角を測定する方法として
は、図２に示すように感光体表面層２１上に水滴２２を
注射器を用いて一定の大きさにし感光体表面層２１と、
水滴２２の接触角θを測定する方法にて行った。

【００７０】＜トナー例１＞０．１ＭのＮａＰＯ₄水溶
液と１ＭのＣａＣｌ₂水溶液を用意する。ＴＫ式ホモミ
キサー（特殊機化工業製）の２リットルフラスコ内に
０．１ＭのＮａＰＯ₄を３２２ｇとイオン交換水８５０
ｇを投入し、１２０００ｒｐｍで攪拌した。１ＭのＣａ
Ｃｌ₂水溶液４８．４ｇを、６０℃に加温した上記ホモ
ミキサー攪拌下に徐々に加え、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂を含む
分散媒を得た。

【００７１】スチレン１８０ｇｎ−ブチルアクリレート２０ｇパラフィンワックス（ｍ．ｐ．７０℃）６０ｇＣ．Ｉピグメントブルー１５：３１０ｇ変性ポリエステル樹脂１０ｇジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸金属化合物１ｇ上記処方のうち、変性ポリエステル樹脂、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５：３、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル
酸クロム化合物とスチレン１００ｇだけをアトライター
（三井三池製）を用いて予備分散し、着色剤分散液を調
製した。

【００７２】次に、着色剤分散液に上記処方全てを添加
し、７０℃に加温し、溶解、分散して重合性単量体混合
物とし、更に、７０℃に保持しながら、開始剤２，２−
アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇ及
びジメチル２，２−アゾビスイソブチレート１ｇを加え
て溶解し、重合性単量体組成物を調製した。

【００７３】前記ホモミキサーの２リットルフラスコ内
で調製した分散媒に、上記重合性単量体組成物を投入し
た。７０℃で、窒素雰囲気としたＴＫホモミキサーを用
いて、１００００ｒｐｍで２０分間攪拌し、重合性単量
体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつ
つ７０℃で６時間反応させた後、９０℃で１０時間重合
させた。

【００７４】反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加え
てＣａ₃（ＰＯ₄）₂を溶解し、ろ過、水洗、乾燥してシ
ャープな粒度分布を持つ重量平均径＝８．２μｍ、平均
円形度０．９５０の重合トナーを得た。このトナー粒子
を４５℃、５０ｍｍＨｇの減圧下で、１２時間脱気処理
を行った。このとき得られたトナーの吸水量を測定した
ところ６３０ｐｐｍであった。

【００７５】トナー粒子の吸水量測定は、０．５±０．
１ｇのサンプルを用い、２３℃／５０％の環境下におい
て、微量水分測定装置（ＡＱ−６平沼産業株式会社）
にて測定した（滴定用試薬ハイドラナールアクアライト
ＲＳ）。サンプルの加熱は、ＡＱ−６とインターフェイ
スで接続し自動水分気化装置（ＳＥ−２４平沼産業株式
会社）にて行った（１１０℃設定、Ｎ₂ガス０．２５リ
ットル）。

【００７６】以上の感光体例１及びトナー例１を、図１
に示す電子写真装置に装着して画像評価を行った。

【００７７】評価として、１５℃／１０％、３０℃／８
０％の各環境下における初期画像を見た。なお画像評価
は、◎：優、○：良、△：可で評価した。それぞれの結
果を表１に示す。

【００７８】（実施例２）実施例１において、感光体を
下記感光体例２に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００７９】＜感光体例２＞感光体例１において、電荷
輸送層塗布液中のポリアリレート樹脂１０部を９．５部
に代え、更に式（２）、（３）及び（４）の構成単位か
らなるシリコーン変性ポリカーボネート樹脂０．５部を
加えた以外は、感光体例１と全く同様にして感光体を作
製した。得られた感光体の接触角を測定したところ１０
０°であった。

【００８０】（実施例３）実施例１において、感光体を
下記感光体例３に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００８１】＜感光体例３＞感光体例２において、電荷
輸送層塗布液にシリコーン系粉末潤滑材（商品名：アロ
ンＧＳ−１０１ＣＰ、東亞合成化学工業（株）製）を
０．１部添加した以外は、感光体例２と全く同様にして
感光体を作製した。得られた感光体の接触角を測定した
ところ１０５°であった。

【００８２】（実施例４）実施例１において、トナーを
下記トナー例２に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００８３】＜トナー例２＞トナー例１において、重合
反応終了後のトナーの脱気条件を４５℃、１０時間に変
更した以外は、トナー例１と全く同様にトナーを作製し
た。得られたトナーの吸水量を測定したところ、１５０
０ｐｐｍであった。

【００８４】（比較例１）実施例１において、トナーを
下記トナー例３に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００８５】＜トナー例３＞トナー例１において、重合
反応終了後のトナーの脱気条件を５０℃、２４時間に変
更した以外は、トナー例１と全く同様にしてトナーを作
製した。得られたトナーの吸水量を測定したところ１０
０ｐｐｍであった。

【００８６】（比較例２）実施例１において、トナーを
下記トナー例４に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００８７】＜トナー例４＞トナー例１において、重合
反応終了後のトナーの脱気条件を４０℃、６時間に変更
した以外は、トナー例１と全く同様にしてトナーを作製
した。得られたトナーの吸水量を測定したところ１００
００ｐｐｍであった。

【００８８】（比較例３）実施例１において、感光体を
下記感光体例５に変更した以外は、実施例１と全く同様
に行った。結果を表１に示す。

【００８９】＜感光体例５＞感光体例１において、電荷
輸送層塗布液中のポリアリレート樹脂１０部に代えて、
ポリカーボネートＡ型樹脂（商品名：テイジンパンライ
トＬ−１２５０、帝人化成（株）製）１０部を用いた以
外は、感光体例１と全く同様にして感光体を作製した。
得られた感光体の接触角を測定したところ８０°であっ
た。

【００９０】

【表１】

【００９１】実施例１〜４においては、感光体例１〜３
のいずれの感光体も表面層の純水に対する接触角が９０
°以上という値から低表面エネルギー特性を有している
ことが分かる。また、トナー例１からの水分の移動も少
ないため帯電時における活性物質の発生も少なく、従っ
て使用環境に係らず常に安定した画像を得ることができ
た。

【００９２】これに対し、比較例１においては感光体例
１が低表面エネルギー特性を有しているにも係らず、ト
ナー例３の吸水量が１００ｐｐｍと、本発明で規定した
トナーの水分量に比べて小さい値を有していたため、低
温低湿の環境下においてトナー同士の摩擦により電荷が
局在化してトナーに適正な電荷量が与えられず、結果と
してカブリ等の画像欠陥を発生した。

【００９３】比較例２においては、感光体例１が低表面
エネルギー特性を有しているにも係らず、トナー例４の
吸水量が１００００ｐｐｍと、本発明で規定したトナー
の水分量に比べて大きい値を有していたため、高温高湿
の環境下においてトナーから感光体上へ多量の水分が移
動して帯電時における活性物質の発生を増大させ、それ
が感光体の表面層の接触角を低下させることにより、結
果として転写不良等の画像欠陥を発生した。

【００９４】比較例３においては、トナー例１が適切な
水分量を有しているにもかかわらず、感光体例４の接触
角が８０°という値から低表面エネルギー特性を有さな
いことが分かり、結果として転写不良等の画像欠陥を発
生した。

【００９５】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によって、
いかなる環境下においても画像ボケ、カブリ、帯電不
良、転写不良のない高品質な画像を安定して供給できる
電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供すること
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概略構成を模式的に示
した図である。

【図２】電子写真感光体表面の純水に対する接触角の測
定方法に示した図である。

【符号の説明】

１電子写真感光体２帯電ローラ（帯電手段）３露光装置（レーザビームスキャナ）４現像装置（現像手段）５転写ローラ６定着装置７トナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）８転写残トナー均一化手段（残留現像剤均一化手
段）Ｓ１〜Ｓ４バイアス電圧印加電源２１電子写真感光体表面層２２水滴

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 21/00 21/00 15/08 ５０７Ｂ (72)発明者雲井郭文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 (72)発明者高木進司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） 2H005 AA15 EA10 2H068 AA13 AA14 AA21 AA28 AA35 BB26 BB27 BB33 BB54 FA11 FA15 FA27 2H077 AA37 AC16 AD00 AD06 AD31 DB14 EA03 2H134 GA01 GB02 HF13 KG01 KG07 KG08 MA02 MA11 2H200 FA08 FA14 GA23 GA45 GB14 GB37 HA03 HA28 HB12 HB22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体と、電子写真感光体面を
帯電する帯電手段と、帯電処理された電子写真感光体に
静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現
像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化
した現像剤像を転写材に転写する転写手段と、該帯電手
段より上流に位置していて、電子写真感光体上の現像剤
を帯電する現像剤帯電量制御手段と、該現像剤帯電量制
御手段より上流かつ該転写手段より下流に位置してい
て、該現像剤像を転写材に転写した後の電子写真感光体
面上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現像剤像
均一化手段と、を有し、現像剤像転写後の電子写真感光
体上に残留する残留現像剤像を該残留現像剤像均一化手
段で均一化し、その均一化された電子写真感光体上の残
留現像剤を該現像剤帯電量制御手段で正規極性に帯電処
理し、該帯電手段で電子写真感光体面を帯電すると同時
に、適正帯電量にする電子写真装置において、該電子写
真感光体の表面層の純水に対する接触角が９０°以上で
あり、かつトナー粒子が０．９２０〜０．９９５の平均
円形度を有する球形トナーであり、更に該トナー粒子の
吸水量が３００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍであることを特
徴とする電子写真装置。
【請求項２】電子写真感光体が下記式（１）の構成単
位からなるポリアリレート樹脂を含有する請求項１に記
載の電子写真装置。【化１】
【請求項３】電子写真感光体が下記式（２）、（３）
及び（４）で示されるポリカーボネート樹脂又はポリカ
ーボネート変性体を構成単位とする共重合体を含有する
請求項１又は２に記載の電子写真装置。【化２】
【請求項４】電子写真感光体に含有されるポリアリレ
ート樹脂と共重合体の質量を各々Ａ、Ｂとしたとき、Ａ
及びＢがＡ／Ｂ≧１の関係で表される請求項１〜３のい
ずれかに記載の電子写真装置。
【請求項５】表面層にシリコーン系粉末潤滑剤を含有
する請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項６】電子写真感光体の表面層の純水に対する
接触角が１００°以上であり、かつトナー粒子の吸水量
が５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍである請求項１〜５の
いずれかに記載の電子写真装置。
【請求項７】帯電手段は接触帯電方式である請求項１
〜６のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項８】残留現像剤像均一化手段が電子写真感光
体に対して電位差を有する電極部から構成されている請
求項１〜７のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項９】現像手段は電子写真感光体上に残留する
現像剤を回収するクリーニング手段を兼ねる請求項１〜
８のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１０】請求項９に記載の電子写真装置に用い
られる電子写真感光体、帯電手段、現像手段、残留現像
剤像均一化手段、現像剤帯電量制御手段からなる群より
選択される少なくとも一つの手段を一体に支持し、電子
写真装置本体と着脱自在であることを特徴とするプロセ
スカートリッジ。