JP3178757B2 - 電子写真感光体及び該電子写真感光体を備えた電子写真装置 - 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、該電子
写真感光体を備えた電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は、その像形成プロセス
において帯電、露光、現像、転写、クリ−ニング、除電
の繰り返し工程を採る。帯電、露光により形成された静
電潜像は、微粒子状の粉体であるトナ−によって現像さ
れる。更に現像されたトナ−は転写プロセスにおいて紙
などの転写材に転写されるが、１００％のトナ−が転写
されるのではなく、一部が感光体上に残される。この残
存するトナ−を除去しないと繰り返しプロセスにおいて
汚れなどのない高品位な画像は得られない。そのため、
残存トナ−のクリ−ニングが必要となる。クリ−ニング
プロセスとしてはファ−ブラシ、磁気ブラシ、ブレ−ド
などを用いたものが代表的であるが、クリ−ニング精
度、装置構成の合理化などの点からブレ−ドクリ−ニン
グが選択されるのが一般的である。

【０００３】ここで、ブレ−ドクリ−ニングについて説
明すると、板状のポリウレタンなどの素材からなる弾性
部材を感光体に加圧、当接させ残存トナ−を掻き落とす
構成となっている。クリ−ニング精度を上げるためには
感光体へのブレ−ド当接圧を適正に高める必要がある。
また、ブレ−ドの感光体への当接方法としては、ブレ−
ドを感光体に対して垂直に構成したものから、回転方向
に対して順方向のものと逆方向のものが考えられるが、
クリ−ニング精度の見地から逆方向のタイプが好ましい
とされている。このようにクリ−ニング精度を向上させ
る構成は、同時に感光体とブレ−ドとの当接圧を上げ、
両者間に生じる摩擦力を上昇させる方向となる。その結
果、感光体の削れ量が増加し、感度が低下し、画像カブ
リが発生したり、ブレ−ドの当接圧により感光体に傷が
入りクリ−ニング不良などの問題が生じる。上記のよう
な感光体の削れを減少するためには感光体の摩擦係数を
低くすることが効果的であることが知られている。

【０００４】従来、感光体の摩擦係数を低くする手段と
しては感光体の表面層に潤滑剤を添加する方法が提案さ
れている。具体的には、特開昭５２−１１７１３４号公
報、同５３−１０７８４１号公報、同５４−２６７４０
号公報、同５４−２７４３４号公報、同５４−８６３４
０号公報、同５４−１４３１４２号公報、同５４−１４
３１４８号公報、同５６−９３４５号公報、同５６−１
２６８３８号公報、同５７−１４８４５号公報、同５７
−７４７４８号公報、同５７−３５８６３号公報、同５
７−７６５５３号公報、同５８−４４４４４号公報、同
５８−７０２２９号公報、同５８−１０２９４９号公
報、同５８−１６３９５８号公報、同５９−１９７０４
２号公報、同６２−２７２２８１号公報、同６３−３０
８５０号公報、同６３−５６６５８号公報、同６３−５
８３５２号公報、同６３−５８４５０号公報、同６３−
６１２５５号公報、同６３−６１２５６号公報、同６３
−６５４４９号公報、同６３−６５４５０号公報、同６
３−６５４５１号公報、同６３−７３２６７号公報、同
６３−２２１３５５号公報、同６３−２４９１５２号公
報、同６３−３１１３５６号公報などで提案されるもの
である。潤滑剤としてはポリテトラフルオロエチレンな
どのフッ素含有樹脂が好適である。

【０００５】潤滑剤はアクリル樹脂、ポリカ−ボネ−
ト、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリ
ウレタンなどのバインダ−樹脂に分散した後に感光体の
表面に塗布、成膜される。これらの方法で形成される表
面層を付与した電子写真感光体の欠点としては、感光体
表面に求められる滑り性を満足させる必要性から多量の
潤滑剤を分散させると、ポリテトラフルオロエチレンの
安定な分散液が得られずポリテトラフルオロエチレン粒
子の凝集などにより粒子の局在化や感光体表面や内部の
欠陥を引き起こし、また、潤滑剤に含まれる不純物や潤
滑剤を構成する物質特性により電子写真特性を低下させ
る。それとは逆に、潤滑剤の添加量を減少させると分散
液中でポリテトラフルオロエチレン粒子の沈降や凝集が
発生し、生産工程での濾過材の目詰まり、感光体表面の
粗さが低下し、部分的な放電破壊や過剰帯電により画質
が低下する。また、摩擦抵抗の上昇からブレ−ドによる
感光体傷、滑り性、耐摩耗特性を損なうことになる。

【０００６】このように、感光体の最も表層にポリテト
ラフルオロエチレン粒子を均一に、微細に、しかも、安
定して分散させ耐摩耗性、耐傷性、滑り性そして電子写
真特性の各要素を優れた性能で成立させることが困難で
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は表面滑
り性、耐摩耗性、電子写真特性の各々を高い次元で満足
し、繰り返し使用後も高品位な画像を保つ電子写真感光
体を提供すること、また該電子写真感光体を備えた電子
写真装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は導電性支持体上
に感光層を有する電子写真感光体において、該感光体の
表面層がポリテトラフルオロエチレン及び下記式（１）
で示される構造を有する樹脂を含有することを特徴とす
る電子写真感光体から構成される。式（１）

【化２】 式中、ｍ及びｎは重合比を示し、９５≧ｍ≧５、５≦ｎ
≦９５の範囲である。

【０００９】本発明の電子写真感光体は、電荷発生材料
を含む電荷発生層と電荷輸送材料を含む電荷輸送層を積
層した積層感光体、電荷発生材料と電荷輸送材料が単一
層に含まれる単層感光体、また、これら積層及び単層感
光体上に更に表面層に保護層を設ける感光体において、
その最表面層にポリテトラフルオロエチレンと前記式
（１）で示される構造を有する樹脂を含有する電子写真
感光体として適用される。

【００１０】本発明の電子写真感光体の層構成におい
て、支持体としては鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜
鉛、鉛、スズ、チタン、ニッケルなどの金属や合金ある
いはこれら金属の酸化物、カ−ボン、導電性ポリマ−成
型品などが用いられる。また、紙、プラスチック、セラ
ミックなどの非導電材料に導電性塗料、蒸着などの導電
処理を施して用いることもできる。形状は円筒状、円柱
状などのドラム形状やシ−ト状、ベルト状のものがあ
る。

【００１１】支持体と感光層の間に更に導電層を設けた
り、感光層と支持体または導電層との密着性や電気特性
を改善する目的で中間層を設けることもできる。中間層
はカゼイン、ポリビニルアルコ−ル、ニトロセルロ−
ス、ポリビニルブチラ−ル、ポリエステル、ポリウレタ
ン、ゼラチン、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６
６、ナイロン６１０、共重合ナイロン、アルコキシメチ
ル化ナイロン）、参加アルミニウムなどを用いて形成で
きる。膜厚は０．１〜１０μｍ、好ましくは０．３〜
３．０μｍである。

【００１２】電荷発生材料としては、フタロシアニン顔
料、多環キノン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、
モノアゾ顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、チオイン
ジゴ顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩染料、ス
クワリウム染料、シアニン染料、ピリリウム染料、チア
ピリリウム染料、キサンテン染料、トリフェニルメタン
染料、スチリル染料、セレン、セレン−テルル合金、ア
モルファスシリコン、硫化カドミウムなどが挙げられ
る。顔料、染料系の電荷発生材料はバインダ−樹脂中に
分散して塗料として用いられるのが一般的であり、バイ
ンダ−樹脂としてはポリビニルブチラ−ル、ポリビニル
ベンザ−ル、ポリアリレ−ト、ポリカ−ボネ−ト、ポリ
エステル、ポリウレタン、フェノキシ樹脂、アクリル樹
脂、セルロ−ス系樹脂などが好ましい。

【００１３】電荷輸送材料としては、ピレン化合物、Ｎ
−アルキルカルバゾ−ル化合物、ヒドラゾン化合物、
Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン
化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニルメタ
ン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチル
ベン化合物、ポリニトロ化合物、ポリシアノ化合物など
が挙げられる。これらの電荷輸送材料はバインダ−樹脂
中に溶解させた塗料として用いられる。

【００１４】本発明における樹脂１は単体で用いても、
あるいは他のバインダ−樹脂と混合して用いてもよく、
混合されるバインダ−樹脂としてはポリカ−ボネ−ト、
ポリエステル、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリアミ
ド、ポリアリレ−ト、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ブチラ−ル、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリロ
ニトリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノ−ル樹脂、エポ
キシ樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられ、これらの樹
脂を１種類あるいは複数種類混合して用いてもよい。

【００１５】また、本発明は前記本発明の電子写真感光
体を備えた電子写真装置から構成される。

【００１６】

【００１７】次に、本発明の電子写真感光体を備えた電
子写真装置並びにファクシミリについて説明する。図１
に本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の概略
構成を示した。図において、１は本発明の電子写真感光
体であり軸１ａを中心に矢印方向に所定の周速度で回転
駆動される。該感光体１はその回転過程で帯電手段２に
よりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受
け、次いで露光部３にて不図示の像露光手段により光像
露光Ｌ（スリット露光・レ−ザ−ビ−ム走査露光など）
を受ける。これにより感光体周面に露光像に対応した静
電潜像が順次形成されていく。その静電潜像は、次いで
現像手段４でトナ−現像され、そのトナ−現像像が転写
手段５により不図示の給紙部から感光体１と転写手段５
との間に感光体１の回転と同期取りされて給送された転
写材Ｐの面に順次転写されていく。像転写を受けた転写
材Ｐは感光体面から分離されて像定着手段８へ導入され
て像定着を受けて複写物（コピ−）として機外へプリン
トアウトされる。像転写後の感光体１の表面はクリ−ニ
ング手段６にて転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化
され、前露光手段７により除電処理がされて繰り返して
像形成に使用される。感光体１の均一帯電手段２として
はコロナ帯電装置が一般に広く使用されている。また、
転写装置５もコロナ転写手段が一般に広く使用されてい
る。電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、ク
リ−ニング手段などの構成要素のうち、複数のものを装
置ユニットとして一体に結合して構成し、このユニット
を装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。例え
ば、感光体１とクリ−ニング手段６とを一体化してひと
つの装置ユニットとし、装置本体のレ−ルなどの案内手
段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。このとき、上
記の装置ユニットのほうに帯電手段および／または現像
手段を伴って構成してもよい。また、光像露光Ｌは、電
子写真装置を複写機やプリンタ−として使用する場合に
は、原稿からの反射光や透過光を用いる、あるいは、原
稿を読み取り信号化に従って、この信号によりレ−ザ−
ビ−ムの走査、発光ダイオ−ドアレイの駆動、または液
晶シャッタ−アレイの駆動などを行うことにより行われ
る。また、ファクシミリのプリンタ−として使用する場
合には、光像露光Ｌは受信デ−タをプリントするための
露光になる。

【００１８】図２は、この場合の１例をブロック図で示
したものである。コントロ−ラ１０は画像読取部９とプ
リンタ−１８を制御する。コントロ−ラ１０の全体はＣ
ＰＵ１６により制御されている。画像読取部からの読取
りデ−タは、送信回路１２を通して相手局に送信され
る。相手局から受けたデ−タは受信回路１１を通してプ
リンタ−１８に送られる。画像メモリには所定の画像デ
−タが記憶される。プリンタコントロ−ラ１７はプリン
タ−１８を制御している。１３は電話である。回線１４
から受信された画像（回線を介して接続されたリモ−ト
端末からの画像情報）は、受信回路１１で復調された
後、ＣＰＵ１６は画像情報の信号処理を行い順次画像メ
モリ１５に格納される。そして、少なくとも１ペ−ジの
画像がメモリ１５に格納されると、そのペ−ジの画像記
憶を行う。ＣＰＵ１６は、メモリ１５より１ペ−ジの画
像情報を読み出しプリンタコントロ−ラ１７に信号かさ
れた１ペ−ジの画像情報を送出する。プリンタコントロ
−ラ１７は、ＣＰＵ１６からの１ペ−ジの画像情報を受
け取るとそのペ−ジの画像情報記録を行うべく、プリン
タ−１８を制御する。なお、ＣＰＵ１６は、プリンタ−
１８による記録中に、次のペ−ジの受信を行っている。
以上のように、画像の受信と記録が行われる。

【００１９】

【実施例】

実験例１ 分子量４０，０００の下記構造の樹脂３５部（重量部、
以下同様）、

【化３】 ポリテトラフルオロエチレン（商品名ルブロンＬ−２、
ダイキン工業（株）製）３０部、クシ型フッ素系グラフ
トポリマ−（商品名アロンＧＦ−３００、東亜合成化学
工業（株）製）１．２部、モノクロルベンゼン３００部
からなる溶液中にノニオン系パ−フルオロアルキル基を
有しエチレンオキシドを付加したフッ素系界面活性剤
（商品名ＤＳ−４０６、ダイキン工業（株）製）０．０
０５部を１．２φガラスビ−ズと共に加え、サンドミル
装置で分散した。

【００２０】実験例２ 実験例１において用いた分子量４０，０００の特定構造
の樹脂において、分子量を２０，０００の特定構造の樹
脂に代えた他は、実験例１と同様にして分散液を調製し
た。

【００２１】比較実験例１ 実験例１において用いた分子量４０，０００の特定構造
の樹脂に代えて分子量４０，０００のビスフェノ−ルＺ
型ポリカ−ボネ−トを用いた他は、実験例１と同様にし
て分散液を調製した。

【００２２】比較実験例２ 実験例１において用いた分子量４０，０００の特定構造
の樹脂に代えて分子量２０，０００のビスフェノ−ルＡ
型ポリカ−ボネ−トを用いた他は、実験例１と同様にし
て分散液を調製した。

【００２３】実験例１、２、比較実験例１、２の分散液
中のポリテトラフルオロエチレン粒子の分散状態を堀場
製作所製流度分布計ＣＡＰＡ−５００を用いて測定した
結果を表１に示す。

【表１】

【００２４】実施例１ ポリアミド（商品名ＣＭ−８０００、東レ（株）製）１
０部、メタノ−ル１００部及びブタノ−ル８０部を混合
溶解した後、溶解液を外径８０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、
長さ３６３ｍｍのアルミニウムシリンダ−上に浸漬塗布
し、乾燥後膜厚１．０μｍの中間層を形成した。

【００２５】次に、下記トリスアゾ顔料１０部、

【化４】 ポリビニルブチラ−ル（商品名エスレックＢＸ−Ｓ、積
水化学（株）製）５部及びシクロヘキサノン６００部を
ガラスビ−ズを用いたサンドミル装置で分散し、電荷発
生層用塗料を調製した。この塗料を前記中間層上に通常
のスプレ−塗布により塗布し、乾燥後付着量１５０ｍｇ
／ｍ^２ の電荷発生層を形成した。

【００２６】次に、下記スチルベン化合物１０部、

【化５】 ポリカ−ボネ−ト（ビスフェノ−ルＺ型、商品名ユ−ピ
ロンＺ２００、三菱瓦斯化学（株）製）１０部をモノク
ロルベンゼン５０部、ジクロロメタン２０部に溶解し
て、電荷輸送層用塗料を調製した。この塗料を前記電荷
発生層上に浸漬塗布し、乾燥後膜厚２０μｍの電荷輸送
層を形成した。

【００２７】次に、実験例２で調製した分散液と前記ス
チルベン化合物３５部をモノクロルベンゼン１，０００
部に溶解させ、バインダ−樹脂塗料を調製し、１０日間
静置保存した後、通常のスプレ−塗布で前記電荷輸送層
上に塗布し、乾燥後の膜厚５μｍの保護層を形成した。
作成した電子写真感光体を感光体１とする。

【００２８】比較例１ 実施例１において用いた実験例２で調製した分散液に代
えて比較実験例１で調製したポリテトラフルオロエチレ
ン分散液を用いた他は、実施例１と同様にして電子写真
感光体を作成した。比較感光体１とする。

【００２９】感光体１及び比較感光体１について、キヤ
ノン（株）製デジタルカラ−コピ−機（商品名ＣＬＣ−
１）を用いて感光体特性を評価した。連続カラ−コピ−
１万枚後の感光体削れ量は、感光体１が１．５μｍに対
し、比較感光体１では保護層が全て摩耗しただけではな
く、電荷輸送層も６μｍ削れ、感度不足によってカブリ
の多い画像品質となった。

【００３０】実施例２ 実施例１で用いた電荷発生材料のトリスアゾ顔料に代え
て下記ジスアゾ顔料１０部を用いて、実施例１と同様に
して電荷発生層まで形成した。

【化６】

【００３１】次に、実験例１で用いたポリテトラフルオ
ロエチレン粒子１０部を実験例２で用いた分子量２０，
０００の樹脂１０部とモノクロルベンゼン１００部とか
らなる溶液に加え、実験例１で用いたクシ型フッ素系グ
ラフトポリマ−０．４部、実験例１で用いたノニオン系
パ−フルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤
０．００５部と共にボ−ルミル装置で分散し、得られた
分散液と前記スチルベン化合物４５部、前記樹脂３５部
をモノクロルベンゼン１，５００部に溶解してバインダ
−樹脂塗料を調製した。１０日間静置保存した後に通常
の浸漬塗布で前記電荷発生層上に塗布し、乾燥後の膜厚
２５μｍの電荷輸送層を形成した。作成した電子写真感
光体を感光体２とする。

【００３２】比較例２ 分子量２０，０００の樹脂に代えて分子量２０，０００
のビスフェノ−ルＺ型ポリカ−ボネ−トを用いた他は、
実施例２と同様にして電子写真感光体を作成し、比較感
光体２とする。

【００３３】感光体２及び比較感光体２について、キヤ
ノン（株）製普通紙複写機（商品名ＮＰ−３８２５）を
用いて５万枚の耐久を行った。その結果、感光体２では
５万枚耐久後の削れ量が４．５μｍであったが、比較感
光体２では削れ量が１２．０μｍであった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、電子写真特
性を満足した上で、ポリテトラフルオロエチレン粒子の
均一で微細な分散性が得られ、表面滑り性や耐摩耗性に
関し著しい改善がなされ、高耐久な画像特性を有すると
いう顕著な効果を奏する。この効果は、該電子写真感光
体を備えた電子写真装置においても同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体を備えた電子写真装置
の概略構成図である。

【図２】電子写真装置をプリンタ−として使用したファ
クシミリのブロック図である。

【符号の説明】 １ ドラム型感光体（本発明の電子写真感光体） ２ コロナ帯電装置 ３ 露光部 ４ 現像手段 ５ 転写手段 ６ クリ−ニング手段 ７ 前露光手段 ８ 像定着手段 Ｌ 光像露光 Ｐ 像転写を受けた転写材 ９ 画像読取部 １０ コントロ−ラ− １１ 受信回路 １２ 送信回路 １３ 電話 １４ 回線 １５ 画像メモリ １６ ＣＰＵ １７ プリンタコントロ−ラ １８ プリンタ−

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 孝夫 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 (56)参考文献 特開 平４−179961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−270768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−311356（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189551（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−188456（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134428（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
   真感光体において、該感光体の表面層が、ポリテトラフ
   ルオロエチレン及び下記式（１）で示される構造を有す
   る樹脂を含有することを特徴とする電子写真感光体。式
   （１） 【化１】 式中、ｍ及びｎは重合比を示し、９５≧ｍ≧５、５≦ｎ
   ≦９５の範囲である。
2. 【請求項２】 前記表面層が更にクシ型フッ素系グラフ
   トポリマーを含有する請求項１記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記感光層が電荷発生層及び電荷輸送層
   を有し、表面層が電荷輸送層である請求項１記載の電子
   写真感光体。
4. 【請求項４】 前記表面層が感光層上の保護層である請
   求項１記載の電子写真感光体。
5. 【請求項５】 請求項１記載の電子写真感光体を備えた
   ことを特徴とする電子写真装置。