JP3146379B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定のバインダ樹脂を
含むＯＰＣ（有機光導電性感光層）を有する電子写真感
光体を使用して電子写真法により像形成を行う画像形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カールソン方法の電子写真複写機
においては、感光体表面を一様に帯電させた後、露光に
よって画像様に電荷を消去して静電潜像を形成し、該静
電潜像をトナーによって現像し、次いでトナーを紙等に
転写、定着させる。一方、感光体には付着トナーの除去
や除電、表面の清浄化が施され、長期に亘って反復使用
される。

【０００３】従って、電子写真感光体としては、帯電特
性および感度が良好で更に暗減衰が小さい等の電子写真
特性は勿論であるが、加えて繰返し使用での耐刷性、耐
摩耗性、耐湿性等の物理的性質や、コロナ放電時に発生
するオゾン、露光時の紫外線等への耐性（耐環境性）に
おいても良好であることが要求される。

【０００４】従来、電子写真感光体としては、セレン、
酸化亜鉛、硫化カドミウム等の無機光導電性物質を主成
分とする感光層を有する無機感光体が広く用いられてい
る。

【０００５】近年電子写真用感光体の感光層として電荷
発生機能と電荷輸送機能とを異なる物質に分担させ、希
望する特性に照して各機能を発揮する物質を広い範囲か
ら選択し、感度が高く耐久性の大きい有機感光体を実用
化する動向にある。

【０００６】このような機能分担型の有機感光体は従来
主として負帯電用として用いられ、特開昭60-247647号
に記載されるように支持体上に薄い電荷発生層を設け、
この上に比較的厚い電荷輸送層を設ける構成がとられて
いる。

【０００７】このような感光体に使用されるバインダと
しては、帯電特性、感度、残留電位及び繰返し特性等の
面で、ビスフェノールＡ型のポリカーボネートが良好な
特性を発揮することが良く知られている。しかし本発明
者等が検討を加えた結果、上記ビスフェノールＡ型ポリ
カーボネートは、高分子の結晶性が高いためその溶液は
ゲル化を起しやすく、１〜２日程度で使用不可能となる
という欠点を有している。また塗布により膜形成を行な
うと塗膜形成時に膜表面に結晶性ポリカーボネートが析
出して凸部が生じやすく、このために塗膜の尾引きが生
じて収率が低下したり、あるいは感光体としての使用時
に凸部にトナーが付着してクリーニングされずに残り、
いわゆるクリーニング不良による画像欠陥が生じやす
い。

【０００８】また、上記ビスフェノールＡ型ポリカーボ
ネートをバインダ樹脂として用いた電子写真感光体は、
電子写真複写機の感光体として用いると、磁気ブラシや
クリーニングブレードで擦過され感光層表面に傷が付い
たり、感光層が次第に摩耗するという欠点を有する。

【０００９】他方、高画質と順調な複写作業性は、感光
体の均一な厚みを有する滑らかで均質な表面性に依存す
るので、感光体塗布構成層面の構成層を形成する塗料組
成或は塗布、乾燥に起因する柚木肌、ピンホール、塗布
筋、亀裂（ソルベントクラック）等の膜面故障は、複写
特性上及び生産技術上大いに問題にされる所である。

【００１０】前記したような支障に対して、フェニレン
環間の炭素に弗素を有する置換基の導入（特開昭63-654
44号）、フェニレン環へのアルキル基、ハロゲン原子の
置換（特開昭63-148263号）、或は両フェニレン環にフ
ェニル基を又はシクロヘキシル基を置換したモノマーの
共重体（特開平1-269942号、 同1-269943号）、或は電荷
輸送物質としてジスチリルをビスフェノールＺ型ポリカ
ーボネートに併用すること（特開昭64-32265号）等が提
案されているが、未だ充分な表面強度、表面平滑性がな
く、摩耗、傷に弱く、反復使用において画質の低下が起
り、また摩耗による膜厚減少による感度低下等の問題点
を残している。

【００１１】更に、複写機製造時トナー受けローラー等
のクリーニング部材は一般に電子写真感光体に圧接した
状態で製造され、ユーザーの使用までに倉庫保管、輸送
等により数ケ月、時には、一年以上の期間を要する事が
多い。このため前記トナー受けローラー等の未反応成分
（例えばポリオール）が感光層に作用して、ユーザーが
像形成に使用したときクラックを生じ、黒筋、白筋等の
画像欠陥を発するという問題がある。

【００１２】

【発明の目的】本発明の目的は、多数回の繰り返し像形
成の過程で感光層の減耗に基づく電子写真特性の劣化が
なく、複写機製造時からユーザー使用時迄の感光体の保
存性に優れていて、感光体表面に当接するトナー受けロ
ーラーによるクラックの発生のない画像形成方法を提供
する事にある。

【００１３】

【発明の構成】前記本発明の目的は、感光層にトナー受
けローラーを含むクリーニング部材を当接して感光体を
クリーニングする工程を含む画像形成方法において、少
なくとも前記感光層の表面層に下記一般式〔Ｂ₁〕及び
一般式〔Ｂ₂〕で表される繰り返し単位を主成分とする
共重合体化合物をバインダ樹脂として含有する画像形成
方法により達成される。

【００１４】

【化２】

【００１５】式中Ｒ₁，Ｒ₂は水素原子、炭素原子数１〜
６の置換、無置換のアルキル基、置換、無置換のアリー
ル基またはＲ₁とＲ₂を含んで形成される炭素原子数４〜
10の環状炭化水素残基を表す。

【００１６】又、Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅及びＲ₆は水素原子、ハ
ロゲン原子、炭素原子数１〜６の置換、無置換のアルキ
ル基、置換、無置換のアリール基または炭素原子数４〜
10の環状炭化素基で、ｌ，ｍ，ｐ，ｑは１〜４の正の整
数である。

【００１７】本発明の画像形成方法に使用する電子写真
感光体は導電性の基体上に有機光導電性感光層を設けた
ものであるので之について説明を行う。

【００１８】有機光導電性感光層は、通常有機光導電性
物質がポリカーボネートバインダー樹脂中に分散含有さ
れて構成され、その厚さは例えば約10〜30μm程度であ
る。この有機光導電性感光層は一層構成であってもよい
し、また電荷の発生とその輸送とを別個の層で分担する
いわゆる機能分離型の二層構成であってもよい。二層構
成とする場合においては、電荷の発生を担う発生層の厚
さは例えば0.05〜５μm、電荷の輸送を担う輸送層（Ｃ
ＴＬ）の厚さは例えば10〜30μmである。これらの発生
層及び輸送層には本発明のバインダー樹脂がそれぞれ例
えば20〜90重量％好ましくは30〜80重量％、更に好まし
くは50〜70重量％程度含有される。

【００１９】電荷の発生を担う発生層（ＣＧＬ）は、例
えばモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素など
のアゾ系色素、ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドな
どのペリレン系色素、インジゴ、チオインジゴなどのイ
ンジゴ系色素、アンスラキノン、ピレンキノン、フラパ
ンスロンなどの多環キノン類、キナクリドン系色素、ビ
スベンゾイミダゾール系色素、インダスロン系色素、ス
クエアリリウム系色素、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顔料、ピリリウム
塩色素、チアピリリウム塩色素とポリカーボネートから
形成される共晶錯体など、公知の各種の電荷発生物質を
バインダー樹脂と共に溶剤中に溶解或いは分散し、塗布
することにより形成することができる。このうち好まし
いのは、バインダー樹脂中にフタロシアニン系、ビスア
ゾ系あるいはキノン系の電荷発生物質を分散させて得ら
れるものである。

【００２０】電荷の輸送を担う輸送層は、主鎖または側
鎖にアントラセン、ピレン、フェナントレン、ココネン
などの多環芳香族化合物を有する化合物、またはインド
ール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾー
ル、チアゾール、トリアゾール、インダゾール、ピラゾ
ール、オキサジアゾール、ピラゾリンなどの含窒素芳香
環を有する化合物、トリフェニルアミン骨格、スチルベ
ン骨格、ヒドラゾン骨格を有する化合物などの電荷輸送
物質をバインダー樹脂と共に溶剤中に溶解或は分散し、
塗布することにより形成することができる。バインダー
樹脂としては後述する本発明の共重合体化合物中に、ス
チリルアミン系、ヒドラゾン系、カルバゾール系、ヒド
ラジン系などの電荷輸送物質を分散させて得られるもの
である。

【００２１】電荷発生層及び輸送層に用いるバインダー
樹脂としては、前記一般式〔Ｂ₁〕及び〔Ｂ₂〕で表され
る単位を主要繰返し単位とした共重合体化合物が使用さ
れる。

【００２２】これら本発明の共重合体化合物は従来用い
られていたビスフェノールＡ型のポリカーボネートの欠
点を改善したものであって、これらのポリカーボネート
は前記一般式〔Ｂ₁〕及び〔Ｂ₂〕で表される単位を主要
繰り返し単位とした共重合体化合物であるため分子鎖が
特定方向に配列することが効果的に阻止される。このた
めポリカーボネートが、結晶化して溶液がゲル化したり
感光層形成時に膜表面に析出することがなく、異常な凸
部による収率の低下およびクリーニング不良等による画
像欠陥等のごとき、特性劣化を防ぐことができる。

【００２３】即ち本発明に於ては、前記一般式〔Ｂ₁〕
及び一般式〔Ｂ₂〕で表される主要繰り返し単位を主成
分とする共重合体化合物をバインダー樹脂として用いる
ことにより皮膜物性に優れ、電荷保持力、感度残留電位
等の電子写真特性に優れ、かつ繰返し使用に供した時に
も疲労劣化が少ない安定した特性を発揮することが出
来、且複写機製造時からユーザーの初期使用時までの電
子写真感光体の保存性に優れていて、電子写真感光体に
圧接されているクリーニング部材の作用に起因するクラ
ックの発生がない電子写真感光体を作成することができ
る。

【００２４】更に、感光体として用いた時、磁気ブラシ
やクリーニングブレードで擦過されても感光層表面に傷
が付きにくく感光層の摩耗が少ない上、クリーニング不
良等の特性不良のない高耐刷性の電子写真感光体を作成
することもできる。

【００２５】更に必要に応じ作用効果に支障を来さぬ範
囲で他のバインダを混合して用いることができる。上記
他のバインダとしては例えばポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリ-N
-ビニルカルバゾール、ポリスチレン、ポリビニルブチ
ラール、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。こ
の際の混合比率は50wt％以下が好ましい。

【００２６】次に本発明に係る一般式〔Ｂ₁〕，〔Ｂ₂〕
の化合物例及び該一般式〔Ｂ₁〕及び〔Ｂ₂〕から成る共
重合体化合物の代表的な化合物例を示すが、本発明に係
る化合物例はこれらに限定されるものではない。

【００２７】

【化３】

【００２８】

【化４】

【００２９】

【化５】

【００３０】

【化６】

【００３１】

【化７】

【００３２】

【化８】

【００３３】

【表１】

【００３４】前記表１中の共重合体化合物の中のｘ，ｙ
の比率（共重合比）はｘ：ｙ＝95：５〜５：95の範囲で
あり、更に好ましくは95：５〜50：50の範囲である。

【００３５】前記ｙの比率が50％以上になると、感度低
下及び機械的強度が低下する為、したがいｙの比率を50
％以下とするのが好ましい。

【００３６】次に本発明に用いた画像形成装置を図１〜
図２に示す。

【００３７】図１は本発明を具体的に説明するための画
像形成装置の一例を示す断面図、図２は前記画像形成装
置に組み込まれるクリーニング装置の一例を示す断面図
である。図１の複写機本体１の上部には、該本体１に嵌
め込まれた原稿台ガラス板３に原稿（図示せず）を圧着
するためのプランテンカバー２が配置される。該プラン
テンカバー２は、カバー板２ａと下面のゴム板２ｂと取
手２ｃとからなっている。本体１の内部には、矢印方向
に回転する感光体ドラム４及びその外周に帯電器５、走
査光学系６、現像器７、転写電極８、分離電極９、クリ
ーニング装置10等が配置されている。

【００３８】前記感光体４の表面には帯電器５により一
様な静電荷が付与され、その後、走査光学系６により像
様の露光が施されて前記表面に静電荷像が形成される。
尚、前記光学系６は、露光ランプ及び反射ミラーを備え
た第１ミラーユニット６ａ、光路長を一定にするため該
ミラーユニット６ａと相対的に移動する第２ミラーユニ
ット６ｂ、結像レンズ６ｃ、並びに反射ミラー６ｄから
なっている。

【００３９】前記感光体４の表面に形成された静電荷像
は、磁気ブラシ現像器７により粉体現像されトナー像が
形成される。該トナー像は、カセット11から給紙ローラ
12及び搬送ローラ13によりタイミングを合わせて搬送さ
れた転写紙Ｐ上に転写電極８により転写される。転写ト
ナー像を担持した転写紙Ｐは、分離電極９の作用で感光
体４の表面から分離され、搬送部14により搬送され、定
着部15により熱ロール定着されて排紙皿16に排出され
る。他方感光体４の表面には未転写のトナーが残留して
いるので、クリーニング装置10のケース10ａ内に組み込
まれたトナー受けローラ10ｃ及びクリーニングブレード
10ｂにより前記残留トナーが除去される。

【００４０】ところで前記複写機は装置の複雑化をさけ
るためクリーニング装置内の各クリーニング手段は感光
体ドラム４に常時当接した状態に保持されて居る。

【００４１】図２は前記図１の複写機に組み込まれたク
リーニング装置10の拡大断面図であり、感光体ドラム４
とクリーニング装置10とが当接している図である。尚、
図１と同一内容には同一符号が付される。

【００４２】図２において感光体ドラム４の周面に開口
したクリーニングケース10ａの内部には、感光体ドラム
４に対して、カウンタ方向又はトレイル方向で当接する
硬質ウレタンゴムから成るクリーニングブレード10ｂ、
該ブレード10ｂの上流（図面下方）に感光体ドラム４に
圧接するトナー受けローラを兼ねたクリーニングブレー
ド10ｂ、該クリーニングブレード10ｂに接するトナー回
収板としてのスクレーパー17、回収トナーの排出用スク
リュー18が配設されている。

【００４３】前記ローラ10ｃはローラ支持ユニット19の
フレーム部材20にその軸受21が長孔22を介して左右動可
能に支持され、かつ、引張りばね23の張力により時計方
向に付勢されていて感光体４の周面に圧接するように支
持されている。

【００４４】前記ローラ10ｃは線加重0.5〜50g／cmで感
光体４に当接し、ニップ幅は１〜５mmとするのが好まし
い。

【００４５】前記クリーニングブレード10ｂは、これを
保持するブレードホールダー24の作用により時計方向に
付勢されていて、その先端が感光体ドラム４の周面に圧
接するよう支持されている。

【００４６】前記構成のクリーニング装置10において、
複写機等の製造時感光体ドラム４周面とクリーニングブ
レード10ｂ及びトナー受けローラ10ｃとは直接接触圧接
されることとなる。その結果前記特にトナー受けローラ
10ｃに基因するクラックの発生が生じ黒筋、白筋等の画
像欠陥を生じる。

【００４７】

【実施例】直径80mmのアルミニウム製導電性支持体ドラ
ムの表面に、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸
共重合体（エスレックＭＦ−10 積水化学（株））１重
量部をメチルエチルケトン100重量部に溶解した液を用
いて浸漬塗布により厚さ0.1μmの中間層を設けた。

【００４８】次に、電荷発生物質として、ジブロモアン
スアンスロン（モノライトレッド２Ｙ）１重量部と1,2-
ジクロロエタン30重量部とを混合し、ボールミルで24時
間分散させた後、得られた分散液にポリカーボネート樹
脂（パンライトＬ−1250 帝人化成（株））１重量部を
溶解した液を用いて浸漬塗布により厚さ約１μmの電荷
発生層を形成した。

【００４９】更に、その上に、電荷輸送物質として下記
に示したスチリル化合物６重量部と本発明の化合物Ｂ−
１（ｘ：ｙ＝80：20）10重量部を1,2-ジクロロエタン90
重量部に溶解した液を用いて浸漬塗布により乾燥後の厚
さが20μmとなるように電荷輸送層を形成した。

【００５０】最後に100℃で１時間乾燥し、負帯電性二
層構造の感光体を作成し、これを本発明テスト感光体Ｐ
１とした。

【００５１】次に、電荷輸送層の本発明のバインダ樹脂
として化合物例Ｂ−２（ｘ：ｙ＝80：20）及び化合物Ｂ
−７（ｘ：ｙ＝85：15）を用いた他は前記電子写真感光
体Ｐ１と同様にして本発明用電子写真感光体Ｐ２、Ｐ３
を得た。

【００５２】次に、電荷輸送層のバインダ樹脂としてビ
スフェノールＡ型ポリカーボネート樹脂（パンライトＬ
−1250 帝人化成（株））及びビスフェノールＺ型ポリ
カーボネート樹脂（ユーピロンＺ−200 三菱瓦斯化学
（株））を用いた他は前記電子写真感光体１と同様にし
て、比較テスト用感光体Ｑ１及びＱ２を得た。

【００５３】以下に前記実施例で電荷輸送物質として使
用したスチリル化合物の構造式を示す。

【００５４】

【化９】

【００５５】前記電子写真感光体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ
１、Ｑ２を用いて以下のようにして本発明のテストを行
った。

【００５６】前記電子写真感光体のそれぞれをＵ−Ｂｉ
ｘ3035に装着し、クリーニング部材を図２に示す位置
で、トナー受けローラの当接荷重を10g/cm、クリーニン
グブレードの当接荷重を15g/cmとなるようにして電子写
真感光体に圧接しながら、20℃、50％ＲＨの雰囲気下で
表２に示すように本発明テストNo.１〜６においてそれ
ぞれ10万回の実写テストを行い、その時の感光層の減耗
量（μm）を測定し、その結果を表２に示した。又、現
像機を取り外し、その位置に表面電位計のプローブを配
置して、初期及び10万回実写後の黒紙電位Ｖｂ、白紙電
位Ｖｗ、残留電位Ｖｒを測定し、その結果を表２に示し
た。

【００５７】ここでいう黒紙電位とは反射濃度1.3の黒
紙原稿とし、上述の複写サイクルを実施したときの感光
体の表面電位を表し、白紙電位とは白紙を原稿としたと
きの感光体の表面電位を表す。

【００５８】また、前記電子写真感光体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｑ１、Ｑ２をそれぞれＵ−Ｂｉｘ3035用ドラムカー
トリッジに装着して50℃、80％ＲＨの恒温恒湿槽で３ケ
月間保存し、保存後の像形成テストによりクラックの発
生を目視観察し、その結果を表３に示した。

【００５９】

【表２】

【００６０】

【表３】

【００６１】表２及び表３から本発明の感光体は、比較
電子写真感光体に比べて、繰り返し像形成の過程で感光
層の減耗に基く電子写真特性の劣化が少なく、複写機製
造時からユーザー使用時迄の電子写真感光体の保存性に
優れ、耐クラック性に優れている。

【００６２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の画像形成装置によれば、装置製造時より初期使用時
に到る間感光体ドラムとクリーニング装置当接させて、
長期に亘り高温、高湿下に保存した場合でも本発明のバ
インダを感光層の表面に使用することにより、クラック
の発生がなく、像形成時黒筋、白筋等の画像欠陥を発生
しないなどの効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例を示す断面図

【図２】クリーニング装置の一例を示す断面図

【符号の説明】

４ 感光体ドラム ８ 転写電極 ９ 分離電極 10 クリーニング装置 10ａ クリーニングケース 10ｂ クリーニングブレード 10ｃ トナー受けローラ（研磨ローラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−179961（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134428（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142800（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/00 - 5/16 G03G 15/09

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光層に、トナー受けローラーを含むク
   リーニング部材を当接して感光体をクリーニングする工
   程を含む画像形成方法において、少なくとも前記感光層
   の表面層に下記一般式〔Ｂ₁〕及び一般式〔Ｂ₂〕で表さ
   れる繰り返し単位を主成分とする共重合体化合物をバイ
   ンダ樹脂として含有することを特徴とする画像形成方
   法。 【化１】 式中Ｒ₁，Ｒ₂は水素原子、炭素原子数１〜６の置換、無
   置換のアルキル基、置換、無置換のアリール基またはＲ
   ₁とＲ₂を含んで形成される炭素原子数４〜10の環状炭化
   水素残基を表す。又、Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅及びＲ₆は水素原
   子、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６の置換、無置換の
   アルキル基、置換、無置換のアリール基または炭素原子
   数４〜10の環状炭化素基で、ｌ，ｍ，ｐ，ｑは１〜４の
   正の整数である。