JP2882210B2 - 電子写真感光体、該感光体の製造方法および該感光体を用いた画像補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体、該感光
体の製造方法および該感光体を用いた画像補正方法に関
するものである。詳しくは感光体を繰り返し使用しても
初期と同等の良好な画質が得られる電子写真感光体、該
感光体の製造方法および同感光体を用いた画像補正方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術は、即時性、高品質の画像
が得られることなどから、近年では複写機の分野にとど
まらず、各種プリンターの分野でも広く応用されてきて
いる。電子写真技術の中核となる感光体については、そ
の光導電材料として従来からのセレニウム、ヒ素−セレ
ニウム合金、硫化カドミニウム、酸化亜鉛といった無機
系の光導電体から、最近では、無公害で成膜が容易、製
造が容易である等の利点を有する有機系の光導電材料を
使用した感光体が開発されている。

【０００３】有機系感光体の中でも電荷発生層、及び電
荷輸送層を積層した、いわゆる積層型感光体が考案さ
れ、研究の主流となっている。積層型感光体は、それぞ
れ効率の高い電荷発生層、及び電荷輸送層を組合せるこ
とにより高感度な感光体が得られること、材料の選択範
囲が広く安全性の高い感光体が得られること、また塗布
の生産性が高く比較的コスト面でも有利なことから、感
光体の主流になる可能性も高く鋭意開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で実用化されている積層型感光体は、電気特性的には光
感度が不十分、残留電位が高い、光応答性が悪い、更に
繰り返し使用した場合帯電性が低下する、残留電位が蓄
積する、感度が変動する等種々の問題を抱えており、ま
だまだ充分な特性を有しているとは言えない。その中で
も繰返し使用に伴う劣化、すなわち残留電位の上昇や電
子写真プロセスのクリーニング工程等における感光層の
摩耗による膜べりに伴う帯電性、感度の劣化は直接画質
の低下につながり、十分な耐刷性を有していないのが現
状である。従って有機系感光体をより高速の電子写真プ
ロセスで使用するためには、感光体の劣化に伴う画質の
低下を、電子写真プロセスの調節により補いながら常に
安定した画像を作るということが複写機の信頼性を高め
る上で実用上非常に重要である。

【０００５】この様なプロセスコントロール方法とし
て、例えば複写機内に表面電位計を設けて適時感光体の
表面電位を検出し、その結果に応じて帯電器の出力やコ
ピーランプ電圧を最適制御する方法や、あるいは感光体
上に標準白色等の像を焼き付け、これをトナーによって
顕像化し、光学センサーでこのトナー像の濃度を検出
し、この結果に応じて帯電器の出力や、現像剤のトナー
濃度、現像バイアス電圧、コピーランプ電圧を最適制御
する方法が行われている。しかしながら例えば後者の方
法、すなわち感光体表面上に一定面積（例えば１０ｍｍ
×１０ｍｍ）のトナー像を形成し、その反射濃度の変化
を正確に測定し初期の値と比較することで感光体の劣化
程度を把握し、帯電電位、現像バイアス電位等にフィー
ドバックし常に安定した画質が得られるようにコントロ
ールすることが実際にできるかどうか試みたところ、同
一条件でシリンダー状感光体表面に一定面積のトナー像
を形成しても、反射濃度の変動が大きくなり一定値が得
られず、うまく画像補正をすることが困難であった。

【０００６】この原因として、シリンダー状感光体を用
いた場合にはプロセススタート位置が不特定位置から始
まるために同一場所にトナー像ができず、シリンダー状
感光体を回転させるための中心軸の回転振れ、シリンダ
ー状感光体自身の機械的寸法公差、現像ローラーの回転
公差によって感光体表面と帯電チャージャー間、検出用
センサー間、現像ローラー間との距離が場所により変化
し、反射濃度も変化したことが考えられる。

【０００７】そこでこの様なプロセスコントロールを行
うためには、少なくとも感光体表面と各プロセスユニッ
ト間との距離を一定に保った特定位置にトナー像を作る
ことが必要となる。この様な感光体表面の特定位置を知
る手段としてはいくつか考えられる。例えば感光体の回
転に対応した回転部材にマーキングを施し、このマーキ
ングをセンサーで読み取る方法、感光体自身にマーキン
グを施し同様に読み取る方法等がある。いずれにしても
信頼性の高いプロセスコントロールを行うためには、こ
の様なマーキング部を精度よく検出できるようマーキン
グを行う必要がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の様
な点に鑑み、シリンダー状導電性基体表面の一部に光反
射率が変わるように特定方法によるマーキングを施した
感光体を用いることにより、感光体表面の特定位置を検
知することでプロセスを一定の位置からスタートさせ、
常に特定の位置にトナー像を形成して感光体の繰返使用
に伴う劣化を間接的に測定し、感光体周りのプロセス条
件をコントロールし画像を補正することで、つねに安定
した良好な画像が得られることを見出し本発明に到達し
た。

【０００９】すなわち本発明の要旨はシリンダー状導電
性基体上に、少なくとも光導電層を有する電子写真感光
体において、該光導電層でおおわれた該基体表面の一部
がレーザー光線処理により基体表面の光反射率を変えて
なるマーキングを有することを特徴とする電子写真感光
体、該電子写真感光体の製造方法、および該感光体を用
いた画像補正方法に存する。

【００１０】

【作用】以下本発明を詳細に説明する。本発明の光導電
層はシリンダー状導電性基体上に設けられる。シリンダ
ー状導電性基体としては、たとえばアルミニウム、アル
ミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材
料が主として使用される。

【００１１】本発明ではこの様なシリンダー状導電性基
体表面の一部の光反射率を変えるためのマーキング付与
手段として、レーザー光線を用いる。レーザーは特に限
定されず、例えばＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等
の通常のレーザーを用いることができる。レーザー光の
出力条件は種々選択できるが、非マーキング部の反射率
を１００とした場合マーキング部の相対的反射率が５０
以下となるように条件を設定することが好ましい。

【００１２】例えばＹＡＧレーザーを用いる場合のレー
ザー光出力条件としては周波数２ＫＨｚから１０ＫＨ
ｚ、電流値１０から３０Ａの間で使用することが好まし
い。この様な出力条件でシリンダー状導電性基体表面に
レーザー光照射する場合のスキャニングパターンとして
は、例えば図１ないし図３に示すごとくシリンダー状導
電性基体（１）の円周方向に対して平行、直角、斜め格
子状等種々の形状をとることができる。

【００１３】こうしてシリンダー状導電性基体表面
（１）の一部にスキャニングパターンに対応する該基体
表面の円周方向に対して、平行、直角、斜め格子状等の
種々の形状のマーキング部（２）を形成することができ
る。こうして形成されたマーキング部（２）は連続した
ドットからなる溝状のマーキング（３）が前記のスキャ
ニングパターンで集合したものであり非マーキング部に
対し光反射率が変化していればよい。この場合のマーキ
ング（３）は溝状であってその溝の両側のエッジは凸部
を有し、その断面の形状は通常図４に示すように高さｈ
が３ないし１０μｍ、深さｄが５ないし３０μｍ程度、
幅ｗが１００μｍ程度である。マーキング（３）のエッ
ジは通常３〜１０μｍ程度の凸状を呈しており、またマ
ーキング中央部（４）にはレーザー光出力周波数に応じ
たピッチで２ないし１００μｍ程度のレーザー光照射の
際に生じる基体の溶融部分から生じた複数の突起部が存
在する。

【００１４】この様にして形成されるマーキング部
（２）の大きさは特に限定されないが、例えば図５に示
すようにシリンダー状導電性基体（１）の円周方向に対
して長さａが５〜５０ｍｍ、幅ｂが３〜２０ｍｍの範囲
で設けることが好ましい。マーキング付与位置としては
例えば図６に示すように基体表面（５）の上であって光
導電層（６）の下であれば画像形成域（７）、画像形成
域外（８）何れでもかまわないが、画像形成域（７）に
付与するとマーキング部（１）が画像に出やすいため、
画像形成域外（８）に設けることが好ましい。また画像
形成域外（８）に設ける場合でも、現像ギャップを保つ
ための現像ギャップ保持治具（コロ）を使用する場合に
は、現像ギャップ保持治具接触域は繰返し使用によりそ
の表面が荒れてくるため、この部分を避けて設けること
が好ましい。更に感光体表面は現像剤や紙粉により汚染
されてくるため、作用開始後に光反射率がなるべく変化
しないよう、クリーニングブレード等のクリーナーが接
触する位置に設けることが好ましい。

【００１５】この様にしてマーキングを施したシリンダ
ー状導電性基体上に、以下に示す光導電層が形成される
が、マーキング部の検出は光導電層の上部から反射率検
知センサーを用いて行われる。ここで検知センサーにも
ちいる光の波長は任意に選べるが、空気中の塵芥、光導
電層表面の汚れ、欠陥の影響をなるべく少なくするた
め、例えば８５０ｎｍ，９００ｎｍ等の赤外光を用いる
ことが望ましい。

【００１６】この様なシリンダー状導電性基体と光導電
層との間には通常使用されるような公知のバリアー層が
設けられていてもよい。バリアー層としては、例えばア
ルミニウム陽極酸化被膜、酸化アルミニウム、水酸化ア
ルミニウム等の無機層、ポリビニルアルコール、カゼイ
ン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロー
ス類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミ
ド、ポリアミド等の有機層が使用される。

【００１７】光導電層としてはセレン、ヒ素−セレン合
金、セレン−テルル合金、アモルファスシリコン等の無
機系光導電層、以下に詳述する有機系光導電層、無機有
機複合型光導電層等いずれの光導電層も用いることがで
きる。有機系光導電層は電荷発生層及び電荷輸送層を用
いるいわゆる積層型、更には電荷輸送媒体中に電荷発生
物質粒子を分散したいわゆる分散型などいずれも用いる
ことができる。

【００１８】積層型光導電層の場合、電荷発生層に用い
られる電荷発生物質としては、セレン及びその合金、ヒ
素−セレン、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、その他の無
機光導電物質、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリド
ン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、イ
ンジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロ
ン、シアニン等の各種有機顔料、染料が使用できる。中
でも無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガ
リウム、塩化錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム
等の金属又は、その酸化物、塩化物の配位したフタロシ
アニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ
類等のアゾ顔料が好ましい。電荷発生層はこれらの物質
の微粒子を、例えばポリエステル樹脂、ポリビニルアセ
テート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エ
ステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニル
アセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビ
ニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテルな
どの各種バインダー樹脂で結着した形の分散層で使用し
てもよい。この場合の使用比率はバインダー樹脂１００
重量部に対して３０から５００重量部の範囲より使用さ
れ、その膜厚は通常０．１μｍから２μｍ、好ましくは
０．１５μｍから０．８μｍが好適である。また電荷発
生層には必要に応じて塗布性を改善するためのレベリン
グ剤や酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいて
もよい。また電荷発生層は上記電荷発生物質の蒸着膜で
あってもよい。

【００１９】電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂と
しては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、及びその共重合
体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカ
ーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、
エポキシ、シリコーン樹脂等があげられ、またこれらの
部分的架橋硬化物も使用できる。

【００２０】バインダー樹脂と電荷輸送物質の割合は、
バインダー樹脂１００重量部に対して３０〜２００重量
部、好ましくは４０〜１５０重量部の範囲で使用され
る。また電荷輸送層には、必要に応じて酸化防止剤、増
感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。電荷輸送層の
膜厚は１０〜６０μｍ、好ましくは１０〜４５μｍの厚
みで使用されるのがよい。最表面層として従来公知の例
えば熱可塑性或いは熱硬化性ポリマーを主体とするオー
バーコート層を設けても良い。通常は、電荷発生層の上
に電荷輸送層を形成するが、逆も可能である。各層の形
成方法としては、層に含有させる物質を溶剤に溶解又は
分散させて得られた塗布液を順次塗布するなどの公知の
方法が適用できる。

【００２１】分散型光導電層の場合には、上記のような
配合比のバインダー樹脂と電荷輸送物質を主成分とする
マトリックス中に、前出の電荷発生物質が分散される。
その場合の粒子径は充分小さいことが必要であり、好ま
しくは１μｍ以下より好ましくは０．５μｍ以下で使用
される。感光層内に分散される電荷発生物質の量は少な
すぎると充分な感度が得られず、多すぎると帯電性の低
下、感度の低下などの弊害があり、例えば好ましくは
０．５〜５０重量％の範囲で、より好ましくは１〜２０
重量％の範囲で使用される。感光層の膜厚は通常５〜５
０μｍ、より好ましくは１０〜４５μｍで使用される。
またこの場合にも成膜性、可とう性、機械的強度等を改
良するための公知の可塑剤、残留電位を抑制するための
添加剤、分散安定性向上のための分散補助剤、塗布性を
改善するためのレベリング剤、界面活性剤、例えばシリ
コーンオイル、フッ素系オイルその他の添加剤が添加さ
れていても良い。

【００２２】この様にして形成した感光体を用いて、繰
返し使用に伴う画質の劣化を補正する方法としては、本
発明の電子写真感光体を用いて、前記マーキングとの相
対関係において特定される、感光体表面の任意の位置に
同一プロセス条件によるトナー像を形成させた後、該ト
ナー濃度を検出し、この結果に応じて電子写真プロセス
をコントロールする方法が好ましい。

【００２３】例えば、まずマーキング部を検知センサー
により読み取った後、特定の位置からプロセスをスター
トさせて感光体上の前記マーキングとの相対関係におい
て特定される位置に一定面積のトナー像を形成させ、そ
の反射濃度を濃度センサーにより読み取り、これと初期
の反射濃度との変化を求め、続いてその変化幅を補正す
るように、帯電電位、露光光量、現像バイアス電位、ト
ナー濃度等を変える方法の内いずれも取ることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によるマーキングはレーザー光線
処理により形成されているため、常に安定した表面性状
を示しており、検知センサーにより精度よくその位置を
検知することができる。従って本発明によるマーキング
を施した電子写真感光体を用いることで、繰返し使用に
伴う感光体の劣化から生じる画質の低下を容易に検知で
き、かつプロセス条件をコントロールすることで常に安
定した画像を形成することができる。

【００２５】また本発明によるマーキング方法はドライ
プロセスで行われるため、その後の感光層形成時にも感
光体特性に対しほとんど影響を与えない。さらに本発明
によるマーキングは自動化が容易であり感光体製造工程
中に簡単に導入することができる。

【００２６】

【実施例】以下本発明を実施例及び比較例により更に詳
細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下
の実施例に限定されるものではない。 実施例−１ 表面の最大表面粗さが０．２μＳとなるように鏡面仕上
された外径１００ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚２．０ｍ
ｍのアルミニウムシリンダーの一方の端から２５ｍｍの
位置（画像形成域外、現像ギャップ保持治具接触域外、
クリーニングブレード接触域）に８ｍｍ×８ｍｍの面積
でＹＡＧレーザー［ミヤチテクノス（株）製、ＭＬ−４
１４０Ａ（周波数３ＫＨｚ，電流値１８Ａ）］を照射し
表面を粗面化した。このときの光波長８９０ｎｍに対す
る反射率を測定したところ、非マーキング部に対して３
０％の相対値を示した。

【００２７】次に下記構造を有するビスアゾ化合物１０
０重量部を１５０重量部の４−メトキシ−４−メチルペ
ンタノン−２に加え、サンドグラインドミルにて粉砕分
散処理を行なった。ここで得られた顔料分散液をポリビ
ニルブチラール（電気化学工業（株）製、商品名＃６０
００−Ｃ）の５％１，２−ジメトキシエタン溶液に加
え、最終的に固形分濃度４．０％の分散液を作製した。

【００２８】この様にして得られた分散液に上記アルミ
ニウムシリンダーを浸漬塗布しその乾燥膜厚が０．４ｇ
／ｍ² となるように電荷発生層を設けた。

【００２９】

【化１】

【００３０】次にこの電荷発生層上に５，５−ジフェニ
ル−２，４−ペンタジエン−１オンフェニル−α−ナフ
チルヒドラゾンを８８重量部と１−ピレンカルバルデヒ
ドジフェニルヒドラゾンを２２重量部及び下記繰返し構
造を有するポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量２
２，０００）１００重量部、

【００３１】

【化２】

【００３２】及び４−（２，２−ジシアノビニル）フェ
ニル−２，４，５−トリクロロベンゼンスルホネート
１．５重量部を１，４−ジオキサンとテトラヒドロフラ
ンの混合溶媒に溶解させた液に浸漬塗布した後、室温で
３０分、１２５℃で３０分乾燥させ、乾燥後の膜厚が３
５μｍとなるように電荷輸送層を設けた。

【００３３】この様にして作製した感光体のマーキング
部を光反射率検知センサー（検知光波長８９０ｎｍの発
光ダイオードを用い、感光体からの反射光をフォトトラ
ンジスタで受光し検知）を用いて、検知できるかどうか
評価したところ、非常に精度よく検知できることがわか
った。 実施例−２ 実施例−１においてＹＡＧレーザーの出力条件を周波数
６ＫＨｚ、電流値２５Ａに変えてマーキング処理を行っ
た。このときのマーキング部の光波長８９０ｎｍに対す
る反射率を測定したところ、非マーキング部に対して１
５％の相対値を示した。

【００３４】次に実施例−１と同様に感光層を塗布し形
成した感光体のマーキング部を検知センサーにより、検
知できるかどうか評価したところ十分なＳ／Ｎ比で非常
に精度よく検知できることがわかった。 比較例 表面の最大表面粗さが０．２μＳとなるように鏡面仕上
された外径１００ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚２．０ｍ
ｍのアルミニウムシリンダーの一方の端から２５ｍｍの
位置（画像形成域外、現像ギャップ保持治具接触域外、
クリーニングブレード接触域）に８ｍｍ×８ｍｍの面積
を、ゴム砥石［ミニター（株）製、ロータリー・アング
ロン共通工具）］を用いて粗面化し、マーキングを施し
た。このときのマーキング部の光波長８９０ｎｍに対す
る反射率を測定したところ、非マーキング部に対して６
５％の相対値を示した。

【００３５】以下実施例−１と同様に行い感光体を作製
し、感光体のマーキング部を光反射率検知センサー（検
知光波長８９０ｎｍ）を用いて、検知できるかどうか評
価したところ、Ｓ／Ｎが悪く精度よく検知できなかっ
た。 実施例−３ 実施例−１で作成した感光体を、プロセスコントロール
機構、マーキング部検出センサーを装備した複写機に搭
載し５万枚のコピーテストを行った。その後マーキング
部を検知したところ十分な精度で検知することができ、
これを基準に感光体表面の特定位置に標準白度板の像を
焼き付けトナー像を形成させた。次にこのトナー像の濃
度を濃度検知センサーにより読み取り、この結果に応じ
て現像バイアス電位を変化させて画像補正を行ったとこ
ろ、初期と同等の画像を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダー状導電性基体上のマーキング部の例

【図２】シリンダー状導電性基体上のマーキング部の例

【図３】シリンダー状導電性基体上のマーキング部の例

【図４】連続したドットからなる溝状のマーキングの断
面説明図

【図５】マーキング部の大きさの説明図

【図６】光導電層、画像形成域、画像形成域外及び現像
ギャップ保持治具接触域の断面説明図

【符号の説明】

１ シリンダー状導電性基体 ２ マーキング部 ３ マーキング ４ マーキング中央部 ５ シリンダー状導電性基体表面 ６ 光導電層 ７ 画像形成域 ８ 画像形成域外 ９ 現像ギャップ保持治具接触域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木梨 洋 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 臨 護 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 梅原 規司 神奈川県小田原市成田1060番地 三菱化 成株式会社小田原事業所内 (72)発明者 浅利 俊也 神奈川県小田原市成田1060番地 三菱化 成株式会社小田原事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−87978（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173461（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/00 350 G03G 5/10 G03G 15/00 303

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダー状導電性基体上に、少なくと
   も光導電層を有する電子写真感光体において、該光導電
   層でおおわれた該基体表面の一部がレーザー光線処理に
   より基体表面の光反射率を変えてなるマーキングを有す
   ることを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 光導電層が有機系光導電層であることを
   特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 シリンダー状導電性基体上に、少なくと
   も光導電層を有する電子写真感光体の製造方法におい
   て、該基体表面の一部に他の部分と光反射率が異なるマ
   ーキングをレーザー光線処理により形成し、該マーキン
   グ上に光導電層を設けることを特徴とする電子写真感光
   体の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電子写真感光体を用い
   て、前記マーキングとの相対関係において特定される、
   感光体表面の任意の一定位置に同一プロセス条件による
   トナー像を形成させた後、該トナー濃度を検出し、この
   結果に応じて電子写真プロセスをコントロールすること
   を特徴とする画像補正方法。