JP3233527B2 - 感光体帯電方法および画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法のような画
像形成方法における、静電荷保持体表面への帯電方法、
特に繰り返し使用される感光体の帯電方法および画像形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、ついで該
潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて
紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力な
どにより転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る
ものである。また転写材上に転写されずに感光体上に残
ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より
除去される。

【０００３】このような電子写真法での帯電手段として
は、いわゆるコロトロンあるいはスコロトロンと呼ばれ
るコロナ放電を利用した手段が用いられていたが、コロ
ナ放電特に負コロナを生成する際に多量のオゾンを発生
することから、電子写真装置にオゾン捕獲のためのフィ
ルタを具備する必要性があり、装置の大型化、またはラ
ンニングコストがアップするなどの問題点があった。こ
のような問題点を解決するための技術として、ローラー
またはブレードなどの帯電部材を感光体表面に接触させ
ることにより（本発明では以後直接帯電と呼ぶ）、その
接触部分近傍に狭い空間を形成し所謂パッシェンの法則
で解釈できるような放電を形成することによりオゾン発
生を極力抑さえた帯電方法が開発され、例えば、特開昭
５７−１７８２５７、特開昭５６−１０４３５１、特開
昭５８−４０５６６、特開昭５８−１３９１５６、特開
昭５８−１５０９７５で公知技術となっている。

【０００４】コロナ放電よりも直接帯電の方がオゾン発
生量が少ない理由としては、その放電領域の違いによる
感光体表面の帯電機構が異なるためと考えられる。コロ
ナ放電では、放電領域で空気分子が電離してイオンとし
て感光体表面の帯電をつかさどると考えられるのに対し
て、直接帯電では、その放電領域において電子の増倍作
用により多数の電子が感光体表面に到達することにより
帯電される。

【０００５】従来、コロナ帯電方法によって引き起こさ
れていた画像上の問題点は、たとえば、窒素酸化物等の
付着により表面抵抗が低くなることで生じる所謂画像流
れ、ならびに電子写真装置が停止中帯電器内に残存する
イオンが原因となる感光体のメモリ現象等であった。直
接帯電においては、すでに述べたコロナ帯電方法での問
題点とは別の解決すべき問題点があることがわかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】多数の電子が直接感光
体表面に到達するため表面層が物理的および化学的に劣
化されるため、直接帯電法で用いる感光体の寿命は、コ
ロナ帯電の場合に比べて著しく短命化している。つまり
感光層が繰り返し使用の間に大いに摩耗してしまうこと
による。短命化を改良しようと摩耗量を単純に抑さえる
と、感光体表面層の劣化物の影響による画像欠陥を生じ
てしまうというジレンマがあり、双方を満足する電子写
真プロセスと直接帯電法に適した電子写真用感光体を用
いた画像形成方法が望まれている。

【０００７】直接帯電法では、感光体表面の摩耗の絶対
値が多いが、その以外にも、円筒状の感光体を電子写真
装置に用いた場合、感光体のある場所が特異的に削れる
という現象がコロナ帯電方式よりも顕著に起こるために
実質の感光体寿命はさらに短くなっているという現象が
ある。このような所謂ムラ削れがおこると画像の一様性
を失うことになるためこの解決手段が望まれている。

【０００８】本発明の目的は、直接帯電法の感光体の短
命化を解決しつつ、画像欠陥を改良するのに適した帯電
方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体の短命
化を解決しつつ、画像欠陥を改良するのに適した帯電シ
ークエンスを利用し、このシーケンスの特性を最大限に
いかす感光体の構成を画像形成方法として提供するもの
である。

【００１０】直接帯電法では、感光体表面のダメージが
コロナ帯電法よりも厳しく感光体摩耗量が多いため、本
発明者は先ずそのメカニズムを詳細に検討した。その結
果以下のことが明らかとなった。

【００１１】 直接帯電により、感光体表面が化学的
な変化を起こしている。

【００１２】 感光体摩耗は二つの因子による。ひと
つは、化学的に劣化した表面において分子鎖切断が起こ
っており、摺擦部材、例えばクリーニングブレードによ
って剥ぎ取られ易くなっていること。帯電それ自体によ
り表面層の気化が起こっている。

【００１３】図１に実際観測された表面層分子量低下の
結果をゲルパーミエーションクロマトグラフで示した。

【００１４】 帯電電流と感光体摩耗の関係は、電流
量の小さい領域では、本検討では、図２に示したように
近似的に電流量の平方根に比例する結果が得られた。 帯電時間と感光体摩耗の関係は、図３に示すように
ほぼ比例関係にあることがわかった。

【００１５】以上の結果、および耐久画像および帯電条
件を鋭意検討の結果、本発明を完成するに至った。

【００１６】すなわち本発明は、この検討結果より、感
光体が交換可能な電子写真装置において、感光体が交換
可能な電子写真装置において、感光体が接触あるいは非
接触の帯電部材との微小空間における放電を直接に感光
体表面に受容し該感光体表面が帯電される工程を持ち、
帯電電圧を保ちつつ帯電電流を検知するか又は帯電電流
を保ちつつ帯電電圧を検知する機能を持ち、各々画像部
帯電電流Ｉｇ増加したときに又は画像部帯電電圧Ｖｇが
増加したときに、非画像部帯電電流Ｉｎおよび（また
は）非画像部帯電時間Ｔｎを減少させるように制御する
ことを特徴とする感光体帯電方法である。

【００１７】また本発明の好ましい態様において、感光
体が接触あるいは非接触の帯電部材との微小空間におけ
る放電を直接に感光体表面に受容し、該感光体表面が帯
電される工程を持ち、以下の関係式 １＜（Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ） ／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ）≦（Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０ ・・・ （１） （ここで、Ｉｇは、画像部帯電電流、Ｔｇは、画像部帯
電時間、Ｉｎは、非画像部帯電電流、Ｔｎは、非画像部
帯電時間、Ｄ０は、交換を要する感光体の感光層膜厚、
Ｄ１は、交換して電子写真に組み込まれる感光体の感光
層膜厚である）を満たす条件で感光体の帯電が行われ
る。

【００１８】さらに本発明によれば、少なくとも感光体
を帯電する工程、これを露光し潜像を形成する工程、こ
の潜像を現像する工程、および感光体表面を物理的ある
いは、静電気的にクリーニングする工程を含み、感光体
を繰り返し使用する電子写真装置の感光体を帯電する工
程に於て、該感光体が少なくとも電荷発生層、電荷輸送
層の順に積層した機能分離型感光体であり、かつ前記の
感光体帯電方法が適用されることを特徴とする画像形成
方法が提供される。

【００１９】上記帯電方法が、感光体の摩耗に対する要
求を充分満足し、かつ画像欠陥を充分防止できる基本的
条件であることを見出した。

【００２０】感光体帯電電流は、感光体の帯電に寄与す
る電流成分を意味し、直流電流に場合は帯電部材より感
光体に流れ込む電流量がすなわち帯電電流量である。一
方、交流を重畳した直流電流を用いる場合には、直流成
分については、そのまま帯電電流量とできる。しかし、
交流電流については、帯電部材および感光体が、コンデ
ンサと解釈され、その交流電流量がコンデンサを流れる
電流量と実際の帯電に寄与する放電電流量の和で交流電
流量が測定されることを意味している。後に説明するよ
うに、本発明における帯電電流量は、交流を重畳した場
合には、直流成分と交流の帯電に寄与する放電電流量成
分の和であらわす。交流を重畳することの利点として
は、帯電前露光が不要であり、また感光体表面の静電気
的履歴の消去、帯電安定性があげられ、電子写真装置の
コンパクト化、コストダウンにつながるが、短所として
は、感光体摩耗が直流のみの場合に比べ多いことであ
る。

【００２１】上記式のパラメータを詳細に説明すると、
Ｉｇは画像部帯電電流であり、その意味するところは、
例えば、複写機および円筒形の感光体所謂感光ドラムを
用いた場合に、複写すべき画像または潜像が感光ドラム
上に形成されるが、この形成されるべき潜像を提供する
ために予め感光ドラムを帯電させておかねばならない。
この形成されるべき潜像を提供するために、予め感光ド
ラムを帯電しておく領域を帯電する際の電流値をＩｇす
なわち画像部帯電電流とし、その領域を帯電するために
必要な時間をＴｇすなわち画像部帯電時間とする。

【００２２】またＩｎ、Ｔｎの意味するところは、感光
ドラムを繰り返し使用する際に、その表面層を帯電、露
光潜像形成、現像、転写に適するように静電気的および
物理的に清掃する必要性があることから、実際の画像形
成部分以外にも帯電および露光などのために準備されて
いるシークエンス上での帯電電流および帯電時間であ
る。感光体表面層削れを単に減じるという立場では、Ｉ
ｎまたはＴｎが零であれば良いことになる。しかし感光
体を繰り返して使用する場合、１度使用した感光体表面
を次の使用に供する場合、前回の使用履歴が機械的およ
び電気的に残存しているし、また感光体とそれ以外の接
触部材との摩擦帯電等により感光体表面上に望ましくな
い履歴がある。これらの望ましくない履歴を除くため
に、ＩｎまたはＴｎを常に零とすることはできない場合
が多い。この意味から、画像部前の非画像部での帯電は
少なくとも感光体１周期であることが望ましい。

【００２３】また直流のみを帯電電流として用いる場合
と交流成分を重畳した場合のちがいとしては、その帯電
一様性は交流成分を重畳したほうが得られ易いという特
徴を有している。しかしながら、その交流成分の帯電電
流は、帯電一様性に寄与する反面その放電電流が感光体
表面にダメージを与えるため、交流成分を重畳すると、
感光体摩耗が促進するという反面をもっている。つま
り、本発明の望ましい形態の一つとして、画像部分の帯
電は、交流を重畳し、非画像部分は、直流のみで帯電を
行うという方法があげられる。また本発明の望ましい形
態として、（Ｉｇ ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ）／（Ｉ
ｇ^1/2 ×Ｔｇ）が２以下であることがあげられる。

【００２４】本発明における方法の定義は、電子写真装
置にて使用頻度の高い転写材を念頭においており、Ａ
３、Ａ４、ＬＴＲ、１１Ｘ１７の転写紙サイズについて
一枚の複写あるいはプリントを行うときの電子写真装置
の始動から停止までの帯電シーケンスを意図している。
また複数枚の連続コピーまたはプリント時にも本発明の
範囲にはいっていることが望ましい。

【００２５】Ｄ０は、使い込んできた感光体が、感光層
で削れにより充分な帯電電位をもたなくなったり、ある
いは帯電はするが露光により電位が充分落ちきらなくな
る等の理由から、交換して新しい感光体と入れ替えなけ
ればならない状態のときの感光層膜厚を示している。ど
の程度の削れで感光体寿命がきたという判断の方法とし
ては、上記のような現象が起こるか、または上市された
電子写真装置の感光体寿命については、仕様にある感光
体収率の目安を参考に、２２〜２７℃、４０〜６０％Ｒ
Ｈの環境下で、Ａ４またはＬＴＲサイズ紙を感光体収率
だけ複写あるいはプリントして、感光層削れ量を測定
し、それをＤ０とすればよい。用いるオリジナル画像
は、印字比率が３〜５％の文字を主とした画像を選択す
る。

【００２６】導電性基体上に電荷発生層、電荷輸送層の
順に積層したような感光体の場合、通常は、電荷発生層
は電荷輸送層に比べて、無視できるほどの厚みであり、
また電荷輸送層の厚みは、この場合は、Ｄ１に相当する
が、通常５〜５０μｍ程度であり、その内でも、１０〜
３０μｍ程度のものが良く用いられている。また使い込
んだことで交換を要するに至った感光体は、その膜厚が
概ね１／２〜２／３程度削れたところで上記の様な問題
が起こり、実用に供さなくなる例が多い。

【００２７】また直接帯電メカニズムから、感光体を繰
り返し使用していくと、徐々にその表面層が削れていく
ため、その表面電位を一定の電位に帯電させるために
は、より多くの帯電電位を必要とするため削れていくに
従いより多くの帯電電流を必要となり、使い込んでいく
に従いますます感光体摩耗量が増えていく。そこで、感
光体の新しい状態からその寿命の切れるまで必要以上の
感光体摩耗量を抑さえるために、感光体が交換可能な電
子写真装置において、感光体が接触あるいは非接触の帯
電部材との微小空間における放電を直接に感光体表面に
受容し該感光体表面が帯電される工程を持ち、帯電電圧
を保ちつつ帯電電流を検知するか、または帯電電流を保
ちつつ帯電電圧を検知する機能を持ち、各々画像部帯電
電流をＩｇ増加したとき、または画像部帯電電圧Ｖｇが
増加したときに、非画像部帯電電流Ｉｎまたは非画像部
帯電時間Ｔｎを減少させるように制御された感光体帯電
方法を提案する。この帯電シーケンスにより、電子写真
装置中に具備された感光体を適正寿命で使用することが
可能になる。

【００２８】このような制御の作用効果を説明する。詳
細は発明の実施例で述べるので、ここでは概略を説明す
る。図４に電子写真装置をＩｇ、Ｉｎ、Ｔｇ、Ｔｎにな
んらの制御も加えず感光体寿命まで使用した場合の感光
体帯電電流量および感光層膜厚の推移と制御を加えたと
きの推移を示した。制御を加えたほうが複写枚数に対し
削れ量が少なく、この場合にはどこの区間をとってもほ
ぼ等しい削れ量に制御されていることがわかる。また本
発明者らが詳細に検討したところによると、感光体が新
しいつまり感光層が余り削れていないうちは、先に述べ
たように感光体を繰り返して使用する場合一度使用した
感光体表面を次の使用に供する場合、前回の使用履歴が
機械的および電気的に残存しているし、また感光体とそ
れ以外の接触部材との摩擦帯電等により感光体表面上に
望ましくない履歴が残るが、感光体を使用していき感光
層膜厚が薄くなっていくと接触部材との摩擦帯電等によ
り感光体表面上に望ましくない履歴つまり電荷が残りは
するが感光層が薄くなっていることから感光層表面の電
位に対しては余り影響を与えず、ＩｎまたはＴｎを零と
することができる場合があることが判明した。発明の実
施例に詳しく説明するが、感光層削れを使用にともない
徐々に減ずることのできるプロセスが可能となる。

【００２９】感光体摩耗量が、帯電電流量に依存するこ
とから、何らかの理由でその一部分の摩耗が激しかった
とすると、その部分の膜厚が薄くなる。その膜厚の薄い
部分により多くの電流が流れ込むことになり、薄い部分
がますます薄くなるという現象が現われる。この現象
は、主として感光ドラムの場合はその回転周期で現われ
ることが多く、その原因としては、円筒状の導電性基体
の真円度あるいは、感光ドラム駆動系の偏心等も関係す
るがひとつの要素として感光ドラム表面の帯電される頻
度もある程度関係することが本発明者の検討でわかっ
た。駆動系その物は、ギア等を用いる場合、素数の組み
合わせにしてランダムになるようにしてあるが、先に述
べたように薄い部分がますます薄くなるという加速度的
現象のために影響が出るものと考えられる。感光体帯電
を、実質的に感光体周期にて行うことに特徴を有する感
光体帯電方法にて改善が見られることを本発明者らは見
いだした。ここで感光体周期は一周期に対し±５％程度
のずれが生じても実質的に感光体周期である。

【００３０】また本発明で用いられる感光体としては、
導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層の順
に積層したような感光体が比較的好ましく用いられる
が、その理由として、さきにも述べたように直接帯電法
により、感光体表面層が直に放電を受容するためこれが
原因となって摩耗を誘発するのであるが、このような積
層タイプの感光体は、表面層膜厚が他のタイプの感光体
よりも厚くとれるため、本発明の画像形成法ではこの感
光体が好ましい。

【００３１】以下、本発明に使用される部材を構成、材
質あるいは製造方法を例示する。

【００３２】帯電部材については、感光体表面に当接さ
せて、当接部分の近傍での放電利用するが、その形態と
しては、弾性ローラー、弾性ブレード、あるいは、ブラ
シ等が用いられる。材質としては、例えば、ローラーの
場合は、例えば特開平１−２１１７９９号公報などに開
示があるが、導電性基体として、鉄、銅、ステンレス等
の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは、金属酸化物
分散樹脂などが用いられその形状としては、棒状、板状
等が使用できる。例えば、弾性ローラーの構成として
は、導電性基体上に弾性層、導電層、抵抗層を設けたも
のが用いられ、ローラー弾性層としては、クロロプレン
ゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴ
ム、エポキシゴム、ブチルゴムなどのゴムまたはスポン
ジや、スチレン−ブタジエンサーモプラスチックエラス
トマー、ポリウレタン系サーモプラスチックエラストマ
ー、ポリエステル系サーモプラスチックエラストマー、
エチレン−酢ビサーモプラスチックエラストマー等のサ
ーモプラスチックエラストマーなどで形成することがで
き、導電層としては、体積抵抗率を１０⁷Ω−ｃｍ以
下、望ましくは、１０⁶Ω−ｃｍ以下である。例えば、
金属蒸着膜、導電性粒子分散樹脂、導電性樹脂等が用い
られ、具体例としては、アルミニウム、インジウム、ニ
ッケル、銅、鉄等の蒸着膜、導電性粒子分散樹脂の例と
しては、カーボン、アルミニウム、ニッケル、酸化チタ
ンなどの導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸ビ
ニル−塩化ビニル共重合体ポリメタクリル酸メチル等の
樹脂中に分散したものなどが挙げられる。

【００３３】導電性樹脂としては、４級アンモニウム塩
含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポ
リビニルピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンイ
ミンなどが挙げられる。抵抗層は、例えば、体積抵抗率
が１０⁶〜１０¹²Ω−ｃｍの層であり、半導性樹脂、導
電性粒子分散絶縁樹脂等を用いることができる。半導性
樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、
メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロ
ン、共重合ナイロン、ポリビニルヒドリン、カゼイン等
の樹脂が用いられる。導電性粒子分散樹脂の例として
は、カーボン、アルミニウム、酸化インジウム、酸化チ
タンなどの導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸
ビニル−塩化ビニル共重合体ポリメタクリル酸メチル等
の絶縁性樹脂中に少量分散したものなどが挙げられる。

【００３４】また本発明で用いられる感光体としては、
導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層の順
に積層したような感光体が比較的好ましく用いられる
が、その理由として、さきにも述べたように直接帯電法
により、感光体表面層が直に放電を受容するためこれが
原因となって摩耗を誘発するのであるが、このような積
層タイプの感光体は、表面層膜厚が他のタイプの感光体
よりも厚くとれるため、本発明の画像形成方法ではこの
感光体が好ましい。本発明に使用できる感光体の例とし
ては、導電性基体としては、アルミニウム・ステンレス
等の金属、アルミニウム合金・酸化インジウム−酸化錫
合金等による被膜層を有するプラスチック、導電性粒子
を含侵させた紙・プラスチック、導電性ポリマーを有す
るプラスチック等の円筒状シリンダーおよびフィルムが
用いられる。

【００３５】これら導電性基体上には、感光層の接着性
向上・塗工性改良・基体の保護・基体上に欠陥の被覆・
基体からの電荷注入性改良・感光層の電気的破壊に対す
る保護等を目的として下引き層を設けても良い。下引き
層は、ポリビニルアルコール・ポリ−Ｎ−ビニルイミダ
ゾール・ポリエチレンオキシド・エチルセルロース・メ
チルセルロース・ニトロセルロース・エチレン−アクリ
ル酸コポリマー・ポリビニルブチラール・フェノール樹
脂・カゼイン・ポリアミド・共重合ナイロン・ニカワ・
ゼラチン・ポリウレタン・酸化アルミニウム等の材料に
よって形成される。その膜厚は通常０．１〜１０μｍ、
好ましくは０．１〜３μｍ程度である。電荷発生層は、
アゾ系顔料・フタロシアニン系顔料・イソジゴ系顔料・
ペリレン系顔料・多環キノン系顔料・スクワリリウム色
素・ピリリウム塩類・チオピリリウム塩類・トリフェニ
ルメタン系色素、セレン・非晶質シリコン等の無機物質
などの電荷発生物質を適当な結着剤に分散し塗工するあ
るいは蒸着等により形成される。結着剤としては、広範
囲な結着性樹脂から選択でき、例えば、ポリカーボネー
ト樹脂・ポリエステル樹脂・ポリビニルブチラール樹脂
・ポリスチレン樹脂・アクリル樹脂・メタクリル樹脂・
フェノール樹脂・シリコン樹脂・エポキシ樹脂・酢酸ビ
ニル樹脂等が挙げられる。電荷発生層中に含有される結
着剤の量は８０重量％以下、好ましくは０〜４０重量％
に選ぶ。また電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、特には
０．０５〜２μｍが好ましい。

【００３６】電荷輸送層は、電界の存在下で電荷発生層
から電荷キャリアを受け取り、これを輸送する機能を有
している。電荷輸送層は電荷輸送物質を必要に応じて結
着樹脂と共に溶剤中に溶解し、塗工することによって形
成され、その膜厚は一般的には５〜５０μｍである。電
荷輸送物質としては、主鎖または側鎖にビフェニレン・
アントラセン・ピレン・フェナントレンなどの構造有す
る多環芳香族化合物、インドール・カルバゾール・オキ
サジアゾール・ピラゾリンなどの含窒素環式化合物、ヒ
ドラゾン化合物、スチリル化合物、セレン・セレン−テ
ルル・非晶質シリコン・硫化カドニウム等が挙げられ
る。

【００３７】またこれら電荷輸送物質を分散させる結着
樹脂としては、ポリカーボネート樹脂・ポリエステル樹
脂・ポリアリレート樹脂・ポリメタクリル酸エステル・
ポリスチレン樹脂・アクリル樹脂・ポリアミド樹脂等の
樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール・ポリビニルアン
トラセン等の有機光導電性ポリマー等が挙げられる。こ
れらのうちでは、ポリカーボネート樹脂・ポリエステル
樹脂・ポリアリレート樹脂・ポリアミド樹脂が本発明に
好適に用いられる。

【００３８】

【実施例】以下に、本発明の製造例および実施例を、比
較例と比較して詳細に説明する。 （感光体製造例１）導電性支持体として、６０φ×３６
０ｍｍのアルミシリンダーを用意し、酸化アンチモン１
０重量％を含有する酸化錫を酸化チタンに対して、７５
重量％になるように被覆した導電性粉体１００質量部を
レゾール系フェノール樹脂１００質量部およびメタノー
ル３０質量部、メタルセロソルブ１００質量部よりなる
溶液に加え、ボールミルにて分散し塗料とした。この塗
料を前記支持体上に浸漬塗布し１４０℃で３０分間加熱
硬化させ、２０μｍの導電性下引き層を設けた。このう
えにポリアミド樹脂（６−６６−６１０−１２ ４元ナ
イロン共重合体）１部および８−ナイロン樹脂（メトキ
シメチル化６ナイロン、メトキシメチル化率３０％）３
部をメタノール５０質量部、ブタノール４０質量部から
なる溶剤に溶解させた塗液を浸漬法で塗布し７０℃、１
０分間乾燥後０．５μｍの下引き層を設けた。

【００３９】次にビスアゾ顔料を１０質量部、ポリビニ
ルブチラール樹脂５質量部およびシクロヘキサノン１０
０質量部を１φのガラスビーズを用いたサンドミル装置
で２０時間分散した。この分散液にテトラヒドロフラン
を適宜（５０〜１００質量部）加えて下引き層に塗布
し、１００℃、５分間の乾燥をして０．１２μｍの電荷
発生層を形成した。

【００４０】次に４フッ化エチレン樹脂粉体、分散剤と
してフッ素系アクリルオリゴマー、電荷輸送剤として、
ヒドラゾン化合物結着バインダーとしてビスフェノール
Ｚ型ポリカーボネート樹脂を用意した。先ず、ポリカー
ボネート樹脂２０質量部、ヒドラゾン化合物２０質量
部、およびフッ素系アクリルオリゴマー０．６質量部を
モノクロルベンゼン溶液に溶解し、次いで、この溶液に
４フッ化エチレン樹脂粉体（比誘電率２．０）６質量部
を加えステンレス製ボールミルで４０時間分散し、ジク
ロルメタンを２０質量部加え電荷輸送層塗布液を調整し
た。この液を前記電荷発生層上に塗布し１２０℃、６０
分熱風乾燥し２５μｍの電荷輸送層を形成した。この感
光体の感光層は、電荷輸送層が無視できるほど薄いの
で、２５μｍとする。

【００４１】（感光体製造例２）実施例１で電荷輸送層
塗布液を調整するときにテトラフルオロエチレンを１０
質量部、フッ素系アクリルオリゴマーを１．０質量部を
加えたことを除き同様に感光体を製造した。このときの
感光層膜厚は、２５μｍであった。

【００４２】（トナーの製造例１） スチレンアクリル樹脂 １００質量部 磁性体 ８０質量部 ニグロシン染料 ２質量部 低分子量ポリプロピレン ３質量部 上記材料を乾式混合した後に、１４０℃に設定した２軸
混練押出機にて混練した。得られた混練物を冷却し、気
流式粉砕機により微粉砕した後に風力分級して粒度分布
の調整されたトナー組成物を得た。このトナー組成物
に、表面層がポジ化処理されたコロイダルシリカ（ＢＥ
Ｔ３００ｍ²／ｇ）１．０Ｗｔ％を外添して、重量平均
粒径７．６μｍ（５μｍ以下の粒子の含有率：４１個数
％）のトナーを作成した。

【００４３】（トナーの製造例２） スチレンアクリル樹脂 １００質量部 磁性体 ８０質量部 モノアゾ染料クロム錯体 ２質量部 低分子量ポリプロピレン ３質量部 上記材料を乾式混合した後に、１４０℃に設定した２軸
混練押出機にて混練した。得られた混練物を冷却し、気
流式粉砕機により微粉砕した後に風力分級して粒度分布
の調整されたトナー組成物を得た。このトナー組成物
に、疎水性コロイダルシリカ（ＢＥＴ３００ｍ²／ｇ）
１．０Ｗｔ％を外添して、重量平均粒径７．６μｍ（５
μｍ以下の粒子の含有率：４１個数％）のトナーを作成
した。

【００４４】（実施例１）キヤノン社製ＮＰ６０３０機
を、プロセススピードを２６７ｍｍ／ｓｅｃとし一分当
りＡ４を横送りで４０枚複写できるように改造したもの
を用いた。帯電部材は、ローラーであり、感光体の回転
に従動して回転する。帯電シークエンス用にプログラム
可能な任意波形発生装置と高圧増幅器を用意し、帯電電
流は高圧増幅器とＮＰ６０３０改造機の感光体帯電部材
間の結線に１０ＫΩの抵抗を組み込みその両端電圧をモ
ニタすることにより測定した。感光体の帯電は、帯電部
材への直流電圧を印加し必要に応じてその印加電圧は任
意波形発生装置のプログラムにより変更した。

【００４５】つまり、感光層が摩耗に従う感光体表面電
位の変動を補償するためである。感光体帯電方法と各パ
ラメータの初期数値をプログラムし、感光体は（感光体
の製造例１）を用い、トナーは、（トナーの製造例１）
を用いた。感光体の電荷輸送層の膜厚は、すなわちＤ１
を２５μｍに調整した。感光体の感光層膜厚は、周方向
に８点、長手方向に８点計６４点の平均をもって膜厚と
する。初期膜厚、寿命時の膜厚差を６４点各々の差を採
り、その膜厚差の最大、最小の差をもってムラ削れΔＤ
とする。この時、初期膜厚、寿命時の膜厚測定は同じ場
所を測定し、同じ場所の差をとることは言うまでもな
い。

【００４６】図５に感光体帯電方法と各パラメータの初
期数値を示した。この条件をもって、Ａ４横送りの一枚
間欠で耐久試験を行った。１千枚おきに感光体電位を測
定し、帯電電位を初期設定の±２０Ｖの範囲に収まるよ
うに印加電圧を制御した。環境は、２４℃で、湿度が５
５％ＲＨであり、用いたオリジナルは、４％の印字比率
をもつ文字チャートを使用したところ、９万枚にて白地
部に当たる電位がとれなくなり所謂地かぶりのためにド
ラム寿命がきたと判断した。それまでは、特に問題とな
る感光体摩耗による画像欠陥は起こらず満足のいく結果
であった。この時の、電荷輸送層の膜厚はすなわちＤ０
は１０．６μｍであった。

【００４７】前記の関係式（１）についての算出を行
う。非画像部の帯電プロセスに複数の条件があるとき
は、その各々についての積を求めその和をとればよい。

【００４８】この初期条件の場合、各パラメータの値
は、 Ｉｇ ＝７１μＡ、 Ｔｇ ＝０．７９ｓｅｃ Ｉｎ１＝４４μＡ、 Ｔｎ１＝０．７０ｓｅｃ Ｉｎ２＝４４μＡ、 Ｔｎ２＝０．３５ｓｅｃ であり、暗部電位として−６５０Ｖ、非画像部電位とし
て−４００Ｖを帯電させている。ここで、Ｉｎ１、Ｔｎ
１は、画像部帯電前の帯電であり、Ｉｎ２、Ｔｎ２は、
画像部帯電後の帯電を示している。

【００４９】非画像部の帯電工程を２箇所もっているの
で、各々の和をとって Ｉｎ^1/2 × Ｔｎ ＝Ｉｎ１^1/2 ×Ｔｎ１＋Ｉｎ２^1/2
×Ｔｎ２ と計算する。

【００５０】すなわち （Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ）／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔ
ｇ）＝２．０ を得る。

【００５１】すなわち （Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０＝３．４ である。

【００５２】表１に耐久試験中の結果を一括して掲げ
る。ここで、算出値１は、 （Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ）／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔ
ｇ） であり、算出値２は、（Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０である。

【００５３】表１の様に、算出値１は、９００００枚目
の算出値２より小さい値をとる。

【００５４】（実施例２）帯電シークエンスを表２の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００５５】（比較例１）帯電シークエンスを表２の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００５６】（比較例２）帯電シークエンスを表２の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００５７】（比較例３）帯電シークエンスを表２の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００５８】実施例１、２、比較例１〜３をまとめて説
明すると、表２には、各パラメータおよび初期および感
光体寿命時の算出値１、２を記載している。寿命時の算
出値に対して、常に算出値１が小となるような帯電シー
クエンスを設定したのが実施例１、２であり、それを越
えるような設定となっている比較例１、２については、
寿命がやく半分であり実施例に対し著しく劣っている。
比較例３については、初期画像でハーフトーンに帯電ム
ラ画像が生じたので、試験を打ち切った。これは、複写
機の前回転時の履歴を拾ったためである。

【００５９】（実施例３）実施例１と同じ初期設定に
て、耐久試験を行った。ただし、一万枚毎に、算出値１
の分子部分 （Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ） を一定に保つように、Ｉｎを変化させていくという制御
を行った。

【００６０】その結果を表３に示す。このような制御の
効果として、単位枚数あたり削れ量が実施例１よりも１
０％程度減らせることができ、また削れ量も初期から寿
命の１１００００枚までほぼ一定で推移した。

【００６１】（実施例４）実施例１と同様の構成で、Ｔ
ｎ２を０．９６ｓｅｃに設定し、画像部、非画像部の帯
電時間の和を感光体周期の６周期だけ帯電することとし
た。

【００６２】そのときの耐久試験結果を表４に示す。実
施例１に比して削れ量は、若干増えたもののムラ削れを
減少により、感光体の感光層膜厚が実施例１に比較し
て、薄い領域まで感光体が使用可能となることがわか
る。

【００６３】（実施例５）実施例１と同様の構成で、Ｔ
ｎ２を０．９６ｓｅｃに設定し、画像部、非画像部の帯
電時間の和を感光体周期の６周期だけ帯電することと
し、一千枚毎に、算出値１の分子部分 （Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ） が減少していくように、Ｉｎを変化させていくという制
御を行った。このように、実施例１よりもムラ削れ量を
減少させることができる。

【００６４】（実施例６）キヤノン社製ＮＰ６０３０機
を、プロセススピードを２６７ｍｍ／ｓｅｃとし一分当
りＡ４を横送りで４０枚複写できるように改造し、更に
現像、転写バイアスを反転し、かつ、帯電露光装置を除
き、ネガ性トナー（トナーの製造例２）を反転現像する
よう改造した。帯電シークエンス用にプログラム可能な
任意波形発生装置と高圧増幅器を用意し、帯電電流は高
圧増幅器とＮＰ６０３０改造機の感光体帯電部材間の結
線に１０ＫΩの抵抗を組み込みその両端電圧をモニタす
ることにより測定した。

【００６５】感光体の帯電は、帯電部材への１．４ＫＨ
ｚ、２０００Ｖｐｐの正弦波交流成分を重畳した直流電
圧を印加し必要に応じてその印加電圧は任意波形発生装
置のプログラムにより変更した。感光体帯電方法と各パ
ラメータの初期数値をプログラムし、感光体は（感光体
の製造例２）を用い、トナーは、（トナーの製造例２）
を用いた。感光体の電荷輸送層の膜厚は、すなわちＤ１
を２５μｍに調整した。感光体の感光層膜厚は、周方向
に８点、長手方向に８点計６４点の平均をもって膜厚と
する。初期膜厚、寿命時の膜厚差を６４点各々の差を採
り、その膜厚差の最大、最小の差をもってムラ削れΔＤ
とする。この時、初期膜厚、寿命時の膜厚測定は同じ場
所を測定し、同じ場所の差をとることは言うまでもな
い。

【００６６】図６に、感光体帯電方法と各パラメータの
初期数値を示した。交流成分の帯電電流の測定方法は、
交流成分のピーク間電圧を変化させ、このときに観測さ
れる交流実効電流値をプロットし、図７に示したよう
に、直線からずれる部分が、交流成分の放電電流即ち交
流成分の帯電電流である。この条件をもって、Ａ４横送
りの一枚間欠で耐久試験を行った。

【００６７】１千枚おきに感光体電位を測定し、帯電電
位を初期設定の±２０Ｖの範囲に収まるように印加電圧
を制御した。環境は、２４℃で、湿度が５５％ＲＨであ
り、用いたオリジナルは、４％の印字比率（黒の背景に
対し、白抜きの文字部）をもつ文字チャートを使用し
た。４万枚にて黒地部に当たる電位がとれなくなり濃度
ダウンのためにドラム寿命がきたと判断した。それまで
は、特に問題となる削れに起因する画像欠陥は起こらず
満足のいく結果であった。この時の、電荷輸送層の膜厚
はすなわちＤ０は９．９μｍであった。

【００６８】前記の関係式（１）の関係式についての算
出を行う。非画像部の帯電プロセスに複数の条件がある
ときは、その各々についての積を求めその和をとればよ
い。この初期条件の場合、各パラメータの値は、 Ｉｇ ＝Ｉｇ（直流成分）＋Ｉｇ（交流成分） ＝７１μＡ＋１８０μＡ ＝２５１μＡ Ｔｇ ＝０．７９ｓｅｃ Ｉｎ１＝Ｉｎ１（直流成分）＋Ｉｎ１（交流成分） ＝４４μＡ＋１８０μＡ ＝２２４μＡ Ｔｎ１＝０．７０ｓｅｃ Ｉｇ ＝Ｉｇ（直流成分）＋Ｉｇ（交流成分） ＝７１μＡ＋１８０μＡ ＝２５１μＡ Ｔｇ ＝０．７９ｓｅｃ Ｉｎ２＝Ｉｎ２（直流成分）＋Ｉｎ２（交流成分） ＝４４μＡ＋１８０μＡ ＝２２４μＡ Ｔｎ２＝０．３５ｓｅｃ であり、暗部電位として−６５０Ｖ、非画像部電位とし
て−４００Ｖを帯電させている。ここで、Ｉｎ１、Ｔｎ
１は、画像部帯電前の帯電であり、Ｉｎ２、Ｔｎ２は、
画像部帯電後の帯電を示している。

【００６９】非画像部の帯電工程を２箇所もっているの
で、各々の和をとって Ｉｎ^1/2 × Ｔｎ ＝Ｉｎ１^1/2 ×Ｔｎ１＋Ｉｎ２^1/2
×Ｔｎ２ と計算する。

【００７０】すなわち （Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ）／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔ
ｇ）＝２．３ を得る。

【００７１】すなわち （Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０＝３．５ である。

【００７２】表６に耐久試験中の結果を一括して掲げ
る。ここで、算出値１は、（Ｉｇ^1/2×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2
×Ｔｎ）／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ）であり、算出値２は、
（Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０である。

【００７３】表１のように、算出値１は、４００００枚
目の算出値２より小さい値をとる。（実施例７）非画像
部帯電を直流成分のみにし帯電シークエンスを表７の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００７４】（実施例８）非画像部帯電を直流成分のみ
にし帯電シークエンスを表７の様に変えた以外は、実施
例１と同様な試験を行った。

【００７５】（比較例４）帯電シークエンスを表７の様
に変えた以外は、実施例１と同様な試験を行った。

【００７６】以上の結果から明らかなように、本発明の
感光体帯電方法によれば、従来の方法と比較して、感光
体の摩耗および画像欠陥の防止について顕著な効果が得
られる。

【００７７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、画像部帯電電流、画像部帯電時間、非画像部帯電電
流、非画像部帯電時間、交換を要する感光体の感光層膜
厚、および交換して電子写真に組み込まれる感光体の感
光層膜厚の各パラメータが所定の関係を満足するように
制御することにより、感光体の摩耗に対する要求を充分
満足し、かつ画像欠陥を充分防止することが可能とな
る。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】

【表３】

【００８１】

【表４】

【００８２】

【表５】

【００８３】

【表６】

【００８４】

【表７】

【図面の簡単な説明】

【図１】実際観測された表面層分子量低下の結果を示す
ゲルパーミエーションクロマトグラフ。

【図２】帯電電流と感光体表面削れ量との関係を示すグ
ラフ。

【図３】帯電時間と感光体との関係を示すグラフ。

【図４】電子写真装置をＩｇ、Ｉｎ、Ｔｇ、Ｔｎになん
らの制御も加えず感光体寿命まで使用した場合の感光体
帯電電流量および感光層膜厚の推移と制御を加えたとき
の推移を示すグラフ。

【図５】実施例１における感光体帯電方法と各パラメー
タの初期数値を示すグラフ。

【図６】実施例６における感光体帯電方法と各パラメー
タの初期数値を示すグラフ。

【図７】交流成分のピーク間電圧を変化させたときに観
測される交流実効電流値をプロットしたグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−307315（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92752（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209932（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−261512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−155368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体が交換可能な電子写真装置におい
   て、感光体が接触あるいは非接触の帯電部材との微小空
   間における放電を直接に感光体表面に受容し該感光体表
   面が帯電される工程を持ち、帯電電圧を保ちつつ帯電電
   流を検知するか又は帯電電流を保ちつつ帯電電圧を検知
   する機能を持ち、各々画像部帯電電流Ｉｇが増加したと
   きに又は画像部帯電電圧Ｖｇが増加したときに、非画像
   部帯電電流Ｉｎおよび（または）非画像部帯電時間Ｔｎ
   を減少させるように制御することを特徴とする感光体帯
   電方法。
2. 【請求項２】 少なくとも感光体を帯電する工程および
   感光体表面を物理的あるいは、静電気的にクリーニング
   する工程を含み、感光体を繰り返し使用する電子写真装
   置の感光体を帯電する工程に於て、該帯電を、実質的に
   感光体周期にで行うことを特徴とする請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】 感光体が交換可能な電子写真装置におい
   て、感光体が接触あるいは非接触の帯電部材との微小空
   間における放電を直接に感光体表面に受容し該感光体表
   面が帯電される工程を持ち、以下の関係式 １＜（Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ＋Ｉｎ^1/2 ×Ｔｎ） ／（Ｉｇ^1/2 ×Ｔｇ）≦（Ｄ０＋Ｄ１）／Ｄ０ ・・・ （１） （ここで、Ｉｇは、画像部帯電電流、Ｔｇは、画像部帯
   電時間、Ｉｎは、非画像部帯電電流、Ｔｎは、非画像部
   帯電時間、Ｄ０は、交換を要する感光体の感光層膜厚、
   Ｄ１は、交換して電子写真に組み込まれる感光体の感光
   層膜厚）を満たす感光体帯電方法。
4. 【請求項４】 少なくとも感光体を帯電する工程および
   感光体表面を物理的あるいは静電気的にクリーニングす
   る工程を含み、感光体を繰り返し使用する電子写真装置
   の感光体を帯電する工程に於て、該帯電を、実質的に感
   光体周期にて行うことを特徴とする請求項３に記載の方
   法。
5. 【請求項５】 少なくとも感光体を帯電する工程および
   感光体表面を物理的あるいは、静電気的にクリーニング
   する工程を含み、感光体を繰り返し使用する電子写真装
   置の感光体を帯電する工程に於て、該帯電を、実質的に
   感光体周期にて行つことを特徴とする請求項３に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 少なくとも感光体を帯電する工程、これ
   を露光し潜像を形成する工程、この潜像を現像する工
   程、および感光体表面を物理的あるいは、静電気的にク
   リーニングする工程を含み、感光体を繰り返し使用する
   電子写真装置の感光体を帯電する工程に於て、該感光体
   が少なくとも電荷発生層、電荷輸送層の順に積層した機
   能分離型感光体であり、かつ請求項１〜５のいずれか１
   項に記載の請求の感光体帯電方法が適用されることを特
   徴とする画像形成方法。