JP3160773B2 - 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、特定のバインダー樹脂
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、感光体表面に帯電させた後、露光によって
静電潜像を形成すると共に、その静電潜像をトナーによ
って現像し、次いでその可視像を紙等に転写、定着させ
る。同時に、感光体は例えばクリーニングブレードによ
る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】一方、種々の有機光導電性物質を電子写真
感光体の感光層の材料として利用することが近年活発に
開発、研究されている。

【０００６】例えば特公昭50-10496号には、ポリ-N-ビ
ニルカルバーゾールと2,4,7-トリニトロ-9-フルオレノ
ンを含有した感光層を有する有機感光体について記載さ
れている。しかしこの感光体は、感度及び耐久性におい
て必ずしも満足できるものではない。このような欠点を
改善するために、感光層において、キャリア発生機能と
キャリア輸送機能とを異なる物質に個別に分担させるこ
とにより、感度が高くて耐久性の大きい有機感光体を開
発する試みがなされている。このようないわば機能分離
型の電子写真感光体においては、各機能を発揮する物質
を広い範囲のものから選択することができるので、任意
の特性を有する電子写真感光体を比較的容易に作製する
ことが可能である。

【０００７】電荷輸送物質として低分子量の有機化合物
を用い、任意の電荷を発生する物質と高分子バインダー
とを併用することにより、すぐれた電子写真特性と被膜
強度とを有する電子写真感光体を得るための努力がなさ
れている。

【０００８】ＯＰＣ感光体を構成する高分子バインダー
として、帯電特性、繰り返し特性等の面でポリカーボネ
ートが優れており中でもビス・フェノールＡを主要繰り
返し単位とするポリカーボネートが代表的である。構造
式を下記に示した。

【０００９】

【化４】

【００１０】（上記、構造単位のポリカーボネートを以
下、ＢＰＡと記す。）このような構造単位を有するポリ
カーボネートをバインダーとした感光体は、静電写真プ
ロセスを利用した従来の多くの画像形成装置に画像形成
媒体として使用されている。

【００１１】しかしながら前記ＢＰＡは、 （１）クリーニングブレード等に対する耐摩耗性が大で
有機感光体の高耐久性化が困難である。

【００１２】（２）塗布液がゲル化し易く感光層を形成
したとき表面に凹凸を生じクリーニング時トナーフィル
ミングが生じて画像欠陥を生じ易い。

【００１３】そこで特開平3-20768号公報には、感光層
表面にビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂をバイ
ンダーとして用いることにより、ブレードクリーニング
特性を改良する技術が提案されている。該公報では感光
層のクリーニングブレードによる摩耗劣化、帯電時のオ
ゾン劣化、その他感光層の膜特性が改良されることが記
載されている。

【００１４】しかしながら現在複写機の普及に伴い、画
像品質の向上と高速複写でかつ高耐久化が要請される。

【００１５】特にＯＰＣ感光体はセレン等に比して未だ
多数回の像形成の繰返しにより感光層が摩耗し易く、そ
の結果電子写真性能が劣化し易いと云う問題があり、よ
り一層の耐摩耗性バインダー樹脂の開発が望まれてい
る。さらには、複写機製造時クリーニングブレード等の
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、ユーザーの使用迄に倉庫保管、輸送等に
より数ケ月、時には１年以上の期間を要することが多
い。このため前記クリーニングブレード等の未反応成分
（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
画像欠陥を発生すると云う問題がある。

【００１６】本発明者等は鋭意検討の結果バインダー樹
脂が前記問題点を解決する上で最大の要因となることを
つきとめ、本発明を解決したのである。

【００１７】

【発明の目的】本発明の目的は、多数回の繰返し像形成
の過程で感光層の減耗に基づく電子写真特性の劣化が少
なく、かつ特有の重合体をバインダーとして含む感光体
を用いることにより、複写機製造時からユーザー使用時
迄の感光体が保存性にすぐれていて、感光体表面に当接
するポリウレタンから成るクリーニングブレードによる
クラックの発生のない画像形成方法を提供することにあ
る。

【００１８】

【発明の構成】前記の目的は、表面層にウレタンゴムか
らなるクリーニングブレード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、前記感光
体の表面層が、バインダー樹脂として下記一般式
〔Ｂ₁〕及び〔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含有する画像形成方法により達成
される。

【００１９】

【化５】

【００２０】〔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。

【００２１】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。〕又、好ましい態様としては前記一般式〔Ｂ
₁〕，〔Ｂ₂〕が下記構造を有する共重合体化合物を含有
する電子写真感光体を有する画像形成方法である。

【００２２】

【化６】

【００２３】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。以下、これについて説明を行う。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】電荷の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を有す
る。

【００２８】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。

【００２９】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
圧接されているブレードの作用に起因する発生がない電
子写真感光体を作成することができる。

【００３０】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
することができる。

【００３１】更に、必要に応じて本発明で見出される作
用効果に支障を来さない範囲で他のポリマーを混合して
用いることができる。この際の混合比率は５０ｗｔ％以
下が好ましい。

【００３２】次に本発明に係る一般式〔Ｂ₁〕，〔Ｂ₂〕
及び該一般式〔Ｂ₁〕及び〔Ｂ₂〕から成る共重合体化合
物の代表的な具体例を示すが、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。

【００３３】

【化７】

【００３４】

【化８】

【００３５】

【化９】

【００３６】

【化１０】

【００３７】

【化１１】

【００３８】

【化１２】

【００３９】

【表１】

【００４０】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。

【００４１】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してくる傾向を有するので、
ｙの比率は５０％以下が好ましい。

【００４２】本発明に用いた画像形成装置を図１〜図３
に示す。

【００４３】図１は本発明の画像形成装置の概略断面を
示すもので上端の透明な原稿載置台１上に置かれた原稿
２は原稿抑えカバー３によって抑えられ、複写キーが押
されると、投光ユニット４の露光ランプ５が点灯し原稿
２を照射しながら、反射ミラーユニット６とともに矢視
方向に移動する。そして、原稿２に照射された光は、点
線で示すように、前記投光ユニット４の反射ミラー７、
前記反射ミラーユニット６、結像レンズ８、及び反射ミ
ラー９を介して、像担持体である感光体ドラム10に導か
れ、帯電極11によって帯電された感光体ドラム10上に静
電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、感光体
ドラム10に近接して配置された現像装置12の現像剤担持
体である現像スリーブ13によってトナー像に現像され
る。そして、転写前の除電ランプ14によって感光体ドラ
ム10の電荷が除電された後、トナー像は、給紙カセット
15から搬送ローラ16によって搬送されてきた複写紙17
に、 転写極18により転写される。転写後の複写紙17は、
分離極19により感光体ドラム10から分離された後、搬送
ベルト20によって定着装置21へ送られ、加熱ローラ22と
押圧ローラ23によってトナー像が複写紙17に定着され
る。 そして、 定着後の複写紙17は排紙ローラ24によって
排紙皿25に排出される。一方、 複写紙17が分離された感
光体ドラム10は、 除電極26により残留電荷が取り除か
れ、クリーニング装置27によって感光体ドラム10上に残
留したトナーがクリーニングされ、 さらに帯電前の除電
ランプ28によって感光体ドラム10の残留電荷が除電さ
れ、 次の複写へ供される。

【００４４】一般にブレードクリーニング装置における
ブレード部材の感光体ドラムの周面に対する当接の形式
としては、図３に示す如くブレード部材を未クリーニン
グ側のドラム周面に対して鈍角を形成するよう圧接する
のがクリーニング作用がより効果的であることが既に知
られている。

【００４５】すなわち図３に示す形式によれば、圧接に
よるブレード部材のドラム周面から受ける垂直方向の反
力Ｎとブレード部材の先端に発生する摩擦力Ｆの合成力
Ｓの一部がブレード部材に弾性変形を与えるよう作用す
るのでブレード部材が未クリーニング側のドラム周面に
対し強い摩擦力をもって圧接し、残留トナーを効率良く
除去できるよう作用することとなる。

【００４６】そこで本発明の画像形成方法に使用するブ
レード27Ａの感光体ドラム10に対する当接の条件を図２
に示す如く設定した。

【００４７】前記クリーニング装置27に取付られるクリ
ーニング用ブレード27Ａは、ウレタンゴムにより形成さ
れた板状の弾性部材であって、矢示の時計方向に回転す
る電子写真感光体ドラム10の周面に対しブレードホルダ
27Ｂと27Ｃとに挟持されて図示の軸線ＹＹの方向から当
接され、その先端部の弾性変形に伴う反発力により周面
を圧接した状態に保たれる。

【００４８】さらに前記ブレード27Ａは、軸線ＹＹと感
光体ドラム10の周面との交点Ｐを通る接線ＸＸを設定し
た場合に、前記感光体ドラム10の回転上流側と下流側に
おいて軸線ＹＹと接線ＸＸとがなす角度をそれぞれφ１
およびφ２とし、また前記ブレード27Ａの先端の軸線部
分と接線ＸＸとがなす角度をそれぞれθ1およびθ２と
したとき、θ1＞φ１，θ２＜φ２であって、さらにπ/
２≦φ１≦πすなわちφ１が鈍角となる関係を満足する
よう取付られていて、それによって感光体ドラム10に対
し強い摩擦力を生ずるよう圧接されている。

【００４９】前記角度θ１はブレード27Ａの硬度、厚さ
並びにブレードホルダ27Ｂ,27Ｃより突出した有効長さ
等により決定されるものであるが、 実験によると硬度が
60°〜90°，厚さが７mm，有効長が30mmのシリコンゴム
製のブレード27Ａの場合には、角度θ１は160度前後が
最もクリーニング効果に優れている。

【００５０】一方電子写真感光体ドラム10の周面は前記
ブレード27Ａの圧接によりブレード荷重に相当する以上
の強い摩擦力を受けることとなるが、本発明の共重合体
化合物を含有する電子写真感光体ドラム10を使用するこ
とにより感光層の減摩量を従来の画像形成装置に比して
著しく小さいものとし、それによって電子写真感光体の
寿命が長く保つことができ、かつ電子写真感光体に圧縮
されるクリーニングブレードの作用に基づくクラックの
発生がない。

【００５１】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
るが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでは
ない。

【００５２】実施例１ 直径60mm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」（積水化学社製）１重量部をシクロヘキ
サノン100重量部に溶解した液よりなる厚さ0.1μmの中
間層を設けた。次にキャリア発生物質として、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」（帝人化成社製）1.5重量
部を溶解した液を用い、乾燥後膜厚が１μmになるよう
にして塗布し、ＣＧＬを形成した。

【００５３】さらに、その上に電荷輸送物質（ＣＴＭ−
１）として、下記に示したスチリル系化合物６重量部を
1,2-ジクロロエタン90重量部と本発明の化合物例Ｂ-１
（Ｘ：ｙ＝80：20）10重量部の混合溶液に溶解し、乾燥
後の膜厚が20μmになるよう塗布してＣＴＬを形成し、
負帯電性二層構造の感光体を作成した。

【００５４】

【化１３】

【００５５】これを本発明テスト電子写真感光体Ｐ１と
した。

【００５６】次にＣＴＬの本発明のバインダー樹脂とし
て化合物例Ｂ-２（Ｘ：ｙ＝75：25）及び化合物例Ｂ-７
（Ｘ：ｙ＝85：15）を用いた他は前記電子写真感光体Ｐ
１と同様にして本発明用テスト電子写真感光体Ｐ２，Ｐ
３を得た。

【００５７】次にＣＴＬのバインダー樹脂としてポリカ
ーボネート樹脂「帝人化成製パンライトＬ−1250」（ビ
スフェノールＡ型）及びポリカーボネート樹脂「三菱瓦
斯化学製ユーピロンＺ−200」（ビスフェノールＺ型）
を用いた他は前記電子写真感光体Ｐ１と同様にして、比
較テスト用電子写真感光体Ｑ１及びＱ２を得た。

【００５８】前記電子写真感光体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用
いて以下のようにして本発明のテストを行なった。

【００５９】（本発明テスト１〜６） 前記電子写真感光体のそれぞれをＵ−Ｂｉｘ1020に装着
し、硬度70°のポリウレタン製クリーニングブレードを
図２に示す位置で、荷重10gr／cm及び20g／cmの２水準
で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用テストNo.１〜６にお
いてそれぞれ６万回の実写テストを行ない、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。又現像器を取りはずし、その位置に電位計プローブ
を配置して、初期及び６万回実写後の黒紙電位Ｖ_b、白
紙電位Ｖ_w、残留電位Ｖ_rを測定しその結果を表２に示し
た。

【００６０】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時の感光体
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。

【００６１】（比較テストNo.１〜４）比較テスト用電
子写真感光体Ｑ１，Ｑ２を用いた他は本発明テストの場
合と同様にして実写テスト及び静電特性テストを行ない
その結果を表２に示した。

【００６２】

【表２】

【００６３】表２に示すように本発明の電子写真用感光
体が比較用電子写真感光体に比して、優れていることが
わかる。

【００６４】実施例２ 実施例１の感光体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及びＱ１，Ｑ２をそ
れぞれＵ−Ｂｉｘ1020用ドラムカートリッジに装着して
50℃，20％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。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３の結果の如く本発明の電子写真感光体
が比較用電子写真感光体に比して、優れていることがわ
かる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の画像形成方法は、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
く、複写機製造時から、ユーザー使用時までの電子写真
感光体の保存性に優れ、又ポリウレタンから成るクリー
ニングブレードにより耐クラック性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に用いた画像形成装置の断面図であ
る。

【図２】前記装置におけるクリーニング用ブレード部材
の感光体に対する当接状態を示す説明図である。

【図３】前記装置におけるクリーニング用ブレード部材
の感光体に対する当接状態を示す説明図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 27 クリーニング装置 27Ａ ブレード 27Ｂ，27Ｃ ブレードホルダ ＸＸ 接線 ＹＹ 軸線 φ１，φ２，θ１，θ２ 角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−20768（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−234880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136051（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/05,5/147

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面層にウレタンゴムからなるクリーニ
   ングブレード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、前記感光体の表面層がバ
   インダー樹脂として下記一般式〔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。又、Ｒ₃ 、Ｒ₄ 、Ｒ₅及びＲ₆は各々
   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の環状炭化水素基を表し、ｌ、ｍ、
   ｐ、ｑは１〜４の整数である。〕
2. 【請求項２】 前記一般式〔Ｂ₂〕が、 【化２】 である請求項１記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記一般式〔Ｂ₁〕が、 【化３】 である請求項２記載の画像形成方法。